JP2002105184A - Method for continuously producing high-molecular weight polybutylene succinate - Google Patents

Method for continuously producing high-molecular weight polybutylene succinate

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JP2002105184A
JP2002105184A JP2000304240A JP2000304240A JP2002105184A JP 2002105184 A JP2002105184 A JP 2002105184A JP 2000304240 A JP2000304240 A JP 2000304240A JP 2000304240 A JP2000304240 A JP 2000304240A JP 2002105184 A JP2002105184 A JP 2002105184A
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Japan
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molecular weight
polybutylene succinate
succinic acid
polymerization
derivative
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JP2000304240A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Masuda
隆志 増田
Amin So
阿民 曹
Kazuo Nakayama
和郎 中山
Shigeyuki Yoshida
滋行 吉田
Hiroshi Katayama
弘 片山
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Daicel Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Daicel Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently obtain a high-molecular weight polybutylene succinate from 1,4-butanediol and succinic acid or its derivative. SOLUTION: A prepolymer formed by a prepolymerization process is further subjected to polycondensation by using a horizontal polymerizer which has a horizontally arranged cylindrical reactor, two rotary trunnions installed side by side at both ends of the reactor in the longer direction and lattice type mixing blades connected to plural rodlike rectangular frames each laid between the rotary trunnions at both ends of the reactor. The horizontal polymerizer is equipped with a rotation mechanism for holding and rotating the two rotary trunnions in such a way that the tip of the rodlike rectangular frame of one mixing blade is passed in close vicinity to the center of the rotation of the other mixing blade.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、1,4−ブタンジ
オールとコハク酸またはその誘導体とを重縮合させて高
分子量のポリブチレンサクシネートを製造する方法に関
する。この高分子量ポリブチレンサクシネートは、フィ
ルム、シート、繊維、その他の成形品の材料として有用
である。
The present invention relates to a method for producing polybutylene succinate having a high molecular weight by polycondensing 1,4-butanediol with succinic acid or a derivative thereof. This high molecular weight polybutylene succinate is useful as a material for films, sheets, fibers and other molded articles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、フィルムやシート、繊維、その他
の成形品に使用される高分子量ポリエステルとしては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ートなどの芳香族ポリエステルがほとんどであった。
2. Description of the Related Art Conventionally, high molecular weight polyesters used for films, sheets, fibers, and other molded products include:
Most aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate were used.

【0003】近年、環境保護等の観点から、一般に生分
解性を有するとされる脂肪族ポリエステルが注目されて
いる。この脂肪族ポリエステルを製造する方法として
は、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとを直接エス
テル化させるか、又は脂肪族ジカルボン酸のアルキルエ
ステルまたはその無水物と脂肪族ジオールとをエステル
交換させてグリコールエステル又はその低重合体を得、
次いでこれを高真空下で加熱攪拌して重縮合させる方法
が知られている。
In recent years, from the viewpoint of environmental protection and the like, aliphatic polyesters generally considered to have biodegradability have attracted attention. As a method for producing this aliphatic polyester, an aliphatic dicarboxylic acid and an aliphatic diol are directly esterified, or an alkyl ester of an aliphatic dicarboxylic acid or its anhydride is transesterified with an aliphatic diol to prepare a glycol. Obtaining an ester or a low polymer thereof,
Then, a method is known in which this is heated and stirred under high vacuum to perform polycondensation.

【0004】このような重縮合反応では、脱離成分を系
外に除去することにより高分子量化が進行する。その方
法としては、系を高温かつ高真空条件とし、該脱離成分
を留去するのが一般的である。例えば、特開平5−31
0898号公報には、グリコール成分と脂肪族ジカルボ
ン酸とをエステル化し、生成したポリエステルジオール
を触媒の存在下、180〜230℃の温度、および0.
005〜0.1mmHgの高真空下で脱グリコール反応
を行う高分子量脂肪族ポリエステルの製造方法が開示さ
れている。しかしながら、系を高真空条件にするだけで
は不十分で、重縮合反応物の表面積を十分に大きくし、
かつ、その表面が効果的に更新される必要がある。これ
は、反応物の表層に存在する脱離成分ほど容易に留去さ
れるためである。特に重縮合反応の後半では反応物の粘
度が大きくなり、反応物中の脱離成分の拡散が困難とな
るため、機械的な攪拌によって反応物の表面積を大きく
し、表面更新を効果的に行なうことが必要となる。従来
の攪拌翼を備えた重合装置を用いた場合には、このよう
な表面積の確保と効果的な表面更新が行なわれないた
め、反応が十分に進行せず、高分子量の脂肪族ポリエス
テルが得られないという問題が生じる。低分子量のポリ
ブチレンサクシネートではフィルム、またはシート成形
等が困難である。
[0004] In such a polycondensation reaction, the molecular weight is increased by removing the eliminated component out of the system. As a method for this, it is common to set the system at high temperature and high vacuum and distill off the desorbed components. For example, JP-A-5-31
No. 0898 discloses that a glycol component is esterified with an aliphatic dicarboxylic acid, and the produced polyester diol is subjected to a temperature of 180 to 230 ° C.
A method for producing a high-molecular-weight aliphatic polyester by performing a glycol removal reaction under a high vacuum of 005 to 0.1 mmHg is disclosed. However, it is not enough to bring the system to high vacuum conditions, and the surface area of the polycondensation reactant is sufficiently increased,
And the surface needs to be updated effectively. This is because the components eliminated in the surface layer of the reactant are more easily distilled off. Particularly in the second half of the polycondensation reaction, the viscosity of the reactant increases, and it becomes difficult to diffuse the desorbed components in the reactant. Therefore, the surface area of the reactant is increased by mechanical stirring to effectively renew the surface. It is necessary. When a polymerization apparatus equipped with a conventional stirring blade is used, such a surface area is not secured and effective surface renewal is not performed, so that the reaction does not proceed sufficiently and a high-molecular-weight aliphatic polyester is obtained. The problem that it cannot be performed arises. With low molecular weight polybutylene succinate, film or sheet molding is difficult.

【0005】また、1,4−ブタンジオールとコハク酸
とを重縮合させてポリブチレンサクシネートを得る場合
には、特開平5−310898号公報で開示されている
ような高温、高真空下で重縮合した場合、一旦生成した
ポリエステルが分解してテトラヒドロフラン等の副生物
が多量に生成するという問題が生じる。このように揮発
性成分が多量に発生する状態で高真空状態を維持するこ
とは、実際の製造設備としては非常に困難であり、実現
できたとしても頻繁に真空ラインにトラブルが発生する
ことは不可避であろう。効率的な攪拌によって反応物の
表面積の確保と効果的な表面更新が可能となれば、1.
0mmHg(133Pa)以上の低真空下でも、脱離成
分が容易に除去され、高分子量のポリブチレンサクシネ
ートの製造を効率良く行なうことができる。
When polybutylene succinate is obtained by polycondensation of 1,4-butanediol and succinic acid, the polybutylene succinate is subjected to high temperature and high vacuum as disclosed in JP-A-5-310898. In the case of polycondensation, a problem arises in that the once formed polyester is decomposed to generate a large amount of by-products such as tetrahydrofuran. It is very difficult for an actual manufacturing facility to maintain a high vacuum state in a state in which a large amount of volatile components are generated, and even if it can be realized, troubles frequently occur in the vacuum line. It will be inevitable. If efficient stirring can secure the surface area of the reactants and effectively renew the surface,
Even under a low vacuum of 0 mmHg (133 Pa) or more, the desorbed components are easily removed, and high-molecular-weight polybutylene succinate can be efficiently produced.

