JP2013203969A - Polylactic acid copolymer - Google Patents

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毅 田中
Yoichiro Tanaka
陽一郎 田中
Sadanori Kumazawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polylactic acid copolymer excellent in hydrolysis resistance.SOLUTION: A polylactic acid copolymer includes a lactic acid unit and a hydroxypivalic acid unit, and has a weight average molecular weight of 30,000-300,000. The polylactic acid copolymer can be produced by (a) polymerizing lactide or lactic acid first, and then (b) adding pivalolactone or hydroxypivalic acid to polymerize, or by (b) polymerizing pivalolactone or hydroxypivalic acid first, and then (a) adding lactide or lactic acid to polymerize.

Description

本発明は、結晶性および耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体に関するものである。   The present invention relates to a polylactic acid copolymer excellent in crystallinity and hydrolysis resistance.

近年、環境保全の観点から、植物を原料とするカーボンニュートラルな素材としてポリ乳酸樹脂が注目されている。ポリ乳酸樹脂は、モノマーである乳酸が微生物を利用した発酵法によって安価に製造されるようになったため、石油原料由来の汎用プラスチックを代替できるバイオマスプラスチックとして期待され、徐々に使用されつつある。しかしながらポリ乳酸を汎用プラスチックとして用いる場合は、融点が170℃程度と低いこと、また結晶化速度が遅いため成形品への展開が困難であることなどの課題を有している。近年、光学純度の高い原料を用いた高分子量ポリ乳酸の検討(例えば非特許文献1など)や、ステレオコンプレックスポリ乳酸の検討(例えば特許文献1など)によって融点や結晶性の向上が図られているが、依然としてその効果は十分ではない。   In recent years, from the viewpoint of environmental conservation, polylactic acid resin has attracted attention as a carbon-neutral material made from plants. Polylactic acid resin is expected to be a biomass plastic that can be substituted for a general-purpose plastic derived from petroleum raw materials because lactic acid, which is a monomer, has been produced at low cost by fermentation using microorganisms, and is gradually being used. However, when polylactic acid is used as a general-purpose plastic, it has problems such as a melting point as low as about 170 ° C. and a difficulty in development into a molded product due to a slow crystallization rate. In recent years, the melting point and crystallinity have been improved by studying high molecular weight polylactic acid using a raw material with high optical purity (for example, Non-patent Document 1) and stereocomplex polylactic acid (for example, Patent Document 1). However, the effect is still not enough.

一方、ポリ乳酸以外のポリヒドロキシカルボン酸として、ヒドロキシピバリン酸から得られるポリピバロラクトンが知られている。ポリピバロラクトンは、融点が230〜240℃と高く、結晶化速度が速く、繊維用途等での検討が実施されている(例えば特許文献2〜4、非特許文献2など)。しかしながら、これら従来の技術で得られるポリピバロラクトンは高分子量化が不十分であり、耐加水分解性が悪く、汎用プラスチックとして実用化に耐えられるレベルではなかった。また、特許文献5では、結晶性改良を目的として、脂肪族ポリエステルにポリピバロラクトンを混合しているが、特性が不十分であった。   On the other hand, polypivalolactone obtained from hydroxypivalic acid is known as a polyhydroxycarboxylic acid other than polylactic acid. Polypivalolactone has a high melting point of 230 to 240 ° C. and a high crystallization rate, and has been studied for fiber applications and the like (for example, Patent Documents 2 to 4 and Non-Patent Document 2). However, polypivalolactone obtained by these conventional techniques is insufficient in high molecular weight, has poor hydrolysis resistance, and is not at a level that can be put into practical use as a general-purpose plastic. In Patent Document 5, polypivalolactone is mixed with aliphatic polyester for the purpose of improving crystallinity, but the characteristics are insufficient.

特開2010−070589号公報JP 2010-070589 A 英国特許第766347号明細書British Patent 766347 米国特許第2658055号明細書US Pat. No. 2,658,055 特公昭41−9810号公報Japanese Patent Publication No.41-9810 特開2002−212407号公報JP 2002-212407 A

再生可能資源からの高分子量ポリ−L−乳酸の工業的製造法開発 日本化学会誌 No.6 2001年Development of industrial production method of high molecular weight poly-L-lactic acid from renewable resources. 6 2001 酸および塩基触媒によるβ−ラクトン類の高重合 工業化学雑誌 第67巻 第1号 1964年High Polymerization of β-Lactones with Acid and Base Catalysts Industrial Chemical Journal Vol. 67 No. 1 1964

本発明は、結晶性および耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a polylactic acid copolymer excellent in crystallinity and hydrolysis resistance.

上記課題を解決すべく検討した結果、耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体を見出し、本発明に到達した。   As a result of studying to solve the above problems, a polylactic acid copolymer excellent in hydrolysis resistance was found, and the present invention was achieved.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
1.乳酸単位とヒドロキシピバリン酸単位を含み、重量平均分子量が3万〜30万であるポリ乳酸共重合体。
2.乳酸単位(x)とヒドロキシピバリン酸単位(y)の構成比がx/y=99/1〜1/99(重量比)であることを特徴とする1に記載のポリ乳酸共重合体。
3.前記ポリ乳酸共重合体が乳酸セグメント(A)とヒドロキシピバリン酸セグメント(B)とを有するポリ乳酸ブロック共重合体である1または2に記載のポリ乳酸共重合体。
4.前記乳酸セグメント(A)の重量平均分子量が0.5万〜20万、前記ヒドロキシピバリン酸セグメント(B)の重量平均分子量が0.5万〜20万であることを特徴とする3に記載のポリ乳酸共重合体。
5.示差走査型熱量計を用い、昇温速度20℃/分で30℃から250℃まで昇温し、250℃で3分間保持した後、降温速度20℃/分で250℃から30℃まで降温し、さらに昇温速度20℃/分で30℃から250℃まで昇温したときの2ndRunで観測される、前記ポリ乳酸セグメント(A)の結晶融解エンタルピー(ΔHm)が30J/g以上であることを特徴とする1〜4のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体。
6.1〜5のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体を成形してなる成形品。
7.(a)ラクチドまたは乳酸を先に重合した後に、次いで(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を添加して重合する、または(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を先に重合した後に、次いで(a)ラクチドまたは乳酸を添加して重合することを特徴とする1〜6のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体の製造方法。
That is, the present invention is as follows.
1. A polylactic acid copolymer comprising a lactic acid unit and a hydroxypivalic acid unit and having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000.
2. 2. The polylactic acid copolymer according to 1, wherein the constituent ratio of the lactic acid unit (x) and the hydroxypivalic acid unit (y) is x / y = 99/1 to 1/99 (weight ratio).
3. 3. The polylactic acid copolymer according to 1 or 2, wherein the polylactic acid copolymer is a polylactic acid block copolymer having a lactic acid segment (A) and a hydroxypivalic acid segment (B).
4). 3. The weight average molecular weight of the lactic acid segment (A) is 50,000 to 200,000, and the weight average molecular weight of the hydroxypivalic acid segment (B) is 50,000 to 200,000. Polylactic acid copolymer.
5. Using a differential scanning calorimeter, the temperature was increased from 30 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min, held at 250 ° C. for 3 minutes, and then decreased from 250 ° C. to 30 ° C. at a temperature decrease rate of 20 ° C./min. Further, the crystal melting enthalpy (ΔHm) of the polylactic acid segment (A) observed at 2ndRun when the temperature is increased from 30 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min is 30 J / g or more. 5. The polylactic acid copolymer according to any one of 1 to 4, which is characterized.
6.1 A molded product obtained by molding the polylactic acid copolymer according to any one of 1 to 5.
7). (A) after first polymerizing lactide or lactic acid, then (b) polymerizing by adding pivalolactone or hydroxypivalic acid, or (b) after first polymerizing pivalolactone or hydroxypivalic acid, then (a) lactide Alternatively, the method for producing a polylactic acid copolymer according to any one of 1 to 6, wherein lactic acid is added for polymerization.

高分子量体を有し、結晶性および耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体である。   It is a polylactic acid copolymer having a high molecular weight and excellent crystallinity and hydrolysis resistance.

本発明のポリ乳酸共重合体は乳酸単位とヒドロキシピバリン酸単位からなり、乳酸単位とは、L−乳酸および/またはD−乳酸を主成分とする重合体であり、L−乳酸が主成分である場合はポリ−L−乳酸と呼び、D−乳酸が主成分である場合はポリ−D−乳酸と呼ぶ。   The polylactic acid copolymer of the present invention comprises a lactic acid unit and a hydroxypivalic acid unit, and the lactic acid unit is a polymer containing L-lactic acid and / or D-lactic acid as a main component, and L-lactic acid is the main component. In some cases, it is called poly-L-lactic acid, and when D-lactic acid is the main component, it is called poly-D-lactic acid.

乳酸単位を構成する原料として用いる乳酸の光学純度は、特に限定されるものではないが、結晶性に優れるという点で95%以上であることが好ましく、98%以上であることがさらに好ましく、99%以上であることが特に好ましい。   The optical purity of lactic acid used as a raw material constituting the lactic acid unit is not particularly limited, but it is preferably 95% or more, more preferably 98% or more in terms of excellent crystallinity, and 99 % Or more is particularly preferable.

