JP3394124B2 - Method for producing aliphatic polyester having a high degree of polymerization - Google Patents
Method for producing aliphatic polyester having a high degree of polymerizationInfo
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- JP3394124B2 JP3394124B2 JP29960695A JP29960695A JP3394124B2 JP 3394124 B2 JP3394124 B2 JP 3394124B2 JP 29960695 A JP29960695 A JP 29960695A JP 29960695 A JP29960695 A JP 29960695A JP 3394124 B2 JP3394124 B2 JP 3394124B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高重合度脂肪族ポリ
エステルの製造方法に関し、更に詳しくは実用上十分な
強度を有し、線状で高重合度の脂肪族ポリエステルを製
造する新規な方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性ポリマーは一般に優れた成形
性、機械特性を有し、繊維、フィルム、プラスチックス
等として各種用途に大量に使用されている。しかしなが
ら、近年地球規模での環境問題の一つとしてプラスチッ
クス廃棄物が問題視され、自然環境下で分解する高分子
材料の開発が要望されている。その中でも特に微生物に
よって分解されるプラスチックスは、環境適合性に優れ
た機能性材料として大きな期待が寄せられている。
【0003】脂肪族系ポリエステルは従来から生分解性
を有することが知られており、例えばポリ−3−ヒドロ
キシ酪酸エステル(PHB)、ポリε−カプロラクトン
(PCL)、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸
(PGA)等を代表的なものとして挙げることができ
る。PHBは微生物により生産されるポリマーであり、
生産性に乏しく工業的見地あるいはコスト的にみて汎用
プラスチックに代替するには限界がある。PCLは合成
ポリマーとして高重合度のものが得られるが、融点が6
0℃程度と低くその用途が著しく制限される。PLA、
PGAおよびこれらの共重合体は生体吸収性縫合糸とし
て使用されているが、通常ラクチド、グリコリドを一旦
製造した後これを開環重合する方法で製造されているた
め高価であり、また生産性にも問題がある。
【0004】一方、脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオー
ルから製造されるポリエステル、例えばポリエチレンサ
クシネート、ポリブチレンサクシネート等は安価に製造
でき、また土中で生分解されることが確認されている
が、これらのポリマーは熱安定性が低く通常の溶融重合
法では使用に耐えられる高重合度のポリマーを製造する
ことは難しい。チタンオキシアセチルアセトネートやア
ルコキシチタン化合物を触媒として重合する方法(特開
平5−70574号公報)が提案されているが、分子量
は15,000程度でしかない。高真空下で長時間溶融
重合することにより高重合度ポリマーを得る方法(特開
平5−310898号公報)が提案されているが生産性
が悪く重合度も不十分である。
【0005】そこでこれら脂肪族ポリエステルの分子量
を向上させるため、ヘキサメチレンジイソシアネート等
の多官能イソシアネート化合物で処理する方法(特開平
4−189822号公報、特開平7−33862号公
報)、多官能酸無水物で処理する方法(特開平6−32
2091号公報、特開平7−53691号公報)、多官
能エポキシ化合物で処理する方法(特開平7−5369
6号公報)が提案されている。多官能イソシアネートを
用いる方法は確かに高重合度のポリマーを得ることがで
きるが、生成するポリマー中にウレタン結合が生成する
ため耐光性、熱安定性が不十分となり、また生分解性が
多少損なわれるなどポリマー物性上問題がある。また多
官能酸無水物で処理する方法、多官能エポキシ化合物で
処理する方法ではいわゆる増粘効果はあるが、反応によ
りそれぞれカルボン酸基、ヒドロキシル基が生成するた
め分岐構造が生成し、物性上好ましくない。更にジフェ
ニルカーボネートで処理する方法(特開平7−5369
5号公報)が提案されているが、これによれば耐熱性、
耐水性の低い脂肪族カーボネート結合が形成されるとい
う問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、通常
の溶融重合法では高重合度ポリマーを得ることが困難で
あった脂肪族ポリエステルの新規な高重合度化方法を提
供することである。
【0007】本発明の他の目的は、より短時間で分岐構