【0006】さらに、特開平5−310898公報では
回分式重合プロセスによる高分子量化が例示されている
が、製品として耐えうる分子量まで上げるためには、高
温で長時間の反応を必要とするため熱履歴を受けやす
く、製品の外観、熱安定性が悪化する。これを改善する
ためには、高温での滞留時間が短い製造方法が要求され
る。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-310898 exemplifies the use of a batch polymerization process to increase the molecular weight. However, in order to increase the molecular weight to a level that can be endured as a product, a high-temperature and long-time reaction is required. The product is susceptible to history, and the appearance and thermal stability of the product deteriorate. In order to improve this, a manufacturing method requiring a short residence time at a high temperature is required.

【0007】また、近年の生分解性プラスチックの需要
拡大に伴い、供給量の確保が急務となっている。回分式
重合プロセスでは設備費やユーティリティーコスト、操
作性の面で非効率であり、大量生産が可能な連続プロセ
スの確立が急がれている。
[0007] With the recent increase in demand for biodegradable plastics, it is urgently necessary to secure a supply amount. Batch polymerization processes are inefficient in terms of equipment costs, utility costs, and operability, and there is an urgent need to establish a continuous process capable of mass production.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、1,4−ブタンジオールとコハク酸またはその誘導
体とから、高分子量のポリブチレンサクシネートを、効
率よく工業的に製造する方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for efficiently and industrially producing a high molecular weight polybutylene succinate from 1,4-butanediol and succinic acid or a derivative thereof. To provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意検討した結果、1,4−ブタンジオ
ールとコハク酸またはその誘導体とをエステル化し、所
定の分子量まで重縮合して得られるプレポリマーを、特
定構造の攪拌翼を有する横型重合装置に連続的に供して
重縮合を進めると、分子量が極めて大きく、脱離成分が
十分に留去された、成形性に優れたポリブチレンサクシ
ネートを効率よく製造できることを見出し、本発明を完
成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have made intensive studies to achieve the above object, and as a result, have esterified 1,4-butanediol with succinic acid or a derivative thereof and polycondensed to a predetermined molecular weight. The obtained prepolymer is continuously supplied to a horizontal polymerization apparatus having a specific structure of stirring blades to promote polycondensation, the molecular weight is extremely large, the desorbed components are sufficiently distilled off, and the moldability is excellent. The present inventors have found that polybutylene succinate can be efficiently produced, and have completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、1,4−ブタンジオ
ールとコハク酸またはその誘導体とを重縮合させて高分
子量のポリブチレンサクシネートを製造する方法であっ
て、(1)1,4−ブタンジオールとコハク酸またはそ
の誘導体とを重縮合させ、ポリスチレン換算の重量平均
分子量が10万以上のポリマーを生成させる予備重合工
程と、(2)水平に設置された円筒状容器と、該容器内
の長手方向両端部に並設された2本の回転耳軸と、前記
容器両端の回転耳軸間にそれぞれ取り付けられた複数個
の棒状矩形枠を連結した格子型攪拌翼とを有していると
ともに、前記2本の回転耳軸を一方の攪拌翼の棒状矩形
枠の先端が他方の攪拌翼の回転中心に近接して通過する
ように保持しつつ回転させる回転機構を備えた横型重合
装置を用いて、前記予備重合工程で生成したポリマーを
さらに重縮合させ、ポリスチレン換算の重量平均分子量
が20万以上の高分子量ポリブチレンサクシネートを生
成させる本重合工程とを含む、高分子量ポリブチレンサ
クシネートの製造方法を提供するものである。
That is, the present invention relates to a method for producing polybutylene succinate having a high molecular weight by polycondensing 1,4-butanediol with succinic acid or a derivative thereof. A pre-polymerization step of polycondensing a diol with succinic acid or a derivative thereof to produce a polymer having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 100,000 or more; (2) a horizontally disposed cylindrical container; It has two rotary ear shafts juxtaposed at both ends in the longitudinal direction, and a grid-type stirring blade connecting a plurality of rod-shaped rectangular frames attached between the rotary ear shafts at both ends of the container. Using a horizontal polymerization apparatus having a rotation mechanism for rotating the two rotating ear shafts while holding them so that the tip of the rod-shaped rectangular frame of one stirring blade passes close to the rotation center of the other stirring blade. Before And a main polymerization step of further polycondensing the polymer produced in the prepolymerization step to produce a high-molecular-weight polybutylene succinate having a weight average molecular weight of 200,000 or more in terms of polystyrene, a method for producing a high-molecular weight polybutylene succinate. To provide.

【0011】前記予備重合工程(1)は、1,4−ブタ
ンジオールとコハク酸またはその誘導体とをエステル化
して末端にヒドロキシル基を有するプレポリマーを生成
させる第一予備重合工程(1a)と、前記第一予備重合
工程で生成したプレポリマーを重縮合させ、ポリスチレ
ン換算の重量平均分子量が10万以上のポリマーを生成
させる第二予備重合工程(1b)とを含むことができ
る。前記本重合工程は、例えば、200〜250℃の温
度、常圧〜0.2mmHg(26.6Pa)の圧力下で
行うことができる。また、コハク酸またはその誘導体と
して、コハク酸、コハク酸ジメチルまたは無水コハク酸
を用いることができる。
The prepolymerization step (1) comprises a first prepolymerization step (1a) in which 1,4-butanediol and succinic acid or a derivative thereof are esterified to form a prepolymer having a hydroxyl group at a terminal. A second prepolymerization step (1b) of polycondensing the prepolymer generated in the first prepolymerization step to generate a polymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more in terms of polystyrene can be included. The main polymerization step can be performed, for example, at a temperature of 200 to 250 ° C. and a pressure of normal pressure to 0.2 mmHg (26.6 Pa). In addition, succinic acid, dimethyl succinate, or succinic anhydride can be used as succinic acid or a derivative thereof.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明では1,4−ブタンジオー
ルとコハク酸またはその誘導体とを重縮合させて、ポリ
スチレン換算の重量平均分子量が20万以上の高分子量
ポリブチレンサクシネートを製造する。コハク酸または
その誘導体としては、コハク酸;コハク酸ジメチル、コ
ハク酸ジエチルなどのコハク酸エステル;無水コハク酸
などが挙げられる。これらの中でも、コハク酸、コハク
酸ジメチル、無水コハク酸が好ましい。コハク酸または
その誘導体は単独で又は2種以上を組み合わせて使用で
きる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the present invention, 1,4-butanediol is polycondensed with succinic acid or a derivative thereof to produce a high-molecular-weight polybutylene succinate having a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 200,000 or more. Examples of succinic acid or a derivative thereof include succinic acid; succinic esters such as dimethyl succinate and diethyl succinate; and succinic anhydride. Among these, succinic acid, dimethyl succinate and succinic anhydride are preferred. Succinic acid or a derivative thereof can be used alone or in combination of two or more.

【0013】本発明の製造方法においては、1,4−ブ
タンジオール以外のグリコール成分を少量用いてもよ
く、また、コハク酸またはその誘導体以外のジカルボン
酸成分を少量用いてもよい。
In the production method of the present invention, a small amount of a glycol component other than 1,4-butanediol may be used, and a small amount of a dicarboxylic acid component other than succinic acid or a derivative thereof may be used.

【0014】前記1,4−ブタンジオール以外のグリコ
ール成分としては、例えば、エチレングリコール、1,
2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、
1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、
2,3−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、
1,2−ペンタンジオール、2,4−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオ
ール、ネオペンチルグリコール、2,2−ジエチル−
1,3−プロパンジオール等の直鎖状又は分岐鎖状アル
キレン基を有する脂肪族グリコール類;これらのうち
1,2−グリコールに対応するエポキシド;トリメチロ
ールプロパンなどの3価以上のアルコール;ジエポキシ
ド類などが挙げられる。これらの中でも、トリメチロー
ルプロパン等が好ましい。
Examples of the glycol component other than 1,4-butanediol include ethylene glycol,
2-propanediol, 1,3-propanediol,
1,2-butanediol, 1,3-butanediol,
2,3-butanediol, 1,5-pentanediol,
1,2-pentanediol, 2,4-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,2-hexanediol, neopentyl glycol, 2,2-diethyl-
Aliphatic glycols having a linear or branched alkylene group such as 1,3-propanediol; epoxides corresponding to 1,2-glycol; trihydric or higher alcohols such as trimethylolpropane; diepoxides And the like. Among these, trimethylolpropane and the like are preferable.