ヒドロキシピバリン酸単位を構成する原料として用いるヒドロキシピバリン酸の不純物は、特に限定されるものではないが、結晶性が良好であり、耐加水分解性に優れるポリピバロラクトンが得られるという点でアンチモン、スズ、チタン、リン、カリウム、カルシウム、アルミニウム、鉄、ホウ素、窒素、硫黄原子含有量がそれぞれ100ppm以下であることが好ましい。   The impurity of hydroxypivalic acid used as a raw material constituting the hydroxypivalic acid unit is not particularly limited, but antimony is obtained in that polypivalolactone having good crystallinity and excellent hydrolysis resistance can be obtained. The tin, titanium, phosphorus, potassium, calcium, aluminum, iron, boron, nitrogen, and sulfur atom contents are each preferably 100 ppm or less.

本発明のポリ乳酸共重合体は、重量平均分子量が3〜30万の範囲であり、機械物性に優れるという点で5〜30万の範囲であることが好ましく、成形性および機械物性に優れるという点で10〜30万の範囲であることがより好ましく、成形性および機械物性、耐加水分解性に優れるという点で15〜30万の範囲であることがさらに好ましい。重量平均分子量が3万未満である場合、機械物性が低く、耐加水分解性も低下するため好ましくない。なお、重量平均分子量とは溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノールを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリメチルメタクリレート換算の重量平均分子量の値である。   The polylactic acid copolymer of the present invention has a weight average molecular weight in the range of 3 to 300,000, preferably in the range of 5 to 300,000 in terms of excellent mechanical properties, and excellent in moldability and mechanical properties. In terms of the point, it is more preferably in the range of 100,000 to 300,000, and more preferably in the range of 150,000 to 300,000 in terms of excellent moldability, mechanical properties, and hydrolysis resistance. When the weight average molecular weight is less than 30,000, the mechanical properties are low and the hydrolysis resistance is also lowered, which is not preferable. The weight average molecular weight is a value of weight average molecular weight in terms of standard polymethyl methacrylate as measured by gel permeation chromatography (GPC) using hexafluoroisopropanol as a solvent.

本発明のポリ乳酸共重合体は乳酸単位とヒドロキシピバリン酸単位からなり、乳酸単位(x)とヒドロキシピバリン酸単位(y)の構成比がx/y=99/1〜1/99(重量比)であることが好ましく、高分子量および耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体を効率的に得ることができるという点で、x/y=95/5〜10/90(重量比)がより好ましく、ヒドロキシピバリン酸単位の構成量少なく、コストを抑えられるという点でx/y=95/5〜40/60(重量比)がさらに好ましく、共重合構造による結晶性の低下が抑制できるという点でx/y=90/10〜70/30(重量比)が特に好ましい。   The polylactic acid copolymer of the present invention comprises lactic acid units and hydroxypivalic acid units, and the composition ratio of lactic acid units (x) and hydroxypivalic acid units (y) is x / y = 99/1 to 1/99 (weight ratio). X / y = 95/5 to 10/90 (weight ratio) in that a polylactic acid copolymer excellent in high molecular weight and hydrolysis resistance can be efficiently obtained. Preferably, x / y = 95/5 to 40/60 (weight ratio) is more preferable in that the constituent amount of the hydroxypivalic acid unit is small and the cost can be suppressed, and the decrease in crystallinity due to the copolymer structure can be suppressed. And x / y = 90/10 to 70/30 (weight ratio) is particularly preferable.

本発明のポリ乳酸共重合体は、より均一な特性が得られる点から、ブロック構造を有することが好ましい。ランダム共重合体である場合、高結晶性であるヒドロキシピバリン酸単位の特性が十分に発現しないため、好ましくない。   The polylactic acid copolymer of the present invention preferably has a block structure from the viewpoint of obtaining more uniform characteristics. A random copolymer is not preferable because the characteristics of the highly crystalline hydroxypivalic acid unit are not sufficiently exhibited.

本発明の乳酸セグメント(A)は、重量平均分子量が生産性に優れるという点で0.5〜20万の範囲であることが好ましく、機械物性に優れるという点で3〜20万の範囲であることがより好ましい。重量平均分子量が0.5万未満である場合、カルボキシル末端基量の増加により、耐加水分解性が低下するため好ましくない。   The lactic acid segment (A) of the present invention preferably has a weight average molecular weight in the range of 0.5 to 200,000 in terms of excellent productivity, and in the range of 3 to 200,000 in terms of excellent mechanical properties. It is more preferable. A weight average molecular weight of less than 50,000 is not preferable because hydrolysis resistance decreases due to an increase in the amount of carboxyl end groups.

また、本発明のヒドロキシピバリン酸セグメント(B)は、重量平均分子量が生産性に優れるという点で0.5〜20万の範囲であることが好ましく、結晶性に優れるという点で3〜20万の範囲であることがより好ましい。重量平均分子量が0.5万未満である場合、カルボキシル末端基量の増加により、耐加水分解性が低下するため好ましくない。なお、乳酸セグメント(A)およびヒドロキシピバリン酸セグメント(B)の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、溶媒にヘキサフルオロイソプロパノールを用い測定した標準ポリメチルメタクリレート換算の重量平均分子量である。   Further, the hydroxypivalic acid segment (B) of the present invention is preferably in the range of 0.5 to 200,000 in view of excellent weight average molecular weight, and 3 to 200,000 in view of excellent crystallinity. More preferably, it is the range. A weight average molecular weight of less than 50,000 is not preferable because hydrolysis resistance decreases due to an increase in the amount of carboxyl end groups. In addition, the weight average molecular weight of the lactic acid segment (A) and the hydroxypivalic acid segment (B) is a weight average molecular weight in terms of standard polymethyl methacrylate measured by gel permeation chromatography (GPC) using hexafluoroisopropanol as a solvent. is there.

本発明のポリ乳酸共重合体は、耐加水分解性に優れるという点で、1以上4以下であることが好ましく、ポリマー物性が均一となる点から、1以上3以下がより好ましい。分子量分布が4を超える場合、ポリマー物性にばらつきが生じるため好ましくない。分子量分布が1未満である場合、溶融粘度が低く、成形加工性に劣るため好ましくない。なお、分子量分布とは溶媒としてヘキサフルオロイソプロパノールを用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリメチルメタクリレート換算の数平均分子量に対する重量平均分子量の比である。   The polylactic acid copolymer of the present invention is preferably 1 or more and 4 or less from the viewpoint of excellent hydrolysis resistance, and more preferably 1 or more and 3 or less from the viewpoint of uniform polymer properties. When the molecular weight distribution exceeds 4, it is not preferable because the polymer properties vary. When the molecular weight distribution is less than 1, it is not preferable because the melt viscosity is low and the molding processability is poor. In addition, molecular weight distribution is ratio of the weight average molecular weight with respect to the number average molecular weight of standard polymethylmethacrylate conversion by the gel permeation chromatography (GPC) measurement which uses hexafluoroisopropanol as a solvent.

本発明のポリ乳酸共重合体は、PERKIN ELMER社製示差走査型熱量計(DSC7)により試料10mgを窒素雰囲気下中、30℃から速度20℃/minで250℃まで昇温、250℃で3分間保持、250℃から速度20℃/minで30℃まで降温、30℃で1分間保持した後、30℃から速度20℃/minで250℃まで昇温したときのポリ乳酸セグメントの結晶融解エンタルピー(ΔHm)が30J/g以上であることが好ましく、耐加水分解性に優れるという点で40〜150J/gの範囲であることがより好ましく、結晶性に優れるという点で50〜150J/gの範囲であることがさらに好ましい。ΔHmが30J/g未満である場合、耐加水分解性に劣るため好ましくない。本発明においては乳酸セグメントとヒドロキシピバリン酸セグメントの共重合体とし、かつ得られるポリ乳酸共重合体の重量平均分子量を3〜30万の範囲とすることで、ポリ乳酸の結晶性が改善され、上記ΔHmの範囲の耐加水分解性に優れるポリ乳酸共重合体を得ることができる。なお、ポリ乳酸セグメントの結晶融解エンタルピー(ΔHm)とは、上記測定方法により求められる130℃以上180℃以下に現れる融点ピークに相当する融解エンタルピーである。   The polylactic acid copolymer of the present invention was heated from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere using a differential scanning calorimeter (DSC7) manufactured by PERKIN ELMER, and heated at 250 ° C. Crystal melting enthalpy of polylactic acid segment when held for 30 minutes, lowered from 250 ° C. to 30 ° C. at a rate of 20 ° C./min, held at 30 ° C. for 1 minute, and then raised from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 20 ° C./min (ΔHm) is preferably 30 J / g or more, more preferably in the range of 40 to 150 J / g in terms of excellent hydrolysis resistance, and 50 to 150 J / g in terms of excellent crystallinity. More preferably, it is in the range. When ΔHm is less than 30 J / g, hydrolysis resistance is poor, which is not preferable. In the present invention, by making the copolymer of lactic acid segment and hydroxypivalic acid segment, and making the weight average molecular weight of the resulting polylactic acid copolymer in the range of 3 to 300,000, the crystallinity of polylactic acid is improved, A polylactic acid copolymer having excellent hydrolysis resistance in the range of ΔHm can be obtained. The crystal melting enthalpy (ΔHm) of the polylactic acid segment is the melting enthalpy corresponding to the melting point peak appearing at 130 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, which is determined by the above measuring method.

