FI102284B - Elastic, biodegradable material - Google Patents

Elastic, biodegradable material Download PDF

Info

Publication number
FI102284B
FI102284B FI953655A FI953655A FI102284B FI 102284 B FI102284 B FI 102284B FI 953655 A FI953655 A FI 953655A FI 953655 A FI953655 A FI 953655A FI 102284 B FI102284 B FI 102284B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
biodegradable
polymer
elastic copolymer
copolymer according
molecular weight
Prior art date
Application number
FI953655A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI953655A0 (en
FI953655A (en
FI102284B1 (en
Inventor
Janne Matias Kylmae
Jukka Veli Seppaelae
Kari Erkki Juhani Hiltunen
Mika Markku Juhani Haerkoenen
Original Assignee
Jvs Polymers 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
Application filed by Jvs Polymers Oy filed Critical Jvs Polymers Oy
Publication of FI953655A0 publication Critical patent/FI953655A0/en
Priority to FI953655A priority Critical patent/FI102284B/en
Priority to FI962782A priority patent/FI102682B/en
Priority to EP96922067A priority patent/EP0837902B1/en
Priority to AT96922067T priority patent/ATE262006T1/en
Priority to PCT/FI1996/000402 priority patent/WO1997003120A1/en
Priority to DE69631884T priority patent/DE69631884T2/en
Priority to US08/981,933 priority patent/US6011092A/en
Priority to JP9505528A priority patent/JPH11514391A/en
Priority to CA002226579A priority patent/CA2226579A1/en
Priority to AU63077/96A priority patent/AU708631B2/en
Publication of FI953655A publication Critical patent/FI953655A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI102284B1 publication Critical patent/FI102284B1/en
Publication of FI102284B publication Critical patent/FI102284B/en

Links

Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

1 1022841 102284

ELASTINEN BIOHAJOAVA MATERIAALIELASTIC BIODEGRADABLE MATERIAL

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista menetel-5 mää termoplastisen, biohajoavan kopolyesterin valmistamiseksi.The present invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for producing a thermoplastic, biodegradable copolyester.

Tällaisen menetelmän mukaan hydroksihappomonomeereista muodostetaan ensin polyesteri-esipolymeeri, jolla on matala moolimassa ja joka sitten kopolymeroidaan sen pääteryhmän kanssa reagoivan monomeerin kanssa sellaisen polymeerin 10 muodostamiseksi, jolla on korkea moolimassa.According to such a method, the hydroxy acid monomers are first formed into a low molecular weight polyester prepolymer, which is then copolymerized with its end-reactive monomer to form a high molecular weight polymer.

Biohajoaville polymeereille on olemassa sovellusalueita, kuten kertakäyttöpakkauk-set, paperin päällystys tai kompostoitavan jätteen pakkausmateriaalit, joissa kompostoitavuus on merkittävä kilpailuetu. Perinteisten biohajoavien polymeerien 15 . käyttöä pakkauksissa ja muissa massasovelluksissa rajoittaa kuitenkin polymeerin erittäin kallis hinta. Biohajoavien polymeerien eräs tärkeä käyttöalue ovat lääketieteelliset sovellukset, kuten kirurgiset ompelulangat ja luunmurtumien hoitoon tarkoitetut ruuvit ja naulat.There are areas of application for biodegradable polymers, such as disposable packaging, paper coating, or compostable waste packaging materials, where compostability is a significant competitive advantage. Conventional biodegradable polymers 15. however, use in packaging and other pulp applications is limited by the very expensive price of the polymer. One important application of biodegradable polymers is in medical applications such as surgical sutures and screws and nails for the treatment of fractures.

20 Eräs biohajoavien muovien ryhmä koostuu alifaattisista polyestereistä, joiden biohajoavuus perustuu pitkälti hydrolysoituviin esterisidoksiin. Polyesterit valmistetaan yleensä hydroksihapoista tai dihaposta ja diolista. Jotta apaattisella polyesterillä olisi riittävät mekaaniset ominaisuudet sen moolimassa täytyy olla varsin korkea, ja yleisin keino saavuttaa korkea moolimassa on valmistaa polyesteri 25 laktonien renkaanavaavalla mekanismilla.20 One group of biodegradable plastics consists of aliphatic polyesters, the biodegradability of which is largely based on hydrolysable ester bonds. Polyesters are generally prepared from hydroxy acids or diacid and diol. In order for an apathetic polyester to have sufficient mechanical properties, its molecular weight must be quite high, and the most common way to achieve a high molecular weight is to prepare the polyester with a ring-opening mechanism of 25 lactones.

Maitohappo on eräs potentiaalisista raaka-aineista biohajoaville massapolymeereil-le. Polylaktidin (PLA) valmistaminen renkaanavautumismekanismilla maitohaposta laktidivaiheen kautta tuottaa korkean moolimassan polymeeriä, mutta se vaatii ?0 monta välivaihetta ja erittäin puhtaat lähtöaineet, ja polymeerin kokonaissaanto maitohaposta jää varsin alhaiseksi.Lactic acid is one of the potential raw materials for biodegradable bulk polymers. The preparation of polylactide (PLA) by a ring-opening mechanism from lactic acid via the lactide step produces a high molecular weight polymer, but requires? 0 many intermediate steps and very pure starting materials, and the overall yield of the polymer from lactic acid remains quite low.

2 1022842 102284

Tuotepolymeeri on homopolymeerimuodossaan melko lujaa mutta haurasta, murto-venymien ollessa tyypillisesti alle 5%.The product polymer in its homopolymer form is quite strong but brittle, with elongation at break typically less than 5%.

PLA on rakenteeltaan suoraketjuinen polyesteri, eikä pitkäketjuhaaroittumista 5 esiinny. Suoraketjuisten polyestereiden sulan Teologiset ominaisuudet vaikeuttavat niiden käyttöä useimmissa ekstruusiotekniikkaa käyttävissä valmistusmenetelmissä, kuten puhallusmuovauksessa, kalvonpuhalluksessa ja paperin päällyksessä. Nämä työstömenetelmät, jotka vaativat polymeeriltä riittävää sulan lujuutta ja elastisuutta, ovat kuitenkin pakkausteollisuudessa keskeisiä valmistustekniikoita.PLA is a straight chain polyester in structure, and there are no long chain branches. The theological properties of straight-chain polyester melt make their use difficult in most manufacturing methods using extrusion technology, such as blow molding, film blowing, and paper coating. However, these processing methods, which require sufficient melt strength and elasticity from the polymer, are key manufacturing techniques in the packaging industry.

1010

On myöskin raportoitu menetelmiä, joissa on kopolymeroitu laktidia e-kaprolaktonin kanssa renkaanavaavalla polymeroinnilla. Näin on voitu valmistaa kumimaisia kopolymeerejä. Niiden soveltaminen suuren mittakaavan tuotantoon on kuitenkin mahdotonta, koska polymerointi perustuu laktidien käyttöön, ja laktidien tuotanto 15 on puolestaan vaikeaa ja kallista.Methods of copolymerizing lactide with ε-caprolactone by ring-opening polymerization have also been reported. In this way, rubbery copolymers have been prepared. However, their application to large-scale production is impossible because the polymerization is based on the use of lactides, and the production of lactides 15 is in turn difficult and expensive.

Tyypillisesti alifaattisten diolien ja dihappojen tai hydroksihappojen suoralla kondensaatiopolymeroinnilia päästään korkeintaan n. 10.000 g/mol lukukeskimää-räiseen moolimassaan ja usein teknisesti ja taloudellisesti järkevä moolimassa on ?0 n. 2.000 - 5.000 g/mol.Typically, direct condensation polymerization of aliphatic diols and diacids or hydroxy acids results in a number average molecular weight of up to about 10,000 g / mol, and often a technically and economically reasonable molecular weight is? 0 about 2,000 to 5,000 g / mol.

Tunnetaan menetelmä, jonka avulla maitohappomonomeereista voidaan valmistaa sulatyöstöön sopiva, korkean moolimassan omaava polyuretaani. Fl-patenttihakemuksessa 924699 esitetyn ratkaisun mukaan polymeeri valmistetaan 25 kahdessa vaiheessa siten, että maitohappo ensin polymeroidaan alhaisen mooli massan oligomeeriksi, minkä jälkeen oligomeeri kopolymeroidaan isosyanaatin kanssa korkeamman moolimassan polyesteriuretaaniksi.A method is known for producing high molecular weight polyurethane suitable for melt processing from lactic acid monomers. According to the solution disclosed in F1 patent application 924699, the polymer is prepared in two steps by first polymerizing lactic acid to a low molecular weight oligomer and then copolymerizing the oligomer with an isocyanate to a higher molecular weight polyester urethane.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan vaihtoehtoinen tapa valmistaa 30 korkean moolimassan omaavia, hydroksihappomonomeereihin perustuvia polymee rejä, jotka ovat sulatyöstettävissä ja siten helposti muokattavissa haluttuun muotoon. Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan biohajoava polymeeri, 3 102284 jonka kaikki tai lähes kaikki hydrolysoituvat sidokset ovat esterisidoksia ja joka oleellisesti ei sisällä typpipitoisia vapaita funktionaalisia ryhmiä. Keksinnön tarkoituksena on nimenomaisesti edellä mainitun valmistustavan yhteydessä aikaansaada luja mutta sitkeä polymeeri. Tällöin voidaan edullisella polymerointitekniikalla saada 5 aikaan elastisia biohajoavia materiaaleja. Tähän elastisuustavoitteeseen on päästy, kun havaittiin, että maitohapon oligomeroinnin yhteydessä yllättävästi saatiin e-kaprolaktoni kopolymeroitua mukaan polymaitohapon oligomeerirakenteeseen.It is an object of the present invention to provide an alternative way of preparing high molecular weight polymers based on hydroxy acid monomers which can be melt processed and thus easily modified into the desired shape. It is a further object of the invention to provide a biodegradable polymer, 3 102284 in which all or almost all of the hydrolyzable bonds are ester bonds and which is substantially free of nitrogen-containing free functional groups. The object of the invention is specifically to provide a strong but tough polymer in connection with the above-mentioned production method. In this case, elastic biodegradable materials can be obtained by the preferred polymerization technique. This elasticity goal was achieved when it was found that in the case of lactic acid oligomeration, ε-caprolactone was surprisingly copolymerized into the polylactic acid oligomer structure.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kaksivaiheisessa prosessissa perustuen 10 maitohapon oligomerointiin ja oligomeerien kytkentään joillakin kemiallisilla reakti oilla, esim. di-isosyanaattia tai epoksideja käyttäen, niin oligomeerin valmistusvaiheessa reaktioseokseen lisätään jotakin joustavan pääketjun sisältävää monomee-ria, tyypillisesti kaprolaktonikomonomeeria. Näin saatu oligomeeri, jossa on kaprolaktonikomonomeeria kytketään sitten tunnetuilla menetelmillä. 15 Kaprolaktoniyksiköiden tarkoitus on tuoda materiaaliin joustavuutta, ja alentaa lasiutumislämpötilaa, ja toimia sisäisenä pehmittimenä. Kaprolaktoni on sikäli edullinen komonomeeri, että se on biohajoava, joten lopputuotteen biohajoavuus säilyy.The invention is based on the idea that in a two-step process based on the oligomerization of 10 lactic acids and the coupling of oligomers by some chemical reactions, e.g. using diisocyanate or epoxides, The oligomer thus obtained having a caprolactone comonomer is then coupled by known methods. 15 The purpose of the caprolactone units is to bring flexibility to the material, and to lower the glass transition temperature, and to act as an internal plasticizer. Caprolactone is a preferred comonomer in that it is biodegradable, so that the biodegradability of the final product is maintained.