造を含まない高重合度の線状脂肪族ポリエステルを提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、炭素
原子数4〜10の脂肪族ジカルボン酸成分と、炭素原子
数2〜6の脂肪族ジオール成分とから主としてなる還元
粘度(フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタ
ン混合溶媒(重量比6/4)中、濃度1.2g/dl、
温度35℃で測定)0.3以上で、かつCOOH末端基
量40モル/106 g以下の脂肪族ポリエステル(A)
に、下記式(1)で示される化合物(B)を下記式
(2)で示される量添加し、重縮合触媒の存在下、減圧
下あるいは不活性ガス雰囲気下で溶融反応させることを
特徴とする、還元粘度1.0以上の高重合度脂肪族ポリ
エステルの製造方法である。
【0009】
【化2】【0010】(式(1)中、Rは炭素原子数2〜8の2
価の脂肪族残基、nは3〜11の整数である。)
【0011】
【数2】
0.25WX≦104 Y≦1.2WX (2)
(式(2)中、Xは成分(B)添加前の脂肪族ポリエス
テル(A)のOH末端基量(モル/106 g)を表わ
す。Yは成分(B)の添加量(重量%/ポリマー)を表
わす。Wは成分(B)の分子量を表わす。)
【0012】
【発明の実施の形態】以下本発明につき説明する。
【0013】本発明に用いる脂肪族ポリエステル(A)
は、炭素原子数4〜10の脂肪族ジカルボン酸成分と、
炭素原子数2〜6の脂肪族ジオール成分とから主として
なる。ここで炭素原子数4〜10の脂肪族ジカルボン酸
としては、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、
セバシン酸等を挙げることができる。これら脂肪族ジカ
ルボン酸成分はそのまま重合に使用してもよいし、その
酸無水物を使用してもよいし、その低級アルキルエステ
ル等のエステル形成性誘導体として使用してもよい。
【0014】炭素原子数2〜6の脂肪族ジオール成分と
しては、エチレングリコール、トリメチレングリコー
ル、プロピレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、ネオペンチレングリコール
等を挙げることができる。
【0015】本発明に用いる脂肪族ポリエステルは上記
の成分より主として構成されるが、上記以外の成分を一
部含有していてもよい。該成分としては、例えばグリコ
ール酸、乳酸、ε−オキシカプロン酸、ヒドロキシエト
キシ酢酸、β−ヒドロキシ酪酸、β−ヒドロキシ吉草酸
等を挙げることができる。これらは全繰り返し単位当た
り好ましくは30モル%以下程度の割合で用いることが
できる。
【0016】本発明の方法は上記脂肪族ジカルボン酸成
分と脂肪族ジオール成分とから主としてなる脂肪族ポリ
エステル(A)に、前記一般式(1)で表される化合物
(B)を反応せしめるが、この際脂肪族ポリエステルの
還元粘度は0.3以上とすることが必要である。ここで
還元粘度はフェノール/1,1,2,2−テトラクロロ
エタン混合溶媒(重量比6/4)中、濃度1.2g/d
l、温度35℃で測定した値である。還元粘度が0.3
未満の場合、前記一般式(1)で表される化合物(B)
を反応せしめた際の重合度の上昇が不十分となる。脂肪
族ポリエステル(A)の還元粘度は好ましくは0.5以
上、より好ましくは0.6以上であり、0.9以下程度
が望ましい。
【0017】また上記脂肪族ポリエステル(A)はその
COOH末端基量が40モル/10 6 g以下であること
が必要である。COOH末端基量が40モル/106 g
より多いと前記一般式(1)で表される化合物(B)と
反応しうるOH末端基の量が相対的に少なくなり好まし
くない。COOH末端基量は好ましくは30モル/10
6 g以下、より好ましくは20モル/106 g以下であ
る。
【0018】脂肪族ポリエステル(A)は、脂肪族ジカ
ルボン酸、脂肪族ジカルボン酸無水物および脂肪族ジカ
ルボン酸アルキルエステルから選ばれる化合物の少なく
とも一種と、脂肪族ジオールとをエステル化あるいはエ
ステル交換した後溶融重縮合せしめる従来公知の方法に
より製造することができる。
【0019】本発明において用いられる前記一般式
(1)で表される化合物(B)において、Rは炭素原子
数2〜8の2価の脂肪族残基を示し、具体的にはエチレ
ン、トリメチレン、テトラメチレン、ヘキサメチレン、
オクタメチレン、シクロヘキシレン等を挙げることがで
きる。m,nはそれぞれ3〜11の整数、lは0又はで
1ある。該化合物は従来公知の方法で得ることができ
る。例えばジカルボン酸ジハロゲン化物と2モル倍量の
ラクタムとをアシル化反応させることにより容易に得ら
れる。前記一般式(1)で表される化合物(B)として
は具体的には、N,N’−サクシニルビス−ε−カプロ
ラクタム、N,N’−グルタロイルビス−ε−カプロラ
クタム、N,N’−アジポイルビス−ε−カプロラクタ
ム、N,N’−セバコイルビス−ε−カプロラクタム等
の脂肪族ジカルボン酸ビスカプロラクタムを好ましく挙
げることができる。
【0020】本発明の方法は上記脂肪族ポリエステル
