FI107161B - Method for manufacturing polyesterurethanes - Google Patents

Method for manufacturing polyesterurethanes Download PDF

Info

Publication number
FI107161B
FI107161B FI960455A FI960455A FI107161B FI 107161 B FI107161 B FI 107161B FI 960455 A FI960455 A FI 960455A FI 960455 A FI960455 A FI 960455A FI 107161 B FI107161 B FI 107161B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
mol
prepolymer
extruder
polyester
molecular weight
Prior art date
Application number
FI960455A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI960455A (en
FI960455A0 (en
Inventor
Jukka Veli Seppaelae
Kari Erkki Juhani Hiltunen
Jukka Uolevi Tuominen
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
Priority to FI960455A priority Critical patent/FI107161B/en
Publication of FI960455A0 publication Critical patent/FI960455A0/en
Publication of FI960455A publication Critical patent/FI960455A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI107161B publication Critical patent/FI107161B/en

Links

Description

107161 MENETELMÄ POLYESTERIURETAANIN VALMISTAMISEKSI 5METHOD FOR THE MANUFACTURE OF POLYESTERYURETHANE

Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimusten kohdan 1 johdannon mukaista menetelmää valmistaa sulatyöstettäviä eli termoplastisia polyesteriuretaaneja. 10 Tällainen polymeeri sisältää alifaattisesta polyesteristä johdettuja rakenneyksiköitä ja di-isosyanaatista johdettuja rakenneyksiköitä, ja se voi olla ketjurakenteeltaan pitkäketjuhaarautunut.The present invention relates to a process according to the preamble of claim 1 for the production of melt-processable or thermoplastic polyester urethanes. Such a polymer contains structural units derived from an aliphatic polyester and structural units derived from diisocyanate and may have a long chain branched structure.

On raportoitu aiemmin menetelmiä, joissa alifaattisista hydroksihappomonomeereista 15 muodostetaan alemman moolimassan omaava polyesteri-esipolymeeri minkä jälkeen sanottu esipolymeeri kopolymeroidaan isosyanaattiryhmiä sisältävän monomeerin kanssa polyesteriuretaanin muodostamiseksi.Methods have previously been reported for forming a lower molecular weight polyester prepolymer of aliphatic hydroxy acid monomers followed by copolymerization of said prepolymer with a monomer containing isocyanate groups to form a polyester urethane.

Kirjallisuudessa tunnetaan ennestään lukuisia ratkaisuja biohajoavien polymeerien 20 valmistamiseksi maitohapon kondensaatiopolymeereistä ja isosyanaateista.Numerous solutions for the preparation of biodegradable polymers from condensation polymers of lactic acid and isocyanates are known in the literature.

Isosyanaattiryhmä toimii tällöin kytkentäryhmänä, jonka välityksellä kondensaatiopolymeeriketjut saadaan yhdistetyksi amidi- ja uretaani sidoksin polyesteriuretaaniksi.The isocyanate group then acts as a linking group through which the condensation polymer chains are linked by amide and urethane linkages to a polyester urethane.

25 Hakemusjulkaisussa JP 05148352 on kuvattu polyesteriuretaania (PEU), jonka valmistuksen lähtöaineena käytetään polylaktidia, jonka annetaan reagoida sulatilassa di-isosyanaatin kanssa. Dioliin ja dihappoon perustuvua polyesteriuretaaneja on ..· kuvattu myös EP-hakemusjulkaisussa 488617. Maitohapon biohajoava : : ; polyesteriuretaani tunnetaan myös hakemusjulkaisussa JP 04013710, jonka mukaan '30 maitohaposta tehdyn hydroksyyliterminoidun kondensaatiopolymeerin ketjunpäät •: kytketään apaattisilla polyisosyanaateilla. Vastaavanlainen kytkentämenetelmä on :] esitetty SU-patenttijulkaisussa 1 016 314, jossa maitohappoa on käytetty yhtenä . hydroksyyliterminoidun esipolymeerin komponenttina. Esipolymeerin lisäksi * · * · ’ menetelmässä käytetään sekä di-isosyanaattia että diolia kytkennässä.JP 05148352 describes a polyester urethane (PEU) which is prepared from a polylactide which is reacted in the molten state with diisocyanate. Diester and diacid based polyester urethanes are .. · Also described in EP application 488617. Lactic acid biodegradable::; polyester urethane is also known from JP 04013710, whereby the chain ends of a hydroxyl terminated condensation polymer of '30 lactic acid are: • coupled with apathetic polyisocyanates. A similar coupling method is:] disclosed in SU-A-1 016 314, in which lactic acid is used as one. as a component of a hydroxyl terminated prepolymer. In addition to the prepolymer, the * · * · 'process uses both diisocyanate and diol in coupling.

ΦΦ

Patenttihakemuksessa FI 924699 on kuvattu menetelmä maitohappopohjaisen . polyuretaanin valmistamiseksi, jonka menetelmän mukaan polymeeri valmistetaan kahdessa vaiheessa siten, että maitohappo ensin polymeroidaan oligomeeriksi, minkä jälkeen sanottu oligomeeri kopolymeroidaan di-isosyanaatin kanssa polyuretaaniksi. 40.Patent application FI 924699 describes a method based on lactic acid. polyurethane, wherein the polymer is prepared in two steps by first polymerizing the lactic acid into an oligomer, followed by copolymerizing said oligomer with a diisocyanate to a polyurethane. 40.

Patenttihakemuksessa FI 943250 on edelleen esitetty menetelmä sulatyöstettävän polyesteriuretaanin keskimääräisen moolimassan, moolimassajakauman ja *!“ haaroittuneisuuden säätelemiseksi, joilla rakenteellisilla seikoilla on vaikutusta •; ”: polymeroitumistuotteen teknisiin ominaisuuksiin kuten sulatyöstöominaisuuksiin.Patent application FI 943250 further discloses a method for controlling the average molecular weight, molecular weight distribution, and *! “Branching of melt-processable polyester urethane, which structural factors have an effect; ': The technical properties of the polymerization product, such as melt-processing properties.

|45·; • ·* Tunnettuihin valmistusmenetelmiin liittyy kuitenkin mm. se epäkohta, että esipolymeerin kytkentäreaktiot ovat suhteellisen hitaita, ja ne suoritetaan tyypillisesti 2 107161 sekoitussäiliöreaktorissa panostoimisesti reaktioajoilla jotka ovat kymmeniltä minuuteista ylöspäin. Teksisinä ratkaisuina panoksittainen toiminta vaatii erittäin viskoosien massojen sekoitukseen kykenevän sekoittimen ja panosten välisen aikaavievän puhdistuksen, mitkä seikat tekevät tästä tekniikasta investointi- ja 5 käyttökuluiltaan kalliin j a aikaavievän.| · 45; However, known methods of preparation involve, for example, the disadvantage that the prepolymer coupling reactions are relatively slow and are typically carried out in 2,107,161 stirred tank reactors with batch reaction times from tens of minutes upwards. As textual solutions, the batch operation requires a time consuming cleaning between the mixer and the batch capable of mixing highly viscous masses, which makes this technique expensive and time consuming.