20 Keksinnön mukainen prosessi on pääasiallisesti kaksivaiheinen, jolloin se käsittää ensimmäisenä vaiheenaan esipolymeerin polymeroinnin, jolla hydroksihaposta ja kaprolaktonista voidaan kohtuuajassa valmistaa halutun moolimassan omaavaa, joko hydroksyyli- tai karboksyyiihappoterminoitua, lineaarista polyesteriä pitäen laktidimuodostus pienenä. Menetelmässä keskeisiä parametrejä ovat monomeeri-25 määrät, polymerointilämpötilat, lämpötilan-nostoprofiili, kondensaatioveden poisto menetelmät, komonomeerit ja katalyytit. Menetelmän toisessa vaiheessa tuotetaan korkeamman moolimassan polyesteri, jolloin hydroksyyli- tai karboksyylihap-poterminoidun esipolymeerin moolimassaa nostetaan dlfunktionaalisen kytkentäai-neen, kuten di-isosyanaatin tai diepoksiyhdisteen avulla. Tässä vaiheessa ovat 30 keskeisiä polymerointilämpötilat, lämpötilaprofiili, käytetyt kytkentäaineet ja niiden määrä (esim. isosyanaatti/OH -moolisuhde), katalyytit sekä polymeroinnin tekniset ratkaisut (sulapolymerointi). Tyypillisesti kytkentäaineen ja esipolymeerin ketjunpäi- 4 102284 den difunktonaalisten ryhmien moolisuhde on noin 1:1.The process according to the invention is essentially a two-step process, the first step comprising the polymerization of a prepolymer which can produce hydroxy acid and caprolactone in a reasonable time into a linear polyester of the desired molecular weight, either hydroxyl- or carboxylic acid-terminated, with low lactide formation. Key parameters in the process include monomer-25 amounts, polymerization temperatures, temperature-raising profile, condensation removal methods, comonomers, and catalysts. In the second step of the process, a higher molecular weight polyester is produced, whereby the molecular weight of the hydroxyl- or carboxylic acid-terminated prepolymer is increased by means of a functional coupling agent such as a diisocyanate or a diepoxy compound. At this stage, the key polymerization temperatures, the temperature profile, the coupling agents used and their amount (e.g. isocyanate / OH molar ratio), the catalysts and the technical solutions for the polymerization (melt polymerization) are important. Typically, the molar ratio of the chain-end difunctional groups of the coupling agent to the prepolymer is about 1: 1.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa maitohappopolymeereille tyypillisiä epäkohtia, erityisesti materiaalin hauraus.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages typical of lactic acid polymers, in particular the brittleness of the material.

55

Keksinnön mukainen sulatyöstettävä, sitkeä kopolyesteri sisältää polyesteristä johdettuja rakenneyksiköitä, ollen tyypillisesti peräisin maitohaposta ja osittain kaprolaktonista, sekä osittain myös oligomeerien kytkentään käytetystä aineesta riippuen myös muita rakenneyksiköitä, kuten uretaani tai epoksisidoksia. Saatavan 10 polymeerin moolimassa Mn on tyypillisesti korkeampi kuin 10.000 g/mol ja painokeskimääräinen moolimassa Mw on yli 20.000 g/mol, ja moolimassajakauma (suhde M*, / Mn) on yli 2. Edullisesti lukukeskimääräinen moolimassa on 10.000 - 200.000 g/mol, erityisen edullisesti noin 15.000 - 100.000 g/mol, massakeski-määräinen moolimassa on 20.000 - 1.000.000 g/mol, edullisesti noin 30.000 -15 600.000 g/mol ja moolimassajakauma on 2 - 20, edullisesti 3-12.The melt-processable, tough copolyester according to the invention contains polyester-derived structural units, typically derived from lactic acid and partly from caprolactone, and partly also other structural units, such as urethane or epoxy bonds, depending on the material used to couple the oligomers. The resulting polymer typically has a molecular weight Mn greater than 10,000 g / mol and a weight average molecular weight Mw greater than 20,000 g / mol, and a molecular weight distribution (ratio M *, / Mn) greater than 2. Preferably, the number average molecular weight is 10,000 to 200,000 g / mol, especially preferably about 15,000 to 100,000 g / mol, the weight average molecular weight is 20,000 to 1,000,000 g / mol, preferably about 30,000 to 15,600,000 g / mol and the molecular weight distribution is 2 to 20, preferably 3 to 12.

Polymerointiolosuhteita säätelemällä voidaan saada aikaan joko lineaarista tai haaroittunutta polymeeriä, ja erikseen säädellä moolimassajakauman leveyttä. Myöskin maitohapon eri stereomuotojen suhteilla voidaan vaikuttaa lopputuottee-20 seen.By controlling the polymerization conditions, either a linear or branched polymer can be obtained, and the width of the molecular weight distribution can be separately controlled. The ratios of the different stereo forms of lactic acid can also affect the final product.

Suurimoolimassaisen elastisen materiaalin valmistuksessa käytettävä esipolymeeri sisältää hydroksihaposta, tyypillisesti maitohaposta johdettuja yksiköitä, sekä pidempiketjuisia joustavia rakenneyksiköitä, tyypillisesti kaprolaktonista johdettuja 25 rakenneyksiköitä. Lisäksi esipolymeeri on päätefunktionalisoitu joko -OH tai -COOHThe prepolymer used in the manufacture of the high molecular weight elastic material includes units derived from hydroxy acid, typically lactic acid, as well as longer chain flexible structural units, typically structural units derived from caprolactone. In addition, the prepolymer is terminally functionalized with either -OH or -COOH

-funktionaaliseksi lisäämällä esipolymeroinnin loppuvaiheessa joko diolia tai ·, happoanhydridiä. Tämä merkitsee, että esipolymeerin kaikki tai ainakin lähes kaikki päätefunktionaaliset ryhmät on muutettu kytkentäaineen kannalta reaktiivisiksi. Jos kytkentäaine on esim. di-isosyanaatti, on -OH -funktionaalisuus tarpeen, ja jos 30 kytkentäaine on epoksidi on -COOH -funktionaalisuus tarpeen. Esipolymeerin lukukeskimääräinen moolimassa on välillä 500 - 20.000 g/mol, edullisesti noin 1.000- 8.000 g/mol, sen laktonipitoisuus on alle 10 p-% ja vapaan hydroksihapon 5 102284 pitoisuus on alle 10 p-%.-functional by adding either a diol or an acid anhydride at the end of the prepolymerization. This means that all or at least almost all of the terminal functional groups of the prepolymer have been rendered reactive for the coupling agent. If the coupling agent is e.g. diisocyanate, -OH functionality is required, and if the coupling agent is epoxide, -COOH functionality is required. The prepolymer has a number average molecular weight of between 500 and 20,000 g / mol, preferably about 1,000 to 8,000 g / mol, a lactone content of less than 10% by weight and a free hydroxy acid content of less than 10% by weight.

Kopolymeroimalla kaprolaktonia esipolymeerin valmistuksen yhteydessä ja saattamalla edellä kuvattu polyesteri-esipolymeeri reagoimaan difunktionaalisen kytkentä-5 aineen kanssa, saadaan aikaan uusi kopolyesteri, jolla on varsin edulliset ominai suudet: - Polymeeri on mekaanisesti sitkeä luja muovimainen tai kumimainen materiaali, jonka tyypillisiä jännitys/venymä -käyriä on esitetty kuvassa 1.Copolymerization of caprolactone in the preparation of the prepolymer and reacting the polyester prepolymer described above with a difunctional coupling agent provides a new copolyester with quite advantageous properties: - The polymer is a mechanically tough strong plastic or rubbery material / type is shown in Figure 1.

10 m x / en / / £ / / 15 / /10 m x / en / / £ / / 15 / /

Percent Strain (%) 20Percent Strain (%) 20

Kuva 1.Figure 1.

- Kumimaisuuden astetta voidaan säätää koostumusta muuttamalla.- The degree of rubberiness can be adjusted by changing the composition.

- Polymeeri on biohajoava (eli se hajoaa biologisessa vesipitoisessa ympäristös- 25 sä esterisidosten hydrolysoituessa tyypillisesti mikro-organismin vaikutukses ta) ja kompostoitavissa.- The polymer is biodegradable (i.e. it degrades in a biological aqueous environment with the hydrolysis of ester bonds, typically by the microorganism) and is compostable.