【0015】上記1,4−ブタンジオール以外のグリコ
ール成分の使用量は、グリコール成分全体の0〜20モ
ル%(例えば、0.1〜20モル%)程度、好ましくは
0〜5モル%(例えば、0.2〜5モル%)程度であ
る。
The amount of the glycol component other than 1,4-butanediol used is about 0 to 20 mol% (for example, 0.1 to 20 mol%), preferably 0 to 5 mol% (for example, of the total glycol component). , 0.2 to 5 mol%).

【0016】前記コハク酸またはその誘導体以外のジカ
ルボン酸成分としては、アジピン酸、スベリン酸、セバ
シン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸、ドデカン
ジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、ダイマー酸
等の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を有するジカル
ボン酸;アジピン酸ジメチル、マロン酸ジメチルなどの
前記ジカルボン酸のエステル;無水マレイン酸、無水イ
タコン酸、無水アジピン酸等の酸無水物;リンゴ酸、酒
石酸、クエン酸などのオキシカルボン酸などが挙げられ
る。これらの中でも、アジピン酸またはアジピン酸ジメ
チル等のアジピン酸誘導体が好ましい。
The dicarboxylic acid component other than the succinic acid or a derivative thereof includes a linear or branched dicarboxylic acid such as adipic acid, suberic acid, sebacic acid, azelaic acid, decanedicarboxylic acid, dodecanedicarboxylic acid, octadecanedicarboxylic acid, and dimer acid. Dicarboxylic acids having a chain alkylene group; esters of the above dicarboxylic acids such as dimethyl adipate and dimethyl malonate; acid anhydrides such as maleic anhydride, itaconic anhydride and adipic anhydride; malic acid, tartaric acid, citric acid and the like And the like. Among these, an adipic acid derivative such as adipic acid or dimethyl adipate is preferred.

【0017】上記コハク酸、コハク酸ジメチル、無水コ
ハク酸以外のジカルボン酸成分の使用量は、ジカルボン
酸成分全体の0〜35モル%(例えば、0.5〜35モ
ル%)程度、好ましくは0〜25モル%(例えば、5〜
25モル%)程度である。
The amount of the dicarboxylic acid component other than succinic acid, dimethyl succinate and succinic anhydride used is about 0 to 35 mol% (for example, 0.5 to 35 mol%), preferably 0 to 35 mol% of the whole dicarboxylic acid component. ~ 25 mol% (for example,
25 mol%).

【0018】重合に用いるグリコール成分の量は、所望
するポリエステルの物性によっても異なるが、一般に
は、ジカルボン酸成分1モルに対して、1.02〜1.
5モル程度、好ましくは1.03〜1.2モル程度であ
る。
The amount of the glycol component used in the polymerization varies depending on the desired physical properties of the polyester, but is generally from 1.02 to 1: 1 based on 1 mol of the dicarboxylic acid component.
It is about 5 mol, preferably about 1.03 to 1.2 mol.

【0019】重合は、通常、触媒の存在下で行われる。
触媒は単独で又は2種以上組み合わせて使用できる。触
媒としては、エステル交換反応に用いられる広範な触媒
を使用できる。例えば、該触媒として、硫酸、p−トル
エンスルホン酸、リン酸などのプロトン酸またはその誘
導体、または、Li、Mg、Ca、Ba、La、Ce、
Ti、Zr、Hf、V、Mn、Fe、Co、Ir、N
i、Zn、Ge、Snなどの金属を含む金属化合物、例
えば、有機酸塩、金属アルコキシド、金属錯体(アセチ
ルアセトナートなど)等の有機金属化合物;金属酸化
物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、硫酸塩、硝酸
塩、塩化物などの無機金属化合物が例示される。これら
の金属化合物触媒の中でも、チタン化合物、特に、チタ
ンテトラエトキシド、チタンテトライソプロポキシド、
チタンテトラブトキシドなどのチタンアルコキシド等の
有機チタン化合物が好ましい。これらの金属化合物触媒
の使用量は、コハク酸またはその誘導体100モルに対
して、0.005〜1モル程度、好ましくは0.01〜
0.3モル程度である。
The polymerization is usually carried out in the presence of a catalyst.
The catalysts can be used alone or in combination of two or more. As the catalyst, a wide range of catalysts used for transesterification can be used. For example, as the catalyst, a protic acid such as sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, phosphoric acid or a derivative thereof, or Li, Mg, Ca, Ba, La, Ce,
Ti, Zr, Hf, V, Mn, Fe, Co, Ir, N
a metal compound containing a metal such as i, Zn, Ge, or Sn, for example, an organic metal compound such as an organic acid salt, a metal alkoxide, or a metal complex (such as acetylacetonate); a metal oxide, a metal hydroxide, or a carbonate; Examples thereof include inorganic metal compounds such as phosphates, sulfates, nitrates, and chlorides. Among these metal compound catalysts, titanium compounds, particularly titanium tetraethoxide, titanium tetraisopropoxide,
Organic titanium compounds such as titanium alkoxides such as titanium tetrabutoxide are preferred. The use amount of these metal compound catalysts is about 0.005 to 1 mol, preferably 0.01 to 1 mol, per 100 mol of succinic acid or a derivative thereof.
It is about 0.3 mol.

【0020】本発明の方法では、触媒として、上記の金
属化合物触媒(例えば、有機チタン化合物)とともに、
有機または無機のリン化合物を併用することもできる。
上記金属化合物と有機または無機のリン化合物とを併用
すると、短い重合時間で高分子量のポリマーが得られ
る。
In the method of the present invention, the above-mentioned metal compound catalyst (for example, an organic titanium compound) is used as a catalyst.
An organic or inorganic phosphorus compound may be used in combination.
When the above metal compound and an organic or inorganic phosphorus compound are used in combination, a high molecular weight polymer can be obtained in a short polymerization time.

【0021】有機または無機のリン化合物には、例えば
次の種類があげられる。 (a)リン酸およびその有機エステル類 入手可能な市販品としては、リン酸;アルキルまたはア
リール酸性ホスフェート類(アルキル基またはアリール
基がメチル、イソプロピル、ブチル、オクチル、フェニ
ル、ナフチル基など)などがある。
Examples of the organic or inorganic phosphorus compounds include the following. (A) Phosphoric acid and its organic esters Commercially available products include phosphoric acid; alkyl or aryl acid phosphates (where the alkyl or aryl group has a methyl, isopropyl, butyl, octyl, phenyl, naphthyl group, etc.) and the like. is there.

【0022】(b)ホスホン酸およびその有機エステル
類 入手可能な市販品としては、メチルホスホン酸、エチル
ホスホン酸、フェニルホスホン酸やナフチルホスホン酸
等のアリールホスホン酸、ジブチルブチルホスホネート
などがある。前記アリールホスホン酸の芳香環には、例
えば、アルキル基(メチル基などのC1-4アルキル基
等)、ハロゲン原子(フッ素、塩素原子等)、アルコキ
シ基(メトキシ基などのC1-4アルコキシ基等)、ニト
ロ基等の置換基が結合していてもよい。
(B) Phosphonic acid and its organic esters Commercially available products include methylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, arylphosphonic acids such as phenylphosphonic acid and naphthylphosphonic acid, and dibutylbutylphosphonate. Examples of the aromatic ring of the arylphosphonic acid include an alkyl group (eg, a C 1-4 alkyl group such as a methyl group), a halogen atom (eg, a fluorine atom and a chlorine atom), and an alkoxy group (eg, a C 1-4 alkoxy group such as a methoxy group). And a substituent such as a nitro group.