本発明において、ポリ乳酸共重合体の性能を損なわない範囲で、他の成分単位を含んでいてもよい。L−乳酸またはD−乳酸単位以外の他の成分単位としては、多価カルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトンなどが挙げられ、具体的には、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムスルホイソフタル酸などの多価カルボン酸類またはそれらの誘導体、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパンまたはペンタエリスリトールにエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドを付加した多価アルコール、ビスフェノールにエチレンオキシドを付加反応させた芳香族多価アルコール、ジエチレングリコール、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などの多価アルコール類またはそれらの誘導体、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカルボン酸類、およびグリコリド、ε−カプロラクトングリコリド、ε−カプロラクトン、β−プロピオラクトン、δ−ブチロラクトン、β−またはγ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトンなどのラクトン類などが挙げられる。   In this invention, the other component unit may be included in the range which does not impair the performance of a polylactic acid copolymer. Examples of component units other than L-lactic acid or D-lactic acid units include polycarboxylic acids, polyhydric alcohols, hydroxycarboxylic acids, lactones, and the like. Specifically, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, Polycarboxylic acids such as fumaric acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, 5-tetrabutylphosphonium sulfoisophthalic acid or their derivatives, ethylene glycol, propylene glycol, butane Diol, hexanediol, octanediol, neopentylglycol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, trimethylolpropane, or polyhydric alcohol obtained by adding ethylene oxide or propylene oxide to pentaerythritol, Aromatic polyhydric alcohols obtained by addition reaction of phenol with ethylene oxide, polyhydric alcohols such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol or their derivatives, glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 4 -Hydroxycarboxylic acids such as hydroxy valeric acid and 6-hydroxycaproic acid, and glycolide, ε-caprolactone glycolide, ε-caprolactone, β-propiolactone, δ-butyrolactone, β- or γ-butyrolactone, δ-valerolactone, etc. Lactones and the like.

次に、本発明におけるポリ乳酸共重合体の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the polylactic acid copolymer in this invention is demonstrated.

本発明のポリ乳酸共重合体は、(a)ラクチドまたは乳酸を先に重合した後に、次いで(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を添加して重合する、または(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を先に重合した後に、次いで(a)ラクチドまたは乳酸を添加して重合することで製造することができる。   In the polylactic acid copolymer of the present invention, (a) lactide or lactic acid is polymerized first, and then (b) pivalolactone or hydroxypivalic acid is added to polymerize, or (b) pivalolactone or hydroxypivalic acid is first polymerized. Then, (a) lactide or lactic acid can be added and polymerized.

本発明において、ラクチドを出発原料とし、既知の重合触媒を用いる開環重合法では、原料であるラクチドは、特に純度など限定されることなく、工業的に入手できるものを使用する。純度は高いほうが好ましいが、若干の不純物が含まれているのが通常であり、これらが含まれていてもかまわない。   In the present invention, in the ring-opening polymerization method using lactide as a starting material and using a known polymerization catalyst, the starting material lactide is not particularly limited but is commercially available. Higher purity is preferable, but it usually contains some impurities, and these may be contained.

本発明において、乳酸を出発原料とし、直接重縮合で製造する直接重合法では、乳酸中の不純物として、アルコール類の合計が70ppm以下、かつ、有機酸類の合計が800ppm以下、かつ、アルデヒド類の合計が50ppm以下、かつ、エステル類の合計が400ppm以下である乳酸を主原料として用いることが好ましい。   In the present invention, in a direct polymerization method in which lactic acid is used as a starting material and is produced by direct polycondensation, the total amount of alcohols as impurities in lactic acid is 70 ppm or less, the total of organic acids is 800 ppm or less, and aldehydes It is preferable to use lactic acid having a total of 50 ppm or less and a total of esters of 400 ppm or less as a main raw material.

本発明の乳酸セグメントの製造方法として、ラクチドまたは乳酸を先に重合する場合には、特に限定されるものではないが、ラクチドを出発原料とし、既知の重合触媒を用いる開環重合法や、乳酸を出発原料とし、直接重縮合で製造する直接重合法などがある。またバッチ重合および連続重合のいずれでもよい。   The method for producing the lactic acid segment of the present invention is not particularly limited when lactide or lactic acid is polymerized first, but ring-opening polymerization using lactide as a starting material and using a known polymerization catalyst, or lactic acid There is a direct polymerization method in which is used as a starting material to produce by direct polycondensation. Either batch polymerization or continuous polymerization may be used.

本発明の乳酸セグメントの製造方法として、ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を先に重合した後に、次いでラクチドまたは乳酸を添加して重合する場合には、モノマーによるヒドロキシピバリン酸セグメントの分解が抑制できるという点でラクチドを用いることがより好ましい。   In the method for producing a lactic acid segment of the present invention, when pivalolactone or hydroxypivalic acid is first polymerized and then polymerized by adding lactide or lactic acid, decomposition of the hydroxypivalic acid segment by the monomer can be suppressed. More preferably, lactide is used.

乳酸を用いる場合の添加量は、ポリピバロラクトンおよび乳酸の合計100重量部に対して、分解を抑制できるという点で90重量部以下であることが好ましく、60重量部以下であることがより好ましく、30重量部以下であることがさらに好ましい。また、ラクチドを用いる場合の添加量は、特に限定されるものではない。   In the case of using lactic acid, the addition amount is preferably 90 parts by weight or less, more preferably 60 parts by weight or less, in terms of the ability to suppress decomposition with respect to 100 parts by weight of the total of polypivalolactone and lactic acid. Preferably, it is 30 parts by weight or less. Moreover, the addition amount in the case of using lactide is not specifically limited.

乳酸を用いる場合のポリピバロラクトンの重量平均分子量は、高分子量体のポリ乳酸共重合体が得られるという点で4万以上であることが好ましく、8万以上であることがより好ましく、12万以上であることがさらに好ましい。重量平均分子量が4万未満である場合、得られるポリ乳酸共重合体の耐加水分解性が低下するため好ましくない。また、ラクチドを用いる場合のポリピバロラクトンの重量平均分子量は、特に限定されるものではない。   The weight average molecular weight of polypivalolactone in the case of using lactic acid is preferably 40,000 or more, more preferably 80,000 or more in that a high molecular weight polylactic acid copolymer is obtained. More preferably, it is 10,000 or more. A weight average molecular weight of less than 40,000 is not preferable because the hydrolysis resistance of the resulting polylactic acid copolymer is lowered. Moreover, the weight average molecular weight of polypivalolactone when using lactide is not particularly limited.

本発明において、ポリ乳酸セグメントの重合を促進するために、触媒を共存させてもよい。錫化合物、チタン化合物、鉛化合物、亜鉛化合物、コバルト化合物、鉄化合物、リチウム化合物、希土類化合物、アンチモン化合物、ビスマス化合物、酸化数が+5以上の硫黄を有する硫黄含有化合物が好ましく、生産性に優れるという点で、錫化合物、チタン化合物、鉛化合物、亜鉛化合物、コバルト化合物、鉄化合物、リチウム化合物、希土類化合物、スルホン酸化合物、リン化合物、酸化数が+5以上の硫黄を有する硫黄含有化合物がより好ましく、錫化合物、チタン化合物、希土類化合物、酸化数が+5以上の硫黄を有する硫黄含有化合物、リン化合物がさらに好ましい。また、熱安定性および色相にも優れるポリ乳酸系樹脂を得ることができるという点で、金属触媒としては、配位子が2個である錫系の有機カルボン酸塩がさらに好ましく、酢酸錫(II)またはオクチル酸錫(II)が特に好ましい。また、2種以上併用することもでき、併用する場合には、錫化合物から選択される1種以上および酸化数が+5以上の硫黄を有する硫黄含有化合物から選択される1種以上を用いることが好ましい。   In the present invention, a catalyst may coexist in order to promote polymerization of the polylactic acid segment. Tin compounds, titanium compounds, lead compounds, zinc compounds, cobalt compounds, iron compounds, lithium compounds, rare earth compounds, antimony compounds, bismuth compounds, and sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of +5 or more are preferred and are said to be excellent in productivity. In terms of tin compounds, titanium compounds, lead compounds, zinc compounds, cobalt compounds, iron compounds, lithium compounds, rare earth compounds, sulfonic acid compounds, phosphorus compounds, and sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of +5 or more are more preferable. Tin compounds, titanium compounds, rare earth compounds, sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of +5 or more, and phosphorus compounds are more preferable. In addition, as the metal catalyst, a tin-based organic carboxylate having two ligands is more preferable in that a polylactic acid-based resin having excellent thermal stability and hue can be obtained. II) or tin (II) octylate is particularly preferred. Also, two or more kinds can be used in combination. When used together, one or more kinds selected from tin compounds and one or more kinds selected from sulfur-containing compounds having sulfur having an oxidation number of +5 or more are used. preferable.

触媒の添加量は、特に限定されないが、ポリ乳酸セグメントの原料であるラクチドとポリ乳酸100重量部に対して、重合を効率的に進行できるという点で0.0001〜2重量部であることが好ましく、金属残存量を少なくできるという点で0.001〜1重量部であることがより好ましく、0.005〜0.5重量部であることがさらに好ましく、0.01〜0.3重量部であることが特に好ましい。   The addition amount of the catalyst is not particularly limited, but is 0.0001 to 2 parts by weight in that the polymerization can proceed efficiently with respect to 100 parts by weight of lactide and polylactic acid which are raw materials for the polylactic acid segment. Preferably, it is more preferably 0.001 to 1 part by weight, more preferably 0.005 to 0.5 part by weight, and 0.01 to 0.3 part by weight in that the amount of remaining metal can be reduced. It is particularly preferred that

本発明の乳酸セグメントの製造方法において、溶融重合を行う時の反応温度は、反応物の融点以上の温度で行うことが好ましい。50〜300℃の温度で行うことがより好ましく、100〜250℃の温度で行うことがさらに好ましい。また、溶融重合の温度は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。   In the method for producing a lactic acid segment of the present invention, the reaction temperature when performing melt polymerization is preferably higher than the melting point of the reaction product. More preferably, it is performed at a temperature of 50 to 300 ° C, and more preferably 100 to 250 ° C. Further, the temperature of melt polymerization may be one step or may be two or more steps.