- Polymeeri on sulatyöstettävissä ja sillä on riittävät mekaaniset ominaisuudet moniin käytännön sovelluksiin. Esimerkkeinä polymeerin käyttökohteista mainittakoon: 30 - ruiskupuristetut kappaleet - lämpömuovatut ja puhallusmuovatut pakkaukset ja pullot, - polymeerin käyttö paperin tai kartongin ekstruusiopäällystyksessä, ja 6 102284 polymeerillä päällystetystä paperista tai kartongista valmistetut säkit, pussit ja kalvot, - puhallus- tai tasokalvosta tehdyt pakkaukset, pussit ja säkit, - vaahdot ja vaahdosta valmistetut tuotteet, 5 - kuidut ja non-woven -tuotteet sekä - polymeerin käyttö pinnoitteina tai matriisina esim. kontrolloidusti vapautuvissa lannoitteissa tai lääkkeissä.- The polymer is melt processable and has sufficient mechanical properties for many practical applications. Examples of uses for the polymer are: 30 - injection molded articles - thermoformed and blow molded packaging and bottles, - use of the polymer in the extrusion coating of paper or board, and 6 102284 polymer coated paper or board bags, sachets and foils, - sacks, - foams and foam products, 5 - fibers and non-woven products, and - use of the polymer as coatings or matrices, eg in controlled release fertilizers or medicines.

- Lopputuotteena saatavan koepolyesterin raaka-ainekustannukset ovat hyvin lähellä esipolymeerin valmistukseen käytettävän hydroksihapon (esim. 10 maitohapon) hintaa, koska käytettyjen monomeerien konversio polymeeriksi on yli 95 %.- The raw material cost of the final test polyester is very close to the price of the hydroxy acid (eg 10 lactic acid) used to make the prepolymer, as the conversion of the monomers used to the polymer is more than 95%.

Keksinnön etuna mainittakoon vielä se, että esitetyn menetelmän avulla kopolyes-terin moolimassajakaumaa, pitkäketjuhaarautuneisuutta ja ristisilloittuneisuutta 1 5 voidaan säätää halutulle tasolle, mikä johtaa hallittuihin polymeerisulan Teologisiin ominaisuuksiin sekä haluttuihin elastisiin ja kumiteknisiin ominaisuuksiin. Polyme-rointiprosessi on suhteellisen yksinkertainen ja olemassaolevia polyesteriprosesseja voidaan helposti hyödyntää. Menetelmän avulla voidaan valmistaa paitsi alifaattisia kopolyestereitä myös aromaattisia kopolyestereitä.Another advantage of the invention is that by means of the disclosed method, the molecular weight distribution, long chain branching and crosslinking of the copolyester can be adjusted to the desired level, resulting in controlled Theological properties of the polymer melt as well as desired elastic and rubber properties. The polymerization process is relatively simple and existing polyester processes can be easily utilized. The process makes it possible to prepare not only aliphatic copolyesters but also aromatic copolyesters.

2020

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan yksityiskohtaisen selvityksen ja muutaman sovellusesimerkin avulla.The invention will now be examined in more detail by means of a detailed description and a few application examples.

25 Esipolymeerin valmistus Lähtöaineiden määrän mukaan polyesteri-esipolymeeri koostuu tyypillisesti 80 - 99,9 %:sesti hydroksihappomonomeereista ja 20 - 0,1 %:sesti dihappomonomee-rista tai syklisestä happoanhydridistä. Haluttaessa karboksyyliterminoitu polyesteri-30 esipolymeeri voidaan valmistaa hydroksiterminoidusta polyesteri-esipolymeeristä.Preparation of Prepolymer Depending on the amount of starting materials, the polyester prepolymer typically consists of 80 to 99.9% hydroxy acid monomers and 20 to 0.1% diacid monomer or cyclic acid anhydride. If desired, the carboxyl-terminated polyester-30 prepolymer can be prepared from a hydroxy-terminated polyester prepolymer.

Tämä tilanne saattaa tulla vastaan, jos samaa esipolymeerierää halutaan käyttää sekä kopolyesterien että polyuretaanien valmistukseen. Hydroksiterminoidun 7 102284 polyesterin valmistukseen käytetään tyypillisesti dioleja, joiden määrä esillä olevassa esipolymeerissa voi olla 10 - 0 %. Edellä esitetyt porosenttimäärät on laskettu polymeerin kokonaismäärästä.This situation may be encountered if the same batch of prepolymer is to be used for the production of both copolyesters and polyurethanes. Diols, typically present in an amount of 10 to 0% in the present prepolymer, are typically used to prepare the hydroxy-terminated polyester. The porosity percentages shown above are calculated from the total amount of polymer.

5 Keksinnössä esipolymeerin valmistukseen käytettävät hydroksihappomonomeerit koostuvat tyypillisesti a-hydroksihapoista, β-hydroksihapoista tai laktonista. Erityisen edullista on käyttää alifaattisia tai aromaattisia a-hydroksihappo-monomeerejä, kuten L-maitohappoa, D-maitohappoa tai näiden seoksia (esim. nk. raseemista D,L-maitohappoa), glykolihappoa, L- tai D-mantelihappoa, ahydroksi-10 isobutaanihappoa, laktidia tai näiden seoksia, jolloin vapaiden hydroksihappo- monomeerien ja laktonien pitoisuus on korkeintaan 10 % polymeerin painosta. Hydroksihappomonomeerit voivat olla myös monifunktionaalisia. Näistä monomee-reistä esimerkkinä mainittakoon omenahappo.The hydroxy acid monomers used in the invention to prepare the prepolymer typically consist of α-hydroxy acids, β-hydroxy acids or lactone. It is particularly preferred to use aliphatic or aromatic α-hydroxy acid monomers, such as L-lactic acid, D-lactic acid or mixtures thereof (e.g. so-called racemic D, L-lactic acid), glycolic acid, L- or D-mandelic acid, hydroxy-10 isobutanoic acid , lactide or mixtures thereof, the content of free hydroxy acid monomers and lactones not exceeding 10% by weight of the polymer. Hydroxy acid monomers can also be multifunctional. An example of these monomers is malic acid.

15 Hydroksihappomonomeerit ovat kaupallisia tuotteita ja helposti saatavilla. Niinpä esim. monomeeristä maitohappoa voidaan valmistaa glukoosin fermentoinnilla. Maitohapon ei tarvitse olla puhdasta vaan siinä saa olla esim. reagoivia sokerijättei-tä.15 Hydroxy acid monomers are commercial products and readily available. Thus, for example, monomeric lactic acid can be prepared by fermentation of glucose. The lactic acid does not have to be pure, but may contain, for example, reactive sugar waste.

20 Kumimaista sitkeyttä aikaansaadaan keksinnön mukaisesti, kun hydroksihappo- monomeerien seokseen lisätään haluttu määrä tyypillisesti 1-60 p-% syklistä alifaattista laktonia esim. ε-kaprolaktonia, joka keksinnön mukaisesti yllättäen kopolymeroituu mukaan muodostuvaan oligomeeriin.The rubbery toughness is achieved according to the invention by adding to the mixture of hydroxy acid monomers the desired amount of typically 1-60% by weight of a cyclic aliphatic lactone, e.g. ε-caprolactone, which according to the invention is surprisingly copolymerized into the resulting oligomer.

25 Esipolymeerin valmistus, eli maitohapon kondensaatiopolymerointi, voidaan suorittaa missä tahansa laitteistossa, joka soveltuu esteröintireaktioihin. Erään . edullisen vaihtoehdon mukaan polyesteröinti suoritetaan massapolymerointina sulassa, jolloin kondensaatiotuotteena muodostuva vesi voidaan poistaa johtamalla kuivaa inerttiä kaasua polymeerisulaan samalla sekoittaen. Veden poistoa voidaan 30 myös parantaa käyttämällä alipainetta, jolloin reaktion painetta lasketaan vaiheit tain.The preparation of the prepolymer, i.e. the condensation polymerization of lactic acid, can be carried out in any apparatus suitable for esterification reactions. One. according to a preferred alternative, the polyesterification is carried out as a bulk polymerization in a melt, whereby 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.

102284 8102284 8

Alla esitetyissä esimerkeissä polyesteri valmistettiin laboratoriomittakaavassa "Rotavapor" -tyyppisellä laitteistolla, jolla vettä saadaan poistetuksi jatkuvatoimi-sesti.In the examples below, the polyester was prepared on a laboratory scale with "Rotavapor" type equipment for continuous water removal.

5 Edullisesti polyesteröinti suoritetaan katalyytin läsnäollessa, jolloin erään edullisen sovellutusmuodon mukaan katalyyttinä käytetään tyypillisiä polyesteröintikatalyyt-tejä. Tällaisia katalyyttejä ovat esim. tinan tai titaanin alkyyli- tai alkoksiyhdisteet, kuten Sndboktoaatti.Preferably, the polyesterification is carried out in the presence of a catalyst, in which case, according to a preferred embodiment, typical polyesterification catalysts are used as catalyst. Such catalysts are, for example, alkyl or alkoxy compounds of tin or titanium, such as Sndboctoate.

10 Polyesteröinnin tuotteen moolimassan kasvunopeus riippuu polymerointi-lämpöti- lasta. Kun polymerointilämpötila nousee yli 210 °C, alkaa polymeeriketjujen hajoaminen rajoittaa polymerointinopeutta. Haitallisen sivutuotteen eli laktidin muodostus kasvaa myös merkittävästi yli 220 °C lämpötiloissa. Edellä mainituista syistä polyesteröinnin lämpötilaa nostetaan edullisesti vaiheittain lämpötilavälillä 15 140 - 200 °C nopeudella 50 °C tunnissa ja lämpötilavälillä 200 - 300 °C nopeudel la 0 - 30 °C tunnissa.The growth rate of the molecular weight of the polyesterification product depends on the polymerization temperature. As 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, lactide, also increases significantly at temperatures above 220 ° C. For the reasons mentioned above, the temperature of the polyesterization is preferably raised stepwise at a temperature of 140 to 200 ° C at a rate of 50 ° C per hour and from 200 to 300 ° C at a rate of 0 to 30 ° C per hour.