Keksinnön mukainen ratkaisu perustuu siihen tosiseikkaan, että on pystytty kehittämään sellainen resepti ja tapa suorittaa uretaanisidosten muodostumiseen perustuva OH-pääteryhmäisen maitohappoesipolymeerin kytkentä di-isosyanaattiin siten, että reaktio 10 tapahtuu yllättävän suurella reaktionopeudella, mikä johtaa siihen, että kytkentä voidaan tehdä muovien sulatyöstölaitteessa, kuten esimerkiksi kaksiruuviekstruuderissa, jos$a viipymäaika tyypillisesti on vain joitakin minuutteja. Suurimoolimassaisija, pitkäketjuhaarautuneita polyesteriuretaaneja voidaan näin valmistaa jatkuvatoimisesii, hyvällä hyötysuhteella, kustannustehokkaasti, ja saada lopputuote suoraan granulaatti-15 tai pellettimuodossa.The solution according to the invention is based on the fact that it has been possible to develop such a recipe and method for coupling an OH-terminated lactic acid prepolymer based on urethane bond formation to a diisocyanate such that the reaction takes place at a surprisingly high reaction rate. in a twin screw extruder, if the residence time of $ a is typically only a few minutes. High molecular weight bulk, long chain branched polyester urethanes can thus be prepared on a continuous, high efficiency, cost-effective basis, and obtain the final product directly in granulate-15 or pellet form.

Keksinnön mukaisella tavalla valmistetun, muoviraaka-aineeksi soveltuvin termoplastisen polyesteriuretaanin lukukeskimääräinen moolimassa on ainakin 10 0Q0 g/mol, ja sen massakeskimääräinen moolimassa yli 20 000 g/mol. Sopiva tuottein 20 lukukeskimääräinen moolimassa on 10 000 - 200 000 g/mol, edullisesti noin 15 000 -100 000 g/mol, ja massakeskimääräinen moolimassa on 20 000 - 1 000 000 g/mol, edullisesti noin 30 000 - 600 000 g/mol.The thermoplastic polyester urethane produced in the manner of the invention suitable as a plastic feedstock has a number average molecular weight of at least 10,000 g / mol and a weight average molecular weight of more than 20,000 g / mol. Suitable products 20 have a number average molecular weight of 10,000 to 200,000 g / mol, preferably about 15,000 to 100,000 g / mol, and a weight average molecular weight of 20,000 to 1,000,000 g / mol, preferably about 30,000 to 600,000 g / mol .

25 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle polymerointimenetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More particularly, the polymerization process according to the invention is characterized in what is set forth in the characterizing part of claim 1.

30 Keksinnön mukaisessa menetelmässä polyesteriesipolymeeri koostuu hydroksihaposta, kuten maitohaposta, ja orgaanisesta diolista johdetuista rakenneyksiköistä, jotka öin : liitetty toisiinsa siten, että sanotun polyesterin pääteryhmät ainakin pääasiallisesti ovat hydroksyyliryhmiä. Jotta polyesteriuretaanista saadaan pitkäketjuhaarautunut on tämäjn ", polyesterin lukukeskimääräinen moolimassa oltava suhteellisen pieni, sopivasti 500 - 35 20 000 g/mol, edullisesti noin 1 000 - 8 000 g/mol. Sanotun esipolymeerin : laktidipitoisuus on oltava alle 10 p-%.In the process of the invention, the polyester prepolymer consists of structural units derived from a hydroxy acid, such as lactic acid, and an organic diol, which are linked to each other such that the end groups of said polyester are at least essentially hydroxyl groups. In order to obtain long chain branching of the polyester urethane, the number average molecular weight of the polyester should be relatively low, suitably 500-35 20,000 g / mol, preferably about 1,000-8,000 g / mol. The said prepolymer has a lactide content of less than 10% by weight.

# · · • · · • · ·# · · • · · · ·

Esillä olevassa keksinnössä siis käytetään hydroksyyliterminoituja 40 polyesteriesipolymeeriä, jota voidaan myös kutsua hydroksihappo- tai maitohappo-oligomeeriksi. Saattamalla tämä esipolymeeri keksinnön mukaisesti reagoimaan suoraan *...· di-isosyanaatin kanssa ekstruuderissa saadaan tuotteena polyesteriuretaani (PEU), jolla on tunnetusti varsin edulliset muoviraaka-aineen ominaisuudet.Thus, the present invention employs a hydroxyl terminated 40 polyester prepolymer, which may also be referred to as a hydroxy or lactic acid oligomer. By reacting this prepolymer directly according to the invention with * ... · diisocyanate in the extruder, the product is polyester urethane (PEU), which is known to have quite advantageous properties of the plastic raw material.

• · · 45 - Polymeeri on biohajoava, eli se hajoaa biologisessa ympäristössä tyypillisesti mikro-organismien vaikutuksesta, ja se on kompostoitavissa.- · · 45 - The polymer is biodegradable, meaning that it is typically biodegradable in the biological environment and can be composted.

3 107161 - Polymeerin mekaaniset ominaisuudet ovat jopa poly-L-maitohapppoa (PLLA) parempia.3 107161 - The mechanical properties of the polymer are even better than poly-L-lactic acid (PLLA).

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

5 - Polymeeri on termoplastisesti työstettävissä.5 - The polymer is thermoplastic machinable.

- Keksinnön mukaisessa valmistusprosessissa syntynyt muoviraaka-ainepolymeeri on tunnetuin menetelmin saatettavissa granulaatti- tai 10 pellettimuotoon.The plastic raw material polymer formed in the manufacturing process of the invention can be converted into granular or pellet form by known methods.

- Kokonaisprosessi koostuu oligomerointivaiheesta ja ekstruuderissa tapahtuvasta oligomeerien kytkentävaiheesta, ja on edullisesti järjestettävissä jatkuvatoimiseksi.The whole process consists of an oligomerization step and an oligomer coupling step in an extruder, and is preferably arranged to be continuous.

1515

Keksintöä selostetaan seuraavasssa lähemmin kokonaisprosessin lohkokaavion avulla, joka on esitetty kuviossa 1. Monomeerina oleva maitohapon vesiseos syötetään yhteen 1 kautta polykondensaatioreaktoriin 3 , joka tyypillisesti on 20 sekoitussäiliöreaktori. Yhteen 2 kautta reaktoriin syötetään katalyytti ja dioli.The invention will now be described in more detail by means of a block diagram of the overall process shown in Figure 1. The aqueous monomeric lactic acid mixture is fed through 1 into a polycondensation reactor 3, which is typically a 20 stirred tank reactor. Catalyst and diol are fed into the reactor via one of two.

