JP2003327814A - Compatible resin composition - Google Patents

Compatible resin composition

Info

Publication number
JP2003327814A
JP2003327814A JP2002134686A JP2002134686A JP2003327814A JP 2003327814 A JP2003327814 A JP 2003327814A JP 2002134686 A JP2002134686 A JP 2002134686A JP 2002134686 A JP2002134686 A JP 2002134686A JP 2003327814 A JP2003327814 A JP 2003327814A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pcl
plla
blend
poly
peg
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2002134686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Inoue
義夫 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daicel Corp
Original Assignee
Daicel Chemical Industries Ltd
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 Daicel Chemical Industries Ltd filed Critical Daicel Chemical Industries Ltd
Priority to JP2002134686A priority Critical patent/JP2003327814A/en
Publication of JP2003327814A publication Critical patent/JP2003327814A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compatible resin composition having improved softness represented by elongation at break and mechanical properties represented by tensile strength from a blended resin composed of mutually incompatible poly(ε- caprolactone) (PCL) and poly(lactic acid) (PLA). <P>SOLUTION: The compatible resin composition contains a poly(lactic acid) (PLA), a poly(ε-caprolactone) (PCL) and a solubilizing agent consisting of a poly(ε-caprolactone)-poly(ethylene glycol) block copolymer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、相溶性を有する樹
脂組成物に関する。より詳しくは、互いに混和しない2
種類の特定樹脂と特定ブロック成分を含む共重合体の相
溶化剤とからなる相溶性樹脂組成物に関する。その樹脂
組成物の各構成樹脂は生分解性を有し、樹脂組成物は改
善された機械的特性を有する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin composition having compatibility. More specifically, they do not mix 2
The present invention relates to a compatible resin composition comprising a specific resin of a type and a compatibilizing agent for a copolymer containing a specific block component. Each constituent resin of the resin composition is biodegradable and the resin composition has improved mechanical properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、生分解性ポリマーの研究及び開発
への時代的要請が増大し、生分解性を有する多種の新規
なポリマーが入手可能となっている。現在市販の生分解
性ポリマーの殆どは脂肪族ポリエステル、ポリエーテ
ル、ポリ(ビニルアルコール)、天然多糖類に限られて
いる。これらの中で最も重要な生分解性ポリマーは、脂
肪族ポリエステルであり、例えばポリ乳酸(PLA)、
ポリ(3−ヒドロキシブチレート)(PHB)、ポリ
(ε−カプロラクトン)(以下、「PCL」と略称する
ことがある。)、ポリグリコライド、及びポリ(コハク
酸ブチル)等、およびそれらの共重合体は、地球環境に
おいてと同様に人体において生物分解可能であるため多
くの注意を引いてきた。
2. Description of the Related Art Recently, the demand for research and development of biodegradable polymers has increased, and various new polymers having biodegradability have become available. Most of the currently available biodegradable polymers are limited to aliphatic polyesters, polyethers, poly (vinyl alcohol), and natural polysaccharides. The most important of these biodegradable polymers are aliphatic polyesters such as polylactic acid (PLA),
Poly (3-hydroxybutyrate) (PHB), poly (ε-caprolactone) (hereinafter sometimes abbreviated as “PCL”), polyglycolide, poly (butyl succinate), and the like Polymers have received much attention because they are biodegradable in the human body as well as in the global environment.

【0003】現在までに、多くの研究、報告が、これら
のポリエステルの特性および用途についてなされてい
る。しかしながら、これらのポリエステルの多くの特性
は、可能な用途に必要な特性に到達していない。これら
の重合体の特性は、ポリマーブレンドおよび共重合体を
含むいくつかの方法で改善され得る。共重合体合成と比
較すると、ポリマーブレンドが比較的単純でてっとり速
い方法であるために、生医学的および環境的用途の観点
から、生体適合性で生物分解可能な重合体のブレンドに
多くの注目が集中した。
To date, much research and reporting has been done on the properties and applications of these polyesters. However, many properties of these polyesters have not reached the properties required for possible applications. The properties of these polymers can be improved in several ways, including polymer blends and copolymers. Compared to copolymer synthesis, polymer blends are a relatively simple and fast method, which makes them a popular choice for biocompatible and biodegradable polymer blends from the perspective of biomedical and environmental applications. Was focused.

【0004】ポリ乳酸(PLA)は集中的に研究され
て、その高い生体適合性、良い生物分解性および物理的
特性のため、この種の用途のために広く使われてきた。
しかし、PLAの一つの主要な欠点は、物理的エイジン
グに伴なう伸張下での延性破壊から脆性破壊への変化で
ある。対照的に、PCLは高い柔軟性を有するが、その
強度が比較的低く、かつその融点は60℃であり、種々
の実用にはあまりに低く過ぎる。従って、PCLとPL
Aのブレンドが各々の構成成分と比較すると、柔軟性の
向上か強度の増加をもたらし得ると期待されるのは、全
く尤もなことである。
Polylactic acid (PLA) has been extensively studied and, due to its high biocompatibility, good biodegradability and physical properties, has been widely used for this type of application.
However, one major drawback of PLA is the change from ductile fracture under elongation to brittle fracture with physical aging. In contrast, PCL has a high degree of flexibility, but its strength is relatively low and its melting point is 60 ° C., too low for various practical applications. Therefore, PCL and PL
It is entirely plausible that the blends of A are expected to result in increased flexibility or increased strength when compared to their respective constituents.

【0005】近年、PCLのようにより柔軟で生物分解
可能な重合体とPLAのブレンドが開発され研究されて
いる。これらの2つの重合体のブレンドが組成にかかわ
らず非混和性であるため所望の特性を示すことがで出来
なかったにもかかわらず、興味深く、注目すべき若干の
結果がある。ヤン等(Yang, J.-M.; Chen, H.-L.; You,
J.-W.; Hwang, J.-C., Polym. J. 1997, 29, 657)は、
示差走査熱量計(DSC)および光学的顕微鏡検査を用
いることにより、ポリ(L−乳酸)(PLLA)/PC
L系が溶融状態で相分離を呈したにもかかわらず、PL
LAの結晶化率はPCLをブレンドすることによって増
加させることができ、また、これらの2つの重合体間の
部分的な混和性がPLLAの結晶化を促進させることを
報告した。動的機械的熱分析(DMTA)および走査型
電子顕微鏡(SEM)測定を用いて、Dell'Erbaら(Del
l'Erba, R.; Groeninckx, G.; Maglio, G.; Malinconic
o,M.; Migliozzi, A. Polym., 2000, 42, 7831)は、ま
た、PLLAおよびPCLが非混和性であっても、高い
非相溶性ではないと報告している。前述したように、P
CLは、機械的強度が比較的低く、融点は60℃付近で
加工温度としては低すぎるが、高い柔軟性を有してい
る。これらのPLAとPCLをポリマーブレンドによ
り、それぞれの成分に比してより改善された柔軟性、機
械的強度を有する樹脂組成物を得ようとする試みがなさ
れたが、両樹脂は混和しないため、単なる両樹脂のブレ
ンドのみでは、望まれた性能を有するには至っていな
い。
In recent years, blends of PLA with a more flexible and biodegradable polymer such as PCL have been developed and studied. There have been some interesting and notable results, even though blends of these two polymers could not exhibit the desired properties due to their immiscibility regardless of composition. Yang, J.-M .; Chen, H.-L .; You,
J.-W .; Hwang, J.-C., Polym. J. 1997, 29, 657)
By using differential scanning calorimetry (DSC) and optical microscopy, poly (L-lactic acid) (PLLA) / PC
Despite the phase separation of the L system in the molten state, the PL
The crystallinity of LA can be increased by blending PCL and it was reported that the partial miscibility between these two polymers promotes the crystallization of PLLA. Using dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and scanning electron microscopy (SEM) measurements, Dell'Erba et al. (Del
l'Erba, R .; Groeninckx, G .; Maglio, G .; Malinconic
O.M .; Migliozzi, A. Polym., 2000, 42, 7831) also report that PLLA and PCL are immiscible but not highly incompatible. As mentioned above, P
CL has relatively low mechanical strength, has a melting point of around 60 ° C. and is too low as a processing temperature, but has high flexibility. Attempts have been made to obtain a resin composition having more improved flexibility and mechanical strength as compared with the respective components by polymer blending these PLA and PCL, but since both resins are immiscible, Mere blends of both resins have not achieved the desired performance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、互い
に混和しないPCLとPLAの混合樹脂から破断伸度で
代表される柔軟性及び引張強度で代表される機械的性質
の改善された相溶性樹脂組成物を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve the compatibility of a mixed resin of PCL and PLA, which are immiscible with each other, in flexibility represented by elongation at break and mechanical properties represented by tensile strength. It is to provide a resin composition.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するためには、ポリマーブレンド調製の際、ポリ
マー同士の混和性を考慮することが重要であるとの認識
に基づき鋭意検討した。そして前記状況から、これらの
二成分系のブレンドがかなり良好な分散性の、ある種の
ドメインを有することができること、及びそのドメイン
分布がそれらの組成に関係していることが考えられる。
実際に、特に反応的に相溶化されたブレンドには、ある
種の相乗効果がある組成(PLA/PCL=80/2
0,20/80)で存在することがワング等(Wang, L.;
Ma, W.; Gross, R. A.; McCathy, S. P. Polym. Degra
d. Stab., 1998,59, 161)によって示された。PLA/
PCLブレンドの物理的特性を効果的に改善するために
は、相挙動のブレンド組成依存性についての詳細な検討
が必要とされる。ブレンドの混和性を改良するための方
法として、我々は相間接着力、すなわち、相溶化を増す
方法を検討した。(Shuai, X.; He, Y.; Na, Y.-H.; Ino
ue, Y. J. Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2600) 相溶化の効果的方法の1つは、その各々がブレンド構成
成分の1つと混和できるブロックからなるブロック共重
合体を予め製造し、添加することである。これらのいわ
ゆる相溶化剤と呼ばれているものは、しばしばエマルシ
ョン化剤のように界面に集まる傾向があるが、ある種の
非混和性のブレンドを相溶性に変えている。本発明者ら
は、混和性、相挙動および熱特性についてPCL−ポリ
(エチレングリコール)ブロック共重合体(PCL−b
−PEG)とPLAブレンド又はPCL−モノメトキシ
−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体(PC
L−b−MPEG)とPLAブレンドについて検討し、
PCL/PLAブレンドの機械的特性に対する相溶化剤
としてのPCL−b−PEG等の効果を検討した。ま
た、ブレンド組成比および熱履歴の相挙動に対する効果
をPLA/PCLブレンドについて検討した。その結
果、混和しない二つの樹脂成分である(PCL)及び
(PLA)のそれぞれと混和性があるセグメントを有す
る特定のブロック共重合体を用いることにより前記問題
点を解決し得ることを見い出し、本発明を完成するに至
った。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have earnestly studied based on the recognition that it is important to consider miscibility between polymers in preparing a polymer blend. did. And in view of the above, it is believed that these binary blends can have some domains of fairly good dispersibility, and their domain distribution is related to their composition.
In fact, especially for reactively compatibilized blends, some synergistic composition (PLA / PCL = 80/2
Wang, L .;
Ma, W .; Gross, RA; McCathy, SP Polym. Degra
d. Stab., 1998, 59, 161). PLA /
In order to effectively improve the physical properties of PCL blends, a detailed study of blend composition dependence of phase behavior is required. As a method for improving the miscibility of blends, we investigated a method of increasing interphase adhesion, that is, compatibilization. (Shuai, X .; He, Y .; Na, Y.-H .; Ino
ue, YJ Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2600) One of the effective methods of compatibilization is to pre-prepare a block copolymer consisting of blocks, each of which is miscible with one of the blend constituents, Is to add. These so-called compatibilizers, which often tend to collect at the interface like emulsifiers, convert some immiscible blends to be compatible. The inventors have found that PCL-poly (ethylene glycol) block copolymers (PCL-b) for miscibility, phase behavior and thermal properties.
-PEG) and PLA blend or PCL-monomethoxy-poly (ethylene glycol) block copolymer (PC
Lb-MPEG) and PLA blend,
The effect of PCL-b-PEG as a compatibilizer on the mechanical properties of PCL / PLA blends was investigated. Further, the effects of the blend composition ratio and the thermal history on the phase behavior were examined for the PLA / PCL blend. As a result, they have found that the above problems can be solved by using a specific block copolymer having a segment miscible with each of two immiscible resin components (PCL) and (PLA). The invention was completed.

