FI102283B - Melt-processable polyester urethane and process for its preparation - Google Patents

Melt-processable polyester urethane and process for its preparation Download PDF

Info

Publication number
FI102283B
FI102283B FI952030A FI952030A FI102283B FI 102283 B FI102283 B FI 102283B FI 952030 A FI952030 A FI 952030A FI 952030 A FI952030 A FI 952030A FI 102283 B FI102283 B FI 102283B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polyester
polymer
polyester urethane
diisocyanate
hydroxy acid
Prior art date
Application number
FI952030A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI952030A (en
FI952030A0 (en
FI102283B1 (en
Inventor
Jukka Seppaelae
Mika Haerkoenen
Janne Kylmae
Kari Hiltunen
Original Assignee
Valtion Teknillinen
Metsae Serla Oy
Fortum Heat And Gas Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FI943250A external-priority patent/FI97726C/en
Application filed by Valtion Teknillinen, Metsae Serla Oy, Fortum Heat And Gas Oy filed Critical Valtion Teknillinen
Priority to FI952030A priority Critical patent/FI102283B1/en
Publication of FI952030A0 publication Critical patent/FI952030A0/en
Publication of FI952030A publication Critical patent/FI952030A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI102283B publication Critical patent/FI102283B/en
Publication of FI102283B1 publication Critical patent/FI102283B1/en

Links

Landscapes

  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

102283102283

Sulatyöstettävä polyesteriuretaani ja menetelmä sen valmistamiseksiMeltable polyester urethane and method for its preparation

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista sulatyöstettävää 5 polyesteriuretaania. Tällainen polymeeri sisältää polyesteristä johdettuja rakenneyksi- köitä ja di-isosyanaatista johdettuja rakenneyksiköitä.The present invention relates to a melt processable polyester urethane according to the preamble of claim 1. Such a polymer contains polyester-derived units and diisocyanate-derived units.

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 12 johdannon mukaista esipolymeeriä, joka soveltuu keksinnön mukaisen polyesteriuretaanin valmistukseen, sekä patenttivaatimuk-10 sen 14 johdannon mukaista menetelmää sulatyöstettävän polyesteriuretaanin valmista miseksi. Menetelmän mukaan hydroksihappomonomeereista muodostetaan ensin polyes-teri-esipolymeeri, joka kopolymeroidaan isosyanaattiryhmiä sisältävän monomeerin kanssa polyesteriuretaanin muodostamiseksi.The invention also relates to a prepolymer according to the preamble of claim 12, which is suitable for the production of a polyester urethane according to the invention, and to a process for the preparation of a melt-processable polyester urethane according to the preamble of claim 10. According to the process, the hydroxy acid monomers are first formed into a polyester prepolymer which is copolymerized with a monomer containing isocyanate groups to form a polyester urethane.

15 Patenttikiijallisuudesta tunnetaan ennestään lukuisia ratkaisuja biohajoavien polymeerien valmistamiseksi maitohapon kondensaatiopolymeereista ja isosyanaateista. Isosyanaatti toimii kytkentäryhmänä, jonka välityksellä kondensaatiopolymeeriketjut saadaan yhdistetyiksi amidi- ja uretaanisidoksin polyesteriuretaanin muodostamiseksi.Numerous solutions for the preparation of biodegradable polymers from lactic acid condensation polymers and isocyanates are already known from the patent application. The isocyanate acts as a linking group through which the condensation polymer chains are joined by amide and urethane bonds to form polyester urethane.

20 Tunnettuihin valmistusmenetelmiin liittyy mm. se epäkohta, ettei niiden avulla ole mahdollista merkittävässä määrin vaikuttaa syntyvän polymeerin moolimassajakaumaan .···, tai ristisilloitusasteeseen. Nämä ominaisuudet ovat kuitenkin tärkeitä mitä tulee poly- • · • · · . ·. : meerien työstettävyyteen, mekaanisiin ominaisuuksiin ja lämmönkeston parantamiseen.20 Known manufacturing methods involve e.g. the disadvantage of not being able to significantly influence the molecular weight distribution of the polymer formed. ···, or the degree of crosslinking. However, these properties are important when it comes to poly- • · • · ·. ·. : for the machinability, mechanical properties and heat resistance of seams.

: Edelleen on L-maitohappo-pohjaisen polyesteriuretaanin lasiutumislämpötila, T8, joka • · · · :1£j pitkälti ratkaisee tällaisen amorfisen polymeerin korkeimman käyttölämpötilan, noin 53 « °C, mikä on liian matala eräisiin sovelluksiin.: Furthermore, there is a glass transition temperature of L-lactic acid-based polyester urethane, T8, which • · · ·: 1 £ j largely determines the maximum operating temperature of such an amorphous polymer, about 53 ° C, which is too low for some applications.

• · * < • · I • ♦ T: Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät ongel- * ; mat ja saada aikaan aivan uudenlaiset biohajoavat polyesteriuretaanit, jotka ovat sula- • · · : ‘ 30 työstettävissä ja siten helposti muokattavissa haluttuun muotoon. Edelleen keksinnön : [·. tarkoituksena on saada aikaan polymeerejä, joiden lasiutumislämpötilat ovat riittävän ..,.: korkeita useimpia käytännön sovelluksia varten.It is an object of the present invention to obviate the problems associated with the prior art; and to provide a completely new type of biodegradable polyester urethanes which are meltable • · ·: ‘30 and thus easily adaptable to the desired shape. Further invention: [·. the purpose is to provide polymers with sufficient glass transition temperatures ..,.: high for most practical applications.

102283 2102283 2

Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siihen ajatukseen, että polyesteriuretaanin valmistukseen käytetään hydroksyylihappo-esipolymeeriä, joka on hydroksyylitenninoitu, ja sanottu esipolymeeri saatetaan reagoimaan di-isosyanaatin kanssa, jolloin saadaan aikaan polymeeri, jossa esipolymeerin ja isosyanaatin väliset sidokset ainakin pääasialli-S sesti (ja käytännössä lähes täysin) ovat uretaanisidoksia. Jatkamalla polymerointia ainakin jonkin aikaa sen jälkeen, kun periaatteessa kaikki vapaat pääteryhmät ovat reagoineet di-isosyanaatin kanssa, eli polymeerissä ei esiinny juuri lainkaan vapaita hydroksyyliiyhmiä ja isosyanaattiiyhmiä esiintyy pääasiassa ainoastaan polymeeriketju-jen päissä, saadaan polymeeri ainakin jossain määrin pitkäketjuhaaroittumaan, jolloin 10 polymeerin sulatyöstöominaisuudet kuten myös mekaaniset ominaisuudet paranevat.The solution according to the invention is based on the idea that a hydroxylic acid prepolymer which is hydroxyltenninated is used for the preparation of polyester urethane and said prepolymer is reacted with a diisocyanate to give a polymer in which the bonds between the prepolymer and the isocyanate are at least substantially ) are urethane bonds. Continuing the polymerization for at least some time after essentially all the free end groups have reacted with the diisocyanate, i.e. there are almost no free hydroxyl groups in the polymer and the isocyanate groups are mainly present only at the ends of the polymer chains, the polymer becomes at least to some extent. the mechanical properties also improve.

Pitkäketjuhaaroittuneisuutta syntyy polymeeriketjujen välisten reaktioiden tuloksena, esimerkiksi uretaanisidoksen ja polymeeriketjun päässä olevan isosyanaattiryhmän välisen reaktion tuloksena.Long chain branching arises as a result of reactions between polymer chains, for example as a result of a reaction between a urethane bond and an isocyanate group at the end of the polymer chain.

15 Polyesteriuretaanin lasiutumislämpötilan korottamiseksi polyesteri valmistetaan kopoly- meroimalla hydroksihappomonomeerit polyesteriketjua jäykistävien komponenttien kanssa. Hydroksihappomonomeerit ovat tyypillisesti alifaattisia hydroksihappoja, kuten maitohappo, ja polyesteriketjua jäykistävät, komponentit koostuvat edullisesti aromaatti-sista hydroksihapoista.To increase the glass transition temperature of polyester urethane, the polyester is prepared by copolymerizing hydroxy acid monomers with polyester chain stiffening components. The hydroxy acid monomers are typically aliphatic hydroxy acids, such as lactic acid, and the polyester chain stiffening components preferably consist of aromatic hydroxy acids.

Uuden polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa, M„, on ainakin 10.000 g/mol ja | sen massakeskimääräinen moolimassa, Mw, on yli 20.000 g/mol ja moolimassajakauma • · : suhteella ilmaistuna on yli 2. Edullisesti lukukeskimääräinen moolimassa on • · · V · 10.000 - 200.000 g/mol, erityisen edullisesti noin 15.000 - 100.000, massakeskimääräi- 25 nen moolimassa on 20.000 - 1.000.000, erityisen edullisesti noin 30.000 - 600.000 ja • · ’♦*.* moolimassajakauma on 2 - 20, edullisesti 3 - 10. Sen lasiutumislämpötila on tavallisesti «·· *’·; ; yli 53 °C.The number average molecular weight, Mn, of the new polymer is at least 10,000 g / mol and | it has a weight average molecular weight, Mw, of more than 20,000 g / mol and a molecular weight distribution of more than 2. Preferably, the number average molecular weight is • · · V · 10,000 to 200,000 g / mol, particularly preferably about 15,000 to 100,000, the weight average has a molecular weight of 20,000 to 1,000,000, particularly preferably about 30,000 to 600,000, and a molecular weight distribution of 2 to 20, preferably 3 to 10. Its glass transition temperature is usually «·· * '·; ; above 53 ° C.

• · · ♦ · * ··· • · · :...: Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle polymeerille on tunnusomaista se, : :3D mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.• · · ♦ · * ··· • · ·: ...: More specifically, the polymer according to the invention is characterized by:: 3D as set forth in the characterizing part of claim 1.

• · · ·• · · ·

Keksinnön mukainen polyesteri-esipolymeeri käsittää maitohaposta, aromaattisesta 102283 3 hydroksihaposta ja orgaanisesta diolista johdetut rakenneyksiköt, jotka liittyvät toisiinsa siten, että polyesterin pääteryhmät ainakin pääasiallisesti koostuvat hydroksyyliryhmis-tä. Polyesterin lukukeskimääräinen moolimassa on suhteellisen pieni, tyypillisesti 500 - 20.000, edullisesti noin 1.000 - 8.000 g/mol. Esipolymeerin laktidipitoisuus on alle 10 5 p-% ja vapaan maitohapon pitoisuus on alle 10 p-%.The polyester prepolymer according to the invention comprises structural units derived from lactic acid, aromatic 102283 3 hydroxy acid and organic diol, which are connected to one another in such a way that the end groups of the polyester at least mainly consist of hydroxyl groups. The number average molecular weight of the polyester is relatively low, typically 500 to 20,000, preferably about 1,000 to 8,000 g / mol. The prepolymer has a lactide content of less than 10% by weight and a free lactic acid content of less than 10% by weight.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle polymeerille on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the polymer according to the invention is characterized by what is set out in the characterizing part of claim 12.

10 Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 14 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention is in turn characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 14.