Esipolymeerin polykondensaatio ja päätefunktionalisoituminen tapahtuvat reaktorissa 3 sekoituksen alaisena. Saatu esipolymeeri siirretään lämpösaatettua linjaa 4 pitkin polymeerisulan työstölaitteeseen 5, joka tyypillisesti on kaksiruuviekstruuderi. Kytkentäaine voidaan syöttää joko linjaan 4, tai ekstruuderin sivusyöttöyhteistä 6 25 ekstruuderiin 5. Kytkentäreaktio tapahtuu sulatyöstölaitteessa 5, ja suurimoolimassainen polymeerisula 7 saadaan laitteen ulostulosta ja jäähdytetään. Kiinteä polymeerinauha tai -lanka voidaan pelletöidä ja säkittää 8 edelleen :': sovelluskohteen mukaisiin työstöoperaatioihin toimitettavaksi.Polycondensation and terminal functionalization of the prepolymer takes place in reactor 3 under agitation. The resulting prepolymer is transferred along a heat-drawn line 4 to a polymer melt processing machine 5, which is typically a twin screw extruder. The coupling agent can be fed either to line 4, or from the extruder side feeder ports 6 to the extruder 5. The coupling reaction takes place in a melt processing machine 5, and a high molecular weight polymer melt 7 is obtained from the outlet and cooled. The solid polymeric ribbon or wire can be pelleted and bagged 8 further: for delivery to customized machining operations.

30/ • « « .' ·'. Esipolymeerin valmistu s • Lähtöaineiden määräsuhteen mukaan alifaattinen polyesteri-esipolymeeri koostuu 35i*: tyypillisesti 90-99,9 %:sti alifaattisesta hydroksihappomonomeereista ja 10-0,1 %:sti alifaattisesta diolimonomeerista. Alifaattiset hydroksihappomonomeerit ovat edullisesti L-maitohappomonomeerejä, D-maitohappomonomeerejä tai näiden seoksia ( esim. nk. raseemista D,L-maitohappoa).30 / • ««. ' · '. Preparation of the prepolymer • According to the ratio of the starting materials, the aliphatic polyester prepolymer consists of 35i *: typically 90-99.9% aliphatic hydroxy acid monomers and 10-0.1% aliphatic diol monomer. The aliphatic hydroxy acid monomers are preferably L-lactic acid monomers, D-lactic acid monomers or mixtures thereof (e.g., so-called racemic D, L-lactic acid).

• · · • · · - · · · 40. Esipolymeerin valmistus , eli maitohapon kondensaatiopolymerointi, voidaan ·:·*: suorittaa missä tahansa laitteistossa , joka soveltuu esteröintireaktioihin. Erään «·, edullisen vaihtoehdon mukaan polyesteröinti suoritetaan massapolymerointina ; ·' sulatilassa, jolloin kondensaatiossa lohkeava vesi voidaan poistaa johtamalla kuivaa inerttiä kaasua polymeerissään Samalla sekoittaen. Eräällä vakiomenetelmällä 45. . saadaan tyypillisesti aikaan polyesteriesipolymeeri, jonka lukukeskimääräinen V moolimassa on välillä 2 000 - 8 000 g/mol (esim. noin 6 000 g/mol), ja polydispersiteetti noin 1,7. Polyesteröinnin loppuvaiheeessa alhaisen moolimassan 5 107161 4 fraktio voidaan haluttaessa poistaa reaktioseoksesta laskemalla painetta, jolloin em fraktio tislautuu pois. Myös näin voidaan esipolymeerin keskimääräistä moolimassaa säätää.The preparation of the prepolymer, i.e. the condensation polymerization of lactic acid, can be carried out in any apparatus suitable for the esterification reactions. According to a preferred embodiment, the polyesterization is carried out as a bulk polymerization; · 'In the molten state, in which condensation can decompose water by passing dry inert gas in its polymer while stirring. By one standard method 45.. typically providing a polyester prepolymer having a number average molecular weight V of between 2000 and 8000 g / mol (e.g., about 6000 g / mol) and a polydispersity of about 1.7. In the final stage of polyesterification, the low molecular weight fraction may be removed from the reaction mixture by lowering the pressure, whereby the em fraction is distilled off. Here too, the average molecular weight of the prepolymer can be adjusted.

Ketjunpäiden funktionalisointi 10Functionalization of chain ends

Polyuretaanin kytkentäaineena käytetty isosyanaattiyhdiste reagoi parhaiten hydroksyyliryhmien kanssa. Normaalisti hydroksihappoa polymeroitaessa ketjun toinen pääteryhmä on karboksyylihappo ja toinen hydroksyyli. Tällainen esipolymeerin kytkentä di-isosyanaateilla on osoittautunut vaikeaksi, ja ongelmana 15 on myös liika silloittuminen. Esillä olevan keksinnön mukaan nämä ongelmaton onnistuneesti ratkaistu siten, että valmistetaan esipolymeeri, jossa polymeeriketjun molemmissa päissä on hydroksyyliryhmä.The isocyanate compound used as the coupling agent for the polyurethane reacts best with the hydroxyl groups. Normally, when polymerizing a hydroxy acid, one end group of the chain is a carboxylic acid and the other hydroxyl. Such coupling of the prepolymer with diisocyanates has proved difficult, and too crosslinking is a problem. According to the present invention, these problems have been successfully solved by preparing a prepolymer having a hydroxyl group at both ends of the polymer chain.

Keksinnön mukaan sanottu hydroksyyliterminoitu esipolymeeri saadaan aikaan 20 lisäämällä esimerkiksi maitohappomonomeeriin toiseksi lähtöaineeksi sopiva mäjirä alifaattista diolia. Diolina voidaan käyttää esim. etyleeniglykolia tai lj,4-butaanidiolia, mutta muutkin diolit voivat tulla kyseeseen. Edulllisesti alifaattiien diolin määrä on 0,1 - 10 mol% alifaattisen hydroksihappomonomeerien määrästä ja kopolymeroitavien monomeerien seoksessa hydroksyyli- ja karboksyyliryhmien 25 moolisuhdeon yli 1. Esimerkiksi 1,4-butaanidiolia käytetään edullisesti noin 1-5 mol%.According to the invention, said hydroxyl terminated prepolymer is obtained by adding, for example, a suitable aliphatic diol as a second starting material to the lactic acid monomer. For example, ethylene glycol or 1, 4-butanediol may be used as the diol, but other diols may also be used. Preferably, the aliphatic diol is present in an amount of 0.1 to 10 mol% of the aliphatic hydroxy acid monomer content and more than 1 molar ratio of hydroxyl and carboxyl groups in the mixture of copolymerizable monomers. For example, 1,4-butanediol is preferably used in an amount of about 1-5 mol%.

: . , Esipolymeerin tyypilliset ominaisuudet 30.' !:' Saatu esipolymeeri 4 on haurasta , väritöntä, läpinäkyvää ja amorfista materiaalia.:. , Typical properties of prepolymer 30. ' !: 'The resulting prepolymer 4 is a brittle, colorless, transparent and amorphous material.