【0008】すなわち本発明によれば、ポリ(乳酸)、
ポリ(ε−カプロラクトン)及び相溶化剤としてポリ
(ε−カプロラクトン)−ポリ(エチレングリコール)
ブロック共重合体を含んでなる相溶性樹脂組成物を提供
する。前記発明において、ポリ(乳酸)(PLA)がポ
リ(L−乳酸)(PLLA)である相溶性樹脂組成物が
提供される。また、ポリ(乳酸)(PLA)とポリ(ε
−カプロラクトン)(PCL)の混合割合が重量で
((PLA)/(PCL))=1/99〜99/1(両
者の合計は100重量%)である前記いずれかの発明の
相溶性樹脂組成物が提供される。またポリ(乳酸)(P
LA)とポリ(ε−カプロラクトン)(PCL)の混合
樹脂100重量部に対してポリ(ε−カプロラクトン)
−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体1〜1
00重量部からなる前記いずれかの発明の相溶性樹脂組
成物が提供される。また、ブロック共重合体を構成する
(ε−カプロラクトン)単量体単位と(エチレングリコ
ール)単量体単位が重量で(ε−カプロラクトン)単位
/(エチレングリコール)単位=99/1〜40/60
(両者の合計は100重量%)である前記いずれかの発
明の相溶性樹脂組成物が提供される。
That is, according to the present invention, poly (lactic acid),
Poly (ε-caprolactone) and poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) as a compatibilizer
Provided is a compatible resin composition containing a block copolymer. In the said invention, the compatible resin composition whose poly (lactic acid) (PLA) is poly (L-lactic acid) (PLLA) is provided. In addition, poly (lactic acid) (PLA) and poly (ε
-Caprolactone) (PCL) in a mixing ratio of ((PLA) / (PCL)) = 1/99 to 99/1 (the total of both is 100% by weight), which is the compatible resin composition according to any one of the above inventions. Things are offered. In addition, poly (lactic acid) (P
100 parts by weight of a mixed resin of LA) and poly (ε-caprolactone) (PCL) is added to poly (ε-caprolactone).
-Poly (ethylene glycol) block copolymers 1-1
There is provided a compatible resin composition of any one of the above inventions, which comprises 100 parts by weight. Further, the (ε-caprolactone) monomer unit and the (ethylene glycol) monomer unit constituting the block copolymer are by weight (ε-caprolactone) unit / (ethylene glycol) unit = 99/1 to 40/60
There is provided the compatible resin composition according to any one of the above inventions (the total of both is 100% by weight).

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳しく説明
する。純PCLはPLAとは混和しない。このような非
混和性ブレンドにおいて個々のブレンド成分相間の接着
性を改善するプロセスを相溶化と呼ぶ。本発明では、P
CL、PLA及びポリ(ε−カプロラクトン)−ポリ
(エチレングリコール)ブロック共重合体(以下、「P
CL−b−PEG」と略称することもある)からなる樹
脂組成物の破断伸度及び引張強度の両方が、PCL及び
PLAの各ポリマーを単純にブレンドした場合のブレン
ド物と比較して、より改善されていれば本発明の相溶性
樹脂組成物であるとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. Pure PCL is immiscible with PLA. The process of improving the adhesion between the individual blend component phases in such immiscible blends is called compatibilization. In the present invention, P
CL, PLA and poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) block copolymer (hereinafter referred to as “P
CL-b-PEG ”), both of the elongation at break and the tensile strength of the resin composition are higher than those obtained by simply blending the PCL and PLA polymers. If it is improved, it is regarded as the compatible resin composition of the present invention.

【0010】本発明でポリマーブレンドに用いるポリ
(乳酸)(PLA)としては、例えば、PLLA、ポリ
(D)乳酸、ポリ(DL−乳酸)(PDLLA)等があ
り、或いはこれらの混合物が含まれる。PLAの選択に
当たって、特に制限はないが、入手が容易でありかつ本
発明の効果をより発揮させ得る観点からPLLAであ
る。また分子量(数平均分子量Mn、以下同じ)は1
0,000以上、更には40,000以上であることが
好ましい。なお、本発明におけるPLAに代わり、また
はPLAと共にポリグリコール酸(PGA)を用いても
本発明と同様の効果が期待される。また、ポリマーブレ
ンドに用いるもう一方のポリマーであるポリ(ε−カプ
ロラクトン)(PCL)は、ポリマーブレンド物に機械
的強度、及び柔軟性を付与する意味で重要であるが、選
択に当たっての特段の制限はない。数平均分子量は1
0,000以上、更には50,000以上であることが
好ましい。なお、PCLにはε−カプロラクトンを主体
とし本発明の効果を阻害しない範囲で、他のラクトン類
と共重合したものも含まれる。PLAとPCLのブレン
ド割合(PLA/PCL)は、目的とするポリマーブレ
ンドに要求される機能により決定され、特に制限はない
が、重量で1/99〜99/1(両者の合計は100重
量%)、更には20/80〜80/20が好ましい。
The poly (lactic acid) (PLA) used in the polymer blend in the present invention includes, for example, PLLA, poly (D) lactic acid, poly (DL-lactic acid) (PDLLA), or a mixture thereof. . The selection of PLA is not particularly limited, but it is PLLA from the viewpoint that it is easily available and the effect of the present invention can be more exerted. The molecular weight (number average molecular weight Mn, the same applies hereinafter) is 1
It is preferably 50,000 or more, more preferably 40,000 or more. It should be noted that the same effect as that of the present invention can be expected even if polyglycolic acid (PGA) is used instead of or together with PLA in the present invention. Poly (ε-caprolactone) (PCL), which is the other polymer used in the polymer blend, is important in terms of imparting mechanical strength and flexibility to the polymer blend, but there are particular restrictions on selection. There is no. Number average molecular weight is 1
It is preferably 50,000 or more, more preferably 50,000 or more. In addition, PCL includes those mainly composed of ε-caprolactone and copolymerized with other lactones as long as the effects of the present invention are not impaired. The blend ratio of PLA and PCL (PLA / PCL) is determined by the function required for the intended polymer blend and is not particularly limited, but is 1/99 to 99/1 by weight (the total of both is 100% by weight. ), And more preferably 20/80 to 80/20.

【0011】本発明で用いるポリ(ε−カプロラクト
ン)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体
(PCL−b−PEG)は、ポリ(ε−カプロラクト
ン)(PCL)とポリ(エチレングリコール)(PE
G)又はモノメトキシ−ポリ(エチレングリコール)
(以下、「MPEG」と略称することもある。)とのブ
ロック共重合体であり、好ましくは前者であり、相溶化
剤として用いる。該ブロック共重合体の一方のブロック
を構成するPCL単位としては、特に制限はないが、P
CLブロックの平均の分子量は1,000以上、更に1
0,000以上であることが好ましい。ブロック共重合
体のPCLブロック単位の平均の分子量は、該ブロック
重合体を合成するときのブロック共重合の反応条件(例
えば、ε−カプロラクトン単量体の仕込み割合、反応温
度等)でコントロールできる。なお、PCLブロックに
は、ε−カプロラクトンのみからなる場合の他、ε−カ
プロラクトンを主体とし本発明の効果を阻害しない範囲
で、他のラクトン類と共重合したものも含まれる。ま
た、該ブロック共重合体の他方のブロックを構成するP
EG又はMPEGとしては、特段の制限はないが、PE
Gブロックの平均の分子量は500〜300,000、
更には、1,000〜100,000が好ましい。又は
MPEGブロックの平均の分子量は500〜300,0
00、更には500〜100,000が好ましい。PE
G又はMPEGブロック単位の分子量が小さすぎたり、
或いは大きすぎると、相溶化効果が発現し難くなる。P
CL−b−PEGの数平均分子量は1,500以上、更
には10,000以上であることが好ましい。数平均分
子量が1,000に満たないと機械的強度、柔軟性など
の相溶化効果が発現し難くなるので、ブレンドに用いる
PLA及びPCLの分子量も考慮に入れて適宜決めると
よい。なお、本発明で使用するポリ(ε−カプロラクト
ン)−ポリ(エチレングリコール)ブロック共重合体に
おいて、ポリ(エチレングリコール)ブロックの代り
に、ポリ(プロピレングリコール)ブロック又はポリ
(エチレングリコール・プロピレングリコール)ランダ
ムブロックを用いたブロック共重合体も同様に使用する
ことができる。
The poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) block copolymer (PCL-b-PEG) used in the present invention comprises poly (ε-caprolactone) (PCL) and poly (ethylene glycol) (PE).
G) or monomethoxy-poly (ethylene glycol)
(Hereinafter, sometimes abbreviated as "MPEG"), which is a block copolymer, preferably the former and used as a compatibilizer. The PCL unit constituting one block of the block copolymer is not particularly limited, but P
The average molecular weight of CL block is 1,000 or more, moreover 1
It is preferably 10,000 or more. The average molecular weight of the PCL block unit of the block copolymer can be controlled by the reaction conditions of the block copolymer when synthesizing the block polymer (for example, the charging ratio of ε-caprolactone monomer, the reaction temperature, etc.). The PCL block includes not only ε-caprolactone alone, but also copolymers containing ε-caprolactone as a main component and copolymerized with other lactones as long as the effects of the present invention are not impaired. Further, P constituting the other block of the block copolymer
There is no particular limitation for EG or MPEG, but PE
The average molecular weight of the G block is 500 to 300,000,
Furthermore, 1,000-100,000 are preferable. Alternatively, the average molecular weight of the MPEG block is 500 to 300,0.
00, and more preferably 500 to 100,000. PE
The molecular weight of G or MPEG block unit is too small,
Alternatively, if it is too large, the compatibilizing effect becomes difficult to be exhibited. P
The number average molecular weight of CL-b-PEG is preferably 1,500 or more, and more preferably 10,000 or more. If the number average molecular weight is less than 1,000, compatibilizing effects such as mechanical strength and flexibility are less likely to appear, so it may be appropriately determined in consideration of the molecular weights of PLA and PCL used in the blend. In the poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) block copolymer used in the present invention, instead of the poly (ethylene glycol) block, a poly (propylene glycol) block or poly (ethylene glycol / propylene glycol) is used. A block copolymer using random blocks can be used as well.

【0012】ブロック共重合体を構成する(ε−カプロ
ラクトン)単量体単位と(エチレングリコール)単量体
単位の割合は特に制限はないが、重量で(PCL/PE
G)=99/1〜40/60(両者の合計は100重量
%)、更には98/2〜50/50が好ましい。
The ratio of the (ε-caprolactone) monomer unit and the (ethylene glycol) monomer unit constituting the block copolymer is not particularly limited, but it is (PCL / PE) by weight.
G) = 99/1 to 40/60 (total of 100% by weight of both), and further preferably 98/2 to 50/50.

