JP2022077948A - Polymer composition - Google Patents

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ジャオ ルー
Jiao Lu
功治 門脇
Koji Kadowaki
泰祐 古川
Taisuke Furukawa
正孝 中村
Masataka Nakamura
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Abstract

To provide a polymer composition excellent in biodegradability while sustaining combination of a low Young's modulus and a high tensile strength, and a molded body of the same.SOLUTION: A polymer composition includes: a dilactide/ε-caprolactone copolymer (C) (hereinafter referred to as a copolymer (C)) having a weight average molecular weight of 60,000 or more; and a dilactide/ε-caprolactone copolymer (D) (hereinafter referred to as a copolymer (D)) having a weight average molecular weight of less than 60,000, where the R value represented by formula (1) of each of the copolymer (C) and the copolymer (D) is 0.45 or more and 0.99 or less, the weight ratio of the copolymer (C) and the copolymer (D) is copolymer (C):copolymer (D)=71:29-99:1. R=[AB]/(2[A][B])×100 formula (1), where [A] is a mole fraction (%) of a dilactide residue in the dilactide/ε-caprolactone copolymer, [B] is a mole fraction (%) of an ε-caprolactone residue in the dilactide/ε-caprolactone copolymer, and [AB] is a mole fraction (%) of a structure (A-B and B-A) such that a dilactide residue and an ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the dilactide/ε-caprolactone copolymer.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、高分子量体のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体と低分子量体のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体とを含有するポリマー組成物およびその成形体に関する。 The present invention relates to a polymer composition containing a high molecular weight dilactide / ε-caprolactone copolymer and a low molecular weight dilactide / ε-caprolactone copolymer and a molded product thereof.

合成ポリマーは、制御された分解速度と機械的特性の点で、天然ポリマーよりも優れている。特に、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトンあるいはこれらの共重合体に代表される、エステル結合形成性モノマーから製造されるポリエステルは、生分解性あるいは生体吸収性ポリマーとして注目され、例えば、縫合糸等の医用材料、医薬、農薬、肥料等の徐放性材料等、多方面に利用されている。更に、生分解性汎用プラスチックとして容器やフィルム等の包装材料としても期待されている。 Synthetic polymers are superior to natural polymers in terms of controlled degradation rates and mechanical properties. In particular, polyesters produced from ester bond-forming monomers represented by polylactic acid, polyglycolic acid, polycaprolactone or copolymers thereof are attracting attention as biodegradable or bioabsorbable polymers, for example, suture threads. It is used in various fields such as medical materials such as pharmaceuticals, pesticides, and sustained release materials such as fertilizers. Further, it is expected as a biodegradable general-purpose plastic and as a packaging material for containers and films.

しかし、一般に、エステル結合形成性モノマーから製造される生分解性ポリエステルや生体吸収性ポリエステルは使用目的に対して機械的特性が不十分な場合が多い。そのため、機械的特性を改善して実用に耐える強度や成形性を有する生分解性ポリマーを得る目的で、各種コポリマーの開発が試みられている。 However, in general, biodegradable polyesters and bioabsorbable polyesters produced from ester bond-forming monomers often have insufficient mechanical properties for the purpose of use. Therefore, various copolymers have been tried to be developed for the purpose of improving the mechanical properties and obtaining a biodegradable polymer having strength and moldability that can withstand practical use.

例えば柔軟性を向上させる方法として、特許文献1にはモノマー配列のランダム性を制御することで柔軟性を向上させる方法が開示されている。 For example, as a method for improving flexibility, Patent Document 1 discloses a method for improving flexibility by controlling the randomness of a monomer sequence.

また、生分解性ポリマーを混合することにより機械的特性を改善する試みも実施されている。例えば、強度や可撓性、伸び率、靭性などを改良した組成物として、少なくとも1種の硬質の合成生分解性ポリマーおよび少なくとも1種の軟質の合成生分解性ポリマーを備え、硬質または軟質の生分解性ポリマーのそれぞれ単独のものよりも高い強度および/または伸びを持ち、およびシートまたはフィルムのうち少なくとも1種への形成に適する、生分解性ポリマーブレンド(例えば、特許文献2参照)、ポリ乳酸と、L-ラクチド/ε-カプロラクトン共重合体と、フィラーを含有する樹脂組成物(例えば、特許文献3参照)などが提案されている。 Attempts have also been made to improve mechanical properties by mixing biodegradable polymers. For example, a composition having improved strength, flexibility, elongation, toughness, etc., comprises at least one hard synthetic biodegradable polymer and at least one soft synthetic biodegradable polymer, which may be hard or soft. Biodegradable polymer blends (see, eg, Patent Document 2), poly, which have higher strength and / or elongation than each of the biodegradable polymers alone and are suitable for formation into at least one of the sheets or films. A resin composition containing lactic acid, an L-lactide / ε-caprolactone copolymer, and a filler (see, for example, Patent Document 3) has been proposed.

国際公開 2019/035357号公報International Publication No. 2019/035357 特許第5530072号公報Japanese Patent No. 5530072 特許6616724号公報Japanese Patent No. 6616724

理想的な生体吸収性材料は、時間に依存した機械的要件を満たしながら、一定期間で完全に分解して移植部位から消滅することが求められる。そのため、機械的特性に大きな影響を与えることなく、生体吸収性材料の分解速度を制御することは重要である。しかしながら、特許文献1~3に記載の方法は、柔軟性や強度など力学特性の向上については認められるものの、力学特性と生分解性の両立については言及されておらず、医療用途として用いるためにはさらなる改良が必要であった。 An ideal bioabsorbable material is required to completely degrade and disappear from the transplant site over a period of time while satisfying time-dependent mechanical requirements. Therefore, it is important to control the decomposition rate of the bioabsorbable material without significantly affecting the mechanical properties. However, although the methods described in Patent Documents 1 to 3 are recognized for improving mechanical properties such as flexibility and strength, they do not mention both mechanical properties and biodegradability, and are used for medical purposes. Needed further improvement.

そこで本発明は、低いヤング率と高い引っ張り強度の両立を維持しながら、生分解性に優れたポリマー組成物およびその成形体を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a polymer composition having excellent biodegradability and a molded product thereof while maintaining both a low Young's modulus and a high tensile strength.


上記課題を解決するための本発明は、以下である。

The present invention for solving the above problems is as follows.

重量平均分子量が60,000以上であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)(以下、共重合体(C)とする)、及び、重量平均分子量が60,000未満であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(D)(以下、共重合体(D)とする)を含有するポリマー組成物であって、
前記共重合体(C)及び前記共重合体(D)のそれぞれの式(1)で示されるR値が0.45以上0.99以下であり、
前記共重合体(C)と前記共重合体(D)の重量比率が、共重合体(C):共重合体(D)=71:29~99:1である、ポリマー組成物。
Dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) having a weight average molecular weight of 60,000 or more (hereinafter referred to as copolymer (C)), and dilactide / ε- having a weight average molecular weight of less than 60,000. A polymer composition containing a caprolactone copolymer (D) (hereinafter referred to as a copolymer (D)).
The R value represented by the formula (1) of the copolymer (C) and the copolymer (D) is 0.45 or more and 0.99 or less.
A polymer composition in which the weight ratio of the copolymer (C) to the copolymer (D) is copolymer (C): copolymer (D) = 71: 29 to 99: 1.

R=[AB]/(2[A][B])×100 ・・・式(1)
[A]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基のモル分率(%)
[B]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ε-カプロラクトン残基のモル分率(%)
[AB]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル分率(%)
R = [AB] / (2 [A] [B]) × 100 ・ ・ ・ Equation (1)
[A]: Mole fraction (%) of the dilactide residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[B]: Mole fraction (%) of the ε-caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[AB]: Mole fraction (%) of the structure (AB and BA) in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.

本発明により、低いヤング率と高い引っ張り強度の両立を維持しながら、生分解性または生体吸収性に優れ、医療用途やエラストマー用途に適したポリマー組成物およびその成形体を得ることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to obtain a polymer composition and a molded product thereof which are excellent in biodegradability or bioabsorbability and suitable for medical use and elastomer use while maintaining both low Young's modulus and high tensile strength.

本発明は、重量平均分子量が60,000以上であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)(以下、共重合体(C)とする)、及び、重量平均分子量が60,000未満であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(D)(以下、共重合体(D)とする)を含有するポリマー組成物であって、前記共重合体(C)及び前記共重合体(D)のそれぞれの式(1)で示されるR値が0.45以上0.99以下であり、前記共重合体(C)と前記共重合体(D)の重量比率が、共重合体(C):共重合体(D)=71:29~99:1である、ポリマー組成物である。 The present invention comprises a dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) having a weight average molecular weight of 60,000 or more (hereinafter referred to as a copolymer (C)) and a weight average molecular weight of less than 60,000. A polymer composition containing a dilactide / ε-caprolactone copolymer (D) (hereinafter referred to as a copolymer (D)), which is a polymer composition (C) and a copolymer (D), respectively. The R value represented by the formula (1) is 0.45 or more and 0.99 or less, and the weight ratio of the copolymer (C) to the copolymer (D) is the copolymer (C): copolymer. It is a polymer composition having a polymer (D) = 71: 29 to 99: 1.

R=[AB]/(2[A][B])×100 ・・・式(1)
[A]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基のモル分率(%)
[B]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ε-カプロラクトン残基のモル分率(%)
[AB]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル分率(%)
<ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体>
本発明のポリマー組成物におけるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体である共重合体(C)及び共重合体(D)は、いずれも式(1)で示されるR値が0.45以上0.99以下である。
R = [AB] / (2 [A] [B]) × 100 ・ ・ ・ Equation (1)
[A]: Mole fraction (%) of the dilactide residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[B]: Mole fraction (%) of the ε-caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[AB]: Mole fraction (%) of the structure (AB and BA) in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
<Dilactide / ε-caprolactone copolymer>
The copolymer (C) and the copolymer (D), which are dilactide / ε-caprolactone copolymers in the polymer composition of the present invention, each have an R value of 0.45 or more represented by the formula (1). It is 99 or less.

