JPS5984902A - 遠心薄膜重合装置 - Google Patents

遠心薄膜重合装置

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JPS5984902A
JPS5984902A JP19438082A JP19438082A JPS5984902A JP S5984902 A JPS5984902 A JP S5984902A JP 19438082 A JP19438082 A JP 19438082A JP 19438082 A JP19438082 A JP 19438082A JP S5984902 A JPS5984902 A JP S5984902A
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JP
Japan
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polymerization
polymer
thin film
monomer
vessel
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JP19438082A
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English (en)
Inventor
Shusaku Tsukamoto
塚本 修策
Takao Saito
孝夫 斉藤
Tadashi Nishiyama
西山 正
Akira Yada
明 矢田
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DKS Co Ltd
Original Assignee
Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、遠心薄膜重合装置に関し、いわゆる低濃度と
云われる通常10%(重量)近傍の濃度から高濃度すな
わち20%(重量)以上のモノマー濃度に至る広範囲の
濃度における重合体の製造に適用できるものである。
−・般に、アクリルアミドを含むモノマー溶液にて重合
を行う場合、重合反応時に約20にcal、/molも
の重合熱が放出されるが、重合反応の進行に伴い、重合
液の粘度の増加によっ、て重合体内に発生する重合熱の
除去は重合体の濃度に比例して、除去が困難となる。
モノマー濃度が10%(重量)近辺のいわゆる低濃度の
領域では比較的粘度が低いため、重合液の撹拌がFif
能であり、混合翼を持つ汎用の回分式の重合釜に冷却ジ
ャケラl−を設けることで、重合熱の除去は可能となる
が、しかし、極限粘度20近辺の重合体を目的とする重
合のり合、モノマ−7農度が15%(重M)以」−では
、その高い粘度のために攪拌混合が困難となり、汎用の
前記回分式の重合釜では重合熱の除去が満足に行い得な
くなる。
重合熱の除去が不完全なる時、多くの場合、品質の熱劣
化が生ずる。しかし、重合の効率化と重合体から重合媒
体の乾燥除去エネルギーの低減の点からは51iましく
はモノマー濃度は技術的に可能な限り、高い方を採用す
るのが、経済的に有利であるが、モノマー濃度に比例し
て増大する重合熱の除去の困難性より、重合体は過度に
H温し品質の熱劣化の防止が困難どなる。
これらの困難性を克服し、モノマー濃度の高い領賊にお
いても、高い粘度の重合体製造にも重合体の除熱を容易
にif能ならしめ、高い品質を保持することを1」的と
して、本発明者等は鋭意研究の結果、金属性の回転可能
な容器に必要な遠心力を得るに要する回転を与え、その
回転しつつある金属性の容器にモノマー溶液を供給しな
がら、遠心薄膜重合により、重合熱を除去し易い遠心薄
膜重合装置を見い出したものである。
即ち、収納ケース」二部に七ツマー溶液供給管を改番ノ
だジャケットを有する収納ケ・−ス内に、回転容器を設
置し7、回転容器外面に温水または冷却水を散布するノ
ズルを収納ケース内面に備え、遠心薄膜重合により、回
転容器内面に形成した薄膜円筒状重合体を細断するため
の昇降可能な細断機を配設したことを特徴とする遠心薄
膜重合装置を提供するに至ったものである。
本発明遠心薄膜重合装置により、重合液は容易に完全に
均一な重合体の厚みを持つ回転容器の内壁」―で円筒薄
膜状となる。
重合体の厚みは、回転容器の形状寸法と供給するモノマ
ー溶液の液量を調節することで任意に設定できる。そし
て、重合体の厚みは予め得ている除去熱量と重合体の厚
みとモノマー濃度の濃度の相関関係から、モノマー濃度
を考慮して決定されるが、本発明の重合装置においては
、得られる重合体の厚さを2mm〜2onlIllに保
持するようにモノマー溶液を定量的に供給することが好
ましい。
モノマー溶液としては、アクリルアミド、メタクリルア
ミド、アクリロニ1−リル、メタクリルロニ1−リル、
またはアクリル酸、メタクリル酸、およびアクリル酸あ
るいはメタクリル酸の塩およびエステル、例えばアクリ
ル酸あるいはメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル
等のアルキルエステル類、ヒドロキシルエチル、ヒ1〜
口キシブ口ピル等のヒドロキシアルキルエステル類、ジ
メチルアミノエチル、ジエチルアミノエチルエステル類
、トリメチルアンモニウムクロリド、トリエチルアンモ
ニウムクロリド等のエステル類およびアクリル酸あるい