【0013】前記ブロック共重合体は、特開2002−
69279号公報又はShuai, X.; He, Y.; Na, Y.-H.;
Inoue, Y., J. Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2600.記
載の方法に準じ、下記スキーム1に示す通り合成でき
る。すなわち、窒素封入下に、予めPEG又はMPEG
の入った撹拌器を装着した反応容器にε−カプロラクト
ンを重合開始剤と共に注入し、反応温度を110〜12
0℃で、15〜25時間反応させ、反応後、生成物をク
ロロホルムに溶解し、次いでメタノールを加えて沈殿さ
せて精製することによって得ることができる。得られる
ブロック共重合体は、式(1)及び(2)で表される。
例えば、事前に秤量し、乾燥した分子量20,000の
ポリ(エチレングリコール)(PEG20000)又は
分子量750のモノメトキシ−ポリ(エチレングリコー
ル)(MPEG750)の中に計算量のカプロラクタム
及びオクチル第二錫をそれぞれ加えることによりポリ
(エチレングリコール)(PEG)とPCLのブロック
共重合体を合成できる。
The block copolymer is disclosed in JP-A-2002-
69279 or Shuai, X .; He, Y .; Na, Y.-H .;
According to the method described in Inoue, Y., J. Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2600., it can be synthesized as shown in the following scheme 1. That is, PEG or MPEG is previously filled with nitrogen.
Into a reaction vessel equipped with a stirrer containing ε, ε-caprolactone was injected together with a polymerization initiator, and the reaction temperature was set at 110 to
It can be obtained by reacting at 0 ° C. for 15 to 25 hours, and after the reaction, the product is dissolved in chloroform and then methanol is added to precipitate and purify. The resulting block copolymer is represented by formulas (1) and (2).
For example, a calculated amount of caprolactam and octyl stannate in pre-weighed and dried poly (ethylene glycol) of 20,000 molecular weight (PEG 20000) or monomethoxy-poly (ethylene glycol) of 750 molecular weight (MPEG750). By adding each, a block copolymer of poly (ethylene glycol) (PEG) and PCL can be synthesized.

【0014】[0014]

【化1】 (n,mは1以上の整数)[Chemical 1] (N and m are integers of 1 or more)

【0015】このようにして得たブロック共重合体(P
CL−b−PEG)は、(PLA)/(PCL)の混合
樹脂100重量部に対して1〜100重量部、更には、
5〜20重量部添加することが好ましい。添加量が1重
量部に満たないとブロック共重合体の相溶化剤としての
効果が発現しない。また、100重量部を越えると、相
溶化剤であることの意義を失うため好ましくない。
The block copolymer (P
CL-b-PEG) is 1 to 100 parts by weight, and further, 100 parts by weight of (PLA) / (PCL) mixed resin.
It is preferable to add 5 to 20 parts by weight. If the amount added is less than 1 part by weight, the effect of the block copolymer as a compatibilizer will not be exhibited. Further, if it exceeds 100 parts by weight, the significance of being a compatibilizing agent is lost, which is not preferable.

【0016】(PLA)、(PCL)及び(PCL−b
−PEG)は、予め(PLA)/(PCL)の混合樹脂
を調製しておき、これに(PCL−b−PEG)を所定
量添加してもよいし、各樹脂を同時に混合してもよい。
混合は公知の方法で行うことができる。混合装置に関し
ては特に限定されるものではないが、例えば、押出機を
用いて混合する方法(溶融混練法)が短時間で連続的に
処理できる点で工業的には推奨される。混合時の温度は
180〜210℃の範囲が好ましい。共通溶媒に三者を
同時に溶解後、溶媒を除去する方法によっても相溶性樹
脂組成物を調製できる。また、本発明の相溶性樹脂組成
物には、本発明の効果を損なわない範囲で改質剤、充填
剤、滑剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、安定剤、顔料、
着色剤、各種フィラー、静電気防止剤、離型剤、可塑
剤、香料、抗菌剤等の各種添加剤の他に、エステル交換
触媒、各種モノマー、カップリング剤、末端処理剤、そ
の他の樹脂、木粉、でんぷん等を加えることができる。
(PLA), (PCL) and (PCL-b
For (-PEG), a mixed resin of (PLA) / (PCL) may be prepared in advance, and a predetermined amount of (PCL-b-PEG) may be added thereto, or each resin may be mixed simultaneously. .
The mixing can be performed by a known method. The mixing device is not particularly limited, but for example, a method of mixing using an extruder (melt kneading method) is industrially recommended in that it can be continuously processed in a short time. The temperature during mixing is preferably in the range of 180 to 210 ° C. The compatible resin composition can also be prepared by a method of simultaneously dissolving the three in a common solvent and then removing the solvent. Further, the compatible resin composition of the present invention, a modifier, a filler, a lubricant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a stabilizer, a pigment, within a range that does not impair the effects of the present invention,
In addition to various additives such as colorants, various fillers, antistatic agents, release agents, plasticizers, fragrances, antibacterial agents, etc., transesterification catalysts, various monomers, coupling agents, terminal treatment agents, other resins, wood Powder, starch, etc. can be added.

【0017】本発明の相溶性樹脂組成物は、適度な破断
伸張性、引張強度、生分解性を有するので、例えば、射
出成形、押出成形、真空成形、ブロー成形等により成形
し、農業分野、漁業分野、食品分野、衣料分野、医療分
野、包装材料分野で広く用いることができる。
Since the compatible resin composition of the present invention has appropriate elongation at break, tensile strength and biodegradability, it can be molded by injection molding, extrusion molding, vacuum molding, blow molding, etc. It can be widely used in the fishery field, food field, clothing field, medical field, and packaging material field.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、
分析及び評価は以下のように行った。H NMR測定
は、JOEL(日本)社製GSX−270分光計にて2
70MHz、25℃、CDCl3溶液中で行った。分子
量は、東ソー SC−8010コントローラー及び屈折
検出器(refractive detector)を具備した東ソーHL
C−8020のGPCシステム(トーソー、日本)によ
って測定した。溶離液としてクロロホルムを用い、標準
として狭い分子量分布を有するポリスチレン・サンプル
を使用した。示差走査熱量計(DSC)分析は、セイコ
ーDSC200Uシステム(セイコーインスツルメンツ
(日本))で行った。先ず、サンプルは、20℃/分の
昇温レートで−100℃から195℃に昇温した。次い
で急冷の後、サンプルを再び−100℃から195℃ま
で10℃/分の昇温レートで加熱した。セカンドヒート
ランで得たDSCスキャン図の熱容量変化の中心点をガ
ラス転移温度(Tg)とした。セカンドヒートランの結
晶化発熱のピークトップ値を冷却−結晶化温度(Tc
c)とし、ファーストヒートランの溶融吸熱のピークト
ップを融点(Tm)とした。溶融エンタルピー(ΔH)
は、ファーストランDSC曲線の吸熱ピークの積分値か
ら算出した。機械的特性の測定は、EZ試験機((株)
島津製作所製、日本)を用いて3mm/分のクロスヘッ
ド速度で室温で行った。報告した値は、各々少なくとも
3個の試験片の平均値である。原子間力顕微鏡検査(A
FM)は、SPI3800/SPA400(セイコーイ
ンスツルメンツ社)によって観察した。14Nm−1
ばね定数の200μmの長さのマイクロカンチレバーに
据え付けたピラミッド−シリコン素子(シリコン製のピ
アゾ素子)をダイナミックフォース(タッピング)モー
ド実験に用いた。高さ及びデフレクションイメージを同
時に観察した。
EXAMPLES The present invention will now be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. still,
The analysis and evaluation were performed as follows. 1 H NMR measurement was performed with a JSX (Japan) GSX-270 spectrometer.
It was performed in a CDCl3 solution at 70 MHz and 25 ° C. The molecular weight is Tosoh HL equipped with Tosoh SC-8010 controller and refractive detector.
It was measured by C-8020 GPC system (Tosoh, Japan). Chloroform was used as the eluent and polystyrene samples with narrow molecular weight distribution were used as standards. The differential scanning calorimeter (DSC) analysis was performed by Seiko DSC200U system (Seiko Instruments (Japan)). First, the sample was heated from -100 ° C to 195 ° C at a heating rate of 20 ° C / min. After quenching, the sample was then heated again from -100 ° C to 195 ° C at a rate of 10 ° C / min. The center point of the heat capacity change of the DSC scan diagram obtained by the second heat run was defined as the glass transition temperature (Tg). The peak top value of the crystallization exotherm of the second heat run is cooled to the crystallization temperature (Tc
c), and the peak top of the melting endotherm of the fast heat run was taken as the melting point (Tm). Melting enthalpy (ΔH)
Was calculated from the integrated value of the endothermic peak of the fast run DSC curve. The mechanical properties are measured by EZ tester (Co., Ltd.)
Shimadzu (Japan) was used at a crosshead speed of 3 mm / min at room temperature. The reported values are average values of at least 3 test pieces each. Atomic force microscopy (A
FM) was observed by SPI3800 / SPA400 (Seiko Instruments Inc.). A pyramid-silicon device (Piazo device made of silicon) mounted on a 200 μm long microcantilever with a spring constant of 14 Nm −1 was used for the dynamic force (tapping) mode experiment. Height and deflection images were observed simultaneously.

【0019】使用原料は以下のようにした。ポリ(L−
乳酸)(PLLA)(Mw=1.38xl05,Mw/
Mn=1.65)、及びポリ(DL−乳酸)(PDLL
A)(Mw=1.06x105,Mw/Mn=2.4
5;アイソタックテイックダイアド画分[i]=0.5
0)は(株)島津製作所(日本)より入手した。これら
のサンプルは、使用前にクロロホルム溶液からエタノー
ル中に入れ、沈殿させて精製した。ポリ(ε−カプロラ
クトン)(PCL)は、ダイセル化学工業(株)製、セ
ルグリーンPH4(Mw=1.15x105,Mw/M
n=1.47)をそのまま用いた。分子量20000
(PEG20000、Mn=20000)のポリ(エチ
レングリコール)(Aldrichから入手)と分子量750
(MPEG750、Mn=750)のメトキシ−ポリ
(エチレングリコール)(Aldrichから入手)は、使用
前にテトラヒドロフラン(THF)溶液とし、これをヘ
キサン中で沈殿し、減圧下60℃で8時間乾燥し精製し
た。ε−カプロラクトン(Acrosから入手)はCaH2
存在下、真空蒸留により精製した。カプリル酸錫(II)
(Stannous(II) octoate)(和光純薬(株))は、入手
したままの状態で使用した。
The raw materials used were as follows. Poly (L-
Lactic acid) (PLLA) (Mw = 1.38 × 10 5 , Mw /
Mn = 1.65), and poly (DL-lactic acid) (PDLL
A) (Mw = 1.06 × 105, Mw / Mn = 2.4)
5; Isotack dyad fraction [i] = 0.5
0) was obtained from Shimadzu Corporation (Japan). These samples were purified by precipitation from chloroform solution into ethanol and precipitation before use. Poly (ε-caprolactone) (PCL) is manufactured by Daicel Chemical Industries Ltd., Cell Green PH4 (Mw = 1.15 × 10 5 , Mw / M).
n = 1.47) was used as is. Molecular weight 20000
(PEG 20000, Mn = 20000) poly (ethylene glycol) (obtained from Aldrich) and molecular weight 750
Methoxy-poly (ethylene glycol) (MPEG750, Mn = 750) (obtained from Aldrich) was made into a tetrahydrofuran (THF) solution before use, which was precipitated in hexane and dried under reduced pressure at 60 ° C. for 8 hours for purification. did. ε-caprolactone (obtained from Acros) is CaH2
Purified by vacuum distillation in the presence. Tin (II) caprylate
(Stannous (II) octoate) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as received.