【0023】(c)亜リン酸およびその有機エステル類 例えば、ジブチル水素ホスファイト、トリフェニルホス
ファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリス
イソデシルホスファイトなどが挙げられる。
(C) Phosphorous acid and organic esters thereof Examples thereof include dibutyl hydrogen phosphite, triphenyl phosphite, diphenyl isodecyl phosphite, and tris isodecyl phosphite.

【0024】触媒として金属化合物触媒と有機または無
機のリン化合物とを併用する場合の有機または無機のリ
ン化合物の使用量は、金属化合物触媒(例えば、有機チ
タン化合物)に対して、1〜100モル%程度、好まし
くは5〜33モル%程度である。
When a metal compound catalyst and an organic or inorganic phosphorus compound are used in combination as a catalyst, the amount of the organic or inorganic phosphorus compound to be used is 1 to 100 moles relative to the metal compound catalyst (for example, an organic titanium compound). %, Preferably about 5 to 33 mol%.

【0025】本発明の方法では、高分子量ポリブチレン
サクシネートは、予備重合工程(1)と、本重合工程
(2)とを経て製造される。図1は本発明の方法におけ
る製造フローの一例を示すフローシートである。
In the method of the present invention, a high molecular weight polybutylene succinate is produced through a prepolymerization step (1) and a main polymerization step (2). FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a production flow in the method of the present invention.

【0026】予備重合工程(1)のうち、第一予備重合
工程(1a)では、計量ホッパー1からコハク酸を、
1,4−ブタンジオール貯槽(1,4−BG貯槽)2か
ら1,4−ブタンジオールを、触媒混合槽3から触媒
を、それぞれ第一予備重合槽4に供給し、所定の温度お
よび圧力でエステル化反応を行い、末端にヒドロキシル
基を有するプレポリマーを生成させる。第一予備重合工
程(1a)で副生した水や揮発性成分は、コンデンサー
で凝縮され、凝縮液受槽16に貯留される。
In the pre-polymerization step (1), in the first pre-polymerization step (1a), succinic acid is supplied from the weighing hopper 1;
1,4-butanediol is supplied from the 1,4-butanediol storage tank (1,4-BG storage tank) 2 and the catalyst is supplied from the catalyst mixing tank 3 to the first prepolymerization tank 4 at predetermined temperature and pressure. An esterification reaction is performed to produce a prepolymer having a terminal hydroxyl group. Water and volatile components by-produced in the first pre-polymerization step (1a) are condensed by a condenser and stored in the condensed liquid receiving tank 16.

【0027】第二予備重合工程(1b)では、第一予備
重合工程(1a)で得られたプレポリマーを第二予備重
合槽5に供給し、所定の温度および圧力でさらに重縮合
させる。この工程では、主にプレポリマー同士のエステ
ル交換反応(脱グリコール反応)により高分子量化が進
行して、ポリスチレン換算の重量平均分子量が10万以
上の脂肪族ポリエステルが生成する。生成したプレポリ
マーを第二予備重合槽5から排出させ、水槽6で冷却
し、カッター7で所望の形状(例えば、ペレット状)に
裁断し、サイロ8に移して本重合工程(2)に送られ
る。第二予備重合工程(1b)で副生する1,4−ブタ
ンジオール及び他の揮発性成分はコンデンサーで凝縮さ
れ、凝縮液受槽16に貯留される。
In the second prepolymerization step (1b), the prepolymer obtained in the first prepolymerization step (1a) is supplied to the second prepolymerization tank 5, where it is further polycondensed at a predetermined temperature and pressure. In this step, the molecular weight is increased mainly by a transesterification reaction (deglycol reaction) between the prepolymers, and an aliphatic polyester having a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 100,000 or more is generated. The produced prepolymer is discharged from the second prepolymerization tank 5, cooled in a water tank 6, cut into a desired shape (for example, pellets) by a cutter 7, transferred to a silo 8, and sent to a main polymerization step (2). Can be 1,4-Butanediol and other volatile components by-produced in the second prepolymerization step (1b) are condensed by the condenser and stored in the condensate receiving tank 16.

【0028】凝縮液受槽16に貯留された水、1,4−
ブタンジオール、及びテトラヒドロフラン等の副生物
は、必要に応じて、蒸留塔17、18に供することによ
り分離回収できる。なお、触媒は、この例のように第一
予備重合工程(1a)の段階から使用してもよいが、第
二予備重合工程(1b)の段階で添加してもよい。また
重合は、第一予備重合工程(1a)、第二予備重合工程
(1b)とも、通常塊状重合である。
The water stored in the condensate receiving tank 16, 1,4-
By-products such as butanediol and tetrahydrofuran can be separated and recovered by supplying them to distillation columns 17 and 18 as necessary. The catalyst may be used from the stage of the first prepolymerization step (1a) as in this example, but may be added at the stage of the second prepolymerization step (1b). The polymerization is usually a bulk polymerization in both the first prepolymerization step (1a) and the second prepolymerization step (1b).

【0029】第一予備重合槽4としては、エステル化に
よりポリエステルを製造する際に通常使用する重合装置
を利用できる。このような重合装置として、例えば、垂
直回転軸を有する攪拌翼(例えば、パドル翼、ヘリカル
リボン翼等)を備えた縦型攪拌槽などが挙げられる。
As the first pre-polymerization tank 4, a polymerization apparatus usually used when producing polyester by esterification can be used. As such a polymerization apparatus, for example, a vertical stirring tank provided with a stirring blade having a vertical rotation axis (for example, a paddle blade, a helical ribbon blade, or the like) can be used.

【0030】第一予備重合工程(1a)における重合温
度は140〜250℃、好ましくは145〜245℃程
度である。140℃よりも低い温度では反応速度が遅く
実用性に乏しい。また、250℃を超える温度では生成
したポリマーが熱分解する恐れがある。圧力は、通常、
常圧であるが、反応時間を短縮するため、反応の後半で
系内を減圧、例えば、5mmHg〜100mmHg(6
65Pa〜13300Pa)程度にすることもできる。
The polymerization temperature in the first prepolymerization step (1a) is 140 to 250 ° C., preferably about 145 to 245 ° C. If the temperature is lower than 140 ° C., the reaction rate is low and the practicability is poor. If the temperature exceeds 250 ° C., the produced polymer may be thermally decomposed. The pressure is usually
At normal pressure, the pressure in the system is reduced in the latter half of the reaction, for example, 5 mmHg to 100 mmHg (6
(65 Pa to 13300 Pa).

【0031】この第一予備重合工程(1a)で、例え
ば、ポリスチレン換算の重量平均分子量1,000〜1
0,000程度のプレポリマーが得られる。
In the first prepolymerization step (1a), for example, the weight average molecular weight in terms of polystyrene is from 1,000 to 1,
About 0.000 prepolymer is obtained.

【0032】第二予備重合槽5としては、ポリエステル
を製造する際に通常使用する重合装置や、高粘度用重合
装置を利用できる。このような重合装置として、例え
ば、垂直回転軸を有する攪拌翼(例えば、ダブルヘリカ
ルリボン翼、ねじり格子翼等)を備えた縦型攪拌槽など
が挙げられる。
As the second pre-polymerization tank 5, a polymerization apparatus usually used for producing polyester or a high-viscosity polymerization apparatus can be used. As such a polymerization apparatus, for example, a vertical stirring tank provided with a stirring blade having a vertical rotation axis (for example, a double helical ribbon blade, a twisted lattice blade, or the like) is exemplified.

