JP2011168644A - Lactic acid polymer and aliphatic polyester copolymer, method for producing those, and molded product - Google Patents

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厚 笠井
Satoshi Kato
聡 加藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lactic acid polymer suitable for a raw material to produce an aliphatic polyester copolymer and a method for producing the polymer, as well as to provide the aliphatic polyester copolymer containing the lactic acid polymer and a molded product. <P>SOLUTION: This lactic acid polymer, when measured for proton nuclear magnetic resonance spectrum using heavy chloroform as a solvent, has a number average molecular weight of ≥500 calculated from an integrated intensity ratio of signals which appear at 5.2 ppm and 4.4 ppm; and has the integrated intensity of ≤0.003 of the signal which appears at 2.5 ppm, provided that the integrated intensity of the signal at 5.2 ppm is 1. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、脂肪族ポリエステル共重合体の原料となる乳酸重合体とその製造方法及び該乳酸重合体を含む脂肪族ポリエステル共重合体ならびに成型体に関する。   The present invention relates to a lactic acid polymer as a raw material for an aliphatic polyester copolymer, a method for producing the same, an aliphatic polyester copolymer containing the lactic acid polymer, and a molded article.

脂肪族ポリエステルは一般に環境中で、言い換えれば水中や地中で微生物、酵素などの作用によって分解される、所謂生分解性を有するので、環境に優しい高分子材料として知られている。例えば乳酸を構成要素とする脂肪族ポリエステルは、環境中で分解されることはもちろんであるが、生体内でも分解され、分解されて生成する乳酸は元々生体内に存在するものなので安全性も高い。そこで、この種の重合体の一つの用途として医療用の材料への展開が期待されている。   Aliphatic polyesters are generally known as environmentally friendly polymer materials because they have so-called biodegradability, which is degraded by the action of microorganisms, enzymes, and the like in the environment, in other words, in water and in the ground. For example, aliphatic polyester containing lactic acid as a constituent element is naturally decomposed in the environment, but it is also decomposed in the living body, and the lactic acid produced by the decomposition is originally present in the living body, so it is highly safe. . Therefore, development of medical materials is expected as one application of this type of polymer.

例えば特許文献1には、乳酸を構成要素の一つとする脂肪族ポリエステル共重合体を利用した生体適合性多孔質シートが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a biocompatible porous sheet using an aliphatic polyester copolymer having lactic acid as one of the constituent elements.

特開2008-36134号公報JP 2008-36134 A

乳酸の単独重合体は硬くて脆い性質があり用途が制限される。そこで、共重合によりこの性質を改質する方法が知られている。すなわち乳酸と共に、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸等を共重合させ、脂肪族ポリエステル共重合体を得る方法が知られている。また、材料として用いるためには、強度など機械物性が優れている必要があり、そのためには脂肪族ポリエステル共重合体の分子量が高いことが好ましい。この際、乳酸の単量体を原料とするよりも、乳酸の重合体を原料とする方が好ましく、分子量の高い乳酸重合体を原料とする方が、一般に、高分子量の脂肪族ポリエステル共重合体を得るのに好ましい。   Lactic acid homopolymers are hard and brittle and have limited applications. Therefore, a method for modifying this property by copolymerization is known. That is, a method is known in which aliphatic diol, aliphatic dicarboxylic acid, aliphatic oxycarboxylic acid and the like are copolymerized with lactic acid to obtain an aliphatic polyester copolymer. Moreover, in order to use as a material, it is necessary for mechanical properties, such as intensity | strength, to be excellent, For that purpose, it is preferable that the molecular weight of an aliphatic polyester copolymer is high. In this case, it is preferable to use a lactic acid polymer as a raw material rather than using a lactic acid monomer as a raw material, and generally use a high molecular weight lactic acid polymer as a raw material. Preferred for obtaining a coalescence.

ところが、本発明者らの検討によれば、この乳酸重合体の分子量および性状によっては、これを原料として製造した脂肪族ポリエステル共重合体の分子量を十分に高くするものとすることができず、なお改善の余地があることがわかってきた。例えば特許文献1には、乳酸重合体(乳酸オリゴマー)を原料として脂肪族ポリエステル共重合体を調整する方法が開示されているが、この方法で乳酸重合体(乳酸オリゴマー)を調整しても、乳酸重合体(乳酸オリゴマー)の数平均分子量は500未満と低い分子量にとどまる。そして、この乳酸重合体を原料として製造した脂肪族ポリエステル共重合体の分子量を高くすることができない。   However, according to the study by the present inventors, depending on the molecular weight and properties of this lactic acid polymer, the aliphatic polyester copolymer produced using this as a raw material cannot be made sufficiently high in molecular weight, It has become clear that there is room for improvement. For example, Patent Document 1 discloses a method of adjusting an aliphatic polyester copolymer using a lactic acid polymer (lactic acid oligomer) as a raw material, but even if a lactic acid polymer (lactic acid oligomer) is adjusted by this method, The number average molecular weight of the lactic acid polymer (lactic acid oligomer) is as low as less than 500. And the molecular weight of the aliphatic polyester copolymer manufactured using this lactic acid polymer as a raw material cannot be made high.