【0020】(ポリ(ε−カプロラクトン)−ポリ(エ
チレングリコール)ブロック共重合体(PCL−b−P
EG)の製造) 乾燥窒素気流下に、ε−カプロラクトン15g(PEG
20000の場合)、又は195g(MPEG750の
場合)及びカプリル酸錫(II)0.002g(PEG
20000の場合)又は0.032g(MPEG750
の場合)を予め秤量し、乾燥したポリ(エチレングリコ
ール)(PEG20000を5g又はMPEG750を
3g)が入っているフラスコに注入した。フラスコを乾
燥窒素でパージし、密封した。次いで反応混合物を11
5℃に加熱し、オイルバス中この温度で24時間保持し
た。重合生成物は、クロロホルムに溶解させメタノール
中で沈殿させる操作を2度行い精製した。精製した重合
体は真空中40℃で恒量になるまで乾燥し、それぞれP
EG20000系(PCL−b−PEG)を12.43
g、及びMPEG750系(PCL−b−MPEG)を
161.75g得た。精製された共重合体はH NM
Rによって同定し、分子量はGPC測定によって推定し
た。その結果、Mw=1.15x105およびMw/M
n=1.86を有するPEG20000ベースのブロッ
ク共重合体およびMw=6.38x104およびMw/
Mn=1.45を有するMPEG750ベースのブロッ
ク共重合体が得られた。H NMRスペクトルはブロ
ック共重合体に由来する構造とよい一致を示し、すべて
の精製共重合体のGPCカーブは単一形態の分布を示し
た。従って、HNMR及びGPC測定からこの反応は
共重合反応であること、及びブロック共重合体の精製物
にはPEG及びPCLの痕跡量も残存しないことを確認
した。
(Poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) block copolymer (PCL-b-P
Production of EG)) In a dry nitrogen stream, 15 g of ε-caprolactone (PEG
20000) or 195 g (in the case of MPEG750) and tin (II) caprylate 0.002 g (PEG
20000) or 0.032g (MPEG750
Was weighed in advance and poured into a flask containing dried poly (ethylene glycol) (5 g of PEG 20000 or 3 g of MPEG 750). The flask was purged with dry nitrogen and sealed. Then the reaction mixture is added to 11
It was heated to 5 ° C. and kept at this temperature in an oil bath for 24 hours. The polymerization product was purified by dissolving it in chloroform and precipitating it in methanol twice. The purified polymer was dried in vacuum at 40 ° C until a constant weight was obtained.
EG2000 series (PCL-b-PEG) 12.43
and 161.75 g of MPEG750 system (PCL-b-MPEG) were obtained. The purified copolymer is 1 H NM
It was identified by R and the molecular weight was estimated by GPC measurement. As a result, Mw = 1.15 × 10 5 and Mw / M
PEG 20000-based block copolymer with n = 1.86 and Mw = 6.38 × 10 4 and Mw /
An MPEG750-based block copolymer with Mn = 1.45 was obtained. The 1 H NMR spectrum showed good agreement with the structure derived from the block copolymer, and the GPC curves of all the purified copolymers showed a monomorphic distribution. Therefore, it was confirmed from 1 HNMR and GPC measurements that this reaction was a copolymerization reaction, and that trace amounts of PEG and PCL did not remain in the purified product of the block copolymer.

【0021】ブレンドの調製 熱分析用に、以下のブレンドフィルムを調製した。 PLLAとPCL−b−PEGのブレンド PDLLAとPCL−b−PEGのブレンド PCL−b−PEGの有無のPLLAとPCLのブレン
ド PCL−b−PEGの有無のPDLLAとPCLのブレ
ンド ブレンドフィルムはテフロン(登録商標)製ペトリ皿に
2wt%クロロホルム溶液をキャストし、溶媒を一晩室
温で蒸発させることによって調製した。残留した溶媒を
除去するために室温で2週間、真空下で乾燥した後に、
キャストフィルムをラボプレス(ミニテストプレス−1
0、東洋精機社製、日本)を使用して5MPaの圧力
下、195℃、3分間、テフロン・シート間で圧縮成形
し、その後2枚の鉄プレートの間で室温まで急冷した。
Blend Preparation The following blend films were prepared for thermal analysis. Blend of PLLA and PCL-b-PEG Blend of PDLLA and PCL-b-PEG Blend of PLLA and PCL with and without PCL-b-PEG Blend of PDLLA and PCL with and without PCL-b-PEG Blend film is Teflon (registered) It was prepared by casting a 2 wt% chloroform solution in a Trademark) Petri dish and evaporating the solvent overnight at room temperature. After drying under vacuum for 2 weeks at room temperature to remove residual solvent,
Cast film is Lab Press (Mini Test Press-1
0, manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., under pressure of 5 MPa, 195 ° C., compression molded between Teflon sheets for 3 minutes, and then rapidly cooled to room temperature between two iron plates.

【0022】PLA/PCLブレンド薄膜の調製 原子間力顕微鏡検査(AFM)用に、まず最初に以下の
PLA(PLLAおよびPDLLA)/PCLの二成分
系ブレンド薄膜をクロロホルム溶液から溶媒キャスト法
により調製した。PLLA/PCLの重量比は100/
0、90/10、80/20、70/30および50/
50であり、PDLLA/PCLのそれらは100/
0、80/20、70/30、50/50および30/
70であった。重合体溶液(1.0%(w/v))の1
0μL液滴をガラス・カバー・スリップ(基板寸法18
×18mm)に置き、溶液を広げるため他のカバー・ス
リップで挟んだ。それからカバー・スリップは互いにス
ライドされ、二成分系ブレンドの薄層が基板表面の上に
形成された。薄膜の厚みは、約100ナノメートルであ
った。室温で最初のAFM観察の後、基板上の薄膜を上
記ラボプレスの熱プレート上で、195℃で一分間加熱
し、それから取り出し、室温まで冷やし、5、15、2
5分間後に、再びAFM観察を行った。
Preparation of PLA / PCL Blend Thin Films For atomic force microscopy (AFM), first the following PLA (PLLA and PDLLA) / PCL binary blend films were prepared from a chloroform solution by solvent casting. . The weight ratio of PLLA / PCL is 100 /
0, 90/10, 80/20, 70/30 and 50 /
50 and those of PDLLA / PCL are 100 /
0, 80/20, 70/30, 50/50 and 30 /
It was 70. 1 of polymer solution (1.0% (w / v))
Glass cover slip (substrate size 18)
X 18 mm) and sandwiched with another cover slip to spread the solution. The coverslips were then slid together and a thin layer of binary blend was formed on the substrate surface. The thickness of the thin film was about 100 nanometers. After the first AFM observation at room temperature, the thin film on the substrate was heated on the lab press hot plate at 195 ° C. for 1 minute, then removed and cooled to room temperature for 5, 15, 2
After 5 minutes, AFM observation was performed again.

【0023】PLLAとPEG20000ベースのPC
L−b−PEGのブレンドのDSC測定の結果を表1に
示す。
PC based on PLLA and PEG 20000
The results of DSC measurement of the Lb-PEG blend are shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 a Tcc及びTgは、それぞれ冷却−結晶化温度及び
ガラス転移温度である。PLLA部分のTcc値のみを
示した。Tm、ΔH、及びXcは、それぞれ融点、溶融
エンタルピー、及び結晶化度である。共重合体の溶融エ
ンタルピー(ブレンド中の成分の重量フラクションで規
格化したもの)も括弧内に示した。 b Cop1は、PEG20000ベースのPCL−b
−PEGブロック共重合体を示す。 c n.d.は、不検出を示す。
[Table 1] a Tcc and Tg are cooling-crystallization temperature and glass transition temperature, respectively. Only the Tcc value of the PLLA part is shown. Tm, ΔH, and Xc are melting point, melting enthalpy, and crystallinity, respectively. The melt enthalpy of the copolymer (normalized by the weight fraction of the components in the blend) is also shown in parentheses. b Cop1 is a PEG 20000 based PCL-b
-Shows a PEG block copolymer. cn. d. Indicates no detection.

【0025】典型例として、図1および2は、それぞ
れ、ファーストヒートスキャンおよびセカンドヒートス
キャンよって記録された、PLLA、PCL−b−PE
Gおよびそれらの様々な成分組成のブレンドのDSCト
レースを示す。
As a typical example, FIGS. 1 and 2 show PLLA, PCL-b-PE recorded by a first heat scan and a second heat scan, respectively.
3 shows a DSC trace of G and blends of various component compositions thereof.

