JPS63132904A - ポリアクリロニトリルからｎ−スルホメチルアクリルアミド、アクリル酸のターポリマーを製造する方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、一般的にはターポリマーの調製に関し、更に
詳細にはポリアクリロニトリルからＮ−スルホメチルア
クリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸のターポリ
マーを調製する方法に関する。

［従来の技術］ ポリアクリルアミドを正亜硫酸ホルムアルデヒドナトリ
ウム（Ｓｏｄｌｕａ＋　ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ　ｂ
ｌｓｕｌｆｌｔｅ　）と反応させてアミド基をスルホメ
チル化することによって、ポリアクリルアミドのアミド
基の一部分または総てをＮ−スルホメチルアミド基に転
換することができることが知られている。この化学は、
エイ・エム・シラー（Ａ、　Ｍ、　５ｃｈｌｌｌｅｒ）
およびティ番ジエイースエン（Ｔ、　Ｊ、　５ｕｅｎ）
著、「インダストリアル・アンド・エンジニアリング・
ケミストリー（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ａｎｄ　Ｅｎｇ
ｉｎｃｃｒｌｎｇ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）Ｊ１９５６年
、１２月からの「ポリアクリルアミドのイオン性銹導体
」と題する報告に一般的に記載されている。

近年の発展は、ポリアクリルアミドと重亜硫酸ホルムア
ルデヒドナトリウムとの反応の温度が少なくとも１００
℃でなければスルホメチル化反応が起こらないことを示
している。

［発明が解決しようとする問題点］ Ｎ−スルホメチル化アクリルアミドポリマーの調製の欠
点の一つは、出発物質としてポリアクリルアミドを必要
とすることである。出発物質としてポリアクリルアミド
を用いる必要がなく、ポリアクリロニトリルのような比
較的廉価なポリマーを用いてＮ−スルホメチル化ポリマ
ーを調製することが可能であれば、この分野で貢献する
であろう。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、反応物質であるポリアクリロニトリル、水お
よび重亜硫酸ホルムアルデヒドナトリウムを少なくとも
１００℃の温度で十分な時間反応させて、該反応物質を
Ｎ−スルホメチルアクリルアミド、アクリルアミド、ア
クリル酸のターポリマーに転換し、次いでこのターポリ
マーを回収することを特徴とする、Ｎ−スルホメチルア
クリルアミド、アクリルアミド、アクリル酸のターポリ
マーの製造法を提供する。

本発明の実施において、Ｎ−スルホメチルアクリルアミ
ドコポリマーは、下記のような一段階または二段階反応
によってポリアクリロニトリルから調製することができ
る。

Ａ、　一段階反応：　ポリアクリロニトリルと重亜硫酸
ホルムアルデヒドナトリウムとの混合物を水中で、触媒
（例えばＮＨ４ＯＨまたは銅のような触媒金属）と共に
またはなしで所望な程度の転換が達成されるまで２００
℃以下の温度で加熱する。

Ｂ、　二段階反応：　最初にポリアクリロニトリルを触
媒を用いてまたはなしで２００℃以下の温度で加水分解
する。加水分解されたポリアクリロニトリルを１５０℃
でＮａＨＳＯ，−ＨＣＨＯを用いてスルホメチル化する
。

出発物ポリアクリロニトリルの分子量は、１．０００〜
５００，０００であり、好ましい分子量は３，０００〜
２００，０００である。この分子量範囲のポリマーは容
易に本明細書記載の反応を行い、冷却塔およびボイラー
用のスケール抑制剤、各種水性懸濁液用の分散剤等のよ
うな様々な工業的用途を有する目的ポリマーを生成する
。

ポリアクリロニトリルの表面積が十分大きくして反応速
度を増加させることができることも有利である。それ故
、数ミクロン以下の粒度範囲などの微細粒子は、反応の
速度および完全性を促進する。

水の量は変動しても良いが、反応混合物に十分な量の水
を供給して、出発物ポリマー中に存在するニトリル基１
モル当たり最低でも少なくとも０、　５モルが供給され
るようにする必要がある。

一般的な範囲は０．５〜５５モルである。大過剰の水が
存在してポリアクリロニトリル−水混合物がスラリーの
状態で反応するのが有利であるので、一般的には水の量
は重要ではない。

反応中にアミド基が形成しまたはＮ−スルホメチルアミ
ド基へ転換される温度は、少なくとも１００℃であり、
好ましくは１１０〜２５０℃の範囲である。好ましい温
度は１５０℃である。ポリアクリロニトリルを酸性また
は塩基性ｐＨで水と反応させると、アクリルアミドおよ
びアクリル酸のコポリマーが形成される。ｐＨおよび反
応温度によってアクリルのアクリルアミド基に対する比
率が変動することがある。８より大きいｐＨで反応を行
うのが好ましい。

水の存在においてニトリル基をアミド基へ転換すること
ができる金属触媒とポリアクリロニトリルを反応させる
反応法では、周知であり且つ米国特許第３，９９７．６
０６号明細書の第２および３欄に詳細に記載されている
触媒を用いるのであり、詳細は上記特許明細書を参照さ
れたい。

金属銅触媒が好ましく、約２〜４５重量％のアルミニウ
ムを含む特殊なラネー銅が最も好ましい触媒である。こ
の触媒は、好ましい態様では平均粒径が０．００２〜０
．５インチの粒子を含み、相対活性が少なくとも約２で
ある。この型の触媒およびそれらの調製法は米国特許第 ３．９２０，７４０号明細書に開示されており、詳細は
上記特許明細書を参照されたい。

最終ポリマーの分子量は、一般的には出発ポリアクリロ
ニトリルの分子量と対応する。

重亜硫酸ホルムアルデヒドナトリウムは、ホルムアルデ
ヒドと重亜硫酸ナトリウムを水に加えると形成される。

この反応はほとんど瞬間的である。

本発明の方法の実施において、重亜硫酸ホルムアルデヒ
ドナトリウムは、予め調製された溶液として加えること
ができ、またはホルムアルデヒドと重亜硫酸塩を別々に
加えることもできる。

重亜硫酸ホルムアルデヒドナトリウムの量は、出発ポリ
マー中に存在するニトリル基の量の少なくとも５％と反
応するに十分な量であり、５〜１５２６もしくはそれ以
上の範囲の量が好ましい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、反応物質であるポリアクリロニトリル、水および重
   亜硫酸ホルムアルデヒドナトリウムを少なくとも１００
   ℃の温度で十分な時間反応させて、該反応物質をＮ−ス
   ルホメチルアクリルアミド、アクリルアミド、アクリル
   酸ターポリマーに転換し、次いでこのターポリマーを回
   収することを特徴とする、Ｎ−スルホメチルアクリルア
   ミド、アクリルアミド、アクリル酸のターポリマーの製
   造法。 ２、ポリアクリロニトリルを、最初にポリアクリロニト
   リルのニトリル基の一部分をアミド基に転換することが
   できる金属含有触媒と反応させ、次いで上記ポリマーを
   重亜硫酸ホルムアルデヒドナトリウムと反応させてアク
   リルアミドの一部分をＮ−スルホメチルアクリロニトリ
   ル基に転換することによって、Ｎ−スルホメチルアクリ
   ルアミド、アクリルアミド、アクリル酸ターポリマーを
   生成させる、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、出発物質ポリアクリロニトリルの分子量が、１，０
   ００〜５００，０００である、特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の方法。 ４、分子量が３，０００〜２００，０００である、特許
   請求の範囲第３項記載の方法。