Tekniikan tasossa on kuvattu pienen moolimassan omaavien biohajoavien poly(L-maito-happo-ko-D,L-mantelihappo) ja poly(L-maitohappo-ko-L-3-fenyylimaitohapon) valmis-15 tusta [Fukuzaki et ai., Makromol. Chem. 190 (1989) 2407-2415]. Vaikka kopolymeerin lasiutumislämpötila kasvoi D,L-mantelihapon monomeeriosuuden kasvaessa, lasiutumis-lämpötilat ovat tunnetuilla polymeereillä varsin vaatimattomat.The prior art describes the preparation of low molecular weight biodegradable poly (L-lactic acid-co-D, L-mandelic acid) and poly (L-lactic acid-co-L-3-phenyl lactic acid) [Fukuzaki et al., Makromol . Chem. 190 (1989) 2407-2415]. Although the glass transition temperature of the copolymer increased with increasing monomer content of D, L-mandelic acid, the glass transition temperatures are quite modest with known polymers.

• I t• I t

Tunnetaan myös ratkaisuja, joissa L-maitohappoa ja aromaattisia hydroksihappoja on i 2Q: kopolymeroitu suoralla kopolykondensaatiolla. Koska aromaattisilla hydroksihapoilla on huono polykondensaatiokyky, ovat näin valmistettujen kopolymeerien moolimassat huomattavan alhaisia. Lasiutumislämpötilat ovat 50 ja 60 °C:n välillä.Solutions are also known in which L-lactic acid and aromatic hydroxy acids have been copolymerized by direct copolycondensation. Due to the poor polycondensation ability of aromatic hydroxy acids, the molecular weights of the copolymers thus prepared are remarkably low. The glass transition temperatures are between 50 and 60 ° C.

• · • · · • · · • · · · «•f • · « *·* * Esillä olevassa keksinnössä on yllättäen voitu todeta, että yhdistämällä kaksi oleellista .25 toimenpidettä, nimittäin • e - esipolymeerin valmistus kopolymeroimalla alifaattisia ja aromaattisia hydroksi- • · « • · · happomonomeereja sekä *·:·* - hydroksyyliterminoidun esipolyesterin kytkentä di-isosyanaatilla ' ·; · ’ voidaan saada aikaan kopolyesteriuretaani, jolla on korkea moolimassa (= hyvät lu- •, -3() juusominaisuudet) ja riittävän korkea lasiutumislämpötila (useimmiten > 60 °C) käy- « • - tännön sovelluksia varten.In the present invention, it has surprisingly been found that by combining two essential .25 operations, namely the preparation of an e-prepolymer by copolymerization of aliphatic and aromatic hydroxy- • · «• · · acid monomers and coupling of a * ·: · * hydroxyl-terminated prepolyester with a diisocyanate '·; · 'A copolyester urethane with a high molecular weight (= good strength, -3 () cheese properties) and a sufficiently high glass transition temperature (usually> 60 ° C) can be obtained for practical applications.

102283 4102283 4

Lisäksi valmistettavalla polyesteriuretaanilla (PEU) on varsin edulliset ominaisuudet: - Polymeeri on biohajoava (eli se hajoaa biologisessa ympäristössä tyypillisesti mikro-organismien vaikutuksesta) ja se on kompostoitavissa.In addition, the polyester urethane (PEU) to be produced has quite advantageous properties: - The polymer is biodegradable (i.e. it degrades in the biological environment, typically by microorganisms) and is compostable.

- Polymeerin mekaaniset ominaisuudet ovat jopa PLLA:ta parempia.- The mechanical properties of the polymer are even better than PLLA.

5 - Muovina se on polystyreenin tyyppistä, mutta lujempaa.5 - As a plastic, it is of the polystyrene type, but stronger.

- Polymeeri on termoplastisesti työstettävissä.- The polymer is thermoplastic.

- Raaka-ainekustannukset ovat hyvin lähellä hydroksihappojen hintaa, sillä PEU:n kokonaissaanto hydroksihaposta on n. 95 mol-%, ja toisena pääasiallisena reaktanttina käytettävä isosyanaatti on hinnaltaan edullinen.- The raw material costs are very close to the price of hydroxy acids, as the total yield of PEU from hydroxy acid is about 95 mol%, and the isocyanate used as the second main reactant is inexpensive.

1010

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selvityksen ja muutaman sovellutusesimerkin avulla. Oheen liitetyssä kuviossa on esitetty maitohapon ja mantelihapon kopolymeerien lasiutumislämpötilat mantelihapon mooliosuuden funktiona.The invention will now be examined in more detail by means of a detailed description and a few application examples. The attached figure shows the glass transition temperatures of lactic acid and mandelic acid copolymers as a function of the molar fraction of mandelic acid.

1515

Esipolymeerin valmistus Lähtöaineiden määrän mukaan polyesteri koostuu 1 - 99,9:sesti, tyypillisesti 50 - 99,9 .**. %:sesti alifaattisista hydroksihappomonomeereista, 99,9 - 1 %:sesti, tyypillisesti 40 - - I ‘20; 0,1 %:sesti aromaattisista hydroksihappomonomeereista ja 10-0,1 %:sesti alifaattisesta :'": diolimonomeerista. Alifaattiset hydroksihappomonomeerit ovat edullisesti L-maito- happomonomeereja, D-maitohappomonomeereja tai näiden seoksia (esim. nk. rasee- · : : mistä D,L-maitohappoa). Muita esimerkkejä alifaattisista hydroksihappomonomeereista ··· V · ovat glykolihappo ja α-hydroksi-isobutaanihappo. Esillä olevan keksinnön mukaisissa 25 kopolyesteriuretaaneissa hydroksihapon aromaattinen ryhmä muodostaa kopolyesteröin- :.v nin jälkeen joko polyesterin sivuryhmän tai osan polyesterin pääketjusta. Ensimmäiseen ··· *.: : tapaukseen päästään kopolymeroimalla alifaattisia hydroksihappoja esim. mantelihapolla : tai fenyylimaitohapolla, joiden monomeerien sivuketjuina olevat fenyyli- tai bentsyyli- « ·« ryhmät aiheuttavat kopolyesteröinnin jälkeen polymeeriketjun liikkuvuuden vähenemi- 30 sen. Mantelihappona voidaan käyttää sen D- ja L-stereoisomeereja sekä myös raseemis- • - · · ta D,L-mantelihappoa. Rakennetta jäykentävän aromaattisen ryhmän sisällyttäminen kopolyesterin pääketjuun onnismu esim. kopolymeroimalla alifaattinen/alifaattiset hyd- 102283 5 roksihappomonomeeri(t) para-hydroksihapon kanssa, esim. p-hydroksibentsoehapon, p-asetoksibentsoehapon, p-hydroksifenyylietikkahapon, p-3-hydroksifenyylipropaanihapon tai p-hydroksinafteenihapon kanssa.Preparation of Prepolymer Depending on the amount of starting materials, the polyester consists of 1 to 99.9, typically 50 to 99.9. **. % of aliphatic hydroxy acid monomers, 99.9% to 1%, typically 40% to 20%; 0.1% of aromatic hydroxy acid monomers and 10-0.1% of aliphatic diol monomer. Aliphatic hydroxy acid monomers are preferably L-lactic acid monomers, D-lactic acid monomers or mixtures thereof (e.g. so-called racemic monomers). Other examples of aliphatic hydroxy acid monomers are glycolic acid and α-hydroxyisobutanoic acid In the copolyester urethanes of the present invention, the aromatic group of the hydroxy acid forms a main group of the polyester after the copolyesteration or either of the polyester side chain. The first case is achieved by copolymerizing aliphatic hydroxy acids, e.g. with mandelic acid: or phenyl lactic acid, the phenyl or benzyl groups of the monomers of which cause a reduction in the mobility of the polymer chain after copolyesteration. and L-stereoisomers as well as my and racemic • - · · ta D, L-mandelic acid. The incorporation of a structure-stiffening aromatic group into the copolyester backbone is successful, e.g., by copolymerizing aliphatic / aliphatic hydroxy acid monomer (s) with para-hydroxy acid, e.g. with.

5 Esipolymeerin valmistus, eli alifaattisten ja aromaattisten hydroksihappomonomeerien kopolymerointi kondensaatiopolymeroinnilla, voidaan suorittaa missä tahansa laitteistossa, joka soveltuu esteröintireaktioihin. Erään edullisen vaihtoehdon mukaan polyeste-röinti suoritetaan massapolymerointina sulassa, jolloin kondensaatiotuotteena muodostuva vesi voidaan poistaa johtamalla kuivaa inerttiä kaasua polymeerisulaan samalla 10 sekoittaen. Veden poistoa voidaan myös parantaa käyttämällä alipainetta, jolloin reakti on painetta lasketaan vaiheittain siten, että polymeerisulan kiehumispistettä kyseisessä alipaineessa ei ylitetä. Alipaineen tasoa rajoittaa polymeerin kiehuminen, jolloin käytännössä n. 20 mbar on alin sopiva paine.The preparation of the prepolymer, i.e. the copolymerization of aliphatic and aromatic hydroxy acid monomers by condensation polymerization, can be carried out in any apparatus suitable for esterification reactions. According to a preferred alternative, the polyesterification is carried out as a bulk polymerization in a melt, in which case the water formed as a condensation product can be removed by introducing a dry inert gas into the polymer melt while stirring. The removal of water can also be improved by using a vacuum, whereby the pressure of the reaction is calculated stepwise so that the boiling point of the polymer melt at that vacuum is not exceeded. The level of vacuum is limited by the boiling of the polymer, in which case in practice about 20 mbar is the lowest suitable pressure.

15 Alla esitetyissä esimerkeissä polyesteri valmistettiin laboratoriomittakaavassa "Rotava- por"-tyyppisellä laitteistolla, jolla vettä saadaan poistetuksi jatkuvatoimisesti.In the examples below, the polyester was prepared on a laboratory scale using a "Rotavapor" type apparatus for continuous dewatering.

Edullisesti polyesteröinti suoritetaan katalyytin läsnäollessa, jolloin erään edullisen :'" sovellutusmuodon mukaan katalyyttina käytetään polyuretaaninkin polymerointiin sopi- 4 4 4 ! 20: vaa katalyyttia. Tällaisia polyesteröintikatalyytteja ovat esim. tinan tai titaanin alkyyli- :'' tai alkoksiyhdisteet, kuten Sn(II)oktoaatti.Preferably, the polyesterification is carried out in the presence of a catalyst, in which case, according to a preferred embodiment, a catalyst suitable for the polymerization of polyurethane is also used. Such polyesterification catalysts are, for example, alkyl or titanium compounds of tin or titanium, such as Sn (II) octoate.

« 4 4 • • · :.· * Polyesteröinnin tuotteen moolimassan kasvunopeus riippuu polymerointilämpötilasta.«4 4 • • ·:. · * The rate of increase in the molecular weight of the polyester product depends on the polymerization temperature.

·»· ·.· · Kun polymerointilämpötila nousee yli 210 °C, alkaa polymeeriketjujen hajoaminen 25 rajoittaa polymerointinopeutta. Haitallisen sivutuotteen eli laktonin muodostus kasvaa • · ’·*·* myös merkittävästi yli 220 °C lämpötiloissa. Edellä mainituista syistä polyesteröinnin • ·· • ♦ · *·* ‘ lämpötilaa nostetaan edullisesti vaiheittain lämpötilavälillä 140 - 200 °C nopeudella 5 - 50 °C tunnissa ja lämpötilavälillä 200 - 230 °C nopeudella 0 - 30 °C tunnissa.When the polymerization temperature rises above 210 ° C, the degradation of the polymer chains begins to limit the polymerization rate. The formation of a harmful by-product, the lactone, also increases • · ’· * · * significantly at temperatures above 220 ° C. For the above reasons, the temperature of the polyesterization is preferably raised stepwise at a temperature in the range of 140 to 200 ° C at a rate of 5 to 50 ° C per hour and in the range of 200 to 230 ° C at a rate of 0 to 30 ° C per hour.