そこで本発明は、脂肪族ポリエステル共重合体を製造するための原料として好適な乳酸重合体とその製造方法を提供することを目的とするととともに、該乳酸重合体を含む脂肪族ポリエステル共重合体ならびに成型体を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention aims to provide a lactic acid polymer suitable as a raw material for producing an aliphatic polyester copolymer and a method for producing the same, and an aliphatic polyester copolymer containing the lactic acid polymer, It aims at providing a molded object.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、重クロロホルムを溶媒として、NMRスペクトルを測定した時に、テトラメチルシランを0.0ppmとした時の化学シフト
が、5.2ppmと4.4ppmに現れるシグナルの積分強度の比から計算した重合体の数平均分子量が500以上であり、かつ5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れるシグナルの積分強度が0.003以下である乳酸重合体を見出した。
As a result of intensive studies in view of the above-mentioned problems, the present inventors have determined that the chemical shift when tetramethylsilane is 0.0 ppm when the NMR spectrum is measured using deuterated chloroform as a solvent is 5.2 ppm and 4.4 ppm. The number average molecular weight of the polymer calculated from the ratio of the integral intensity of the signal appearing in Fig. 5 is 500 or more, and the integral intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integral intensity of the 5.2 ppm signal is 1 is 0. The lactic acid polymer which is 003 or less was found.

また、反応温度が150℃より高く、230℃より低い温度で、かつ最終減圧度が0.5kPaより高く10kPaより低い圧力の条件で重合反応を行なうことにより、上記の乳酸重合体を製造できることを見出した。
そして、該乳酸重合体を含む、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPC
と記載する)で測定した数平均分子量が30000以上である脂肪族ポリエステル共重合体ならびに成型体を見出した。
In addition, the lactic acid polymer can be produced by carrying out the polymerization reaction under conditions where the reaction temperature is higher than 150 ° C. and lower than 230 ° C. and the final degree of vacuum is higher than 0.5 kPa and lower than 10 kPa. I found it.
Then, gel permeation chromatography (hereinafter referred to as GPC) containing the lactic acid polymer.
An aliphatic polyester copolymer having a number average molecular weight of 30000 or more and a molded product were measured.

即ち、本発明の要旨は、下記に存する。
(1)重クロロホルムを溶媒として、プロトン核磁気共鳴スペクトルを測定した時に、5.2ppmと4.4ppmに現れるシグナルの積分強度の比から計算した重合体の数平均分子量が500以上であり、かつ5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れるシグナルの積分強度が0.003以下であることを特徴とする、乳酸重合体。
(2)反応温度が150℃より高く、230℃より低い温度で、かつ減圧度が0.5kPaより高く10kPaより低い圧力の条件で重合反応を行なう工程を有することを特徴とする、
乳酸重合体の製造方法。
(3)(2)に記載の製造方法で得られた乳酸重合体。
(4)(1)又は(3)に記載の乳酸重合体を構造中に含むことを特徴とする、脂肪族ポリエステル共重合体。
(5)(1)又は(3)に記載の乳酸重合体を原料として用いることを特徴とする、脂肪族ポリエステル共重合体の製造方法。
(6)原料として、さらにポリアルキレングリコール、脂肪族カルボン酸を用い、共重合させることを特徴とする、(5)に記載の脂肪族ポリエステル共重合体の製造方法。
(7)(5)又は(6)に記載の製造方法で得られた脂肪族ポリエステル共重合体
(8)ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した数平均分子量が30000以上であることを特徴とする、(4)又は(7)に記載の脂肪族ポリエステル共重合体。
(9)(4)、(7)又は(8)に記載の脂肪族ポリエステル共重合体を用いることを特徴とする、成型体。
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) When the proton nuclear magnetic resonance spectrum is measured using deuterated chloroform as a solvent, the number average molecular weight of the polymer calculated from the ratio of the integral intensities of signals appearing at 5.2 ppm and 4.4 ppm is 500 or more, and A lactic acid polymer, wherein the integrated intensity of a signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of a signal of 5.2 ppm is 1, is 0.003 or less.
(2) characterized in that it comprises a step of carrying out a polymerization reaction under conditions where the reaction temperature is higher than 150 ° C. and lower than 230 ° C. and the pressure reduction degree is higher than 0.5 kPa and lower than 10 kPa.
A method for producing a lactic acid polymer.
(3) A lactic acid polymer obtained by the production method according to (2).
(4) An aliphatic polyester copolymer comprising the lactic acid polymer according to (1) or (3) in its structure.
(5) A method for producing an aliphatic polyester copolymer, wherein the lactic acid polymer according to (1) or (3) is used as a raw material.
(6) The method for producing an aliphatic polyester copolymer according to (5), wherein polyalkylene glycol and aliphatic carboxylic acid are further used as raw materials for copolymerization.
(7) The aliphatic polyester copolymer (8) obtained by the production method according to (5) or (6) is characterized in that the number average molecular weight measured by gel permeation chromatography is 30000 or more. The aliphatic polyester copolymer according to (4) or (7).
(9) A molded product comprising the aliphatic polyester copolymer according to (4), (7) or (8).