R=[AB]/(2[A][B])×100 ・・・式(1)
[A]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基のモル分率(%)
[B]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ε-カプロラクトン残基のモル分率(%)
[AB]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル分率(%)。
R = [AB] / (2 [A] [B]) × 100 ・ ・ ・ Equation (1)
[A]: Mole fraction (%) of the dilactide residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[B]: Mole fraction (%) of the ε-caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[AB]: Mole fraction (%) of the structure (AB, and BA) in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.

R値は、核磁気共鳴(NMR)測定によって、隣り合う二つのモノマーの組み合わせ(A-A、B-B、A-B、B-A)の割合を定量することにより決定できる。具体的には、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を重クロロホルムに溶解し、H-NMR分析により、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中のジラクチド残基とε-カプロラクトン残基の比率をそれぞれ算出する。また、Hホモスピンデカップリング法により、ジラクチドのメチン基(5.10ppm付近)、ε-カプロラクトンのαメチレン基(2.35ppm付近)、εメチレン基(4.10ppm付近)について、隣り合うモノマー残基がラクチドもしくはε-カプロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量する。それぞれの面積比から式1の[AB]を計算しR値を算出する。ここで、[AB]はジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合う構造のモル分率(%)であり、具体的にはA-A、A-B、B-A、B-Bの総数に対するA-B、B-Aの数の割合である。 The R value can be determined by quantifying the proportion of combinations (AA, BB, AB, BA) of two adjacent monomers by nuclear magnetic resonance (NMR) measurement. Specifically, the dilactide / ε-caprolactone copolymer was dissolved in deuterated chloroform, and the ratio of the dilactide residue to the ε-caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer was determined by 1H - NMR analysis. calculate. In addition, by the 1H homospin decoupling method, the methine group of dilactide (around 5.10 ppm), the α-methylene group of ε-caprolactone (around 2.35 ppm), and the ε methylene group (around 4.10 ppm) are adjacent monomers. Residues are separated by a signal derived from lactide or ε-caprolactone and the peak area of each is quantified. [AB] of Equation 1 is calculated from each area ratio, and the R value is calculated. Here, [AB] is a mole fraction (%) of a structure in which a dilactide residue and a ε-caprolactone residue are adjacent to each other, and specifically, of AA, AB, BA, and BB. It is the ratio of the number of AB and BA to the total number.

R値は、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体における、モノマー残基の配列のランダム性を示す指標として用いられる。例えば、完全にモノマー配列がランダムなランダムコポリマーでは、R値は1となる。R値が0.45未満であると、結晶性が高く、コポリマーの成形品は硬くなりヤング率が上昇することがあるため、R値は0.45以上であることが好ましく、同様の観点からR値は0.50以上がより好ましい。また、R値が0.99を超えると、コポリマー成形品は柔らかくなりすぎ粘着性を示すようになり、取扱性が低下することがあるため、R値は0.99以下であることが好ましく、同様の観点からR値は0.85以下がより好ましく、0.80以下がさらにより好ましい。 The R value is used as an index showing the randomness of the sequence of the monomer residues in the dilactide / ε-caprolactone copolymer. For example, a random copolymer with a completely random monomer sequence has an R value of 1. When the R value is less than 0.45, the crystallinity is high, and the molded product of the copolymer becomes hard and the Young's modulus may increase. Therefore, the R value is preferably 0.45 or more, and from the same viewpoint. The R value is more preferably 0.50 or more. Further, when the R value exceeds 0.99, the copolymer molded product becomes too soft and exhibits adhesiveness, which may reduce the handleability. Therefore, the R value is preferably 0.99 or less. From the same viewpoint, the R value is more preferably 0.85 or less, and even more preferably 0.80 or less.

ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体のモノマー間の結合様式は特に限定されず、直鎖状でも分岐鎖状でも環状でもよいが、低いヤング率と高い引っ張り強度を両立するためには、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体は直鎖状であることが好ましい。 The bonding mode between the monomers of the dilactide / ε-caprolactone copolymer is not particularly limited and may be linear, branched or cyclic, but in order to achieve both low Young's modulus and high tensile strength, dilactide / ε -The caprolactone copolymer is preferably linear.

ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体((共重合体(C))の重量平均分子量は、ポリマー組成物のヤング率をより低減し、引っ張り強度をより向上させる観点から、60,000以上が好ましく、100,000以上がより好ましく、150,000以上がさらにより好ましい。一方、共重合体(C)の重量平均分子量は、後述するポリマー組成物の粘度や溶解性の観点から、500,000以下が好ましい。ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(共重合体(D))の重量平均分子量は、60,000未満が好ましく、40,000以下がより好ましく、20,000以下がさらにより好ましい。一方、共重合体(D)の重量平均分子量は、1,000以上が好ましい。ここで、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体の重量平均分子量は、ポリスチレン換算値を指し、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。 The weight average molecular weight of the dilactide / ε-caprolactone copolymer ((copolymer (C)) is preferably 60,000 or more from the viewpoint of further reducing the Young ratio of the polymer composition and further improving the tensile strength. 100,000 or more is more preferable, and 150,000 or more is even more preferable. On the other hand, the weight average molecular weight of the copolymer (C) is 500,000 or less from the viewpoint of the viscosity and solubility of the polymer composition described later. The weight average molecular weight of the dilactide / ε-caprolactone copolymer (copolymer (D)) is preferably less than 60,000, more preferably 40,000 or less, still more preferably 20,000 or less, on the other hand. The weight average molecular weight of the copolymer (D) is preferably 1,000 or more. Here, the weight average molecular weight of the dilactide / ε-caprolactone copolymer refers to a polystyrene-equivalent value, and is measured by gel permeation chromatography (GPC). Can be measured.

また共重合体(C)のガラス転移温度(Tg)は、0℃以下であることが好ましい。共重合体(C)のガラス転移温度(Tg)が0℃以下であることで、室温において加工性を高めることができ、また柔軟性を発揮することができる。また共重合体(C)のガラス転移温度(Tg)は、-10℃以下であることがより好ましい。そして下限は特に限定されないが、-30℃以上であることが好ましい。 The glass transition temperature (Tg) of the copolymer (C) is preferably 0 ° C. or lower. When the glass transition temperature (Tg) of the copolymer (C) is 0 ° C. or lower, processability can be enhanced at room temperature and flexibility can be exhibited. Further, the glass transition temperature (Tg) of the copolymer (C) is more preferably −10 ° C. or lower. The lower limit is not particularly limited, but is preferably −30 ° C. or higher.

本発明において、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)及びジラクチド/ε-カプロラクトン共重塔体(D)は、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマー単位が2つ以上連結した構造を有することが好ましい。 In the present invention, the dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) and the dilactide / ε-caprolactone copolymer (D) have a gradient structure in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue form a composition gradient in the skeleton. It is preferable to have a structure in which two or more macromer units having the above are linked.

骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造とは、その分子鎖にそって重合開始末端から重合終了末端にかけてモノマー残基の組成が連続的に変化している構造を言う。
模式的には例えば、残基Aと残基Bとが
AAAAABAAABAABBABABBBBABBBB
のように並ぶ。
The gradient structure having a composition gradient in the skeleton means a structure in which the composition of the monomer residue continuously changes from the polymerization initiation end to the polymerization termination end along the molecular chain.
Schematically, for example, residue A and residue B are AAAAABAAABAABBABABBBBBABBBB
Line up like.

ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)および/または共重合体(D)が、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有することにより、ブロック共重合構造を有する場合に比べ、結晶化度を抑え、柔軟性を得ることができる。 The dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) and / or the copolymer (D) has a gradient structure in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue form a composition gradient in the skeleton. Compared with the case of having a structure, the degree of crystallization can be suppressed and flexibility can be obtained.

ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)および共重合体(D)を構成するモノマー残基の分布のランダム性は、重合時のモノマーの反応性の違いにより変化する。すなわち、重合時に、ジラクチドとカプロラクトンのうち、一方のモノマーの後に、同じモノマーと他方のモノマーが同確率で結合すれば、モノマー残基が完全にランダムに分布したランダムコポリマーが得られる。しかし、一方のモノマーの後にいずれかのモノマーが結合し易い傾向がある場合は、モノマー残基の分布に偏りのあるグラジエントコポリマーが得られる。 The randomness of the distribution of the monomer residues constituting the dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) and the copolymer (D) changes depending on the difference in the reactivity of the monomers during polymerization. That is, at the time of polymerization, if one of dilactide and caprolactone is followed by the same monomer and the other monomer with the same probability, a random copolymer in which the monomer residues are completely randomly distributed can be obtained. However, if either monomer tends to bond after one monomer, a gradient copolymer with a biased distribution of monomer residues can be obtained.

ここで、ジラクチドとε-カプロラクトンの反応性は、文献(D.W.Grijpmaetal.PolymerBulletin25,335,341)に記されているように大きく異なり、ジラクチドの方がε-カプロラクトンよりも初期重合速度が大きい。ジラクチドの初期重合速度Vは、反応率(%)で示すと3.6%/hであり、ε-カプロラクトンの初期重合速度Vは、0.88%/hである。ジラクチドとε-カプロラクトンとを共重合させた場合、ジラクチドの後にジラクチドが結合し易い。そのため、重合開始末端から重合終了末端にかけてジラクチド単位の割合が徐々に減少するグラジエント構造が形成される。 Here, the reactivity of dilactide and ε-caprolactone is significantly different as described in the literature (D.W. Grijpmateal. Polymer Bulletin 25, 335, 341), and dilactide has a higher initial polymerization rate than ε-caprolactone. big. The initial polymerization rate VA of dilactide is 3.6% / h in terms of reaction rate (%), and the initial polymerization rate VA of ε - caprolactone is 0.88% / h. When dilactide and ε-caprolactone are copolymerized, dilactide tends to bind after dilactide. Therefore, a gradient structure is formed in which the proportion of dilactide units gradually decreases from the polymerization initiation end to the polymerization termination end.

すなわち、ジラクチドとε-カプロラクトンのモノマーを混合して反応させる共重合方法によれば、一般的にジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体は、ポリマーの骨格全体にわたってのグラジエント構造を形成しやすい。 That is, according to a copolymerization method in which a monomer of dilactide and ε-caprolactone are mixed and reacted, in general, the dilactide / ε-caprolactone copolymer tends to form a gradient structure over the entire skeleton of the polymer.

