JPS5938242B2 - アクリルアミド系重合体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粘着性を改良した水溶性アクリルアミド系重合
体の製造法、特に水溶性アクリルアミド系重合体の含水
ゲルを粉砕可能な状態迄に乾燥する過程における該重合
体ゲルの付着性を改善し効率良く乾燥を行なうことので
きるアクリルアミド系重合体を製造する方法に関するも
のである。

アクリルアミド重合体、アクリルアミド重合体の部分加
水分解物、あるいはアクリルアミドを含む陽イオン性、
陰イオン性、あるいは非イオン性の共重合体など（以下
アクリルアミド系重合体と総称する）の水溶性重合体は
、紙力増強剤、抄紙用粘剤、あるいは水処理用凝集剤と
して近年その需要がいちじるしく増大している。アクリ
ルアミド系重合体の重合方法には、水溶液重合法、逆相
懸濁重合法、沈澱重合法など各種の方法が知られている
が、経済的でしかも容易に高分子量重合体が得られるこ
とから水溶液重合法が最も広く用いられている。

そして水溶液重合法においては、重合工程あるいは乾燥
工程における経済性を考えると、重合時の出発単量体濃
度を高くすることが望ましい。しかし、次第に濃度を上
げて行くと、重合体は高粘弾性体ゲルとなり、流体とし
ての取扱いが困難となつてくる。

そのためこのような高粘弾性体ゲルを粗砕したのち、回
転円筒式乾燥機あるいはベルト式乾燥機などで乾燥し、
然る後に乾燥粒子を粉砕することにより取扱いが容易で
水に溶解し易い粉末状重合体を製造する方法が考えられ
る。しかし、この方法をとる場合に問題になることは、
取扱う重合体ゲルの粘着性のために他物質への付着性お
よび重合体ゲル相互間の付着性がいちじるしく大なるこ
とが乾燥操作の上で大きな障害となることである。この
ような問題点を解決するために、本発明者らは、特開昭
４９−１３５２５３号に示すように高粘弾性体ゲルを多
孔板を介して押出すと共にゲルが多孔板を通過する前又
は後に切断作用を受けることによつて相互に付着したゲ
ル小塊を作り、この集積体を剪断力印加条件下に熱風乾
燥を行なう方法を発明した。

この方法によれば、ある程度その目的を達成することが
出来、陰イオン性あるいは非イオン性重合体の含水ゲル
は比較的良好に処理が行ない得るようになつた。しかし
陽イオン性重合体の含水ゲルは一般にその粘着性は陰イ
オン性あるいは非イオン性重合体に比べていちじるしく
大きいので、前記の方法によつても重合体ゲル相互間の
付着性がいちじるしく、良好な乾燥操作が困難であつた
。本発明者らは、陽イオン性アクリルアミド共重合体ゲ
ルの粘着性を軽減し、前記特開昭４９１３５２５３号に
示される方式を可能にすべく鋭意研究を行なつた結果、
アクリルアミド系重合体の製造に際し、ポリエチレング
リコールを添加剤として重合時に添加することにより水
溶性アクリルアミド系重合体ゲルの粘着性をいちじるし
く軽減し、相互付着性の殆んどない状態での解砕および
乾燥操作が可能になることを見出した。

更に本発明者らは、陰イオン性あるいは非イオン性アク
リルアミド（共）重合体の製造にこの技術の適用を試み
たところ、従来の（共）重合体ゲルに比べ更に粘着性が
軽減し、解砕および乾燥の操作性が更に向上し、それ迄
見られた乾燥機内部における一部の（共）重合体の粘着
による団粒化などが殆んど解消することを認めた。本発
明は上記知見に基づくものであつて、水溶性のアクリル
アミド重合体または共重合体を含水ゲル状で取得するに
際し、ポリエチレングリコールの存在下で高濃度の単量
体を水溶液重合に付すことを特徴とする粘着性を改良し
た水溶性アクリルアミド系重合体の製造法である。

本発明の対象となるアクリルアミド系重合体ゲルは流動
性が殆んどなく、ある程度のかたさを持つ必要がある。

重合時の出発単量体濃度が低過ぎると重合体ゲルが軟か
くなり、含水ゲルの処理は困難となる。例えば平均分子
量約８００万のアクリルアミド重合体の場合は出発単量
体濃度の下限は１８％（重量）程度である。本発明の対
象となるアクリルアミド系重合体としては、ポリアクリ
ルアミド、ポリアクリルアミド部分加水分解物、あるい
はアクリルアミドと他のビニル単量体との水溶性共重合
体などである。

アクリルアミドとの共重合単量体として使用され得る単
量体としては、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジ
メチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエ
チルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレー
ト、ジメチルアミノヒドロキシプロピルアクリレート、
ジメチルアミノヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ
メチルアミノエチルアクリルアミド等の陽イオン性ビニ
ル単量体、前記陽イオン性ピニル単量体をアルキル・・
ラード、ジアルキル硫酸などの四級化剤で第四級アンモ
ニウム塩にした陽イオン性ビニル単量体、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、メチルアクリレート、エチ
ルアクリレート、メタクリルアミドなどの非イオン性単
量体、アクリル酸、メタクリル酸あるいはそれらの塩な
どの陰イオン性単量体などがある。本発明で使用される
添加剤であるポリエチレングリコールの平均分子量は３
０，０〜１００００００１望ましくは１０００〜２００
００が適している。