本発明の乳酸重合体を原料として脂肪族ポリエステル共重合体の製造に用いることにより、得られる共重合体の分子量を十分に高くすることができる。また、本発明の乳酸重合体を原料として脂肪族ポリエステル共重合体の製造に用いることにより、得られる共重合体の強度を高くすることができ、破断しにくい機械特性に優れた材料を提供することができる。また、本発明の乳酸重合体の製造方法によれば、前記の乳酸重合体を、簡便かつ効率よく製造することができる。   By using the lactic acid polymer of the present invention as a raw material for the production of an aliphatic polyester copolymer, the molecular weight of the resulting copolymer can be made sufficiently high. Further, by using the lactic acid polymer of the present invention as a raw material for the production of an aliphatic polyester copolymer, the strength of the obtained copolymer can be increased, and a material excellent in mechanical properties that is difficult to break is provided. be able to. Moreover, according to the manufacturing method of the lactic acid polymer of this invention, the said lactic acid polymer can be manufactured simply and efficiently.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、これらの内容に特定はされない。
[乳酸重合体およびその製造方法]
本発明の乳酸重合体は、重クロロホルムを溶媒として、NMRスペクトルを測定した時に、テトラメチルシランを0.0ppmとした時の化学シフトについて、5.2ppmに現れるシグナルの積分強度と4.4ppmに現れるシグナルの積分強度の比から計算した
重合体の数平均分子量が500以上であることを特徴とする。さらに好ましくは800以上である。数平均分子量が小さすぎると、この乳酸重合体を原料として脂肪族ポリエステル共重合体を製造したときに、共重合体の分子量を高くすることが困難である。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and is not specified by these contents.
[Lactic acid polymer and production method thereof]
In the lactic acid polymer of the present invention, when the NMR spectrum was measured using deuterated chloroform as a solvent, the chemical shift when tetramethylsilane was 0.0 ppm, the integrated intensity of the signal appearing at 5.2 ppm and 4.4 ppm The number average molecular weight of the polymer calculated from the ratio of the integrated intensities of the appearing signals is 500 or more. More preferably, it is 800 or more. If the number average molecular weight is too small, it is difficult to increase the molecular weight of the copolymer when an aliphatic polyester copolymer is produced using this lactic acid polymer as a raw material.

なお、5.2ppmのシグナルは乳酸重合体のエステル結合中のメチンプロトンによるものであり、4.4ppmのシグナルは水酸基末端に隣接するメチンプロトンによるものである。従って、この前者の積分強度を後者の積分強度で除することにより、乳酸重合体の分子量を計算することができる。
また、乳酸重合体は、5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れるシグナルの積分強度が0.003以下であることを特徴とする。好ましくは0.002以下であり、さらに好ましくは0.001以下である。前記積分強度の値が大きすぎると、この乳酸重合体を原料として脂肪族ポリエステル共重合体を製造したときに、共重合体の分子量を高くすることが困難である。
The 5.2 ppm signal is due to the methine proton in the ester bond of the lactic acid polymer, and the 4.4 ppm signal is due to the methine proton adjacent to the hydroxyl terminal. Therefore, the molecular weight of the lactic acid polymer can be calculated by dividing the former integrated intensity by the latter integrated intensity.
The lactic acid polymer is characterized in that the integrated intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of the 5.2 ppm signal is 1 is 0.003 or less. Preferably it is 0.002 or less, More preferably, it is 0.001 or less. When the value of the integral strength is too large, it is difficult to increase the molecular weight of the copolymer when an aliphatic polyester copolymer is produced using this lactic acid polymer as a raw material.