【0033】第二予備重合工程(1b)での重合温度は
200〜250℃、好ましくは210〜240℃程度で
ある。重合温度が低すぎると反応時間が長くなり、生産
効率が低下しやすい。また、重合温度が高すぎるとポリ
マーが着色したり、分解生成物が生じやすくなる。反応
時間は、5〜10時間程度である。
The polymerization temperature in the second prepolymerization step (1b) is from 200 to 250 ° C., preferably from about 210 to 240 ° C. If the polymerization temperature is too low, the reaction time will be prolonged, and the production efficiency tends to decrease. On the other hand, if the polymerization temperature is too high, the polymer may be colored or a decomposition product may be easily generated. The reaction time is about 5 to 10 hours.

【0034】この第二予備重合工程(1b)で、例え
ば、ポリスチレン換算の重量平均分子量10万以上のプ
レポリマーが得られる。第二予備重合工程(1b)での
ポリスチレン換算の重量平均分子量が10万未満である
と、ペレット化が困難である。
In the second prepolymerization step (1b), for example, a prepolymer having a weight average molecular weight of 100,000 or more in terms of polystyrene is obtained. If the weight average molecular weight in terms of polystyrene in the second prepolymerization step (1b) is less than 100,000, pelletization is difficult.

【0035】本重合工程(2)では、前記予備重合工程
(1)でペレット化されたプレポリマーがサイロ8より
定量フィーダー9によって押出機10に送られ、溶融押
出された後、横型重合装置11に連続的に仕込まれる。
In the main polymerization step (2), the prepolymer pelletized in the pre-polymerization step (1) is sent from a silo 8 to an extruder 10 by a quantitative feeder 9 and melt-extruded. Is continuously charged.

【0036】本発明の主要な特徴の1つは、本重合工程
(2)において、水平に設置された円筒状容器と、該容
器内の長手方向両端部に並設された2本の回転耳軸と、
前記容器両端の回転耳軸間にそれぞれ取り付けられた複
数個の棒状矩形枠を連結した格子型攪拌翼とを有してい
ると共に、前記2本の回転耳軸を一方の攪拌翼の棒状矩
形枠の先端が他方の攪拌翼の回転中心に近接して通過す
るように保持しつつ回転させる回転機構を備えた横型重
合装置11を用いる点にある。
One of the main features of the present invention is that, in the main polymerization step (2), a cylindrical container placed horizontally and two rotating ears juxtaposed at both longitudinal ends in the container. Axis and
A grid-type stirring blade connected to a plurality of rod-shaped rectangular frames attached between rotating ear shafts at both ends of the container, and the two rotating ear shafts are rod-shaped rectangular frames of one stirring blade. Is to use a horizontal polymerization apparatus 11 provided with a rotation mechanism for rotating the tip while keeping it so as to pass close to the rotation center of the other stirring blade.

【0037】図2は前記横型重合装置11の一例を示す
一部断面平面図である。図3は図2のIII−III線断面
図、図4は図2の横型重合装置11の攪拌翼を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a partially sectional plan view showing an example of the horizontal polymerization apparatus 11. FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 2, and FIG. 4 is a perspective view showing a stirring blade of the horizontal polymerization apparatus 11 of FIG.

【0038】この重合装置11は、実質的に水平に設置
され、加熱装置(熱媒ジャケットなど)(図示せず)が
設けられた円筒状容器31と、この容器31内の長手方
向の両端部に併設された2本の回転耳軸32a,32b
と、図示左右の回転耳軸32a,32a間、及び32
b,32b間に取り付けられた格子型攪拌翼34a及び
34bとを有している。回転耳軸32a,32bは、容
器31の側面に固定された軸受け35に支持されてお
り、図示左右の回転耳軸の一方は駆動装置(図示せず)
に連結されている。格子型攪拌翼34a及び34bは、
それぞれ、複数個の棒状矩形枠33a及び33bを相互
に90度の位相角をもって連結して構成されている。ま
た、攪拌翼34a,34bは、回転耳軸32a,32b
の方向から見て、それぞれ棒状矩形枠33a,33bが
相互に45度の位相角を持ち、かつ、一方の棒状矩形枠
33a,33bの先端が他方の棒状矩形枠33b,33
aの回転中心にできるだけ近接して通過するように配置
されており、棒状矩形枠33a,33bの先端が容器3
1内壁面に近接し、且つ容器31の内側で反応液を下か
ら上に持ち上げるように、互いに逆方向に同一速度で回
転する。容器31には、入口ノズル36、排気ノズル3
7、及び前記排気ノズル37の反対側に設けられた出口
ノズル(図示せず)が取り付けられている。入口ノズル
36の前には予熱器(図示せず)を設けることが望まし
い。排気ノズル37は、減圧手段(図示せず)に通じる
ベント用導管に接続されており、容器31内は減圧に保
持される。
The polymerization apparatus 11 is installed substantially horizontally, and is provided with a cylindrical container 31 provided with a heating device (such as a heating medium jacket) (not shown), and both ends in the longitudinal direction of the container 31. Two rotating ear shafts 32a and 32b
Between the left and right rotating ear shafts 32a, 32a, and 32
b, 32b, and lattice-type stirring blades 34a and 34b. The rotating ear shafts 32a and 32b are supported by bearings 35 fixed to the side surface of the container 31, and one of the left and right rotating ear shafts is a driving device (not shown).
It is connected to. The lattice type stirring blades 34a and 34b are
Each is formed by connecting a plurality of rod-shaped rectangular frames 33a and 33b with a phase angle of 90 degrees. Further, the stirring blades 34a and 34b are provided with rotating ear shafts 32a and 32b.
When viewed from the direction, the rod-shaped rectangular frames 33a and 33b have a phase angle of 45 degrees with each other, and the tip of one of the rod-shaped rectangular frames 33a and 33b has the other rod-shaped rectangular frames 33b and 33b.
a so as to pass as close as possible to the center of rotation of the container 3a.
1. Rotate at the same speed in opposite directions to each other so as to lift the reaction solution from the bottom to the top inside the container 31 near the inner wall surface. The container 31 has an inlet nozzle 36 and an exhaust nozzle 3
7, and an outlet nozzle (not shown) provided on the opposite side of the exhaust nozzle 37. It is desirable to provide a preheater (not shown) in front of the inlet nozzle 36. The exhaust nozzle 37 is connected to a vent conduit leading to a pressure reducing means (not shown), and the inside of the container 31 is kept at a reduced pressure.

【0039】棒状矩形枠33a,33bの縦横の長さの
比は、例えば1/3〜3/1程度である。棒状矩形枠3
3a,33bの連結個数は、例えば4〜12程度であ
る。隣接する棒状矩形枠間の位相角は90度に限らず、
例えば、30度、45度、60度などの適宜の角度を採
用できる。また、棒状矩形枠を、回転耳軸の方向から見
て、適当な角度で2方以上の方向に形成し(例えば、1
20度の角度で3方に形成し)、隣接する棒状矩形枠を
適宜(例えば、60度)の位相角を持たせて連結して攪
拌翼を形成してもよい。
The ratio of the vertical and horizontal lengths of the bar-shaped rectangular frames 33a and 33b is, for example, about 1/3 to 3/1. Rod-shaped rectangular frame 3
The connection number of 3a and 33b is, for example, about 4 to 12. The phase angle between adjacent rod-shaped rectangular frames is not limited to 90 degrees,
For example, an appropriate angle such as 30 degrees, 45 degrees, or 60 degrees can be adopted. Further, the rod-shaped rectangular frame is formed at an appropriate angle in two or more directions when viewed from the direction of the rotating ear axis (for example, 1).
A stirrer may be formed by connecting adjacent rod-shaped rectangular frames with an appropriate (for example, 60 °) phase angle (formed at three angles at an angle of 20 degrees).