(A)に前記一般式(1)で表される化合物(B)を下
記式(2)を満足する量添加し、減圧下あるいは不活性
ガス雰囲気下で溶融反応させることを特徴とする。
【0021】
【数3】
0.25WX≦104 Y≦1.2WX (2)
式(2)中、Xは成分(B)添加前の脂肪族ポリエステ
ルのOH末端基量(モル/106 g)、Yは成分(B)
の添加量(重量%/ポリマー)、Wは成分(B)の分子
量を示す。成分(B)の添加量Yが式(2)の範囲をは
ずれた場合には高重合度化の効果が不十分となり好まし
くない。成分(B)の添加量は下記式(3)を満足する
ことが好ましく、下記式(4)を満足することがより好
ましい。
【0022】
【数4】
0.30WX≦104 Y≦1.0WX (3)
0.35WX≦104 Y≦0.9WX (4)
【0023】溶融反応は重縮合触媒の存在下、減圧下あ
るいは不活性ガス雰囲気下で実施される。ここで重縮合
触媒としては当該分野における従来公知のものを用いる
ことができるが、例えば酸化アンチモン等のアンチモン
化合物、酢酸錫、ジブチル錫オキシド等の錫化合物、テ
トラアルコキシチタネート等のチタン化合物、酢酸亜鉛
等の亜鉛化合物、酢酸カルシウム等のカルシウム化合
物、酢酸マンガン等のマンガン化合物、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カリウム等のアルカリ金属化合物等が挙げられ
る。これら重縮合触媒の使用量は、用いるジカルボン酸
成分に対して、大略0.001〜0.1モル%程度が好
ましく、0.005〜0.05モル%程度がより好まし
い。重縮合触媒は脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオール
とから脂肪族ポリエステル(A)を製造する際に使用し
た触媒をそのまま使用することが好ましく、その場合に
は前記一般式(1)で表される化合物(B)を添加反応
する際に新たに追加する必要はない。
【0024】この溶融反応時には、前記一般式(1)で
表される化合物(B)が揮散することなく、場合によっ
ては成分(B)と脂肪族ポリエステル(A)の末端OH
基との反応により生成する環状ラクタム化合物を反応系
外に速やかに留去させることが好ましく、この点から適
度な減圧下で溶融反応させることが好ましい場合もあ
る。前記一般式(1)で表される化合物が、脂肪族ポリ
エステル(A)の末端OH基と開環反応を起こす場合は
この限りではなく不活性ガス雰囲気下でもよい。これら
は用いる触媒に大きく依存し、例えばジブチル錫ジアセ
テートなどの錫化合物では前者の反応が、テトラアルコ
キシチタネートなどのチタン化合物では後者の反応が起
こりやすい。
【0025】反応温度は特に制限はないが、大略160
〜260℃程度が好ましく、180〜250℃程度とす
ることがより好ましい。
【0026】反応時間は特に制限はなく、またこれは用
いる脂肪族ポリエステルや前記一般式(1)で表される
化合物の種類、反応温度によっても異なるが、大略5分
〜60分程度とすることが好ましく、10分〜30分程
度とすることがより好ましい。
【0027】本発明の製造方法によれば、重合度の低い
脂肪族ポリエステルを高重合度化し、還元粘度1.0以
上の脂肪族ポリエステルを容易に製造することができ
る。還元粘度が1.0未満の場合にはポリマーの機械強
度、靭性が不十分となり使用範囲が大きく限定される。
得られる脂肪族ポリエステルの還元粘度は好ましくは
1.2以上、より好ましくは1.5以上である。
【0028】
【発明の効果】本発明の方法によれば、通常の溶融重合
法では十分な機械特性を発現するに足る高重合度のポリ
マーを得ることが困難であった脂肪族ポリエステルが、
迅速に高重合度化でき、かつ十分な機械特性、靭性を有
する高重合度なポリマーとして得ることができる。ま
た、かかるポリエステルは分岐構造を持たない線状に高
重合度化されており、耐熱性が良好である。
【0029】かかる高重合度の線状脂肪族ポリエステル
はこれらの特性を生かしてプラスチックス、繊維、フィ
ルム、シート等として有利に用いることができる。特に
生分解性を生かした容器、包装材料、ディスポーザブル
材料他の各種用途として有用であり、その工業的意義は
大きい。
【0030】
【実施例】以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。
【0031】実施例中「部」は「重量部」を意味する。
【0032】還元粘度(ηsp/C)はフェノール/
1,1,2,2−テトラクロロエタン混合溶媒(重量比
6/4)中、濃度1.2g/dl、温度35℃で測定し
た。
【0033】COOH末端基量は、ポリマー100mg
をクロロホルム10mlに室温で10分間溶解後ベンジ
ルアルコール10mlを加えて、フェノールレッドを指
示薬として0.1N水酸化ナトリウムベンジルアルコー
ル溶液により滴定することにより求めた。
【0034】OH末端基量は、ポリマー14.5gを2
0mlの無水フタル酸のピリジン溶液(無水フタル酸2
1g/ピリジン300ml)中に溶解し、100℃で2