はメタクリル酸のすトリウム塩、カリウム塩、アンモニ
ウム塩等から選ばれる1種または複数種の単量体からな
るモノマー溶液を用いることができ、それらのモノマー
水溶液濃度は10%〜80%(重量)に調整して用いる
ことができる。
次に、過硫酸塩、単独もしくは過硫酸塩を酸化剤とする
各種還元剤の組合せからなる酸化還元系など1例えばア
ゾビスーイソブチロニ1ヘリルまたは過硫酸塩ビサルフ
ァイ1−型のレドックス触媒等から一般に構成される公
知の重合開始剤の使用によ〜り必要なモノマー溶液の窒
素置換操作の後、約40℃近辺に昇温した後、モノマー
溶液供給管(4)を通して、前記の予め内部を窒素ガス
口(11)から窒素で置換されている気密性の遠心薄膜
形成に、必要な回転数で回転しつつある回転容器(1)
に供給し、通常10分〜30分程度で重合は開始する。
重合の開始と共に発生する重合熱は、ノズル(3)から
回転容器(])の外面へ連続的に散布される冷却水によ
って瞬時にしかも乱流によって生ずる大きな熱伝達係数
によって効率良く除去される。回転容器(1)のタド面
に連続的に散布される冷却水は、回転体の遠心力のため
に、瞬時にジャケラ1−(6)伺属の収納ケース(2)
内面に飛散し、排水ノズ/L/(9)から排出され、重
合熱を奪う。重合後、流動性を有する重合体の場合では
、容器の回転を止めることによって、回転容器内壁」二
から、はがれて重合体の排出穴(8)を経由して、重力
によって重合中は閉鎖されている開栓(7)を開くこと
によって、容易に排出される。一方、重合後、流動性を
失ったゴム状様の重合体の場合では、前記と異なり容器
の回転を止めることのみで取出すことは不可能である。
。 そこで、本発明においては、昇降可能な狛転するノコギ
リ状の構造を持つ細断機(5)または昇降可能な固定式
のナイフ状の構造を持つ細断機を40rn/分・〜12
0rn/分の周速で回転しつつある回転容器(1)の内
面に薄1模円筒状に(−1,17している重合体(10
)に接触せしめ、重合体を1 cmから2 cmの代表
直径の鱗片状またはフレーク状に細断し、細断後の重合
体を重合体の排出穴(8)を通じ、重合中は閉じている
開栓(7)を開けることによって、問題なく全量排出す
ることがiJ能となる。
なお、重合開始において、要すれはジャケット・ノズル
に蒸気・温水などを通して加温し、また重合により発生
する重合熱の除去にはジャケラ!−・ノズルに冷却水を
通して冷却する。
本発明重合装置において、重合液の薄膜形成のために回
転容器に与えるべき遠心カG値は、2000〜100O
Gであり、電力消費等の経済的および重合体が分離しな
い点において200G〜500Gがより好ましい。
従来、提案されている代表的な高分子の重合装置の−っ
に金属面を介して冷却水を下部から散布することで重合
熱の除去を行い、金属面上を水平に移動せしめつつ重合
せしめることを特徴とする、いわゆる冷却ベル1へがあ
るが(特開昭49−9917’8号公報明細書等)、こ
れらと比較して本発明遠心薄膜重合装置は次のような利
点を有する。
(1)遠心効果により、完全な液膜の均一化が可能であ
り、重合体の厚みの調節も極めて容易であり、必要なら
ば、例えば、2 cmを越える数センチの厚さにするこ
ともできる。
冷却ベルトでは、そのベル1〜の機械的構造のため、2
 onを越える重合体の厚みの自由な調節はより困難と
なる。
(2)流動性のある重合体の重合反応および排出は後述
する理由で、冷却ベル1−では困難であるが、なお流動
性を有する重合体を目的とする場合、例えば低濃度の重
合の場合、また極限粘度が極めて小さい重合体の重合の
場合においても、本発明遠心薄膜重合装置では、流動性
のない重合体を目的とする場合と同様に、重合反応と重
合体の排出が共に可能である。
冷却ベル1−では、流動性を持つ重合体の場合には、重
合部分と未重合部分の混合が生じるため、重合部分のみ
を選択して排出させることが困難となる理由がら、重合
反応そのものの、およびu1出が共に、不可能となる。
(3)本発明遠心薄膜重合装置では、比較的高速で回転
している容器へ冷却水散布をするので冷却水と容器外面
間の熱伝達係数が大となり論から容易に理解できるとこ
ろである。
これに比較して、冷却ベル1−の場合、冷却水と比較的
ゆるやかに回転している冷却ベル1−間の熱伝達係数が
小さく、重合熱の除去速度の点で比較的広る。
(4)本発明遠心薄膜重合装置において、重合体が付着
性大である場合でも、重合体が比較的高速で回転する構
造となっているため、簡単な細断機でも完全に容器内壁
から重合体を剥離させるだけでなく、瞬時にして鱗片状
またはフレーク状で排出させることができる。一方冷却
ベル1−の場合には、この様な積極的な高付着性の重合
体の排出と細断は不可能である。
(5)本発明遠心薄膜重合装置の据付面積は、比較的少
なくてすむ。因みに必要な重合面積3.1イを得るに要
する据付面積は約2rrrで足りるが、冷却ベル1−の
場合約4m′と比較的広い据付面積を要する。
、6)なお、本発明遠心薄膜重合装置において、・有機
溶媒、あるいは活性剤等を用いることもでき、冷却ベル
トに比較して、密閉となして、有機溶媒等の逸散を防止
することが容易である。
製造例I (なお、%、部は重量基準を示す。) アクリルアミドの50%水溶液46.5部と蒸留水52
.7部とを混合した後、約30分間窒素ガスで室温にて
、溶存酸素を脱気後、過硫酸アンモンを対モノマー0.