Erään edullisen vaihtoehdon mukaan polyesteröinnissä lähdetään noin 160 eC:n lämpötilasta, joka nostetaan vaiheittain 210 °C:seen. Painetta lasketaan vastaavas-20 ti vaiheittain välillä 230 - 30 mbar, ja kondensaatiotuotetta poistetaan typen avulla jatkuvasti. Edellä esitetyllä vakiomenetelmällä saadaan tyypillisesti aikaan polyesteri-esipolymeeri, jonka lukukeskimääräinen moolimassa on noin 2.000 - 8.000 g/mol (esim. noin 6.000 g/mol) ja polydispersiteetti on noin 1,7.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 reduced in steps of 230 to 30 mbar, respectively, 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 6,000 g / mol) and a polydispersity of about 1.7.

25 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 be removed from the reaction mixture, if desired, by lowering the pressure, whereby the said fraction is distilled off.

Esipolymeerin ketjunpäiden funktionalisointi ja kytkentäFunctionalization and coupling of prepolymer chain ends

Keksinnön mukaisessa menetelmässä oligomeerin päätefunktionalisointi voidaan tehdä kytkentäreaktioiden vaatimusten mukaiseksi, joko pääasiassa hydroksyyliryh- 30 102284 9 miksi tai pääasiassa karboksyylihapporyhmiksi. Päätefunktionalisoinnin tekniikkaa on kuvannut esim. Härkönen et ai1. Päätefunktionalisoinnin tarkoituksena on aikaansaada mahdollisimman hyvä reaktiivisuus moolimassan kasvattamiselle kytkentäaineita käyttäen.In the process according to the invention, the terminal functionalization of the oligomer can be made to meet the requirements of the coupling reactions, either mainly as hydroxyl groups or mainly as carboxylic acid groups. The terminal functionalization technique has been described, for example, by Härkönen et al. The purpose of terminal functionalization is to provide the best possible reactivity for increasing molecular weight using coupling agents.

55

Sopivasti polyesteröinnin ja funktionalisoinnin olosuhteita muuttamalla voidaan esipolymeerin lukukeskimääräinen moolimassa saada välille 500 - 20.000; edullisesti se on noin 1.000 - 8.000 g/mol. Tyypillisesti kondensaatiopolymeroinnilla tuotetun polyesteriesipolymeerin moolimassa on n. 2.000 - 5.000 g/mol.By appropriately changing the conditions of polyesterification and functionalization, the number average molecular weight of the prepolymer can be obtained between 500 and 20,000; preferably it is about 1,000 to 8,000 g / mol. Typically, the polyester prepolymer produced by condensation polymerization has a molecular weight of about 2,000 to 5,000 g / mol.

1010

Kytkentätekniikkaa on kuvattu esim. ed. mainitussa viitteessä [1], jolloin pääte-funktionaalisuus on hydroksyyliryhmä ja kytkentäaineena on di-isosyanaatti. Käytettäessä karboksyylihappoja päätefunktionalisointiin kytkentäaineeksi sopii esim. diepoksidit.The coupling technique is described e.g. ed. in said reference [1], wherein the terminal functionality is a hydroxyl group and the coupling agent is a diisocyanate. When using carboxylic acids for terminal functionalization as a coupling agent, e.g. diepoxides are suitable.

1515

Keksinnön mukaan terminoidusta esipolymeeristä ja kytkentäaineesta voidaan valmistaa suhteellisen lyhyillä polymerointiajoilla suhteellisen korkean moolimassan omaavaa, biohajoavaa kopolyesteriä. Sopivimmin kytkentäreaktio, jota seuraavassa myös kutsutaan kopolymeroinniksi, tehdään massapolymerointina sulatilassa.According to the invention, a biodegradable copolyester having a relatively high molecular weight can be prepared from the terminated prepolymer and the coupling agent in 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.

2020

Kopolymeroinnissa kytkentäaineen reaktiivisten ryhmien ja polyesterin pääteryhmien välinen moolisuhde on tyypillisesti 0,5 - 1,5 esim. 0,7 - 1,2, edullisesti noin 1. Kytkentäaineen funktionaalisten ryhmien ja polyesterin pääteryhmien välinen moolisuhde voi myös olla yli 1, edullisesti noin 1,2-1,5, mikäli halutaan saada 25 aikaan ainakin osittain ristisilloittunut tuote. Ristisilloittunut tuote saadaan myös jatkamalla polymerointia riittävän kauan ja suorittamalla polymerointi riittävän korkeassa lämpötilassa ja käyttämällä katalyytti.In copolymerization, the molar ratio between the reactive groups of the coupling agent and the end groups of the polyester is typically 0.5 to 1.5, e.g. 0.7 to 1.2, preferably about 1. The molar ratio between the functional groups of the coupling agent and the end groups of the polyester may also be greater than 1, preferably about 1. 2-1.5 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 and carrying out the polymerization at a sufficiently high temperature and using a catalyst.

Härkönen, M., Hiltunen, K., Malin, M. and Seppälä, J., Properties and polymerization of biodegradable thermoplastic poly(ester-urethane), J. M. S.-Pure Appi. Chem., A32(5) (1995) 857-862.Härkönen, M., Hiltunen, K., Malin, M. and Seppälä, J., Properties and Polymerization of biodegradable thermoplastic poly (Ester-urethane), J. M. S.-Pure Appl. Chem., A32 (5) (1995) 857-862.

10 10228410 102284

Kopolymerointi suoritetaan noin 110 - 220 eC:n, edullisesti 130 - 200 eC:n lämpötilassa ja kopolymerointia jatketaan, kunnes saatava kopolyesteri on ainakin oleellisesti vapaa vapaista kytkentäaineiden funktionaalisista ryhmistä. Edullisesti kopolymerointia jatketaan kunnes saatavan kopolyesterin moolimassajakauma 5 suhteella Mw / Mn ilmaistuna on ainakin 2.The copolymerization is carried out at a temperature of about 110 to 220 eC, preferably 130 to 200 eC, and the copolymerization is continued until the resulting copolyester is at least substantially free of free coupling agent functional groups. Preferably, the copolymerization is continued until the molecular weight distribution of the resulting copolyester, expressed as Mw / Mn, is at least 2.

Laboratoriomittakaavassa kopolymeroinnit on tehty argonatmosfäärisessä 300 ml lasireaktorissa massapolymerointina. Sekoittimena on käytetty viskoosille massoille soveltuvaa lapasekoitinta ja kytkentälämpötilana on käytetty 150 °C ja 180 °C. 10 Kytkentäreaktion edistymistä on seurattu ottamalla näytteitä polymerointiseokses- ta 10 min välein. Reaktioajat ovat n. 1 min - 100 h, edullisesti noin 0,5 - 50 h.On a laboratory scale, the copolymerizations have been performed in a 300 ml glass reactor under an argon atmosphere as bulk polymerization. A blender suitable for viscous masses has been used as the mixer and the switching temperatures have been 150 ° C and 180 ° C. The progress of the coupling reaction has been monitored by sampling the polymerization mixture every 10 minutes. Reaction times are about 1 min to 100 h, preferably about 0.5 to 50 h.

Polymeerin ominaisuuksia 15Properties of the polymer 15

Kytketyn polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa on 10.000 - 200.000 g/mol, tyypillisesti n. 20.000 - 90.000 g/mol. Maitohaposta ja glykolihaposta valmistettujen polymeerien moolimassajakaumat ovat yleensä leveitä, mutta jos näitä mono-meerejä on kopolymeroitu muilla hydroksihapoilla, esim. manteli-, a-hydroksi-20 isobutaani- tai omenahapolla, voidaan saada kapeitakin moolimassajakaumia.The number average molecular weight of the coupled polymer is 10,000 to 200,000 g / mol, typically about 20,000 to 90,000 g / mol. The molecular weight distributions of polymers made from lactic acid and glycolic acid are generally wide, but if these monomers are copolymerized with other hydroxy acids, e.g., mandelic, α-hydroxy-20 isobutanoic, or malic acid, even narrow molecular weight distributions can be obtained.

Polymeerin pitkäketjuhaaroittuneisuudella ja leveällä moolimassajakaumalla, etenkin pitkien polymeeriketjujen osuuden kasvulla, on yleensä vaikutusta erityisesti polymeerin sulatyöstöominaisuuksiin, jolloin tyypillisesti sulan elastisuus ja sulan 25 lujuus kasvavat. Nämä ominaisuudet ovat edullisia etenkin ekstruusiotekniikkaa hyödyntävissä työstömenetelmissä, kuten paperin päällystyksessä ja kalvon valmistuksessa.The long chain branching and wide molecular weight distribution of the polymer, especially the increase in the proportion of long polymer chains, generally has an effect on the melt processing properties of the polymer in particular, typically increasing the melt elasticity and melt strength. These properties are particularly advantageous in processing methods utilizing extrusion technology, such as paper coating and film production.

Vapaiden hydroksihappomonomeerien ja laktidien pitoisuus on korkeintaan 3 % 30 polymeerin painosta laskettuna, tyypillisesti alle 1 %.The content of free hydroxy acid monomers and lactides is at most 3% by weight of the polymer, typically less than 1%.

Polymeeri on sulatyöstettävä, jolloin polymeerisulan viskositeetti on välillä 10 - n 102284 5.000 Pas, edullisesti 50 - 2.000 Pas, mitattuna kapillaarireometrillä lämpötilassa 200 °C leikkausnopeudella 200 l/s.The polymer must be melt-processed, the viscosity of the polymer melt being between 10 and 102284 5,000 Pas, preferably 50 to 2,000 Pas, measured with a capillary rheometer at a temperature of 200 ° C at a shear rate of 200 l / s.

Eräs edellytys biohajoavuudeile on, että polymeeri on hydrolyyttisesti hajoavaa. 5 Käsitys, että etenkin maitohaposta muodostettujen polymeerien ensisijainen hajoamismekanismi on hydrolyysi, jossa hajoamiseen edellytyksenä on vesipe-räinen ympäristö, onkin laajasti hyväksytty. Hydrolyysi on biohajoavuuden esivaihe, jonka jälkeen mikrobit voivat helpommin hajoittaa alhaisen moolimassan hydrolyysituotteita.One condition for biodegradability is that the polymer is hydrolytically degradable. 5 The notion that the primary mechanism of degradation, especially for polymers formed from lactic acid, is hydrolysis, in which the aqueous environment is a prerequisite for degradation, is widely accepted. Hydrolysis is a precursor to biodegradability, after which microbes can more easily degrade low molecular weight hydrolysis products.