時間反応させた後、未反応の無水フタル酸をフェノール
フタレインを指示薬として0.2N水酸化ナトリウム水
溶液で逆滴定することにより求めた。
【0035】ポリマーの融点(Tm)はDSCをもちい
て10℃/分の昇温速度で測定した。
【0036】[実施例1]コハク酸ジメチル29.8
部、エチレングリコール33部及びジブチル錫ジアセテ
ート0.02部を精留塔を介して留出系を備えた反応容
器に入れ、最終的に反応容器の内温が205℃になるま
で徐々に加熱した。メタノールの留出が終了したところ
でエステル交換反応を止め、撹拌装置及び真空留出系を
備えた反応容器に移し、常圧下窒素気流中230℃で2
5分、次いで同温度で20分かけて0.2mmHgの真
空条件とし、同条件で更に120分間溶融反応させた。
得られたポリマーは還元粘度0.54、COOH末端基
量2(モル/106 g)、融点106.2℃であった。
【0037】上記方法により得られたポリマーに対し、
常圧溶融状態でN,N’−サクシニルビス−ε−カプロ
ラクタム0.6部を加え常圧下窒素気流中230℃で3
分、次いで同温度で0.2mmHgの真空条件で15分
間溶融反応させた。反応後得られたポリマーは還元粘度
1.34、融点103℃であった。
【0038】[実施例2]コハク酸ジメチル28.5
部、エチレングリコール30.3部及びテトラブチルチ
タネート0.02部を実施例1と同様の反応容器に入
れ、最終的に反応容器の内温が200℃になるまで徐々
に加熱した。メタノールの留出が終了したところでエス
テル交換反応を止め、実施例1と同様に重合反応を実施
した(0.16mmHg150分間)。得られたポリマ
ーは還元粘度0.80、COOH末端基量4(モル/1
06 g)、融点105.2℃であった。
【0039】上記方法により得られたポリマーに対し、
常圧溶融状態でN,N’−サクシニルビス−ε−カプロ
ラクタム0.62部を加え、常圧下窒素気流中230℃
で3分、次いで同温度で0.2mmHgの真空条件で3
0分間溶融反応させた。反応後得られたポリマーは還元
粘度3.60、融点99.8℃であった。
【0040】[実施例3]アジピン酸ジメチル35.8
部、エチレングリコール30部及びジブチル錫ジアセテ
ート0.02部を用いて実施例2と同様にプレポリマー
を重合した(0.2mmHg170分間)得られたポリ
マーは還元粘度0.63、COOH末端基量5(モル/
106 g)、融点50.5℃であった。
【0041】上記方法により得られたポリマーに対し、
常圧溶融状態でN,N’−アジポイルジ−ε−カプロラ
クタム0.63部を加え、常圧下窒素気流中230℃で
3分、次いで同温度で0.2mmHgの真空条件で60
分間溶融反応させた。反応後得られたポリマーは還元粘
度1.23、融点47.5℃であった。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a highly polymerized aliphatic poly
Regarding the method for producing the ester, more specifically,
Made of linear, highly polymerized aliphatic polyester with strength
A new way to build.
[0002]
2. Description of the Related Art Thermoplastic polymers are generally excellent in molding.
Properties, mechanical properties, fibers, films, plastics
It is widely used for various purposes. But
In recent years, plastics has become one of the global environmental issues.
Polymer decomposed in the natural environment due to toxic waste
There is a need for material development. Especially for microorganisms
Decomposed plastics have excellent environmental compatibility
It is expected to be a great functional material.
[0003] Aliphatic polyesters have conventionally been biodegradable.
Is known to have, for example, poly-3-hydro
Xybutyric acid ester (PHB), poly-ε-caprolactone
(PCL), polylactic acid (PLA), polyglycolic acid
(PGA) and the like can be mentioned as typical ones.