なお、2.5ppmに現れるシグナルは、末端にアルデヒド基が存在する場合、そのアルデヒド基に隣接したメチンプロトン、もしくはケトン構造を有するカルボニル基に隣接したメチンプロトンに起因するものと推定できる。このような構造(異種構造)ができるためには、乳酸重合体末端のカルボキシル基が副反応を起こさなければならず、このことはカルボキシル基末端が減少することを意味する。すなわちカルボキシル基末端が減少するということは、水酸基とカルボキシル基の末端バランスが崩れることに繋がるので、その後このような性状の乳酸重合体を原料として脂肪族ポリエステル共重合体を製造すると、共重合体の分子量を高くすることが困難になっているものと推定できる。本発明の乳酸重合体を製造するには、特に限定はないが、乳酸単量体を溶融重合することが好ましい。乳酸単量体は、市販の50から90%水溶液のものを用いることができる。乳酸重合体を製造するには、反応温度と減圧度の範囲をそれぞれ制御する重合反応工程を有することが好ましい。   The signal appearing at 2.5 ppm can be presumed to be caused by a methine proton adjacent to the aldehyde group or a methine proton adjacent to a carbonyl group having a ketone structure when an aldehyde group is present at the terminal. In order to make such a structure (heterogeneous structure), the carboxyl group at the end of the lactic acid polymer must cause a side reaction, which means that the end of the carboxyl group is reduced. That is, a decrease in carboxyl group terminals leads to a loss of terminal balance between the hydroxyl group and the carboxyl group. Therefore, when an aliphatic polyester copolymer is produced using a lactic acid polymer having such properties as a raw material, It can be presumed that it is difficult to increase the molecular weight. Although there is no limitation in particular in manufacturing the lactic acid polymer of this invention, it is preferable to melt-polymerize a lactic acid monomer. As the lactic acid monomer, a commercially available 50 to 90% aqueous solution can be used. In order to produce a lactic acid polymer, it is preferable to have a polymerization reaction step for controlling the reaction temperature and the range of the degree of vacuum.

重合反応工程は、昇温および又は減圧をともなっていてもよい。
本発明の乳酸重合体の重合反応温度は、150℃より高く230℃より低い温度であることを特徴とする。下限は、好ましくは160℃、より好ましくは170℃、上限は、好ましくは220℃、より好ましくは210℃である。重合温度が低すぎると、分子量の高い乳酸重合体が得られない点で問題がある。また高すぎると、環状二量体などの副生成物や、前記の異種構造が生成しやすく、前者の場合は乳酸重合体の収率が低下する点で問題があり、後者の場合は乳酸重合体の水酸基とカルボキシル基の末端バランスが崩れることに繋がるので、製造する共重合体の分子量を高くするのが困難となる点で問題がある。
The polymerization reaction process may be accompanied by temperature increase and / or pressure reduction.
The polymerization reaction temperature of the lactic acid polymer of the present invention is higher than 150 ° C. and lower than 230 ° C. The lower limit is preferably 160 ° C, more preferably 170 ° C, and the upper limit is preferably 220 ° C, more preferably 210 ° C. If the polymerization temperature is too low, there is a problem in that a lactic acid polymer having a high molecular weight cannot be obtained. On the other hand, if it is too high, by-products such as cyclic dimers and the above heterogeneous structure are likely to be formed, and the former case has a problem in that the yield of lactic acid polymer is lowered, and in the latter case, lactic acid heavy There is a problem in that it is difficult to increase the molecular weight of the copolymer to be produced, because it leads to the loss of the terminal balance of the hydroxyl group and carboxyl group of the coalescence.

また、重合反応の減圧度については、0.5kPaより高く10kPaより低い圧力であることを特徴とする。下限は、好ましくは0.6kPa、より好ましくは0.7kPa、上限は、好ましくは9kPa、より好ましくは8kPaである。減圧度が低すぎると、環状二量体などの副生成物が生成しやすく乳酸重合体の収率が低下する点で問題があり、また減圧度が高すぎると、分子量の高い乳酸重合体が得られない点で問題がある。   Further, the degree of reduced pressure of the polymerization reaction is characterized by being a pressure higher than 0.5 kPa and lower than 10 kPa. The lower limit is preferably 0.6 kPa, more preferably 0.7 kPa, and the upper limit is preferably 9 kPa, more preferably 8 kPa. If the degree of vacuum is too low, there is a problem in that the yield of the lactic acid polymer is likely to be generated, and a lactic acid polymer having a high molecular weight is formed if the degree of vacuum is too high. There is a problem in that it cannot be obtained.

また、この製造を行う際に触媒を使用しても良い。触媒としては、オクチル酸錫、酸化錫、塩化錫、乳酸錫、錫粉末等の金属錫又は錫化合物、亜鉛粉末、酸化亜鉛、硫酸亜鉛等の金属亜鉛又は亜鉛化合物、酸化アルミ、塩化アルミ、硫酸アルミ等の金属アルミ又はアルミ化合物等が挙げられる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。中でも、触媒としては錫化合物等が好ましく、オクチル酸錫がより好ましい。
触媒の使用量は特に制限されないが、原料成分の総量に対する比率で、通常0.0001重量%以上、好ましくは0.001重量%以上、また、通常10重量%以下、好ましく
は5重量%以下の範囲である。
Moreover, you may use a catalyst when performing this manufacture. Catalysts include tin octylate, tin oxide, tin chloride, tin lactate, tin powder and other metal tin or tin compounds, zinc powder, zinc oxide, zinc sulfate and other metal zinc or zinc compounds, aluminum oxide, aluminum chloride, sulfuric acid Examples thereof include metal aluminum such as aluminum or aluminum compound. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Among these, tin compounds and the like are preferable as the catalyst, and tin octylate is more preferable.
The amount of the catalyst used is not particularly limited, but is usually 0.0001% by weight or more, preferably 0.001% by weight or more, and usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less as a ratio to the total amount of raw material components. It is a range.