さらに、本発明においてジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)および共重合体(D)は、グラジエント構造をマクロマー単位で有し、当該マクロマー単位が2つ以上連結した構造を有することが好ましい。 Further, in the present invention, it is preferable that the dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) and the copolymer (D) have a gradient structure in macromer units and have a structure in which two or more macromer units are linked.

一般にマクロマーとは、重合性官能基をもつ高分子量化合物を意味し、重合体においてマクロマー単位は、重合体の骨格の一部をなす。グラジエント構造を有するマクロマー単位が2つ以上連結した構造においては、例えば、
(AAABAABBABBB)・(AAABAABBABBB)
のように並ぶ。
In general, macromer means a high molecular weight compound having a polymerizable functional group, and in the polymer, the macromer unit forms a part of the skeleton of the polymer. In a structure in which two or more macromer units having a gradient structure are connected, for example,
(AAABAABBBABBB) ・ (AAABAABBBABBB)
Line up like.

以下、グラジエント構造を有するマクロマーを「グラジエントマクロマー」、ポリマー中におけるグラジエントマクロマーの単位を「グラジエントマクロマー単位」とも呼ぶ。 Hereinafter, the macromer having a gradient structure is also referred to as a "gradient macromer", and the unit of the gradient macromer in the polymer is also referred to as a "gradient macromer unit".

グラジエントマクロマー単位が2つ以上連結した構造を有することにより、重合度を高くしても、効果的に前述の(1)のようにランダム性の制御されたジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)とすることができ、効果的に結晶化度を抑えたジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)とすることができる。従ってかかる好ましい態様により、ヤング率が低く、引っ張り強度が高いポリマー組成物を効果的に得ることができる。 By having a structure in which two or more gradient macromer units are linked, even if the degree of polymerization is increased, the randomness-controlled dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) is effectively as described in (1) above. ), And it can be a dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) whose crystallinity is effectively suppressed. Therefore, according to such a preferred embodiment, a polymer composition having a low Young's modulus and a high tensile strength can be effectively obtained.

マクロマー単位が連結した構造におけるマクロマー単位の数は、引っ張り強度をより向上させる観点から、3以上が好ましく、6以上がより好ましい。一方、粘度を適度に抑えてハンドリング性を向上させる観点から、マクロマー単位の連結数は20以下が好ましい。 The number of macromer units in the structure in which the macromer units are connected is preferably 3 or more, and more preferably 6 or more, from the viewpoint of further improving the tensile strength. On the other hand, from the viewpoint of appropriately suppressing the viscosity and improving the handleability, the number of connected macromer units is preferably 20 or less.

本発明において、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)をフィルムとしたときの引張強さは、5MPa以上が好ましく、10MPa以上がより好ましい。また、引張強さは大きいほど好ましく、特に上限はないが、現実的には500MPa程度が上限と考えられる。さらに、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体のヤング率は、0.1MPa以上が好ましく、1.0MPa以上がより好ましい。また、15MPa以下が好ましく、6.3MPa以下がより好ましい。 In the present invention, the tensile strength when the dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) is used as a film is preferably 5 MPa or more, more preferably 10 MPa or more. Further, the larger the tensile strength is, the more preferable it is, and there is no particular upper limit, but in reality, it is considered that the upper limit is about 500 MPa. Further, the Young's modulus of the dilactide / ε-caprolactone copolymer is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 1.0 MPa or more. Further, 15 MPa or less is preferable, and 6.3 MPa or less is more preferable.

なお、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)の引張強さおよびヤング率を前記範囲内とすることは、後述するマルチ化工程を有する製造方法により前述のグラジエントマクロマー単位が2つ以上連結した構造とすることで、効果的に達成することができる。 Keeping the tensile strength and Young's modulus of the dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) within the above ranges means that two or more of the above-mentioned gradient macromer units are linked by a production method having a mulching step described later. By making it a structure, it can be effectively achieved.


<ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体の製造方法>
ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体は、一例として、
ジラクチドおよびε-カプロラクトンを、重合完了時においてジラクチド残基とε-カプロラクトン残基の和が全残基の50モル%以上、かつジラクチド残基とε-カプロラクトン残基がそれぞれ全残基の20モル%以上となるよう配合して重合させるマクロマー合成工程;
前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結するか、あるいは前記マクロマー合成工程で得られたマクロマー溶液にジラクチドおよびε-カプロラクトンを追添加することによりマルチ化するマルチ化工程;
を有する製造方法により製造することができる。

<Method for producing dilactide / ε-caprolactone copolymer>
The dilactide / ε-caprolactone copolymer is an example.
When the polymerization of dilactide and ε-caprolactone is completed, the sum of the dilactide residue and the ε-caprolactone residue is 50 mol% or more of the total residue, and the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are 20 mol of the total residue, respectively. Macromer synthesis step of blending and polymerizing to% or more;
A mulching step of linking the macromers obtained in the macromer synthesis step or adding dilactide and ε-caprolactone to the macromer solution obtained in the macromer synthesis step;
It can be manufactured by the manufacturing method having.


〔マクロマー合成工程〕
マクロマー合成工程においては、ジラクチドとε-カプロラクトンを、理論上重合完了時においてジラクチド残基とε-カプロラクトン残基の和が全残基の50モル%以上、かつジラクチド残基とε-カプロラクトン残基がそれぞれ全残基の20モル%以上となるよう配合して重合を行う。これにより、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基を主構成単位とするジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体が得られるが、本製造方法においてはさらに後述するマルチ化工程を行うため、本明細書においてはこれ以降、本工程により得られるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を「マクロマー」と表現する。

[Macromer synthesis process]
In the macromer synthesis step, the sum of dilactide and ε-caprolactone is theoretically 50 mol% or more of the total residue when the polymerization is completed, and the dilactide residue and ε-caprolactone residue. Is 20 mol% or more of each residue, and the polymerization is carried out. As a result, a dilactide / ε-caprolactone copolymer containing a dilactide residue and a ε-caprolactone residue as a main constituent unit can be obtained. From now on, the dilactide / ε-caprolactone copolymer obtained by this step will be referred to as "macromer".

本工程において、ジラクチドとε-カプロラクトンとの初期重合速度差により、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマーとする。 In this step, due to the difference in the initial polymerization rate between dilactide and ε-caprolactone, a macromer having a gradient structure in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue form a composition gradient in the skeleton is obtained.

マクロマー合成工程においては、このようなグラジエント構造を実現するために、開始末端から一方向に起こる重合反応によりマクロマーを合成することが望ましい。このような合成反応としては、開環重合、リビング重合を利用することが好ましい例として挙げられる。 In the macromer synthesis step, in order to realize such a gradient structure, it is desirable to synthesize macromer by a polymerization reaction occurring in one direction from the start terminal. As such a synthetic reaction, it is preferable to use ring-opening polymerization or living polymerization.

ラクチド/カプロラクトンマクロマーの合成方法の例について、より具体的に説明する。まず、ジラクチド、ε-カプロラクトンおよび触媒を、撹拌機を備えた反応容器に入れ、窒素気流下において加熱しながら撹拌する。反応容器内部の水分を除去するために、反応容器を減圧にして加熱撹拌することが好ましい。 An example of a method for synthesizing lactide / caprolactone macromer will be described more specifically. First, dilactide, ε-caprolactone and a catalyst are placed in a reaction vessel equipped with a stirrer and stirred while heating under a nitrogen stream. In order to remove the water content inside the reaction vessel, it is preferable to reduce the pressure of the reaction vessel and heat and stir.

撹拌機としては、プロペラ型の撹拌翼を備えた撹拌機が好ましく、撹拌翼の回転速度は、50rpm以上200rpm以下が好ましい。 As the stirrer, a stirrer provided with a propeller type stirring blade is preferable, and the rotation speed of the stirring blade is preferably 50 rpm or more and 200 rpm or less.

重合反応の加熱温度は、100℃以上250℃以下が好ましい。重合反応の反応時間は、重合度を高める観点から、3時間以上が好ましく、5時間以上がより好ましく、7時間以上がさらに好ましい。一方、重合反応の反応時間は、生産性をより向上させる観点から、24時間以下が好ましい。 The heating temperature of the polymerization reaction is preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. The reaction time of the polymerization reaction is preferably 3 hours or more, more preferably 5 hours or more, still more preferably 7 hours or more, from the viewpoint of increasing the degree of polymerization. On the other hand, the reaction time of the polymerization reaction is preferably 24 hours or less from the viewpoint of further improving productivity.

ジラクチド、ε-カプロラクトンは、不純物を取り除くために予め精製して用いることが好ましい。 Dilactide and ε-caprolactone are preferably used after being purified in advance in order to remove impurities.

触媒としては、例えば、オクチル酸スズ、三フッ化アンチモン、亜鉛粉末、酸化ジブチルスズ、シュウ酸スズなどが挙げられる。触媒の反応系への添加方法としては、例えば、原料仕込み時に原料中に分散させた状態で添加する方法や、前述の方法における減圧開始時や加熱開始直前に、媒質に分散した状態で添加する方法などが挙げられる。触媒の使用量は、反応時間を短縮して生産性をより向上させる観点から、ジラクチドおよびε-カプロラクトンの合計100重量部に対して、金属原子換算値で0.01重量部以上が好ましく0.04重量部以上がより好ましい。一方、触媒の使用量は、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体への金属残存量をより低減する観点から、ジラクチドおよびε-カプロラクトンの合計量に対して、金属原子換算値で0.5重量部以下が好ましい。 Examples of the catalyst include tin octylate, antimony trifluoride, zinc powder, dibutyltin oxide, tin oxalate and the like. Examples of the method of adding the catalyst to the reaction system include a method of adding the catalyst dispersed in the raw material at the time of charging the raw material, and a method of adding the catalyst dispersed in the medium at the start of depressurization or immediately before the start of heating in the above-mentioned method. The method etc. can be mentioned. From the viewpoint of shortening the reaction time and further improving the productivity, the amount of the catalyst used is preferably 0.01 part by weight or more in terms of metal atom with respect to 100 parts by weight of the total of dilactide and ε-caprolactone. 04 parts by weight or more is more preferable. On the other hand, the amount of the catalyst used is 0.5 parts by weight in terms of metal atom with respect to the total amount of dilactide and ε-caprolactone from the viewpoint of further reducing the amount of metal remaining in the dilactide / ε-caprolactone copolymer. The following is preferred.

