JPH04108819A - Degradable polyoxymethylene copolymer - Google Patents

Degradable polyoxymethylene copolymer

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JPH04108819A
JPH04108819A JP22669890A JP22669890A JPH04108819A JP H04108819 A JPH04108819 A JP H04108819A JP 22669890 A JP22669890 A JP 22669890A JP 22669890 A JP22669890 A JP 22669890A JP H04108819 A JPH04108819 A JP H04108819A
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JP
Japan
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polymer
groups
group
polyoxymethylene copolymer
degradability
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Application number
JP22669890A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Yahiro
八尋 修二
Tadashige Hata
畑 忠重
Kazuhiko Matsuzaki
一彦 松崎
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the title polymer excellent in degradability along with outstanding mechanical properties and fatigue characteristics etc., useful as an engineering plastic, having a specific main chain composition with oxyalkylene group and limited terminal group composition. CONSTITUTION:The objective polymer having such compositions that a polymer made up of recurring oxymethylene unit (CH2O) has been incorporated with 0.1-5mols per 100mols of the oxymethylene unit of oxyalkylene unit of the formula [R0 and R'0 are each H, alkyl or phenyl, and may be bound to carbon atoms differing from each other; n is >=1, the proportion for n=1 being 60mol% of the whole oxyalkylene unit; (m)is 2-6] and the terminal groups are made up of alkoxy, hydroxyl and formate groups with the proportions for the hydroxyl and formate groups being <=45mol% and <=35mol%, based on the total terminal groups in the final polymer, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリオキシメチレンコポリマーに関する。更に
詳しくは、本発明は限定された主鎖組成と、限定された
末端基組成とを有し、分解性に優れるポリオキシメチレ
ンコポリマーに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to polyoxymethylene copolymers. More specifically, the present invention relates to a polyoxymethylene copolymer that has a limited main chain composition and a limited terminal group composition, and has excellent degradability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、ポリオキシメチレンは機械的特性、クリープ特性
、疲労特性及び電気的特性などに優れていることから、
エンジニアリングプラスチックスとして、多くの分野に
おいて広く用いられ、その需要は増大する傾向にある。
In recent years, polyoxymethylene has been shown to have excellent mechanical properties, creep properties, fatigue properties, and electrical properties.
It is widely used as an engineering plastic in many fields, and the demand for it is increasing.

ところで、プラスチックスは、−射的に分解性、例えば
生分解性に欠き、自然界で分解されにくいため、最近、
使用後の廃棄物処理の問題がクローズアップされてきて
おり、ポリオキシメチレンもその例外ではない。
By the way, plastics lack degradability, such as biodegradability, and are difficult to decompose in nature, so recently, plastics have been
The issue of waste disposal after use has been attracting attention, and polyoxymethylene is no exception.

従来、プラスチックスに分解性を付与する方法としては
、セルロースやデンプンなどの天然高分子物質を分子中
に導入する方法が知られているが、ポリオキシメチレン
に関するこれらの技術は一切開示されていない。また、
これらのセルロース、デンプン等のプラスチックスへの
導入は、例えば、プラスチックスの本来有する機械物性
、成形性等を大きく損なうため、プラスチックスに分解
性を付与する方法としては好ましくなく、実用性を欠い
ている。
Conventionally, methods for imparting degradability to plastics include introducing natural polymeric substances such as cellulose and starch into molecules, but none of these techniques regarding polyoxymethylene have been disclosed. . Also,
The introduction of these cellulose, starch, etc. into plastics, for example, greatly impairs the inherent mechanical properties and moldability of plastics, so it is not preferable as a method of imparting degradability to plastics and is impractical. ing.

一方、ポリオキシメチレンコポリマーは通常ホルムアル
デヒド、またはトリオキサンと環状エテルとを共重合す
ることによって得られる。米国特許3,027.352
号公報には、トリオキサンとエチレンオキシド、1,3
−ジオキソランとをカチオン共重合して得られるコポリ
マーの記述がある。
On the other hand, polyoxymethylene copolymers are usually obtained by copolymerizing formaldehyde or trioxane with a cyclic ether. U.S. Patent 3,027.352
In the publication, trioxane and ethylene oxide, 1,3
- There is a description of a copolymer obtained by cationic copolymerization with dioxolane.

