JP4821049B2

JP4821049B2 - Electrolyte aqueous solution absorber

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Publication number: JP4821049B2
Application number: JP2001071223A
Authority: JP
Inventors: 靖史稲垣; 春夫渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2021-03-13
Also published as: JP2002265524A; CN101168575A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海、河川の氾濫等の、堤防のかさ上げ、決壊の防止修復に用いる電解質水溶液吸収体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土嚢は、水害等における海や河川湖沼等の氾濫を防ぐ土木資材である。従来からの土嚢は、例えば、麻袋に土を入れて作製される。この場合、土嚢の重量と体積の関係から運搬が困難で、災害現場付近で作製される。遠方より運ぶ場合は車両等を用いて運ばなければならず、運搬、積み降ろしに労を要する。このため、保存や運搬時には重量や体積が小さく、使用時には水を吸って重量や体積と外形の形状追随性の機能を十分満たす土嚢を提供する方法として吸水性樹脂を添加する技術が提案されている。しかしながら、実際に土嚢が水に浸漬されると土嚢中の土の成分から種々の電解質（ナトリウム塩や燐酸塩等）が溶出されることになるが、従来の吸水性樹脂ではこのような電解質水溶液に対する吸収倍率が低いため土嚢としての性能が充分発揮できないと言う問題点を有していた。
また、漏水または冠水などで残留する不要な水を除くのに用いる吸水体は、布などの繊維性の素材が用いられて来たが、かかる吸水体では電解質水溶液に対する吸収倍率が低いため、特に工場からの電解質を含む水の大量漏水の際には、吸水体の性能が充分発揮できないと言う問題点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
以上に示した現状より、土嚢中の土の成分から溶出する電解質や元々電解質を含有する海水や工場からの漏水等に対しても効果的に作用し、且つ、重量が小さく、体積も小さい、運搬運搬し易い電解質水溶液吸収体が強く望まれている。本発明では、運搬時は重量や体積が小さく、使用時には電解質を含む水を吸って重量や体積、ならびに、外形の形状追随性の機能を十分満たす電解質水溶液吸収体を提供することを目的とする。また、廃棄物として処理に困っていた、例えば非水溶性ポリマーなどの高分子廃材、または金属もしくはセラミックなどの無機質固形廃材を利用することにより、地球環境に貢献することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上述した目的を達成せんものと鋭意研究を重ねた結果、非水溶性ポリマーに親水性極性基を導入することで得られる電解質水溶液吸収ポリマーを用いれば、上記課題を一挙に解決できることを知見した。また、原料となる非水溶性ポリマーとして使用済みポリマーまたは廃材を用いることにより、これらの有効な再利用が図られ、地球環境に貢献することができるということも知見した。
本発明者らは、さらに検討を重ねて本発明を完成した。
【０００５】
すなわち、本発明は、
（１）親水性極性基が導入されている非水溶性ポリマーからなる電解質水溶液吸収ポリマーを含有することを特徴とする電解質水溶液吸収体、
（２）親水性極性基が、塩を形成していてもよいスルホ基、塩を形成していてもよい硫酸基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、アミド基、ニトロ基、塩を形成していてもよい−ＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい水酸基、および塩を形成していてもよいアミン塩基からなる群から選択される少なくとも１種類以上の親水性極性基であることを特徴とする前記（１）記載の電解質水溶液吸収体、
（３）親水性極性基が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して０．１〜９９モル％であることを特徴とする前記（１）記載の電解質水溶液吸収体、
（４）非水溶性ポリマーが、主鎖および／または側鎖に、芳香族環と共役ジエンとの少なくとも１種類以上を有することを特徴とする前記（１）記載の電解質水溶液吸収体、
（５）非水溶性ポリマー中に含まれる芳香族環と共役ジエンの少なくとも１種類以上が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して１〜１００モル％であることを特徴とする前記（４）記載の電解質水溶液吸収体、
（６）さらに、比重１以上の固形物が含有されていることを特徴とする前記（１）記載の電解質水溶液吸収体、
（７）比重１以上の固形物が天然の鉱物よりなることを特徴とする前記（６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（８）比重１以上の固形物が廃棄物よりなることを特徴とする前記（６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（９）比重１以上の固形物が廃棄物を結着形成したものよりなることを特徴とする前記（６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（１０）比重１以上の固形物が磁性を有する廃棄物よりなることを特徴とする前記（６）に記載の電解質水溶液吸収体、
に関する。
【０００６】
また、本発明は、
（１１）親水性極性基が導入されている使用済みの非水溶性ポリマーからなる電解質水溶液吸収ポリマーを含有することを特徴とする電解質水溶液吸収体、
（１２）親水性極性基が、塩を形成していてもよいスルホ基、塩を形成していてもよい硫酸基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、アミド基、ニトロ基、塩を形成していてもよい−ＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい水酸基、および塩を形成していてもよいアミン塩基からなる群から選択される少なくとも１種類以上の親水性極性基であることを特徴とする前記（１１）記載の電解質水溶液吸収体、
（１３）親水性極性基が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して０．１〜９９モル％であることを特徴とする前記（１１）記載の電解質水溶液吸収体、
（１４）非水溶性ポリマーが、主鎖および／または側鎖に、芳香族環と共役ジエンとの少なくとも１種類以上を有することを特徴とする前記（１１）記載の電解質水溶液吸収体、
（１５）非水溶性ポリマー中に含まれる芳香族環と共役ジエンの少なくとも１種類以上が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して１〜１００モル％であることを特徴とする前記（１４）記載の電解質水溶液吸収体、
（１６）さらに、比重１以上の固形物が含有されていることを特徴とする前記（１１）記載の電解質水溶液吸収体、
（１７）比重１以上の固形物が天然の鉱物よりなることを特徴とする前記（１６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（１８）比重１以上の固形物が廃棄物よりなることを特徴とする前記（１６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（１９）比重１以上の固形物が廃棄物を結着形成したものよりなることを特徴とする前記（１６）に記載の電解質水溶液吸収体、
（２０）比重１以上の固形物が磁性を有する廃棄物よりなることを特徴とする前記（１６）に記載の電解質水溶液吸収体、
に関する。
【０００７】
また、本発明は、