水を助開始剤として使用する場合は、重合反応に先立って、90℃付近で助触媒反応を行うことが好ましい。 When water is used as the co-initiator, it is preferable to carry out a co-catalytic reaction at around 90 ° C. prior to the polymerization reaction.

本工程において得られるマクロマーは、最終的に上記(1)に示すR値を満たすジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を製造しやすくするため、上記(1)に記載したジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体と同様のR値を有するもの、すなわち、下記式
R値=[AB]/(2[A][B])×100
[A]:マクロマー中の、ジラクチド残基のモル分率(%)
[B]:マクロマー中の、ε-カプロラクトン残基のモル分率(%)
[AB]:マクロマー中の、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル分率(%)
で表されるR値が0.45以上0.99以下であることが好ましく、0.50以上0.80以下であることがより好ましい。
The macromer obtained in this step has the dilactide / ε-caprolactone copolymer weight described in (1) above in order to facilitate the production of a dilactide / ε-caprolactone copolymer finally satisfying the R value shown in (1) above. Those having the same R value as coalescence, that is, the following formula R value = [AB] / (2 [A] [B]) × 100
[A]: Mole fraction (%) of dilactide residues in macromer
[B]: Mole fraction (%) of ε-caprolactone residue in macromer
[AB]: Mole fraction (%) of the structure (AB, and BA) in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the macromer.
The R value represented by is preferably 0.45 or more and 0.99 or less, and more preferably 0.50 or more and 0.80 or less.

マクロマー合成工程において合成されるマクロマーの重量平均分子量は、好ましくは1万以上、より好ましくは2万以上である。また、結晶性をより低減して柔軟性をより向上させるためには15万以下であることが好ましく、10万以下であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the macromer synthesized in the macromer synthesis step is preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more. Further, in order to further reduce the crystallinity and further improve the flexibility, it is preferably 150,000 or less, and more preferably 100,000 or less.


〔マルチ化工程〕
マルチ化工程においては、マクロマー合成工程において得られたマクロマー同士を連結するか、あるいはマクロマー合成工程において得られたマクロマー溶液にジラクチドおよびカプロラクトンを追添加することによりマルチ化する。本工程においては、一のマクロマー合成工程で得られたマクロマー同士を連結してもよいし、二以上のマクロマー合成工程で得られた複数のマクロマーを連結してもよい。なお、「マルチ化」とは、これらのいずれかの方法で、ジラクチド残基とカプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配を有するグラジエント構造を有する分子鎖が複数繰り返される構造を形成することを意味する。

[Multi-layering process]
In the mulching step, the macromers obtained in the macromer synthesis step are linked to each other, or dilactide and caprolactone are added to the macromer solution obtained in the macromer synthesis step to mulch. In this step, macromers obtained in one macromer synthesis step may be linked to each other, or a plurality of macromers obtained in two or more macromer synthesis steps may be linked. In addition, "multiplying" means that by any of these methods, a dilactide residue and a caprolactone residue form a structure in which a plurality of molecular chains having a gradient structure having a composition gradient are repeated in the skeleton. do.

マクロマー単位の連結数は、マルチ化行程において使用する触媒や反応時間によって調整することができる。マクロマー同士を連結させてマルチ化を行う場合、マクロマー単位の数は、最終的に得られたジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体の重量平均分子量を、マクロマーの重量平均分子量で除して求めることができる。 The number of linkages in macromer units can be adjusted by the catalyst used in the mulching process and the reaction time. When mulching by connecting macromers to each other, the number of macromer units can be obtained by dividing the weight average molecular weight of the finally obtained dilactide / ε-caprolactone copolymer by the weight average molecular weight of macromers. can.

マルチ化工程における縮合反応の反応温度は、縮合反応を効率的に進める観点から、20℃以上が好ましい。一方、縮合反応の反応温度は、溶媒の揮発を抑制する観点から、50℃以下が好ましい。また、縮合反応の反応時間は、マルチ化するマクロマー単位の数を前述の好ましい範囲にする観点から、15時間以上が好ましい。一方、縮合反応の反応時間は、分子量分布を狭くする観点から、24時間以下が好ましい。 The reaction temperature of the condensation reaction in the mulching step is preferably 20 ° C. or higher from the viewpoint of efficiently advancing the condensation reaction. On the other hand, the reaction temperature of the condensation reaction is preferably 50 ° C. or lower from the viewpoint of suppressing the volatilization of the solvent. The reaction time of the condensation reaction is preferably 15 hours or more from the viewpoint of keeping the number of macromer units to be mulched within the above-mentioned preferable range. On the other hand, the reaction time of the condensation reaction is preferably 24 hours or less from the viewpoint of narrowing the molecular weight distribution.

直鎖状のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を製造する場合は、例えば、グラジエントマクロマーの両末端に同様のグラジエントマクロマーを1分子ずつ、末端同士を介して結合させてゆくことにより合成できる。 In the case of producing a linear dilactide / ε-caprolactone copolymer, for example, it can be synthesized by binding one molecule of the same gradient macromer to both ends of the gradient macromer via the ends.

グラジエントマクロマーがヒドロキシル基とカルボキシル基を各末端に有する場合は、末端同士を縮合剤により縮合させることにより、マルチ化したジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体が得られる。縮合剤としては、例えば、p-トルエンスルホン酸4,4-ジメチルアミノピリジニウム、N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド、N,N’-カルボニルジイミダゾールなどが挙げられる。これらを2種以上用いてもよい。 When the gradient macromer has a hydroxyl group and a carboxyl group at each terminal, a mulched dilactide / ε-caprolactone copolymer can be obtained by condensing the ends with a condensing agent. Examples of the condensing agent include p-toluenesulfonic acid 4,4-dimethylaminopyridinium, N, N'-dicyclohexylcarbodiimide, N, N'-diisopropylcarbodiimide, N, N'-carbonyldiimidazole and the like. Two or more of these may be used.

また、重合反応がリビング性を有する場合、すなわち重合物の末端から連続して重合反応を開始しうる場合には、重合反応が終了した後のグラジエントマクロマー溶液にジラクチドおよびε-カプロラクトンを追添加する操作を繰り返すことにより、マルチ化することができる。 If the polymerization reaction has a living property, that is, if the polymerization reaction can be started continuously from the end of the polymer, dilactide and ε-caprolactone are added to the gradient macromer solution after the polymerization reaction is completed. By repeating the operation, it can be multi-layered.

あるいは、グラジエントマクロマー同士は、ポリマーの力学的特性に影響を与えない範囲においてリンカーを介してマルチ化してもよい。特に、複数のカルボキシル基および/または複数のヒドロキシ基を有するリンカー、例えば2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸を使用すると、リンカーが分岐点となった分岐鎖状のポリエステルコポリマーを合成することができる。 Alternatively, the gradient macromers may be mulched via a linker to the extent that they do not affect the mechanical properties of the polymer. In particular, a linker having multiple carboxyl groups and / or multiple hydroxy groups, for example 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid, is used to synthesize a branched polyester copolymer in which the linker is a branch point. Can be done.

以上のような製造方法により得られるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体は、ジジラクチド残基とカプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配を有するマクロマー単位が2つ以上連結した構造のコポリマーとなり、これは本発明のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体の好ましい態様である。 The dilactide / ε-caprolactone copolymer obtained by the above-mentioned production method is a copolymer having a structure in which two or more macromer units having a composition gradient in the skeleton of the dilactide residue and the caprolactone residue are linked. It is a preferred embodiment of the dilactide / ε-caprolactone copolymer of the present invention.


<ポリマー組成物>
本発明のポリマー組成物は、重量平均分子量が60,000以上であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)(以下、共重合体(C)とする)と重量平均分子量が60,000未満であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(D)(以下、共重合体(D)とする)を含有する。

<Polymer composition>
The polymer composition of the present invention has a dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) having a weight average molecular weight of 60,000 or more (hereinafter referred to as a copolymer (C)) and a weight average molecular weight of less than 60,000. Dilactide / ε-caprolactone copolymer (D) (hereinafter referred to as copolymer (D)) is contained.

さらに共重合体(C)及び共重合体(D)は、いずれも前記式(1)で示されるR値が0.45以上0.99以下である。前記式(1)を満たすジラクチド/ε-カプロラクトンは結晶化率が低く、ヤング率を低減し、引っ張り強度を向上させることができる一方、生分解性挙動は分子量に依存する。 Further, both the copolymer (C) and the copolymer (D) have an R value represented by the above formula (1) of 0.45 or more and 0.99 or less. The dilactide / ε-caprolactone satisfying the above formula (1) has a low crystallization rate, can reduce Young's modulus, and can improve the tensile strength, while the biodegradable behavior depends on the molecular weight.

本発明のポリマー組成物は、ポリマー組成物100重量%中に共重合体(C)及び共重合体(D)を、合わせて50重量%以上100重量%以下含むことが好ましい。ポリマー組成物100重量%中に共重合体(C)及び共重合体(D)を、合わせて50重量%以上100重量%以下含むことで、低いヤング率と高い引っ張り強度の両立を維持しながら、生分解性を制御できるために好ましい。ポリマー組成物100重量%中の共重合体(C)及び共重合体(D)の合計の含有量は、70重量%以上100重量%以下がより好ましく、90重量%以上100重量%以下であることが特に好ましい。低いヤング率と高い引っ張り強度の両立を維持しながら、共重合体(D)の比率に応じて生分解性を制御することができる。 The polymer composition of the present invention preferably contains the copolymer (C) and the copolymer (D) in a total of 50% by weight or more and 100% by weight or less in 100% by weight of the polymer composition. By containing the copolymer (C) and the copolymer (D) in a total of 50% by weight or more and 100% by weight or less in 100% by weight of the polymer composition, while maintaining both low Young's modulus and high tensile strength. , It is preferable because the biodegradability can be controlled. The total content of the copolymer (C) and the copolymer (D) in 100% by weight of the polymer composition is more preferably 70% by weight or more and 100% by weight or less, and 90% by weight or more and 100% by weight or less. Is particularly preferred. The biodegradability can be controlled according to the ratio of the copolymer (D) while maintaining both a low Young's modulus and a high tensile strength.

