生产水溶性聚合物的方法技术

本发明专利技术的目的是提供一种容易地生产水溶性聚合物的方法，该水溶性聚合物具有减少的残余单体，而且在用作絮凝剂时具有优异的各种絮凝性能，同时本发明专利技术的方法能将高分子量聚合物接枝到淀粉上。本发明专利技术的方法，包括在多糖、偶氮聚合引发剂和夺氢剂的存在下，使包括阳离子可自由基聚合的单体作为必要成分的水溶性可自由基聚合的单体聚合。还提供了一种絮凝剂，该絮凝剂包括由本生产方法得到的水溶性聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，包括在多糖存在下聚合水溶性单体，该方法有利地用在与聚合相关的
中。得到的水溶性聚合物能够有利地用在絮凝剂、污泥脱水剂、助留剂和增稠剂等的各种
中。
技术介绍
水溶性聚合物，特别是具有高分子量的水溶性聚合物通常用在聚合物絮凝剂、助留剂、增稠剂等的各种
中。对于作为造纸添加剂如助留剂的应用来说，水溶性聚合物可以是由水溶性聚合物改性的淀粉(以下称作淀粉改性聚合物)构成的聚合物，因为它对纸浆有着良好的兼容性，而且能提供各方面性能均优异的纸张。除了作为造纸添加剂的应用之外，还研究淀粉改性的聚合物用作絮凝剂如污泥脱水剂。作为淀粉改性的聚合物及其生产方法，可以提到例如这样一种聚合物该聚合物具有特定的粘度，以一种特定的阳离子醚化的淀粉作为骨架聚合物，该骨架聚合物上接枝有包括季铵改性的阳离子基团的侧链(专利文献1)；或者这样一种聚合物该聚合物以多糖为骨架聚合物，其上接枝有(甲基)丙烯酰胺与(甲基)丙烯酸或其盐的共聚物作为侧链(专利文献2)；或者，这样一种生产方法，包括进行接枝聚合，从而将水溶性单体接枝聚合到水溶剂中的水溶性聚合物上，并将得到的水溶性凝胶形式的共聚物水溶液加入有机溶剂中，形成粉末形式的沉淀(专利文献3)；或者这样一种生产方法，包括用氧化还原聚合引发剂或铈基聚合引发剂，使多糖和甲基丙烯酸二甲氨乙酯的季盐共聚(非专利文献1)。专利文献1特公昭62-21007号(权利要求书)。专利文献2特开平6-254306号(权利要求书)。专利文献3特开平8-41212号(权利要求书)。非专利文献1日本化学会公报(Bulletin of the Chemica1Society of Japan)，1976，101625-1630(权利要求书)。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，前述生产方法存在问题，即不能将高分子量的聚合物接枝到淀粉上，或者即使能接枝高分子量的聚合物，也将剩下大量的残余单体。而且，当得到的淀粉改性聚合物用作聚合物絮凝剂如污泥脱水剂和助留剂时，其絮凝和脱水性能有时不足。此外，专利文献3所述的生产淀粉改性聚合物的方法是不利的，因为它要求例如在溶剂或其类似物中的再沉淀工艺，故而该方法既复杂又昂贵。此外，非专利文献1中描述的生产淀粉改性聚合物的方法中，除了大量残余单体的问题之外，由于接枝不充分，该方法还有时导致产物聚合物分离成两层，即接枝聚合物层和未接枝聚合物层。本专利技术人进行了广泛的研究，试图找到一种，该方法能容易地生产聚合物，允许高分子量的聚合物接枝到淀粉上，而且只产生少量的残余单体，并提供了用作絮凝剂时各种絮凝性能优异的水溶性聚合物。解决问题的手段作为大量研究的结果，本专利技术人发现一种有效的生产方法，该方法包括在特定的聚合引发剂和夺氢剂存在下，使多糖和水溶性单体聚合，该水溶性单体包括阳离子单体作为必要成分。这一发现导致了本专利技术的完成。本专利技术详述如下。本说明书中，丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯称为(甲基)丙烯酸酯；丙烯酸或甲基丙烯酸称作(甲基)丙烯酸；丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺称作(甲基)丙烯酰胺。1.根据本专利技术，中，在多糖、偶氮聚合引发剂以及夺氢剂存在下，使包括阳离子自由基可聚合的单体(以下简称为阳离子单体)作为必要成分的水溶性的可自由基聚合的单体(以下简称为水溶性单体)发生聚合。下面描述多糖、水溶性单体、偶氮聚合引发剂、夺氢剂和生产方法。1)多糖各种各样的多糖都可以用在本专利技术中。作为实例，天然来源的多糖包括淀粉。淀粉的具体实例包括马铃薯淀粉，蜡质马铃薯淀粉，甘薯淀粉，甜玉米淀粉，富含直链淀粉的玉米淀粉，小麦淀粉，大米淀粉，木薯淀粉，西米淀粉，glumannan和半乳聚糖；以及淀粉原材料，例如小麦粉，玉米粉，切开的干燥甘薯，以及切开的干燥木薯粉。