（２１）非水溶性ポリマーに親水性基を導入することで得られうる電解質水溶液吸収ポリマーを水透過性袋状体に充填することを特徴とする電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２２）親水性極性基が、塩を形成していてもよいスルホ基、塩を形成していてもよい硫酸基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、アミド基、ニトロ基、塩を形成していてもよい−ＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい水酸基、および塩を形成していてもよいアミン塩基からなる群から選択される少なくとも１種類以上の親水性極性基であることを特徴とする前記（２１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２３）親水性極性基が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して０.１〜９９モル％であることを特徴とする前記（２１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２４）非水溶性ポリマーが、主鎖および／または側鎖に、芳香族環と共役ジエンとの少なくとも１種類以上を有することを特徴とする前記（２１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２５）非水溶性ポリマー中に含まれる芳香族環と共役ジエンの少なくとも１種類以上が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して１〜１００モル％であることを特徴とする前記（２４）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２６）さらに、比重１以上の固形物を水透過性袋状体に充填することを特徴とする前記（２１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２７）比重１以上の固形物が天然の鉱物よりなることを特徴とする前記（２６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２８）比重１以上の固形物が廃棄物よりなることを特徴とする前記（２６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（２９）比重１以上の固形物が廃棄物を結着形成したものよりなることを特徴とする前記（２６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３０）比重１以上の固形物が磁性を有する廃棄物よりなることを特徴とする前記（２６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
に関する。
【０００８】
さらに、本発明は、
（３１）使用済みの非水溶性ポリマーに親水性基を導入することで得られうる電解質水溶液吸収ポリマーを水透過性袋状体に充填することを特徴とする電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３２）親水性極性基が、塩を形成していてもよいスルホ基、塩を形成していてもよい硫酸基、塩を形成していてもよいカルボキシル基、アミド基、ニトロ基、塩を形成していてもよい−ＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基、塩を形成していてもよい水酸基、および塩を形成していてもよいアミン塩基からなる群から選択される少なくとも１種類以上の親水性極性基であることを特徴とする前記（３１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３３）親水性極性基が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して０.１〜９９モル％であることを特徴とする前記（３１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３４）非水溶性ポリマーが、主鎖および／または側鎖に、芳香族環と共役ジエンとの少なくとも１種類以上を有することを特徴とする前記（３１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３５）非水溶性ポリマー中に含まれる芳香族環と共役ジエンの少なくとも１種類以上が、非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して１〜１００モル％であることを特徴とする前記（３４）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３６）さらに、比重１以上の固形物を水透過性袋状体に充填することを特徴とする前記（３１）記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３７）比重１以上の固形物が天然の鉱物よりなることを特徴とする前記（３６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３８）比重１以上の固形物が廃棄物よりなることを特徴とする前記（３６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（３９）比重１以上の固形物が廃棄物を結着形成したものよりなることを特徴とする前記（３６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
（４０）比重１以上の固形物が磁性を有する廃棄物よりなることを特徴とする前記（３６）に記載の電解質水溶液吸収体の製造方法、
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下では、本発明を適用した電解質水溶液吸収体として、図１および図２に示すような電解質水溶液吸収体１について説明することとする。ここで、特許請求の範囲および発明の詳細な説明における「電解質水溶液吸収体」は、海・河川の氾濫等での堤防のかさ上げまたは決壊の防止修復に用いる土嚢の機能を有するもの、または漏水もしくは冠水などで残留する不要な水を除く機能を有するものなどが挙げられる。
本発明に係る電解質水溶液吸収体１は、水透過性袋状体２と、この水透過性袋状体２に内包された電解質水溶液吸収ポリマー３を備える。電解質水溶液吸収体１は、乾燥状態においては図１の断面図に示すように乾燥状態の電解質水溶液吸収ポリマー３a と水透過性袋状体２から構成され、吸液膨潤状態においては図２の断面図に示すように吸液膨潤状態の電解質水溶液吸収ポリマー３b水透過性袋状体２から構成される。また、両図中の４は、土やそれ以外の比重１以上の固形物を示している。
【００１０】
本発明において用いる電解質水溶液吸収ポリマーは、通常は、非水溶性ポリマーに親水性基を導入することにより製造される。原料として使用する電解質水溶液吸収ポリマーとしては特に限定されないが、安価な汎用性モノマーから得られる非水溶性ポリマーを原料として使用することが好ましい。かかる汎用性の非水溶性ポリマーとしては、具体的には以下のようなポリマーが挙げられる。例えば、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）ポリマー、ハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−ブタジエンエラストマー（ＳＢＣ）、ＳＡＮ（スチレン−アクリロニトリル）ポリマー、ポリアクリロニトリルポリマー（ＰＡＮ）、ポリアクリロニトリル−ブタジエン（ニトリルゴム）、ポリスチレン（ＰＳ）、ナイロンポリマー、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソプレンなど）ポリマー、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリスルホン、ポリアリルスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリチオエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド（ナイロン）、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエーテル、ポリクロロメチルスチレン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、セルロイド、各種液晶ポリマー、メタクリルポリマー（ＰＭＭＡ）、琥珀ポリマー、テルペンポリマー、エポキシポリマー、フェノール−ホルマリンポリマー、メラミンポリマー等を挙げることができる。
【００１１】
原料として使用する電解質水溶液吸収ポリマーとしては、上記ポリマーの中でも、後述する親水性極性基の導入が容易な芳香族環や共役ジエン構造を有するものが好ましい。該非水溶性ポリマー中の芳香族環および/または共役ジエン単位の含有量は、該非水溶性ポリマー中の全モノマーユニットに対して約１〜１００モル％程度が望ましい。該非水溶性ポリマー中に導入される親水性極性基の数が少なくなり、その結果として電解質水溶液に対する吸収効果が低下してしまうのを避けるため、上記含有量は約１モル％以上が好ましい。
【００１２】
上記非水溶性ポリマー材料の分子量（Ｍｗ）としては、特に限定はないが、重量平均分子量（Ｍｗ）が約１,０００〜２０,０００,０００程度、さらには、約１０,０００〜１,０００,０００程度が一般的である。分子量が１,０００より高いと、親水性極性基の導入により電解質水溶液溶液に完全に溶解してしまい、吸収後にゲルの状態維持することが出来なくなるという不都合を避けることができる。分子量が２０,０００,０００より低いと親水性極性基の導入が容易になりより実用的である。