You. PHB is a polymer produced by microorganisms,
Low productivity, general purpose from an industrial point of view or cost
There are limits to replacing plastic. PCL is synthetic
A polymer having a high degree of polymerization is obtained, but the melting point is 6
The temperature is as low as about 0 ° C., and its use is significantly restricted. PLA,
PGA and their copolymers are used as bioabsorbable sutures.
Lactide and glycolide are usually used once
It is manufactured by a method of ring-opening polymerization after manufacturing
It is expensive and has problems with productivity.
On the other hand, aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic
Polyester made from polyester, e.g. polyethylene
Succinate, polybutylene succinate, etc. are manufactured at low cost
And biodegradable in soil
However, these polymers have low thermal stability and ordinary melt polymerization
Method produces a polymer with a high degree of polymerization that can be used
It is difficult. Titanium oxyacetylacetonate and
Method for polymerizing using lucoxy titanium compound as a catalyst
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-70574) has been proposed,
Is only about 15,000. Melting for a long time under high vacuum
Method for obtaining a polymer having a high degree of polymerization by polymerizing
JP-A-5-310898) has been proposed, but the productivity is high.
And the degree of polymerization is insufficient.
[0005] Therefore, the molecular weight of these aliphatic polyesters
Hexamethylene diisocyanate, etc.
With a polyfunctional isocyanate compound of
JP-A-4-189822, JP-A-7-33862
Report), a method of treating with a polyfunctional anhydride (JP-A-6-32)
No. 2091, JP-A-7-53691),
(JP-A-7-5369)
No. 6) has been proposed. Polyfunctional isocyanate
The method used is capable of obtaining a polymer with a high degree of polymerization.
But a urethane bond is formed in the resulting polymer
As a result, light resistance and thermal stability are insufficient, and biodegradability
There is a problem in the physical properties of the polymer such as a slight loss. Many
Method of treating with functional acid anhydride, with polyfunctional epoxy compound
Although there is a so-called thickening effect in the treatment method,
Carboxylic acid groups and hydroxyl groups are formed, respectively.
A branched structure is formed, which is not preferable in terms of physical properties. More
A method of treating with nitrocarbonate (JP-A-7-5369)
No. 5) has been proposed, but according to this, heat resistance,
When aliphatic carbonate bonds with low water resistance are formed
Problem.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to
It is difficult to obtain a polymer with a high degree of polymerization by the melt polymerization method
A new method for increasing the degree of polymerization of aliphatic polyesters
Is to provide.
Another object of the present invention is to provide a branch structure in a shorter time.
Providing high degree of polymerization linear aliphatic polyester that does not contain structure
It is to be.
[0008]
That is, the present invention provides a method for producing carbon
An aliphatic dicarboxylic acid component having 4 to 10 atoms and a carbon atom
Reduction mainly composed of aliphatic diol components of Formulas 2 to 6
Viscosity (phenol / 1,1,2,2-tetrachloroethane
In a mixed solvent (weight ratio 6/4), the concentration is 1.2 g / dl,
Measured at a temperature of 35 ° C) 0.3 or more and COOH end group
Amount 40 mol / 106g or less of aliphatic polyester (A)
A compound (B) represented by the following formula (1) is
(2) The amount indicated in (2) was added, and the pressure was reduced in the presence of a polycondensation catalyst.
Under the inert gas atmosphere.
Characteristic, high polymerization degree aliphatic poly with reduced viscosity of 1.0 or more
This is a method for producing an ester.
[0009]
Embedded image(In the formula (1), R is 2 to 8 carbon atoms.
A valent aliphatic residue, n is an integer from 3 to 11; )
[0011]
(Equation 2)
0.25WX ≦ 10FourY ≦ 1.2WX (2)
(In the formula (2), X is an aliphatic polyester before addition of the component (B).
The amount of OH terminal groups of the ter (A) (mol / 106g)
You. Y represents the amount of the component (B) added (% by weight / polymer).
I forgot. W represents the molecular weight of component (B). )
[0012]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below.
The aliphatic polyester (A) used in the present invention
Is an aliphatic dicarboxylic acid component having 4 to 10 carbon atoms,
Mainly from aliphatic diol components having 2 to 6 carbon atoms
Become. Here, an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms
As, for example, succinic acid, glutaric acid, adipic acid,
Sebacic acid and the like can be mentioned. These aliphatic zika
The rubonic acid component may be used as it is for polymerization,
An acid anhydride may be used, or its lower alkyl ester may be used.
May be used as an ester-forming derivative such as
An aliphatic diol component having 2 to 6 carbon atoms;
Are ethylene glycol and trimethylene glycol
, Propylene glycol, tetramethylene glycol
, Diethylene glycol, neopentylene glycol
And the like.