本発明の乳酸セグメントの製造方法において、溶融重合を行うときの圧力は、特に限定されることはなく、減圧条件、常圧条件および加圧条件のいずれでもよいが、0.13〜130kPaの圧力で行うことが好ましい。また、溶融重合の圧力は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。常圧条件で溶融重合を行う場合は、反応系内は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス気流下であることが好ましい。   In the method for producing a lactic acid segment of the present invention, the pressure at which melt polymerization is performed is not particularly limited, and may be any of a reduced pressure condition, a normal pressure condition, and a pressurized condition, but a pressure of 0.13 to 130 kPa. It is preferable to carry out with. Moreover, the pressure of melt polymerization may be one step or may be two or more steps. When performing melt polymerization under normal pressure conditions, the inside of the reaction system is preferably under an inert gas stream such as nitrogen or argon.

本発明の乳酸セグメントの製造方法において、溶融重合は1〜1000分の反応時間で行うことが好ましい。5〜500分の反応時間で行うと、得られる乳酸セグメントの耐加水分解性が良好となる点でより好ましい。   In the method for producing a lactic acid segment of the present invention, the melt polymerization is preferably performed in a reaction time of 1 to 1000 minutes. When the reaction time is 5 to 500 minutes, it is more preferable in that the hydrolysis resistance of the obtained lactic acid segment is good.

本発明のヒドロキシピバリン酸セグメントの製造方法として、ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を先に重合する場合には、特に限定されるものではないが、ピバロラクトンを出発原料とし、開環重合する方法や、ヒドロキシピバリン酸を出発原料とし、直接重縮合で製造する直接重合法などがある。ポリピバロラクトンを高収率で効率的に得ることが出来るという点で、溶融重合を経る製造方法を用いることが好ましい。また、高分子量を有するポリピバロラクトンを得ることが出来るという点で、固相重合を経る製造方法を用いることが好ましい。また、分子量分布を小さく出来るという点で、開環重合を経る製造方法を用いることが好ましい。またバッチ重合および連続重合のいずれでもよい。   The method for producing the hydroxypivalic acid segment of the present invention is not particularly limited when pivalolactone or hydroxypivalic acid is polymerized first, but it is not limited, but a method of ring-opening polymerization using pivalolactone as a starting material, or hydroxypivalin There is a direct polymerization method in which an acid is used as a starting material and is produced by direct polycondensation. It is preferable to use a production method that undergoes melt polymerization in that polypivalolactone can be efficiently obtained in a high yield. In addition, it is preferable to use a production method that undergoes solid phase polymerization in that polypivalolactone having a high molecular weight can be obtained. Moreover, it is preferable to use the manufacturing method which passes through ring-opening polymerization at the point that molecular weight distribution can be made small. Either batch polymerization or continuous polymerization may be used.

本発明のヒドロキシピバリン酸セグメントの製造方法として、ラクチドまたは乳酸を先に重合した後に、次いでピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を添加して重合する場合には、モノマーによる乳酸セグメントの分解が抑制できるという点でピバロラクトンを用いることがより好ましい。   In the production method of the hydroxypivalic acid segment of the present invention, when lactide or lactic acid is first polymerized and then polymerized by adding pivalolactone or hydroxypivalic acid, decomposition of the lactic acid segment by the monomer can be suppressed. It is more preferable to use pivalolactone.

ヒドロキシピバリン酸を用いる場合の添加量は、ポリ乳酸およびヒドロキシピバリン酸の合計100重量部に対して、分解を抑制できるという点で90重量部以下であることが好ましく、60重量部以下であることがより好ましく、30重量部以下であることがさらに好ましい。また、ピバロラクトンを用いる場合の添加量は、特に限定されるものではない。   In the case of using hydroxypivalic acid, the amount added is preferably 90 parts by weight or less, and preferably 60 parts by weight or less, in terms of being able to suppress decomposition with respect to 100 parts by weight of the total of polylactic acid and hydroxypivalic acid. Is more preferable, and it is further more preferable that it is 30 parts weight or less. Moreover, the addition amount in the case of using pivalolactone is not particularly limited.

ヒドロキシピバリン酸を用いる場合のポリ乳酸の重量平均分子量は、高分子量体のポリ乳酸共重合体が得られるという点で4万以上であることが好ましく、8万以上であることがより好ましく、12万以上であることがさらに好ましい。重量平均分子量が4万未満である場合、得られるポリ乳酸共重合体の耐加水分解性が低下するため好ましくない。また、ピバロラクトンを用いる場合のポリ乳酸の重量平均分子量は、特に限定されるものではない。   The weight average molecular weight of polylactic acid when hydroxypivalic acid is used is preferably 40,000 or more, more preferably 80,000 or more in that a high molecular weight polylactic acid copolymer is obtained. More preferably, it is 10,000 or more. A weight average molecular weight of less than 40,000 is not preferable because the hydrolysis resistance of the resulting polylactic acid copolymer is lowered. Moreover, the weight average molecular weight of polylactic acid in the case of using pivalolactone is not particularly limited.

本発明において、ヒドロキシピバリン酸セグメントの重合を促進するために、特に限定されるものではないが、触媒を共存させてもよい。ヒドロキシピバリン酸を出発原料として、三酸化アンチモンなどのアンチモン化合物、リン酸やトリフェニルホスファイトなどのリン化合物、ジラウリン酸ジブチルスズなどのスズ化合物などの重合触媒を用いることができる。   In the present invention, in order to promote the polymerization of the hydroxypivalic acid segment, although not particularly limited, a catalyst may coexist. Using hydroxypivalic acid as a starting material, a polymerization catalyst such as an antimony compound such as antimony trioxide, a phosphorus compound such as phosphoric acid or triphenyl phosphite, or a tin compound such as dibutyltin dilaurate can be used.

また、ピバロラクトンを出発原料として、無触媒もしくは、チタン−n−ブチルチタネートなどのチタン化合物、塩化アルミニウムなどのアルミニウム化合物、塩化鉄などの鉄化合物、酢酸カリウム、水酸化カリウムなどのカリウム化合物、酢酸カルシウム、水酸化カルシウムなどのカルシウム化合物、三ふっ化ホウ素ジエチルエーテル錯体などのホウ素化合物、ヘキサメチレンテトラミン、ジメチルアニリンなどの窒素化合物、硫酸などの酸性化合物などの重合触媒を用いることができる。   In addition, using pivalolactone as a starting material, no catalyst or titanium compounds such as titanium-n-butyl titanate, aluminum compounds such as aluminum chloride, iron compounds such as iron chloride, potassium compounds such as potassium acetate and potassium hydroxide, calcium acetate Polymerization catalysts such as calcium compounds such as calcium hydroxide, boron compounds such as boron trifluoride diethyl ether complex, nitrogen compounds such as hexamethylenetetramine and dimethylaniline, and acidic compounds such as sulfuric acid can be used.

触媒を添加する場合の添加量は、特に限定されるものではないが、ヒドロキシピバリン酸セグメントの原料であるヒドロキシピバリン酸100重量部に対して、重合を効率的に進行できるという点で0.0001〜2重量部であることが好ましく、金属残存量を少なくできるという点で0.001〜1重量部であることがより好ましく、0.005〜0.5重量部であることがさらに好ましく、0.01〜0.3重量部であることが特に好ましい。   The addition amount in the case of adding a catalyst is not particularly limited, but is 0.0001 in that the polymerization can proceed efficiently with respect to 100 parts by weight of hydroxypivalic acid which is a raw material of the hydroxypivalic acid segment. It is preferably ˜2 parts by weight, more preferably 0.001 to 1 part by weight, further preferably 0.005 to 0.5 part by weight in that the amount of remaining metal can be reduced. It is particularly preferable that the amount is 0.01 to 0.3 parts by weight.

本発明のヒドロキシピバリン酸セグメントの製造方法において、溶融重合を行う時の反応温度は、反応物の融点以上の温度で行うことが好ましい。50〜300℃の温度で行うことがより好ましく、100〜250℃の温度で行うことがさらに好ましい。また、溶融重合の温度は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。   In the method for producing a hydroxypivalic acid segment of the present invention, the reaction temperature when performing melt polymerization is preferably a temperature equal to or higher than the melting point of the reaction product. More preferably, it is performed at a temperature of 50 to 300 ° C, and more preferably 100 to 250 ° C. Further, the temperature of melt polymerization may be one step or may be two or more steps.

本発明のヒドロキシピバリン酸セグメントの製造方法において、溶融重合を行うときの圧力は、特に限定されることはなく、減圧条件、常圧条件および加圧条件のいずれでもよいが、0.13〜130kPaの圧力で行うことが好ましい。また、溶融重合の圧力は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。常圧条件で溶融重合を行う場合は、反応系内は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス気流下であることが好ましい。   In the method for producing a hydroxypivalic acid segment of the present invention, the pressure at which melt polymerization is performed is not particularly limited, and may be any of a reduced pressure condition, a normal pressure condition, and a pressurized condition, but is 0.13 to 130 kPa. It is preferable to carry out at the pressure of. Moreover, the pressure of melt polymerization may be one step or may be two or more steps. When performing melt polymerization under normal pressure conditions, the inside of the reaction system is preferably under an inert gas stream such as nitrogen or argon.