【００１３】
これらの非水溶性ポリマーは、新たに製造された未使用の粒状ポリマー（バージンペレット）であっても良いし、特定の用途を目的として成形された使用済み非水溶性ポリマーまたは廃材であっても良い。該廃材としては、例えば、樹脂原料や成形品の生産過程での排出品（半端品）や、電気製品や自動車等にすでに使用された筐体や各種部品材料、またはチューブやホース、各種緩衝材などが挙げられる。該使用済み非水溶性ポリマーとは、上記廃材等から回収される非水溶性ポリマーをいう。該廃材の排出場所としては、工場や販売店、家庭等からのいずれであっても良いが、家庭等からの一般廃棄物よりは、工場や販売店等から回収されたもの（例えば、半端品など）の方が比較的組成がそろったものが多いためより望ましい。
【００１４】
また、上記該非水溶性ポリマーは、他のポリマーとのアロイ物であっても良く、顔染料や安定剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、硬化型接着剤、その他補助剤等の添加剤を含んだ廃材または使用済み非水溶性ポリマーであっても良い。または、使用済み非水溶性ポリマーまたは廃材とバージン材料との混合物であっても良い。
【００１５】
本発明は、以上に述べた非水溶性ポリマーに親水性極性基を導入することで電解質水溶液吸収ポリマーへの転換を図るものである。この際、親水性極性基は電解質水溶液に対する吸収性を増加させる効果を持っており、一方、該非水溶性ポリマー中の疎水部分（主鎖や芳香族環および親水性極性基の未導入部分）は、同ポリマーが各種電解質水溶液に溶解することを防止するための効果を有している。
【００１６】
親水性極性基としては酸性基または塩基性基等の極性基が挙げられる。酸性基または塩基性基は塩を形成していてもよい。そのような親水性極性基としては具体的には、式−ＳＯ_３Ｍ（式中、Ｍは水素原子または例えばナトリウム、カリウム等の金属などのカチオンを表す。）で表される塩を形成しいてもよいスルホ基、式−ＯＳＯ_３Ｍ（式中、Ｍは前記と同意義）で表される塩を形成していてもよい硫酸基、式−ＰＯ（ＯＭ_１）（ＯＭ_２）若しくは式−ＯＰＯ（ＯＭ_１）（ＯＭ_２）（式中、Ｍ_１とＭ_２はそれぞれ同一または異なって、上記Ｍと同意義。）で表される塩を形成していてもよいホスホ基、式−ＯＭ_３（式中、Ｍ_３はＭと同意義。）で表される塩を形成していてもよい水酸基、式−ＣＯＯＭ_４（式中、Ｍ_４はＭと同意義。）で表される塩を形成していてもよいカルボキシル基などが、塩を形成していてもよい酸性基として挙げられる。また、例えばアミノ基、２級アミノ基（例えばメチルアミノ基）、３級アミノ基（例えばジメチルアミノ基）、例えば４級アンモニウム基（例えばトリメチルアンモニウムクロライド基）等の塩を形成していてもよいアミン塩基などが、塩を形成していてもよい塩基性基として挙げられる。その他、親水性極性基としては、アミド基またはニトロ基等が挙げられる。
【００１７】
上記非水溶性ポリマーにスルホ基および/または塩を形成しているスルホ基を導入する方法としては、好ましくは、芳香族環を有する該非水溶性ポリマーと濃硫酸（約７０重量％程度以上のものがより好適である）、無水硫酸、発煙硫酸、クロルスルホン酸等のスルホ化剤とを直接反応させるか、もしくは、該ポリマーを有機溶媒に溶解や分散させた状態でスルホ化剤と反応させることによりスルホ基が導入され、引き続いてこのものを塩基性物質（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）で中和することでスルホン酸塩に転換することが可能となる。なお、スルホ基導入時の反応温度は、有機溶媒の使用の有無で大きく異なるが、概ね約０〜２００℃程度、好ましくは約３０〜１２０℃程度である。約０℃以上であると、反応速度が充分に速くなると共に、より良好な性能を有する電解質水溶液吸収ポリマーが得られ、また、約２００℃以下であると該ポリマー中の分子鎖が切断されにくくなり、水や溶剤に対して溶解しにくくなるため、上記範囲が好ましい。反応時間は、反応温度によって大きく異なるが、概ね１分〜４０時間、好ましくは５分〜２時間である。この条件は、反応がより充分に進行して生産効率がよいので好ましい。
【００１８】
塩を形成していてもよい硫酸基を導入する方法としては、好ましくは、不飽和結合を有する非水溶性ポリマーを高温の硫酸水溶液と反応させることによりまず硫酸基が導入され、その後、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）と反応させることにより硫酸塩とすることができる。
塩を形成していてもよいカルボキシル基を導入する方法としては、好ましくは、芳香族環を有する非水溶性ポリマーに、ｎ−ブチルリチウムを添加し、次にドライアイスと反応させることによりまずカルボキシル基を導入することが可能となり、その後、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）と反応させることによりカルボン酸塩とすることができる。
【００１９】
アミド基を導入する方法としては、例えば、ニトリル基を有する該非水溶性ポリマーを加熱した濃硫酸や加熱したアルカリ（例えば、水酸化ナトリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液等）で加水分解することにより得ることができる。
ニトロ基を導入する方法としては、好ましくは芳香族環を有する非水溶性ポリマーに発煙硝酸や硝酸と硫酸の混合液と反応させることにより可能となる。
塩を形成していてもよい−ＰＯ(ＯＨ)_２基を導入する方法としては、好ましくは、芳香族環を有する非水溶性ポリマーに三塩化燐を添加後加水分解することによりまず−ＰＯ(ＯＨ)_２基が導入され、その後、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）と反応させることにより同塩とすることができる。
塩を形成していてもよい−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基を導入する方法としては、好ましくは、不飽和結合を有する非水溶性ポリマーに三酸化燐を添加後加水分解することによりまず−ＯＰＯ(ＯＨ)_２基が導入され、その後、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）と反応させることにより同塩とすることができる。
【００２０】
塩を形成していてもよい水酸基を導入する方法としては、好ましくは、不飽和結合を有する非水溶性ポリマーと硫酸水溶液と反応させることによりまず水酸基の導入が可能となり、その後、塩基性化合物（例えば、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム等）と反応させることにより同塩とすることができる。
３級および/または４級アミン塩基を導入する方法としては、好ましくは、芳香族環を有する非水溶性ポリマーをフリーデルクラフト反応によりクロロメチル化を行った後で、アンモニアや各種アミン化合物とで反応させる事により３級および４級アミン塩をイオン基として導入する事ができる。１級アミノ基または２級アミノ基の導入や、これらアミノ基の塩への変換も、自体公知の方法に従ってよい。
【００２１】
なお、上記親水性極性基導入剤や塩基性化合物はバージン剤であっても良いし、もしくは、工場より排出された廃液であっても良いし、再生処理品であっても良い。資源の有効利用の観点では、廃液を本発明に用いる電解質水溶液吸収ポリマーの製造に用いることがより好ましい。
なお、これらの親水性極性基は該非水溶性ポリマーに１種類のみ導入されていても良いし、２種以上の複数種が導入されていても良い。また、これら親水性極性基の該非水溶性ポリマーへの導入量は、該ポリマー中の全モノマーユニットに対して約０.１〜９９モル％程度であることが望ましい。親水性極性基導入後の該ポリマーが水に溶解してしまうことを抑制し、一方、電解質水溶液に対する吸収性が良好であるためには、上記の範囲が好ましい。
【００２２】
以上に述べた方法により得られる電解質水溶液吸収ポリマーに、さらに自体公知の処理を施してもよい。好ましい実施態様を述べると、上記した親水性極性基導入反応によって得られる、通常はゲル状物である反応生成物を、好ましくは濾過、水洗した後、乾燥または脱水することによって、優れた各種電解質水溶液吸収能を有するポリマーが得られる。
また、本発明の電解質水溶液吸収ポリマーは、自体公知の手段に従って、主鎖および／または側鎖に上記親水性極性基を導入したモノマーを重合させて製造してもよいことは言うまでもない。
【００２３】