« « 4 1 :30 Erään edullisen vaihtoehdon mukaan polyesteröinnissä lähdetään noin 160 °C:n lämpö- • 4 · 4 • · ·: tilasta, joka nostetaan vaiheittain 210 °C lämpötilaan. Painetta lasketaan vastaavasti vaiheittain välillä 240 - 20 mbar, ja kondensaatiotuotetta poistetaan typen avulla jatku- 102283 6 vasti. Edellä esitetyllä vakiomenetelmällä saadaan tyypillisesti aikaan polyesteri-esipoly-meeri, jonka lukukeskimääräinen moolimassa on noin 2.000 - 8.000 g/mol (esim. noin 4.000 g/mol) ja polydispersiteetti on noin 1,5 - 2,5.«« 4 1: 30 According to a preferred alternative, the polyesterification starts from a temperature of about 160 ° C, which is gradually raised to 210 ° C. The pressure is correspondingly reduced stepwise between 240 and 20 mbar, and the condensation product is removed continuously with nitrogen. The standard process described above typically provides a polyester prepolymer having a number average molecular weight of about 2,000 to 8,000 g / mol (e.g., about 4,000 g / mol) and a polydispersity of about 1.5 to 2.5.

5 Polyesteröinnin loppuvaiheessa alhaisen moolimassan fraktio voidaan haluttaessa poistaa reaktioseoksesta laskemalla painetta, jolloin em. fraktio tislautuu pois.In the final stage of polyesterification, the low molecular weight fraction can, if desired, be removed from the reaction mixture by lowering the pressure, whereby the said fraction is distilled off.

Esipolymeerin ketjunpäiden funktionalisointi 10 Polyuretaanien kytkentäaineena käytetty isosyanaatti reagoi parhaiten hydroksyyliryhmi- en kanssa. Normaalisti hydroksihappoa polymeroitaessa ketjun toinen pääteryhmä on karboksyylihappo ja toinen hydroksyyli. Tällaisen esipolymeerin kytkentä di-isosyanaa-teilla on osoittautunut vaikeaksi ja liika ristisilloittuminen ongelmaksi. Esillä olevan keksinnön mukaan ongelma on ratkaistu siten, että valmistetaan esipolymeeri, jossa 15 polymeeriketjun molemmissa päissä on hydroksyyliryhmät.Functionalization of Prepolymer Chainheads The isocyanate used as a coupling agent for polyurethanes reacts best with hydroxyl groups. Normally, when polymerizing hydroxy acid, one end group of the chain is a carboxylic acid and the other a hydroxyl. Coupling of such a prepolymer with diisocyanates has proven difficult and too much crosslinking a problem. According to the present invention, the problem is solved by preparing a prepolymer having hydroxyl groups at both ends of the polymer chain.

Keksinnön mukaan hydroksyyliterminoitu esipolymeeri saadaan aikaan lisäämällä hyd-According to the invention, the hydroxyl-terminated prepolymer is obtained by adding

I I II I I

:,,,: roksihappomonomeerien seokseen lähtöaineeksi sopiva määrä alifaattista diolia. Diolina : '. voidaan käyttää esim. etyleeniglykolia tai 1,4-butaanidiolia, mutta muutkin diolit voivatA suitable amount of aliphatic diol as a starting material for the mixture of roxic acid monomers. Diolina: '. e.g. ethylene glycol or 1,4-butanediol can be used, but other diols can also be used

* t I* t I

20 1 ..' tulla kyseeseen. Edullisesti alifaattisen diolin määrä on 0,1 - 10 mol-% hydroksihappo- * ' monomeerien määrästä ja kopolymeroitavien monomeerien hydroksyyli- ja karboksyyli- ; : ryhmien moolisuhde on yli 1. 1,4-butaanidiolia käytetään esim. noin 1 - 5 mol-%.20 1 .. 'to be considered. Preferably, the amount of aliphatic diol is 0.1 to 10 mol% of the amount of hydroxy acid * 'monomers and the hydroxyl and carboxyl of the copolymerizable monomers; : the molar ratio of the groups is greater than 1. 1,4-butanediol is used, e.g. about 1 to 5 mol%.

• · · • · · *• · · • · · *

Esipolymeerin karakterisointi 25 • « \ Saatu esipolymeeri on haurasta, väritöntä, läpinäkyvää ja amorfista materiaalia. Ko- ··<: polymeroimalla 90 - 80 % alifaattisia hydroksihappomonomeereja ja 10 - 20 % manteli- • · '··/ happoa saadaan lopputuotteeksi tarkoitetun polyesteriuretaanin lasiutumislämpötila nostetuksi noin 5 - 7 °C:11a verrattuna pelkästään alifaattisista hydroksihappo-30 monomeereista koostuvaan polyesteriuretaaniin. Mantelihapon aromaattiset sivuryhmät nostavat lasiurnmislämpötilaa muodostamalla eteerisen esteen polymeeriketjun liikkumiselle ja kasvattamalla siten ketjun jäykkyyttä. Vaikka moolimassan pieneneminen vai- 102283 7 kuttaa lasiutumislämpötilaan laskevasti, nousevat maitohapon ja mantelihapon kopoly-meerien lasiutumislämpötilat selvästi lisättäessä mantelihapon mooliosuutta. Lasiutumis-lämpötilat mantelihapon mooliosuuden funktiona on esitetty oheen liitetyssä kuviossa.Characterization of the prepolymer 25 • «\ The resulting prepolymer is a brittle, colorless, transparent and amorphous material. By co-polymerizing 90 to 80% of the aliphatic hydroxy acid monomers and 10 to 20% of the almond • · · · · / acid, the glass transition temperature of the final polyester urethane is raised by about 5 to 7 ° C compared to the polyester ester of the aliphatic hydroxyester alone. . The aromatic side groups of mandelic acid raise the glass transition temperature by forming an ethereal barrier to the movement of the polymer chain and thus increasing the stiffness of the chain. Although the decrease in molecular weight has a decreasing effect on the glass transition temperature, the glass transition temperatures of the copolymers of lactic acid and mandelic acid clearly increase with increasing molar proportion of mandelic acid. The glass transition temperatures as a function of the molar fraction of mandelic acid are shown in the accompanying figure.

5 Maitohapon ja p-hydroksibentsoehapon kopolymeerien moolimassat jäävät jonkin verran alhaisimmiksi kuin maitohapon ja mantelihapon kopolymeerien. Tuotteet ovat silti kirkkaita ja kovia. Vaikka p-hydroksibentsoehapon mooliosuuden kasvattaminen nollasta 20 mol- %: iin alentaa esipolymeerin moolimassaa neljännekseen verrattuna puhtaan polymaitohapon moolimassaan, esipolymeerin lasiutumislämpötila ei kuitenkaan laske.5 The molecular weights of the copolymers of lactic acid and p-hydroxybenzoic acid remain somewhat lower than those of the copolymers of lactic acid and mandelic acid. The products are still bright and hard. Although increasing the molar fraction of p-hydroxybenzoic acid from zero to 20 mol% reduces the molecular weight of the prepolymer by a quarter compared to the molecular weight of pure polylactic acid, the glass transition temperature of the prepolymer does not decrease.

10 Pienen moolimassan ansiosta p-hydroksibentsoehappoa (tai vastaavia aromaattisia hap poja, esim. p-asetoksibentsoehappoa) sisältävistä esipolymeereista voidaan kytkentäreak-tiolla valmistaa polyesteriuretaaneja, joilla on varsin korkea lasiutumislämpötila. Tämä johtuu siitä, että uretaanisidoksia muodostuu tuotteeseen sitä enemmän mitä pienempi esipolymeeri on ja uretaanisidokset korottavat lasiutumislämpötilaa aivan kuten aro- 15 maahiset hydroksihapotkin. Pienmoolimassaisia esipolymeereja käyttämällä polyeste- riuretaanin moolimassajakauma saadaan levenemään kopolymeroinnissa nopeammin ja jatkamalla polymerointia saavutetaan korkeampi moolimassa kuin esim. puhtaan maito- : "; happopohjaisen esipolymeerin avulla.Due to their low molecular weight, prepolymers containing p-hydroxybenzoic acid (or similar aromatic acids, e.g. p-acetoxybenzoic acid) can be converted to polyester urethanes with a fairly high glass transition temperature by a coupling reaction. This is because the smaller the prepolymer, the more urethane bonds are formed in the product and the urethane bonds increase the glass transition temperature just like aromatic hydroxy acids. By using low molecular weight prepolymers, the molecular weight distribution of the polyester urethane is expanded more rapidly in the copolymerization, and by continuing the polymerization, a higher molecular weight is achieved than, for example, with a pure milk-based prepolymer.

« < >«<>

« I«I

I II I

20 Hydroksihappojen polymeroinnin sivureaktiona muodostuu vastaavia syklisiä estereitä, :, eli laktoneja. Niinpä maitohapon kondensaatiopolymeroinnissa muodostuu helposti L-laktidia. Polymeroinnin vakiomenetelmässä laktidia sublimoituu kondensaatiotuotteen • ·· : keräysastioihin alle 1 % lähtöaineesta, mutta ‘H-NMR analyysit osoittavat, että tuottee seen jää jonkin verran L-laktidia. Tyypillisesti laktidipitoisuus on kuitenkin pienempi • · · 25 ' ' ’ kuin 10 p-% (esimerkiksi noin 3-5 %) ja vapaan maitohapon pitoisuus on samoin alle *·* * 10 p-%. Polyesteri sisältää polyesteröintikatalyyttiä 0 - noin 0,5 p-%.As a side reaction in the polymerization of hydroxy acids, the corresponding cyclic esters, i.e., lactones, are formed. Thus, in the condensation polymerization of lactic acid, L-lactide is easily formed. In the standard polymerization process, less than 1% of the starting material is sublimed in the condensation product • ··: collection vessels, but ‘1 H-NMR analyzes show that some L-lactide remains in the product. Typically, however, the lactide content is less than • · · 25 '' 'than 10% by weight (e.g. about 3-5%) and the free lactic acid content is likewise less than * · * * 10% by weight. The polyester contains 0 to about 0.5% by weight of polyesterification catalyst.

• · <• · <

Esipolymeerin moolimassat on mitattu GPC-menetelmällä vertaamalla polystyreenistan-: V: dardeihin, ellei muuta ole esitetty. Joissakin esimerkeissä esipolymeerien moolimassat 30 on mitattu myös 13C-NMR-menetelmällä, jotta säätäisin selville pääteryhmien pitoisuu det.The molecular weights of the prepolymer have been measured by the GPC method compared to polystyrene standards: unless otherwise indicated. In some examples, the molecular weights of the prepolymers have also been measured by 13 C-NMR to determine the concentrations of the end groups.

102283 8102283 8

Sopivasti polyesteröinnin ja funktionalisoinnin olosuhteita muuttamalla voidaan esipoly-meerin lukukeskimääräinen moolimassa saada välille 500 - 20.000; sopivimmin se on noin 1.000 - 8.000 g/mol. Alhainen moolimassa on edullinen polyesteriuretaanin valmistuksen kannalta.By appropriately changing the conditions of polyesterification and functionalization, a number average molecular weight of the prepolymer of between 500 and 20,000 can be obtained; preferably it is about 1,000 to 8,000 g / mol. Low molecular weight is preferred for the production of polyester urethane.