1010

Kuten alla esitettävistä kokeista (ks. esimerkki 7) voidaan todeta, keksinnön mukainen poiyesteriuretaani on hydrolyyttisesti hajoava.As can be seen from the experiments below (see Example 7), the polyester urethane of the invention is hydrolytically degradable.

Kytkentäpolymeroinnin tuotteille on myös määritetty mekaaniset ominaisuudet. 15 . Esimerkissä 6 on näitä tuloksia selostettu tarkemmin. Todettakoon tässä yhteydessä, että polymeerin vetolujuus ja jäykkyys ovat varsin hyviä. Jäykkyyttä tai joustavuutta, kovuutta tai pehmeyttä ja kumimaisuuden astetta voidaan säätää polymeerikoostumusta muuttamalla, erityisesti joustavien rakenneyksiköiden määrää muuttamalla.Mechanical properties have also been determined for the coupling polymerization products. 15. Example 6 describes these results in more detail. In this context, it should be noted that the tensile strength and stiffness of the polymer are quite good. Stiffness or flexibility, hardness or softness and the degree of rubberiness can be adjusted by changing the polymer composition, in particular by changing the number of flexible structural units.

2020

Kopolyesterien seostaminen, täyttäminen ja lujittaminenBlending, filling and consolidation of copolyesters

Uutta kumimaista kopolymeeriä voidaan käyttää sitkeyttä ja iskulujuutta lisäävänä 25 komponenttina muissa polymeereissä, erityisesti muissa biohajoavissa polymeereis sä, kuten polylaktidissa tai viitteessä kuvatussa luonteeltaan hauraassa polyesteriuretaanissa.The novel rubbery copolymer can be used as a toughness and impact enhancing component in other polymers, especially other biodegradable polymers such as polylactide or the brittle polyester urethane described in the reference.

Uutta kopolyesteriä voidaan myös täyttää tai lujittaa täyteaineilla tai lujitteilla, 30 jolloin voidaan esimerkiksi nostaa kopolyesterin lämmönkestoa, parantaa me kaanisia ominaisuuksia tai halventaa hintaa. Sopivia täyteaineita ovat esim. liitu, talkki, tärkkelys, selluloosa tai näiden johdannaiset. Lujitteina voidaan käyttää 12 102284 esim. selluloosakuituja tai hamppua.The new copolyester can also be filled or reinforced with fillers or reinforcements, in which case, for example, the heat resistance of the copolyester can be increased, the mechanical properties can be improved or the price can be reduced. Suitable fillers are, for example, chalk, talc, starch, cellulose or derivatives thereof. 12 102284 e.g. cellulose fibers or hemp can be used as reinforcements.

Kopolyesterin käyttökohteet 5 Polymeerin pitkäketjuhaaroittuneisuuden ansiosta uudet polyesterit soveltuvat erityisen hyvin paperin tai kartongin päällystykseen, jossa nykyään käytetään paljolti päällystysteknisistä syistä pitkäketjuhaarautumia sisältävää LD-polyeteeniä.Applications of the copolyester 5 Due to the long chain branching of the polymer, the new polyesters are particularly well suited for coating paper or board, where LD polyethylene with long chain branches is now widely used for coating technical reasons.

Uusilla polymeereillä on laaja käyttöala. Niinpä niistä voidaan valmistaa 10 ruiskupuristettuja kappaleita ja lämpömuovattuja ja puhallusmuovattuja pakkauksia, säkkejä, pusseja ja pulloja. Polymeeriä voidaan käyttää paperista ja kartongista valmistettavien säkkien, pussien ja kalvojen päällysteenä. Niistä voidaan tuottaa puhallus- tai tasokalvoja, joista vuorostaan voidaan valmistaa pakkauksia, pusseja ja säkkejä. Polymeerejä voidaan myös käyttää kuitujen ja kuitukankaiden (non-15 woven -tuotteiden) valmistukseen ja niistä voidaan tuottaa paisutettuja muovituot teita, solumuoveja ja vaahtoa, jotka sopivat esimerkiksi pakkausten täytteiksi. Lopuksi ne soveltuvat myös kontrolloidusti vapautuvien lannoitteiden, kasvinsuojeluaineiden, hyönteismyrkkyjen ja lääkkeiden pinnoitteeksi tai matriisiksi.The new polymers have a wide range of applications. Thus, they can be made into 10 injection molded pieces and thermoformed and blow molded packages, sacks, bags and bottles. The polymer can be used as a coating for sacks, bags and films made of paper and board. 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 to make fibers and nonwovens (non-woven products) and can be used to produce expanded plastic products, foams and foam, which are suitable, for example, for filling packaging. Finally, they are also suitable as a coating or matrix for controlled release fertilizers, plant protection products, insecticides and pharmaceuticals.

20 Kaikissa edellä esitetyissä käyttökohteissa voidaan käyttää hyväksi uusien kopolyesterien ainutlaatuisia ominaisuuksia, joissa yhdistyvät biohajoavuus ja hyvät mekaaniset ominaisuudet.20 In all of the above applications, the unique properties of the new copolyesters, which combine biodegradability with good mechanical properties, can be exploited.

Seuraavat esimerkit kuvaavat lähemmin keksintöä: 25The following examples further illustrate the invention:

Esimerkki 1Example 1

Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistaminen 30 Reaktorina käytettiin 2 litran pyöröhaihdutinta, johon lisättiin 450 g L-maitohap- poa, 15,0 g e-kaprolaktonia (vastaa 2 mol-% e-kaprolaktonia), 9,4 g 1,4-bu-taanidiolia ja 0,24 g tina(ll)oktoaattia. Reaktoriin johdettiin kuivaa typpeä ja imettiin 13 102284 230 mbar absoluuttinen paine. Reaktioastia upotettiin osittain öljy hauteeseen, jonka lämpötila oli 160 °C. Öljyhauteen lämpötila nostettiin nopeudella 20 °C/h lämpötilaan 200 °C ja reaktioseosta sekoitettiin käynnistämällä pyöritys nopeudella 100 rpm. Öljyhauteen lämpötilaa nostettiin tasaisesti nopeudella 20 eC/h lämpöti-5 laan 200°C, ja edelleen nopeudella 5 “C/h lämpötilaan 210 eC jossa sitä pidettiin polymeroinnin loppuun. Painetta alennettiin tunnin välein seuraavin askelein: 230 (aloitus) - 180 - 130 - 100- 80- 60- 50-40- 30 mbar, jossa sitä pidettiin polymeroinnin loppuun. Typpikuplitusta jatkettiin koko polymeroinnin ajan ja reaktiossa syntynyttä vettä otettiin talteen sitä mukaan kuin sitä muodostui. 10 Kokonaispolymerointiaika oli 16 tuntia.Preparation of hydroxyl-terminated prepolymer A 2-liter rotary evaporator was used as a reactor, to which were added 450 g of L-lactic acid, 15.0 g of ε-caprolactone (corresponding to 2 mol% ε-caprolactone), 9.4 g of 1,4-butanediol and 0.24 g of tin (II) octoate. Dry nitrogen was introduced into the reactor and an absolute pressure of 13 102284 230 mbar was sucked in. The reaction vessel was partially immersed in an oil bath at 160 ° C. The temperature of the oil bath was raised at 20 ° C / h to 200 ° C and the reaction mixture was stirred by rotating at 100 rpm. The temperature of the oil bath was raised steadily at a rate of 20 ° C / h to a temperature of 200 ° C, and further at a rate of 5 ° C / h to a temperature of 210 ° C where it was kept until the end of the polymerization. The pressure was reduced every hour in the following steps: 230 (start) - 180 - 130 - 100-80-60-50-40-30 mbar, where it was kept until the end of the polymerization. Nitrogen bubbling was continued throughout the polymerization and the water formed in the reaction was recovered as it formed. 10 The total polymerization time was 16 hours.

Saadun polymeerin moolimassa analysoitiin GPC -laitteistolla (Gel Permeation Chromatography) ja lukukeskimääräiseksi moolimassaksi saatiin 7900 g/mol polystyreenistandardeihin verrattuna, ja polydispersiteetti oli 1,5. DSC -analyysi 15 (Differential Scanning Calorimetry) osoitti, että polymeerin lasiutumislämpötila oli 33 °C, eikä kiteiden sulamispiikkiä havaittu, joten polymeeri oli täysin amorfinen.The molecular weight of the obtained polymer was analyzed by GPC (Gel Permeation Chromatography) to give a number average molecular weight of 7900 g / mol compared to polystyrene standards, and the polydispersity was 1.5. DSC analysis (Differential Scanning Calorimetry) showed that the glass transition temperature of the polymer was 33 ° C and no melting peak of the crystals was observed, so the polymer was completely amorphous.

Esimerkki 2 20Example 2 20

Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistaminenPreparation of hydroxyl-terminated prepolymer

Polymerointi suoritettiin samoin kuin esimerkissä 1, mutta aineiden määrät olivat 450 g L-maitohappoa, 184,6 g e-kaprolaktonia (vastaa 20 mol-% e-kaprolaktonia), 25 11,5 g 1,4-butaanidiolia ja 0,32 g tina(ll)oktoaattia, sekä polymerointiaika oli 22 tuntia.The polymerization was carried out as in Example 1, but the amounts of the substances were 450 g of L-lactic acid, 184.6 g of ε-caprolactone (corresponding to 20 mol% of ε-caprolactone), 11.5 g of 1,4-butanediol and 0.32 g tin (II) octoate, and the polymerization time was 22 hours.

**

Saadun polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa GPC-laitteistolla määritettynä oli 7900 g/mol verrattuna polystyreenistandardeihin ja polydispersiteetti oli 1,5. 30 DSC-analyysi osoitti, että polymeerin lasiutumislämpötila oli -3 °C, eikä sulamis piikkiä havaittu.The number average molecular weight of the obtained polymer, determined by GPC equipment, was 7900 g / mol compared to polystyrene standards, and the polydispersity was 1.5. DSC analysis showed that the glass transition temperature of the polymer was -3 ° C and no melting peak was observed.