さらに、本発明で用いる電解質水溶液吸収ポリマーは所望により、他の成分、例えば、従来公知の電解質水溶液吸収ポリマー（例えば架橋性モノマーを加えて重合したもの）、安定剤、吸湿剤、硬化型接着剤等をさらに配合したものであってもよい。
【００２４】
方法のいかんを問わず、好ましくは以上に述べた方法に従って、非水溶性ポリマー中に親水性極性基を導入することにより、各種電解質水溶液を高濃度で吸収できるポリマーを得ることが可能となる。
かくして得られる電解質水溶液吸収ポリマーで吸収可能な電解質水溶液としては、各種無機塩や有機塩化合物、および、無機酸や無機塩基、有機酸や有機塩基を挙げることができる。より具体的には、海水、汚水または泥水等が挙げられる。本発明に係る電解質水溶液吸収体は、特に土壌中や海水中に含まれるナトリウム塩やカルシウム塩、マグネシウム塩等を含有する電解質水溶液に対してより効果的な吸収能を有する。
これらの電解質水溶液は、本発明に係る電解質水溶液吸収体による吸収時において、気体、液体、固体のいずれの状態をであっても特に問題はない。液体の場合は、該電解質水溶液吸収ポリマーをそのまま電解質水溶液に添加しうることで、該電解質水溶液を吸収することができる。気体の場合は、液化した状態か、もしくは、該ポリマーをガス状の電解質水溶液と接触させることで吸収させることができる。また、固体の場合は、他の電解質水溶液に溶かした状態で該吸収体に吸収させることができる。ただし、電解質水溶液は液体状の場合がより好ましい。
【００２５】
本発明の水透過性袋状体２の素材としては、天然繊維または合成繊維の布が用いられる。天然繊維としては、例えば棉、麻または絹などを例示できる。合成繊維としては、例えばポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどが例示できる。これら繊維を単独あるいは混合して布に編み上げたものまたは織り上げたものが好ましい。しかし、場合によっては、不織布であってもよい。また、場合によっては、フィルム状体の表裏を貫通する細孔を形成したものであってもよい。
【００２６】
本発明においては、水透過性袋状体の中に、電解質水溶液吸収ポリマー以外に、土および／または比重１以上の固形物を含有させることができる。このようにすることにより、本発明にかかる電解質水溶液吸収体が、特に設置初期段階において、水等に流されにくくなるという利点がある。
比重１以上の固形物としては、天然の鉱物よりなるもの、廃棄物よりなるもの、廃棄物を結着形成したものが挙げられる。これらの素材としては、プラスチック、金属、セラミクスもしくはガラス、またこれらの混合物が挙げられる。これら結着には、比重１以下の高分子材料を用いることができる。結着に用いる高分子材料としては特に限定されないが、例えば、ポリスチレン、スチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール、カゼインもしくはポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロンもしくはメトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂もしくはエポキシ樹脂等の三次元網目構造を形成する硬化型樹脂等などが挙げられる。
【００２７】
本発明では、上記の比重１以上の固形物として、磁性を有するものを用いることができる。この磁性により、磁気的に本発明に係る電解質水溶液吸収体を吸引して、クレーン等で移動輸送を可能にすることができるという利点がある。また、この磁性により、電解質水溶液吸収体を識別することが可能となるという利点もある。
磁性を有するものとしては、フェリ磁性、フェロ磁性または寄生磁性を有するものが挙げられる。より具体的に、フェロ磁性体としては、鉄、ニッケル、コバルトもしくはこれらの合金、またはこれらを含有する合金、さらには、遷移金属もしくはその合金、さらには、希土類元素を含有した合金を挙げることができる。さらに、フェリ磁性体としては、マグネタイト、マグヘマイト、ヘマタイト、マンガン亜鉛フェライト、マンガンニッケルフェライト、バリウムフェライトまたはストロンチウムフェライトなどがある。これらは、天然の鉱物よりなるもの、廃棄物よりなるもの、廃棄物を結着形成したものを用いてよい。これらは、比重が一般の無機系素材に比較して、大きく電解質水溶液吸収体の重量を高めることができ、吸液状態の電解質水溶液吸収体でもその重量を相対的に高める効果がある。また、これら素材は、使用済みの電気機器のインダクター素子やスピーカーやテレビの偏向ヨークより得ることができ、電子機器の解体処理において処理しにくい部材であるため、その有効活用の観点からも有益である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る電解質水溶液吸収体は、純水だけでなく、海水・汚水・泥水などの電解質を含有する水に対しても適用できるので、海辺の堤防のかさ上げまたは決壊の防止修復、または工場から漏水、特に電池産業またはメッキ産業の分野の工場の電解質水溶液等を貯蔵するタンクからの漏水などに対しても適用できる。また、従来の電解質水溶液吸収体よりも吸液性が高く、大量の電解質水溶液を吸液しなければならない場合や迅速に吸液しなければならない場合にも十分に対応できる。
また、本発明にかかる電解質水溶液吸収体は、運搬時は重量および体積がともに小さく、使用時には水を吸って重量、体積および外形の形状追随性の機能を十分満たす。
【００２９】
本発明に係る電解質水溶液吸収体は、使用済みポリマーや廃材を用いて作製することができ、また所望により含有される比重１以上の固形物も電子機器の解体処理において処理しにくい部材を用いて作製することができるので、これら廃材等を有効に再利用することができ、地球環境に資することができるという利点も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解質水溶液吸収体の乾燥時の断面図を示す。
【図２】本発明に係る電解質水溶液吸収体の吸液膨潤時の断面図を示す。
【符号の説明】
１電解質水溶液吸収体
２水透過性袋状体
３電解質水溶液吸収ポリマー
４比重１以上の固形物[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an aqueous electrolyte solution absorber for use in the repair and prevention of raising of embankments such as sea and river flooding and breakage.
[0002]
[Prior art]
The sandbag is a civil engineering material that prevents the flooding of the sea and river lakes due to flood damage. A conventional sandbag is produced by putting soil in a hemp bag, for example. In this case, transportation is difficult due to the relationship between the weight and volume of the sandbag, and it is produced near the disaster site. When transporting from a distance, it must be transported using a vehicle or the like, and labor is required for transporting and unloading. For this reason, a technique for adding a water-absorbing resin has been proposed as a method of providing a sandbag that is small in weight and volume during storage and transportation, and that absorbs water during use and sufficiently satisfies the functions of weight, volume, and external shape tracking. Yes. However, when the sandbag is actually immersed in water, various electrolytes (sodium salt, phosphate, etc.) are eluted from the soil components in the sandbag. As a result, it has a problem that the performance as a sandbag cannot be sufficiently exhibited.