本発明のヒドロキシピバリン酸セグメントの製造方法において、溶融重合は1〜1000分の反応時間で行うことが好ましい。5〜500分の反応時間で行うと、得られるヒドロキシピバリン酸セグメントの耐加水分解性が良好となる点でより好ましい。10〜300分の反応時間で行うことがさらに好ましく、15〜240分の反応時間で行うことが特に好ましい。   In the method for producing a hydroxypivalic acid segment of the present invention, the melt polymerization is preferably carried out in a reaction time of 1 to 1000 minutes. When the reaction time is 5 to 500 minutes, the hydrolysis resistance of the resulting hydroxypivalic acid segment is more preferable. The reaction time is more preferably 10 to 300 minutes, and particularly preferably 15 to 240 minutes.

本発明では、さらにブロック性が高く、高分子量体のポリ乳酸共重合体を製造するために、固相重合反応もしくは鎖延長反応を行うこともできる。   In the present invention, in order to produce a polylactic acid copolymer having a higher block property and a high molecular weight, a solid phase polymerization reaction or a chain extension reaction can also be performed.

本発明のポリ乳酸共重合体の製造方法において、固相重合を行う時の反応温度は、反応物の融点以下の温度で行うことが好ましい。50〜250℃の温度で行うことがより好ましく、100〜230℃の温度で行うことがさらに好ましい。また、固相重合の温度は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。   In the method for producing a polylactic acid copolymer of the present invention, the reaction temperature when performing solid-phase polymerization is preferably a temperature not higher than the melting point of the reaction product. More preferably, it is performed at a temperature of 50 to 250 ° C, and more preferably 100 to 230 ° C. Further, the temperature of the solid phase polymerization may be one step or may be two or more steps.

本発明のポリ乳酸共重合体の製造方法において、固相重合を行うときの圧力は、特に限定されることはなく、減圧条件、常圧条件および加圧条件のいずれでもよいが、0.13〜130kPaの圧力で行うことが好ましい。また、固相重合の圧力は、1段階でもよく、2段階以上の多段階でもよい。常圧条件で固相重合を行う場合は、反応系内は、窒素、アルゴンなどの不活性ガス気流下であることが好ましい。   In the method for producing a polylactic acid copolymer of the present invention, the pressure at which solid phase polymerization is performed is not particularly limited, and may be any of a reduced pressure condition, a normal pressure condition, and a pressurized condition. It is preferable to carry out at a pressure of ˜130 kPa. Further, the pressure of the solid phase polymerization may be one step or may be two or more steps. When solid phase polymerization is carried out under normal pressure conditions, the reaction system is preferably under an inert gas stream such as nitrogen or argon.

本発明のポリ乳酸共重合体の製造方法において、固相重合は1〜5000分の反応時間で行うことが好ましい。耐加水分解性の良好なポリ乳酸共重合体が得られる点で、5〜2000分の反応時間で行うことがより好ましい。10〜1000分の反応時間で行うことがより好ましく、15〜600分の反応時間で行うことが特に好ましい。   In the method for producing a polylactic acid copolymer of the present invention, the solid phase polymerization is preferably performed in a reaction time of 1 to 5000 minutes. It is more preferable to carry out with a reaction time of 5 to 2000 minutes in that a polylactic acid copolymer having good hydrolysis resistance is obtained. The reaction time is more preferably 10 to 1000 minutes, and particularly preferably 15 to 600 minutes.

本発明の連鎖延長剤としては、特に限定されるものではないが、2つ以上の官能基を有し、反応しうる化合物が好ましい。鎖延長剤としては、イソシアネート、エポキシ、酸無水物、酸クロライド、オキサゾリン、フェノール類などの化合物が挙げられる。   The chain extender of the present invention is not particularly limited, but a compound having two or more functional groups and capable of reacting is preferable. Examples of the chain extender include compounds such as isocyanate, epoxy, acid anhydride, acid chloride, oxazoline, and phenols.

鎖延長剤の具体例としては、トリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、メチレンビスシクロヘキシルジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアネート、ビスイソシアナトメチルシクロヘキサンなどのジイソシアネート、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ジグリシジルテレフタル酸、ジグリシジルイソフタル酸、などのジグリシジルエーテル、ナフタレンテトラカルボン酸無水物、ジオキソテト
ラヒドロフラニルメチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸、オキシジフタル酸無水物、ビフェニルテトラカルボン酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無水物、テトラフルオロイソプロピリデンジフタル酸無水物、ターフェニルテトラカルボン酸無水物、シクロブタンテトラカルボン酸無水物、カルボキシメチルシクロペンタントリカルボン酸無水物などの酸無水物、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環族カルボン酸およびその酸クロライド、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス−2−オキサゾリンなどのビスオキサゾリンなどが挙げられる。なかでもジイソシアネート、ジグリシジルエーテル、ビスオキサゾリンが、反応性が高く、取り扱いが容易であることから好ましい。また、少量であれば官能基を3個以上含有する化合物を併用することもできる。
Specific examples of the chain extender include tolylene diisocyanate, tolidine diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, lysine diisocyanate, methylene biscyclohexyl diisocyanate, norbornane diisocyanate, bisisocyanatomethylcyclohexane and other diisocyanates. Resorcinol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, diglycidyl terephthalic acid, diglycidyl isophthalic acid, etc. diglycidyl ether, naphthalene tetracarboxylic anhydride, dioxo Tetrahydrofuranylmethylcyclo Xenedicarboxylic anhydride, pyromellitic anhydride, oxydiphthalic anhydride, biphenyltetracarboxylic anhydride, benzophenonetetracarboxylic anhydride, diphenylsulfonetetracarboxylic anhydride, tetrafluoroisopropylidenediphthalic anhydride, terphenyl Acid anhydrides such as tetracarboxylic anhydride, cyclobutanetetracarboxylic anhydride, carboxymethylcyclopentanetricarboxylic anhydride, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid And alicyclic carboxylic acids such as sebacic acid and cyclohexanedicarboxylic acid and acid chlorides thereof, and bisoxazolines such as 2,2 ′-(1,3-phenylene) bis-2-oxazoline. Of these, diisocyanate, diglycidyl ether, and bisoxazoline are preferable because of high reactivity and easy handling. If the amount is small, a compound containing 3 or more functional groups may be used in combination.

鎖延長剤の添加量は、鎖延長剤の官能基量と、鎖延長するポリ乳酸共重合体の末端官能基量との比(鎖延長剤/ポリ乳酸共重合体)が0.8〜1.5の範囲であることが好ましい。添加量の比が1.5を超える場合、鎖延長剤の副反応による物性低下や着色が起こるため好ましくない。添加量の比が0.8未満の場合、ブロック性の増加が少なく、高分子量体のポリ乳酸共重合体を得ることができないため好ましくない。   The amount of chain extender added is such that the ratio (chain extender / polylactic acid copolymer) between the functional group amount of the chain extender and the terminal functional group amount of the polylactic acid copolymer to be chain extended is 0.8 to 1. Is preferably in the range of .5. When the ratio of the added amount exceeds 1.5, it is not preferable because the physical properties are lowered and coloring occurs due to side reaction of the chain extender. When the ratio of the added amount is less than 0.8, the increase in block property is small, and a high molecular weight polylactic acid copolymer cannot be obtained, which is not preferable.

鎖延長反応の反応温度は、鎖延長反応が良好に進行する点から、ポリ乳酸共重合体の融解開始温度−20℃〜融解開始温度+40℃の範囲であることが好ましく、解開始温度−10℃〜融解開始温度+30℃の範囲であることがより好ましく、解開始温度〜融解開始温度+20℃の範囲であることがさらに好ましい。反応温度が融解開始温度−20℃未満の場合、鎖延長反応が良好に進行しないため好ましくない。反応温度が融解開始温度+40℃を超える場合、鎖延長剤の副反応による物性低下や着色が起こるため好ましくない。   The reaction temperature of the chain extension reaction is preferably in the range of the melting start temperature of the polylactic acid copolymer from −20 ° C. to the melting start temperature of + 40 ° C., from the point that the chain extension reaction proceeds favorably, and the solution starting temperature −10 More preferably, it is in the range of from ° C to melting start temperature + 30 ° C, and more preferably in the range of solution starting temperature to melting start temperature + 20 ° C. When the reaction temperature is lower than the melting start temperature −20 ° C., the chain extension reaction does not proceed well, which is not preferable. When the reaction temperature exceeds the melting start temperature + 40 ° C., it is not preferable because physical properties are lowered and coloring occurs due to side reaction of the chain extender.

鎖延長反応の反応時間は、1分〜2時間であることが好ましく、3分〜1時間であることがより好ましい。反応時間が1分未満の場合、鎖延長反応が良好に進行しないため好ましくない。2時間を超える場合、鎖延長剤の副反応による物性低下や着色が起こるため好ましくない。   The reaction time of the chain extension reaction is preferably 1 minute to 2 hours, and more preferably 3 minutes to 1 hour. A reaction time of less than 1 minute is not preferable because the chain extension reaction does not proceed well. If it exceeds 2 hours, it is not preferable because the physical properties are lowered and coloring occurs due to side reaction of the chain extender.