: ‘: Esipolymeerissä on selvä lasisiirtymälämpötila (Tg) n. 40 °C kohdalla, joka näkyy differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla (DSC) saadusta käyrästä. Kiteisyyttä) ei ole tällä menetelmällä havaittavissa . Verrattaessa keksinnön mukaista esipolymeejriä 35 : poly-L-laktidiin (PLLA) voidaan todeta, että keksinnön mukaisen polyesterin lasisiirtymälämpötila (Tg) on samaa luokkaa kuin vastaavan moolimassan PLLA:lila, mutta PLLA:lie tyypillistä kiteisyyttä ei esiinny, ainakaan heti polymeroinnin jälkeen.: ': The prepolymer has a clear glass transition temperature (Tg) at about 40 ° C, as shown by a differential scanning calorimetry (DSC) curve. Crystallinity) is not detectable by this method. Comparison of the prepolymer 35 according to the invention with poly-L-lactide (PLLA) shows that the glass transition temperature (Tg) of the polyester of the invention is of the same order as the corresponding molecular weight PLLA, but no typical crystallinity of PLLA occurs immediately.

• · « * · · • * · 4Q Maitohapon kondensaatiopolymeroinnin tunnettu sivurektio on L-laktidin muodostus.A known side reaction in the condensation polymerization of lactic acid is the formation of L-lactide.

*:**: Polymeroinnin vakiomenetelmässä laktidia sublimoituu kondensaatiovecjen keräysastioihin alle 1% lähtöaineesta, mutta NMR-analyysit osoittavat, dttä ; ‘ tuotteesseen jää jonkin verran laktidia. Tyypillinen laktidipitoisuus on kuitenkin ;··: pienempi kuin 10 p-% ( esimerkiksi noin 3-5 p-%), ja vapaan maitohapon pitoisijus 45. on samoin alle 10 p-%. Polyesteriesipolymeeri sisältää polyesteröintikatalyyttiä noin • *·** 0-0,5 p-%.*: **: In the standard polymerization method, less than 1% of the starting material is sublimed into the condensation trays, but NMR analysis indicates; 'Some lactide remains in the product. However, a typical lactide content is; ··: less than 10% by weight (e.g., about 3-5% by weight), and the free lactic acid concentration of 45 is also less than 10% by weight. The polyester prepolymer contains a polyesterization catalyst in an amount of from about 0% to about 0.5% by weight.

5 1071615,107,161

Esipolymeerin moolimassoja on yleensä mitattu geeli suodatuksella eli GPC-menetelmällä vertaamalla polystyreenistandardeihin. Joissakin esimerkeissä esipolymeerien moolimassat on kuitenkin mitattu ydinmagneettisella resonanssispektroskopialla eli 13C-NMR-menetelmällä, jotta saataisiin selville 5 pääteryhmien pitoisuudet.Molecular weights of the prepolymer have generally been measured by gel filtration or GPC by comparison with polystyrene standards. However, in some examples, the molecular weights of the prepolymers have been measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy or 13 C NMR to determine the concentrations of the end groups.

Sopivasti polyesteröinnin ja funktionalisoinnin olosuhteita muuttamalla voidaan esipolymeerin lukukeskimääräinen moolimassa saada säädettyä välille 500 - 20 000 g/mol; sopivimmin se on noin 1000 - 8000 g/mol.Suhteellisen alhainen moolimassa 10 on edullinen polyesteriuretaanituotteen pitkäketjuhaaroittumisen kannalta.By appropriately changing the conditions of polyesterification and functionalization, the number average molecular weight of the prepolymer can be adjusted to between 500 and 20,000 g / mol; most preferably it is about 1000-8000 g / mol. The relatively low molecular weight 10 is advantageous for long chain branching of the polyester urethane product.

Polyesteriuretaanin valmistaminen kytkentäreaktiolla 15Preparation of polyester urethane by coupling reaction

Polyesteriuretaaneja valmistetaan liittämällä esipolymeerin polymeeriketjuja toisiinsa kytkentäaineilla, jotka reagoivat ketjujen päissä olevien funktionaalisten ryhmien kanssa. Esillä olevan keksinnön mukaan OH-terminoidusta esipolymeeristä ja di-20 isosyanaatista voidaan valmistaa erittäin lyhyillä polymerointiajoilla korkean moolimassan omaavaa biohajoavaa polyesteriuretaania. Keksinnön mukaisesti kytkentäreaktio tehdään jatkuvatoimisessa polymeerisulien sekoitus- ja työstölaitteessa, tyypillisesti kaksiruuviekstruuderissa, jonka L/D -suhde on yli 1 tyypillisimmin 20 - 30, ja joka koostuu kahdesta mieluiten samaan suuntaan 25 pyörivästä ruuvista. Polymeerin viipymäaika tällaisessa sulasekoittimessa on tyypillisesti välillä 1-10 min. Keksinnön mukainen menetelmä voidaan toteuttaa myös käyttämällä muita vaihtoehtoisia sulasekoituslaitteita, kuten : yksiruuviekstruuderia, vastakkain pyörivää (counter rotating) kaksiruuviekstruuderia, tai kneteriä (esim. Buss-co-kneader tai IKA-Visk), joitakin mainitaksemme.Polyester urethanes are prepared by coupling the polymer chains of the prepolymer with coupling agents which react with functional groups at the ends of the chains. According to the present invention, high molecular weight biodegradable polyester urethane can be made from OH-terminated prepolymer and di-20 isocyanate at very short polymerization times. According to the invention, the coupling reaction is carried out in a continuous polymer melt mixing and processing device, typically a twin screw extruder with an L / D ratio of more than 1, typically 20 to 30, and consisting of two screws preferably rotating in the same direction. The residence time of the polymer in such a melt blender is typically between 1 and 10 min. The method of the invention may also be implemented using other alternative melt blending devices, such as: a single screw extruder, a counter rotating twin screw extruder, or a kneter (e.g., Buss-co-Kneader or IKA-Visk), to name a few.

30 ; ': Reaktiota voidaan nopeuttaa katalyytillä. Edullisiksi tunnetuista katalyyteistä voidaan mainita tinaoktoaatti, dibutyyli-tinadilauraatti, dibutyyli-tinadiasetaatti ja monet tertiääriset amiinit, kuten l,4-diatso(2,2,2)bisyklo-oktaani. Sopiva katalyytin määrä :: on enintään 2 % reaktioseoksen kokonaispainosta.30; The reaction can be accelerated by the catalyst. Preferred catalysts include tin octoate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, and many tertiary amines such as 1,4-diazo (2,2,2) bicyclooctane. A suitable amount of catalyst is up to 2% of the total weight of the reaction mixture.

3T:3T:

Kopolymeroinnissa di-isosyanaatin isosyanaattiryhmien ja polyesteriesipolymeerin hydroksyyliryhmien välinen moolisuhde on tyypillisesti 0,5 -1,5, edullisesti 0,7 -: f: 1,2, edullisimmin noin 1. Isosyanaattiryhmien ja hydroksyyliryhmien välinen moolisuhde pitää tunnetusti olla yli 1, edullisesti noin 1,2 - 1,5, mikäli halutaan 40. saada aikaan ainakin osittain ristisilloittunut tuote.In copolymerization, the molar ratio between the isocyanate groups of the diisocyanate and the hydroxyl groups of the polyester prepolymer is typically 0.5 to 1.5, preferably 0.7 to: f: 1.2, most preferably about 1. The molar ratio between isocyanate groups and hydroxyl groups is , 2 to 1.5, if desired 40. to provide at least partially crosslinked product.