【0040】この重合装置では、攪拌翼34a,34b
の棒状矩形枠33a,33bの先端が互いに相手側の棒
状矩形枠33b,33aの回転中心に近接して通過する
と共に、攪拌作用が棒状の構造物で行われるので、攪拌
装置への反応液(ポリマー)の付着やスケーリングを著
しく低減でき、デッドスペースを極めて少なくできる。
また、容器31内の反応液全体の流れをピストンフロー
に近い状態に維持することができ、しかも良好な表面更
新作用が得られるため、品質の優れたポリブチレンサク
シネートを効率よく得ることができる。
In this polymerization apparatus, the stirring blades 34a, 34b
Of the rod-shaped rectangular frames 33a, 33b pass close to the center of rotation of the opposing rod-shaped rectangular frames 33b, 33a, and the stirring action is performed by the rod-shaped structure. Adhesion and scaling of the polymer), and the dead space can be extremely reduced.
Further, the flow of the entire reaction solution in the container 31 can be maintained in a state close to the piston flow, and a good surface renewal effect can be obtained, so that polybutylene succinate having excellent quality can be efficiently obtained. .

【0041】前記第二予備重合工程(1b)で生成した
プレポリマーは、前記横型重合装置11の入口ノズル3
6から容器31内に供給され、加熱装置(図示せず)に
よって加熱される。そして、供給されたポリブチレンサ
クシネートは、攪拌翼34a,34bにより攪拌、混合
作用を受けながら出口ノズルの方向に移動し、出口ノズ
ルからポンプ12を用いて配管より取り出される。この
間に、重縮合反応がさらに進行し、ポリスチレン換算の
重量平均分子量が20万以上の高分子量ポリブチレンサ
クシネートが得られる。生成したプレポリマーを本重合
装置11から排出させ、水槽13で冷却し、カッター1
4で所望の形状(例えば、ペレット状)に裁断し、サイ
ロ15に移して袋詰めすることにより、製品化される。
ポリブチレンサクシネートの分子量は、反応温度や液滞
留時間などにより調整できる。反応で副生する1,4−
ブタンジオールなどの揮発性物質は、排気ノズル37よ
り排出され、必要に応じて前記と同様の蒸留塔を用いる
ことにより、精製回収できる。
The prepolymer produced in the second prepolymerization step (1b) is supplied to the inlet nozzle 3 of the horizontal polymerization apparatus 11
6 and supplied into the container 31 and heated by a heating device (not shown). The supplied polybutylene succinate moves toward the outlet nozzle while being stirred and mixed by the stirring blades 34a and 34b, and is taken out of the pipe using the pump 12 from the outlet nozzle. During this time, the polycondensation reaction further proceeds, and a high-molecular-weight polybutylene succinate having a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 200,000 or more is obtained. The produced prepolymer is discharged from the main polymerization apparatus 11, cooled in a water tank 13, and
In 4, the product is cut into a desired shape (for example, a pellet shape), transferred to the silo 15, and packed in a bag to produce a product.
The molecular weight of polybutylene succinate can be adjusted by the reaction temperature, liquid residence time, and the like. 1,4- by-product of the reaction
Volatile substances such as butanediol are discharged from the exhaust nozzle 37 and can be purified and recovered by using a distillation column similar to the above, if necessary.

【0042】横型重合装置11は、1基でもよいが、2
基以上(例えば、2〜3基程度)を直列に設けてもよ
い。
The number of the horizontal polymerization apparatus 11 may be one.
More than two groups (for example, about two or three groups) may be provided in series.

【0043】本重合工程(2)での重合温度は、例えば
200〜260℃、好ましくは210〜240℃程度で
ある。重合温度が低すぎると分子量を上げるために滞留
時間が長くなり、生産効率が低下しやすい。また重合温
度が高すぎると、ポリマーが着色したり、分解生成物が
生じやすくなる。反応圧力は、例えば常圧〜0.2mm
Hg(26.6Pa)、好ましくは10〜0.2mmH
g(133〜26.6Pa) である。
The polymerization temperature in the main polymerization step (2) is, for example, about 200 to 260 ° C., preferably about 210 to 240 ° C. If the polymerization temperature is too low, the residence time becomes long because the molecular weight is increased, and the production efficiency tends to be reduced. On the other hand, if the polymerization temperature is too high, the polymer is likely to be colored and decomposition products are likely to be generated. The reaction pressure is, for example, normal pressure to 0.2 mm.
Hg (26.6 Pa), preferably 10 to 0.2 mmH
g (133 to 26.6 Pa).

【0044】この本重合工程(2)で、ポリスチレン換
算の重量平均分子量が例えば20万以上、好ましくは2
1万以上、さらに好ましくは22万以上(例えば22万
〜25万程度)のポリブチレンサクシネートを得ること
ができる。
In the main polymerization step (2), the weight average molecular weight in terms of polystyrene is, for example, 200,000 or more, preferably 2,000,000.
10,000 or more, more preferably 220,000 or more (for example, about 220,000 to 250,000) of polybutylene succinate can be obtained.

【0045】なお、上記工程の適宜な段階または本重合
工程(2)の後に、必要に応じて、結晶核剤、顔料、染
料、熱安定剤、酸化防止剤、耐候剤、滑剤、帯電防止
剤、充填剤、強化剤、難燃剤、可塑剤、他のポリマー等
を添加してもよい。
Incidentally, after an appropriate stage of the above process or after the main polymerization process (2), if necessary, a crystal nucleating agent, a pigment, a dye, a heat stabilizer, an antioxidant, a weathering agent, a lubricant, an antistatic agent , Fillers, reinforcing agents, flame retardants, plasticizers, other polymers and the like may be added.

【0046】本発明の製造法により得られる高分子量ポ
リブチレンサクシネートは、射出成形、中空成形、押出
成形などの慣用の成形法により、フィルムやシート、繊
維、発泡体、その他の成形品に成形することができる。
また、本発明の製造法により得られる高分子量ポリブチ
レンサクシネートは生分解性を有しているため、ゴミ
袋、農業用フィルム、化粧品や洗剤等の容器、釣り糸、
漁網、ロープ、手術糸、食品包装材料、医療用容器など
の用途に好適である。
The high molecular weight polybutylene succinate obtained by the production method of the present invention can be formed into films, sheets, fibers, foams, and other molded products by conventional molding methods such as injection molding, hollow molding, and extrusion molding. can do.
Further, since the high molecular weight polybutylene succinate obtained by the production method of the present invention has biodegradability, trash bags, agricultural films, containers for cosmetics and detergents, fishing lines,
It is suitable for applications such as fishing nets, ropes, surgical threads, food packaging materials, medical containers and the like.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明の方法によれば、1,4−ブタン
ジオールとコハク酸またはその誘導体とから、ポリスチ
レン換算の重量平均分子量が20万以上の高分子量ポリ
ブチレンサクシネートを、効率よく製造できる。
According to the method of the present invention, a high molecular weight polybutylene succinate having a weight average molecular weight of 200,000 or more in terms of polystyrene is efficiently produced from 1,4-butanediol and succinic acid or a derivative thereof. it can.

【0048】[0048]

【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限
定されるものではない。なお、ポリスチレン換算の重量
平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー
(GPC)により求めた。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. The weight average molecular weight in terms of polystyrene was determined by gel permeation chromatography (GPC).