本発明において、鎖延長反応を促進するために、特に限定されるものではないが、触媒を共存させてもよい。触媒としては、例えば、錫、亜鉛、鉛、チタン、ビスマス、ジルコニウム、ゲルマニウム、アンチモン、アルミニウム、マグネシウムなどの金属及びその誘導体が挙げられる。上記金属の誘導体としては、金属アルコキシド、カルボン酸塩、炭酸塩、酸化物、ハロゲン化物が挙げられる。   In the present invention, in order to promote the chain extension reaction, although not particularly limited, a catalyst may coexist. Examples of the catalyst include metals such as tin, zinc, lead, titanium, bismuth, zirconium, germanium, antimony, aluminum, magnesium, and derivatives thereof. Examples of the metal derivatives include metal alkoxides, carboxylates, carbonates, oxides, and halides.

本発明において、必要に応じてエステル交換触媒を添加することもできる。エステル交換触媒としては、オクチル酸錫、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム、等が挙げられる。エステル交換触媒の添加量は、ポリ乳酸共重合体100重量部に対して0.001〜0.1重量部であることが好ましい。添加量が0.001重量部未満では添加効果に乏しく、0.1重量部を超えるとポリ乳酸共重合体の熱安定性が低下するため好ましくない。   In the present invention, a transesterification catalyst may be added as necessary. Examples of the transesterification catalyst include tin octylate, tetrabutyl titanate, tetraisopropyl titanate, antimony trioxide, germanium dioxide, and the like. The addition amount of the transesterification catalyst is preferably 0.001 to 0.1 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid copolymer. If the addition amount is less than 0.001 part by weight, the effect of addition is poor, and if it exceeds 0.1 part by weight, the thermal stability of the polylactic acid copolymer is lowered, which is not preferable.

本発明において、反応槽は特に限定されるものではなく、例えば、撹拌槽型反応槽、ミキサー型反応槽、塔型反応槽および押出機型反応槽などを用いることができ、これらの反応槽は2種以上組み合わせて使用することができる。   In the present invention, the reaction vessel is not particularly limited, and for example, a stirring vessel type reaction vessel, a mixer type reaction vessel, a tower type reaction vessel, an extruder type reaction vessel, and the like can be used. Two or more types can be used in combination.

本発明においては、熱安定性に優れるポリ乳酸共重合体を得るために、安定剤を添加してもよい。   In the present invention, a stabilizer may be added to obtain a polylactic acid copolymer having excellent thermal stability.

本発明でいう安定剤としては、酸化数が+5未満の硫黄を有する硫黄含有化合物、リン系化合物、芳香族ケトン化合物、芳香族環を有する炭化水素化合物、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、脂環式炭化水素化合物、ヒンダードフェノール系化合物、ビタミン系化合物、トリアゾール系化合物、ヒドラジン誘導体系化合物などが挙げられ、これらを併用して用いてもよい。中でも、酸化数が+5未満の硫黄を有する硫黄含有化合物、リン系化合物、芳香族ケトン化合物、芳香族環を有する炭化水素化合物、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、脂環式炭化水素化合物から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。酸化数が+5未満の硫黄を有する硫黄含有化合物としては、ジフェニルスルホン、亜硫酸、亜硫酸ナトリウム、硫黄、住友化学工業(株)製“スミライザー”TPD(ペンタエリスリトールテトラキス(β−ラウリル−チオ−プロピオネート))が好ましい。リン系化合物のうち、無機リン化合物としてはリン酸系化合物、亜リン酸系化合物、また、有機リン化合物としてはホスフェート系化合物、ホスファイト系化合物であることがさらに好ましい。具体例のさらなる好ましい例としては、無機リン化合物としてはリン酸、亜リン酸、リン酸ナトリウム、亜リン酸ナトリウムであり、有機リン化合物としては(株)ADEKA製“アデカスタブ”AX−71(ジオクタデシルホスフェート)、PEP−8(ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト)、PEP−36(サイクリックネオペンタテトライルビス(2,6―t−ブチル−4−メチルフェニル)ホスファイト)、HP−10(2,2′−メチレンビス(4,6−ジ−t−ブチル−1−フェニルオキシ)(2−エチルヘキシルオキシ)ホスホラス)、PEP−24G(ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジフォスファイト)、3010(亜リン酸トリイソデシル)、TPP(亜リン酸トリフェニル)、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)製“イルガフォス”168(トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト)、三光(株)製HCA(9,10−ジハイドロー9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキサイド)である。また、中でも芳香族環を構成する炭素原子にリン原子が直接結合しているリン化合物が好ましく、中でも三光(株)製HCA(9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−フォスファフェナントレン−10−オキサイド)が好ましい。芳香族ケトン化合物として特に好ましいのは1,4−ジベンゾイルベンゼン、ベンゾフェノンであり、芳香族環を有する炭化水素化合物としてはトリフェニルメタン、脂肪族ジカルボン酸としてはシュウ酸、脂肪族ジオールとしてはヘキサンジオール、脂環式炭化水素化合物としては1,2−ジメチルシクロヘキサンが特に好ましい。   Examples of the stabilizer used in the present invention include sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of less than +5, phosphorus compounds, aromatic ketone compounds, hydrocarbon compounds having aromatic rings, aliphatic dicarboxylic acids, aliphatic diols, and fats. Examples thereof include cyclic hydrocarbon compounds, hindered phenol compounds, vitamin compounds, triazole compounds, hydrazine derivative compounds, and the like, and these may be used in combination. Among them, selected from sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of less than +5, phosphorus compounds, aromatic ketone compounds, hydrocarbon compounds having aromatic rings, aliphatic dicarboxylic acids, aliphatic diols, and alicyclic hydrocarbon compounds. It is preferable to contain at least one kind. Examples of sulfur-containing compounds having sulfur with an oxidation number of less than +5 include diphenyl sulfone, sulfurous acid, sodium sulfite, sulfur, “Sumizer” TPD (pentaerythritol tetrakis (β-lauryl-thio-propionate)) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Is preferred. Among the phosphorus compounds, the inorganic phosphorus compound is preferably a phosphoric acid compound or a phosphorous acid compound, and the organic phosphorus compound is more preferably a phosphate compound or a phosphite compound. More preferable examples of specific examples include phosphoric acid, phosphorous acid, sodium phosphate, and sodium phosphite as the inorganic phosphorus compound, and “ADEKA STAB” AX-71 (manufactured by ADEKA) as the organic phosphorus compound. Octadecyl phosphate), PEP-8 (distearyl pentaerythritol diphosphite), PEP-36 (cyclic neopentatetraylbis (2,6-t-butyl-4-methylphenyl) phosphite), HP-10 ( 2,2'-methylenebis (4,6-di-t-butyl-1-phenyloxy) (2-ethylhexyloxy) phosphorus), PEP-24G (bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol Diphosphite), 3010 (triisodecyl phosphite), TPP (triphenyl phosphite), Ciba spe "Irgaphos" 168 (Tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite) manufactured by Jalty Chemicals Co., Ltd., HCA (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene manufactured by Sanko Co., Ltd.) -10-oxide). Among them, a phosphorus compound in which a phosphorus atom is directly bonded to a carbon atom constituting an aromatic ring is preferable. Among them, HCA (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10 manufactured by Sanko Co., Ltd.) -Oxide) is preferred. Particularly preferred as the aromatic ketone compound are 1,4-dibenzoylbenzene and benzophenone, the hydrocarbon compound having an aromatic ring is triphenylmethane, the aliphatic dicarboxylic acid is oxalic acid, and the aliphatic diol is hexane. As the diol and alicyclic hydrocarbon compound, 1,2-dimethylcyclohexane is particularly preferable.

安定剤の添加量は、特に限定されないが、熱安定性に優れるという点で、ポリ乳酸共重合体100重量部に対して、0.001〜2重量部であることが好ましく、0.01〜1重量部であることがより好ましく、0.05〜0.5重量部であることがさらに好ましく、0.08〜0.3重量部であることが最も好ましい。   The addition amount of the stabilizer is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polylactic acid copolymer in terms of excellent thermal stability, 0.01 to The amount is more preferably 1 part by weight, further preferably 0.05 to 0.5 part by weight, and most preferably 0.08 to 0.3 part by weight.