[脂肪族ポリエステル共重合体とその製造方法]
本発明の脂肪族ポリエステル共重合体とは、本発明の乳酸重合体を含むポリエステルである。その製造方法は特に制限されないが、乳酸重合体、脂肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族オキシカルボン酸等からなる原料成分を重合反応させることにより製造することができる。
[Aliphatic polyester copolymer and production method thereof]
The aliphatic polyester copolymer of the present invention is a polyester containing the lactic acid polymer of the present invention. The production method is not particularly limited, but it can be produced by polymerizing a raw material component composed of a lactic acid polymer, an aliphatic diol, an aliphatic dicarboxylic acid, an aliphatic oxycarboxylic acid or the like.

脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、1,4−ブタンジオール、ペンタンジオール類、ヘキサンジオール類、ジエチレングリコ−ル、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリトリメチレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどが挙げられる。   Examples of the aliphatic diol include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, pentanediol, hexanediol, Examples include diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytrimethylene ether glycol, and polytetramethylene ether glycol.

脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸などが挙げられる。
脂肪族オキシカルボン酸としては、例えば、グリコール酸、ポリカプロラクトン、リンゴ酸、クエン酸などが挙げられる。
本発明の脂肪族ポリエステル共重合体を製造するには、重合反応を触媒の存在下で行なうことが好ましい。触媒の種類と使用量としては、上記の乳酸重合体の製造方法と同様の方法を用いてもよい。
Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, sebacic acid, 1,10-decanedicarboxylic acid, and the like.
Examples of the aliphatic oxycarboxylic acid include glycolic acid, polycaprolactone, malic acid, and citric acid.
In order to produce the aliphatic polyester copolymer of the present invention, the polymerization reaction is preferably performed in the presence of a catalyst. As a kind and usage-amount of a catalyst, you may use the method similar to the manufacturing method of said lactic acid polymer.

前記重合反応は、溶液重合で行なうことが好ましい。上記の原料成分、触媒、および溶媒を、反応器内で混合することにより重合反応を行うことができる。なお、混合の順序については特に制限されず、適宜採用することができる。
溶液重合で得られた脂肪族ポリエステル共重合体は、必要に応じ共重合体を溶解できる溶媒で溶解した後貧溶媒に投入する、いわゆる再沈法により精製し、回収することができる。
The polymerization reaction is preferably performed by solution polymerization. The polymerization reaction can be carried out by mixing the raw material components, the catalyst, and the solvent in the reactor. The order of mixing is not particularly limited, and can be adopted as appropriate.
The aliphatic polyester copolymer obtained by solution polymerization can be purified and recovered by a so-called reprecipitation method in which the copolymer is dissolved in a solvent capable of dissolving the copolymer, if necessary, and then introduced into a poor solvent.

こうして得られた脂肪族ポリエステル共重合体の数平均分子量は30000以上であることが好ましく、35000以上であることがより好ましく、40000以上であることがさらに好ましく、45000以上であることが最も好ましい。数平均分子量が小さすぎると、強度や破断伸びなどの機械物性が不良となり、材料として使用できる分野に制約を受ける可能性がある。   The number average molecular weight of the aliphatic polyester copolymer thus obtained is preferably 30000 or more, more preferably 35000 or more, further preferably 40000 or more, and most preferably 45000 or more. If the number average molecular weight is too small, mechanical properties such as strength and elongation at break will be poor, and there is a possibility that the field where the material can be used is restricted.

[成型体]
本発明の成型体は、上記で得られた脂肪族ポリエステル共重合体を成型して得ることができる。成型方法に制限はないが、通常ポリエステルで行なわれている方法、例えば、射出成型、押出成型、ブロー成型、プレス成型、溶媒を用いたキャスト成型などで行なうことができる。このような方法で各種成型体、シート、フィルム、発泡体などを得ることができる。
溶媒を用いたキャスト成型方法の例としては、脂肪族ポリエステル共重合体を適当な溶媒に溶解し、テフロン(登録商標)シート上にキャストした後、アプリケーターを用いてフィルムとする方法が挙げられる。
[Molded body]
The molded article of the present invention can be obtained by molding the aliphatic polyester copolymer obtained above. Although there is no restriction | limiting in the shaping | molding method, Usually, it can carry out by the method currently performed with polyester, for example, injection molding, extrusion molding, blow molding, press molding, the cast molding using a solvent. Various moldings, sheets, films, foams and the like can be obtained by such a method.
An example of a cast molding method using a solvent is a method in which an aliphatic polyester copolymer is dissolved in a suitable solvent, cast on a Teflon (registered trademark) sheet, and then formed into a film using an applicator.