【0026】ブレンド内のPCL−b−PEGの溶融エ
ンタルピーは、ブレンド含有量にかかわりなくブレンド
フィルム中のPLLAのガラス転移エンタルピー(ΔH
g=4.9J/g)が一定であるという仮定の下に算出
した。ブレンド内のPLLAの結晶度(Xc)は、完全
な結晶PLLAの溶解エンタルピーが93J/gである
と仮定することによって算出した。Tgの顕著な変化
は、ブレンド中のPLLAリッチ相で認められた。PL
LAリッチ相のTgは、61℃(PLLA100%)か
ら38℃(50/50の混合)まで低下する。その上、
PCL−b−PEG共重合体の他の一連のTgは一定で
あり、比較的高い共重合体含有量では純粋なPCLのそ
れ(60℃)に近かった。一方、前出のヤン等の報告な
どによりPLLA/PCLブレンド系は非混和性であ
り、他方、PLLAはPEGと混和性であることが報告
されている。DSCによるTg測定、及び、上記報告を
考慮すると、PLLAの不定形領域がPCL−b−PE
GのPEGドメインのそれと混和性であること及び結晶
相や非晶相を含む分離したPCLドメインがブレンド中
に存在することが結論づけられる。それゆえ、PCL−
b−PEGのPCL鎖以外のPEG鎖がPLLA非晶領
域の中に浸透することがPLLA相のTg低下の原因に
なったことは明らかである。現時点では、PCLブロッ
クとPEGブロックの接合部に近い短いPCL鎖の小部
分が、PLLA非晶領域に入り込んでいるのかどうかは
明らかではない。しかし、ホモPCLがPLLAと非混
和性であるように(J. Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2
600)、PCL−b−PEGのPCLセグメント相は、概
してPLLAとなお非混和性であることは確かである。
PLLA成分の融解ピークの温度は、ブレンド中のその
含有量の増加とともに173℃(170℃)から162
℃(約10℃の減少であること)まで変化した。この結
果は、PLLAの結晶化がPCL−b−PEGの添加に
よって大きく影響されることを示した。この種の結果
は、PCL−b−PEG共重合体がPLLAの希釈剤と
して作用し得ること、及び、2つの構成成分が溶融相に
おいて相溶性であることを示す。このことは、また、純
粋なPLLAの冷却−結晶化温度(Tcc)が121℃
で観察されるが、これらのブレンド内のPLLAの冷却
−結晶化温度はPLLAのそれより低いという点にも示
されている。PLLAの結晶化は、PCL−b−PEG
とブレンドするとより容易になるようである。ブレンド
内のPLLAの補正ΔH値および結晶化度(Xc)のわ
ずかな増加は、PLLA結晶の完成度向上に関係してい
るかも知れない。実際、PLLAがPCL−b−PEG
にブレンドされるときに、結晶PLLA相内の重合体鎖
の再組織化が純粋なホモポリマーの場合より高いTm−
Tccの差によって容易になる。前記Dell'Ebra等の報
告によれば、PCLの存在がPLLA/PCLブレンド
内のPLLAの結晶化率を向上させ、そして、これはた
ぶん核形成率の増加によって起こる。相分離したドメイ
ンの境界領域が、結晶化に有利な核形成サイトを提供す
ることができ、そして、それ故に、構成成分の非混和性
のために、PLLAの結晶化速度は純粋な溶融PLLA
のそれより低い核形成障壁によって促進される。他の理
由としては、PEGとPLLA内の混和性の結果とし
て、PEGの可塑化作用が働き、PEGドメインの存在
がPLLAの結晶化度を高めたことが考えられる。これ
らの結果から、共重合体のPEG鎖がPLLAの非晶領
域に混入されるときに、PLLA鎖からは自由な孤立し
たPCLドメインがまだPCL−b−PEG共重合体お
よびPLLAのブレンド内に存在することは確かであ
る。PCL−b−PEGの熱挙動については、PCL−
b−PEGのTmが68℃周辺で不変のままであるが、
PLLA含有量の増加に伴ないブレンド内の共重合体に
帰属する溶融エンタルピーが著しく減少する。上記の考
察と同様に、PCL−b−PEGのPEGセグメントの
結晶化がPLLAを添加するとかなり抑制され、その一
方で、共重合体のPCLセグメントの結晶化は少しも影
響を受けなかったと考えるのが合理的である。
The melt enthalpy of PCL-b-PEG in the blend is the glass transition enthalpy (ΔH) of PLLA in the blend film regardless of the blend content.
It was calculated under the assumption that g = 4.9 J / g) was constant. The crystallinity (Xc) of PLLA in the blend was calculated by assuming a completely crystalline PLLA enthalpy of dissolution of 93 J / g. A significant change in Tg was observed in the PLLA rich phase in the blend. PL
The Tg of the LA rich phase drops from 61 ° C (PLLA 100%) to 38 ° C (50/50 mix). Moreover,
The other series of Tg's for PCL-b-PEG copolymers were constant and approached that of pure PCL (60 ° C) at relatively high copolymer contents. On the other hand, it has been reported that the PLLA / PCL blend system is immiscible and the PLLA is miscible with PEG, as reported by Yang et al. Considering the Tg measurement by DSC and the above report, the amorphous region of PLLA is PCL-b-PE.
It is concluded that it is miscible with that of the PEG domain of G and that discrete PCL domains containing crystalline and amorphous phases are present in the blend. Therefore, PCL-
It is clear that the penetration of PEG chains other than the PCL chain of b-PEG into the PLLA amorphous region caused a decrease in Tg of the PLLA phase. At this time, it is not clear whether a small portion of the short PCL chain near the junction of the PCL block and the PEG block has entered the PLLA amorphous region. However, it appears that homo-PCL is immiscible with PLLA (J. Appl. Polym. Sci., 2001, 80, 2
600), the PCL-segment phase of PCL-b-PEG is certainly still immiscible with PLLA.
The temperature of the melting peak of the PLLA component varies from 173 ° C (170 ° C) to 162 with increasing its content in the blend.
C (which is a decrease of about 10 C). This result showed that the crystallization of PLLA was greatly affected by the addition of PCL-b-PEG. This type of result indicates that the PCL-b-PEG copolymer can act as a diluent for PLLA and that the two components are compatible in the melt phase. This also means that the cooling-crystallization temperature (Tcc) of pure PLLA is 121 ° C.
It is also shown that the cooling-crystallization temperature of PLLA in these blends is lower than that of PLLA. Crystallization of PLLA was performed using PCL-b-PEG.
It seems easier to blend with. A slight increase in the corrected ΔH value and crystallinity (Xc) of PLLA in the blend may be related to the improved perfection of PLLA crystals. In fact, PLLA is PCL-b-PEG
When blended into the polymer, the reorganization of the polymer chains within the crystalline PLLA phase is higher than that of the pure homopolymer by Tm-
This is facilitated by the difference in Tcc. According to the report of Dell'Ebra et al., The presence of PCL enhances the crystallization rate of PLLA in PLLA / PCL blends, and this is probably caused by the increased nucleation rate. The boundary regions of the phase separated domains can provide nucleation sites that favor crystallization and, therefore, due to the immiscibility of the constituents, the crystallization rate of PLLA is
Promoted by a lower nucleation barrier. Another reason may be that the miscibility between PEG and PLLA results in the plasticizing action of PEG and the presence of PEG domains increased the crystallinity of PLLA. These results indicate that when the PEG chains of the copolymer are incorporated into the amorphous regions of the PLLA, isolated PCL domains free from the PLLA chains are still within the blend of PCL-b-PEG copolymer and PLLA. It certainly exists. For the thermal behavior of PCL-b-PEG, see PCL-
Although the Tm of b-PEG remains unchanged around 68 ° C,
With increasing PLLA content, the melt enthalpy attributed to the copolymer in the blend is significantly reduced. Similar to the discussion above, we believe that the crystallization of the PEG segment of PCL-b-PEG was significantly suppressed by the addition of PLLA, while the crystallization of the PCL segment of the copolymer was not affected at all. Is rational.

【0027】表2は、PLLAとMPEG750ベース
のPCL−b−MPEG共重合体のブレンドの熱特性を
示す。
Table 2 shows the thermal properties of the blends of PLLA and MPEG750 based PCL-b-MPEG copolymer.

【0028】[0028]

【表2】 a Tcc及びTgは、それぞれ冷却−結晶化温度及び
ガラス転移温度である。PLLA部分のTcc値のみを
示した。Tm、ΔH、及びXcは、それぞれ融点、溶融
エンタルピー、及び結晶化度である。共重合体の溶融エ
ンタルピー(ブレンド中の成分の重量フラクションから
規格化した)も括弧内に示した。 b Cop2は、MPEG750ベースのPCL−b−
MPEGブロック共重合体を示す。 c n.d.は、不検出を示す。
[Table 2] a Tcc and Tg are cooling-crystallization temperature and glass transition temperature, respectively. Only the Tcc value of the PLLA part is shown. Tm, ΔH, and Xc are melting point, melting enthalpy, and crystallinity, respectively. The melt enthalpy of the copolymer (normalized from the weight fraction of the components in the blend) is also shown in brackets. b Cop2 is an MPEG750-based PCL-b-
1 shows an MPEG block copolymer. cn. d. Indicates no detection.

【0029】MPEG750ベースの共重合体を含むブ
レンドの熱特性とPEG20000ベースの共重合体を
含むブレンドのそれとを比較すると以下の興味深い点が
分かる。PLLAの融点Tmは、PLLA/PCL−b
−PEGブレンドのそれらより低下が少なく、PCL−
b−MPEG共重合体のPCLセグメント内の結晶相の
融点Tmは、ブレンド組成に伴って顕著な変化を示さな
い。ブレンド内のPCLセグメント相のガラス転移点T
gは、純粋なPCLのそれとほとんど同じものと考える
ことができる。共重合体含有量の増加に伴うPLLAリ
ッチな不定形相に帰属されるガラス転移点Tgの減少
は、共重合体のPEG鎖がPLLAの不定形領域に深く
入りこんでいることを示している。しかし、MPEG7
50ベースの共重合体のPEGセグメントは、これらの
ブレンド内で非常に不足している。換言すれば、MPE
G750ベースの共重合体を含むブレンドのPEG含有
量が、PLLA/PCL−b−PEGブレンドの同じ組
成においてさえ、PEG20000ベースの共重合体を
含むブレンドのそれよりかなり低い。それ故、MPEG
750ベースの共重合体とブレンドする際のPLLA相
のガラス転移点Tgの低下は、PEG20000ベース
の共重合体とブレンドする場合に比べてかなり少ない。
その上、ブレンド系内のPLLAおよびPCL−b−M
PEGの見かけの溶融エンタルピーは特徴的な傾向を持
たず、ほとんど同じである。よく分離したPLLAおよ
びPCL相がこれらのブレンド内に存在し、PCL−b
−MPEGの溶融エンタルピーは、PEGセグメント相
によるよりむしろPCLセグメント相により大部分寄与
されており、それはブレンドする際にPLLAに影響さ
れうると考えられる。純粋なPLLAでは121℃で冷
却結晶化発熱が観察され、そして、この発熱は10wt
%PCL−b−MPEGとブレンドする際に、98℃に
シフトし、この共重合体組成物内でさらに共重合体量を
増加させてもこの発熱の位置にほとんど影響を及ぼさな
い。この結晶化挙動は、ブレンド組成に伴う冷却結晶化
ピークの段階的なシフトを示すPLLA/PCL−b−
PEGブレンド系のそれと異なる。PLLA/PCL−
b−PEGブレンドでは、結晶化挙動は、比較的長い鎖
長の混和性のあるPEGを加えることによりPLLAの
不定形相内の鎖可動性の増加と関連がある。PEGセグ
メントの鎖長がPLLA/PCL−b−PEGブレンド
におけるよりむしろPLLA/PCL−b−MPEGブ
レンドにおいてかなり短いため、そのガラス状態からの
PLLAの結晶化は、好ましい核形成サイトを提供する
PEGセグメントを加えるよりも、PCLセグメントを
加えることにより主として促進されうることが明らかで
あろう。
Comparing the thermal properties of blends containing MPEG750-based copolymers with those of blends containing PEG20000-based copolymers reveals the following interesting points. The melting point Tm of PLLA is PLLA / PCL-b
Less loss than those of PEG blends, PCL-
The melting point Tm of the crystalline phase in the PCL segment of the b-MPEG copolymer does not change significantly with the blend composition. Glass transition point T of PCL segment phase in blend
g can be considered to be almost the same as that of pure PCL. The decrease in the glass transition point Tg attributed to the PLLA-rich amorphous phase with increasing copolymer content indicates that the PEG chains of the copolymer penetrate deeply into the amorphous region of PLLA. However, MPEG7
The PEG segment of the 50-based copolymer is very deficient in these blends. In other words, MPE
The PEG content of the blend containing the G750 based copolymer is significantly lower than that of the blend containing the PEG 20000 based copolymer, even at the same composition of the PLLA / PCL-b-PEG blend. Therefore, MPEG
The decrease in the glass transition temperature Tg of the PLLA phase when blended with the 750 based copolymer is much less than when blended with the PEG 20000 based copolymer.
In addition, PLLA and PCL-b-M in the blend system
The apparent enthalpies of fusion of PEG do not have a characteristic trend and are almost the same. Well separated PLLA and PCL phases were present in these blends, and PCL-b
It is believed that the melt enthalpy of MPEG is largely contributed by the PCL segment phase rather than by the PEG segment phase, which may be influenced by PLLA during blending. A cooling crystallization exotherm at 121 ° C. was observed in pure PLLA, and this exotherm was 10 wt.
When blended with% PCL-b-MPEG, it shifts to 98 ° C. and further increasing the amount of copolymer in the copolymer composition has little effect on the location of this exotherm. This crystallization behavior shows that PLLA / PCL-b- shows a gradual shift of the cooling crystallization peak with the blend composition.
It differs from that of the PEG blend system. PLLA / PCL-
In b-PEG blends, crystallization behavior is associated with increased chain mobility within the amorphous phase of PLLA by adding miscible PEG of relatively long chain length. Crystallization of PLLA from its glassy state provides a favorable nucleation site because the chain length of the PEG segment is much shorter in the PLLA / PCL-b-PEG blend than in the PLLA / PCL-b-PEG blend. It will be clear that the addition of the PCL segment, rather than the addition of

【0030】PDLLAおよびPCL−b−PEGの混
和性について検討した結果を表3に示す。
Table 3 shows the results of the examination of the miscibility of PDLLA and PCL-b-PEG.

【0031】[0031]

【表3】 a Tcc及びTgは、それぞれ冷却−結晶化温度及び
ガラス転移温度である。PDLLA部分のTcc値のみ
を示した。Tm、及びΔHは、それぞれ融点、及び溶融
エンタルピーである。共重合体の溶融エンタルピー(ブ
レンド中の成分の重量フラクションから規格化した)も
括弧内に示した。 b Cop1は、PEG20000ベースのPCL−b
−PEGブロック共重合体を示す。 c n.d.は、不検出を示す。
[Table 3] a Tcc and Tg are cooling-crystallization temperature and glass transition temperature, respectively. Only the Tcc value of the PDLLA part is shown. Tm and ΔH are melting point and melting enthalpy, respectively. The melt enthalpy of the copolymer (normalized from the weight fraction of the components in the blend) is also shown in brackets. b Cop1 is a PEG 20000 based PCL-b
-Shows a PEG block copolymer. cn. d. Indicates no detection.