本発明のポリ乳酸共重合体には、本発明の目的を損なわない範囲で、通常の添加剤、例えば、充填剤(ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、天然繊維、有機繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、セラミックスファイバー、セラミックビーズ、アスベスト、ウォラストナイト、タルク、クレイ、マイカ、セリサイト、ゼオライト、ベントナイト、モンモリロナイト、合成マイカ、ドロマイト、カオリナイト、微粉ケイ酸、長石粉、チタン酸カリウム、シラスバルーン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、酸化ケイ素、石膏、ノバキュライト、ドーソナイトまたは白土など)、紫外線吸収剤(レゾルシノール、サリシレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなど)、滑剤、離型剤(モンタン酸およびその塩、そのエステル、そのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミドおよびポリエチレンワックスなど)、染料(ニグロシンなど)および顔料(硫化カドミウム、フタロシアニンなど)を含む着色剤、着色防止剤(亜リン酸塩、次亜リン酸塩など)、難燃剤(赤燐、燐酸エステル、ブロム化ポリスチレン、臭素化ポリフェニレンエーテル、臭素化ポリカーボネート、水酸化マグネシウム、メラミンおよびシアヌール酸またはその塩など)、導電剤あるいは着色剤(カーボンブラックなど)、摺動性改良剤(グラファイト、フッ素樹脂など)、結晶核剤(タルクなどの無機系核剤、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビス−12−ジヒドロキシステアリン酸アミドおよびトリメシン酸トリシクロヘキシルアミドなどの有機アミド系化合物、銅フタロシアニンおよびピグメントイエロー110などの顔料系核剤、有機カルボン酸金属塩、フェニルホスホン酸亜鉛など)、帯電防止剤、酸化防止剤などの1種または2種以上を添加することができる。   In the polylactic acid copolymer of the present invention, ordinary additives such as fillers (glass fiber, carbon fiber, metal fiber, natural fiber, organic fiber, glass flake, glass, and the like are included within the range not impairing the object of the present invention. Beads, ceramic fibers, ceramic beads, asbestos, wollastonite, talc, clay, mica, sericite, zeolite, bentonite, montmorillonite, synthetic mica, dolomite, kaolinite, finely divided silicic acid, feldspar powder, potassium titanate, shirasu balloon , Calcium carbonate, Magnesium carbonate, Barium sulfate, Calcium oxide, Aluminum oxide, Titanium oxide, Aluminum silicate, Silicon oxide, Gypsum, Novacurite, Dawsonite or clay, UV absorber (resorcinol, salicylate, benzotriazole, benzo Enones, etc.), lubricants, mold release agents (such as montanic acid and its salts, its esters, their half esters, stearyl alcohol, stearamide and polyethylene wax), dyes (such as nigrosine) and pigments (such as cadmium sulfide, phthalocyanine) Agent, anti-coloring agent (phosphite, hypophosphite, etc.), flame retardant (red phosphorus, phosphate ester, brominated polystyrene, brominated polyphenylene ether, brominated polycarbonate, magnesium hydroxide, melamine and cyanuric acid or Salts thereof), conductive agents or colorants (carbon black, etc.), slidability improvers (graphite, fluororesins, etc.), crystal nucleating agents (inorganic nucleating agents such as talc, ethylene bislauric acid amide, ethylene bis- 12-dihydroxystearic amide and Organic amide compounds such as rimesic acid tricyclohexylamide, pigment nucleating agents such as copper phthalocyanine and pigment yellow 110, organic carboxylic acid metal salts, zinc phenylphosphonates, etc.), antistatic agents, antioxidants, etc. Two or more kinds can be added.

また、本発明のポリ乳酸共重合体には、本発明の目的を損なわない範囲で、他の熱可塑性樹脂(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルイミドなど)または熱硬化性樹脂(例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)または軟質熱可塑性樹脂(例えば、エチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン/プロピレンターポリマー、エチレン/ブテン−1共重合体など)などの少なくとも1種以上をさらに含有することができる。   In addition, the polylactic acid copolymer of the present invention includes other thermoplastic resins (for example, polyethylene, polypropylene, acrylic resins, styrene resins, polyamides, polyphenylene sulfide resins, polycarbonate resins) within the range that does not impair the object of the present invention. , Polyether ether ketone resin, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polyacetal, polyimide, polyetherimide, etc.) or thermosetting resin (eg phenol resin, melamine resin, polyester resin, silicone resin, epoxy resin, etc.) or soft heat Plastic resin (for example, ethylene / glycidyl methacrylate copolymer, polyester elastomer, polyamide elastomer, ethylene / propylene terpolymer, ethylene / butene-1 copolymer, etc.) It may further contain at least one or more kinds.

本発明のポリ乳酸共重合体は、良好な耐加水分解性を有するため、成形品として広く用いることが出来る。成形品としては例えば、繊維、フィルム、シート、射出成形品、押出成形品、ブロー成形品および他の材料との複合体などが挙げられ、これらの成形品は織編物のような衣料用途、防虫、保温、防霜、遮光、防草用フィルム、シ−トなどの農業用用途、漁網、釣り糸、各種養殖用ロ−プなどの漁業用途、縫合糸、生理用品などを含めた医療衛生用途、カーシート、フロアマット、車内内装などの自動車用途、電気・電子部品またはその他の用途として有用である。   Since the polylactic acid copolymer of the present invention has good hydrolysis resistance, it can be widely used as a molded article. Examples of molded articles include fibers, films, sheets, injection molded articles, extruded molded articles, blow molded articles, and composites with other materials. These molded articles are used for clothing such as woven and knitted fabrics, insect repellents, and the like. Agricultural uses such as heat insulation, frost prevention, shading, grass protection film, sheet, fishery use such as fishing nets, fishing line, various aquaculture ropes, medical hygiene use including suture thread, sanitary products, It is useful for automobile applications such as car seats, floor mats and interiors of cars, electrical / electronic components, and other applications.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中の部数は、重量部を示す。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. The number of parts in the examples indicates parts by weight.

本発明で用いた測定方法および判定方法を以下に示す。   The measurement method and determination method used in the present invention are shown below.

(1)重量平均分子量、数平均分子量、分子量分布
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した標準ポリメチルメタクリレート換算の重量平均分子量、数平均分子量の値であり、分子量分布とは数平均分子量に対する重量平均分子量の比で表される値である。GPCの測定は、検出器にWATERS社示差屈折計WATERS410を用い、ポンプにMODEL510高速液体クロマトグラフィーを用い、カラムにShodex GPC HFIP−806MとShodex GPC HFIP−LGを直列に接続したものを用いて行った。測定条件は、流速0.5mL/minとし、溶媒にヘキサフルオロイソプロパノールを用い、試料濃度1mg/mLの溶液を0.1mL注入した。
(1) Weight average molecular weight, number average molecular weight, molecular weight distribution Standard polymethyl methacrylate conversion weight average molecular weight and number average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC), and the molecular weight distribution is relative to the number average molecular weight. It is a value represented by the ratio of weight average molecular weight. GPC measurement was performed using a WATERS differential refractometer WATERS410 as a detector, a MODEL510 high performance liquid chromatography as a pump, and a column with Shodex GPC HFIP-806M and Shodex GPC HFIP-LG connected in series. It was. The measurement conditions were a flow rate of 0.5 mL / min, hexafluoroisopropanol was used as a solvent, and 0.1 mL of a solution having a sample concentration of 1 mg / mL was injected.

(2)熱特性
PERKIN ELMER社製示差走査型熱量計(DSC7)により試料10mgを窒素雰囲気下中、30℃から速度20℃/minで250℃まで昇温し、さらに続けて、250℃で3分間保持、250℃から速度20℃/minで30℃まで降温、30℃で1分間保持した後、30℃から速度20℃/minで250℃まで昇温したときのポリ乳酸共重合体の結晶融解エンタルピーをΔHmとした。
(2) Thermal characteristics 10 mg of a sample was heated from 30 ° C. to a rate of 20 ° C./min at a rate of 20 ° C./min in a nitrogen atmosphere by a differential scanning calorimeter (DSC7) manufactured by PERKIN ELMER. Crystals of polylactic acid copolymer when held for 30 minutes, lowered from 250 ° C. to 30 ° C. at a rate of 20 ° C./min, held at 30 ° C. for 1 minute, and then raised from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 20 ° C./min The melting enthalpy was ΔHm.

(3)耐加水分解性
エスペック社製恒温恒湿槽により、固相重合後のポリ乳酸共重合体50mgを温度60℃、相対湿度95%の条件で24時間湿熱処理を行い、処理前後の重量平均分子量からの分子量保持率が、95%以上であるものを◎、95%未満〜85%以上であるものを○、85%未満〜75%以上であるものを△、75%未満であるものを×で示した。
(3) Hydrolysis resistance In a constant temperature and humidity chamber manufactured by Espec, 50 mg of polylactic acid copolymer after solid phase polymerization was subjected to wet heat treatment for 24 hours under conditions of a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 95%, and the weight before and after the treatment. Those having a molecular weight retention from the average molecular weight of 95% or more are ◎, those having a molecular weight of less than 95% to 85% or more are ◯, those having a molecular weight retention of 85% to 75% or more are Δ, and those having a molecular weight retention of less than 75% Is indicated by x.

[製造例1]
撹拌装置および還流装置のついた反応容器中に、90%L−乳酸水溶液100重量部を入れ、温度を150℃にした後、徐々に減圧して800Paとし、水を除去しながら3.5時間反応させた後、および触媒として酢酸錫(II)0.08重量部およびメタンスルホン酸0.22重量部を添加し、温度170℃、圧力400Paで6時間重合反応させたプレポリマーを、100℃で2時間結晶化処理した。得られた結晶化プレポリマ−を50Paの圧力下、110℃から160℃まで20時間で連続的に昇温させ(昇温速度毎時2.5℃)、160℃で10時間固相重合を行い、重量平均分子量132000のポリ乳酸(A−1)を得た。
[Production Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux device, 100 parts by weight of a 90% L-lactic acid aqueous solution was put, the temperature was raised to 150 ° C., and the pressure was gradually reduced to 800 Pa, and 3.5 hours while removing water. After the reaction, 0.08 parts by weight of tin (II) acetate and 0.22 parts by weight of methanesulfonic acid were added as catalysts, and a prepolymer subjected to a polymerization reaction at a temperature of 170 ° C. and a pressure of 400 Pa for 6 hours was obtained at 100 ° C. For 2 hours. The obtained crystallized prepolymer was continuously heated from 110 ° C. to 160 ° C. for 20 hours under a pressure of 50 Pa (temperature increase rate 2.5 ° C. per hour), and subjected to solid state polymerization at 160 ° C. for 10 hours, Polylactic acid (A-1) having a weight average molecular weight of 132,000 was obtained.