14 10228414 102284

Esimerkki 3Example 3

Hydroksyyliterminoidun esipolymeerin valmistaminen 5 Polymerointi suoritettiin samoin kuin esimerkissä 1, mutta aineiden määrät olivat 180 g L-maitohappoa, 672 g e-kaprolaktonia (vastaa 70 mol-% e-kaprolaktonia), 12,0 g 1,4-butaanidiolia ja 0,43 g tina(ll)oktoaattia. Polymerointilämpötila nostettiin vastaavasti 200 eC ja polymerointiaika oli 16 tuntia.Preparation of hydroxyl-terminated prepolymer The polymerization was carried out as in Example 1, but the amounts of substances were 180 g of L-lactic acid, 672 g of ε-caprolactone (corresponding to 70 mol% of ε-caprolactone), 12.0 g of 1,4-butanediol and 0.43 g of g of tin (II) octoate. The polymerization temperature was raised to 200 eC, respectively, and the polymerization time was 16 hours.

10 Saadun polymeerin lukukeskimääräinen moolimassa GPC-laitteistolla määritettynä oli 5900 g/mol verrattuna polystyreenistandardeihin ja polydispersiteetti oli 2,1. DSC-analyysi osoitti, että polymeerin lasiutumislämpötila oli -55 °C ja sulamisläm-pötila 27 °C.The number average molecular weight of the obtained polymer as determined by GPC equipment was 5900 g / mol compared to polystyrene standards and the polydispersity was 2.1. DSC analysis showed that the glass had a glass transition temperature of -55 ° C and a melting point of 27 ° C.

15 Taulukossa 1 on esitetty yhteenveto esipolymeerien valmistuksesta, missä LACL15 Table 1 summarizes the preparation of prepolymers where LACL

5 vastaa esimerkin 1, LACL 6 esimerkin 2 ja LACL 4 esimerkin 3 mukaista polymeeriä.5 corresponds to the polymer of Example 1, LACL 6 of Example 2 and LACL 4 of Example 3.

20 Esimerkki 420 Example 4

Polyesteriuretaanin valmistaminen 2 mol-% e-kaprolaktonia sisältävästä L-maitoha-pon ja e-kaprolaktonin kopolymeerista (LACL51 taulukossa 2).Preparation of polyester urethane from a copolymer of L-lactic acid and ε-caprolactone containing 2 mol% of ε-caprolactone (LACL51 in Table 2).

25 Reaktorina käytettiin 300 ml lasireaktoria, jossa oli lapasekoitin. Reaktoriiin punnittiin 40 g esimerkin 1 mukaan valmistettua esipolymeeriä. Argonhuuhtelun jälkeen (15 min) laskettiin öljyhauteeseen, jonka lämpötila asetettiin 150 eC:een.A 300 ml glass reactor with a paddle stirrer was used as the reactor. 40 g of the prepolymer prepared according to Example 1 were weighed into the reactor. After purging with argon (15 min), it was lowered into an oil bath set at 150 ° C.

Esipolymeerin sulamisen jälkeen (20 min), sekoitin käynnistettiin ja 15 min jälkeen lisättiin 2,5 ml 1,6-heksametyleenidi-isosyanaattia (nNC0 : n0H = 1:1). Lisäyksen 30 jälkeen ölyhauteen lämpötila nostettiin 180 °C:een. Polymerointia jatkettiin niin kauan, kun sekoittajan momentti kasvoi, kuitenkin niin kauan että polymeeri ei sisältänyt isosyanaatti-ryhmiä (todettiin FTIR-spektrometrillä), tässä polymeroinnis- sa 65 min.After the prepolymer melted (20 min), the mixer was started and after 15 min, 2.5 ml of 1,6-hexamethylene diisocyanate (nNCO: nHH = 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 spectrometry), in this polymerization 65 min.

15 10228415 102284

Lopputuotteena saatiin uretaanipolymeeri, jonka lukukeskimääräinen moolimassa GPCrllä määritettynä oli 69000 g/mol ja painokeskimääräinen moolimassa 307000 5 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 4,5. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötilaThe final product was a urethane polymer having a number average molecular weight of 69,000 g / mol as determined by GPC and a weight average molecular weight of 307,000 5 g / mol. The polydispersity was 4.5. Glass transition temperature of amorphous polymer

Tg DSC:llä mitattuna oli 45 eC.The Tg as measured by DSC was 45 eC.

Esimerkki 5 10Example 5 10

Polyesteriuretaanin valmistaminen 20 mol-% e-kaprolaktonia sisältävästä L-maitohapon ja e-kaprolaktonin kopolymeerista (LACL 63 taulukossa 2).Preparation of polyester urethane from a copolymer of L-lactic acid and ε-caprolactone containing 20 mol% of ε-caprolactone (LACL 63 in Table 2).

• Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 4, mutta esipolymeerinä käytettiin esimerkin 15 2 esipolymeeriä ja 1,6-heksametyleenidi-isosyanaattia käytettiin 2,3 ml. Polyme- rointiaika oli 70 min.The polymerization was carried out as in Example 4, but the prepolymer of Example 15 2 was used as the prepolymer, and 2.3 ml of 1,6-hexamethylene diisocyanate was used. The polymerization time was 70 min.

Lopputuotteena saatiin kumimainen uretaanipolymeeri, jonka lukukeskimääräinen moolimassa GPC:llä määritettynä oli 73800 g/mol ja painokeskimääräinen mooli* 20 massa 387000 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 5,24. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila Tg DSC:llä mitattuna oli 9°C.The final product was a rubbery urethane polymer having a number average molecular weight as determined by GPC of 73,800 g / mol and a weight average molecular weight * 20 mass of 387,000 g / mol. The polydispersity was 5.24. The glass transition temperature of the amorphous polymer as measured by Tg DSC was 9 ° C.

Taulukossa 2 on esitetty polyesteriuretaanin valmistamisen tulokset eri esipoly-meereista.Table 2 shows the results of the preparation of polyester urethane from different prepolymers.

2525

Esimerkki 6Example 6

Taulukossa 3 on esitetty edellä olevissa esimerkeissä valmistettujen polyesteriure-30 taanien mekaanisia ominaisuuksia.Table 3 shows the mechanical properties of the polyester urethanes prepared in the above examples.

16 10228416 102284

Esimerkki 7Example 7

Esimerkin 5 mukaista polymeeriä hydrolysoitiin koeputkessa 37 °C:n lämpötilassa pH-arvoon 7,4 puskuroidussa vedessä. Jo viikon kuluttua oli selvää hydrolyyttista 5 hajoamista tapahtunut.The polymer of Example 5 was hydrolyzed in a test tube at 37 ° C in pH 7.4 buffered water. Already after a week, a clear hydrolytic 5 decomposition had occurred.

17 102284 α> o 2 12 12 12 12 £*£*£* δ* § 'o’o’o'oSSSg ο, (flMMM&aa?17 102284 α> o 2 12 12 12 12 £ * £ * £ * δ * § 'o’o’o’oSSSg ο, (flMMM & aa?

Cu < »- X> s § rs— «nmOrovoCu <»- X> s § rs—« nmOrovo

SS

o < HE ^ is u w C/5o <HE ^ is u w C / 5

OO

Η-υΗ-υ

'W'W

oo%oo>vo^*0\w^^roo oo%> 0 vo ^ * \ w ^^ r

✓“N✓ "N

·— oooöoÄo© M ? 2 ©oogogo© s E f ===121=2 'w' /-“s O oooooooo· - oooöoÄo © M? 2 © oogogo © s E f === 121 = 2 'w' / - “s O oooooooo

Ecc ooooooooEcc oooooooo

ΐ OvOOOOOOOnOOCnOΐ OvOOOOOOOnOOCnO

oj) c f _oj) c f _

• 2 *> S r i OOOOOOOO• 2 *> S r i OOOOOOOO

*gv> O W r— I— ^O'—'OOO* gv> O W r— I— ^ O '-' OOO

3 g |- ^ NNNNNNNM3 g | - NNNNNNNM

C ·Γ? oC · Γ? o

g? Hg? B

Is Ο Ο υ /—s Q\ P - Λ ·= — CNCN’-'iN’— -«»— ’ s <-J iO^Smvor^°'vl ’ft. O o o o -1 <Ί "I *Ί °°.Is Ο Ο υ / —s Q \ P - Λ · = - CNCN '-' iN'— - «» - 's <-J iO ^ Smvor ^ °' vl 'ft. O o o o -1 <Ί "I * Ί °°.