平均分子量３００〜１０００程度の比較的低分子量のポ
リエチレングリコールを添加した場合、無添加の場合に
比べある程度の改良効果を示すが、平均分子量１０００
〜２００００のものを添加した場合に最もいちじるしい
効果を発揮するので好ましい。一方、平均分子量約１０
０００００の超高分子量のポリエチレングリコール（ポ
リエチレンオキサイド）の使用を試みた結果、粘着性軽
減の効果は平均分子量１０００以下の低分子量ポリエチ
レングリコールと同程度であるが、欠点として超高分子
量重合体を重合前に単量体溶液に溶解させるために単量
体溶液の粘度が増し、重合操作上望ましくない。本発明
におけるポリエチレングリコールの添加量としては、単
量体溶液に０．０５〜１０％、望ましくは０．１〜５％
添加するのがよい。

陰イオン性重合体、非イオン性重合体、あるいは陽イオ
ン性単量体の共重合比が２０重量％程度以下の弱陽イオ
ン性共重合体に対しては、比較的低いポリエチレングリ
コールの添加量、すなわち単量体溶液に対し０．２％以
下でも充分にその効果を発揮する。

一方陽イオン性単量体の共重合比が高い中〜強陽イオン
性共重合体では、ポリエチレングリコールの低添加量で
はまだ工程上問題になる程度の粘着性が残るが、単量体
溶液に対し０．５〜５％添加することにより良好な解砕
、乾燥操作の行える迄に粘着性が軽減する。それ故、本
発明においてポリエチレングリコールの添加量はアクリ
ルアミド系重合体ゲルの組成によつて適当な添加量を定
めるのが妥当である。

重合により得られた含水ゲルは乾燥し、粉砕して粉末状
重合体を得る。以上述べたように、本発明は陽イオン性
、非イオン性、あるいは陰イオン性のアクリルアミド（
共）重合体、あるいはポリアクリルアミド部分加水分解
物等を含む広範囲のアクリルアミド系重合体ゲルの乾燥
工程における操作性を改善するために極めて有効な方法
である。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれにより制
限されるものではない。

実施例 １ アクリルアミド１７．５ｋｇ、ジメチルアミノエチルメ
タクリレート０．９２ｋｇ、９６％硫酸３００７、平均
分子量６２５０のポリエチレングリコール１６０７を容
量１００１のステンレス内面の重合容器中で脱イオン水
に均一に溶かして８０１＜ｇの単量体溶液とした。

この溶液を窒素パージにより充分に脱酸素を行なつた後
、２８℃で重合開始剤として２・２′−アゾビス−２−
アミジノプロパンハイドロクロライド８．０ｙを加え、
断熱状態で重合を行なつた。重合は１８０分で完結し、
重合体の温度は重合熱により最高９５℃迄到達した。重
合終了後、重合容器の上部鏡板をはずして容器本体を１
８０重転倒させ重合体をすつぽりとり出したが、この場
合重合体ゲルの重合容器への粘着性は問題にならない程
であつた。この重合体ゲルを乾燥時に１バツチ４０ｋｇ
の割合で先端に孔径３．２ｍ１の多孔板を有する内部カ
ツタ一付押出解砕機に通し得られた紐状ゲル集積体を直
径４７０ｍｍ、巾５６０ｍｍの回転円筒型熱風乾燥機に
供給して乾燥を行なつた。

乾燥条件は乾燥ドラム回転数４．５ＲＰＭ、熱風入口速
度０．６ｍ／秒、熱風温度６０℃、乾燥時間３００分と
した。乾燥の過程において解砕重合体は直径数Ｍ７７！
の粒子群としてほぐれており、乾燥ドラム中を良好に流
動しながら乾燥され、最終的には非常に取扱い＊２やす
いアラレ状の乾燥ペレツトが得られた。この乾燥ペレツ
トを粉砕機により粉砕し、粉末状重合体とした。この粉
末状重合体は水に可溶であり、１％濃度に溶解した水溶
液をＢ型粘度計で腐２０ータ一６ＲＰＭの条件で測定し
たところ粘度は４８００ｃ．ｐ．であり、粉末中の水分
は７．９％であつた。比較例 １ 実施例１の単量体溶液組成のうち、ポリエチレングリコ
ールのみを除いた単量体溶液を実施例１と同一の条件に
て重合した。

このようにして得られた重合体ゲルは実施例１のものに
比べ粘着性が高く、ベトついて非常に取扱い難い状態で
あつた。

このゲルを解砕後、実施例１と同一条件で乾燥機にかけ
たところ 解砕ゲルの付着性がいちじるしいため、解砕
ゲルの大部分が相互付着により固結したり、乾燥機ドラ
ムの内面に付着したりして良好な乾燥ペレツトは得られ
ず、また乾燥機内に付着している重合体を取出すのに多
くの労力を要するなど操作上の不都合も大であつた。

実施例 ２ １．５１の実験用重合容器を使用し、第１表に示すよう
な組成の単量体溶液（各１０００７）を窒素パージによ
り充分に脱酸素を行なつた後、３０℃で２・２′−アゾ
ビス−２−アミジノプロパンハイドロクロライド０．１
７を加え、断熱状態で重合を行なつた。

得られた重合体ゲルを孔径４ｍｍの多孔板と内部カツタ
一を有する小型の押出解砕機で解砕し、それを棚型熱風
乾燥機内の合成樹脂製ネツトの上に広げて６０℃で１５
時間乾燥し、解砕から乾燥に至るまでの過程におけるゲ
ルの相互付着性を評価した。

実施例 ３ 実施例２と同様な重合容器で第２表に示すような単量体
溶液組成および重合条件で断熱重合を行なつた。

それらの重合ゲルを実施例２と同様に解砕、乾燥を行な
いゲルの相互付着性を評価し、第２表のような結果を得
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水溶性のアクリルアミド重合体または共重合体を含
   水ゲル状で取得するに際し、ポリエチレングリコールの
   存在下で高濃度の単量体を水溶液重合に付すことを特徴
   とする粘着性を改良した水溶性アクリルアミド系重合体
   の製造法。