【0032】表3に示されるように、PDLLAは54
℃でガラス転移点Tgを有する完全に不定形なポリマー
である。PEG20000ベースのPCL−b−PEG
にブレンドすると、PDLLA相のガラス転移点Tg
は、かなり低くなった。ブレンド組成に関係するガラス
転移点Tgおよび融点Tmの変化は、PLLA/PCL
−b−PEGのブレンド内に見られるそれらと似てい
る。それ故、不定形相及び結晶性相から成る孤立したP
CLセグメントドメインがこれらのブレンド内に存在
し、一方、共重合体のPEGセグメント相は不定形領域
内でPDLLAと混じっていると結論される。一般に、
非混和性で部分的に混和性であるブレンドの張力特性
は、2つの相互関係のある要因、すなわち2相間の接着
および分散している構成成分のドメイン・サイズに依存
し、両方とも界面張力によって主に制御される。一般
に、相溶化されたポリマーブレンドは、対応する相溶化
されていないブレンドのそれよりより細かい相ドメイン
サイズ、より大きい界面接触面積およびより高い界面接
着力を有する。効果的な相溶化剤は、むしろ界面に沿っ
て存在する。
As shown in Table 3, PDLLA has 54
It is a completely amorphous polymer having a glass transition temperature Tg at ° C. PEG 20000 based PCL-b-PEG
When blended with, the glass transition point Tg of the PDLLA phase
Became quite low. The changes in the glass transition point Tg and the melting point Tm related to the blend composition are
-Similar to those found in blends of b-PEG. Therefore, an isolated P consisting of an amorphous phase and a crystalline phase
It is concluded that the CL segment domain is present in these blends, while the PEG segment phase of the copolymer is mixed with PDLLA in the amorphous region. In general,
The tensile properties of immiscible and partially miscible blends depend on two interrelated factors: adhesion between the two phases and domain size of the dispersed components, both of which depend on interfacial tension. Mainly controlled. In general, compatibilized polymer blends have a finer phase domain size, greater interfacial contact area and higher interfacial adhesion than that of the corresponding non-compatibilized blend. Effective compatibilizers are rather along the interface.

【0033】ブロック共重合体を加えた場合及び加えな
い場合のPCL/PLA(PLLAおよびPDLLA)
ブレンドフィルムの応力、張力および弾性率を表4〜6
に示した。
PCL / PLA (PLLA and PDLLA) with and without addition of block copolymer
The stress, tension and elastic modulus of the blend film are shown in Tables 4-6.
It was shown to.

【0034】[0034]

【表4】 [Table 4]

【0035】[0035]

【表5】 [Table 5]

【0036】[0036]

【表6】 [Table 6]

【0037】表4に示したPLLA/PCL 80/2
0ブレンドの場合、破断時の張力および弾性率はPCL
−b−PEG共重合体の10重量%の含有量で段階的に
増加した。但し、最大応力は僅かに減少した。
PLLA / PCL 80/2 shown in Table 4
In the case of 0 blend, the tension and elastic modulus at break are PCL
The content was increased stepwise at a content of 10% by weight of the -b-PEG copolymer. However, the maximum stress was slightly reduced.

【0038】図3に見られるように、10%のPCL−
b−PEG(重量含有量)を含むPLLA/PCL 8
0/20ブレンド・フィルムは、ブロック共重合体を含
んでいないブレンド・フィルムと比較すると、約400
MPaの弾性率の増加および約20%の伸長の増加を示
した。しかし、15%のPCL−b−PEGを含むPL
LA/PCL 80/20フィルムについては全ての機
械的特性は減少し、このことは相溶化効果が最大になる
最適の共重合体濃度があることを示している。
As can be seen in FIG. 3, 10% PCL-
PLLA / PCL 8 containing b-PEG (weight content)
The 0/20 blend film has about 400 when compared to the blend film containing no block copolymer.
It showed an increase in elastic modulus of MPa and an increase in elongation of about 20%. However, PL containing 15% PCL-b-PEG
For the LA / PCL 80/20 film, all mechanical properties are reduced, indicating that there is an optimum copolymer concentration that maximizes the compatibilizing effect.

【0039】表6に示すように、張力特性の改良は、P
DLLA/PCL 80/20ブレンドにおいても示さ
れている。すなわち、PCL−b−PEG共重合体を含
むPDLLA/PCL 80/20ブレンドでは、張力
特性の傾向は、PCL−b−PEG共重合体を含むPL
LA/PCL 80/20ブレンドのそれと類似してい
る。対照的に、MPEG750ベースのPCL−b−M
PEG共重合体を含むPLLA/PCLブレンドは、破
壊時の張力および弾性率の両方で顕著な増加を示してい
ない(表5)。これらの結果は、DSC測定値によって
明らかになったPLLA/PCL−b−PEG、PLL
A/PCL−b−MPEGおよびPDLLA/PCL−
b−PEGブレンドの相構造と整合している。PCL−
b−PEGのPEGセグメント相はPLAと混和性があ
るが、共重合体のPCLセグメント相はPLAと非混和
性であるため、ブレンドに加えられるブロック共重合体
はPCLおよびPLA間の境界領域において主に接続さ
れている筈である。それ故、PCLおよびPLA間の界
面接着力は強化されたのである。MPEG750ベース
のブロック共重合体を相溶化剤として用いた例では、P
EGセグメントはPLLAおよびPCLの界面間を連結
するにはあまりに短いかも知れない。従って、PLLA
/PCLブレンドフィルムの機械特性はPCL−b−M
PEGを加えても顕著に改善されなかった。ここで、表
4〜6の結果が、ブロック共重合体の有る場合及び無い
場合のPLLA/PCL 80/20ブレンドおよびP
DLLA/PCL 80/20のそれらと比較して、ブ
ロック共重合体の有る場合及び無い場合のPLLA/P
CL50/50ブレンドおよびPDLLA/PCL 3
0/70ブレンドのほとんどにおいて張力特性の低下を
示していることは、注目に値する。その上、これらのブ
レンドについては相溶化剤としてブロック共重合体を加
えているにもかかわらず張力特性の変化がなく、むし
ろ、それらは張力特性の低下を示す。すなわち、ソフト
なPCL成分の増加がブロック共重合体を加えることに
よりそのフィルムをより柔軟にすると期待されるが、P
LLA/PCL 50/50およびPDLLA/PCL
30/70ブレンド・フィルムは機械特性のいかなる
向上も示さなかった。
As shown in Table 6, the improvement of the tensile property is P
Also shown in the DLLA / PCL 80/20 blend. That is, in the PDLLA / PCL 80/20 blend containing the PCL-b-PEG copolymer, the tendency of the tensile properties was PL including the PCL-b-PEG copolymer.
Similar to that of the LA / PCL 80/20 blend. In contrast, MPEG750-based PCL-b-M
PLLA / PCL blends containing PEG copolymers show no significant increase in both tensile strength and modulus at break (Table 5). These results show that PLLA / PCL-b-PEG, PLL revealed by DSC measurements.
A / PCL-b-MPEG and PDLLA / PCL-
It is consistent with the phase structure of b-PEG blends. PCL-
Since the PEG segment phase of b-PEG is miscible with PLA, but the PCL segment phase of the copolymer is immiscible with PLA, the block copolymer added to the blend will be in the boundary region between PCL and PLA. It should be connected mainly. Therefore, the interfacial adhesion between PCL and PLA was enhanced. In the case of using an MPEG750-based block copolymer as a compatibilizer, P
The EG segment may be too short to connect between the PLLA and PCL interfaces. Therefore, PLLA
/ PCL blend film mechanical properties PCL-b-M
Addition of PEG did not significantly improve. Here, the results in Tables 4-6 show that PLLA / PCL 80/20 blends with and without block copolymer and P
PLLA / P with and without block copolymer compared to those of DLLA / PCL 80/20
CL50 / 50 blend and PDLLA / PCL 3
It is worth noting that most of the 0/70 blends show reduced tensile properties. Moreover, for these blends there is no change in the tensile properties despite the addition of the block copolymer as a compatibilizer, rather they show a decrease in the tensile properties. That is, an increase in the soft PCL component is expected to make the film more flexible by adding the block copolymer, but P
LLA / PCL 50/50 and PDLLA / PCL
The 30/70 blend film did not show any improvement in mechanical properties.

【0040】PLA/PCL/PCL−b−PEGブレ
ンドの相溶化に対するPLA/PCLの2成分系ブレン
ドの重量組成の効果を検討するために、PLA/PCL
の2成分系ブレンドの薄膜についてAFM観測を行っ
た。これらの2成分系ブレンド・フィルムのモルフォロ
ジーは、混合押出機の中におけるようなフローの影響無
しで、熱履歴に依存して大なり小なり変わっている筈で
ある。PLLA及びPCLの両者に対し混和性を有する
クロロホルム溶液からフィルムが調製されたので、両者
は走査電子顕微鏡の一般の解像度を少し越える範囲で混
合されているかも知れない。基板および薄膜の2次元構
造の若干の影響があるにもかかわらず、発明者らの実験
範囲においてはAFM観測が好ましいであろうと思われ
る。図4は、室温で、ガラス基板にキャストされた様々
な組成(100/0から50/50まで)を有するPL
LA/PCL薄膜の典型的AFMデフレクションイメー
ジ(deflection images)を示す。図4Aは、一つの均
一相であるように見え、4Bは表面(スポットは、PC
L小結晶か、濾過されてないかまたはサンプル調製の間
に空気から吸着される塵であろう)の小さな顕著な相分
離であるように見える。
In order to study the effect of the weight composition of the PLA / PCL binary blend on the compatibilization of the PLA / PCL / PCL-b-PEG blend, PLA / PCL
AFM observation was performed on the thin film of the binary blend of The morphology of these two-component blend films should have changed much more or less depending on the thermal history, without the flow effects as in a mixing extruder. Since the film was prepared from a chloroform solution that is miscible with both PLLA and PCL, they may be mixed at just above the general resolution of scanning electron microscopy. Despite the slight influence of the two-dimensional structure of the substrate and thin film, it seems that AFM observations would be preferable within our experimental range. Figure 4 shows PLs with various compositions (100/0 to 50/50) cast on glass substrates at room temperature.
Figure 3 shows typical AFM deflection images of LA / PCL thin films. 4A appears to be one homogeneous phase and 4B is the surface (spots are PC
L small crystals, which may be unfiltered or dust adsorbed from air during sample preparation).