米国特許3,337.503号公報には、トリオキサン
の重合時に、分子量調節剤としてメチラールを使用する
ことが開示されている。
US Pat. No. 3,337,503 discloses the use of methylal as a molecular weight regulator during the polymerization of trioxane.

メチラールを分子量調節剤として使用すると、得られた
重合体の末端基はメトキシ基即ち、アルコキシ基となる
When methylal is used as a molecular weight modifier, the terminal groups of the resulting polymer are methoxy or alkoxy groups.

また、ホルムアルデヒド、トリオキサンのカチオン触媒
を用いた重合時には、ハイドライドシフト(水素引抜き
反応)が起こり、重合体の主鎖が切断されると同時に、
切断された末端は、メトキシ基とフォルメート基となる
ことが知られている。
Additionally, during polymerization using cationic catalysts such as formaldehyde and trioxane, hydride shift (hydrogen abstraction reaction) occurs, and at the same time, the main chain of the polymer is cleaved.
It is known that the cleaved end becomes a methoxy group and a formate group.

一方、トリオキサンとエチレンオキシドとの共重合時に
は、水、メタノール等の水酸基を有する化合物は連鎖移
動剤として機能し、得られた重合体の末端にヒドロキシ
ル基を形成する。
On the other hand, during copolymerization of trioxane and ethylene oxide, a compound having a hydroxyl group, such as water or methanol, functions as a chain transfer agent and forms a hydroxyl group at the end of the resulting polymer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

本発明の目的は、優れた分解性を有し、かつ、本来ポリ
オキシメチレンの有している優れた機械物性、疲労特性
等を併せ持つポリオキシメチレンコポリマーを提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a polyoxymethylene copolymer that has excellent degradability and also has the excellent mechanical properties, fatigue properties, etc. that polyoxymethylene originally has.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、限定された主鎖
組成と限定された末端基組成とを有しているポリオキシ
メチレンコポリマーが優れた分解性を有し、かつ、本来
ポリオキシメチレンコポリマーの有している優れた機械
物性、疲労特性等を併せ持つことを見い出し、本発明を
完成するに至った。
As a result of extensive research, the present inventors have discovered that a polyoxymethylene copolymer with a limited main chain composition and a limited terminal group composition has excellent degradability and is inherently polyoxymethylene. The present inventors have discovered that methylene copolymers have excellent mechanical properties, fatigue properties, etc., and have completed the present invention.

即ち、本発明は、オキシメチレン単位 (−CH2O−)の繰り返しよりなる重合体中に、次式
のオキシアルキレン単位 は異なって選ばれる。nは1以上の整数で、n=1の割
合がオキシアルキレン単位全体の6011ioρ%以上
であり、m=2〜6である)がオキシメチレン単位10
0moρ当り、0.1〜5moρ挿入された構造を有し
、かつ、重合体の末端基がアルコキシ基、ヒドロキシル
基、フォルメート基よりなり、ヒドロキシル基の比率が
重合体の全末端基に対し45m0ρ%以下、フォルメー
ト基の比率が重合体の全末端基に対し35moΩ%以下
であることを特徴とする分解性ポリオキシメチレンコポ
リマーに関するものである。
That is, in the present invention, oxyalkylene units of the following formula are selected differently in a polymer consisting of repeating oxymethylene units (-CH2O-). n is an integer of 1 or more, the proportion of n = 1 is 6011ioρ% or more of the total oxyalkylene units, and m = 2 to 6) is an oxymethylene unit of 10
It has a structure in which 0.1 to 5 moρ is inserted per 0 moρ, and the terminal groups of the polymer are composed of alkoxy groups, hydroxyl groups, and formate groups, and the ratio of hydroxyl groups is 45% of the total terminal groups of the polymer. The following describes a degradable polyoxymethylene copolymer characterized in that the proportion of formate groups is 35 moΩ% or less based on the total terminal groups of the polymer.

次に本発明を具体的に説明する。Next, the present invention will be specifically explained.