以下、実施例を用いて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例により限定されるものではない。
なお、以下の記載中、特に断り書きのない限り、「部」は「重量部」を表わす。
[NMRの測定]
装置はBruker社製AVANCE 400を用い、重クロロホルムを溶媒として常温で測定した。
化学シフトはテトラメチルシランを0.0ppmとした時の値を採用した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited by a following example, unless the summary is exceeded.
In the following description, “parts” means “parts by weight” unless otherwise specified.
[NMR measurement]
The instrument was an AVANCE 400 manufactured by Bruker and measured at room temperature using deuterated chloroform as a solvent.
For the chemical shift, the value when tetramethylsilane was 0.0 ppm was adopted.

[分子量の測定]
1.乳酸重合体
上記と同様のNMR装置を用いた。分子量は5.2ppmと4.4ppmに現れるシグナルの積分強度の比から計算した
2.脂肪族ポリエステル共重合体
GPCで測定した。装置は東ソー社製のGPC8020、カラムはTSKgelGMHXL-Nを用
い、THFを溶離液とし40℃で測定した。分子量は標準ポリスチレン換算の値を採用した。
[引張試験]
オリエンテック社製卓上型材料試験機STA−1225を用い、引張速度 50mm/min
で測定した。
[Measurement of molecular weight]
1. Lactic acid polymer The same NMR apparatus as described above was used. The molecular weight was calculated from the ratio of integral intensities of signals appearing at 5.2 ppm and 4.4 ppm. Aliphatic polyester copolymer Measured by GPC. The apparatus was GPC8020 manufactured by Tosoh Corporation, the column was TSKgelGMHXL-N, and the measurement was performed at 40 ° C. using THF as an eluent. The molecular weight was a standard polystyrene equivalent value.
[Tensile test]
Using a desktop material testing machine STA-1225 manufactured by Orientec Co., Ltd., tensile speed 50 mm / min
Measured with

〔実施例1〕
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた反応容器に、原料としてL−乳酸モノマー(Purac社製88%水溶液)150重量部を仕込んで、以下のとおり重
合反応を行った。
[Example 1]
A reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer, and a vacuum port was charged with 150 parts by weight of L-lactic acid monomer (Purac 88% aqueous solution) as a raw material, and the polymerization reaction was carried out as follows. It was.

容器内容物を攪拌下、容器内に窒素ガスを導入し、減圧置換によって系内を窒素雰囲気にした。系内を攪拌しながら常圧のまま30分で150℃に昇温し(第1工程(昇温))、この温度で2時間反応させ水を留出させた(第2工程(脱水))。次に1.5時間かけて200℃に昇温し、1.5時間温度を200℃に保った(第3工程(昇温・減圧)。なお、この際に減圧を適用し3時間で8kPaまで減圧した(第3工程(昇温・減圧)。その後さらに200℃で2時間かけて2.7kPaまで減圧し(第4工程(減圧))、そのままの状態で2時間重合反応を続けた(第5工程(最終反応))。   Nitrogen gas was introduced into the container while stirring the contents of the container, and the inside of the system was changed to a nitrogen atmosphere by vacuum replacement. While stirring the system, the temperature was raised to 150 ° C. in 30 minutes while maintaining normal pressure (first step (temperature increase)), and the reaction was carried out at this temperature for 2 hours to distill water (second step (dehydration)). . Next, the temperature was raised to 200 ° C. over 1.5 hours, and the temperature was kept at 200 ° C. for 1.5 hours (third step (temperature rise / depressurization). (The third step (temperature increase / depressurization), and then further reduced to 2.7 kPa over 2 hours at 200 ° C. (fourth step (decompression)), and the polymerization reaction was continued for 2 hours as it was ( 5th step (final reaction)).

反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量870であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0008であった。   After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 870. The integral intensity of the signal that appeared at 2.5 ppm when the integral intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was 1 was 0.0008.

〔実施例2〕
最後の反応時間(第5工程(最終反応))を6時間とした以外、実施例1と同様に行なった。
反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量1800であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0007であった。
[Example 2]
The same procedure as in Example 1 was performed except that the last reaction time (fifth step (final reaction)) was changed to 6 hours.
After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 1800. Further, the integral intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integral intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was set to 1 was 0.0007.

〔実施例3〕
触媒としてオクチル酸スズ(ナカライテスク社製)0.25重量部を添加し最後の200℃、2.7kPaでの反応(第5工程(最終反応))を4時間とした以外、実施例1と同様に行なった。
Example 3
Example 1 except that 0.25 parts by weight of tin octylate (manufactured by Nacalai Tesque) was added as a catalyst and the final reaction at 200 ° C. and 2.7 kPa (fifth step (final reaction)) was performed for 4 hours. The same was done.

反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量2400であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0005であった。   After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 2400. Further, the integrated intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was set to 1 was 0.0005.