55

Polyesteriuretaanin valmistaminenManufacture of polyester urethane

Polyesteriuretaani valmistetaan liittämällä esipolymeerin polymeeriketjuja toisiinsa kytkentäaineilla, jotka reagoivat ketjujen päissä olevien funktionaalisten ryhmien kansio sa. Keksinnön mukaan OH-terminoidusta esipolymeeristä ja di-isosyanaatista voidaan valmistaa suhteellisen lyhyillä polymerointiajoilla suhteellisen korkean moolimassan omaavaa, biohajoavaa polyesteriuretaania. Sopivimmin kytkentäreaktio, jota seuraavassa myös kutsutaan kopolymeroinniksi, tehdään massapolymerointina sulatilassa. Di-isosy-anaattina käytetään tavallisesti alifaattista di-isosyanaattia, kuten 1,6-heksametyleeni-di-15 isosyanaattia. Haluttaessa vielä nostaa muodostuvan polyesteriuretaanin lasiutumisläm- pötilaa noin 5-7 °C:lla alifaattisen isosyanaatin (esim. heksametyleenidi-isosyanaatin) sijasta käytetään alisyklistä di-isosyanaattia, esim. 3-isosyanaattimetyyli-3,5,5-trimetyy-lisykloheksyyli-isosyanaattia. Erona heksametyleenidi-isosyanaattiin isoforonidi-isosy-anaatti ei kasvata polydispersiteettiä, mikä ilmeisesti johtuu siitä, että isosyanaattirymä 20 ' ei pääse yhtä helposti reagoimaan uretaanisidosten kanssa, jolloin moolimassajakauma ei levene.Polyester urethane is prepared by interconnecting the polymer chains of a prepolymer with coupling agents that react in a folder of functional groups at the ends of the chains. According to the invention, a relatively high molecular weight, biodegradable polyester urethane can be prepared from OH-terminated prepolymer and diisocyanate with relatively short polymerization times. Most preferably, the coupling reaction, hereinafter also referred to as copolymerization, is performed as a bulk polymerization in the molten state. As the diisocyanate, an aliphatic diisocyanate such as 1,6-hexamethylene di-15 isocyanate is usually used. If it is desired to further increase the glass transition temperature of the resulting polyester urethane at about 5-7 ° C, an alicyclic diisocyanate, e.g. 3-isocyanate methyl-3,5,5-trimethylisocyclohexylate, is used instead of an aliphatic isocyanate (e.g. Unlike hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate does not increase polydispersity, which is apparently due to the fact that the isocyanate group 20 'cannot react as easily with urethane bonds, so that the molecular weight distribution does not widen.

• · · | J · ' ’ * Reaktio voidaan suorittaa katalyytin läsnäollessa. Edullisista katalyyteista voidaan mainita tinaoktoaatti, dibutyylitinadilauraatti, dibutyylitinadiasetaatti ja tertiaariset • · 25 amiinit, kuten l,4-diatsa(2,2,2)bisyklo-oktaani. Katalyytin määrä on enintään 2 % reak- tioseoksen kokonaispainosta.• · · | The reaction can be carried out in the presence of a catalyst. Preferred catalysts include tin octoate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate and tertiary amines such as 1,4-diaza (2,2,2) bicyclooctane. The amount of catalyst is up to 2% of the total weight of the reaction mixture.

• t · · | · *:*’ Kopolymeroinnissa di-isosyanaatin isosyanaattiryhmien ja polyesterin hydroksyyliryhmi-• « en välinen moolisuhde on tyypillisesti 0,5 - 1,5, esim. 0,7 - 1,2, edullisesti noin 1.• t · · | In the copolymerization, the molar ratio between the isocyanate groups of the diisocyanate and the hydroxyl groups of the polyester is typically 0.5 to 1.5, e.g. 0.7 to 1.2, preferably about 1.

• * 30 : .*·: Isosyanaattiryhmien ja polyesterin hydroksyyliryhmien välinen moolisuhde voi myös olla yli 1, edullisesti noin 1,2 - 1,5, mikäli halutaan saada aikaan ainakin osittain ris-tisilloittunut tuote. Ristisilloittunut tuote saadaan myös jatkamalla polymerointia riittä- 102283 9 vän kauan.The molar ratio between the isocyanate groups and the hydroxyl groups of the polyester may also be greater than 1, preferably about 1.2 to 1.5, if it is desired to obtain at least a partially crosslinked product. The crosslinked product is also obtained by continuing the polymerization for a sufficient time.

Kopolymerointi suoritetaan noin 130 - 240 °C:n, edullisesti 150 - 220 °C:n lämpötilassa ja kopolymerointia jatketaan, kunnes saatava kopolyesteriuretaani on ainakin 5 oleellisesti vapaa vapaista isosyanaattiryhmistä. Edullisesti kopolymerointia jatketaan kunnes saatavan kopolyesteriuretaanin moolimassajakauma suhteella Μ^,/Μ,, ilmaistuna on ainakin 2. Polymerointilämpötilaa nostamalla pystytään parantamaan esipolymeerien pääteryhmien ja di-isosyanaatin välistä reaktiota ja nostamaan samalla myös lasiutumis-lämpötilaa. Tämä näkyy erityisen selvästi isoforonidi-isosyanaatin kohdalla.The copolymerization is carried out at a temperature of about 130 to 240 ° C, preferably 150 to 220 ° C, and the copolymerization is continued until the resulting copolyester urethane is at least substantially free of free isocyanate groups. Preferably, the copolymerization is continued until the molecular weight distribution of the resulting copolyester urethane, expressed as suhte ^, / Μ ,, is at least 2. By raising the polymerization temperature, the reaction between the end groups of the prepolymers and the diisocyanate can be improved and the glass transition temperature can be raised. This is particularly evident for isophorone diisocyanate.

1010

Polymeerin ominaisuuksiaProperties of the polymer

Valmistetun polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa, M„, on tyypillisesti 15.000 - 100.000 g/mol, sen massakeskimääräinen moolimassa, Mw, on 30.000 - 600.000 g/mol 15 ja moolimassajakauma suhteella ilmaistuna on 2 - 12, edullisesti noin 3-8.The polymer produced has a number average molecular weight, Mn, of typically 15,000 to 100,000 g / mol, a weight average molecular weight, Mw, of 30,000 to 600,000 g / mol, and a molecular weight distribution of 2 to 12, preferably about 3 to 8.

Polymeeri on oleellisesti vapaa vapaista isosyanaattiryhmistä (toisin sanoen di-isosy-anaattiyhdisteet ovat reagoineet täysin tai ainakin 99 % :sesti) ja vapaiden hydroksi-•.., happomonomeerien ja laktidien pitoisuus on korkeintaan 3 % polymeerin painostaThe polymer is substantially free of free isocyanate groups (i.e. the diisocyanate compounds are completely or at least 99% reacted) and the content of free hydroxy, acid monomers and lactides is at most 3% by weight of the polymer.

« * I«* I

i V laskettuna.i V calculated.

20 ·20 ·

Huolimatta siitä, että osa maitohapon ja mantelihapon kopolymeereistä on silloittuneita, I < « :; : kaikki keksinnön mukaan valmistetut polymeerit ovat sulatyöstettäviä, jolloin polymee- ΓΓ: * risulan viskositeetti on välillä 10 - 5.000 Pa s, edullisesti 50 - 2.000 Pa s, mitattuna kapillaarireometrillä lämpötilassa 200 °C leikkausnopeudella 200 1/s. Eräissä tapauksis- • « · • * · 25 1. sa valmistettavat polyesteriuretaanit ovat pitkäketjuhaaroittunut.Despite the fact that some of the copolymers of lactic acid and mandelic acid are crosslinked, I <«:; : all the polymers prepared according to the invention are melt-processable, the viscosity of the polymer melt being between 10 and 5,000 Pa s, preferably between 50 and 2,000 Pa s, measured with a capillary rheometer at a temperature of 200 ° C at a shear rate of 200 l / s. In some cases, polyester urethanes are long chain branched.

Polyesteriuretaanien, joiden kytkenäaineina on käytetty 1,6-heksametyleenidi-isosyanaat- | •f* tia, vetomoduuli on noin 1,8 - 2,2 GPa, maksimijännitys noin 43 - 50 MPa ja maksi-mivenymä noin 1,5-5 %. Poly(L-maitohaposta) ja L-maitohapon ja mantelihapon 30 **: (LLA/MA) kopolymeereistä valmistettujen polyesteriuretaanien vetolujuusarvoissa ei ole huomattavaa eroa, vaikka mantelihapon kopolymeerien lukukeskimääräiset moolimassat ovat pienempiä. Massakeskimääräiset moolimassat ovat kuitenkin lähellä toisiaan ja 102283 10 aromaattisen renkaan liittäminen jäykentää (LLA/MA)-kopolymeerejä, mikä osaltaan kompensoi alenevaamoolimassaa niin, että selviä eroja vetolujuusmittauksissa ei ole havaittu.Polyester urethanes with 1,6-hexamethylene diisocyanate as coupling agent | • f * tia, the tensile modulus is about 1.8 to 2.2 GPa, the maximum stress is about 43 to 50 MPa and the maximum elongation is about 1.5-5%. There is no significant difference in the tensile strength values of polyester urethanes made from poly (L-lactic acid) and copolymers of L-lactic acid and mandelic acid 30 **: (LLA / MA), although the number average molecular weights of the copolymers of mandelic acid are lower. However, the weight average molecular weights are close to each other and the incorporation of 102283 10 aromatic ring stiffens (LLA / MA) copolymers, which contributes to compensating for the decreasing molecular weight so that no clear differences in tensile strength measurements are observed.

5 Esipolymeerin ja lopputuotteena saatavan polymeerin DSC-käyristä voidaan nähdä, että kummatkin polymeerit ovat amorfisia. Verrattuna pelkästään alifaattisista hydroksihap-pomonomeereista koostuvaan polyesteriuretaaniin, kopolymerointi jäykistävillä komponenteilla johtaa lopputuotteeseen, jonka Tg on yli 10 °C, jopa 12 °C, korkeampi eli noin 60 - 65 °C.From the DSC curves of the prepolymer and the final polymer, it can be seen that both polymers are amorphous. Compared to polyester urethane consisting of aliphatic hydroxy acid pomonomers alone, copolymerization with stiffening components results in a higher product with a Tg of more than 10 ° C, up to 12 ° C, i.e. about 60-65 ° C.

1010

Hyvistä työstöominaisuuksistaan huolimatta keksinnön mukainen polyesteriuretaani on hydrolyyttisesti hajoava biologisessa ympäristössä.Despite its good machining properties, the polyester urethane according to the invention is hydrolytically degradable in a biological environment.