本発明のポリオキシメチレンコポリマーは、ホルムアル
デヒド、もしくは、トリオキサンと、−数式 (式中R8,Ro′は同−又は異なっていてもよく、水
素、アルキル基、フェニル基より選ばれる。又、異なる
炭素原子に結合したR 1異なる炭素原子に結合したR
 ′もそれぞれ同−又で表わされる環状エーテル、もし
くは、−数式で表わされる環状ホルマールとを共重合す
ることによって得ることができる。
The polyoxymethylene copolymer of the present invention can be prepared by combining formaldehyde or trioxane with the formula (wherein R8 and Ro' may be the same or different and are selected from hydrogen, an alkyl group, and a phenyl group. R attached to an atom 1 R attached to a different carbon atom
' can also be obtained by copolymerizing with a cyclic ether represented by the same formula or a cyclic formal represented by the formula -.

また、本発明の重合体はポリオキシメチレンホモポリマ
ーと上記の環状エーテル、もしくは、環。
Moreover, the polymer of the present invention is a polyoxymethylene homopolymer and the above-mentioned cyclic ether or ring.

状ホルマールとをカチオン触媒の存在下で反応させるこ
とによっても得ることができる。
It can also be obtained by reacting with formal formal in the presence of a cationic catalyst.

本発明の重合体を合成するために用いられる環状エーテ
ルとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオ
キシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等が挙げ
られる。
Examples of the cyclic ether used to synthesize the polymer of the present invention include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and styrene oxide.

環状ホルマールとしては、例えば、エチレングリコール
ホルマール、ジエチレングリコールホルマール、1.3
−プロパンジオールホルマール、1.4−ブタンジオー
ルホルマール、1.5−ベンタンジオールホルマール、
1.6−ヘキサンジオールホルマール等が挙げられる。
Examples of the cyclic formal include ethylene glycol formal, diethylene glycol formal, 1.3
-propanediol formal, 1,4-butanediol formal, 1,5-bentanediol formal,
Examples include 1,6-hexanediol formal.

ここで重要なポイントは、重合体中のオキシアルキレン
単位のシーフェンスである。即ちオキシアルキレン単位
は、ブロックとならずに、できうる限り単独で重合体中
に分散することが、分解性を向上させる観点から必要で
ある。すなわちオキシアルキレン単位のシーフェンスを
表わすnは、n=1の割合がオキシアルキレン単位全体
の6011IOρ%以上の範囲にあることが必要である
。n=1の割合が60moΩ%未満となる場合には、分
解性が低下する。
The important point here is the sea fence of oxyalkylene units in the polymer. That is, from the viewpoint of improving degradability, it is necessary for the oxyalkylene unit to be dispersed independently in the polymer as much as possible without forming blocks. That is, n, which represents the sea fence of oxyalkylene units, needs to be in a range where the proportion of n=1 is 6011IOρ% or more of the total oxyalkylene units. When the ratio of n=1 is less than 60 moΩ%, degradability decreases.

このようなオキシアルキレン単位のシーフェンスは、以
下の手法で達成することができる。
Such sea fencing of oxyalkylene units can be achieved by the following method.

ホルムアルデヒドまたはトリオキサンと環状エーテルま
たは環状ホルマールとをカチオン触媒の存在下100℃
以下の温度で十分混合し、あらかじめ環状中間体を生成
させる。単独で存在する環状エーテル、環状ホルマール
に対して、環状中間体にとり込まれた環状エーテル、環
状ホルマールの比率が高くなればなる程、オキシアルキ
レン単位の分散は良好となる。その意味で単独で存在す
る環状エーテル、環状ホルマールの比率を40mo11
%未満にすることによって、オキシアルキレン単位の分
散は良好となる。
Formaldehyde or trioxane and cyclic ether or cyclic formal are heated at 100°C in the presence of a cationic catalyst.
Thoroughly mix at the following temperature to generate a cyclic intermediate in advance. The higher the ratio of the cyclic ether or cyclic formal incorporated into the cyclic intermediate to the cyclic ether or cyclic formal present alone, the better the dispersion of the oxyalkylene units becomes. In that sense, the ratio of cyclic ether and cyclic formal existing alone is 40 mo11
%, the oxyalkylene units can be well dispersed.