^ B C i o' o' o' ° ° ° ° ° 2 5 ? 2 OT -g* =υ IS 3 £ § § s* s s. s 2 υ _j o' o" o' ° ° ° ° ° o o S ® ~ "i. *^ 2 I i o' ®- o' ® o o o o - « g .¾ ^ o § s . 11 s j, oooooooo * a ^ —Γ νβ g so ®j^ B C i o 'o' o '° ° ° ° ° 2 2? 2 OT -g * = υ IS 3 £ §§ s * s s. S 2 υ _j o 'o "o' ° ° ° ° ° o o S ® ~" i. * ^ 2 I i o '®- o' ® o o o o - «g .¾ ^ o § s. 11 s j, oooooooo * a ^ —Γ νβ g so ®j

•T3 fieohneiN"^· =S• T3 fieohneiN "^ · = S

3 jjjj-jjJhJ 2« -= UUUUUUUU E °„3 jjjj-jjJhJ 2 «- = UUUUUUUU E °„

§ <<<<<<<< NO§ <<<<<<<< NO

is 102284 g s s II ills III I ill 0 1 1 · · , 1 il· i i i i i 1 i · υ ill z o y ϋ ο u u u υ ocjtjftuuu ^ CU £U 0,0. 0.0.0.0, 0.0,0.^0.0, '0- o o oo oooo ooo ~Γ o o o cd o 4> u 1 73Ό ό -a -a -a 33 S' S' S' £?£>£>£· § 3¾ ^ 3 3 £ £ ii JS f f .8 ii £ £ £ £ £ ill I SSSgSS««g5g5c,agsg2g2ft«““> < r \ /Λ'> hi ,“υ w-itt 0 r-~ t~- oo „ „ _ r'-OOin ^ S IS S S Ό . so , g H » tj· rr , m (<->(<-) (N (N ooooon \ c c > <7 ‘V c —is 102284 g s s II Ills III I ill 0 1 1 · ·, 1 il · i i i i i 1 i · υ ill z o y ϋ ο u u u υ ocjtjftuuu ^ CU £ U 0.0. 0.0.0.0, 0.0.0. ^ 0.0, '0- oo oo oooo ooo ~ Γ ooo cd o 4> u 1 73Ό ό -a -a -a -a 33 S' S 'S' £? £> £> £ · § 3¾ ^ 3 3 £ £ ii JS ff .8 ii £ £ £ £ £ ill I SSSgSS «« g5g5c, agsg2g2ft «“ “> <r \ / Λ '> hi,“ υ w-itt 0 r- ~ t ~ - oo „„ _ r'-OOin ^ S IS SS Ό. so, g H »tj · rr, m (<-> (<-) (N (N ooooon \ c c> <7‘ V c -

Vi 00 (NOO OS — OS c*"l — OS TT (S| «3 M , Ό OO OO © OO — — CJVi 00 (NOO OS - OS c * "l - OS TT (S |« 3 M, Ό OO OO © OO - - CJ

O rj^ 00^ «n^ ^ 0^ cn ^ so (N °® oo_ n N , rn oo «η s© © os oe^ ττ' ^ »η τΤ τί n n m «n rn «η ri cn »n ^ n rn r( -- «n tj-~ rrO rj ^ 00 ^ «n ^ ^ 0 ^ cn ^ so (N ° ® oo_ n N, rn oo« η s © © os oe ^ ττ '^ »η τΤ τί nnm« n rn «η ri cn» n ^ n rn r (- «n tj- ~ rr

^ O O OO OO OOO O —. O O OOOO^ OOO^ O O OO OO OOO O -. O O OOOO ^ OOO

*7: o2 00 00 00 ooo © 2 © © © © © © 2 ooo {J Ϊ g 0 g 00 00 00 ooo 0 § o 0 o o o o g ooo CU E ^ r- on on o on o r- m no r- o ^ ^ oo 1 m η >λ oo . «n m r- CD cto o rf oo r- r- m «n mooo <n ;x cn © »λ ^ oo n ^ ό o.* 7: o2 00 00 00 ooo © 2 © © © © © © 2 ooo {J Ϊ g 0 g 00 00 00 ooo 0 § o 0 oooog ooo CU E ^ r- on is o is o r- m no r- o ^ ^ oo 1 m η> λ oo. «N m r- CD cto o rf oo r- r- m« n mooo <n; x cn © »λ ^ oo n ^ ό o.

^ w cn ^ Tf (N (N^ fN <N TTmm — O t(SWCSn tMM^ w cn ^ Tf (N (N ^ fN <N TTmm - O t (SWCSn tMM

« UT oo oo oo oo ooo oooo 2 © © © © ooo _ o oo oo oo oo ooo oooo So©©© ooo ~ g (N on OO —1 Tt m o NO ON OO no Ο On On ,^Γ^ — ΟΓ^ On O ^ ^ >. on «n no m o m r-» r- o tN m © m © no 5ooo\^-m n t >λ 00 no m r- no no no «nr-' oo oo r- oo m «o On ~ oo on ©n <n oo in m 'w' *-* s«UT oo oo oo oo ooo oooo 2 © © © © ooo _ o oo oo oo oo ooo oooo So © ^ On O ^ ^>. On «n no mom r-» r- o tN m © m © no 5ooo \ ^ - mnt> λ 00 no m r- no no no «nr- 'oo oo r- oo m« o On ~ oo on © n <n oo in m 'w' * - * s

o ^ JSo ^ JS

0 >> S0 >> S

Ό .¾ ä ^ ο Γ7 E .Ό .¾ ä ^ ο Γ7 E.

-O S a- + · + + + + ·+ » » + ·++♦ «'!·+ + + +' T* s o + TO ’ο Ξ ^ C w-O S a- + · + + + + · + »» + · ++ ♦ «'! · + + + +' T * s o + TO’ ο Ξ ^ C w

W HW H

υ e 3 ^ a ο Ξ rs oo oo oo oo ο εο oooo oooooo ooo g ω U OO 00 OO OO OO OO 00 OO 00 r- 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 oo oooooo 'C 3 hυ e 3 ^ a ο Ξ rs oo oo oo oo ο εο oooo oooooo ooo g ω U OO 00 OO OO OO OO 00 OO 00 r- 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 oo oooooo 'C 3 h

U T3 HU T3 H

J>> o ^-s "5 e .S >o o vs ΙΟ ©vs © id © >n © © 2 § o o g © vi o g v> vs vs P. p g soso oo r~- r~ so <js oo so oo os 2 2 “ so „ os ό ce 'j o- n- t— a> λ s ^ ^ . in Γ- in r- «n r- t-* «n «n m m r- m «n Onä on^ r-Ä rn «n ^ m «n^ r-^ on^J >> o ^ -s "5 e .S> oo vs ΙΟ © vs © id ©> n © © § 2 Oog © vi ogv> vs vs P. pg soso oo r ~ - r ~ so <js oo so oo os 2 2 “so„ os ό ce 'j o- n- t— a> λ s ^ ^. in Γ- in r- «n r- t- *« n «nmm r- m« n Onä is ^ r -Ä rn «n ^ m« n ^ r- ^ on ^

g E <N ri (N (N fN ri <N <N (N (N (N (N ri CN <N (N (N (N (N (N Γ4 N fS Mg E <N ri (N (N fN ri <N <N (N (N (N (N ri CN <N (N (N (N (N (N Γ4 N fS M

tntn

SS

cu © © © ~. fl °T. “1 ^ fe .2 i ©"©©· ° ° ° ° ° P .ti 1 s o g- s o < s s s ° 2 o* ©“ o" ° ° o ° °cu © © © ~. fl ° T. “1 ^ fe .2 i ©" © following · ° ° ° ° ° P .ti 1 s o g- s o <s s s ° 2 o * © “o" ° ° o ° °

HB

q — (N — (N — (N —(N — (Nm — (NOO·^· — rslro-sfsor' — (Nrn 8 «nmoOOOt^r-mrOSOOOiNCNfNiN·— — — — — " It Sf »q - (N - (N - (N - (N - (Nm - (NOO · ^ · - rslro-sfsor '- (Nrn 8 «nmoOOOt ^ r-mrOSOOOiNCNfNiN · - - - - -" It Sf »

3 JJJUJJJUUhJ.JUJUUJJJ-JJ-J-JJJ3 JJJUJJJUUhJ.JUJUUJJJ-JJ-J-JJJ

3 UU UO OU U U UUU OUUU UCJOCJUU CJUU3 UU UO OU U U UUU OUUU UCJOCJUU CJUU

33

HB

S I - 19S I - 19

Taulukko 3. Tensile properties of poly(ester-urethane) copolymers. 102284Table 3. Tensile properties of poly (Ester-urethane) copolymers. 102284

Sample Conditions and Tensile Maximum Yield stress Maximum Elongation method modulus stress strain at yield (MPa) (MPa) (MPa) (%) (%)Sample Conditions and Tensile Maximum Yield stress Maximum Elongation method modulus stress strain at yield (MPa) (MPa) (MPa) (%) (%)

Poly(ester-urethane) copolymers (98/2) LACL51 air-conditioned, 1 2095±4 42,7±0,8 - 4,7±1,7 LACL52 air-conditioned, 1 2000±23 40,7±0,8 - 3,6±0,5 (96,5/3,5) LACL81 air-conditioned, 1 1724±127 36,1±0,9 - 6,9±4,6 LACL82 air-conditioned, 1 1115±111 18,3±1,2 9,6±0,2 437±20 31,5±5,4 (95/5) LACL71 air-conditioned, 1 1297±125 22,5±2,7 12,3±0,9 414±16 49±22 (90/10) LACL32 air-conditioned, 2 79±23 8,6±0,4 1,9±0,1 441±38 35±10 (80/20) LACL61 air-conditioned, 2 1,6±0,1 1,0±0,1 0,50±0,04 774±84 69±11 LACL63 air-conditioned, 2 1,7±0,6 0,36±0,01 0,33±0,01 > 1100 55±16 (70/30) LACL21 air-conditioned, 2 1,5±0,4 0,15±0,01 0,12±0,02 > 1100 35±15 LACL24 air-conditioned, 2 1,5±0,2 1,60±0,04 0,52±0,03 898±45 84±12 (50/50) LACL16 air-conditioned, 2 1,6±0,3 0,14±0,01 0,12±0,01 733±67 33±2 (30/70) LACL41 air-conditioned, 2 5,3±1,4 0,09±0,01 0,06±0,01 > 1200 16±6Poly (ester-urethane) copolymers (98/2) LACL51 air-conditioned, 1 2095 ± 4 42.7 ± 0.8 - 4.7 ± 1.7 LACL52 air-conditioned, 1 2000 ± 23 40.7 ± 0 , 8 - 3.6 ± 0.5 (96.5 / 3.5) LACL81 air-conditioned, 1,1724 ± 127 36.1 ± 0.9 - 6.9 ± 4.6 LACL82 air-conditioned, 1,1115 ± 111 18.3 ± 1.2 9.6 ± 0.2 437 ± 20 31.5 ± 5.4 (95/5) LACL71 air-conditioned, 1,1297 ± 125 22.5 ± 2.7 12.3 ± 0.9 414 ± 16 49 ± 22 (90/10) LACL32 air-conditioned, 2 79 ± 23 8.6 ± 0.4 1.9 ± 0.1 441 ± 38 35 ± 10 (80/20) LACL61 air-conditioned, 2 1.6 ± 0.1 1.0 ± 0.1 0.50 ± 0.04 774 ± 84 69 ± 11 LACL63 air-conditioned, 2 1.7 ± 0.6 0.36 ± 0 .01 0.33 ± 0.01> 1100 55 ± 16 (70/30) LACL21 air-conditioned, 2 1.5 ± 0.4 0.15 ± 0.01 0.12 ± 0.02> 1100 35 ± 15 LACL24 air-conditioned, 2 1.5 ± 0.2 1.60 ± 0.04 0.52 ± 0.03 898 ± 45 84 ± 12 (50/50) LACL16 air-conditioned, 2 1.6 ± 0 .3 0.14 ± 0.01 0.12 ± 0.01 733 ± 67 33 ± 2 (30/70) LACL41 air-conditioned, 2 5.3 ± 1.4 0.09 ± 0.01 0.06 ± 0.01> 1200 16 ± 6