The aliphatic polyester used in the present invention is as described above.
Components, but components other than the above
May be contained. As the component, for example, glyco
Oleic acid, lactic acid, ε-oxycaproic acid, hydroxyeth
Xyacetic acid, β-hydroxybutyric acid, β-hydroxyvaleric acid
And the like. These are all repeat units
More preferably, it is used in a proportion of about 30 mol% or less.
it can.
The method of the present invention comprises the above aliphatic dicarboxylic acid component.
Poly composed mainly of fatty acids and aliphatic diol components
The compound represented by the general formula (1) is added to the ester (A).
(B) is reacted.
The reduced viscosity needs to be 0.3 or more. here
Reduced viscosity is phenol / 1,1,2,2-tetrachloro
Concentration 1.2 g / d in ethane mixed solvent (weight ratio 6/4)
1, measured at 35 ° C. 0.3 reduced viscosity
If less than the number of the compound (B) represented by the general formula (1)
The reaction results in an insufficient increase in the degree of polymerization. fat
The reduced viscosity of the aromatic polyester (A) is preferably 0.5 or less.
Above, more preferably 0.6 or more, about 0.9 or less
Is desirable.
The above aliphatic polyester (A) is
COOH terminal group content is 40 mol / 10 6g or less
is necessary. COOH terminal group content is 40 mol / 106g
If more, the compound (B) represented by the general formula (1) and
The amount of reactive OH end groups is relatively small, which is preferable.
I don't. The amount of COOH end groups is preferably 30 mol / 10
6g or less, more preferably 20 mol / 106g or less
You.
The aliphatic polyester (A) is an aliphatic dica.
Rubonic acid, aliphatic dicarboxylic anhydride and aliphatic dica
Fewer compounds selected from alkyl rubonates
Esterification or elimination of a diol with an aliphatic diol
A conventional known method of melt-polycondensing after steal exchange
Can be manufactured more.
The above general formula used in the present invention
In the compound (B) represented by (1), R represents a carbon atom
Represents a divalent aliphatic residue of Formulas 2 to 8, specifically,
, Trimethylene, tetramethylene, hexamethylene,
Octamethylene, cyclohexylene, etc. can be mentioned.
Wear. m and n are each an integer of 3 to 11, and l is 0 or
There is one. The compound can be obtained by a conventionally known method.
You. For example, dicarboxylic acid dihalide and 2 mole times
Easily obtained by an acylation reaction with lactam.
It is. As the compound (B) represented by the general formula (1)
Is specifically N, N'-succinylbis-ε-capro
Lactam, N, N'-glutaroylbis- [epsilon] -caprola
Butam, N, N'-Adipoylbis- [epsilon] -caprolacta
, N, N'-sebacoil bis-ε-caprolactam, etc.
Aliphatic dicarboxylic acid biscaprolactam
I can do it.
The process of the present invention is characterized in that
The compound (B) represented by the general formula (1) is added to (A)
Add in an amount that satisfies the above formula (2), and inactive under reduced pressure
It is characterized by carrying out a melting reaction in a gas atmosphere.
[0021]
(Equation 3)
0.25WX ≦ 10FourY ≦ 1.2WX (2)
In the formula (2), X is an aliphatic polyester before the addition of the component (B).
OH end group amount (mol / 106g) and Y are components (B)
(Wt% / polymer), W is the molecule of component (B)
Indicates the amount. The amount Y of the component (B) falls within the range of the formula (2).
In the case of deviation, the effect of increasing the degree of polymerization is insufficient and it is preferable.
I don't. The added amount of the component (B) satisfies the following formula (3).
It is more preferable that the following formula (4) is satisfied.
Good.
[0022]
(Equation 4)
0.30WX ≦ 10FourY ≦ 1.0WX (3)
0.35WX ≦ 10FourY ≦ 0.9WX (4)
The melting reaction is carried out under reduced pressure in the presence of a polycondensation catalyst.
Or it is carried out under an inert gas atmosphere. Polycondensation here
As the catalyst, a conventionally known catalyst in the art is used.
Antimony such as antimony oxide
Compounds, tin compounds such as tin acetate and dibutyltin oxide,
Titanium compounds such as traalkoxy titanates, zinc acetate
Calcium compounds such as zinc compounds such as calcium acetate
Substances, manganese compounds such as manganese acetate, sodium carbonate
And alkali metal compounds such as potassium carbonate.
You. The amount of these polycondensation catalysts depends on the dicarboxylic acid used.
About 0.001 to 0.1 mol% is preferable for the component.
More preferably, about 0.005 to 0.05 mol% is more preferable.