【0049】実施例1 図1に示す製造フローに従って脂肪族ポリエステルを製
造した。 (予備重合工程)窒素雰囲気下、パドル翼を備えたジャ
ケット付き縦型攪拌槽(第一予備重合槽)に、1,4−
ブタンジオール36.25kg、コハク酸43.18k
g、チタンテトライソプロポキシド72.7g、フェニ
ルホスホン酸5.1gを一括仕込みした。常圧下、14
5〜225℃の温度にて攪拌し、エステル化反応を行っ
た。留出液の量が13.0kgを超えたところで第一予
備重合工程を終了し、反応液をダブルヘリカル翼を備え
たジャケット付き縦型攪拌槽(第二予備重合槽)に移し
た。第二予備重合槽の反応液を225〜240℃の温度
にて攪拌し、最終的に1.4mmHg(186Pa)に
まで減圧し、6時間攪拌して脱グリコール反応(エステ
ル交換反応)を行った。反応生成物を第二予備重合槽か
ら排出し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット
状のポリエステルを得た(収量55.0kg)。この予
備重合工程で生成したプレポリマーのポリスチレン換算
の重量平均分子量は13.7万であった。 (本重合工程)前記予備重合工程で得られたプレポリマ
ーのペレットを、定量フィーダーによって所定量押出機
に送り溶融させた後、図2、図3、図4で示される横型
重合装置[重合装置11:株式会社日立製作所製、「日
立格子翼重合機」(商品名)、材質 ステンレス鋼]
に、連続的に供給した。本重合槽の反応液を225〜2
35℃の温度、圧力0.5mmHg(66.5Pa)の
減圧下で攪拌し、平均滞留時間1時間で脱グリコール反
応(エステル交換反応)を連続的に行った。反応生成物
は本重合槽から連続的に排出され、水槽での冷却、カッ
ターでの裁断を経てペレット状のポリエステルを得た。
このポリエステルのポリスチレン換算の重量平均分子量
は21.0万であった。
Example 1 An aliphatic polyester was produced according to the production flow shown in FIG. (Preliminary polymerization step) In a nitrogen atmosphere, 1,4-4-staged stirred tank equipped with paddle blades (first preliminary polymerization tank) was placed.
36.25 kg of butanediol, 43.18 k of succinic acid
g, 72.7 g of titanium tetraisopropoxide and 5.1 g of phenylphosphonic acid were collectively charged. Under normal pressure, 14
The mixture was stirred at a temperature of 5 to 225 ° C. to perform an esterification reaction. When the amount of the distillate exceeded 13.0 kg, the first prepolymerization step was completed, and the reaction solution was transferred to a jacketed vertical stirring tank equipped with double helical blades (second prepolymerization tank). The reaction solution in the second prepolymerization tank was stirred at a temperature of 225 to 240 ° C., and finally the pressure was reduced to 1.4 mmHg (186 Pa), and the mixture was stirred for 6 hours to perform a deglycolization reaction (ester exchange reaction). . The reaction product was discharged from the second prepolymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain a pellet-shaped polyester (yield: 55.0 kg). The weight average molecular weight in terms of polystyrene of the prepolymer produced in this prepolymerization step was 1370,000. (Main Polymerization Step) The prepolymer pellets obtained in the pre-polymerization step are fed to a predetermined amount extruder by a quantitative feeder and melted. 11: Hitachi, Ltd. “Hitachi lattice wing polymerization machine” (trade name), material stainless steel]
Were continuously fed. The reaction liquid in the main polymerization tank is 225 to 2
The mixture was stirred at a temperature of 35 ° C. under a reduced pressure of 0.5 mmHg (66.5 Pa), and the glycol removal reaction (ester exchange reaction) was continuously performed with an average residence time of 1 hour. The reaction product was continuously discharged from the main polymerization tank, and cooled in a water tank and cut by a cutter to obtain a pellet-like polyester.
The weight average molecular weight of this polyester in terms of polystyrene was 210,000.

【0050】比較例1 実施例1において、第一予備重合工程を同様に終了し、
第二予備重合工程ではダブルヘリカル型攪拌翼を備えた
重合装置にて、225〜240℃の温度下、最終到達減
圧度0.5mmHg(66.5Pa)の条件で脱グリコ
ール反応を8時間行った。反応生成物を重合槽から排出
し、水槽で冷却し、カッターで裁断してペレット状のポ
リエステルを得た(収量55.0kg)。このとき得ら
れたポリエステルのポリスチレン換算重量平均分子量は
9.0万であり、実施例1に比べて縦型重合槽での減圧
度を上げ、反応時間を長くしたにもかかわらず、所定の
分子量まで到達しなかった。
Comparative Example 1 In Example 1, the first prepolymerization step was similarly terminated.
In the second prepolymerization step, a deglycol-reaction was carried out for 8 hours at a temperature of 225 to 240 ° C. and a final pressure reduction of 0.5 mmHg (66.5 Pa) in a polymerization apparatus equipped with a double helical stirring blade. . The reaction product was discharged from the polymerization tank, cooled in a water tank, and cut with a cutter to obtain pelleted polyester (yield: 55.0 kg). The weight average molecular weight in terms of polystyrene of the polyester obtained at this time was 90,000, and although the degree of pressure reduction in the vertical polymerization tank was increased and the reaction time was prolonged as compared with Example 1, a predetermined molecular weight was obtained. Did not reach.

【0051】実施例2 実施例1と同様にして予備重合を行って得られたプレポ
リマーを図2、図3、図4で示される横型重合装置[重
合装置11:株式会社日立製作所製、「日立格子翼重合
機」(商品名)、材質 ステンレス鋼]に、連続的に供
給し、反応液を230〜240℃の温度、圧力1.0m
mHg(133Pa)の減圧下で攪拌し、平均滞留時間
1時間で脱グリコール反応(エステル交換反応)を連続
的に行った。反応生成物は本重合槽から連続的に排出さ
れ、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレット状
のポリエステルを得た。このポリエステルのポリスチレ
ン換算の重量平均分子量は21.9万であった。
Example 2 A prepolymer obtained by performing prepolymerization in the same manner as in Example 1 was used to prepare a horizontal polymerization apparatus [polymerization apparatus 11: manufactured by Hitachi, Ltd .; Hitachi Lattice Blade Polymerizer "(trade name), stainless steel], and continuously supply the reaction solution at a temperature of 230 to 240 ° C and a pressure of 1.0 m.
The mixture was stirred under a reduced pressure of mHg (133 Pa), and a deglycolization reaction (ester exchange reaction) was continuously performed with an average residence time of 1 hour. The reaction product was continuously discharged from the main polymerization tank, and cooled in a water tank and cut by a cutter to obtain a polyester in the form of pellets. The weight average molecular weight in terms of polystyrene of this polyester was 2190,000.

【0052】実施例3 実施例1と同様にして予備重合を行って得られたプレポ
リマーを図2、図3、図4で示される横型重合装置[重
合装置11:株式会社日立製作所製、「日立格子翼重合
機」(商品名)、材質 ステンレス鋼]に、連続的に供
給し、反応液を225〜235℃の温度、圧力1.5m
mHg(200Pa)の減圧下で攪拌し、平均滞留時間
1.8時間で脱グリコール反応(エステル交換反応)を
連続的に行った。反応生成物は本重合槽から連続的に排
出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレッ
ト状のポリエステルを得た。このポリエステルのポリス
チレン換算の重量平均分子量は22.4万であった。
Example 3 A prepolymer obtained by performing prepolymerization in the same manner as in Example 1 was used to prepare a horizontal polymerization apparatus [polymerization apparatus 11: manufactured by Hitachi, Ltd .; Hitachi Lattice Blade Polymerizer "(trade name), material stainless steel], and continuously supply the reaction solution at a temperature of 225 to 235 ° C. and a pressure of 1.5 m.
The mixture was stirred under a reduced pressure of mHg (200 Pa), and a deglycolization reaction (ester exchange reaction) was continuously performed with an average residence time of 1.8 hours. The reaction product was continuously discharged from the main polymerization tank, and cooled in a water tank and cut by a cutter to obtain a polyester in the form of pellets. The weight average molecular weight in terms of polystyrene of this polyester was 224,000.