さらに前記共重合体(C)と前記共重合体(D)の重量比率が、共重合体(C):共重合体(D)=71:29~99:1であることが好ましく、低いヤング率と高い引っ張り強度の両立を維持しながら、共重合体(D)の比率に応じて生分解性を制御することができる。共重合体(C)と共重合体(D)の重量比率は、共重合体(C):共重合体(D)=80:20~95:5であることが好ましく、85:15~92:8であることが特に好ましい。 Further, the weight ratio of the copolymer (C) to the copolymer (D) is preferably copolymer (C): copolymer (D) = 71: 29 to 99: 1, and is low. The biodegradability can be controlled according to the ratio of the copolymer (D) while maintaining both the rate and the high tensile strength. The weight ratio of the copolymer (C) to the copolymer (D) is preferably copolymer (C): copolymer (D) = 80: 20 to 95: 5, and 85: 15 to 92. : 8 is particularly preferable.

本発明のポリマー組成物は、JIS K6251(2017)に従って測定したヤング率が、0.1MPa以上が好ましく、1.0MPa以上がより好ましい。また上限は、15.0MPa以下が好ましく、6.3MPa以下がより好ましく、3.0MPa以下であることがさらにより好ましい。なお、JIS K6251(2017)に従った測定による本発明のポリマー組成物のヤング率とは、本発明のポリマー組成物をフィルムとしたときの、JIS K6251(2017)に従って測定したヤング率を意味する。この測定方法は、後述する測定例4に記載のとおりである。 In the polymer composition of the present invention, the Young's modulus measured according to JIS K6251 (2017) is preferably 0.1 MPa or more, more preferably 1.0 MPa or more. The upper limit is preferably 15.0 MPa or less, more preferably 6.3 MPa or less, and even more preferably 3.0 MPa or less. The Young's modulus of the polymer composition of the present invention measured according to JIS K6251 (2017) means the Young's modulus measured according to JIS K6251 (2017) when the polymer composition of the present invention is used as a film. .. This measuring method is as described in Measurement Example 4 described later.

本発明のポリマー組成物は、JIS K6251(2017)に従って測定した引張強さが、5MPa以上が好ましく、10MPa以上がより好ましい。また、引張強さは大きいほど好ましく、特に上限はないが、現実的には500MPa程度が上限と考えられる。なお、JIS K6251(2017)に従った測定による本発明のポリマー組成物の引張強さとは、本発明のポリマー組成物をフィルムとしたときの、JIS K6251(2017)に従って測定した引張強さを意味する。この測定方法は、後述する測定例4に記載のとおりである。 The polymer composition of the present invention preferably has a tensile strength of 5 MPa or more, more preferably 10 MPa or more, as measured according to JIS K6251 (2017). Further, the larger the tensile strength is, the more preferable it is, and there is no particular upper limit, but in reality, it is considered that the upper limit is about 500 MPa. The tensile strength of the polymer composition of the present invention measured according to JIS K6251 (2017) means the tensile strength measured according to JIS K6251 (2017) when the polymer composition of the present invention is used as a film. do. This measuring method is as described in Measurement Example 4 described later.

本発明のポリマー組成物は、JIS K6251(2017)に従って測定した破断伸度が、200%以上であることが好ましく、500%以上であることがより好ましく、1000%以上であることがさらにより好ましい。破断伸度は大きいほど好ましく、特に上限はないが、現実的には2500%程度が上限と考えられる。なお、JIS K6251(2017)に従った測定による本発明のポリマー組成物の破断伸度とは、本発明のポリマー組成物をフィルムとしたときの、JIS K6251(2017)に従って測定した際の破断伸度を意味する。この測定方法は、後述する測定例4に記載のとおりである。 In the polymer composition of the present invention, the elongation at break measured according to JIS K6251 (2017) is preferably 200% or more, more preferably 500% or more, still more preferably 1000% or more. .. The larger the elongation at break is, the more preferable it is, and there is no particular upper limit, but in reality, it is considered that the upper limit is about 2500%. The breaking elongation of the polymer composition of the present invention measured according to JIS K6251 (2017) is the breaking elongation when measured according to JIS K6251 (2017) when the polymer composition of the present invention is used as a film. Means degree. This measuring method is as described in Measurement Example 4 described later.


<ポリマー組成物および成形体の製造方法>
本発明のポリマー組成物は、例えば、前述の共重合体(C)と、前記共重合体(D)を、溶融状態または溶液状態で撹拌することにより得ることができる。熱分解を抑制する観点から、溶液状態で撹拌することが好ましい。より好ましくは、ポリマー組成物を構成するそれぞれのポリマーを一緒に同じ溶媒に入れて攪拌しながら溶解させた後、溶媒を揮発させて除去するのが好ましい。

<Manufacturing method of polymer composition and molded product>
The polymer composition of the present invention can be obtained, for example, by stirring the above-mentioned copolymer (C) and the above-mentioned copolymer (D) in a molten state or a solution state. From the viewpoint of suppressing thermal decomposition, it is preferable to stir in a solution state. More preferably, each polymer constituting the polymer composition is put together in the same solvent and dissolved with stirring, and then the solvent is volatilized and removed.

またこのようなポリマー組成物を用いて、溶融成形法、溶媒成形法、電解紡糸法または3Dプリンターによる成形法を用いて成形加工することができる。溶融成形法とは、ポリマー組成物を加熱して溶融させ、鋳型や押出成形機、プレス機などを用いて成形する方法であり、繊維状、フィルム状、チューブ状などに成形することができる。例えばφ1mmの口金をセットした押出成形機内で200℃まで本発明に記載のポリマー組成物を加熱し、押し出すことでポリマーを糸状に成形することができ、その繊維を織り加工や編み加工することもできる。溶媒成形法とは、ポリマー組成物を溶媒に溶解させ、鋳型や凝固浴に注入し、溶媒と溶質を分離することで成形する方法であり、繊維状、フィルム状、チューブ状などに成形することができる。溶媒成形法の例としてはクロロホルムに20%溶解させたポリマー組成物溶液に、φ0.5~20mmの棒を浸漬させた後引き上げ、溶媒の揮発を待ってから再度浸漬させることを5~50回程度繰り返し、最後に芯となる棒を引き抜くことでチューブ状に成型することができる。 Further, such a polymer composition can be molded by a melt molding method, a solvent molding method, an electrolytic spinning method, or a molding method using a 3D printer. The melt molding method is a method in which a polymer composition is heated and melted and molded using a mold, an extrusion molding machine, a press machine, or the like, and can be molded into a fibrous shape, a film shape, a tubular shape, or the like. For example, the polymer composition described in the present invention can be heated to 200 ° C. in an extruder set with a φ1 mm base and extruded to form a polymer into a thread shape, and the fibers can be woven or knitted. can. The solvent molding method is a method in which a polymer composition is dissolved in a solvent, injected into a mold or a coagulation bath, and the solvent and the solute are separated to form the polymer composition into a fibrous form, a film form, a tubular form, or the like. Can be done. As an example of the solvent molding method, a rod having a diameter of 0.5 to 20 mm is immersed in a polymer composition solution in which 20% is dissolved in chloroform, pulled up, waited for the solvent to volatilize, and then immersed again 5 to 50 times. It can be molded into a tube shape by repeating it to some extent and finally pulling out the core rod.

電解紡糸法とは、紡糸ノズル内のポリマー溶液に高電圧を加えることにより、直径が数ナノメートルのナノファイバーからなる繊維構造体を生成することができる技術であり、紡糸時間によって繊維構造体の厚みを所望の範囲に調整することができる。例えば、円柱状のコレクターを回転させながらポリマー組成物からなる繊維を集積した後、コレクターを繊維構造体から引き抜くことにより、チューブ状の繊維構造体を作製することができる。 The electrolytic spinning method is a technique capable of producing a fiber structure composed of nanofibers having a diameter of several nanometers by applying a high voltage to a polymer solution in a spinning nozzle. The thickness can be adjusted to a desired range. For example, a tubular fiber structure can be produced by accumulating fibers made of a polymer composition while rotating a columnar collector and then pulling out the collector from the fiber structure.

また、このようなポリマー組成物を3Dプリンター用のインク材料とすることで、オーダーメード型である様々な構造体を作製することができる。 Further, by using such a polymer composition as an ink material for a 3D printer, various custom-made structures can be produced.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

(測定例1:核磁気共鳴(NMR)による各残基のモル分率及びR値の測定)
測定対象のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を重クロロホルムに溶解し、下記条件のH-NMRにより、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中のジラクチド残基及びカプロラクトン残基の比率をそれぞれ算出した。また、Hホモスピンデカップリング法により、ラクチドのメチン基(5.10ppm付近)、カプロラクトンのαメチレン基(2.35ppm付近)、εメチレン基(4.10ppm付近)について、隣り合うモノマー残基がラクチドもしくはカプロラクトンに由来するシグナルで分離し、それぞれのピーク面積を定量した。それぞれの面積比から式1の[AB]を計算しR値を算出した。ここで、[AB]はジラクチド残基とカプロラクトン残基が隣り合った構造のモル分率(%)であり、具体的にはA-A、A-B、B-A、B-Bの総数に対するA-B、B-Aの数の割合である。
結果を表1に示す。
機器名:JNM-EX270(日本電子株式会社製)
Hホモスピンデカップリング照射位置:1.66ppm
溶媒:重クロロホルム
測定温度:室温。
(Measurement Example 1: Measurement of mole fraction and R value of each residue by nuclear magnetic resonance (NMR))
The dilactide / ε-caprolactone copolymer to be measured was dissolved in deuterated chloroform, and the ratios of dilactide residue and caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer were calculated by 1H - NMR under the following conditions. .. In addition, by the 1H homospin decoupling method, the methine group of lactide (around 5.10 ppm), the α-methylene group of caprolactone (around 2.35 ppm), and the ε-methylene group (around 4.10 ppm) are adjacent monomer residues. Was separated by a signal derived from lactide or caprolactone, and the peak area of each was quantified. [AB] of Equation 1 was calculated from each area ratio, and the R value was calculated. Here, [AB] is the mole fraction (%) of the structure in which the dilactide residue and the caprolactone residue are adjacent to each other, and specifically, the total number of AA, AB, BA, and BB. It is the ratio of the number of AB and BA to B.
The results are shown in Table 1.
Device name: JNM-EX270 (manufactured by JEOL Ltd.)
1 H homospin decoupling irradiation position: 1.66ppm
Solvent: Deuterated chloroform Measurement temperature: Room temperature.