,.., Keksinnön mukaisessa menetelmässä OH-terminoitu esipolymeeri 4 syötetään 1 ‘ ekstruuderiin 5 joko jauheena syöttösuppiloon, tai sulatilassa. Jos syöttö on ....: jauheena tapahtuu jauheen sulaminen ekstruuderissa.In the process of the invention, the OH-terminated prepolymer 4 is fed to the extruder 5 'either as a powder in a feed funnel or in a melt state. If the feed is ....: The powder is thawed in the extruder.

li·’ • V Isosyanaatti-kytkentäaine voidaan syöttää 6 joko syöttösuppiloon esipolymeerisyötön yhteyteen, tai annostelupumpun avulla esipolymeerisulaan yhdestä tai useammasta ekstruuderin 5 sivusyöttöyhteestä.The isocyanate coupling agent 6 may be fed to the feed hopper at the prepolymer feed, or via a metering pump to the prepolymer melt at one or more of the extruder 5 side feed ports.

6 107^616 107 ^ 61

Ekstruuderissa 5 olevan sulan lämpötilaa ja ruuvin suuntaista lämpötilaprofiilia säätämällä voidaan vaikuttaa tuotteen ominaisuuksiin.By adjusting the temperature of the melt in the extruder 5 and the temperature profile in the screw direction, the properties of the product can be influenced.

55

Sopivat lämpötilat ekstruuderin sylinterin lämmitysvyöhykkeissä ovat välillä 120 -200 °C, sopivimmin välillä 150 - 180 °C.Suitable temperatures in the heating zones of the extruder cylinder are between 120 and 200 ° C, preferably between 150 and 180 ° C.

Lopputuote 7 saadaan ekstruuderista 5 suulakkeen kautta lankamaisena sulana, joka 10 jäähdytetään esim. vesihauteessa, ja tyypillisesti ohjataan sitten pelletöintiin ja säkitykseen 8.The end product 7 is obtained from the extruder 5 via a die in the form of a wire melt, which is cooled, e.g. in a water bath, and is then typically directed to pelleting and bagging 8.

Infrapuna-spektometrisesti on voitu osoittaa, että isosyanaatti- eli NCO-ryhmät ovat reagoineet täysin uretaanisidoksiksi, piikin 2270 cm'1 häviämisen indikoidessa asiaa. 15Infrared spectrometry has shown that isocyanate or NCO groups have reacted completely to urethane bonds, with the disappearance of the peak at 2270 cm -1 indicating this. 15

Polyesteriuretaanien ominaisuuksiaProperties of polyester urethanes

Polymeerin pitkäketjuhaarautumisella ja leveällä moolimassajakaumalla, etenkin 20 pitkien polymeeriketjujen osuuden kasvulla on vaikutusta erityisesti polymeerin sulatyöstöominaisuuksiin, jolloin tyypillisesti sulan elastisuus ja sulalujuus kasvajat. Nämä ominaisuudet ovat edullisia etenkin ekstruusiotekniikkaa hyödyntävissä työstömenetelmissä, kuten paperin päällystyksessä ja kalvon valmistuksessa.The long chain branching of the polymer and the broad molecular weight distribution, especially the increase in the proportion of long polymer chains, have an effect on the melt processing properties of the polymer in particular, resulting in melt elasticity and melt strength. These properties are advantageous in particular in extrusion techniques such as paper coating and film production.

25 Keksinnön mukaisesti valmistetun pitkäketjuhaarautuneen PEU:n lukukeskimääräirten moolimassa on tyypillisesti 15 000 - 100 000 g/mol, massakeskimääräipen moolimassa 30 000 - 600 000 g/mol ja moolimassajakauma polydispersiteetjllä : : ilmaistuna 2 -12, edullisesti noin 3-8. Polymeeri on oleellisesti vapaa : , , reagoimattomista isosyanaattiryhmistä (kuten infrapunaspektrit ovat osoittaneet); ja '30 vapaiden hydroksihappomonomeerien ja laktidien pitoisuus korkeintaan 3% ! polymeerin painosta laskettuna.The number average molecular weight of long chain branched PEUs prepared according to the invention is typically 15,000-100,000 g / mol, the average weight average molecular weight is 30,000-600,000 g / mol, and the molecular weight distribution at polydispersity is: 2-12, preferably about 3-8. The polymer is substantially free of:,, unreacted isocyanate groups (as shown by infrared spectra); and '30 free hydroxy acid monomers and lactides up to 3%! based on the weight of the polymer.

‘‘1 Polymeeri on sulatyöstettävä eli termoplastinen, jolloin polymeerisulan viskositeetti *·:·' on välillä 10 - 5000 Pa s, edullisesti 50 - 2000 pa s, mitattuna kapillaarireometrillä t&\* lämpötilassa 200 °C leikkausnopeudella 200 1/s.The polymer is melt-processable, i.e. thermoplastic, wherein the viscosity * · · · · of the polymer melt ranges from 10 to 5000 Pa · s, preferably 50 to 2000 Pa · s, as measured by capillary rheometer at 200 ° C at 200 ° C / sec.

Esipolymeerin ja lopputuotteena saatavan PEU:n DSC-käyristä voidaan nähdä, että kummatkin polymeerit ovat amorfisia, ja niiden ylin käyttölämpötila on noin 50 °C.From the DSC curves of the prepolymer and the finished PEU, it can be seen that both polymers are amorphous and have a maximum operating temperature of about 50 ° C.

* « · I * t » · · 40 Eräs edellytys polymeerisen aineen biohajoavuudelle on, että polymeeri on *:·*: hydrolyyttisesti hajoavaa. Käsitys, että etenkin maitohaposta muodostettujen ··, polymeerien ensisijainen hajoamismekanismi on hydrolyysi, jossa hajoaminen edellytyksenä on veden läsnäolo on laajasti alan ammattilaisten hyväksyntä.One condition for the biodegradability of a polymeric substance is that the polymer is *: · *: hydrolytically degradable. The idea that hydrolysis, in particular the presence of water, is the primary mechanism for the degradation of ··· polymers made from lactic acid is widely accepted by those skilled in the art.

-; ; Hydrolyysi on täydellistä biohajoavuutta edeltävä vaihe, jonka jälkeen mikrobit 45. > voivat helpommin hajottaa alhaisemman moolimassan omaavia hydrolyysituotteijta.-; ; Hydrolysis is a step before complete biodegradation, after which microbes 45. can more easily degrade hydrolysis products of lower molecular weight.