Tuloksista nähdään, että lopullinen kytketty polyesteriuretaani (PEU) on tyypiltään 15 melko lujaa ja jäykkää, mutta myös suhteellisen haurasta. Polymeeri on kuitenkin selvästi sitkeämpää kuin lasinkirkas polystyreeni. Ominaisuudet ovat hyvin lähellä renkaanavautumismenetelmällä tehtyä poly-L-laktidia, jopa hieman parempia ainakin : näiden vertailunäytteiden osalta.The results show that the final coupled polyester urethane (PEU) is of the type 15 quite strong and rigid, but also relatively brittle. However, the polymer is clearly tougher than glass-clear polystyrene. The properties are very close to the poly-L-lactide made by the ring-opening method, even slightly better at least: for these control samples.

t It I

20 , Polyesteriuretaanien seostaminen, täyttäminen ja lujittaminen I t20, Blending, filling and reinforcing polyester urethanes I t

Uutta polyesteriuretaania voidaan sulasekoittaa muiden sulatyöstettävien polymeerien • · · f · · ·' * (esim. kestomuovien) kanssa, jolloin seossuhteiden mukaan modifioidaan joko uuden polyesteriuretaanin tai toisen polymeerin ominaisuuksia. Polyesteriuretaanin kanssa • · · 25 ’ / sulasekoitettavia polymeerejä voivat olla mm. polyesterit tai polyolefiinit, jolloin vaiku-*· ’ tetaan esimerkiksi polymeeriseoksen biohajoamisominaisuuksiin. Polyesteriuretaanien lämmönkestoa voidaan parantaa esimerkiksi sulasekoittamalla siihen polyeteeniterefta-laattia (PET).The new polyester urethane can be melt blended with other melt-processable polymers (e.g., thermoplastics) to modify the properties of either the new polyester urethane or another polymer, depending on the blend ratios. Polymers to be melt blended with polyester urethane • · · 25 '/ can be e.g. polyesters or polyolefins, thereby affecting, for example, the biodegradability properties of the polymer blend. The heat resistance of polyester urethanes can be improved, for example, by melt blending polyethylene terephthalate (PET).

• · • · « • » · • 4 30 V: Uutta polyesteriuretaania voidaan myös täyttää tai lujittaa täyteaineilla tai lujitteilla, jolloin voidaan esimerkiksi nostaa polyesteriuretaanin lämmönkestoa, parantaa mekaanisia ominaisuuksia tai halventaa hintaa. Sopivia täyteaineita ovat esim. liitu ja talkki.4 · 30 V: New polyester urethane can also be filled or reinforced with fillers or reinforcements, which can, for example, increase the heat resistance of the polyester urethane, improve its mechanical properties or reduce the price. Suitable fillers are, for example, chalk and talc.

102283 11102283 11

Lujitteina voidaan käyttää esim. selluloosakuituja tai hamppua.For example, cellulose fibers or hemp can be used as reinforcements.

Polyesteriuretaanien käyttökohteet 5 Polymeerin pitkäketjuhaaroittuneisuuden ansiosta uudet polyesteriuretaanit soveltuvat erityisen hyvin paperin tai kartongin päällystykseen, jossa nykyään käytetään paljolti päällystysteknisistä syistä pitkäketjuhaarautumia sisältävää LD-polyeteeniä.Applications of polyester urethanes 5 Due to the long chain branching of the polymer, the new polyester urethanes are particularly well suited for coating paper or paperboard, which today uses LD polyethylene with long chain branches, largely for coating technical reasons.

Uusilla polyesteriuretaaneilla on laaja käyttöala. Niinpä niistä voidaan valmistaa raisku-10 puristettuja kappaleita ja lämpömuovattuja ja puhallusmuovattuja pakkauksia ja pulloja.The new polyester urethanes have a wide range of applications. Thus, rapeseed-10 extruded pieces and thermoformed and blow-molded packages and bottles can be made from them.

Polymeeriä voidaan käyttää paperista tai kartongista valmistettavien säkkien, pussien ja kalvojen päällysteenä. Niistä voidaan tuottaa puhallus- tai tasokalvoja, joista vuorostaan voidaan valmistaa pakkauksia, pusseja ja säkkejä. Polymereja voidaan myös käyttää kuitujen ja kuitukankaiden (non-woven -tuotteiden) valmistukseen ja niistä voidaan tuot-15 taa paisutettuja muovituotteita, solumuoveja ja vaahtoja, jotka sopivat esimerkiksi pakkausten täytteiksi. Lopuksi ne soveltuvat myös kontrolloidusti vapautuvien lannoitteiden ja lääkkeiden pinnoitteeksi tai matriisiksi.The polymer can be used as a coating for sacks, bags and films made of paper or cardboard. They can be used to produce blown or flat films, which in turn can be used to make packages, bags and sacks. Polymers can also be used in the manufacture of fibers and nonwoven products and can be used to produce expanded plastic products, foams and foams suitable, for example, for filling packaging. Finally, they are also suitable as a coating or matrix for controlled release fertilizers and drugs.

i Kaikissa edellä esitetyissä käyttökohteissa voidaan käyttää hyväksi uusien polyesteriure-20 taanien ainutlaatuisia ominaisuuksia, joissa yhdistyvät biohajoavuus ja hyvät mekaaniset ominaisuudet.i The unique properties of the new polyester-20s, which combine biodegradability and good mechanical properties, can be exploited in all the above applications.

··· 9 1 1 ·’ 1 Seuraavat esimerkit kuvaavat lähemmin keksintöä: · 25··· 9 1 1 · '1 The following examples illustrate the invention in more detail: · 25

Esimerkki 1 « « <· : Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistammen t“ : :.:.: Reaktorina käytettiin 2 litran pyöröhaihdutinta. Reaktoriin punnittiin 450 g L-maitohap-30 :.’1i poa, 76 g DL-mantelihappoa (vastaa 10 mol-% mantelihappoa), 9,9 g 1,4-butaanidiolia ja 0,29 g tina(II)oktoaattia, minkä jälkeen siihen johdettiin typpeä ja imettiin 240 mbar absoluuttinen paine. Reaktioastia upotettiin osittain öljyhauteeseen. Öljyhauteen lämpöti- 102283 12 la nostettiin nopeudella 20 °C/h lämpötilaan 200 °C ja edelleen 5 °C/h lämpötilaan 210 °C, jossa sitä pidettiin polymeroinnin loppuun. Painetta alennettiin tunnin välein seuraa-vin askelein: 240 (aloitus) - 160 - 130 - 95 - 80 - 65 - 50 - 40 mbar, jossa sitä pideltiin polymeroinnin loppuun. Typpikuplitusta jatkettiin koko polymeroinnin ajan ja reaktiossa 5 syntynyttä vettä otettiin talteen sitä mukaa kuin sitä muodostui. Kokonaispolymerointiai- ka oli 8 tuntia.Example 1 Preparation of a hydroxyl-terminated prepolymer A 2-liter rotary evaporator was used as the reactor. The reactor was weighed with 450 g of L-lactic acid, 76 g of DL-mandelic acid (corresponding to 10 mol% mandelic acid), 9.9 g of 1,4-butanediol and 0.29 g of stannous octoate, which nitrogen was then introduced and an absolute pressure of 240 mbar was drawn in. The reaction vessel was partially immersed in an oil bath. The temperature of the oil bath was raised at a rate of 20 ° C / h to 200 ° C and further to 5 ° C / h to 210 ° C, where it was kept until the end of the polymerization. The pressure was reduced every hour in the following steps: 240 (start) - 160 - 130 - 95 - 80 - 65 - 50 - 40 mbar, where it was held until the end of the polymerization. Nitrogen bubbling was continued throughout the polymerization and the water formed in reaction 5 was recovered as it formed. The total polymerization time was 8 hours.

Saadun polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa GPC-laitteistolla määritettynä oli 3700 g/mol verrattuna polystyreenistandardeihin ja polydispersiteetti oli 2,1. DSC-ana-10 lyysi osoitti, että polymeerin lasiutumislämpötila oli 44 °C, eikä sulamispiikkiä havait tu, joten polymeeri oli täysin amorfinen.The number average molecular weight of the obtained polymer as determined by GPC equipment was 3700 g / mol compared to polystyrene standards and the polydispersity was 2.1. DSC-ana-10 lysis showed that the glass transition temperature of the polymer was 44 ° C and no melting peak was observed, so the polymer was completely amorphous.

Esimerkki 2 15 Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistaminenExample 2 Preparation of hydroxyl-terminated prepolymer

Polymerointi suoritettiin samoin kuin esimerkissä 1, mutta aineiden määrät olivat 450 g : L-maitohappoa, 190 g DL-mantelihappoa (vastaa 20 mol-% mantelihappoa), 12 g i V 1,4-butaanidiolia ja 0,33 g tina(II)oktoaattia, sekä polymerointiaika oli 10 tuntia.The polymerization was carried out as in Example 1, but the amounts of substances were 450 g: L-lactic acid, 190 g of DL-mandelic acid (corresponding to 20 mol% of mandelic acid), 12 g of 1,4-butanediol and 0.33 g of stannous octoate , and the polymerization time was 10 hours.

20 ‘ Saadun polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa GPC-laitteistolla määritettynä oli 4200 g/mol verrattuna polystyreenistandardeihin ja polydispersiteetti oli 2,2. DSC-ana- 12* ’ ’ lyysi osoitti, että polymeerin lasiutumislämpötila oli 52 °C, eikä sulamispiikkiä havaittu.The number average molecular weight of the obtained polymer as determined by GPC equipment was 4200 g / mol compared to polystyrene standards and the polydispersity was 2.2. DSC analysis showed that the glass transition temperature of the polymer was 52 ° C and no melting peak was observed.

« L « ····’ Esimerkki 3 | · *:** Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistaminen • * $ 30 Esimerkin 1 mukaisissa olosuhteissa kopolymeroitiin L-maitohappoa (LLA) ja hydroksi- bentsoehappoa tai vastaavasti asetoksibentsoehappoa butaanidiolin kanssa. Taulukossa 1 on esitetty kopolymeerien lukukeskimääräiset moolimassat ja lasiutumislämpötilat.«L« ···· ’Example 3 | · *: ** Preparation of hydroxyl-terminated prepolymer • * $ 30 Under the conditions of Example 1, L-lactic acid (LLA) and hydroxybenzoic acid or acetoxybenzoic acid, respectively, were copolymerized with butanediol. Table 1 shows the number average molecular weights and glass transition temperatures of the copolymers.

102283 13102283 13

Taulukko 1. Poly(L-maitohappo-ko-p-hydroksibentsoehapon) j a poly(L-maitohap-po-ko-4-asetoksibentsoehapon) lukukeskimääräiset moolimassat ja lasiutumislämpötilat 5 LLA:n LLA/hydroksibentsoehappo LLA/asetoksibentsoehappo mooliosuusTable 1. Number average molecular weights and glass transition temperatures of poly (L-lactic acid-co-p-hydroxybenzoic acid) and poly (L-lactic acid-po-co-4-acetoxybenzoic acid) 5 LLA LLA / hydroxybenzoic acid LLA / acetoxybenzoic acid

Moolimassa Lasiutumis- Moolimassa Lasiutumis- M„ (g/mol) lämpötila (°C) Mn (g/mol) lämpötila (°C) 1,00 4700 35 0,95 2700 35 2000 42 0,90 2000 33 1400 37 10 0,85 1600 32 1100 40 0,80 1200 34 750 36Molecular weight Glass transition Molecular weight Glass transition M „(g / mol) temperature (° C) Mn (g / mol) temperature (° C) 1.00 4700 35 0.95 2700 35 2000 42 0.90 2000 33 1400 37 10 0 , 85 1600 32 1100 40 0.80 1200 34 750 36

Tavallisesti pienen moolimassan polymeereillä lasiutumislämpötila on erittäin riippuvai-15 .,, nen moolimassasta. Moolimassan pienentyessä kasvaa pääteryhmien osuus, mikä lisää vapaata tilavuutta ja ketjujen liikkuvuutta, jolloin lasiutumislämpötila pienee. Taulukosta 1 käy selvästi ilmi, että LLA:n kopolymerointi p-hydroksi- ja vastaavasti p-asetoksi-/ bentsoehapon kanssa estää lasiutumislämpötilan pienenemisen vaikka moolimassa las- . kee.Usually, for low molecular weight polymers, the glass transition temperature is highly dependent on the molecular weight. As the molecular weight decreases, the proportion of end groups increases, which increases the free volume and the mobility of the chains, whereby the glass transition temperature decreases. It is clear from Table 1 that the copolymerization of LLA with p-hydroxy and p-acetoxy / benzoic acid, respectively, prevents a decrease in the glass transition temperature even when the molecular weight decreases. kee.