〔比較例1〕
特許文献1の方法を追試する目的で、以下の実験を行った。
第3工程(昇温・減圧)の条件を、温度150℃一定とし、0.5時間で13kPaまで減圧して2時間保持し、第4工程(減圧))の条件を0.5時間で4kPaまで減圧して2時間保持し、第5工程(最終反応)の条件を0.5時間で2.7kPaまで減圧し、そのまま2時間反応させた以外は、実施例1と同様に行なった。
反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量430であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0005であった。
[Comparative Example 1]
For the purpose of following the method of Patent Document 1, the following experiment was conducted.
The condition of the third step (temperature increase / decompression) is constant at a temperature of 150 ° C., the pressure is reduced to 13 kPa in 0.5 hours and held for 2 hours, and the condition of the fourth step (decompression) is 4 kPa in 0.5 hours. The process was carried out in the same manner as in Example 1 except that the pressure in the fifth step (final reaction) was reduced to 2.7 kPa in 0.5 hours and the reaction was continued for 2 hours.
After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 430. Further, the integrated intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was set to 1 was 0.0005.

〔比較例2〕
第3工程(昇温・減圧)の条件を、温度230℃に昇温し、同時に減圧を適用し3時間で8kPaまで減圧し、第4工程(減圧)の条件をに230℃で2時間かけて4kPaまで減圧し、第5工程(最終反応)の条件をそのままの状態で1時間30分反応を続けたこと以外は、実施例1と同様に行った。
[Comparative Example 2]
The temperature of the third step (temperature increase / decompression) is raised to a temperature of 230 ° C., and at the same time, the pressure reduction is applied and the pressure is reduced to 8 kPa over 3 hours. The pressure was reduced to 4 kPa, and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the reaction was continued for 1 hour and 30 minutes under the condition of the fifth step (final reaction).

反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量900であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0036であった。   After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 900. The integrated intensity of the signal that appeared at 2.5 ppm when the integrated intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was 1 was 0.0036.

〔比較例3〕
第3工程(昇温・減圧)の温度を230℃とし、第5工程(最終反応)の温度を230℃とし、2.5時間反応を続けたこと以外は、実施例3と同様に行った。
反応終了後内容物を取り出し、無色透明の乳酸重合体が得られた。この乳酸重合体は数平均分子量13000であった。またNMRによる5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れたシグナルの積分強度が0.0048であった。
乳酸重合体の製造例と結果をまとめて表1に示した。
[Comparative Example 3]
The same procedure as in Example 3 was performed except that the temperature of the third step (temperature increase / decompression) was 230 ° C., the temperature of the fifth step (final reaction) was 230 ° C., and the reaction was continued for 2.5 hours. .
After completion of the reaction, the contents were taken out to obtain a colorless and transparent lactic acid polymer. This lactic acid polymer had a number average molecular weight of 13,000. The integrated intensity of the signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of the 5.2 ppm signal by NMR was 1 was 0.0048.
The production examples and results of the lactic acid polymer are summarized in Table 1.

Figure 2011168644
Figure 2011168644

〔脂肪族ポリエステル共重合体製造例〕
〔実施例4〕
攪拌機及び油液分離器付き冷却管を備えたフラスコに、ポリエチレングリコール(数平均分子量4000、和光純薬社製)3部、コハク酸0.118部、実施例1で製造した乳酸重合体17部、オクチル酸錫0.14部、及びジフェニルエーテル9部を仕込み、1時間かけて減圧し、2.7kPa、180℃の条件下で16時間重合を行なった。重合中は冷却水を60℃にし、縮合水は系外へ排出し、溶媒は系内に戻した。得られた重合溶液をクロロホルムに溶解させた後、大量のメタノールに投入して再沈し、ポリマーを濾過して回収した後、再度クロロホルムに溶解させた後、再度大量のメタノールに投入するという操作を繰り返すことにより、生成ポリマーを精製し、熱風乾燥機で乾燥して白色の共重合体を得た。
[Production example of aliphatic polyester copolymer]
Example 4
In a flask equipped with a stirrer and a condenser with an oil-liquid separator, 3 parts of polyethylene glycol (number average molecular weight 4000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.118 part of succinic acid, 17 parts of the lactic acid polymer produced in Example 1 Then, 0.14 part of tin octylate and 9 parts of diphenyl ether were charged, the pressure was reduced over 1 hour, and polymerization was carried out for 16 hours under conditions of 2.7 kPa and 180 ° C. During the polymerization, the cooling water was set to 60 ° C., the condensed water was discharged out of the system, and the solvent was returned into the system. After dissolving the obtained polymerization solution in chloroform, throwing it into a large amount of methanol and reprecipitating it, collecting the polymer by filtration, dissolving it in chloroform again, and then throwing it again into a large amount of methanol The product polymer was purified by repeating the above and dried with a hot air dryer to obtain a white copolymer.