* ·' Alifaattisen esteri sidoksen ohella myös uretaanisidos lasketaan yleisesti kuuluvan biohajoavien rakenteiden joukkoon, joten keksinnön mukaisesti valmistettujen uusien 7 107161 polyesteriuretaanien biohajoavuus voidaan arvioida potentiaalisesti hyväksi, ja asia on osoitettavissa aluksi hydrolyysikokein.* · In addition to the aliphatic ester bond, the urethane bond is generally considered to be one of the biodegradable structures, so that the biodegradability of the new 7,107,161 polyester urethanes prepared according to the invention can be potentially evaluated and initially demonstrated by hydrolysis experiments.

Kuvion 1 mukainen kokonaisprosessi on eräs esillä olevan keksinnön mukaisen 5 menetelmän edullinen sovellus. Tässä esitetty ratkaisu ei luonnollisestikaan sulje pois sitä, ettei keksinnön mukainen, ainakin osittain jatkuvatoiminen, sulatyöstettävien pitkäketjuhaarautuneiden polyesteriuretaanien valmistusmenetelmä, joka edullisesti tuottaa termoplastista, biohajoavaa muoviraaka-ainetta, voisi olla toteutettavissa muunkinlaisella prosessilaitteistolla tai laiteyhdistelmällä, johon kuuluu 10 jatkuvatoiminen polymeerisulien sekoitus- ja työstölaite.The overall process of Figure 1 is a preferred embodiment of the method of the present invention. Of course, the solution disclosed herein does not preclude that the process for producing at least partially continuous melt-processable long chain-branched polyester urethanes of the invention, which preferably produces a thermoplastic, biodegradable plastic feedstock, could not be accomplished by any other process equipment or assembly.

ESIMERKITEXAMPLES

Esimerkki 1 15 Esipolymeerin valmistusExample 1 Preparation of a prepolymer

Kaikissa esimerkeissä käytettiin hydroksyyliterminoitua esipolymeeriä, joka oli valmistettu 6,2 litran pilot-reaktorissa. Reaktoriin lisättiin 5 litraa 88%:sta maitohappoa , 1,4-butaanidiolia ja tina (II) oktoaattia. Reaktioseoksen nestepinnan 20 alapuolelle johdettiin kuivaa typpeä, ja reaktoriin imettiin 190 mbar absoluuttinen paine. Reaktioastiaa lämmitettiin 160 °C :een ja sekoitus käynnistettiin. Reaktorin sisätilan lämpötilaa nostettiin tasaisesti nopeudella 20 °C/h lämpötilaan 200 °C, ja edelleen nopeudella 5°C/h lämpötilaan 210 °C. Tämän jälkeen polymerointia jatkettiin vielä 4,5 tuntia öljyhauteen lämpötilan ollessa 210 °C. Painetta alennettiin 25 tunnin polymeroinnin jälkeen 130 mbar.n paineeseen ja edelleen tunnin välein 100 bar ja 65 bar paineisiin. Paineen oltua 65 mbar kahden tunnin ajan, painetta alennettiin vielä kolme kertaa 15 mbar.lla tunnin välein, kunnes polymeroinnin päättyessä 8,5 tunnin jälkeen aloittamisesta paine oli 20 mbar. Koko polymerointiajan ! reaktioseoksen pinnan alapuolelle kuplitettiin kuivaa typpeä. Polymeroinnin aikana 30 lohjennut vesi lauhdutettiin ja otettiin talteen sitä mukaan kuin sitä muodostui.In all examples, a hydroxyl terminated prepolymer prepared in a 6.2 liter pilot reactor was used. 5 liters of 88% lactic acid, 1,4-butanediol and tin (II) octoate were added to the reactor. Dry nitrogen was bubbled below the liquid surface 20 of the reaction mixture, and an absolute pressure of 190 mbar was drawn into the reactor. The reaction vessel was heated to 160 ° C and stirring was started. The reactor core temperature was steadily increased at 20 ° C / h to 200 ° C, and further at 5 ° C / h to 210 ° C. Thereafter, the polymerization was continued for an additional 4.5 hours at an oil bath temperature of 210 ° C. After 25 hours of polymerization, the pressure was reduced to 130 mbar and further every hour to 100 bar and 65 bar. After a pressure of 65 mbar for two hours, the pressure was reduced three more times by 15 mbar every hour until the polymerization was completed at 8.5 hours after starting to 20 mbar. All polymerization time! dry nitrogen was bubbled under the surface of the reaction mixture. During the polymerization, the decomposed water was condensed and recovered as it formed.

Esipolymeerin geelisuodatuksella (GPC) määritetyt keskimääräiset moolimassat olivat: lukukeskimääräinen moolimassa 6 400 g/mol ja painokeskimääräinen moolimassa 9 000g/mol. Esipolymeerin ydinresonanssispektrometrisesti määritetty 3gT: pääteryhmiin perustuva lukukeskimääräinen moolimassa oli 3 000 g/mol, ja happoluku 1,6. Lasiutumislämpötilaksi määritettiin differentiaalisella pyyhkäisykalorimetrialla (DSC) 40,8 °C.The average molecular weights determined by prepolymer gel filtration (GPC) were: number average molecular weight 6,400 g / mol and weight average molecular weight 9,000 g / mol. The prepolymer had a nuclear average resonance spectrometry of 3gT: end group based on a number average molecular weight of 3000 g / mol and an acid number of 1.6. The glass transition temperature was determined by differential scanning calorimetry (DSC) 40.8 ° C.

« · · • · » • · *«· · • ·» • · *

Esimerkki 2 4Ö*. Polyesteriuretaanin valmistus • ·Example 2 4 *. Manufacture of polyester urethane • ·

Ekstruuderin lämmitysvyöhykkeiden asetusarvoiksi säädettiin 150-150-150-150-160- 170 °C, ekstruuderin syötöstä katsottuna. Lämpötilojen tasaannuttua ruuvien .... j kierrosnopeudeksi asetettiin 100 1/min ja esipolymeerin syöttönopeudeksi 100 g/min.The set points for the extruder heating zones were set at 150-150-150-150-160-170 ° C as viewed from the extruder feed. After the temperatures had stabilized, the screw rotation speed was set to 100 rpm and the feed rate of the prepolymer to 100 g / min.

45,. . 1,6-Heksametyleeni-di-isosyanaatti syöteettiin 5. ja 6. lämmitysvyöhykkeen väliin ί '. käyttäen erittäin tarkkaa HPLC-pumppua ja painesuutinta. 1,6-heksametyleeni-di- isosyanaattia syötettiin 5,3 ml/min vastaten funktionaalisten ryhmien suhdetta 8 107161 NCO:OH = 1. Lopputuotteena saatiin pitkäketjuhaaroittunut polyesteriuretaani, joka infrapunaspektrometristen mittausten perusteella ei sisältänyt isosyanaattiryhmiä . Lopputuotteen lukukeskimääräinen moolimassa geelisuodatuskromatografialla (GPC) määriteltynä oli 46 000 g/mol ja painokeskimääräinen 75 000 g/mol. 5 Polydispersiteetiksi saatiin 1,6. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila Tg DSC:llä mitattuna oli 49,8 °C.45 ,. . 1,6-Hexamethylene diisocyanate was introduced between the 5th and 6th heating zones. using a high-precision HPLC pump and a pressure nozzle. 1,6-Hexamethylene diisocyanate was introduced at 5.3 ml / min corresponding to a functional groups ratio of 8 107,161 NCO: OH = 1. The final product yielded long chain branched polyester urethane which, according to infrared spectrometric measurements, did not contain isocyanate groups. The final product had a number average molecular weight as determined by gel filtration chromatography (GPC) of 46,000 g / mol and a weight average of 75,000 g / mol. The polydispersity was found to be 1.6. The glass transition temperature of the amorphous polymer, measured by Tg DSC, was 49.8 ° C.