(測定例2:ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)による重量平均分子量の測定)
測定対象のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体を、クロロホルムに溶解し、0.45μmのシリンジフィルター(DISMIC-13HP;ADVANTEC社製)を通過させて不純物等を除去した。そして下記条件のGPC測定により、ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体およびポリ乳酸のポリスチレン換算の重量平均分子量を算出した。結果を表1に示す。
機器名:Prominence(株式会社島津製作所製)
移動相:クロロホルム(HPLC用)(和光純薬工業株式会社製)
流速:1mL/min
カラム:TSKgel GMHHR-M(φ7.8mmX300mm;東ソー株式会社製)
検出器:UV検出器(254nm)およびRI検出器を作動させたが、RI検出器による結果を重量平均分子量の算出に用いた。
カラム、検出器温度:35℃
標準物質:ポリスチレン。
(Measurement Example 2: Measurement of weight average molecular weight by gel permeation chromatography (GPC))
The dilactide / ε-caprolactone copolymer to be measured was dissolved in chloroform and passed through a 0.45 μm syringe filter (DISMIC-13HP; manufactured by ADVANTEC) to remove impurities and the like. Then, the polystyrene-equivalent weight average molecular weights of the dilactide / ε-caprolactone copolymer and polylactic acid were calculated by GPC measurement under the following conditions. The results are shown in Table 1.
Device name: Prominence (manufactured by Shimadzu Corporation)
Mobile phase: Chloroform (for HPLC) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Flow velocity: 1 mL / min
Column: TSKgel GMHHR-M (φ7.8mmX300mm; manufactured by Tosoh Corporation)
Detector: The UV detector (254 nm) and the RI detector were activated, and the results from the RI detector were used to calculate the weight average molecular weight.
Column, detector temperature: 35 ° C
Standard material: Polystyrene.

(測定例3:示差走査熱量(DSC)によるTgの測定)
測定対象のジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体をアルミニウムPANに採取し、示差走査熱量計(EXTAR 6000;セイコーインスツル株式会社製)を用いて、下記条件のDSC法によりガラス転移温度(Tg)を算出した。
機器名:EXSTAR 6000(セイコーインスツル株式会社製)
温度条件:順に、25℃>10℃/minで250℃まで昇温>250℃で5min保温>10℃/minで-70℃まで降温>10℃/minで250℃まで昇温>250℃で5min保温>100℃/minで25℃まで降温
標準物質:アルミニウム。結果を表2に示す。
(Measurement Example 3: Measurement of Tg by Differential Scanning Calorimetry (DSC))
The dilactide / ε-caprolactone copolymer to be measured was sampled on an aluminum PAN, and the glass transition temperature (Tg) was measured by the DSC method under the following conditions using a differential scanning calorimeter (EXTAR 6000; manufactured by Seiko Instruments Inc.). Calculated.
Device name: EXSTAR 6000 (manufactured by Seiko Instruments Inc.)
Temperature conditions: In order, temperature rises to 250 ° C at 25 ° C> 10 ° C / min> heat retention for 5 min at 250 ° C> lowers to -70 ° C at 10 ° C / min> temperature rises to 250 ° C at 10 ° C / min> 250 ° C Insulation for 5 min> 100 ° C / min to 25 ° C Standard substance: Aluminum. The results are shown in Table 2.

(測定例4:引っ張り試験によるヤング率、引張強さ、破断伸度の測定)
高分子量ポリマーと低分子量ポリマーを種々の比率で混合し、混合物の濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をテフロン製シャーレ上に移して、常圧、室温下で一晩乾燥させた。これを50℃で一晩減圧乾燥させて、ポリエステルコポリマーフィルムを得た。
(Measurement example 4: Young's modulus, tensile strength, and breaking elongation measured by tensile test)
The high molecular weight polymer and the low molecular weight polymer are mixed in various ratios, dissolved in chloroform so that the concentration of the mixture is 5% by weight, the solution is transferred onto a Teflon chalet, and the solution is transferred to a Teflon chalet overnight at normal pressure and room temperature. It was dried. This was dried under reduced pressure at 50 ° C. overnight to obtain a polyester copolymer film.

得られたポリエステルコポリマーフィルム(厚さ0.1mm)を短冊状(30mm×5mm)に切り出し、JIS K6251(2017)に従い下記条件で引っ張り試験を行い、ヤング率、引っ張り強度、破断伸度を算出した。尚、各5回測定し、その数平均値を算出した結果を表2に示す。 The obtained polyester copolymer film (thickness 0.1 mm) was cut into strips (30 mm × 5 mm) and subjected to a tensile test under the following conditions according to JIS K6251 (2017) to calculate Young's modulus, tensile strength, and elongation at break. .. Table 2 shows the results of measuring 5 times each and calculating the average value of the numbers.

機器名:EZ-LX(株式会社島津製作所製)
初期長:10mm
引張速度:500mm/min
ロードセル:1kN
試験回数:5回。
Device name: EZ-LX (manufactured by Shimadzu Corporation)
Initial length: 10 mm
Tensile speed: 500 mm / min
Load cell: 1kN
Number of tests: 5 times.

<実施例1>
[ポリマー1の合成]
100.0gのL-ジラクチド(PURAC社製)と、79.2gのεカプロラクトン(和光純薬工業株式会社製)とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらを窒素雰囲気下、触媒としてジラクチドとε-カプロラクトンの合計100質量部に対して0.05質量部(スズ換算値)のオクチル酸スズ(II)(和光純薬工業株式会社製)を0.5mLのトルエン(超脱水)(和光純薬工業株式会社製)に溶解した溶液と、助開始剤としてモノマー/助開始剤比が200となる量のヒドロキシピバル酸を添加し、145℃に加熱しながら、撹拌速度50rpmで12時間撹拌して共重合反応させて、粗コポリマーを得た。得られた粗コポリマーを300mLのクロロホルムに溶解し、撹拌状態にある2.5Lのヘキサンに滴下して、沈殿物を得た。沈殿物を50℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。得られたポリマーの重量平均分子量は、21,000であった。当該マクロマー30.0gと、触媒である1.22gのp-トルエンスルホン酸4,4-ジメチルアミノピリジニウム(合成品)と、0.50gの4,4-ジメチルアミノピリジン(和光純薬工業株式会社製)を採取した。これらを窒素雰囲気下とし、120mLのジクロロメタン(脱水)(和光純薬工業株式会社製)に溶解した。一時間後、溶解したポリマーの中に0.98mLのN,N,N’-ジイソプロピルカルボジイミド(東京化成工業株式会社)を添加し、室温で1日間縮合重合させた。
<Example 1>
[Synthesis of Polymer 1]
100.0 g of L-dilactide (manufactured by PURAC) and 79.2 g of εcaprolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were collected in a separable flask as monomers. Using these as catalysts, 0.05 parts by mass (tin equivalent value) of tin octylate (II) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 100 parts by mass of dilactide and ε-caprolactone in total. A solution dissolved in 5 mL of toluene (ultra-dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and hydroxypivalic acid in an amount such that the monomer / initiator ratio is 200 are added as an auxiliary initiator and heated to 145 ° C. Then, the mixture was stirred at a stirring speed of 50 rpm for 12 hours and subjected to a copolymerization reaction to obtain a crude copolymer. The obtained crude copolymer was dissolved in 300 mL of chloroform and added dropwise to 2.5 L of hexane in a stirred state to obtain a precipitate. The precipitate was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain macromer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 21,000. 30.0 g of the macromer, 1.22 g of the catalyst 4,4-dimethylaminopyridinium p-toluenesulfonic acid (synthetic product), and 0.50 g of 4,4-dimethylaminopyridine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) Made) was collected. These were placed in a nitrogen atmosphere and dissolved in 120 mL of dichloromethane (dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). After 1 hour, 0.98 mL of N, N, N'-diisopropylcarbodiimide (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) was added to the dissolved polymer, and condensation polymerization was carried out at room temperature for 1 day.

反応混合物に300mLのクロロホルムを添加し、撹拌状態にある300mLのHCL(0.5M)で20分くらい洗浄。上部の水層を除去し、下部の有機層を、pHが中性になるまで少なくとも4回、等容量の水でさらに洗浄した。最後に、上部の水層を除去し、下部の有機層を2LのMeOHに沈殿させた。 Add 300 mL of chloroform to the reaction mixture and wash with 300 mL of HCL (0.5 M) in a stirred state for about 20 minutes. The upper aqueous layer was removed and the lower organic layer was further washed with an equal volume of water at least 4 times until the pH was neutral. Finally, the upper aqueous layer was removed and the lower organic layer was precipitated in 2 L of MeOH.

沈殿物を50℃で減圧乾燥して精製ポリエステルコポリマーを得た。得られたポリマーのジラクチド残基のモル分率は50%、ε-カプロラクトンのモル分率は50%であり、重量平均分子量は240,000であり、R値は0.80であった。また、Tgは、-10.5℃であった。 The precipitate was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain a purified polyester copolymer. The obtained polymer had a mole fraction of dilactide residues of 50%, a molar fraction of ε-caprolactone of 50%, a weight average molecular weight of 240,000, and an R value of 0.80. The Tg was -10.5 ° C.

[ポリマー2の合成]
48.4gのL-ラクチド(PURASORB L;PURAC社製)と、39.4gのεーカプロラクトン(和光純薬工業株式会社製)とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらを窒素雰囲気下、触媒としてジラクチドとε-カプロラクトンの合計100質量部に対して0.05質量部(スズ換算値)のオクチル酸スズ(II)(和光純薬工業株式会社製)を0.5mLのトルエン(超脱水)(和光純薬工業株式会社製)に溶解した溶液と、助開始剤としてモノマー/助開始剤比が33となる量のD,L-乳酸を添加し、145℃で9時間に共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
[Synthesis of polymer 2]
48.4 g of L-lactide (PURASORB L; manufactured by PURAC) and 39.4 g of ε-caprolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were collected in a separable flask as monomers. Using these as catalysts, 0.05 parts by mass (tin equivalent value) of tin octylate (II) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 100 parts by mass of the total of dilactide and ε-caprolactone. A solution dissolved in 5 mL of toluene (ultra-dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and D, L-lactic acid in an amount such that the monomer / initiator ratio is 33 are added as an auxiliary initiator, and the temperature is 145 ° C. The copolymerization reaction was carried out for 9 hours to obtain a crude copolymer.