また、この共重合体について、GPC測定により求めた数平均分子量は45000、重量平均分子量は87000であった。
〔実施例5、6、比較例4〜6〕
実施例1で製造した乳酸重合体の代わりに、表2に示した乳酸重合体を用いた以外実施
例4と同様に行なった。結果を表1に示した。
Moreover, about this copolymer, the number average molecular weight calculated | required by GPC measurement was 45000, and the weight average molecular weight was 87000.
[Examples 5 and 6, Comparative Examples 4 to 6]
It carried out similarly to Example 4 except having used the lactic acid polymer shown in Table 2 instead of the lactic acid polymer manufactured in Example 1. FIG. The results are shown in Table 1.

また、本発明の脂肪族ポリエステル共重合体10重量部を30重量部のクロロホルムに溶解した後、テフロン(登録商標)シート上にキャストし、100μmのアプリケーターを用いてフィルムを成型した。このフィルムを60℃で24時間真空乾燥した後、10mm幅の短冊片を切り出し、引張試験を行なった。共重合体製造例と結果を表2に示した。   In addition, 10 parts by weight of the aliphatic polyester copolymer of the present invention was dissolved in 30 parts by weight of chloroform, then cast on a Teflon (registered trademark) sheet, and a film was formed using a 100 μm applicator. After the film was vacuum-dried at 60 ° C. for 24 hours, a 10 mm-wide strip was cut out and subjected to a tensile test. Copolymer production examples and results are shown in Table 2.

Figure 2011168644
Figure 2011168644

本発明の乳酸重合体及び該乳酸重合体を含む脂肪族ポリエステル共重合体は、生分解性を有する環境に優しい高分子材料として使用することができる。またこの脂肪族ポリエステル共重合体は特に生体内でも分解され、分解されて生成する乳酸等は安全性も高いので、その成型体は医療用の材料として使用することができ、産業上非常に有用である。   The lactic acid polymer of the present invention and the aliphatic polyester copolymer containing the lactic acid polymer can be used as an environmentally friendly polymer material having biodegradability. In addition, this aliphatic polyester copolymer is decomposed even in vivo, and lactic acid produced by decomposition is highly safe, so the molded product can be used as a medical material and is very useful industrially. It is.

Claims (9)

重クロロホルムを溶媒として、プロトン核磁気共鳴スペクトルを測定した時に、5.2ppmと4.4ppmに現れるシグナルの積分強度の比から計算した重合体の数平均分子量が500以上であり、かつ5.2ppmのシグナルの積分強度を1とした時の2.5ppmに現れるシグナルの積分強度が0.003以下であることを特徴とする、乳酸重合体。   When the proton nuclear magnetic resonance spectrum was measured using deuterated chloroform as a solvent, the number average molecular weight of the polymer calculated from the ratio of the integral intensities of signals appearing at 5.2 ppm and 4.4 ppm was 500 or more, and 5.2 ppm A lactic acid polymer, wherein the integrated intensity of a signal appearing at 2.5 ppm when the integrated intensity of the signal is 1 is 0.003 or less. 反応温度が150℃より高く、230℃より低い温度で、かつ減圧度が0.5kPaより高く10kPaより低い圧力の条件で重合反応を行なう工程を有することを特徴とする、乳酸重合体の製造方法。   A method for producing a lactic acid polymer, comprising a step of performing a polymerization reaction under conditions where the reaction temperature is higher than 150 ° C. and lower than 230 ° C., and the degree of vacuum is higher than 0.5 kPa and lower than 10 kPa. . 請求項2に記載の製造方法で得られた乳酸重合体。   A lactic acid polymer obtained by the production method according to claim 2. 請求項1又は3に記載の乳酸重合体を構造中に含むことを特徴とする、脂肪族ポリエステル共重合体。   An aliphatic polyester copolymer comprising the lactic acid polymer according to claim 1 or 3 in its structure. 請求項1又は3に記載の乳酸重合体を原料として用いることを特徴とする、脂肪族ポリエステル共重合体の製造方法。   A method for producing an aliphatic polyester copolymer, wherein the lactic acid polymer according to claim 1 or 3 is used as a raw material. 原料として、さらにポリアルキレングリコール、脂肪族カルボン酸を用い、共重合させることを特徴とする、請求項5に記載の脂肪族ポリエステル共重合体の製造方法。   The method for producing an aliphatic polyester copolymer according to claim 5, wherein polyalkylene glycol and aliphatic carboxylic acid are further used as raw materials for copolymerization. 請求項5又は6に記載の製造方法で得られた脂肪族ポリエステル共重合体。   An aliphatic polyester copolymer obtained by the production method according to claim 5 or 6. ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した数平均分子量が30000以上であることを特徴とする、請求項4又は7に記載の脂肪族ポリエステル共重合体。   The aliphatic polyester copolymer according to claim 4 or 7, wherein the number average molecular weight measured by gel permeation chromatography is 30000 or more. 請求項4、7又は8に記載の脂肪族ポリエステル共重合体を用いることを特徴とする、成型体。   A molded product comprising the aliphatic polyester copolymer according to claim 4, 7 or 8.
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