【0053】実施例4 実施例1と同様にして予備重合を行って得られたプレポ
リマーを図2、図3、図4で示される横型重合装置[重
合装置11:株式会社日立製作所製、「日立格子翼重合
機」(商品名)、材質 ステンレス鋼]に、連続的に供
給し、反応液を230〜240℃の温度、圧力1.5m
mHg(200Pa)の減圧下で攪拌し、平均滞留時間
1.8時間で脱グリコール反応(エステル交換反応)を
連続的に行った。反応生成物は本重合槽から連続的に排
出され、水槽での冷却、カッターでの裁断を経てペレッ
ト状のポリエステルを得た。このポリエステルのポリス
チレン換算の重量平均分子量は26.2万であった。
Example 4 A prepolymer obtained by performing prepolymerization in the same manner as in Example 1 was used to prepare a horizontal polymerization apparatus [polymerization apparatus 11: manufactured by Hitachi, Ltd .; Hitachi Lattice Blade Polymerizer ”(trade name), material stainless steel], and supply the reaction solution at a temperature of 230 to 240 ° C and a pressure of 1.5 m.
The mixture was stirred under a reduced pressure of mHg (200 Pa), and a deglycolization reaction (ester exchange reaction) was continuously performed with an average residence time of 1.8 hours. The reaction product was continuously discharged from the main polymerization tank, and cooled in a water tank and cut by a cutter to obtain a polyester in the form of pellets. The polystyrene equivalent weight average molecular weight of this polyester was 262,000.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法における製造フローの一例を示す
フローシートである。
FIG. 1 is a flow sheet showing an example of a production flow in the method of the present invention.

【図2】本発明の本重合工程で用いる横型重合装置の一
例を示す一部断面平面図である。
FIG. 2 is a partially sectional plan view showing an example of a horizontal polymerization apparatus used in the main polymerization step of the present invention.

【図3】図2のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

【図4】図2の横型重合装置の攪拌翼を示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing a stirring blade of the horizontal polymerization apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 第一予備重合槽 5 第二予備重合槽 11 本重合槽 32a,32b 回転耳軸 33a,33b 棒状矩形枠 34a,34b 格子型攪拌翼 36 入口ノズル 37 排気ノズル 4 First pre-polymerization tank 5 Second pre-polymerization tank 11 Main polymerization tank 32a, 32b Rotating ear axis 33a, 33b Rectangular rectangular frame 34a, 34b Grid-type stirring blade 36 Inlet nozzle 37 Exhaust nozzle

フロントページの続き (72)発明者 中山 和郎 茨城県牛久市刈谷町2−74−42 (72)発明者 吉田 滋行 兵庫県姫路市余部区上余部500−418 (72)発明者 片山 弘 兵庫県姫路市飾磨区下野田164−1−2105 Fターム(参考) 4J029 AA03 AB04 AC01 AD01 AE02 AE03 BA05 CA04 HA01 HB01 HB03A KB02 KB16 KC01 KE05 KE12 LA10 Continued on the front page (72) Inventor Kazuo Nakayama 2-74-42, Kariya-cho, Ushiku City, Ibaraki Prefecture (72) Inventor Shigeyuki Yoshida 500-418, Kamiyobe, Yobe-ku, Himeji-shi, Hyogo 161-21-2105 Shimonoda, Shima-ku, Himeji-shi F-term (reference) 4J029 AA03 AB04 AC01 AD01 AE02 AE03 BA05 CA04 HA01 HB01 HB03A KB02 KB16 KC01 KE05 KE12 LA10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1,4−ブタンジオールとコハク酸また
はその誘導体とを重縮合させて高分子量のポリブチレン
サクシネートを製造する方法であって、(1)1,4−
ブタンジオールとコハク酸またはその誘導体とを重縮合
させ、ポリスチレン換算の重量平均分子量が10万以上
のポリマーを生成させる予備重合工程と、(2)水平に
設置された円筒状容器と、該容器内の長手方向両端部に
並設された2本の回転耳軸と、前記容器両端の回転耳軸
間にそれぞれ取り付けられた複数個の棒状矩形枠を連結
した格子型攪拌翼とを有しているとともに、前記2本の
回転耳軸を一方の攪拌翼の棒状矩形枠の先端が他方の攪
拌翼の回転中心に近接して通過するように保持しつつ回
転させる回転機構を備えた横型重合装置を用いて、前記
予備重合工程で生成したポリマーをさらに重縮合させ、
ポリスチレン換算の重量平均分子量が20万以上の高分
子量ポリブチレンサクシネートを生成させる本重合工程
とを含む、高分子量ポリブチレンサクシネートの製造方
法。
1. A method for producing polybutylene succinate having a high molecular weight by polycondensing 1,4-butanediol with succinic acid or a derivative thereof, comprising:
A prepolymerization step of polycondensing butanediol with succinic acid or a derivative thereof to produce a polymer having a polystyrene-equivalent weight-average molecular weight of 100,000 or more; (2) a horizontally disposed cylindrical container; Has two rotating ear shafts arranged in parallel at both ends in the longitudinal direction, and a grid-type stirring blade connected to a plurality of rod-shaped rectangular frames attached between the rotating ear shafts at both ends of the container. A horizontal polymerization apparatus having a rotation mechanism for rotating the two rotary ear shafts while holding the two rotating ear shafts such that the tip of the rod-shaped rectangular frame of one stirring blade passes close to the rotation center of the other stirring blade. Using, the polymer produced in the pre-polymerization step is further polycondensed,
A main polymerization step of producing a high-molecular-weight polybutylene succinate having a polystyrene-equivalent weight-average molecular weight of 200,000 or more.
【請求項2】 前記予備重合工程(1)が、(1a)
1,4−ブタンジオールとコハク酸またはその誘導体と
をエステル化して末端にヒドロキシル基を有するプレポ
リマーを生成させる第一予備重合工程と、(1b)前記
第一予備重合工程で生成したプレポリマーを重縮合さ
せ、ポリスチレン換算の重量平均分子量が10万以上の
ポリマーを生成させる第二予備重合工程とを含む、請求
項1記載の高分子量ポリブチレンサクシネートの製造方
法。
2. The pre-polymerization step (1) comprises the step (1a)
A first prepolymerization step in which 1,4-butanediol and succinic acid or a derivative thereof are esterified to form a prepolymer having a hydroxyl group at a terminal; and (1b) a prepolymer formed in the first prepolymerization step. 2. A method for producing high-molecular-weight polybutylene succinate according to claim 1, further comprising a second prepolymerization step of performing polycondensation to produce a polymer having a weight-average molecular weight in terms of polystyrene of 100,000 or more.
【請求項3】 本重合工程を、200〜250℃の温
度、及び常圧〜0.2mmHg(26.6Pa)の圧力
下で行う請求項1記載の高分子量ポリブチレンサクシネ
ートの製造方法。
3. The method for producing a high molecular weight polybutylene succinate according to claim 1, wherein the main polymerization step is performed at a temperature of 200 to 250 ° C. and a pressure of normal pressure to 0.2 mmHg (26.6 Pa).
【請求項4】 コハク酸またはその誘導体が、コハク
酸、コハク酸ジメチルまたは無水コハク酸である請求項
1記載の高分子量ポリブチレンサクシネートの製造方
法。
4. The method for producing high molecular weight polybutylene succinate according to claim 1, wherein the succinic acid or a derivative thereof is succinic acid, dimethyl succinate or succinic anhydride.
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