このようにあらかじめ生成せしめた環状中間体と、ホル
ムアルデヒド、またはトリオキサンとを共重合させる分
解性の良好なポリオキシメチレンコポリマーを得ること
ができる。
In this way, a polyoxymethylene copolymer with good degradability can be obtained by copolymerizing the previously produced cyclic intermediate with formaldehyde or trioxane.

重合体中のオキシアルキレン単位のシーフェンスは以下
の方法で確認される。
The sea fence of oxyalkylene units in the polymer is confirmed by the following method.

重合体をl/ION  HCρ水溶液中で12O℃で2
時間加水分解させると、オキシメチレン単位はホルムア
ルデヒドとなり、オキシアルキレン単位は、 で表わされるアルキレングリコールとなる。アルキレン
グリコールをガスクロマトグラフィー、液体クロマトグ
ラフィーを用いて分析・定量することによって、nを決
定することができる。
The polymer was dissolved in l/ION HCρ aqueous solution at 120°C for 2
When hydrolyzed over time, the oxymethylene units become formaldehyde and the oxyalkylene units become alkylene glycols represented by: n can be determined by analyzing and quantifying alkylene glycol using gas chromatography and liquid chromatography.

また、次に重要なポイントは、オキシアルキレン単位の
挿入率である。即ち、重合体中のオキジアルキレン単位
の挿入率が、オキシメチレン単位100mo、Q当り、
0.1〜5moρの範囲にある場合のみ、分解性に優れ
たポリオキシメチレンコポリマーを得ることができる。
The next important point is the insertion rate of oxyalkylene units. That is, the insertion rate of oxydialkylene units in the polymer is 100 mo of oxymethylene units per Q,
A polyoxymethylene copolymer with excellent degradability can be obtained only when the mop is in the range of 0.1 to 5 mo.

オキシアルキレン単位の挿入率が0.1mo、Q未満の
場合、又は、5IIlOΩを越える場合は、分解性の低
下が生じ、極めて限定されたオキシアルキレン単位の範
囲内のみ、ポリオキシメチレンコポリマーは優れた分解
性を有することができる。これは実に驚くべき発見であ
る。
When the insertion rate of oxyalkylene units is less than 0.1 mo, Q, or exceeds 5IIIOΩ, degradability decreases, and polyoxymethylene copolymers are superior only within a very limited range of oxyalkylene units. It can be degradable. This is a truly surprising discovery.

また、オキシアルキレン単位の挿入率が0.1moρ未
満の場合には、安定性とりわけ化学薬品に対する安定性
が低下し、一方、オキシアルキレン単位の挿入率が0.
5moρを越える場合には、機械物性の低下が顕著とな
り、共に、エンジニアリングプラスチックスとして大き
く実用性を欠いてしまう。
Furthermore, when the insertion rate of oxyalkylene units is less than 0.1 moρ, stability, especially stability against chemicals, decreases;
If it exceeds 5 moρ, the mechanical properties will deteriorate significantly, and both will greatly lack practicality as engineering plastics.

重合体中のオキシアルキレン単位の挿入率は前述の重合
体の加水分解法を用いて決定することができる。
The insertion rate of oxyalkylene units in the polymer can be determined using the polymer hydrolysis method described above.

次にオキシアルキレン単位の炭素数mは、2〜6の範囲
にあることが必要である。mが1の場合、得られた重合
体はポリオキシメチレンホモポリマーであり、成形加工
時の熱安定性に欠ける。
Next, the number m of carbon atoms in the oxyalkylene unit needs to be in the range of 2 to 6. When m is 1, the obtained polymer is a polyoxymethylene homopolymer and lacks thermal stability during molding.

方mが7以上の場合、得られた重合体の機械物性の低下
が顕著になる。
When m is 7 or more, the mechanical properties of the obtained polymer are significantly reduced.

本発明の重合体の末端基構造及び末端基組成も極めて重
要なポイントである。
The terminal group structure and terminal group composition of the polymer of the present invention are also extremely important points.