In addition, a fibrous material such as cloth has been used as a water absorbent for removing unnecessary water remaining due to water leakage or submergence, but since such a water absorbent has a low absorption capacity for an aqueous electrolyte solution, When a large amount of water containing electrolyte from a factory leaked, there was a problem that the performance of the water absorbent could not be fully demonstrated.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
From the present situation shown above, it works effectively against electrolytes eluted from soil components in sandbags, seawater originally containing electrolytes, leaks from factories, etc., and is small in weight and volume, There is a strong demand for an aqueous electrolyte solution absorber that is easy to transport and transport. An object of the present invention is to provide an electrolyte aqueous solution absorber that is small in weight and volume during transportation and sufficiently absorbs the weight and volume and the function of following the shape of the outer shape by sucking water containing an electrolyte during use. . Another object of the present invention is to contribute to the global environment by utilizing polymer waste materials such as water-insoluble polymers or inorganic solid waste materials such as metals or ceramics, which have been difficult to treat as waste.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies with the inventors that have achieved the above-mentioned object, the present inventors have solved the above problems all at once by using an electrolyte aqueous solution-absorbing polymer obtained by introducing a hydrophilic polar group into a water-insoluble polymer. I found out that I can do it. It was also found that by using a used polymer or waste material as a water-insoluble polymer as a raw material, these can be effectively reused and contribute to the global environment.
The present inventors have further studied and completed the present invention.
[0005]
That is, the present invention
(1) An electrolyte aqueous solution absorber comprising an electrolyte aqueous solution absorption polymer comprising a water-insoluble polymer having a hydrophilic polar group introduced therein,
(2) A hydrophilic polar group may be a sulfo group that may form a salt, a sulfuric acid group that may form a salt, a carboxyl group that may form a salt, an amide group, a nitro group, or a salt. -PO (OH) which may be formed ₂ Group, which may form a salt -OPO (OH) ₂ (1) characterized in that it is at least one hydrophilic polar group selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group that may form a salt, and an amine base that may form a salt. The electrolyte aqueous solution absorber as described,
(3) The electrolyte aqueous solution absorber according to the above (1), wherein the hydrophilic polar group is 0.1 to 99 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer,
(4) The aqueous electrolyte solution absorber according to (1), wherein the water-insoluble polymer has at least one kind of an aromatic ring and a conjugated diene in the main chain and / or side chain,
(5) The above-mentioned (1), wherein at least one of the aromatic ring and the conjugated diene contained in the water-insoluble polymer is 1 to 100 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer. 4) The electrolyte aqueous solution absorber as described above,
(6) The electrolyte aqueous solution absorber according to (1), further comprising a solid having a specific gravity of 1 or more,
(7) The electrolyte aqueous solution absorber according to (6) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of a natural mineral,
(8) The electrolyte aqueous solution absorber according to (6) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of waste.
(9) The electrolyte aqueous solution absorber according to (6) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is formed by binding waste.
(10) The electrolyte aqueous solution absorber according to (6) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of magnetic waste.
About.
[0006]
The present invention also provides:
(11) An electrolyte aqueous solution absorber comprising an electrolyte aqueous solution absorption polymer comprising a used water-insoluble polymer into which a hydrophilic polar group has been introduced,
(12) A sulfo group that may form a salt, a sulfate group that may form a salt, a carboxyl group, an amide group, a nitro group, or a salt that may form a salt. -PO (OH) which may be formed ₂ Group, which may form a salt -OPO (OH) ₂ (11) characterized in that it is at least one or more kinds of hydrophilic polar groups selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group that may form a salt, and an amine base that may form a salt. The electrolyte aqueous solution absorber as described,
(13) The electrolyte aqueous solution absorber as described in (11) above, wherein the hydrophilic polar group is 0.1 to 99 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer.
(14) The aqueous electrolyte solution absorber according to (11), wherein the water-insoluble polymer has at least one kind of an aromatic ring and a conjugated diene in the main chain and / or side chain,
(15) The above-mentioned (1), wherein at least one of the aromatic ring and the conjugated diene contained in the water-insoluble polymer is 1 to 100 mol% based on all monomer units in the water-insoluble polymer. 14) The electrolyte aqueous solution absorber as described above,
(16) The electrolyte aqueous solution absorber according to (11), further comprising a solid having a specific gravity of 1 or more,
(17) The electrolyte aqueous solution absorber according to (16), wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of a natural mineral,
(18) The electrolyte aqueous solution absorber according to (16) above, wherein the solid matter having a specific gravity of 1 or more is made of waste.
(19) The electrolyte aqueous solution absorber according to (16) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is formed by binding waste.
(20) The electrolyte aqueous solution absorber according to (16) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of magnetic waste.
About.
[0007]
The present invention also provides:
(21) A method for producing an aqueous electrolyte solution absorbent comprising filling a water-permeable bag-like polymer with an aqueous electrolyte solution-absorbing polymer obtainable by introducing a hydrophilic group into the water-insoluble polymer;
(22) A sulfo group that may form a salt, a sulfate group that may form a salt, a carboxyl group, an amide group, a nitro group, or a salt that may form a salt. -PO (OH) which may be formed ₂ Group, which may form a salt -OPO (OH) ₂ (21) characterized in that it is at least one or more types of hydrophilic polar groups selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group that may form a salt, and an amine base that may form a salt. A method for producing the electrolyte aqueous solution absorber described above,
(23) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (21), wherein the hydrophilic polar group is 0.1 to 99 mol% based on all monomer units in the water-insoluble polymer,
(24) The method for producing an aqueous electrolyte solution absorber according to (21), wherein the water-insoluble polymer has at least one kind of an aromatic ring and a conjugated diene in the main chain and / or side chain. ,
(25) The above-mentioned (1), wherein at least one of the aromatic ring and the conjugated diene contained in the water-insoluble polymer is 1 to 100 mol% based on all monomer units in the water-insoluble polymer. 24) a method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to 24,
(26) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (21), further comprising filling a water-permeable bag-like body with a solid having a specific gravity of 1 or more,
(27) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (26), wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of a natural mineral,
(28) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (26), wherein a solid having a specific gravity of 1 or more is made of waste,
(29) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (26) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is formed by binding waste.
(30) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (26), wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of magnetic waste.
About.