【0041】図4Ci(中央左側の図)および4Ciiに
示すように、2つの異なるイメージが、同じブレンド比
率(PLLA/PCL=80/20)において観察され
た。図4Ciでは、PCL相は、球面形状に分散し、P
LLAマトリックスの球面包含物として、約5ナノメー
トルの深さおよび約100ナノメートルの幅で沈んでい
た。図4Ciiでは、表面の形状は、図4Aおよび4Bに
おけるそれらと類似している。それはわずかなPCL含
有量のPLLAブレンド(その中ではPCLドメインが
融合している。)から成っているかも知れない。図4D
および4Eは、分散したドメイン形状の球状から楕円で
細長い形への変化を示す。図4Dおよび4Eのドメイン
の沈んだ深さもまた、4Ci図のそれと比較して、それ
ぞれ20〜40ナノメートルおよび80〜110ナノメ
ートルまで増加した。図4は、PCL含有量20%未満
のPLLA/PCLブレンドがよく分散し、AFM観測
レベルにおいて相溶性を持つが、PCL含有量20%以
上のそれらは突然かたまりが生じることを示す。ドメイ
ン・サイズの及び球状から楕円形へ形状の転換は、これ
らの2成分系ブレンドではPCL含有量20%辺りで起
こり、分散相において明らかに粗くなり始める比率は、
おそらくPCL20%比率の位置であろうことを示して
いる。この転換は、また、ブレンド構成成分間の界面面
積変化と関係している。それで、上に示されたような、
最適の組成を有するあるブレンドの伸長特性の向上は、
(ソフトな)構成成分の増加およびPLA/PCLブレ
ンドの界面面積の減少による相乗的な効果の結果であ
る。このように、ある非混和性のブレンドの適切な組成
の最適化は、効果的に相溶化するのに必要である。
Two different images were observed at the same blend ratio (PLLA / PCL = 80/20), as shown in FIGS. 4Ci (center left view) and 4Cii. In FIG. 4Ci, the PCL phase is dispersed in a spherical shape and P
As a spherical inclusion of the LLA matrix, it sank with a depth of about 5 nanometers and a width of about 100 nanometers. In Figure 4Cii, the shape of the surface is similar to those in Figures 4A and 4B. It may consist of a PLLA blend with low PCL content, in which the PCL domains are fused. Figure 4D
And 4E show the variation of the dispersed domain shape from spherical to elliptical and elongated. The sunken depths of the domains of Figures 4D and 4E were also increased by 20-40 nanometers and 80-110 nanometers, respectively, compared to that of the 4Ci figures. FIG. 4 shows that PLLA / PCL blends with a PCL content of less than 20% are well dispersed and compatible at AFM observation levels, but those with a PCL content of 20% and above suddenly agglomerate. The transformation of domain-sized and spherical to elliptical shape occurs around a PCL content of 20% in these binary blends, and the proportion at which the dispersed phase begins to become apparently coarse is
This indicates that the position is probably 20% of PCL. This conversion is also associated with interfacial area changes between blend components. So, as shown above,
The improvement in elongation properties of certain blends with optimal composition is
It is a result of the synergistic effect of increasing the (soft) component and decreasing the interfacial area of the PLA / PCL blend. Thus, proper compositional optimization of certain immiscible blends is necessary for effective compatibilization.

【0042】図5に、様々の組成(100/0から50
/50wt/wtまで)で、195℃で熱処理の後、室
温で観察したPLLA/PCL薄膜のAFMデフレクシ
ョンイメージを示す。これらは、PLLAリッチ相およ
びPCLリッチ相間の図4よりより粗く、より鋭い界面
を示す。図5Bに示されるフィルムは、ドメイン融合が
ないにもかかわらず様々な場所にゴツゴツした表面を示
している。図4Ciおよび4D(沈んだ包含物)に示さ
れるAFMイメージと比較して、PCLリッチ相は、図
5Ciおよび5Dの球状で表面にでた包含物として分散
している。特に図5Dで、PCLリッチ相の総面積は、
図4Dのそれと比較して減少しているようである。さら
に、図5EはPCL球顆の存在を示す。
FIG. 5 shows various compositions (100/0 to 50).
/ 50 wt / wt), and after heat treatment at 195 ° C., an AFM deflection image of the PLLA / PCL thin film observed at room temperature is shown. These show a rougher and sharper interface between the PLLA-rich phase and the PCL-rich phase than in FIG. The film shown in FIG. 5B shows a rugged surface in various places despite the absence of domain fusion. Compared to the AFM images shown in Figures 4Ci and 4D (sunk inclusions), the PCL-rich phase is dispersed as spherical, surface-embedded inclusions in Figures 5Ci and 5D. Especially in FIG. 5D, the total area of the PCL rich phase is
It appears to be reduced compared to that of FIG. 4D. Furthermore, FIG. 5E shows the presence of PCL bulbar condyles.

【0043】MeredithおよびAmisは、PDLLA/PC
L2成分系ブレンドについて、86℃の臨界温度および
質量分率の臨界濃度36wt%PCLを持つより低い臨
界溶液温度(LCST)相境界があること、及びその形
態的な制御がプログラムされた温度のLCSTより上へ
のジャンプ及びPCLのTmの下への急冷によって可能
であることを報告した(J. Macromol. Chem. Phys., 200
0, 201, 733)。それで、PDLLA/PCLおよびPL
LA/PCLブレンド間の化学的類似性のために、PL
LA/PCLブレンドのモルフォロジー及び分布が温度
変化により影響されたと考えられる。図5に示すよう
に、これらの相挙動は、熱処理によるPLLA/PCL
ブレンドの相分離および結晶化を合理的に説明してい
る。
Meredith and Amis are PDLLA / PC
For L2-component blends, there is a lower critical solution temperature (LCST) phase boundary with a critical temperature of 86 ° C. and a critical concentration of mass fraction of 36 wt% PCL, and its morphological control LCST of programmed temperature. It was reported that this was possible by jumping up and quenching the PCL below the Tm (J. Macromol. Chem. Phys., 200
0, 201, 733). So PDLLA / PCL and PL
Due to the chemical similarity between LA / PCL blends, PL
It is believed that the morphology and distribution of the LA / PCL blend was affected by temperature changes. As shown in FIG. 5, these phase behaviors are similar to those of PLLA / PCL by heat treatment.
Reasonably describes phase separation and crystallization of blends.

【0044】図6は、室温で、ガラス基板上にキャスト
した様々な組成(100/0、80/20、70/3
0、50/50および30/70)を有するPDLLA
/PCL薄膜のAFMデフレクションイメージを示す。
FIG. 6 shows various compositions (100/0, 80/20, 70/3) cast on glass substrates at room temperature.
0, 50/50 and 30/70)
2 shows an AFM deflection image of a / PCL thin film.

【0045】全体において、ブレンド組成に伴うイメー
ジ変化の傾向は、図4において観察されるそれと類似し
ている。図6Bmは、図4と同じ比率で図6Bを拡大し
たものである。PDLLA/PCL 80/20の相パ
ターンがPLLA/PCL 90/10(図4B、6B
および6Bm参照)のそれと類似していること、及び、
球状に分散する相パターンがPDLLA/PCLブレン
ドにおいて観察されないことは注目に値する。しかし、
PCLリッチ相であるPDLLA/PCL 70/30
および50/50のサイズおよび形状は、PLLA/P
CL 70/30および50/50のそれらについてと
同様である。さらに、PDLLA/PCLブレンドは、
PLLA/PCLブレンドよりシャープさはより少ない
が、滑らかな界面を有する粗いモルフォロジーを呈す
る。それは、PLLAおよびPDLLAが異なる立体規
則性を有するため、ブレンド組成に対する(非)相溶性
依存のなんらかの違いがPLLA/PCLおよびPDL
LA/PCLブレンドの間に存在することを示す。また
それは、PLA/PCLブレンド系において適当なブレ
ンド比率を選ぶことによって相溶化に対するブレンド構
成成分の相乗効果が最大になり得ること意味する。図6
Eに示すように、PDLLA/PCL 30/70の相
パターンは、図6CのPDLLA/PCL 70/30
のでこぼこを逆さまにした相であるように見える。
Overall, the tendency of image change with blend composition is similar to that observed in FIG. FIG. 6Bm is an enlarged view of FIG. 6B at the same ratio as FIG. The phase pattern of PDLLA / PCL 80/20 is PLLA / PCL 90/10 (Figs. 4B and 6B).
And 6Bm), and
It is worth noting that no spherically dispersed phase pattern was observed in the PDLLA / PCL blends. But,
PCL rich phase PDLLA / PCL 70/30
And 50/50 size and shape are PLLA / P
As for CL 70/30 and 50/50. In addition, PDLLA / PCL blends
It is less sharp than the PLLA / PCL blend, but exhibits a rough morphology with smooth interfaces. It is because PLLA and PDLLA have different stereoregularities, so any difference in the (non) compatibility dependence on the blend composition is due to PLLA / PCL and PDL.
It is shown to be present during the LA / PCL blend. It also means that the synergistic effect of the blend components on compatibilization can be maximized by choosing the appropriate blend ratio in the PLA / PCL blend system. Figure 6
As shown in E, the phase pattern of PDLLA / PCL 30/70 is similar to that of PDLLA / PCL 70/30 of FIG. 6C.
It looks like a bumpy upside-down phase.

【0046】基板上のPDLLA/PCL薄膜は、19
5℃のホットプレート上に1分間置いたのち、AFM観
察を室温で行った。結果を図7に示す。
The PDLLA / PCL thin film on the substrate is 19
After placing on a hot plate at 5 ° C. for 1 minute, AFM observation was performed at room temperature. The results are shown in Fig. 7.

【0047】図7Bおよび7Bmは、球状に分散した相
(図6Bに示される同じPDLLA/PCL組成比率を
有するサンプルのそれと異なる)を示す。上記したよう
に、この形態的な変化がPDLLA/PCLブレンドの
構成成分の混和性変化または結晶化から生じるのかは不
確かであるが、球状に分散したPCLリッチ相の存在は
相構造の変化によって生じたものと思われる。図7C、
7Dおよび7Eはマトリックス相のPCLの球顆を表
す、そして、図7Cの挿入画像はPCLの微細晶成長を
示す。人為的熱処理がPCL球顆の様々なサイズおよび
分布につながることは興味深い。MeredithおよびAmis
(前記)が示唆したように、PCL結晶配列と同様にP
DLLAおよびPCLドメイン・サイズの制御は、相分
離を結晶化ステップと結合させることによって成し遂げ
られるかも知れない。ソフトな構成成分の増加は、ブレ
ンドのより高い柔軟性につながる。非混和性のポリマー
・ブレンドの場合には、構成成分比率の増加も一般にド
メイン・サイズにつながり、次いで分散した粒子中で再
かたまり化(reagglomeration)または融合が続いて起こ
る。従って、機械特性及びモルフォロジー間の最適化
は、製品の最終的な特性に適応させなければならない。
FIGS. 7B and 7Bm show the spherically dispersed phase (different from that of the sample with the same PDLLA / PCL composition ratio shown in FIG. 6B). As noted above, it is uncertain whether this morphological change results from miscibility changes or crystallization of the PDLLA / PCL blend constituents, but the presence of spherically dispersed PCL-rich phases results from changes in phase structure. It seems to have been 7C,
7D and 7E represent spheroids of PCL in matrix phase, and the inset image of FIG. 7C shows fine crystal growth of PCL. It is interesting that artificial heat treatment leads to different sizes and distribution of PCL bulbar condyles. Meredith and Amis
As suggested by (above), P
Control of DLLA and PCL domain size may be achieved by coupling phase separation with a crystallization step. The increase in soft constituents leads to higher flexibility of the blend. In the case of immiscible polymer blends, increasing component proportions also generally lead to domain size, followed by re-agglomeration or coalescence in the dispersed particles. Therefore, optimization between mechanical properties and morphology must be adapted to the final properties of the product.