Esimerkki 3Example 3

Polyesteriuretaanin valmistaminen korkeammalla NCO:OH -suhteella 10Preparation of Polyester Urethane with Higher NCO: OH Ratio 10

Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 1 paitsi että 1,6-heksametyyli-di-isosyanaattia syötettiin 5,8 ml/min ( NCO:OH = 1,1:1). Lopputuotteen lukukeskimääräjnen moolimassa GPC:llä mitattuna oli 38 000 g/mol ja painokeskimääräinen 74 000 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 1,9. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila Tg 15 DSC:llä mitattuna oli 48,1 °C.The polymerization was carried out as in Example 1 except that 1,6-hexamethyldiisocyanate was fed at 5.8 ml / min (NCO: OH = 1.1: 1). The final product had a number average molecular weight by GPC of 38,000 g / mol and a weight average of 74,000 g / mol. The polydispersity was found to be 1.9. The glass transition temperature of the amorphous polymer, measured by Tg 15 DSC, was 48.1 ° C.

Esimerkki 4Example 4

Polyesteriuretaanin valmistaminen korkeammalla NCO:OH -suhteella 20Preparation of Polyester Urethane with Higher NCO: OH Ratio 20

Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 1 paitsi että 1,6 -heksametyleenitdi-isosyanaattia syötettiin 6,1 ml / min ( NCO:OH = 1,15:1) . Lopputuotteen lukukeskimääräinen moolimassa GPC:llä mitattuna oli 37 000 g/mol ja painokeskimääräinen 65 000 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 1,8. Amorfisen 25 polymeerin lasiutumislämpötila Tg DSC:llä mitattuna oli 48,0 °C.The polymerization was carried out as in Example 1 except that 1,6-hexamethylene diisocyanate was fed at 6.1 ml / min (NCO: OH = 1.15: 1). The final product had a number average molecular weight by GPC of 37,000 g / mol and a weight average of 65,000 g / mol. The polydispersity was found to be 1.8. The glass transition temperature of the amorphous polymer, measured by Tg DSC, was 48.0 ° C.

: : Esimerkki 5 «Il « . , Polyesteriuretaanin valmistaminen korkeammassa lämpötilassa 30,' ! Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 1 paitsi että ekstruudefin:: Example 5 «Il«. , Preparation of Polyester Urethane at Higher Temperature 30, '! The polymerization was carried out as in Example 1 except that the extrudate was used

: ' : lämmitysvyöhykkeiden asetusarvoiksi säädettiin 160-160-180-180-180 °C: ': The heating zones were set to 160-160-180-180-180 ° C

ekstruuderin syötöstä katsottuna. Lopputuotteen lukukeskimääräinen moolimassa ·’··' GPC:llä määritettynä oli 42 000 g/mol ja painokeskimääräinen 68 000 g/mpl.viewed from the extruder feed. The final product had a number average molecular weight · '··' as determined by GPC of 42,000 g / mol and a weight average of 68,000 g / mpl.

35 : Polydispersiteetiksi saatiin 1,6. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila Tg DSCkllä mitattuna oli 48,6 °C.35: A polydispersity of 1.6 was obtained. The glass transition temperature of the amorphous polymer, measured by Tg DSC, was 48.6 ° C.

• · · • » *• · · • »*

IMIM

:**: Esimerkki 6 4Ö· Polyestriuretaanin valmistammen korkeammassa lämpötilassa ja korkeammalla *:*: NCO:OH-suhteella: **: Example 6 4Ö · Polyesterriurethane manufactured at higher temperature and higher *: *: NCO: OH ratio

I 1 II 1 I

i :i:

I I II I I

*: * ·: Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 4 paitsi että 1,6- heksametyyli-di-isosyanaattjia 4j5.·. syötettiin 5,8 ml/min ( NCO:OH = 1,1:1). Lopputuotteen lukukeskimäräintn ’ · moolimassa GPC:llä määriettynä oli 47 000 g/mol ja painokeskimääräinen 77 0(0 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 1,9. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila 9 107161*: * ·: Polymerization was carried out as in Example 4 except that 1,6-hexamethyldiisocyanates 4 to 5 were used. was fed at 5.8 mL / min (NCO: OH = 1.1: 1). The final product had a number average molecular weight by GPC of 47,000 g / mol and a weight average of 77 0 (0 g / mol.). The polydispersity was 1.9. The glass transition temperature of the amorphous polymer was 9,107,161.

Tg DSC:llä mitattuna oli 50,2 °C.The Tg as measured by DSC was 50.2 ° C.

Esimerkki 7Example 7

Polyesteriuretaanin valmistaminen korkeammassa lämpötilassa ja korkeammalla 5 NCO:OH-suhteellaPreparation of Polyester Urethane at Higher Temperature and Higher 5 NCO: OH

Polymerointi tehtiin kuten esimerkissä 4 paitsi että 1,6-heksametyleenidi-isosyanaattia syötettiin 6,1 ml/min (NCO:OH = 1,15:1). Lopputuotteen lukukeskimääräinen moolimassa GPC:llä määritettynä oli 41 000 g/mol ja painokeskimääräinen 70 000 10 g/mol. Polydispersiteetiksi saatiin 1,7. Amorfisen polymeerin lasiutumislämpötila Tg DSC:llä mitattuna oli 48,4 °C.The polymerization was carried out as in Example 4 except that 1,6-hexamethylene diisocyanate was fed at 6.1 ml / min (NCO: OH = 1.15: 1). The final product had a number average molecular weight as determined by GPC of 41,000 g / mol and a weight average of 70,000 10 g / mol. A polydispersity of 1.7 was obtained. The glass transition temperature of the amorphous polymer, measured by Tg DSC, was 48.4 ° C.