本発明の重合体の末端基としては、アルコキシ基(−O
R、Rはアルキル基)、ヒドロキシル基(−OH) 、
フォルメート基(−〇CHO)から構成される。
The terminal group of the polymer of the present invention is an alkoxy group (-O
R, R are alkyl groups), hydroxyl groups (-OH),
It is composed of a formate group (-〇CHO).

また、アルコキシ基、ヒドロキシル基、フォルメート基
よりなる全末端基、即ち、重合体の全末端基に対し、ヒ
ドロキシル基の占める比率が45mo、Q%以下、フォ
ルメート基の占める比率が35m0Ω%以下である必要
がある。
In addition, the ratio of hydroxyl groups to all end groups consisting of alkoxy groups, hydroxyl groups, and formate groups, that is, the ratio of hydroxyl groups to all end groups of the polymer is 45 mo, Q% or less, and the ratio of formate groups to 35 m0Ω% or less. There is a need.

ヒドロキシル基の比率が45mo、Q%を越える場合、
または、フォルメート基の比率が35mo、Q%を越え
る場合には、驚くべきことに得られるポリオキシメチレ
ンコポリマーの分解性は大きく低下してしまう。
When the ratio of hydroxyl groups exceeds 45mo, Q%,
Alternatively, when the ratio of formate groups exceeds 35 mo, Q%, surprisingly, the degradability of the resulting polyoxymethylene copolymer is significantly reduced.

アルコキシ基の中でも、とりわけメトキシ基が成形加工
時の安定性の点から好ましい。
Among the alkoxy groups, methoxy groups are particularly preferred from the viewpoint of stability during molding.

ここで末端基の分析は以下の手法で行なわれる。Here, the analysis of the terminal group is performed by the following method.

■アルコキシ基:改良ツァイゼル法を用いて定量、オキ
シメチレン基100moΩ当りのメトキシ基の比率をγ
(mo、Q )で表わす。
■Alkoxy group: quantified using the modified Zeisel method, the ratio of methoxy group per 100 moΩ of oxymethylene group is γ
It is expressed as (mo, Q).

■ヒドロキシル基:重合体を無水酢酸でアセチル化し、
ヒドロキシル基をアセチル基 (−0−C−CH3)に変換する。次いで赤外線吸収ス
ペクトルを用いて、1755cm’のアセチル基のカル
ボニル基の吸光度と1470cm−’のオキシメチレン
基の吸光度を測定する。オキシメチレン基100mo、
Q当りのヒドロキシル基の比率(α)は次の式を用いて
算出する。
■Hydroxyl group: Acetylate the polymer with acetic anhydride,
Convert a hydroxyl group to an acetyl group (-0-C-CH3). Next, using an infrared absorption spectrum, the absorbance of the carbonyl group of the acetyl group at 1755 cm' and the absorbance of the oxymethylene group at 1470 cm' are measured. oxymethylene group 100mo,
The ratio of hydroxyl groups per Q (α) is calculated using the following formula.

■フォルメート基:赤外線吸収スペクトル法を用いて1
710cm−’のフォルメート基のカルボニル基を分析
、定量する。オキシメチレン基100moρ当りのフォ
ルメート基の比率(β)は次の式を用いて算出する。
■Formate group: 1 using infrared absorption spectroscopy
The carbonyl group of the formate group at 710 cm-' is analyzed and quantified. The ratio (β) of formate groups per 100 moρ of oxymethylene groups is calculated using the following formula.

本発明のポリオキシメチレンコポリマーは、分解性に優
れた重合体である。
The polyoxymethylene copolymer of the present invention is a polymer with excellent degradability.

本発明で言う分解性とは、酵素等による生分解、生崩壊
等を言い、エンジニアリングプラスチックスとしての使
用後の自然界での分解、換言すれば、使用後の廃棄物処
理の容易性の大きな目安となる。
Degradability in the present invention refers to biodegradation by enzymes, biodegradation, etc., and is a rough guide to the decomposition in the natural world after use as engineering plastics, in other words, the ease of waste disposal after use. becomes.