得られた粗コポリマーを100mLのクロロホルムに溶解し、攪拌状態にある1Lのヘキサンに滴下して、沈殿物を得た。沈殿物を50℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。得られたポリマーのジラクチド残基のモル分率は53%、ε-カプロラクトンのモル分率は47%であり、重量平均分子量は7,800であり、R値は0.70であった。 The obtained crude copolymer was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1 L of hexane in a stirred state to obtain a precipitate. The precipitate was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain macromer. The mole fraction of the dilactide residue of the obtained polymer was 53%, the mole fraction of ε-caprolactone was 47%, the weight average molecular weight was 7,800, and the R value was 0.70.

980mgのポリマー1と20mgのポリマー2を、濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をテフロン製シャーレ上に移して、常圧、室温下で一晩乾燥する。これを減圧乾燥して得られた厚み0.1mmのポリマーフィルムを短冊状(30mm×5mm)に切り出し、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、26.0MPa、ヤング率は、2.7MPa、破断伸度は、1057%であった。また、組成物のTgは、-11.5℃
であった。
980 mg of Polymer 1 and 20 mg of Polymer 2 are dissolved in chloroform to a concentration of 5% by weight, the solution is transferred onto a Teflon chalet, and dried at normal pressure and room temperature overnight. This was dried under reduced pressure, and a polymer film having a thickness of 0.1 mm was cut into strips (30 mm × 5 mm) and subjected to a tensile test. The tensile strength was 26.0 MPa, the Young's modulus was 2.7 MPa, and the elongation at break was 1057%. The Tg of the composition is -11.5 ° C.
Met.


<実施例2>
900mgのポリマー1と100mgのポリマー2を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、19.3MPa、ヤング率は、2.5MPa、破断伸度は、1059%であった。また、組成物のTgは、-12.3℃であった。

<Example 2>
900 mg of polymer 1 and 100 mg of polymer 2 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 19.3 MPa, the Young's modulus was 2.5 MPa, and the elongation at break was 1059%. The Tg of the composition was -12.3 ° C.

<実施例3>
[ポリマー3の合成]
50.0gのL-ジラクチド(PURAC社製)と、39.4gのε-カプロラクトン(和光純薬工業株式会社製)とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらを窒素雰囲気下、触媒としてジラクチドとε-カプロラクトンの合計100質量部に対して0.05質量部(スズ換算値)のオクチル酸スズ(II)(和光純薬工業株式会社製)を0.5mLのトルエン(超脱水)(和光純薬工業株式会社製)に溶解した溶液と、助開始剤としてモノマー/助開始剤比が200となる量のヒドロキシピバル酸を添加し、145℃に加熱しながら、撹拌速度50rpmで9.5時間撹拌して共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
<Example 3>
[Synthesis of Polymer 3]
50.0 g of L-dilactide (manufactured by PURAC) and 39.4 g of ε-caprolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were collected in a separable flask as monomers. Using these as catalysts, 0.05 parts by mass (tin equivalent value) of tin octylate (II) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 100 parts by mass of dilactide and ε-caprolactone in total. A solution dissolved in 5 mL of toluene (ultra-dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and hydroxypivalic acid in an amount such that the monomer / initiator ratio is 200 are added as an auxiliary initiator and heated to 145 ° C. Then, the mixture was stirred at a stirring rate of 50 rpm for 9.5 hours and subjected to a copolymerization reaction to obtain a crude copolymer.

得られた粗コポリマーを100mLのクロロホルムに溶解し、撹拌状態にある1000mLのヘキサンに滴下して、沈殿物を得た。沈殿物を50℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。得られたポリマーの重量平均分子量は、19,000であり、R値は0.80であった。
980mgのポリマー1、と20mgのポリマー3を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、25.7MPa、ヤング率は、2.7MPa、破断伸度は、1170%であった。また、組成物のTgは、-10.9℃であった。
The obtained crude copolymer was dissolved in 100 mL of chloroform and added dropwise to 1000 mL of hexane in a stirred state to obtain a precipitate. The precipitate was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain macromer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 19,000, and the R value was 0.80.
980 mg of polymer 1 and 20 mg of polymer 3 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 25.7 MPa, the Young's modulus was 2.7 MPa, and the elongation at break was 1170%. The Tg of the composition was -10.9 ° C.

<実施例4>
900mgのポリマー1と100mgのポリマー3を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、16.3MPa、ヤング率は、2.6MPa、破断伸度は、1160%であった。また、組成物のTgは、-11.0℃であった。
<Example 4>
900 mg of polymer 1 and 100 mg of polymer 3 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 16.3 MPa, the Young's modulus was 2.6 MPa, and the elongation at break was 1160%. The Tg of the composition was -11.0 ° C.

<実施例5>
[ポリマー4の合成]
100.0gのL-ジラクチド(PURAC社製)と、79.2gのε-カプロラクトン(和光純薬工業株式会社製)とを、モノマーとしてセパラブルフラスコに採取した。これらを窒素雰囲気下、触媒としてジラクチドとε-カプロラクトンの合計100質量部に対して0.05質量部(スズ換算値)のオクチル酸スズ(II)(和光純薬工業株式会社製)を0.5mLのトルエン(超脱水)(和光純薬工業株式会社製)に溶解した溶液と、助開始剤としてモノマー/助開始剤比が200となる量のヒドロキシピバル酸を添加し、150℃に加熱しながら、撹拌速度50rpmで9.5時間撹拌して共重合反応させて、粗コポリマーを得た。
<Example 5>
[Synthesis of polymer 4]
100.0 g of L-dilactide (manufactured by PURAC) and 79.2 g of ε-caprolactone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were collected in a separable flask as monomers. Using these as catalysts, 0.05 parts by mass (tin equivalent value) of tin octylate (II) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 100 parts by mass of dilactide and ε-caprolactone in total. A solution dissolved in 5 mL of toluene (ultra-dehydrated) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and hydroxypivalic acid in an amount such that the monomer / initiator ratio is 200 are added as an auxiliary initiator and heated to 150 ° C. Then, the mixture was stirred at a stirring rate of 50 rpm for 9.5 hours and subjected to a copolymerization reaction to obtain a crude copolymer.

得られた粗コポリマーを360mLのクロロホルムに溶解し、撹拌状態にある2500mLのヘキサンに滴下して、沈殿物を得た。沈殿物を50℃で減圧乾燥してマクロマーを得た。得られたポリマーの重量平均分子量は、53,000であり、R値は0.78であった。
980mgのポリマー1と20mgのポリマー4を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、13.9MPa、ヤング率は、2.6MPa、破断伸度は、1270%であった。また、組成物のTgは、-11.1℃であった。
The obtained crude copolymer was dissolved in 360 mL of chloroform and added dropwise to 2500 mL of hexane in a stirred state to obtain a precipitate. The precipitate was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain macromer. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 53,000, and the R value was 0.78.
980 mg of polymer 1 and 20 mg of polymer 4 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 13.9 MPa, the Young's modulus was 2.6 MPa, and the elongation at break was 1270%. The Tg of the composition was -11.1 ° C.

<実施例6>
900mgのポリマー1と100mgのポリマー4を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、11.1MPa、ヤング率は、2.5MPa、破断伸度は、1341%であった。また、組成物のTgは、-11.9℃であった。
<Example 6>
900 mg of polymer 1 and 100 mg of polymer 4 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 11.1 MPa, the Young's modulus was 2.5 MPa, and the elongation at break was 1341%. The Tg of the composition was -11.9 ° C.

<比較例1>
1000gのポリマー1を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、27.8MPa、ヤング率は、3.6MPa、破断伸度は、953%であった。また、組成物のTgは、-10.5℃であった。
<Comparative Example 1>
1000 g of polymer 1 was dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 27.8 MPa, the Young's modulus was 3.6 MPa, and the elongation at break was 953%. The Tg of the composition was -10.5 ° C.

<比較例2>
700mgのポリマー1と300mgのポリマー2を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、14.8MPa、ヤング率は、3.5MPa、破断伸度は、1155%であった。また、組成物のTgは、-13.8℃であった。
<Comparative Example 2>
700 mg of polymer 1 and 300 mg of polymer 2 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 14.8 MPa, the Young's modulus was 3.5 MPa, and the elongation at break was 1155%. The Tg of the composition was -13.8 ° C.

<比較例3>
500mgのポリマー1と500mgのポリマー3を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、8.4MPa、ヤング率は、4.7MPa、破断伸度は、961%であった。また、組成物のTgは、-15.0℃であった。
<Comparative Example 3>
500 mg of polymer 1 and 500 mg of polymer 3 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 8.4 MPa, the Young's modulus was 4.7 MPa, and the elongation at break was 961%. The Tg of the composition was -15.0 ° C.

<比較例4>
700mgのポリマー1と300mgのポリマー3を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、12.3MPa、ヤング率は、3.1MPa、破断伸度は、1290%であった。また、組成物のTgは、-12.3℃であった。
<Comparative Example 4>
700 mg of polymer 1 and 300 mg of polymer 3 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 12.3 MPa, the Young's modulus was 3.1 MPa, and the elongation at break was 1290%. The Tg of the composition was -12.3 ° C.

<比較例5>
500mgのポリマー1と500mgのポリマー3を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、8.6MPa、ヤング率は、5.3MPa、破断伸度は、1339%であった。また、組成物のTgは、-13.5℃であった。
<Comparative Example 5>
500 mg of polymer 1 and 500 mg of polymer 3 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 8.6 MPa, the Young's modulus was 5.3 MPa, and the elongation at break was 1339%. The Tg of the composition was -13.5 ° C.