[製造例2]
固相重合の時間を30時間に変更する以外は製造例1と同様に行い、重量平均分子量163000のポリ乳酸(A−2)を得た。
[Production Example 2]
Except changing the time of solid-phase polymerization to 30 hours, it carried out similarly to manufacture example 1, and obtained the polylactic acid (A-2) of the weight average molecular weight 163000.

[製造例3]
固相重合の時間を35時間に変更する以外は製造例1と同様に行い、重量平均分子量189000のポリ乳酸(A−3)を得た。
[Production Example 3]
Except changing the time of solid-phase polymerization to 35 hours, it carried out similarly to manufacture example 1, and obtained the polylactic acid (A-3) of the weight average molecular weight 189000.

[製造例4]
撹拌装置および還流装置のついた反応容器中に、L−ラクチド10重量部を入れ、重合触媒としてオクチル酸スズをL−ラクチドに対して0.1モル%添加し、窒素気流下、反応温度を150℃に加熱し、溶融状態にて開環重合反応を開始すると同時に、反応系内を190℃まで60分かけて昇温させた。得られた反応物を2軸撹拌脱揮装置にて200Paの減圧で残存ラクチドを除去することにより、重量平均分子量135000のポリ乳酸(B−1)を得た。
[Production Example 4]
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux apparatus, 10 parts by weight of L-lactide was added, 0.1 mol% of tin octylate as a polymerization catalyst was added to L-lactide, and the reaction temperature was adjusted under a nitrogen stream. The reaction system was heated to 150 ° C., and the ring-opening polymerization reaction was started in the molten state. Residual lactide was removed from the resulting reaction product with a biaxial stirring and devolatilizer at a reduced pressure of 200 Pa to obtain polylactic acid (B-1) having a weight average molecular weight of 135,000.

[製造例5]
3−クロロピバリン酸136重量部をクロロホルムに溶解させ、2規定の水酸化ナトリウム水溶液を加え、40℃、3時間反応させた。有機層を水洗した後、溶媒を留去した後減圧蒸留して、ピバロラクトン50重量部を得た。
[Production Example 5]
136 parts by weight of 3-chloropivalic acid was dissolved in chloroform, a 2N aqueous sodium hydroxide solution was added, and the mixture was reacted at 40 ° C. for 3 hours. The organic layer was washed with water, the solvent was distilled off, and the residue was distilled under reduced pressure to obtain 50 parts by weight of pivalolactone.

[製造例6]
製造例5で得られたピバロラクトン10重量部を撹拌装置および還流装置のついた反応容器中に入れ、窒素気流下、反応温度を150℃に加熱し、溶融状態にて開環重合反応を開始した。10分後、反応物が固化し始めたため、撹拌を停止し、固相状態のままさらに50分間反応させたところ、重量平均分子量161000のポリピバロラクトン(C−1)を得た。
[Production Example 6]
10 parts by weight of pivalolactone obtained in Production Example 5 was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux device, and the reaction temperature was heated to 150 ° C. under a nitrogen stream to start a ring-opening polymerization reaction in a molten state. . After 10 minutes, since the reaction product started to solidify, the stirring was stopped, and the reaction was continued for another 50 minutes in the solid phase to obtain polypivalolactone (C-1) having a weight average molecular weight of 161,000.

[製造例7]
撹拌装置および還流装置のついた反応容器中に、ヒドロキシピバリン酸10重量部を入れ、窒素雰囲気下、反応温度を150℃から240℃まで180分かけて昇温させた後、240℃で60分溶融状態にて重合反応を行った。その後還流装置を取り外し、60分かけて反応容器内を徐々に減圧して200Paにするのと同時に、60分かけて反応温度を240℃まで昇温させた後、240℃200Paで180分溶融状態にて重合反応を行った。得られた反応物を、200℃200Paにて1000分固相状態にて重合反応を行ったところ、重量平均分子量46500のポリピバロラクトン(D−1)を得た。
[Production Example 7]
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux device, 10 parts by weight of hydroxypivalic acid is placed, and the reaction temperature is raised from 150 ° C. to 240 ° C. over 180 minutes in a nitrogen atmosphere, and then at 240 ° C. for 60 minutes. The polymerization reaction was performed in the molten state. After that, the reflux apparatus was removed, and the pressure inside the reaction vessel was gradually reduced to 200 Pa over 60 minutes. At the same time, the reaction temperature was raised to 240 ° C. over 60 minutes, and then melted at 240 ° C. and 200 Pa for 180 minutes. The polymerization reaction was carried out. When the obtained reaction product was subjected to a polymerization reaction at 200 ° C. and 200 Pa in a solid phase for 1000 minutes, polypivalolactone (D-1) having a weight average molecular weight of 46500 was obtained.

[実施例1]
撹拌装置および還流装置のついた反応容器中に製造例1で得られたポリ乳酸(A−1)90重量部と製造例5で得られたピバロラクトン10重量部を入れ、窒素気流下、反応温度を200℃で2時間加熱し、次いで200Paの減圧とすることで残存モノマーを除去することにより、重量平均分子量151000、結晶融解エンタルピー51J/gの耐加水分解性の良好なポリ乳酸共重合体を得た。結果を表1に示す。
[Example 1]
In a reaction vessel equipped with a stirrer and a reflux device, 90 parts by weight of polylactic acid (A-1) obtained in Production Example 1 and 10 parts by weight of pivalolactone obtained in Production Example 5 were placed, and the reaction temperature was measured under a nitrogen stream. The polylactic acid copolymer having a weight average molecular weight of 151000 and a crystal melting enthalpy of 51 J / g with good hydrolysis resistance is obtained by heating the mixture at 200 ° C. for 2 hours and then reducing the pressure to 200 Pa. Obtained. The results are shown in Table 1.

[実施例2〜10、比較例1〜4]
使用するポリ乳酸、乳酸モノマー、ポリピバロラクトン、ヒドロキシピバリン酸モノマーの種類、それらの組成比、重合条件を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
[Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 4]
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the types of polylactic acid, lactic acid monomer, polypivalolactone, hydroxypivalic acid monomer used, their composition ratio, and polymerization conditions were changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

Figure 2013203969
Figure 2013203969

Claims (7)

乳酸単位とヒドロキシピバリン酸単位を含み、重量平均分子量が3万〜30万であるポリ乳酸共重合体。 A polylactic acid copolymer comprising a lactic acid unit and a hydroxypivalic acid unit and having a weight average molecular weight of 30,000 to 300,000. 乳酸単位(x)とヒドロキシピバリン酸単位(y)の構成比がx/y=99/1〜1/99(重量比)であることを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸共重合体。 The polylactic acid copolymer according to claim 1, wherein the constituent ratio of the lactic acid unit (x) and the hydroxypivalic acid unit (y) is x / y = 99/1 to 1/99 (weight ratio). . 前記ポリ乳酸共重合体が乳酸セグメント(A)とヒドロキシピバリン酸セグメント(B)とを有するポリ乳酸ブロック共重合体である請求項1または2に記載のポリ乳酸共重合体。 The polylactic acid copolymer according to claim 1 or 2, wherein the polylactic acid copolymer is a polylactic acid block copolymer having a lactic acid segment (A) and a hydroxypivalic acid segment (B). 前記乳酸セグメント(A)の重量平均分子量が0.5万〜20万、前記ヒドロキシピバリン酸セグメント(B)の重量平均分子量が0.5万〜20万であることを特徴とする請求項3に記載のポリ乳酸共重合体。 The weight average molecular weight of the lactic acid segment (A) is 50,000 to 200,000, and the weight average molecular weight of the hydroxypivalic acid segment (B) is 50,000 to 200,000. The polylactic acid copolymer as described. 示差走査型熱量計を用い、昇温速度20℃/分で30℃から250℃まで昇温し、250℃で3分間保持した後、降温速度20℃/分で250℃から30℃まで降温し、さらに昇温速度20℃/分で30℃から250℃まで昇温したときの2ndRunで観測される、前記ポリ乳酸セグメント(A)の結晶融解エンタルピー(ΔHm)が30J/g以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体。 Using a differential scanning calorimeter, the temperature was increased from 30 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min, held at 250 ° C. for 3 minutes, and then decreased from 250 ° C. to 30 ° C. at a temperature decrease rate of 20 ° C./min. Further, the crystal melting enthalpy (ΔHm) of the polylactic acid segment (A) observed at 2ndRun when the temperature is increased from 30 ° C. to 250 ° C. at a temperature increase rate of 20 ° C./min is 30 J / g or more. The polylactic acid copolymer according to any one of claims 1 to 4, wherein 請求項1〜5のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体を成形してなる成形品。 A molded product formed by molding the polylactic acid copolymer according to any one of claims 1 to 5. (a)ラクチドまたは乳酸を先に重合した後に、次いで(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を添加して重合する、または(b)ピバロラクトンまたはヒドロキシピバリン酸を先に重合した後に、次いで(a)ラクチドまたは乳酸を添加して重合することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリ乳酸共重合体の製造方法。 (A) after first polymerizing lactide or lactic acid, then (b) polymerizing by adding pivalolactone or hydroxypivalic acid, or (b) after first polymerizing pivalolactone or hydroxypivalic acid, then (a) lactide Alternatively, lactic acid is added for polymerization, and the method for producing a polylactic acid copolymer according to any one of claims 1 to 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114450272A (en) * 2019-05-30 2022-05-06 斯克里普斯研究学院 Ligand-activated beta-C (sp) for beta-C-H functionalization3) -H lactonization

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