分解性の評価は、例えば、ポリオキシメチレンコポリマ
ーのフィルムを、水中(好ましくは海水中)、土中、も
しくは、酵素を含有する水中に放置し、経時的なフィル
ムの外観観察、重量減少変化を求めることにより簡単に
行なうことができる。
Degradability can be evaluated by, for example, leaving a polyoxymethylene copolymer film in water (preferably seawater), soil, or water containing enzymes, observing the appearance of the film over time, and observing changes in weight loss. It can be easily done by asking.

本発明のポリオキシメチレンコポリマーの数平均分子量
(Mn)は、10,000から100,000 (7)
間にあることが好ましい。数平均分子量が10.000
未満の場合には、機械物性が不良となる。一方数平均分
子曾が100.000を越える場合には、成形加工性が
不良となる。本発明の重合体の数平均分子量は通常末端
基定量法を用いて決定される。即ち、末端のアルコキシ
基、ヒドロキシル基、フォルメート基を定量することに
よって、数平均分子量を決定することができる。即ちα
、β、γを定量し、次式に従ってMnを計算する。
The number average molecular weight (Mn) of the polyoxymethylene copolymer of the present invention is from 10,000 to 100,000 (7)
Preferably in between. Number average molecular weight is 10.000
If it is less than that, the mechanical properties will be poor. On the other hand, when the number average molecular weight exceeds 100.000, moldability becomes poor. The number average molecular weight of the polymers of the present invention is usually determined using an end group assay. That is, the number average molecular weight can be determined by quantifying the terminal alkoxy group, hydroxyl group, and formate group. That is, α
, β, and γ are quantified, and Mn is calculated according to the following formula.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下実施例により本発明の重合体を詳細に説明する。尚
実施例中の測定項目は次の通りである。
The polymers of the present invention will be explained in detail with reference to Examples below. The measurement items in the examples are as follows.

■引張強度 ポリオキシメチレンコポリマー100部に、酸化防止剤
2,2−メチレン−ビス(4−メチル−6−tert−
ブチルフェノール)OJO部、熱安定剤ナイロン6.6
0.10部を添加し、30mmφ二軸押出機を用いてペ
レット化した。このペレットを試験片に成形し、AST
M D−638に準じて引張強度を測定した。
■Tensile strength Add the antioxidant 2,2-methylene-bis(4-methyl-6-tert-
Butylphenol) OJO part, heat stabilizer nylon 6.6
0.10 part was added and pelletized using a 30 mmφ twin screw extruder. This pellet was molded into a test piece and AST
Tensile strength was measured according to MD-638.

引張強度は機械物性の尺度である。Tensile strength is a measure of mechanical properties.

■分解性 30℃恒温下、海水100m1中に、ポリオキシメチレ
ンコポリマーの試験フィルム(厚さ約0.1mm。
■Degradability A test film of polyoxymethylene copolymer (approximately 0.1 mm thick) was placed in 100 ml of seawater at a constant temperature of 30°C.

重量的2Omg)を浸漬し、フィルムの重量が半分に減
少する日数(半減期)を求めた。この半減期が小さい程
分解性に優れていることを示す。
The number of days (half-life) for the weight of the film to decrease by half was determined. The smaller the half-life, the better the degradability.

■末端基比率 オキシメチレン基100moΩ当りのヒドロキシル基の
比率(α)、フォルメート基の比率(β)、アルコキシ
基の比率(γ)を用いて、全末端基に対するヒドロキシ
ル基の比率(α′)、フォルメート基の比率(β′)は
下記の計算によって求められる。
■Terminal group ratio Using the ratio of hydroxyl groups (α), formate group ratio (β), and alkoxy group ratio (γ) per 100 moΩ of oxymethylene group, the ratio of hydroxyl groups to all terminal groups (α′), The ratio of formate groups (β') is determined by the following calculation.