No. Polycondensation catalyst is aliphatic dicarboxylic acid and aliphatic diol
Used when producing aliphatic polyester (A) from
It is preferable to use the catalyst as it is, in which case
Is an addition reaction of the compound (B) represented by the general formula (1).
You do not need to add a new one.
At the time of this melting reaction, the above-mentioned general formula (1)
The compound (B) represented does not volatilize,
Terminal OH of component (B) and aliphatic polyester (A)
Reacts a cyclic lactam compound formed by the reaction with
It is preferable to distill it off immediately.
In some cases, it is preferable to carry out the melting reaction under
You. When the compound represented by the general formula (1) is an aliphatic poly
When a ring-opening reaction occurs with the terminal OH group of the ester (A)
This is not restrictive, and an inert gas atmosphere may be used. these
Greatly depends on the catalyst used, e.g.
For tin compounds such as tate, the former reaction is
The latter reaction occurs in titanium compounds such as xititanate.
Easy to stiffen.
The reaction temperature is not particularly limited, but is generally about 160
About 260 ° C. is preferable, and about 180 ° C. to 250 ° C.
More preferably.
The reaction time is not particularly limited.
Aliphatic polyester represented by the general formula (1)
5 minutes depending on the type of compound and reaction temperature
About 60 minutes, preferably about 10 minutes to 30 minutes
It is more preferable to set the degree.
According to the production method of the present invention, the polymerization degree is low.
Increased degree of polymerization of aliphatic polyester, reduced viscosity 1.0 or less
The above aliphatic polyester can be easily manufactured
You. When the reduced viscosity is less than 1.0, the mechanical strength of the polymer
The degree of use and toughness become insufficient, and the range of use is greatly limited.
The reduced viscosity of the aliphatic polyester obtained is preferably
It is 1.2 or more, more preferably 1.5 or more.
[0028]
According to the method of the present invention, ordinary melt polymerization is carried out.
The method uses a polymer with a high degree of polymerization sufficient to exhibit sufficient mechanical properties.
Aliphatic polyesters that were difficult to obtain
Rapidly increase the degree of polymerization and have sufficient mechanical properties and toughness
As a polymer having a high degree of polymerization. Ma
In addition, such polyester is linearly high without branch structure.
It has a high degree of polymerization and good heat resistance.
The linear aliphatic polyester having a high degree of polymerization
Utilizing these properties, plastics, fibers,
It can be advantageously used as lum, sheet and the like. In particular
Containers, packaging materials and disposables utilizing biodegradability
It is useful as a material and other various applications, and its industrial significance is
large.
[0030]
The present invention will be described below with reference to examples.
The invention is not limited to this.
In the examples, "parts" means "parts by weight".
The reduced viscosity (ηsp / C) is phenol /
1,1,2,2-tetrachloroethane mixed solvent (weight ratio
6/4), measured at a concentration of 1.2 g / dl and a temperature of 35 ° C.
Was.
The amount of COOH terminal groups was 100 mg of polymer.
Was dissolved in 10 ml of chloroform at room temperature for 10 minutes, and then benzene was added.
Add 10 ml of alcohol and phenol red
0.1N sodium hydroxide benzyl alcohol as indicator
Of the solution.
The amount of OH end groups was determined by adding 14.5 g of polymer to 2
0 ml of a pyridine solution of phthalic anhydride (phthalic anhydride 2
1 g / 300 ml of pyridine).
After reacting for hours, unreacted phthalic anhydride is
0.2N aqueous sodium hydroxide with phthalein as indicator
Determined by back titration with the solution.
The melting point (Tm) of the polymer is determined by using DSC.
At a heating rate of 10 ° C./min.
Example 1 Dimethyl succinate 29.8
Parts, ethylene glycol 33 parts and dibutyltin diacete
0.02 parts of a reaction vessel having a distillation system through a rectification column
Until the internal temperature of the reaction vessel reaches 205 ° C.
And gradually heated. Where methanol distillation has ended
To stop the transesterification reaction, and connect the stirrer and vacuum distillation system.
Transfer to a reaction vessel equipped with
5 minutes, then 0.2 mmHg true at the same temperature for 20 minutes
Under an empty condition, a melting reaction was further performed for 120 minutes under the same condition.
The obtained polymer has a reduced viscosity of 0.54 and COOH terminal groups.
Amount 2 (mol / 106g), melting point 106.2 ° C.
With respect to the polymer obtained by the above method,
N, N'-succinylbis-.epsilon.-capro
Add lactam (0.6 part) in a nitrogen stream at normal pressure at 230 ° C.