[0008]
Furthermore, the present invention provides
(31) A method for producing an aqueous electrolyte solution absorber, comprising filling a water-permeable bag-like body with an aqueous electrolyte solution-absorbing polymer that can be obtained by introducing a hydrophilic group into a used water-insoluble polymer;
(32) A hydrophilic polar group may be a sulfo group that may form a salt, a sulfate group that may form a salt, a carboxyl group that may form a salt, an amide group, a nitro group, or a salt. -PO (OH) which may be formed ₂ Group, which may form a salt -OPO (OH) ₂ The above (31), which is at least one or more kinds of hydrophilic polar groups selected from the group consisting of a group, a hydroxyl group that may form a salt, and an amine base that may form a salt A method for producing the electrolyte aqueous solution absorber described above,
(33) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (31) above, wherein the hydrophilic polar group is 0.1 to 99 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer,
(34) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber as described in (31) above, wherein the water-insoluble polymer has at least one kind of an aromatic ring and a conjugated diene in the main chain and / or side chain. ,
(35) The above-mentioned (1), wherein at least one of the aromatic ring and the conjugated diene contained in the water-insoluble polymer is 1 to 100 mol% with respect to all the monomer units in the water-insoluble polymer. 34) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to claim
(36) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (31), further comprising filling a water-permeable bag-like body with a solid having a specific gravity of 1 or more,
(37) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (36), wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of a natural mineral,
(38) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (36), wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is made of waste,
(39) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (36) above, wherein the solid having a specific gravity of 1 or more is formed by binding waste.
(40) The method for producing an electrolyte aqueous solution absorber according to (36), wherein the solid matter having a specific gravity of 1 or more is made of magnetic waste.
About.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Hereinafter, an electrolyte aqueous solution absorber 1 as shown in FIGS. 1 and 2 will be described as the electrolyte aqueous solution absorber to which the present invention is applied. Here, the “electrolyte aqueous solution absorber” in the claims and the detailed description of the invention has a function of a sandbag used for raising or preventing a levee due to sea / river flooding or the like, or water leakage Or what has a function which removes the unnecessary water which remains by flooding etc. is mentioned.
An aqueous electrolyte solution absorber 1 according to the present invention includes a water-permeable bag-like body 2 and an electrolyte aqueous solution-absorbing polymer 3 enclosed in the water-permeable bag-like body 2. The electrolyte aqueous solution absorber 1 is composed of a dry electrolyte aqueous solution absorption polymer 3a and a water-permeable bag-like body 2 as shown in the sectional view of FIG. 1 in the dry state, and the cross section of FIG. As shown in the figure, the electrolyte solution absorbing polymer 3b in a liquid-absorbing swelling state is composed of a water-permeable bag-like body 2. Moreover, 4 in both figures has shown the solid substance of specific gravity 1 or more other than soil.
[0010]
The aqueous electrolyte solution-absorbing polymer used in the present invention is usually produced by introducing a hydrophilic group into a water-insoluble polymer. Although it does not specifically limit as electrolyte aqueous solution absorption polymer used as a raw material, It is preferable to use the water-insoluble polymer obtained from an inexpensive versatile monomer as a raw material. Specific examples of such versatile water-insoluble polymers include the following polymers. For example, ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) polymer, high impact polystyrene (HIPS), styrene-butadiene elastomer (SBC), SAN (styrene-acrylonitrile) polymer, polyacrylonitrile polymer (PAN), polyacrylonitrile-butadiene (nitrile rubber) , Polystyrene (PS), nylon polymer, polyolefin (eg, polyethylene, polypropylene, polyisoprene, etc.) polymer, polyvinyl chloride (PVC), polyphenylene ether (PPE), polyphenylene sulfide (PPS), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate ( PET), polybutylene terephthalate (PBT), polysulfone, polyallylsulfone, polyethersulfone, polysulfone Thioethersulfone, polyetherketone, polyetherimide, polyetheretherketone, polyamide (nylon), polyamideimide, polyimide, polyarylate, aromatic polyester, polyurethane, polyvinyl chloride, chlorinated polyether, polychloromethylstyrene, poly Acrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, celluloid, various liquid crystal polymers, methacrylic polymer (PMMA), cocoon polymer, terpene polymer, epoxy polymer, phenol-formalin polymer, melamine polymer and the like can be mentioned.
[0011]
As the aqueous electrolyte solution-absorbing polymer used as a raw material, among the above polymers, those having an aromatic ring or a conjugated diene structure in which a hydrophilic polar group described later can be easily introduced are preferable. The content of the aromatic ring and / or conjugated diene unit in the water-insoluble polymer is desirably about 1 to 100 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer. In order to avoid a decrease in the number of hydrophilic polar groups introduced into the water-insoluble polymer and consequently a decrease in the absorption effect on the aqueous electrolyte solution, the content is preferably about 1 mol% or more.
[0012]
The molecular weight (Mw) of the water-insoluble polymer material is not particularly limited, but the weight average molecular weight (Mw) is about 1,000 to 20,000,000, more preferably about 10,000 to 1,000. About 1,000 is common. When the molecular weight is higher than 1,000, it is possible to avoid the disadvantage that the gel is completely dissolved in the aqueous electrolyte solution due to the introduction of the hydrophilic polar group and the gel state cannot be maintained after absorption. When the molecular weight is lower than 20,000,000, introduction of a hydrophilic polar group is facilitated and it is more practical.
[0013]
These water-insoluble polymers may be newly produced unused granular polymers (virgin pellets), used water-insoluble polymers or waste materials that have been shaped for specific uses. good. Examples of the waste material include discharged materials (half-finished products) in the production process of resin raw materials and molded products, casings and various component materials already used in electrical products and automobiles, tubes and hoses, and various cushioning materials. Etc. The used water-insoluble polymer refers to a water-insoluble polymer recovered from the waste material and the like. The waste material may be discharged from a factory, a store, a household, or the like, but it is collected from a factory, a store, or the like (for example, a half-finished product). Etc.) is more preferable because many of them have a relatively uniform composition.
[0014]
In addition, the water-insoluble polymer may be an alloy with other polymers, and may contain additives such as facial dyes, stabilizers, flame retardants, plasticizers, fillers, curable adhesives, and other auxiliary agents. It may be a waste material contained or a used water-insoluble polymer. Alternatively, it may be a used water-insoluble polymer or a mixture of waste material and virgin material.
[0015]
In the present invention, a hydrophilic polar group is introduced into the water-insoluble polymer described above to convert it into an electrolyte aqueous solution absorbing polymer. At this time, the hydrophilic polar group has an effect of increasing the absorbability with respect to the aqueous electrolyte solution, while the hydrophobic part (the main chain, the aromatic ring, and the non-introduced part of the hydrophilic polar group) in the water-insoluble polymer is The polymer has an effect for preventing the polymer from being dissolved in various electrolyte aqueous solutions.
[0016]
Examples of hydrophilic polar groups include polar groups such as acidic groups or basic groups. The acidic group or basic group may form a salt. Such hydrophilic polar groups are specifically represented by the formula —SO ₃ A sulfo group which may form a salt represented by M (wherein M represents a hydrogen atom or a cation such as a metal such as sodium or potassium), a formula —OSO ₃ A sulfate group which may form a salt represented by M (wherein M is as defined above), a formula —PO (OM ₁ ) (OM ₂ ) Or formula -OPO (OM ₁ ) (OM ₂ (Where M ₁ And M ₂ Are the same or different and have the same meaning as M above. A phospho group which may form a salt represented by formula: -OM ₃ (Where M ₃ Is equivalent to M. ), A hydroxyl group that may form a salt represented by formula: -COOM ₄ (Where M ₄ Is equivalent to M. And a carboxyl group that may form a salt represented by () is an acidic group that may form a salt. Further, for example, a salt such as an amino group, a secondary amino group (for example, methylamino group), a tertiary amino group (for example, dimethylamino group), for example, a quaternary ammonium group (for example, trimethylammonium chloride group) may be formed. Examples of the basic group that may form a salt include an amine base. In addition, examples of the hydrophilic polar group include an amide group and a nitro group.