««

« I«I

20 • ♦ · : . . Esimerkki 4 • · · - Polyesteriuretaanin valmistaminen 10 mol-% mantelihappoa sisältävästä polyeste- i . ristä ·«·· 2520 • ♦ ·:. . Example 4 • · · - Preparation of polyester urethane from polyester containing 10 mol% mandelic acid. cross · «·· 25

Reaktorina käytettiin 300 ml lapasekoittimella varustettua lasireaktoria. Reaktoriin • « · ; *. puunnittiin 40 g esimerkissä 1 valmistettua esipolymeeriä. Argonhuuhtelun jälkeen (15 min) reaktori laskettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila asetettiin 150 °C:seen. Esipoly-meerin sulamisen jälkeen (30 min), sekoitin käynnistettiin ja 15 min jälkeen lisättiin 4,2 102283 14 g 1,6-heksametyleenidi-isosyanaattia (iIncq: « 1:1). Lisäyksen jälkeen öljyhauteen lämpötila nostettiin 180 °C:seen. Polymerointia jatkettiin niin kauan, kun sekoittajan momentti kasvoi, kuitenkin niin kauan ettei polymeeri sisältänyt isosyanaatti-ryhmiä (todettiin FTIR-spektrofotometrillä), tässä polymeroinnissa 110 min.A 300 ml glass reactor equipped with a paddle stirrer was used as the reactor. Reactor • «·; *. 40 g of the prepolymer prepared in Example 1 were weighed. After purging with argon (15 min), the reactor was lowered into an oil bath set at 150 ° C. After melting of the prepolymer (30 min), the mixer was started and after 15 min 4.2 g of 1,6-hexamethylene diisocyanate (iIncq: <1: 1) was added. After the addition, the temperature of the oil bath was raised to 180 ° C. The polymerization was continued as the stirrer torque increased, however, as long as the polymer did not contain isocyanate groups (detected by FTIR spectrophotometer), in this polymerization 110 min.

55

Lopputuotteena saadun polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa oli 16.000 g/mol, massakeskimääräinen 116.000 g/mol ja polydispersiteetti 8,0. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila oli DSC-analyysillä 58 °C ja DMTA-analyysin (dynaamis-mekaaninen termoanalyysi) tanö-kuvaajan maksimipiikki kohdassa 61 °C ja häviömo-10 duuli -piikin maksimi kohdassa 55 °C.The final polyester urethane obtained had a number average molecular weight of 16,000 g / mol, a weight average of 116,000 g / mol and a polydispersity of 8.0. The glass transition temperature of the amorphous polymer was 58 ° C by DSC analysis and the maximum peak of the tanö curve of the DMTA analysis (dynamic-mechanical thermal analysis) at 61 ° C and the maximum of the loss-10 du peak at 55 ° C.

Esimerkki 5Example 5

Polyesteriuretaanin valmistaminen 20 mol-% mantelihappoa sisältävästä esipoly-15 meeristaPreparation of polyester urethane from a prepolymer containing 20 mol% mandelic acid

Kytkentäpolymerointi suoritettiin vastaavasti kuin esimerkissä 4, mutta esipolymeerinä , käytettiin esimerkin 2 esipolymeeriä, joka sisälsi 20 mol-% D,L-mantelihappoa. Poly- : ’, merointiaika oli 150 min.The coupling polymerization was carried out in the same manner as in Example 4, but as the prepolymer, the prepolymer of Example 2 containing 20 mol% of D, L-mandelic acid was used. Poly-: ’, the immersion time was 150 min.

20 .20.

• < '· Lopputuotteena saadun polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa oli 23.000 ·;:φ g/mol, massakeskimääräinen 120.000 g/mol ja polydispersiteetti 6,7. Amorfisen poly-| · ♦ ** * meerin lasiutumislämpötila oli DSC-analyysillä 60 °C ja DMTA-analyysin (dynaamis- , f mekaaninen termoanalyysi) tanö-kuvaajan maksimipiikki kohdassa 64 °C ja häviömo-* · 25 'IL duuli-piikin maksimi kohdassa 57 °C.The final polyester urethane obtained had a number average molecular weight of 23,000 g / mol, a weight average of 120,000 g / mol and a polydispersity of 6.7. Amorphous poly- | · ♦ ** * the glass transition temperature of the mere was 60 ° C by DSC analysis and the maximum peak of the tanö plot of the DMTA analysis (dynamic, f mechanical thermal analysis) at 64 ° C and the maximum of the loss * * 25 'IL dull peak at 57 ° C .

• ' * r · · ··♦ Taulukossa 2 on esitetty yhteenveto esimerkkien 4 ja 5 tuloksista. Vertailuna on käytet- '*;** ty poly(L-maitohaposta) valmistettua polyesteriuretaania.• '* r · · ·· ♦ Table 2 summarizes the results of Examples 4 and 5. For comparison, polyester urethane made of poly (L-lactic acid) is used.

• # « · t « • * 102283 15 έ i - 5 =< «O n CO o X _J h- o m m io CO CO ^ 3 g__ < .• # «· t« • * 102283 15 έ i - 5 = <«O n CO o X _J h- o m m io CO CO ^ 3 g__ <.

*z 40 O H* z 40 O H

H* 2 O V co to < s W 3 ___— V) < ~ < x C o o o S< o o o o -5 c o o o _l < E C Mi o 8 g 3 — " s < —--- S -j -s o o o £ -J O o o o X O 15P E 000 en o B -5 T- 40 n u « tn -* T- ts X _~__H * 2 OV co to <s W 3 ___— V) <~ <x C ooo S <oooo -5 cooo _l <EC Mi o 8 g 3 - "s <—--- S -j -sooo £ -JO ooo XO 15P E 000 en o B -5 T- 40 nu «tn - * T- ts X _ ~ __

ZZ h- £ ,, OOOZZ h- £ ,, OOO

5 MJ o O CO co eo IS I L, ^ ^ ^5 MJ o O CO co eo IS I L, ^ ^ ^

Oh va _ tn E J3__ ra iu s - = 5 W _Oh va _ tn E J3__ ra iu s - = 5 W _

S ^ 3 5 I g ? SS ^ 3 5 I g? S

2 o o < E ^- ro °- - >*___ o < <0 y — «noo T £ W E °« °- °- -g α O *— n ** C 2 O) --—- : ω . , >> P s _2 o o <E ^ - ro ° - -> * ___ o <<0 y - «noo T £ W E °« ° - ° - -g α O * - n ** C 2 O) --—-: ω. , >> P s _

;·· I =3 h P 53S; ·· I = 3 h P 53S

E <0 w ^ ra < 5 to -J * . x ---- a> <? -C s? i= {= ö w N nE <0 w ^ ra <5 to -J *. x ---- a> <? -C s? i = {= ö w N n

i : j= 2 5 Ei: j = 2 5 E

··· o UJ o JT-- ,*:*· ® 2 <£>··· o UJ o JT--, *: * · ® 2 <£>

* I · C ^ □ SS M M* I · C ^ □ SS M M

• EL l· < .2 .2 .2• EL l · <.2 .2 .2

^ 2 2 T3 tj tJ^ 2 2 T3 tj tJ

o 3 0 Έ c c Q- -»e n n n '' 3 E ö g 115o 3 0 Έ c c Q- - »e n n n '' 3 E ö g 115

S_ S * § IIIS_ S * § III

: ; ' H Έ ·* 'i?"* "ΐ.:; 'H Έ · *' i? "*" Ϊ́.

. >> > T- 4T. >>> T- 4T

• x -i o -—--• x -i o -—--

'··· e 2 sS'··· e 2 sS

..e <1) CO _L ,ΟΟ I · φ UI O T- ΓΊ ·; E = £,..e <1) CO _L, ΟΟ I · φ UI O T- ΓΊ ·; E = £,

,·,·, UJ, ·, ·, UJ

.9-2 2.2..9-2 2.2.

to o e. e.to o e. e.

·. *: ui z J g m § . S s·. *: ui z J g m §. S s

O C CO C C

O * 11O * 11

X Q OX Q O

D ____ < | ^ 10 102283 16D ____ <| ^ 10 102283 16

Esimerkki 6Example 6

Polyesteriuretaanin valmistaminen isoforonidi-isosyanaatistaPreparation of polyester urethane from isophorone diisocyanate

Kytkentäpolymerointi suoritettiin vastaavasti kuin esimerkissä 4, mutta isosyanaattina 5 käytettiin 5,6 g 3-isosyanaattimetyyli-3,5,5-trimetyylisykloheksyyli-isosyanaattia (isofo- ronidi-isosyanaatti). Polymerointiaika oli 220 min.The coupling polymerization was carried out in the same manner as in Example 4, but 5.6 g of 3-isocyanate methyl 3,5,5-trimethylcyclohexyl isocyanate (isophorone diisocyanate) was used as isocyanate 5. The polymerization time was 220 min.

Lopputuotteena saadun polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa oli 13.500 g/mol, massakeskimääräinen 25.300 g/mol ja polydispersiteetti 1,9. Amorfisen poly-10 meerin lasiutumislämpötila oli DSC-analyysillä 63 °C.The final polyester urethane obtained had a number average molecular weight of 13,500 g / mol, a weight average of 25,300 g / mol and a polydispersity of 1.9. The glass transition temperature of the amorphous poly-10 polymer was 63 ° C by DSC analysis.

Esimerkki 7Example 7

Polyesteriuretaanin valmistaminen isoforonidi-isosyanaatista 15Preparation of polyester urethane from isophorone diisocyanate 15

Kytkentäpolymerointi suoritettiin vastaavasti kuin esimerkissä 5, mutta isosyanaattina käytettiin 5,6 g isoforonidi-isosyanaatia. Polymerointiaika oli 210 min.The coupling polymerization was carried out in the same manner as in Example 5, but 5.6 g of isophorone diisocyanate was used as the isocyanate. The polymerization time was 210 min.

Lopputuotteena saadun polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa oli 10.200 20 g/mol, massakeskimääräinen 18.300 g/mol ja polydispersiteetti 1,8. Amorfisen poly meerin lasiutumislämpötila oli DSC-analyysillä 65 °C.The final polyester urethane obtained had a number average molecular weight of 10,200 20 g / mol, a weight average of 18,300 g / mol and a polydispersity of 1.8. The glass transition temperature of the amorphous polymer was 65 ° C by DSC analysis.

4 ♦·· t::4 ♦ ·· t ::

Esimerkki 8 t • · « 25 ' Polyesteriuretaanin valmistaminen • <· • < »Example 8 t • · «25 'Preparation of polyester urethane • <· • <»

Kytkentäpolymerointi suoritettiin vastaavasti kuin esimerkissä 4 käyttämällä kytkentäai- • t c | · .··’ neena isoforonidi-isosyanaattia, mutta lämpötila nostettiin isosyanaattilisäyksen jälkeen : : : 200 °C: seen. Polymerointiaika oli 220 min.The coupling polymerization was carried out in the same manner as in Example 4 using coupling times Isophoronide isocyanate, but the temperature was raised to 200 ° C after the addition of isocyanate. The polymerization time was 220 min.

30 v·!30 v ·!