<比較例6>
700mgのポリマー1と300mgのポリマー4を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、8.0MPa、ヤング率は、2.4MPa、破断伸度は、1101%であった。また、組成物のTgは、-13.1℃であった。
<Comparative Example 6>
700 mg of polymer 1 and 300 mg of polymer 4 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 8.0 MPa, the Young's modulus was 2.4 MPa, and the elongation at break was 1101%. The Tg of the composition was -13.1 ° C.

<比較例7>
500mgのポリマー1と500mgのポリマー4を濃度が5重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、実施例1と同様の方法でポリマーフィルムを作製して、引っ張り試験を行った。引っ張り強度は、6.9MPa、ヤング率は、2.7MPa、破断伸度は、1203%であった。また、組成物のTgは、-12.2℃であった。
<Comparative Example 7>
500 mg of polymer 1 and 500 mg of polymer 4 were dissolved in chloroform so as to have a concentration of 5% by weight, a polymer film was prepared by the same method as in Example 1, and a tensile test was performed. The tensile strength was 6.9 MPa, the Young's modulus was 2.7 MPa, and the elongation at break was 1203%. The Tg of the composition was -12.2 ° C.


<実施例7>
980mgのポリマー1と20mgのポリマー3を、濃度が10重量%になるようにクロロホルムに溶解させ、その溶液をテフロン製シャーレ上に移して、常圧、室温下で一晩乾燥させた。これを50℃で減圧乾燥させて、ポリエステルコポリマーフィルムを得た。

<Example 7>
980 mg of Polymer 1 and 20 mg of Polymer 3 were dissolved in chloroform to a concentration of 10% by weight, the solution was transferred onto a Teflon chalet, and dried at normal pressure and room temperature overnight. This was dried under reduced pressure at 50 ° C. to obtain a polyester copolymer film.

乾燥したフィルムをシャーレから剥がし、長方形(1.5cm×3cm)にカットしてからポリマーフィルムを10mLのPBSに37℃でインキュベートした。4、8、12週目の各時点にてフィルムを蒸留水で洗浄して50℃の真空オーブン内で一晩乾燥し、ポリマーフィルムの分子量を測定例2に記載したようにGPCにて測定した。また、各時点でのフィルムの分子量変化率を下記式(2)より算出した。 The dried film was stripped from the petri dish, cut into rectangles (1.5 cm x 3 cm) and then the polymer film was incubated in 10 mL PBS at 37 ° C. At each of the 4th, 8th, and 12th weeks, the film was washed with distilled water, dried overnight in a vacuum oven at 50 ° C., and the molecular weight of the polymer film was measured by GPC as described in Measurement Example 2. .. Further, the rate of change in the molecular weight of the film at each time point was calculated from the following formula (2).

フィルムの分子量変化率(%)=Mwx×100/Mw0 ・・・式(2)
Mwx:4、8、12週目の各時点での重量平均分子量
Mw0:初期の重量平均分子量
<実施例8>
ポリマー1を900mg、ポリマー3を100mgに変更した以外は全て実施例7と同様にしてポリマーフィルムを作製した。また、実施例7と同様にポリマーフィルムの分子量を測定し、各時点でのフィルムの分子量変化率を上記式(2)より算出した。
Rate of change in molecular weight of film (%) = Mwx × 100 / Mw0 ・ ・ ・ Equation (2)
Mwx: Weight average molecular weight at each time point of the 4th, 8th, and 12th weeks Mw0: Initial weight average molecular weight <Example 8>
A polymer film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the polymer 1 was changed to 900 mg and the polymer 3 was changed to 100 mg. Further, the molecular weight of the polymer film was measured in the same manner as in Example 7, and the rate of change in the molecular weight of the film at each time point was calculated from the above formula (2).

<比較例8>
ポリマー1を1000mg、ポリマー3を0mgに変更した以外は全て実施例7と同様にしてポリマーフィルムを作製した。また、実施例7と同様にポリマーフィルムの分子量を測定し、各時点でのフィルムの分子量変化率を上記式(2)より算出した。
<Comparative Example 8>
A polymer film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the polymer 1 was changed to 1000 mg and the polymer 3 was changed to 0 mg. Further, the molecular weight of the polymer film was measured in the same manner as in Example 7, and the rate of change in the molecular weight of the film at each time point was calculated from the above formula (2).

<比較例9>
ポリマー1を700mg、ポリマー3を300mgに変更した以外は全て実施例7と同様にしてポリマーフィルムを作製した。また、実施例7と同様にポリマーフィルムの分子量を測定し、各時点でのフィルムの分子量変化率を上記式(2)より算出した。
<Comparative Example 9>
A polymer film was prepared in the same manner as in Example 7 except that the polymer 1 was changed to 700 mg and the polymer 3 was changed to 300 mg. Further, the molecular weight of the polymer film was measured in the same manner as in Example 7, and the rate of change in the molecular weight of the film at each time point was calculated from the above formula (2).

実施例1~8及び比較例1~9で得られたポリマー及び、ポリマーフィルムの各種測定結果を表1~3に示す。 Tables 1 to 3 show various measurement results of the polymers and polymer films obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 9.

Figure 2022077948000001
Figure 2022077948000001

Figure 2022077948000002
Figure 2022077948000002

Figure 2022077948000003
Figure 2022077948000003

表中のPDIとは、分子量分布を意味する。 PDI in the table means a molecular weight distribution.

LA/CLとは、ポリマー中の乳酸残基のモル分率/カプロラクトン残基のモル分率を意味する。 LA / CL means the mole fraction of lactic acid residues in the polymer / the mole fraction of caprolactone residues.

Mwとは、重量平均分子量を意味する。 Mw means the weight average molecular weight.

低分子量ポリマーとは、重量平均分子量が60,000未満のポリマーを意味する。 The low molecular weight polymer means a polymer having a weight average molecular weight of less than 60,000.

高分子量ポリマーとは、重量平均分子量が60,000以上のポリマーを意味する。 The high molecular weight polymer means a polymer having a weight average molecular weight of 60,000 or more.

本発明のポリマー組成物の具体的な用途としては、繊維では不織布等、容器としては使い捨てのトイレタリー製品や化粧品、フィルムとしては包装用フィルム、農業用マルチフィルム、テープ類等の利用が考えられる。他にも医療用途として、縫合糸、人工骨、人工皮膚、創傷被覆材、マイクロカプセル等のDDS分野、組織や臓器の再生用足場材料などが考えられる。さらに、その他トナーや熱転写用インキのバインダー等の利用が考えられるが、これらに限定されるものではない。 Specific uses of the polymer composition of the present invention include non-woven fabrics for fibers, disposable toiletry products and cosmetics for containers, packaging films, agricultural multi-films, tapes and the like for films. Other medical uses include sutures, artificial bones, artificial skins, wound dressings, DDS fields such as microcapsules, and scaffolding materials for tissue and organ regeneration. Further, other toners, binders for thermal transfer inks, and the like can be considered, but the use is not limited thereto.

Claims (7)

重量平均分子量が60,000以上であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(C)(以下、共重合体(C)とする)、及び、重量平均分子量が60,000未満であるジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体(D)(以下、共重合体(D)とする)を含有するポリマー組成物であって、
前記共重合体(C)及び前記共重合体(D)のそれぞれの式(1)で示されるR値が0.45以上0.99以下であり、
前記共重合体(C)と前記共重合体(D)の重量比率が、共重合体(C):共重合体(D)=71:29~99:1である、ポリマー組成物。
R=[AB]/(2[A][B])×100 ・・・式(1)
[A]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基のモル分率(%)
[B]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ε-カプロラクトン残基のモル分率(%)
[AB]:ジラクチド/ε-カプロラクトン共重合体中の、ジラクチド残基とε-カプロラクトン残基が隣り合った構造(A-B、およびB-A)のモル分率(%)
Dilactide / ε-caprolactone copolymer (C) having a weight average molecular weight of 60,000 or more (hereinafter referred to as copolymer (C)), and dilactide / ε- having a weight average molecular weight of less than 60,000. A polymer composition containing a caprolactone copolymer (D) (hereinafter referred to as a copolymer (D)).
The R value represented by the formula (1) of the copolymer (C) and the copolymer (D) is 0.45 or more and 0.99 or less.
A polymer composition in which the weight ratio of the copolymer (C) to the copolymer (D) is copolymer (C): copolymer (D) = 71: 29 to 99: 1.
R = [AB] / (2 [A] [B]) × 100 ・ ・ ・ Equation (1)
[A]: Mole fraction (%) of the dilactide residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[B]: Mole fraction (%) of the ε-caprolactone residue in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
[AB]: Mole fraction (%) of the structure (AB and BA) in which the dilactide residue and the ε-caprolactone residue are adjacent to each other in the dilactide / ε-caprolactone copolymer.
前記共重合体(C)及び前記共重合体(D)が、いずれもジラクチド残基とε-カプロラクトン残基とが骨格中で組成勾配をなすグラジエント構造を有するマクロマー単位が2つ以上連結した構造を有する、請求項1に記載のポリマー組成物。 The copolymer (C) and the copolymer (D) both have a structure in which two or more macromer units having a gradient structure in which a dilactide residue and a ε-caprolactone residue form a composition gradient in the skeleton are linked. The polymer composition according to claim 1. 前記共重合体(C)のガラス転移温度(Tg)が0℃以下である、請求項1または2に記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to claim 1 or 2, wherein the glass transition temperature (Tg) of the copolymer (C) is 0 ° C. or lower. 前記共重合体(C)及び前記共重合体(D)を、合わせて50重量%以上100重量%以下含む、請求項1~3のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the copolymer (C) and the copolymer (D) are contained in an amount of 50% by weight or more and 100% by weight or less in total. JIS K6251(2017)に従った測定によるヤング率が0.1MPa以上15.0MPa以下である、請求項1~4のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the Young's modulus measured according to JIS K6251 (2017) is 0.1 MPa or more and 15.0 MPa or less. JIS K6251(2017)に従った測定による引張強さが5MPa以上である、請求項1~5のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the tensile strength as measured according to JIS K6251 (2017) is 5 MPa or more. JIS K6251(2017)に従った測定による破断伸度が200%以上である、請求項1~6のいずれかに記載のポリマー組成物。 The polymer composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the elongation at break as measured according to JIS K6251 (2017) is 200% or more.
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