[0017]
As a method of introducing a sulfo group and / or a sulfo group forming a salt into the water-insoluble polymer, the water-insoluble polymer having an aromatic ring and concentrated sulfuric acid (having a concentration of about 70% by weight or more) More preferably), or directly reacting with a sulfonating agent such as sulfuric anhydride, fuming sulfuric acid or chlorosulfonic acid, or reacting with the sulfonating agent in a state where the polymer is dissolved or dispersed in an organic solvent. In this way, a sulfo group is introduced, and subsequently it can be converted into a sulfonate by neutralizing it with a basic substance (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide). In addition, although reaction temperature at the time of sulfo group introduction | transduction changes largely with the presence or absence of the use of an organic solvent, it is about about 0-200 degreeC in general, Preferably it is about about 30-120 degreeC. When the temperature is about 0 ° C. or higher, the reaction rate is sufficiently high, and an aqueous electrolyte solution-absorbing polymer having better performance is obtained. When the temperature is about 200 ° C. or lower, the molecular chains in the polymer are not easily broken. Therefore, the above range is preferable because it is difficult to dissolve in water or a solvent. The reaction time varies greatly depending on the reaction temperature, but is generally 1 minute to 40 hours, preferably 5 minutes to 2 hours. This condition is preferable because the reaction proceeds more sufficiently and the production efficiency is good.
[0018]
As a method for introducing a sulfate group which may form a salt, preferably, a sulfate group is first introduced by reacting a water-insoluble polymer having an unsaturated bond with a high-temperature sulfuric acid aqueous solution. A sulfate can be obtained by reacting with a compound (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide).
As a method for introducing a carboxyl group which may form a salt, it is preferable that n-butyllithium is added to a water-insoluble polymer having an aromatic ring and then reacted with dry ice to first form a carboxyl. It becomes possible to introduce a group, and then react with a basic compound (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide) to obtain a carboxylate.
[0019]
As a method for introducing an amide group, for example, it is obtained by hydrolyzing the water-insoluble polymer having a nitrile group with heated concentrated sulfuric acid or heated alkali (for example, an aqueous sodium hydroxide solution or an aqueous potassium hydroxide solution). Can do.
As a method for introducing a nitro group, a water-insoluble polymer having an aromatic ring is preferably reacted with fuming nitric acid or a mixed solution of nitric acid and sulfuric acid.
-PO (OH) which may form a salt ₂ As a method for introducing a group, preferably, a water-insoluble polymer having an aromatic ring is first added with phosphorus trichloride and then hydrolyzed to form —PO (OH). ₂ The group can be introduced and then reacted with a basic compound (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide) to form the salt.
-OPO (OH) which may form a salt ₂ As a method for introducing a group, it is preferable that phosphorous trioxide is added to a water-insoluble polymer having an unsaturated bond and then hydrolyzed to form —OPO (OH). ₂ The group can be introduced and then reacted with a basic compound (for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide) to form the salt.
[0020]
As a method for introducing a hydroxyl group which may form a salt, it is possible to introduce a hydroxyl group first by reacting with a water-insoluble polymer having an unsaturated bond and an aqueous sulfuric acid solution. For example, the salt can be obtained by reacting with sodium hydroxide or potassium hydroxide).
As a method for introducing a tertiary and / or quaternary amine base, preferably, after water-insoluble polymer having an aromatic ring is chloromethylated by Friedel-Craft reaction, ammonia and various amine compounds are used. By reacting, tertiary and quaternary amine salts can be introduced as ionic groups. Introduction of a primary amino group or secondary amino group, and conversion of these amino groups into salts may be performed according to a method known per se.
[0021]
The hydrophilic polar group introducing agent and the basic compound may be virgin agents, waste liquids discharged from factories, or recycled products. From the viewpoint of effective use of resources, it is more preferable to use the waste liquid for the production of the aqueous electrolyte solution-absorbing polymer used in the present invention.
In addition, only one kind of these hydrophilic polar groups may be introduced into the water-insoluble polymer, or two or more kinds thereof may be introduced. The amount of these hydrophilic polar groups introduced into the water-insoluble polymer is desirably about 0.1 to 99 mol% with respect to all monomer units in the polymer. The above range is preferable in order to prevent the polymer after the introduction of the hydrophilic polar group from being dissolved in water and to have good absorbability with respect to the aqueous electrolyte solution.
[0022]
The electrolyte aqueous solution-absorbing polymer obtained by the method described above may be further subjected to a process known per se. A preferred embodiment will be described. Various excellent electrolytes obtained by the above-described hydrophilic polar group introduction reaction, usually a gel-like reaction product, are preferably filtered, washed with water, dried or dehydrated. A polymer having an aqueous solution absorption capability is obtained.
In addition, it goes without saying that the aqueous electrolyte solution-absorbing polymer of the present invention may be produced by polymerizing a monomer having the above-mentioned hydrophilic polar group introduced into the main chain and / or side chain in accordance with a method known per se.
[0023]
Furthermore, the aqueous electrolyte solution-absorbing polymer used in the present invention is optionally provided with other components such as a conventionally known aqueous electrolyte solution-absorbing polymer (for example, polymerized by adding a crosslinkable monomer), stabilizer, hygroscopic agent, and curable adhesive. Etc. may be further blended.
[0024]
Regardless of the method, it is possible to obtain a polymer capable of absorbing various aqueous electrolyte solutions at a high concentration by introducing a hydrophilic polar group into the water-insoluble polymer, preferably according to the method described above.
Examples of the electrolyte aqueous solution that can be absorbed by the electrolyte aqueous solution-absorbing polymer thus obtained include various inorganic salts and organic salt compounds, inorganic acids and inorganic bases, organic acids and organic bases. More specifically, seawater, sewage, mud, etc. are mentioned. The electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention has a more effective absorption capacity especially for an electrolyte aqueous solution containing sodium salt, calcium salt, magnesium salt and the like contained in soil or seawater.
There is no particular problem with these electrolyte aqueous solutions even when they are in a gas, liquid, or solid state when absorbed by the electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention. In the case of a liquid, the electrolyte aqueous solution can be absorbed by adding the electrolyte aqueous solution absorbing polymer as it is to the electrolyte aqueous solution. In the case of gas, it can be absorbed in a liquefied state or by bringing the polymer into contact with a gaseous electrolyte aqueous solution. Moreover, in the case of a solid, it can be made to absorb by this absorber in the state melt | dissolved in the other electrolyte aqueous solution. However, the aqueous electrolyte solution is more preferably in a liquid state.