15 20 25 « · 1 · • · · • · * · M » • · · 35 I 4 4 I « • «15 20 25 «· 1 · • · · • * * M» • · · 35 I 4 4 I «•«

Claims (6)

1. Förfarande för att producera termoplastisk polyuretan som kan utnyttjas vid extrudering av smältor och som i sinä molekyler innehäller alifatiska, ur polyestrar ledda 5 strukturenheter, och ur organiska diisocyanater ledda strukturenheter, och i vilka molekylemas strukturenheter sammankopplas ätminstone huvudsakligen genom uretanbindningar, kännetecknad av att - de ur polyestem ledda strukturenhetema väsentligen bestär av mjölksyra och 10 eventuellt med derma kopolymeriserad organisk hydroxsyra och/eller av en cyclisk lakton som har en läng, flexibel kolkedja säsom epsilon-kaprolakton, - kopolymeren som bildas har länga förgreningar sinä molekyler, dess antalsmedelmolmassa Mn är 10000 g/mol eller högre, dess 15 viktsmedelmolmassa Mw är över 20000 g/mol, kopolymeriserigen utföres sä, att den framställda polymeren i väsentlig grad inte innehäller fria isocyanatgrupper, 20. kopolymeriseringen utföres i en kontinuerligt driven strängsprutmaskin med en reaktionstid som är kortare än 10 min.. * · «1. A process for producing thermoplastic polyurethane which can be utilized in the extrusion of melts and which contains in its molecules molecules of aliphatic, polyester-derived structural units, and structural units derived from organic diisocyanates, and in which the structural units of the molecules are interconnected, at least mainly by detachment bonds, - the structural units derived from the polyester consist essentially of lactic acid and possibly with this copolymerized organic hydroxy acid and / or of a cyclic lactone having a long, flexible carbon chain such as epsilon-caprolactone, - the copolymer formed has long branches of its molecular mass, its number of molecules is 10000 g / mol or higher, its weight average molar mass Mw is above 20000 g / mol, the copolymerization is carried out so that the polymer produced does not substantially contain free isocyanate groups. The copolymerization is carried out in a continuously extruded extruder with a reaction time shorter than 10 minutes .. * · « 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknad av att strängsprutmaskinen kan vara försedd med tvä skruvar eller med en skruv eller vara en ko-kneader eller nägon . .' ,25 motsvarande apparat för blandning och extrudering av viskösa polymersmältor. « « · I ( · • · · * ·Method according to claim 1, characterized in that the extruder can be provided with two screws or with a screw or be a co-kneader or someone. . ' , Corresponding apparatus for mixing and extruding viscous polymer melts. «« · I (· • · · * 3. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknad av en residenstid i strängsprutmaskinen • pä 1 - 10 min, förhällandet L/D pä 10 - 40, och ett temperaturomräde inom vilket : maskinen fungerar pä 120 - 200 °C, för bästa resultat pä 150 - 180 °C. .30 .Method according to claim 1, characterized by a residence time in the extruder • at 1 - 10 min, the ratio L / D at 10 - 40, and a temperature range within which: the machine operates at 120 - 200 ° C, for best results at 150 - 180 ° C. .30. 4. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknad av att polymeriseringen kan ske i vilken som heist apparat som kan tillämpas för kontinuerlig blandning och extrudering av . viskösa polymersmältor. 35 13 1071614. Process according to claim 1, characterized in that the polymerization can be carried out in which heist apparatus which can be used for continuous mixing and extrusion of. viscous polymer melts. 35 13 107161 5. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknad av att den ffamställda produkten är en termoplastisk, biologiskt nedbrytbar plasträvara som särskilt pä basen av smältans 5 elasticitet och hällfasthet väl kan tillämpas för produktframställning med ekstruderigsteknik.5. A method according to claim 1, characterized in that the manufactured product is a thermoplastic, biodegradable plastic raw material which, in particular on the basis of the elasticity and pour strength of the melt, can be well applied for product production by extrusion technology. 6. Användning av en produkt som är utvinnen genom ett förfarande motsvarande patentkrav 1 för tillämpningar som utnyttjar ekstruderingsteknik säsom tillverkning av film, fiber 10 och formsprutna stycken, bestrykning av papper, inom förpackningssektom samt för tillämpningar inom jordbruk och medioin. «Il « « < • I < • · I I • I • · · • · · • · · ··♦ ·«· • · · • · · • c • · · *· · • · · • · · -« t fUse of a product extracted by a process corresponding to claim 1 for applications utilizing extrusion technology such as manufacturing of film, fiber 10 and injection molded pieces, coating of paper, in the packaging sector, and for applications in agriculture and the medium. «Il« «<• I <• · II • I • · · • · · • · · ·· ♦ ·« · · · · · · · c • · · * · · • · · · · · - « tf
FI960455A 1996-01-31 1996-01-31 Method for manufacturing polyesterurethanes FI107161B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI960455A FI107161B (en) 1996-01-31 1996-01-31 Method for manufacturing polyesterurethanes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI960455A FI107161B (en) 1996-01-31 1996-01-31 Method for manufacturing polyesterurethanes
FI960455 1996-01-31

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI960455A0 FI960455A0 (en) 1996-01-31
FI960455A FI960455A (en) 1997-08-01
FI107161B true FI107161B (en) 2001-06-15

Family

ID=8545205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI960455A FI107161B (en) 1996-01-31 1996-01-31 Method for manufacturing polyesterurethanes

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI107161B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI960455A (en) 1997-08-01
FI960455A0 (en) 1996-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI97726B (en) Melt-processable polyester urethane and process for its preparation
Jacobsen et al. New developments on the ring opening polymerisation of polylactide
US5925726A (en) Thermoplastic biodegradable polyester a process for the preparation thereof and articles manufactured therefrom
Kylmä et al. Chain extending of lactic acid oligomers. Effect of 2, 2′-bis (2-oxazoline) on 1, 6-hexamethylene diisocyanate linking reaction
US6784273B1 (en) Biomedical polyurethane, its preparation and use
AU2003250337B2 (en) Hyperbranched polymers
US6562939B1 (en) Simplified method of producing biodegradable aliphatic polyesters
US20100113734A1 (en) Process for producing polylactide-urethane copolymers
US5338808A (en) Process for the production of high molecular weight polyester resins
JP4062622B2 (en) Copolymer of monocyclic ester and carbonate and method for producing the same
CN104470968A (en) Polymers, the process for the synthesis thereof and compositions comprising same
JP5223347B2 (en) Resin composition, method for producing the same, and copolymer
EP0910598B1 (en) High impact strength biodegradable material
EP0684270B1 (en) Aliphatic polyester carbonate and process for producing the same
Hazer et al. Synthesis of novel biodegradable elastomers based on poly [3-hydroxy butyrate] and poly [3-hydroxy octanoate] via transamidation reaction
US9102782B2 (en) Transparent copolyester, preparing method thereof and articles made from the same
FI107161B (en) Method for manufacturing polyesterurethanes
CN108276569B (en) Degradable aliphatic polycarbonate film material and preparation method thereof
Pourjavadi et al. A new homologous series of linear aliphatic unsaturated hydroxypolyesters a polyol soft segments for polyurethanes: Synthesis and characterization
CN112194781A (en) Method for preparing polyester polyol from glycolic acid
KR20020065180A (en) A biodegradable polyester urethanes and method for the production thereof
FI102284B (en) Elastic, biodegradable material
US20030220466A1 (en) Simplified method of producing biodegradable aliphatic polyesters
Sugane et al. Stereocomplexation, Thermal and Mechanical Properties of Conetworks Composed of Star-Shaped L-Lactide, D-Lactide and ϵ-Caprolactone Oligomers Utilizing Sugar Alcohols as Core Molecules.
JP2002053652A (en) Biodegradable and recycled polyester resin and production method thereof