JP2013504634A - Plaベースポリマーの混合物の立体特異的なリサイクル方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 なし
Description
本発明はPLAベースポリマーの混合物の立体特異的化学的リサイクル方法であって、そのモノマーまたはその誘導体のうちの1種を再形成するための方法に関する。後者はラクタートの伝統的な市場の一部を形成できるし、またはPLAの合成のための原料として再度役立つことができる。
廃プラスチック材料の管理は市場でのプラスチックの存立可能性において非常に重要な要素である(たとえば、PVCは有効なリサイクルシステムがないプラスチックボトル市場から撤退させられた)。再生可能でない起源からの(石油化学由来の)プラスチックと同様に、その廃品経路はより多いにもかかわらず、バイオポリマーはこの廃品管理が問題である場合に技術的課題に直面する。便利品市場で生じる非常に大きな体積について話す場合、特にである。これがこの問題を対処することが重要である理由である。
本発明の主題は、乳酸もしくはその誘導体に加水分解できる、またはPLAもしくはPLAコポリマーを合成するためのモノマーまたはコポリマーとして使用できる、PLA、ラクチドまたはこれらの誘導体のうちの1種を必然的に含有するポリマーの混合物の化学的立体特異的リサイクル方法である。
a.ポリマーの混合物をPLA部分を溶解させることができる乳酸エステル中で溶液にすることと;
b.前の工程に由来するPLA部分のエステル交換による解重合であって、この解重合に由来するオリゴエステルの混合物が400〜5000amuの数平均分子量に達したら停止される解重合と
を含むことを特徴とする。
発明の方法は、ポリマーの混合物をPLA部分を溶解させることができる乳酸エステル中で懸濁液にする工程と、続けての第1に乳酸エステル、PLAおよび他の溶解した不純物と、第2に不溶性の他のポリマーおよび不純物の混合物とを分離することとを含む。次に、このようにして得られたPLAを含有する溶液にエステル交換による触媒解重合反応を施して、オリゴエステルを形成する。その後、エステル交換による解重合反応を定められたときに停止し、残留乳酸エステルを分離する。
1.00kgのPLA(99.5%のL(+))を666gの乳酸エチル中で溶液にする。溶液にすることは2リットルのフラスコにおいて大気圧および140℃の温度で攪拌しながら行う。全てのPLAが溶液になったら、1gのTBDを添加する。エステル交換反応による解重合を120℃の温度で還流下で24時間続ける。数平均分子量は1800amu(GPCによって測定した)である。次に乳酸エチルを薄膜上で排除する(130℃、100ミリバール)。次に、1088gの98.9%のL(+)のオリゴエステルを回収する。
1.00kgのPLA(95.3%のL(+))を666gの乳酸エチル中で溶液にする。溶液にすることは2リットルのフラスコにおいて大気圧および140℃の温度で攪拌しながら行った。全てのPLAが溶液になったら、319gの無水エタノールおよび1gの錫オクタートを添加する。エステル交換反応による解重合を120℃の温度でおよび加圧下で動作しうるリアクタにおいて30時間続ける。次に、乳酸エチルおよびエタノールを薄膜上で排除する(130℃、100ミリバール)。このようにして、93.2%のL(+)のオリゴエステルを回収する。
例1で製造した少量(10g)のラクチドを窒素掃気しながら試験管に導入する。この生成物を溶融させた(100℃)あと、6mgの錫オクトアートを添加した(4500の生成物/触媒のモル比に従うように)。溶液が均質になったら、温度が180℃に自動的に制御される油浴にそれを浸漬させる。合成の1時間後、ポリマーを回収した。このポリマーをGPCにより35℃のクロロホルム中で分析する:重量による計測したその分子量分布は98000(PS較正を行ったMw)である。
例1で製造したラクチドから、100gをフラスコに導入する。90%の濃乳酸を得るために、38.8gの脱イオン水を添加する。次に溶液を100℃で3時間加熱する。
800gのPLA(95.5%のL(+))を533gの乳酸エチル中で溶液にする。溶液にすることは加圧下で作業することを可能にする2リットルのリアクタにおいて140℃の温度で攪拌しながら行った(この作業は大気圧で行った)。全てのPLAが溶液になったときに、51gのエタノールおよび0.8gのTBDを添加する。エステル交換反応による解重合を140℃の温度で24時間続ける。数平均分子量は1800amuである(GPCによって測定)。次に、乳酸エチルおよびエタノールを薄膜上で排除する(140℃、100ミリバール)。次に、95.2%のL(+)の1060gのオリゴエステルを回収する。
Claims (15)
- ポリ乳酸PLAを含有するポリマーの混合物を化学的立体特異的にリサイクルする方法であって:
a.前記ポリマーの混合物をPLA部分を溶解させることができる乳酸エステル中で溶液にすることと;
b.前の工程に由来するPLA部分のエステル交換による解重合であって、この解重合に由来するオリゴエステル混合物が400〜5000amuの数平均分子量に達したら停止される解重合と
を含むことを特徴とする方法。 - 工程aとbとの間に、前記乳酸エステルと、一方では溶解したPLAおよび他方では不溶性のポリマーの混合物とを分離する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 工程bからの前記オリゴエステルの混合物に、ラクチドに富んだ気相およびオリゴエステルに富んだ液相の製造を伴う触媒環化工程を施すことを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- ラクチドに富んだ気相を未精製ラクチドの形態で選択的に凝集させて、揮発性成分を除去することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 未精製ラクチドに立体特異的精製を施して、メソラクチド含量が0.1重量%〜40重量%である精製ラクチド部分にすることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 溶液にする工程aを0.5〜3のPLA/乳酸エステル重量比で行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 粉砕し凝集させたポリマーの混合物は、前記乳酸エステル中で溶液にする前に、0.005〜1.4t/m3の重量/体積比を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- エステル交換反応による前記解重合に関与するアルコール機能は溶液にするために使用された前記乳酸エステルに由来することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- エステル交換反応による前記解重合に関与するアルコール機能は添加されたアルコールに由来することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記解重合反応を触媒の存在下でのエステル交換によって行うことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- エステル交換反応による前記解重合をアルコール機能の排除によって停止することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- エステル交換反応による前記解重合を触媒の無効化によって停止することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 環化工程の開始前に、残留乳酸エステルを前記オリゴエステルから分離することを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- エステル交換による前記解重合の触媒は好ましくは環化触媒と同じであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 未精製乳酸エステルを、層状の溶融媒体中での晶析、懸濁液の状態の溶融媒体中での晶析、溶媒中での晶析、蒸留および水抽出より選択される立体特異的方法によって精製することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の方法。
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