[0025]
As a material of the water-permeable bag-like body 2 of the present invention, a natural fiber or synthetic fiber cloth is used. Examples of natural fibers include cocoons, hemp or silk. Examples of synthetic fibers include polyamide, polyimide, polyester, polyethylene, and polypropylene. Those obtained by knitting or weaving these fibers alone or in combination are preferred. However, in some cases, it may be a non-woven fabric. In some cases, pores penetrating the front and back of the film-like body may be formed.
[0026]
In the present invention, the water-permeable bag-like body may contain soil and / or solid matter having a specific gravity of 1 or more in addition to the electrolyte aqueous solution-absorbing polymer. By doing in this way, there exists an advantage that the electrolyte aqueous solution absorber concerning this invention becomes difficult to be poured into water etc. especially in the installation initial stage.
Examples of solids having a specific gravity of 1 or more include those made of natural minerals, those made of waste, and those formed by binding waste. These materials include plastics, metals, ceramics or glass, and mixtures thereof. For the binding, a polymer material having a specific gravity of 1 or less can be used. The polymer material used for the binding is not particularly limited. For example, polystyrene, styrene-propylene copolymer, styrene-butadiene copolymer, styrene-vinyl chloride copolymer, styrene-vinyl acetate copolymer, styrene- Acrylic ester copolymer, styrene-methacrylic ester copolymer, polyester resin, polyvinyl alcohol, water soluble resin such as casein or sodium polyacrylate, alcohol soluble resin such as copolymer nylon or methoxymethylated nylon, polyurethane, Examples thereof include a curable resin that forms a three-dimensional network structure such as a melamine resin or an epoxy resin.
[0027]
In the present invention, as the solid having a specific gravity of 1 or more, one having magnetism can be used. Due to this magnetism, there is an advantage that the aqueous electrolyte solution absorber according to the present invention can be magnetically attracted and moved and transported by a crane or the like. This magnetism also has the advantage that the electrolyte aqueous solution absorber can be identified.
Examples of magnetism include those having ferrimagnetism, ferromagnetism, or parasitic magnetism. More specifically, examples of the ferromagnet include iron, nickel, cobalt, or alloys thereof, or alloys containing these, further transition metals or alloys thereof, and alloys containing rare earth elements. it can. Further, examples of the ferrimagnetic material include magnetite, maghemite, hematite, manganese zinc ferrite, manganese nickel ferrite, barium ferrite, and strontium ferrite. These may be made of natural minerals, wastes, or those formed by binding wastes. These can greatly increase the weight of the electrolyte aqueous solution absorber in comparison with a general inorganic material, and the weight of the electrolyte aqueous solution absorber in the liquid absorption state is relatively high. In addition, these materials can be obtained from inductor elements of used electrical equipment, speakers and deflection yokes of televisions, and are difficult to process in the dismantling process of electronic equipment. is there.
[0028]
【The invention's effect】
The electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention can be applied not only to pure water but also to water containing electrolytes such as seawater, sewage, mud, etc. Therefore, the present invention can also be applied to water leaks from tanks storing electrolyte aqueous solutions in factories in the field of battery industry or plating industry. Moreover, it has higher liquid absorbency than the conventional electrolyte aqueous solution absorber, and can sufficiently cope with a case where a large amount of the electrolyte aqueous solution has to be absorbed or a case where it is necessary to absorb the liquid quickly.
Further, the electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention is small in weight and volume during transportation and sufficiently absorbs water during use and sufficiently satisfies the function of following the shape of the weight, volume, and outer shape.
[0029]
The electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention can be produced using a used polymer or waste material, and a solid material having a specific gravity of 1 or more contained if desired is difficult to be processed in the dismantling process of an electronic device. Since it can be produced, these waste materials and the like can be effectively reused, and there is an advantage that it can contribute to the global environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an electrolyte aqueous solution absorber according to the present invention when dried.
FIG. 2 shows a cross-sectional view of the aqueous electrolyte solution absorber according to the present invention during liquid absorption swelling.
[Explanation of symbols]
1 Electrolyte aqueous solution absorber
2 Water-permeable bag
3 Electrolyte aqueous solution absorption polymer
4 Solids with a specific gravity of 1 or more

Claims

An electrolyte aqueous solution absorbing polymer composed of the following water-insoluble polymer having a hydrophilic polar group introduced therein and a solid having a specific gravity of 1 or more and bound by a polymer material are contained in a water-permeable bag-like body. Do Ri, and an aqueous electrolyte solution absorber the water-insoluble polymer is characterized der Rukoto used ones Te.
Water-insoluble polymer:
ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) polymer, high impact polystyrene (HIPS), styrene-butadiene elastomer (SBC), SAN (styrene-acrylonitrile) polymer, polyacrylonitrile polymer (PAN), polyacrylonitrile-butadiene rubber, polystyrene, nylon Polymer, Polyethylene, Polypropylene, Polyisoprene, Polyvinyl chloride, Polyphenylene ether, Polyphenylene sulfide, Polycarbonate, Polyethylene terephthalate, Polybutylene terephthalate, Polysulfone, Polyallylsulfone, Polyethersulfone, Polythioethersulfone, Polyetherketone, Polyether Imide, polyetheretherketone, polyamide, polyamide , Polyimide, polyacrylate, aromatic polyester, polyurethane, chlorinated polyether, polychloromethylstyrene, polyacrylate, polymethacrylate, celluloid, liquid crystal polymer, methacrylic polymer, cocoon polymer, terpene polymer, epoxy polymer, phenol-formalin Polymer, melamine polymer.

The hydrophilic polar group forms a sulfo group that may form a salt, a sulfate group that may form a salt, a carboxyl group that may form a salt, an amide group, a nitro group, or a salt. -PO (OH) ₂ group which may form a salt, -OPO (OH) ₂ group which may form a salt, a hydroxyl group which may form a salt, and an amine base which may form a salt The electrolyte aqueous solution absorber according to claim 1, which is at least one hydrophilic polar group selected from the group consisting of:

The electrolyte aqueous solution absorber according to claim 1, wherein the hydrophilic polar group is 0.1 to 99 mol% with respect to all monomer units in the water-insoluble polymer.

The electrolyte aqueous solution absorber according to claim 1, wherein the water-insoluble polymer has at least one kind of an aromatic ring and a conjugated diene in a main chain and / or a side chain.

5. The at least one of the aromatic ring and the conjugated diene contained in the water-insoluble polymer is 1 to 100 mol% based on all monomer units in the water-insoluble polymer. Electrolyte aqueous solution absorber.