除了淀粉之外，多糖的实例包括纤维素如甲基纤维素，乙基纤维素，羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，藻酸钠，阿拉伯胶，葡聚糖，明胶，酪蛋白，胶原，甲壳质，和脱乙酰甲壳质。优选的多糖是淀粉，具体地，包括上述淀粉例如马铃薯淀粉、蜡质马铃薯淀粉、甘薯淀粉、甜玉米淀粉、富含直链淀粉的玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、西米淀粉、glumannan和半乳聚糖。淀粉可以是通过化学或酶改性得到的加工淀粉。加工方法包括例如氧化、酯化、醚化和酸处理。本专利技术所用的多糖优选是上述通过常规方法阳离子化或两性化的多糖，因为它们对下面所述的水溶性单体具有高度共聚能力，而且提供了性能优异的絮凝剂。多糖可以通过常规方法阳离子化。阳离子化方法包括用阳离子化试剂处理淀粉原材料。阳离子化试剂的具体实例包括叔胺例如二乙氨基乙基氯，和季铵盐例如3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和缩水甘油三甲氯化铵。阳离子化之后的多糖优选具有0.01～0.06wt./wt.％，更优选0.02～0.06wt./wt.％的阳离子取代度，以氮原子计。多糖例如可以是那些已经在阳离子化之后进行了已知反应的多糖。举例而言，它们可以是已经进行了阴离子化反应的两性多糖。阴离子化反应的具体实例包括用无机磷酸盐或类似物进行的磷酸化反应；用次卤酸盐(hypohalite)或类似物进行的尿素磷酸化和氧化反应；使用单氯乙酸的羧甲基化反应；和硫酸盐化作用。多糖优选以胶液的形式应用，因此优选那些经过热炼(cooking)处理的多糖。这里，“热炼”是指将多糖加热到其胶凝温度或更高的处理。这里，加热温度可以根据需要设定，它取决于待使用的淀粉类型，但是优选为70℃或更高。淀粉的热炼可在间歇工艺或连续工艺中进行。热炼可以在前述阳离子化反应之后进行，或者与之同时进行。优选地，待使用的淀粉胶液的粘度用B型粘度计在25℃下测定为100～10,000mPa.s，固含量为10～40wt.％。本专利技术所用的多糖胶液优选用水稀释，制成3～10wt.％的浆液。当多糖胶液老化，或固化，或在水中的分散性变差时，优选在使用之前进行热炼处理。这种情况下，热炼方法可以与上述相同。2)水溶性单体本专利技术所用的水溶性单体包括阳离子单体作为必要成分。阳离子单体可以是各种各样的化合物，只要它们具有自由基可聚合性，其具体实例包括叔盐，其示例为(甲基)丙烯酸二烷氨基烷基酯的盐酸盐和硫酸盐，例如(甲基)丙烯酸二甲氨乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨乙酯、(甲基)丙烯酸二乙氨基-2-羟丙酯和(甲基)丙烯酸二甲氨丙酯的盐酸盐和硫酸盐；叔盐，其示例为二烷氨基烷基(甲基)丙烯酰胺如二甲氨基乙基(甲基)丙烯酰胺的盐酸盐和硫酸盐；季盐，其示例为二烷氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的卤代烷烃加成化合物，例如氯甲烷加合物，以及芳基卤加成化合物，例如氯化苄基加合物；以及，季盐，其示例为二烷氨基烷基(甲基)丙烯酰胺与卤代烷烃的加成化合物，例如与氯甲烷的加合物，以及与芳基卤的加成化合物，例如与氯化苄基的加合物。这些化合物中，优选二烷氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的季盐；更加优选二烷氨基烷基(甲基)丙烯酸酯的卤代烷烃加合物。本专利技术所用的水溶性单体可以非必要地混合阴离子自由基可聚合的单体(以下称为阴离子单体)，和非离子自由基可聚合的单体(以下称为非离子单体)。采用的阴离子单体也可以是各种各样的化合物，只要它们具有自由基可聚合性，其具体实例包括不饱和羧酸如(甲基)丙烯酸、丁烯酸、衣康酸、马来酸及它们的盐。盐的本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产水溶性聚合物的方法，包括在多糖、偶氮聚合引发剂和夺氢剂的存在下，使包含阳离子可自由基聚合的单体作为必要成分的水溶性可自由基聚合的单体聚合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹田健，足立幸一，都筑哲也，森嘉男，
申请(专利权)人：东亚合成株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]