Lopputuotteena saadun polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa oli 19.600 g/mol, massakeskimääräinen 36.000 g/mol ja polydispersiteetti 1,8. Amorfisen poly- 102283 17 meerin lasiutumislämpötila oli DSC-analyysillä 65 °C.The final polyester urethane obtained had a number average molecular weight of 19,600 g / mol, a weight average of 36,000 g / mol and a polydispersity of 1.8. The glass transition temperature of the amorphous polymer 102283 was 65 ° C by DSC analysis.

Taulukossa 4 on esitetty yhteenveto esimerkkien 6-8 tärkeimmistä tuloksista, joita on vertailtu poly(L-maitohappoon) perustuvalla polyesteriuretaanilla saatuihin tuloksiin.Table 4 summarizes the main results of Examples 6-8, which have been compared with those obtained with poly (L-lactic acid) -based polyester urethane.

• · 1• · 1

• I• I

• 1 4 t ·• 1 4 hrs ·

I II I

• · I• · I

·1♦ f · · 9 φ · « < • · « · • · 1 • « « • t · • · • 4 I·· • Ci t : • « · • < • 1 < I « > * »· 1 ♦ f · · 9 φ · «<• ·« · • · 1 • «« • t · • · • 4 I ·· • Ci t: • «· • <• 1 <I«> * »

· I· I

• « .• «.

• · 18 102283 ^ 2 ~• · 18 102283 ^ 2 ~

n ^ q M r rt W On ^ q M r rt W O

= -J H o <0 (O Φ CO <0 _ 3 g__ <0 <t .= -J H o <0 (O Φ CO <0 _ 3 g__ <0 <t.

— “» *T (0 01 β 09 5 b § ^ ri τ- τ- t~ co < | co «3__-_ e « S _ ¢0 — o o o o > * 2 0000- “» * T (0 01 β 09 5 b § ^ ri τ- τ- t ~ co <| co «3 __-_ e« S _ ¢ 0 - o o o o> * 2 0000

W —; 3 ri E <0 n o CJW -; 3 ri E <0 n o CJ

O ^ 2 -E n o ti <0 m O </J O» K N n r t o co ~ 2 <---- > · 2 <->O ^ 2 -E n o ti <0 m O </ J O »K N n r t o co ~ 2 <----> · 2 <->

>* S Ti -= OOOO> * S Ti - = OOOO

(A S T O OOOO(A S T O OOOO

V ie: O P5f C comeoNV ie: O P5f C comeoN

0 eno K ·= 03 n 01 o S ui e OI «Ί ·«- T- ur- O ^ _ -*: < I =0 eno K · = 03 n 01 o S ui e OI «Ί ·« - T- ur- O ^ _ - *: <I =

(/) C μ- £ , Λ OOOO(/) C μ- £, Λ OOOO

— 7 ω 9 υ CO CO O 00 >, ? S I 0 ™ »" >> Ok I ~ 0 “5 X _5__ E £ => .E 2 co .— -t >r O < e 0000 ' -J _J 2 ·= m N n r- 7 ω 9 υ CO CO O 00>,? S I 0 ™ »" >> Ok I ~ 0 “5 X _5__ E £ => .E 2 co .— -t> r O <e 0000 '-J _J 2 · = m N n r

in o o < E T- N N Nin o o <E T- N N N

in °- ~ co" ----—- 1 .in ° - ~ co "----—- 1.

— <- <

> , S. — «OOOO>, S. - «OOOO

> m C o. « «*> « 0 Q O -=- 'f Ifl IO Ml E <2__ ro λ ro P s —> m C o. «« *> «0 Q O - = - 'f Ifl IO Ml E <2__ ro λ ro P s -

• C Γ3^ϊ “O e >♦ 3 N• C Γ3 ^ ϊ “O e> ♦ 3 N

CO _ -J I— <r n if <c ui > MW _ : 8 3 i • W------ CO ?CO _ -J I— <r n if <c ui> MW _: 8 3 i • W ------ CO?

E P i NNNNE P i NNNN

~ z S E.~ z S E.

2 Ä o —-- !, 0 Q <22 Ä o —--!, 0 Q <2

,*:·· I, a < III I, *: ·· I, a <III I

*. — z Z ό *o S S*. - z Z ό * o S S

O DO Έ Έ Έ e Q. —) r- n n n n SEög s 1 § f :·.·.· · i 1111 1/. 15__iiii_ § £ i- 0 W ϋ .000 ···· d) UI o T-T-C4 * : f, E A___ ... > ω-- ,* > 2 ω 0 0 0 . . 9-2 a o. a '.V wo g- g- g- id z I 5 5O DO Έ Έ Έ e Q. -) r- n n n n SEög s 1 § f: ·. ·. · · I 1111 1 /. 15__iiii_ § £ i- 0 W ϋ .000 ···· d) UI o T-T-C4 *: f, E A___ ...> ω--, *> 2 ω 0 0 0. . 9-2 a p. a '.V wo g- g- g- id z I 5 5

-.2 «III-.2 «III

" O S S S"O S S S

§ ? ξ I§? ξ I

X. a a a 3 _i---:- 3 <w < g « ^ 00 I— -------—X. a a a 3 _i ---: - 3 <w <g «^ 00 I— -------—

Claims (30)