05%、1−リエタノールアミン0.10%を少量の蒸
留水に溶解させ、モノマー濃度約24.0%とし、pH
調整後、上記アクリルアミドモノマー溶液を約40℃に
昇温させた6 一方、内径60cmのステンレス製の回転容器内を窒素
ガスで置換後、1 、20Or/mで回転させ、回転容
器の外面に40℃の温水を散布しながら、前述の40°
Cのアクリルアミドモノマー溶液を回転する回転容器の
内面に供給し、重合を開始させ薄膜を形成した後、約2
0分間経過後、温水散布を中止し、IO’Cの冷却水を
散布して、20分間継続した。その後重合体を排出し、
乾燥、粉砕し粉末品を得た。粉末品の極限粘度は14.
0であった。
製造例2 60%アクリル酸モノマー溶液8.49部に50部の蒸
留水を混ぜ、炭酸ソーダ3.94部を徐々に加え、pH
が約7.8になるまで中和する。
中和後の液に50%水溶液のアクリルアミド40部を混
合し、重合モノマー溶液とする。
七ツマー溶液はアクリルアミド換算で約25゜0%濃度
である。これに対土ツマ−0,125%の1ヘリエタノ
ールアミンと対土ツマ−0,005%の過硫酸アンモン
を含む水溶液を、七ツマー溶液に混入し調整を終る。こ
の調整を終った七ツマー溶液に約30分間璧素ガスを送
り、溶存酸素を勘気後、約40°Cに昇温させた。
一方、内径約25cmのステンレス製の回転容器内を窒
素ガス置換させ、ガス相の酸素濃度を0.5%に保った
後、1..950r/mで回転させ、回転容器の外面に
40℃の温水を散布しながら、前述のモノマニ溶液を回
転する回転容器の内面に供給し、重合を開始させ、薄膜
を形成させた後、約20分間経過後、温水散布を中止し
、8℃の冷却水を散布して、20分間継続した。重合体
を排出し乾燥、粉砕して粉末品を得た。この粉末品の極
限粘度は15.0以上であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の遠心薄膜重合装置の側面断聞図、第2
図は第1図のA−A線における断面図である。 1−−−−一回転容器 2−−−−−一収納ケース 3−−−−−ノ ズ ル 4−−−−−モノマー溶液供給管 5、−−−−一細断機 6−−−−−−、ジャケット 7−−−−−開   栓 8−一−−−排 出 穴 9−−−−一排水ノズル 10−−一−−重合体 +1−−一一一窒素ガスロ 出願人 第一工業製薬株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 収納ケース上部にモノマー溶液供給管を設けたジャケラ
    1〜を有する収納ケース内に、回転容器を設置し、回転
    容器外面に温水または冷却水を散布するノズルを収納ケ
    ース内面に備え、遠心薄膜重合により、回転容器内面に
    形成した薄膜円筒状重合体を細断するための昇降可能な
    細断機を配設したことを特徴とする遠心薄膜重合装置。
JP19438082A 1982-11-04 1982-11-04 遠心薄膜重合装置 Pending JPS5984902A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4627803A (en) * 1983-08-31 1986-12-09 Junichi Umetsu Apparatus for producing polyacetylene film

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4627803A (en) * 1983-08-31 1986-12-09 Junichi Umetsu Apparatus for producing polyacetylene film
US4675137A (en) * 1983-08-31 1987-06-23 Hoxan Corporation Method for producing polyacetylene film

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