【0048】PCLとPEGの共重合体を含むPLLA
とPDLLAブレンドの熱特性の分析により、ブロック
共重合体のPEG相はPLAと混和性があるが、PCL
相は概してなおPLAと非混和性であることを示した。
共重合体のPEG鎖がPLAの不定形領域に混入される
場合、ブレンド内にPLA鎖のないPCLドメインが分
離されることはもっともであり、それはPCL−b−P
EGの相溶化効果のあることを示している。
PLLA containing a copolymer of PCL and PEG
Analysis of the thermal properties of PDLLA and PDLLA shows that the PEG phase of the block copolymer is miscible with PLA
The phases generally showed to be immiscible with PLA.
When the PEG chains of the copolymer are incorporated into the amorphous regions of PLA, it is reasonable to separate the PCL domains without PLA chains in the blend, which is PCL-b-P.
It shows that there is a compatibilizing effect of EG.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明により、混和しないPCLとPL
Aブレンドにおいて、PEG20000系及びMPEG
750系のブロック共重合体を相溶化剤として添加する
ことによりブロック共重合体を添加しないブレンドのみ
のときに比して、機械的強度、柔軟性が改善された相溶
性樹脂組成物を提供することができる。
According to the present invention, immiscible PCL and PL
In A blend, PEG 20000 series and MPEG
Provided is a compatible resin composition in which mechanical strength and flexibility are improved by adding a 750-series block copolymer as a compatibilizing agent, as compared with a case where only a block copolymer is not added. be able to.

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

【図1】PLLA、及びPEG20000から調製され
たPCL−b−PEG共重合体のブレンドのファースト
ヒートスキャンにより測定されたDSCサーモダイヤグ
ラムである。
FIG. 1 is a DSC thermogram measured by fast heat scan of a blend of PCL-b-PEG copolymer prepared from PLLA and PEG20000.

【図2】PLLA、及びPEG20000から調製され
たPCL−b−PEG共重合体のブレンドのセカンドヒ
ートスキャンにより測定されたDSCサーモダイヤグラ
ムである。
FIG. 2 is a DSC thermogram measured by a second heat scan of a blend of PCL-b-PEG copolymer prepared from PLLA and PEG20000.

【図3】異なる相溶化剤含有量に対するPLA/PCL
ブレンドフィルムの破断伸長を示す。
FIG. 3 PLA / PCL for different compatibilizer contents
Figure 7 shows the elongation at break of the blend film.

【図4】室温でキャストした、(A)100/0、
(B)90/10、(Ci)80/20、(Cii)80
/20(分散ドメインを示さない)、(D)70/3
0、及び(E)50/50の種々のPLLA/PCLブ
レンド重量組成のPLLA/PCLブレンド薄膜のAF
Mデフレクションイメージを示す。
FIG. 4: (A) 100/0, cast at room temperature
(B) 90/10, (Ci) 80/20, (Cii) 80
/ 20 (does not show distributed domain), (D) 70/3
AF of PLLA / PCL blend thin films of 0 and (E) various PLLA / PCL blend weight compositions of 50/50
The M deflection image is shown.

【図5】195℃で熱処理した、(A)100/0、
(B)90/10、(Ci)80/20、(Cii)80
/20(分散ドメインを示さない)、(D)70/3
0、及び(E)50/50の種々のPLLA/PCLブ
レンド重量組成のPLLA/PCLブレンド薄膜のAF
Mデフレクションイメージを示す。
FIG. 5: (A) 100/0, heat treated at 195 ° C.
(B) 90/10, (Ci) 80/20, (Cii) 80
/ 20 (does not show distributed domain), (D) 70/3
AF of PLLA / PCL blend thin films of 0 and (E) various PLLA / PCL blend weight compositions of 50/50
The M deflection image is shown.

【図6】室温でキャストした、(A)100/0、
(B)80/20、(C)70/30、(D)50/5
0、(E)30/70の種々のPDLLA/PCLブレ
ンド重量組成のPDLLA/PCLブレンド薄膜のAF
Mデフレクションイメージ、及び(Bm)80/20の
拡大図を示す。
FIG. 6: (A) 100/0, cast at room temperature
(B) 80/20, (C) 70/30, (D) 50/5
AF of PDLLA / PCL blend thin films of various PDLLA / PCL blend weight compositions of 0, (E) 30/70
The M deflection image and the enlarged view of (Bm) 80/20 are shown.

【図7】195℃で熱処理した、(A)100/0、
(B)80/20、(C)70/30(挿入画像:PC
L結晶成長のイメージ)、(D)50/50、(E)3
0/70の種々のPDLLA/PCLブレンド重量組成
のPDLLA/PCLブレンド薄膜のAFMデフレクシ
ョンイメージ、及び(Bm)80/20の拡大図を示
す。
FIG. 7: (A) 100/0, heat treated at 195 ° C.
(B) 80/20, (C) 70/30 (Insert image: PC
L crystal growth image), (D) 50/50, (E) 3
Figure 3 shows AFM deflection images of PDLLA / PCL blend thin films of various PDLLA / PCL blend weight compositions of 0/70, and an enlarged view of (Bm) 80/20.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリ(乳酸)(PLA)、ポリ(ε−カ
プロラクトン)(PCL)及び相溶化剤としてポリ(ε
−カプロラクトン)−ポリ(エチレングリコール)ブロ
ック共重合体を含んでなる相溶性樹脂組成物。
1. Poly (lactic acid) (PLA), poly (ε-caprolactone) (PCL) and poly (ε) as a compatibilizer.
-Caprolactone) -A compatible resin composition comprising a poly (ethylene glycol) block copolymer.
【請求項2】 PLAがポリ(L−乳酸)(PLLA)
である請求項1記載の相溶性樹脂組成物。
2. PLA is poly (L-lactic acid) (PLLA).
The compatible resin composition according to claim 1, which is
【請求項3】 PLAとPCLの混合割合が重量で
((PLA)/(PCL))=1/99〜99/1(両
者の合計は100重量%)である請求項1又は2記載の
相溶性樹脂組成物。
3. The phase according to claim 1, wherein the mixing ratio of PLA and PCL is ((PLA) / (PCL)) = 1/99 to 99/1 by weight (the total of both is 100% by weight). Soluble resin composition.
【請求項4】 PLAとPCLの混合樹脂100重量部
に対してポリ(ε−カプロラクトン)−ポリ(エチレン
グリコール)ブロック共重合体1〜100重量部からな
る請求項1〜3のいずれかに記載の相溶性樹脂組成物。
4. The poly (ε-caprolactone) -poly (ethylene glycol) block copolymer in an amount of 1 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of a mixed resin of PLA and PCL. Compatible resin composition.
【請求項5】 ブロック共重合体を構成する(ε−カプ
ロラクトン)単量体単位と(エチレングリコール)単量
体単位が重量で(ε−カプロラクトン)単位/(エチレ
ングリコール)単位=99/1〜40/60(両者の合
計は100重量%)である請求項1〜4のいずれかに記
載の相溶性樹脂組成物。
5. The (ε-caprolactone) monomer unit and the (ethylene glycol) monomer unit constituting the block copolymer are by weight (ε-caprolactone) unit / (ethylene glycol) unit = 99/1 to The compatible resin composition according to claim 1, wherein the compatible resin composition is 40/60 (the total of both is 100% by weight).
JP2002134686A 2002-05-09 2002-05-09 Compatible resin composition Pending JP2003327814A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002134686A JP2003327814A (en) 2002-05-09 2002-05-09 Compatible resin composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002134686A JP2003327814A (en) 2002-05-09 2002-05-09 Compatible resin composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003327814A true JP2003327814A (en) 2003-11-19

Family

ID=29697248

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002134686A Pending JP2003327814A (en) 2002-05-09 2002-05-09 Compatible resin composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003327814A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005248117A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Dainippon Ink & Chem Inc Polylactic acid resin composition and its production method
JP2005248160A (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Osaka Gas Co Ltd Biodegradable plastic material and molded article
JP2005533148A (en) * 2002-07-16 2005-11-04 インノコア テクノロジーズ ビー.ブイ. Biodegradable phase-separated segmented multiblock copolymer
JP2007515544A (en) * 2003-12-22 2007-06-14 イーストマン ケミカル カンパニー Compatibilized blends of biodegradable polymers with improved rheology
WO2012173628A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Vanderbilt University Copolymers and methods of use thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005533148A (en) * 2002-07-16 2005-11-04 インノコア テクノロジーズ ビー.ブイ. Biodegradable phase-separated segmented multiblock copolymer
JP2007515544A (en) * 2003-12-22 2007-06-14 イーストマン ケミカル カンパニー Compatibilized blends of biodegradable polymers with improved rheology
EP2562216A3 (en) * 2003-12-22 2014-05-21 NOVAMONT SpA Compatibilized blends of biodegradable polymers with improved rheology
JP2005248160A (en) * 2004-02-06 2005-09-15 Osaka Gas Co Ltd Biodegradable plastic material and molded article
JP4491337B2 (en) * 2004-02-06 2010-06-30 大阪瓦斯株式会社 Biodegradable plastic material and molded body
JP2005248117A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Dainippon Ink & Chem Inc Polylactic acid resin composition and its production method
WO2012173628A1 (en) * 2011-06-16 2012-12-20 Vanderbilt University Copolymers and methods of use thereof
US9012596B2 (en) 2011-06-16 2015-04-21 Vanderbilt University Copolymers and methods of use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ostafinska et al. Synergistic effects in mechanical properties of PLA/PCL blends with optimized composition, processing, and morphology
Teramoto et al. Cellulose diacetate-graft-poly (lactic acid) s: synthesis of wide-ranging compositions and their thermal and mechanical properties
Maglio et al. Compatibilized poly (ϵ‐caprolactone)/poly (l‐lactide) blends for biomedical uses
Supthanyakul et al. Random poly (butylene succinate-co-lactic acid) as a multi-functional additive for miscibility, toughness, and clarity of PLA/PBS blends
Kim et al. Compatibilization of immiscible poly (l-lactide) and low density polyethylene blends
Spinu et al. Material design in poly (lactic acid) systems: block copolymers, star homo-and copolymers, and stereocomplexes
Yao et al. Modification of poly (lactic acid)/poly (propylene carbonate) blends through melt compounding with maleic anhydride
Zhang et al. Thermal, mechanical and rheological properties of polylactide toughened by expoxidized natural rubber
Szymczyk Structure and properties of new polyester elastomers composed of poly (trimethylene terephthalate) and poly (ethylene oxide)
Choi et al. Morphology and hydrolysis of PCL/PLLA blends compatibilized with P (LLA‐co‐ϵCL) or P (LLA‐b‐ϵCL)
Yun et al. Fast crystallization and toughening of poly (L-lactic acid) by incorporating with poly (ethylene glycol) as a middle block chain
Xiang et al. Toughening modification of PLLA with PCL in the presence of PCL‐b‐PLLA diblock copolymers as compatibilizer
WO1994011441A1 (en) Rubber-modified polylactide and/or glycolide composition
Bao et al. Preferential stereocomplex crystallization in enantiomeric blends of cellulose acetate-g-poly (lactic acid) s with comblike topology
Nerkar et al. Melt compounded blends of short and medium chain-length poly-3-hydroxyalkanoates
Kim et al. Crystallization behavior and mechanical properties of poly (ethylene oxide)/poly (L‐lactide)/poly (vinyl acetate) blends
Chaikeaw et al. Preparation and properties of poly (lactic acid)/PLA-g-ABS blends
JPH09272789A (en) Aliphatic polyester composition
Hirai et al. Fully bio-based polymer blend of polyamide 11 and Poly (vinylcatechol) showing thermodynamic miscibility and excellent engineering properties
Li et al. Poly (l-lactide) materials with balanced mechanical properties prepared by blending with PEG-mb-PPA multiblock copolymers
Torres et al. Effect of multi‐branched PDLA additives on the mechanical and thermomechanical properties of blends with PLLA
Chumeka et al. Bio‐based diblock copolymers prepared from poly (lactic acid) and natural rubber
Zhang et al. Toughening modification of PLLA by combination of copolymerization and in situ reactive blending
Srisuwan et al. Toughening of Poly (L‐lactide) with Blends of Poly (ε‐caprolactone‐co‐L‐lactide) in the Presence of Chain Extender
Ramli et al. Plasticizing effects of epoxidized palm oil on mechanical and thermal properties of poly (3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate)/poly (caprolactone) blends