1. Smältbearbetbar polyesteruretan, som innehäller strukturenheter härledda frän en polyester och strukturenheter härledda frän ett diisocyanat, 5 kännetecknadavatt polyestem bestär av alifatiska och aromatiska hydroxisyramonomerer och diolmonomerer, bindningama mellan de strukturella enhetema, som är härledda frän polyestem och diisocyanatet, ätminstone huvudsakligen utgörs enbart av 10 uretanbindningar, talmedelvärdet för polymerens molmassa, Mn, är minst 10.000 g/mol, viktmedelvärdet för molmassan, Mw, är over 20.000 g/mol och molmassaför-delningen uttryckt med förhällandet Mw/Mn är över 2, och polymeren väsentligen är fri frän fria isocyanatgrupper. 151. Fusible polyester urethane containing structural units derived from a polyester and structural units derived from a diisocyanate, characterized in that the polyester consists of aliphatic and aromatic hydroxy acid monomers and diol monomers, the bonds between the structural units, which are derived from the polyester, 10 urethane bonds, the number average of the molar mass of the polymer, Mn, is at least 10,000 g / mol, the weight average of the molar mass, Mw, is over 20,000 g / mol and the molar mass distribution expressed by the ratio Mw / Mn is above 2, and the polymer is essentially free from free isocyanate groups. 15 2. Polyesteruretan enligt patentkrav 1, kännetecknad avatt talmedelvärdet för dess molmassa är 10.000 - 200.000 g/mol, företrädesvis ca 15.000 - 100.000, viktmedelvärdet för dess molmassa är 20.000 - 1.000.000, företrädesvis ca 30.000 - 600.000 och dess molmassafördelning är 2 - 20. 20Polyester urethane according to claim 1, characterized in that the number average number of its molar mass is 10,000 - 200,000 g / mol, preferably about 15,000 - 100,000, the weight average of its molar mass is 20,000 - 1,000,000, preferably about 30,000 - 600,000 and its molar mass distribution is 2-20. 20 3. Polyesteruretan enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknad avatt molmassa- ' *; fördelningen är 3 - 10. • · · • · • · « « *Polyester urethane according to claim 1 or 2, characterized by reduced molar mass; the distribution is 3 - 10. • · · • · • · «« * 4. Polyesteruretan enligt patentkrav 1, kännetecknad avatt polyestem bestär £5 till 1 - 99,9 % av alifatiska hydroxisyramonomerer, till 1 - 99,9 % av aromatiska •« * hydroxisyramonomerer och tili 10 - 0,1 % av en diolmonomer.4. Polyester urethane according to claim 1, characterized in that the polyester comprises 5 to 1 - 99.9% of aliphatic hydroxy acid monomers, to 1 - 99.9% of aromatic hydroxy acid monomers and to 10 - 0.1% of a diol monomer. 5. Polyesteruretan enligt patentkrav 1, kännetecknad avatt polyestem bestär : ' tili 50 - 99,9 % av alifatiska hydroxisyramonomerer, tili 40-0,1 % av aromatiska ‘. ‘/SO hydroxisyramonomerer och tili 10 - 0,1 % av en alifatisk diolmonomer. Γ : .* ·.5. Polyester urethane according to claim 1, characterized in that the polyester comprises: "to 50 - 99.9% of aliphatic hydroxy acid monomers, to 40 to 0.1% of aromatic". 1 / SO hydroxy acid monomers and to 10 - 0.1% of an aliphatic diol monomer. Γ:. * ·. 6. Polyesteruretan enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad avatt 1 ·.: 102283 25 de alifatiska hydroxisyramonomerema bestär av L-mjölksyramonomerer, D-mjölksyra-monomerer eller blandningar därav.Polyester urethane according to any of the preceding claims, characterized in that the aliphatic hydroxy acid monomers consist of L-lactic acid monomers, D-lactic acid monomers or mixtures thereof. 7. Polyesteruretan enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad avatt 5 de aromatiska hydroxisyramonomerema bestär av L- eller D-mandelsyra, p-hydroxiben- zoesyra eller blandningar därav.Polyester urethane according to any of the preceding claims, characterized in that the aromatic hydroxy acid monomers consist of L or D-mandelic acid, p-hydroxybenzoic acid or mixtures thereof. 8. Polyesteruretan enligt nagot av föregäende patentkrav, kännetecknad avatt de alifatiska diolmonomerema bestär av en etylenglykol eller en 1,4-butandiol. 10Polyester urethane according to any of the preceding claims, characterized in that the aliphatic diol monomers consist of an ethylene glycol or a 1,4-butanediol. 10 9. Polyesteruretan enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad avatt den är längkedjeförgrenad.Polyester urethane according to any of the preceding claims, characterized in that it is long chain branched. 10. Polyesteruretan enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad av 15 att den är hydrolytiskt nedbrytbar.Polyester urethane according to any one of the preceding claims, characterized in that it is hydrolytically degradable. 11. Polyesteruretan enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknad av att polymersmältans viskositet är mellan 10 - 5.000 Pa s, företrädesvis 50 - 2.000 Pa s, mätt medelst en kapillarreometer i en temperatur av 200 °C med en skärhastighet pä 20 200 1/s. • · tPolyester urethane according to any one of the preceding claims, characterized in that the viscosity of the polymer melt is between 10 - 5,000 Pa s, preferably 50 - 2,000 Pa s, measured by a capillarometer at a temperature of 200 ° C at a cutting speed of 20 200 l / s. • · t • 12. Polyester för användning vid framställning av smältbearbetbar polyesteruretan, • · · • · *···' kännetecknad avatt • · / / - den omfattar strukturella enheter, som är härledda frän en mjölksyra, en i *::.*25 aromatisk hydroxisyra samt en diol och som ansluter sig tili varandra pä sä ( ; : * sätt, att polyestems ändgrupper ätminstone huvudsakligen bestär av hydroxylgrupper, • * * - talmedelvärdet för polyestems molmassa är mellan 500 - 20.000, • företrädesvis ca 1.000 - 8.000 g/mol, *;;;’30 - dess laktidhalt är under 10 v-% och - halten fri mjölksyra är under 10 v-%. • · 102283 2612. Polyester for use in the production of melt-processable polyester urethane, characterized in that it comprises structural units derived from a lactic acid, an aromatic hydroxy acid as well as a diol, which adhere to each other in such a way that; - its lactide content is below 10% by weight and the content of free lactic acid is below 10% by weight. 13. Polyester enligt patentkrav 12, kännetecknad av att de aromatiska hydroxisyraenhetema bestär av L- eller D-mandelsyra, p-hydroxibenzoesyra eller blandningar därav. 5Polyester according to claim 12, characterized in that the aromatic hydroxy acid units consist of L or D-mandelic acid, p-hydroxybenzoic acid or mixtures thereof. 5 14. Förfarande för ffamställning av en polyesteruretan i enlighet med krav 1, enligt vilket förfarande utgäende ffän en hydroxisyramonomer bildas först en polyesterforpolymer med en lägre molekylvikt, och förpolymeren kopolymeriseras med en monomer innehällande 10 isocyanatgrupper för bildning av en polyesteruretan, kännetecknat av att förpolymeren bildas av alifatiska och aromatiska hydroxisyra-monomerer, hydroxisyramonomeren kopolymeriseras med en alifatisk diol för att förse polyesterförpolymeren med hydroxyländgrupper, 15. den hydroxyterminerade polyesterförpolymeren kopolymeriseras med ett diisocyanat och kopolymerisationen fortsättes tills den erhällna polyesteruretanen ätminstone väsentligen är fri frän ffia isocyanatgrupper. 20A process for preparing a polyester urethane according to claim 1, wherein the process of starting a hydroxy acid monomer is first formed a lower molecular weight polyester prepolymer, and the prepolymer is copolymerized with a monomer containing 10 isocyanate groups to form a polyester urethane of aliphatic and aromatic hydroxy acid monomers, the hydroxy acid monomer is copolymerized with an aliphatic diol to provide the polyester prepolymer with hydroxyl end groups, the hydroxy terminated polyester prepolymer is copolymerized with a diisocyanate, and the copolymerization is continued until the polyester obtained is free of the polyester residue. 20 15. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att mängden av den alifatiska diolen utgörs av 0,1 - 10 % av mängden av hydroxisyramonomeren och molförhällandet av hydroxyl- och karboxylgruppema hos monomerema avsedda för • · · :: kopolymerisation är over 1. • i • · t • 1 # • < ··'1 2515. A process according to claim 14, characterized in that the amount of the aliphatic diol is from 0.1 to 10% of the amount of the hydroxy acid monomer and the molar ratio of the hydroxyl and carboxyl groups of the monomers intended for copolymerization is over 1. • · t • 1 # • <·· '1 25 16. Förfarande enligt patentkrav 14 eller 15, kännetecknat av att *·' molförhällandet mellan diisocyanatets isocyanatgrupper och polyestems hydroxylgrupper är 0,5 -1,5. 4 · · * · 1 f 1 • IProcess according to Claim 14 or 15, characterized in that the molar ratio between the isocyanate groups of the diisocyanate and the hydroxyl groups of the polyester is 0.5 -1.5. 4 · · * · 1 f 1 • I 17. Förfarande enligt nägot av patentkraven 14-16, kännetecknat av att den ' ·: '30 hydroxyterminerade polyestem kopolymeriseras med ett diisocyanat vid en temperatur « · · av ca 130 - 220 °C, företrädesvis 150 - 190 °C. • · · « · « • I · • · 4 102283 27Process according to any of claims 14-16, characterized in that the hydroxy terminated polyester is copolymerized with a diisocyanate at a temperature of about 130-220 ° C, preferably 150-190 ° C. • · · «·« • I · • · 4 102283 27 18. Förfarandeenligtpatentkrav 14, kännetecknat avattkopolymerisationen utfors som massapolymerisation i smält tillständ.18. Method according to claim 14, characterized in that the copolymerization is carried out as pulp polymerization in the molten state. 19. Förfarande enligt nägot av patentkraven 14-18, kännetecknat av att som S diisocyanat används ett diisocyanat, företrädesvis ett alifatiskt eller alicykliskt diisocyanat, säsom 1,6-hexametylen-diisocyanat, isofron-diisocyanat eller metyl-bis-4-cyklohexyl-di-isocyanat.Process according to any one of claims 14-18, characterized in that as S diisocyanate is used a diisocyanate, preferably an aliphatic or alicyclic diisocyanate, such as 1,6-hexamethylene diisocyanate, isofron diisocyanate or methyl bis-4-cyclohexyl isocyanate. 20. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att polymerisationen för 10 polyestem utförs som massapolymerisation i smält tillständ, varvid polymerisations- temperaturen höjs stegvis vid en temperatur mellan 140 och 200 °C med en hastighet av 5-50 °C/h och vid en temperatur mellan 200 och 230 °C med en hastighet av 0 - 30 “C/h. 1520. A process according to claim 14, characterized in that the polymerization of the polyester is carried out as a pulp polymerization in a molten state, wherein the polymerization temperature is gradually increased at a temperature between 140 and 200 ° C at a rate of 5-50 ° C / h and at temperature between 200 and 230 ° C at a rate of 0 - 30 ° C / h. 15 21. Förfarande enligt patentkrav 14, kännetecknat av att polyestem tillverkas i närvaro av en katalysator, varvid som katalysator används en även for polymerisation av en polyuretan lämplig katalysator.21. Process according to claim 14, characterized in that the polyester is produced in the presence of a catalyst, a catalyst suitable for polymerization of a polyurethane suitable for use as a catalyst. 22. Förfarande enligt patentkrav 21, kännetecknat av att som : 20 polyestre-ringskatalysator används alkyl- eller alkoxiföreningar av tenn eller titan, säsom Sn(II)oktoat. • · • · · • · · |·;ν22. A process according to claim 21, characterized in that as: polyesteration catalyst, alkyl or alkoxy compounds of tin or titanium are used, such as Sn (II) octoate. • · • · · • · · | ·; ν 23. Polymerblandning, kännetecknad av att den innehäller en polymer enligt • · « patentkrav 1 blandad med termoplast, säsom polyolefin eller polyester. .1.25 • I l· • ·Polymer blend, characterized in that it contains a polymer according to claim 1 mixed with thermoplastic, such as polyolefin or polyester. 1.25 • I l · • · 24. Polyesteruretan enligt patentkrav 1 eller polymerblandning enligt patentkrav 23 . .·. blandad med fyll- eller stabiliseringsämnen. ···1The polyester urethane of claim 1 or the polymer blend of claim 23. . ·. mixed with fillers or stabilizers. 1 ··· • ♦« « « : 25. Användning av en polymer enligt patentkrav 1, för framställning av formspmtade ... 30 stycken samt värmeformade och formblästa förpackningar, päsar, säckar och flaskor. « « » 102283Use of a polymer according to claim 1, for the manufacture of molded ... 30 pieces, as well as heat-formed and mold-blown packages, bags, bags and bottles. «« »102283 26. Användning av en polymer enligt patentkrav 1 för beläggning av papper eller kartong.Use of a polymer according to claim 1 for coating paper or cardboard. 27. Användning av en polymer enligt patentkrav 1 för beläggning av säckar, päsar och 5 folier tillverkade av papper eller kartong.Use of a polymer according to claim 1 for coating bags, strips and sheets made of paper or cardboard. 28. Användning av en polymer enligt patentkrav 1, för framställning av fibrer och fibertyg.Use of a polymer according to claim 1, for the production of fibers and nonwoven fabrics. 29. Användning av en polymer enligt patentkrav 1 som beläggning eller matris i kontrollerat nascerande gödsel eller läkemedel.Use of a polymer according to claim 1 as coating or matrix in controlled nascent fertilizers or drugs. 30. Användning av en polymer enligt patentkrav 1, för framställning av polymerskums-tycken, som används i förpackningar. 15 • · • · ♦ ♦ · ♦ ··· ♦ ··· • · · • · « ♦ · · • c . • « · • » » ♦ · · 1 2 3 · · 2 • · · 3Use of a polymer according to claim 1, for the production of polymer foam pieces used in packaging. 15 • · • · ♦ ♦ · ♦ ··· ♦ ··· • · · • · «♦ · · • c. • «· •» »♦ · · 1 2 3 · · 2 • · · 3
FI952030A 1994-07-07 1995-04-28 Fusible polyester urethane, and a process for preparing it FI102283B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI952030A FI102283B1 (en) 1994-07-07 1995-04-28 Fusible polyester urethane, and a process for preparing it

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI943250A FI97726C (en) 1994-07-07 1994-07-07 Meltable polyester urethane and method for its preparation
FI943250 1994-07-07
FI952030A FI102283B1 (en) 1994-07-07 1995-04-28 Fusible polyester urethane, and a process for preparing it
FI952030 1995-04-28

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI952030A0 FI952030A0 (en) 1995-04-28
FI952030A FI952030A (en) 1996-01-08
FI102283B true FI102283B (en) 1998-11-13
FI102283B1 FI102283B1 (en) 1998-11-13

Family

ID=26159772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI952030A FI102283B1 (en) 1994-07-07 1995-04-28 Fusible polyester urethane, and a process for preparing it

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI102283B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI100258B (en) * 1996-06-04 1997-10-31 Fortum Heat And Gas Oy Polylactide coated paper and method of making the same

Also Published As

Publication number Publication date
FI952030A (en) 1996-01-08
FI952030A0 (en) 1995-04-28
FI102283B1 (en) 1998-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI97726B (en) Melt-processable polyester urethane and process for its preparation
FI105922B (en) Thermoplastic, biodegradable polyester, process for its production and products made of the same
Hu et al. A mild method to prepare high molecular weight poly (butylene furandicarboxylate-co-glycolate) copolyesters: effects of the glycolate content on thermal, mechanical, and barrier properties and biodegradability
Hu et al. Fully bio-based poly (propylene succinate-co-propylene furandicarboxylate) copolyesters with proper mechanical, degradation and barrier properties for green packaging applications
US6784273B1 (en) Biomedical polyurethane, its preparation and use
Gorna et al. Synthesis and characterization of biodegradable poly (ϵ‐caprolactone urethane) s. I. Effect of the polyol molecular weight, catalyst, and chain extender on the molecular and physical characteristics
EP0569149B1 (en) Polyester injection-molded articles
FI112083B (en) Viscosity modified lactide polymer blend and its preparation process
CA2205071C (en) Biodegradable polymers, preparation thereof and use thereof for producing biodegradable moldings
HU220300B (en) Biodegradable polymers, process for their production and their use in producing biodegradable mouldings
EP0896013A1 (en) Crosslinked polycarbonate and polylactic acid composition containing the same
EP0910598B1 (en) High impact strength biodegradable material
US20180201724A1 (en) Method of producing glycolic acid polymers
US20150148514A1 (en) Method for identifying bioabsorbable polymers
JP5223347B2 (en) Resin composition, method for producing the same, and copolymer
Radojčić et al. Novel potentially biodegradable polyurethanes from bio-based polyols
FI102283B (en) Melt-processable polyester urethane and process for its preparation
Haynes et al. In situ copolyesters containing poly (L-lactide) and poly (hydroxyalkanoate) units
Koosomsuan et al. Facile melt processing technique for the preparation of super ductile PLA–PEG multiblock copolymers: The roles of catalyst and antioxidant loadings
US5391644A (en) Polyester injection-molded articles
US5324556A (en) Polyester blow-molded articles
KR20210052697A (en) Thermoplastic polyester ester elastomer comprising anhydrosugar alcohol derivative and polyester polyol and method for preparing the same
FI102284B (en) Elastic, biodegradable material
Marques Studies on high molecular weight poly (lactic acid) synthesis
FI102682B (en) Impact biodegradable material

Legal Events

Date Code Title Description
GB Transfer or assigment of application

Owner name: VALTION TEKNILLINEN TUTKIMUSKESKUS

MA Patent expired