Homopolymers PEU air-conditioned 1927±60 46,8±1,8 - 3,7±0,3 PLLA dry 1720±50 46,5±1,3 - 2.9±0.2 air-conditioned 1620±70 44,5±3,6 - 3.0±0.4 PDLLA dry 1930±80 34,5±1,4 - 2.0±0.0 air-conditioned 1540±70 33,0±1,8 - 2.5±0.1 PCL dry 250±10 15,0±0,3 15,0±0,3 >100 20±1 air-conditioned 260±3 15,5±140 16,0±0,2 >100 20±2Homopolymers PEU air-conditioned 1927 ± 60 46.8 ± 1.8 - 3.7 ± 0.3 PLLA dry 1720 ± 50 46.5 ± 1.3 - 2.9 ± 0.2 air-conditioned 1620 ± 70 44.5 ± 3 , 6 - 3.0 ± 0.4 PDLLA dry 1930 ± 80 34.5 ± 1.4 - 2.0 ± 0.0 air-conditioned 1540 ± 70 33.0 ± 1.8 - 2.5 ± 0.1 PCL dry 250 ± 10 15.0 ± 0, 3 15.0 ± 0.3> 100 20 ± 1 air-conditioned 260 ± 3 15.5 ± 140 16.0 ± 0.2> 100 20 ± 2

Methods: I) 5 mm/min. 2) 50 mm/min - no yield pointMethods: I) 5 mm / min. 2) 50 mm / min - no yield point

Claims (12)

20 10228420 102284 1. Biohajoava elastinen kopolymeeri, koostuen pääasiassa hydroksihapoista johdetuista 5 rakenneyksiköistä, tunnettu siitä, että kyseinen kopolymeerin esiasteena olevan, pääasiallisesti polykondensaatiolla muodostetun oligomeerin koostumus perustuu maitohappoon ja pitkän joustavan hiilivetyketjun omaavaan hydroksihappoon tai vastaavaan Iaktoniin sekä dihappoon tai dioliin.A biodegradable elastic copolymer, consisting mainly of structural units derived from hydroxy acids, characterized in that said composition of the copolymer precursor oligomer, which is formed mainly by polycondensation, is based on lactic acid and a long elastic hydrocarbon chain hydroxy acid or diactone. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että esiasteena olevan oligomeerin koostumus perustuu maitohappoon ja ε-kaprolaktoniin.Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the composition of the precursor oligomer is based on lactic acid and ε-caprolactone. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että ε-kaprolaktonin pitoisuus on 1 - 50 m-%, ja se kopolymeroidaan 15 polymeerikoostumukseen oligomeerin muodostusvaiheessa.Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the ε-caprolactone content is from 1 to 50% by weight and is copolymerized into a polymer composition in the oligomer formation step. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että polymerointituotteen molekyylirakenne on suoraketjuinen, osittain haaroittunut tai osittain silloittunut.Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the molecular structure of the polymerization product is straight-chain, partially branched or partially crosslinked. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että polymerointituote on sitkeä muovi tai luja kumimainen aines.Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the polymerization product is a tough plastic or a strong rubbery material. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, 25 että polymeerituotteen mahdollinen silloittuminen voi tapahtua osittain tai kokonaan työstövaiheessa.Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the possible crosslinking of the polymer product can take place partially or completely in the processing step. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että tuotteen murtovenymät ovat tyypillisesti 3 - 500 % ja vetomurtolujuudet tyypillisesti 5 30 - 50 MPa.Biodegradable elastic copolymer according to claim 1, characterized in that the elongation at break of the product is typically 3 to 500% and the tensile strengths are typically 5 to 50 MPa. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen biohajoava elastinen kopolymeeri, tunnettu siitä, että kopolymeeri on biohajoava ja hydrolysoituva. 21 102284Biodegradable elastic copolymer according to Claim 1, characterized in that the copolymer is biodegradable and hydrolysable. 21 102284 9. Menetelmä biohajoavan elastisen kopolymeerin valmistamiseksi vaiheittain, tunnettu siitä, että valmistus tapahtuu ensin oligomeroimalla monomeerit suurimmaksi osaksi suoran polyesteröintireaktion avulla oligomeereiksi, päätefunktionalisoimalla sinänsä tunnetusti oligomeerit ja sitten kytkemällä sinänsä tunnetusti näin saadut oligomeerit 5 muilla kuin esterisidoksilla toisiinsa kopolymeeriksi.Process for the stepwise preparation of a biodegradable elastic copolymer, characterized in that the preparation is carried out first by oligomerizing most of the monomers into oligomers by a direct polyesterification reaction, terminally functionalizing the oligomers known per se and then coupling the oligomers thus obtained to other oligomers. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että oligomeerien pääteryhmät ovat hydroksyyli- tai karboksyyliryhmät.Process according to Claim 9, characterized in that the end groups of the oligomers are hydroxyl or carboxyl groups. 11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kytkentäaineena käytetään di-isosyanaatteja tai epoksideja.Process according to Claim 9, characterized in that diisocyanates or epoxides are used as coupling agent. 12. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen biohajoavan elastisen kopolymeerin käyttö kohteissa joissa tarvitaan sitkeitä ja / tai elastisia biohajoavia materiaaleja kuten 15 kirurgiassa, lääkkeiden kontrolloidussa annostelussa ja muissa lääketieteellisissä sovelluksissa, paperin pinnoituksessa, pakkauskalvojen valmistuksessa ja muissa pakkausteollisuuden käyttökohteissa, ruiskupuristustuotteissa, lämpömuovattujen ja puhallusmuovattujen pakkausten, pussien ja pullojen valmistuksessa, kuitujen ja kuitukankaiden valmistuksessa sekä ainesosana erilaisissa pinnoitteissa, sideaineissa ja 20 hot-melt-liimoissa, ja iskuluj ittavana seoskomponenttina biohajoavissa muoveissa. • « 22 102284Use of a biodegradable elastic copolymer according to claim 1 in applications requiring tough and / or elastic biodegradable materials such as surgery, controlled drug delivery and other medical applications, paper coating, packaging film manufacturing and other applications in the packaging industry, injection molded and extruded doors, injection molded products, in the manufacture of bottles, in the manufacture of fibers and nonwovens, and as an ingredient in various coatings, binders and 20 hot-melt adhesives, and as an impact-resistant composite component in biodegradable plastics. • «22 102284
FI953655A 1995-07-12 1995-08-01 Elastic, biodegradable material FI102284B (en)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI953655A FI102284B (en) 1995-08-01 1995-08-01 Elastic, biodegradable material
FI962782A FI102682B (en) 1995-08-01 1996-07-08 Impact biodegradable material
EP96922067A EP0837902B1 (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplasticized starch component and process for the preparation thereof
AT96922067T ATE262006T1 (en) 1995-07-12 1996-07-10 THERMOPLASTIC STARCH AND METHOD FOR PRODUCING
PCT/FI1996/000402 WO1997003120A1 (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplasticized starch component and process for the preparation thereof
DE69631884T DE69631884T2 (en) 1995-07-12 1996-07-10 THERMOPLASTIFIED STARCH AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
US08/981,933 US6011092A (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplasticized starch component and process for the preparation thereof
JP9505528A JPH11514391A (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplastic starch component and method for producing the same
CA002226579A CA2226579A1 (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplasticized starch component and process for the preparation thereof
AU63077/96A AU708631B2 (en) 1995-07-12 1996-07-10 Thermoplasticized starch component and process for the preparation thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI953655A FI102284B (en) 1995-08-01 1995-08-01 Elastic, biodegradable material
FI953655 1995-08-01

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI953655A0 FI953655A0 (en) 1995-08-01
FI953655A FI953655A (en) 1997-02-02
FI102284B1 FI102284B1 (en) 1998-11-13
FI102284B true FI102284B (en) 1998-11-13

Family

ID=8543826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI953655A FI102284B (en) 1995-07-12 1995-08-01 Elastic, biodegradable material

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI102284B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8071690B2 (en) 2008-01-23 2011-12-06 Tate & Lyle Ingredients Americas Llc Lactic acid based compositions with enhanced properties

Also Published As

Publication number Publication date
FI953655A0 (en) 1995-08-01
FI953655A (en) 1997-02-02
FI102284B1 (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
EP1093483B1 (en) Biomedical polyurethane, its preparation and use
EP0667885B1 (en) Rubber-modified polylactide and/or glycolide composition
Garlotta A literature review of poly (lactic acid)
AU2003250337B2 (en) Hyperbranched polymers
EP1444285B1 (en) Biodegradable coating
EP0910598B1 (en) High impact strength biodegradable material
CN107522852A (en) The biodegradable three block of bio-based of segment containing dimer acid polyester a kind of, segmented copolymer and its preparation method and application
US8268954B2 (en) Method for making copolymers of lactide and a 1:4-3:6 dianhydrohexitol
FI102284B (en) Elastic, biodegradable material
US20090286927A1 (en) Hyperbranched Polymers
FI102682B (en) Impact biodegradable material
FI102283B (en) Melt-processable polyester urethane and process for its preparation
KR20020065180A (en) A biodegradable polyester urethanes and method for the production thereof
Kylmä Lactic acid based poly (ester-urethane): modification via copolymerization, chain linking and blending
FI107161B (en) Method for manufacturing polyesterurethanes
KR20010083761A (en) Producing method of the biodecomposable aliphatic polyester copolymer