Minutes and then at the same temperature for 15 minutes under a vacuum condition of 0.2 mmHg.
The melt reaction was carried out for a while. The polymer obtained after the reaction has a reduced viscosity
1.34, melting point 103 ° C.
Example 2 Dimethyl succinate 28.5
Parts, 30.3 parts of ethylene glycol and tetrabutylthio
0.02 parts of tantalate was placed in the same reaction vessel as in Example 1.
Until the internal temperature of the reaction vessel reaches 200 ° C.
Heated. At the end of methanol distillation,
Terminate the exchange reaction and carry out the polymerization reaction as in Example 1.
(0.16 mmHg for 150 minutes). The resulting polymer
Represents a reduced viscosity of 0.80 and a COOH terminal group content of 4 (mol / 1)
06g), melting point 105.2 ° C.
With respect to the polymer obtained by the above method,
N, N'-succinylbis-.epsilon.-capro
0.62 parts of lactam was added, and 230 ° C. in a nitrogen stream under normal pressure
For 3 minutes and then at the same temperature under a vacuum condition of 0.2 mmHg for 3 minutes.
The melting reaction was performed for 0 minutes. The polymer obtained after the reaction is reduced
The viscosity was 3.60 and the melting point was 99.8 ° C.
Example 3 Dimethyl adipate 35.8
Parts, 30 parts of ethylene glycol and dibutyltin diacete
Prepolymer as in Example 2 using 0.02 parts
(0.2mmHg for 170 minutes)
Has a reduced viscosity of 0.63 and a COOH terminal group content of 5 (mol / mol).
106g), melting point 50.5 ° C.
With respect to the polymer obtained by the above method,
N, N'-Adipoyldi- [epsilon] -caprolatum at normal pressure
0.63 parts of octam, at 230 ° C in a nitrogen stream under normal pressure
3 minutes, then 60 at the same temperature under a vacuum condition of 0.2 mmHg.
The mixture was melted for minutes. The polymer obtained after the reaction has a reduced viscosity.
The degree was 1.23 and the melting point was 47.5 ° C.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−11892(JP,A) 米国特許4857603(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-51-11892 (JP, A) US Patent 4,857,603 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C08G 63 / 00-63/91
Claims (1)
酸成分と、炭素原子数2〜6の脂肪族ジオール成分とか
ら主としてなる還元粘度(フェノール/1,1,2,2
−テトラクロロエタン混合溶媒(重量比6/4)中、濃
度1.2g/dl、温度35℃で測定)0.3以上で、
かつCOOH末端基量40モル/10 6 g以下の脂肪族
ポリエステル(A)に、下記式(1)で示される化合物
(B)を下記式(2)を満足する量添加し、重縮合触媒
の存在下、減圧下あるいは不活性ガス雰囲気下で溶融反
応させることを特徴とする、還元粘度1.0以上の高重
合度脂肪族ポリエステルの製造方法。 【化1】 (式(1)中、Rは炭素原子数2〜8の2価の脂肪族残
基、nは3〜11の整数である。) 【数1】 0.25WX≦104 Y≦1.2WX (2) (式(2)中、Xは成分(B)添加前の脂肪族ポリエス
テル(A)のOH末端基量(モル/106 g)を表わ
す。Yは成分(B)の添加量(重量%/ポリマー)を表
わす。Wは成分(B)の分子量を表わす。)(57) [Claims] 1. An aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms.
An acid component and an aliphatic diol component having 2 to 6 carbon atoms
Mainly reduced viscosity (phenol / 1,1,2,2
Concentrated in a tetrachloroethane mixed solvent (weight ratio 6/4)
Degree 1.2g / dl, measured at a temperature of 35 ° C) 0.3 or more,
And COOH terminal group content of 40 mol / 10 6g or less aliphatic
Compound represented by the following formula (1) in polyester (A)
(B) is added in an amount satisfying the following formula (2), and a polycondensation catalyst is added.
Melt under reduced pressure or inert gas atmosphere in the presence of
High gravity with reduced viscosity of 1.0 or more
A method for producing an aliphatic polyester. Embedded image (In the formula (1), R is a divalent aliphatic residue having 2 to 8 carbon atoms.)
The group, n, is an integer of 3 to 11. ) (Equation 1) 0.25WX ≦ 10FourY ≦ 1.2WX (2) (In the formula (2), X is an aliphatic polyester before addition of the component (B).
The amount of OH terminal groups of the ter (A) (mol / 106g)
You. Y represents the amount of the component (B) added (% by weight / polymer).
I forgot. W represents the molecular weight of component (B). )
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