α a’  =          xloo  (moΩ
%)α十β+γ β 実施例 1 (1)ポリオキシメチレンコポリマーの製造無水のトリ
オキサン1.150gr1エチレンオエチレン オキシド0gr、メチラール2.53grを2枚のΣ羽
根を有するニーダ−に入れ80℃に昇温した。次いで三
弗化ホウ素ジブチルエーテレート0.05grを加え反
応を開始した。240秒経過したところで、ニーダ−の
内容物をサンプリングし、ガスクロマトグラフィー、液
体クロマトグラフィーを用いて分析した所、エチレンオ
キシドは全て以下の環状化合物に変化していた(濃度分
析値より計算)。
α a' = xloo (moΩ
%)α10β+γβ Example 1 (1) Production of polyoxymethylene copolymer 1.150 gr of anhydrous trioxane, 0 gr of ethylene ethylene oxide, and 2.53 gr of methylal were placed in a kneader with two Σ blades and heated to 80°C. did. Next, 0.05g of boron trifluoride dibutyl etherate was added to start the reaction. After 240 seconds had elapsed, the contents of the kneader were sampled and analyzed using gas chromatography and liquid chromatography, and it was found that all ethylene oxide had changed to the following cyclic compounds (calculated from the concentration analysis values).

1.3−ジオキソラン         0.042m
oΩ1.3.5−トリオキセパン       0.0
33moρ1.3.5.7−チトラオキサシクロノナン
0.025mo11この段階でニーダーの内容液は透明
であり、重合体の生成は認められなかった。
1.3-dioxolane 0.042m
oΩ1.3.5-trioxepane 0.0
33moρ1.3.5.7-titraoxacyclononane 0.025mol11 At this stage, the content of the kneader was clear, and no polymer formation was observed.

反応開始後270秒経過したところで、三弗化ホウ素ジ
ブチルエーテレートO,15grを更に加え、反応を継
続した。三弗化ホウ素ジブチルエーテレートの追添加と
同時に、ニーダ−の内容物は白濁し、重合体が生成した
兆候を示した。
When 270 seconds had passed after the start of the reaction, 15 gr of boron trifluoride dibutyl etherate O was further added to continue the reaction. Simultaneously with the additional addition of boron trifluoride dibutyl etherate, the contents of the kneader became cloudy, showing signs of polymer formation.

反応開始後1,800秒経過したところで、トリブチル
アミン150grを加えて反応を停止した。ニゲ−の内
容物を取り出し、アセトンで未反応物を抽出し分析した
ところ以下の結果を得た。
At 1,800 seconds after the start of the reaction, 150 gr of tributylamine was added to stop the reaction. The contents of the liquid were taken out, and unreacted substances were extracted with acetone and analyzed, and the following results were obtained.

トリオキサン        130gr1.3−ジオ
キソラン      0.080grホルムアルデヒド
      31 grまた抽出後の重合体の重量は9
93grであった。
Trioxane 130 gr 1.3-dioxolane 0.080 gr Formaldehyde 31 gr The weight of the polymer after extraction is 9
It was 93 gr.

次いでこの重合体に水2.500gr、  トリエチル
アミン50grを加え、130℃で1時間加熱した。重
合体を濾過により分離し、洗滌・乾燥することによって
、ポリオキシメチレンコポリマー988grを得た。
Next, 2.500g of water and 50g of triethylamine were added to this polymer, and the mixture was heated at 130°C for 1 hour. The polymer was separated by filtration, washed and dried to obtain 988 gr of polyoxymethylene copolymer.

(2)  ポリオキシメチレンコポリマーの構造の確認 ■(1)で得た重合体100grを300m1のINH
Cρ水溶液中130℃で2時間加熱した。この加熱操作
により、オキシメチレン単位は全てホルムアルデヒドと
なった。分析の結果ホルムアルデヒド量は、99.56
grであった。また重合体中のオキシエチレン単位は、
n=1の場合はエチレングリコール、n=2の場合はジ
エチレングリコール、n=3の場合はトリエチレングリ
コールとなる。
(2) Confirmation of the structure of polyoxymethylene copolymer ■ 100g of the polymer obtained in (1) was added to 300ml of INH
The mixture was heated at 130° C. for 2 hours in a Cρ aqueous solution. By this heating operation, all oxymethylene units were converted to formaldehyde. As a result of analysis, the amount of formaldehyde was 99.56.
It was gr. In addition, the oxyethylene unit in the polymer is
When n=1, it is ethylene glycol, when n=2, it is diethylene glycol, and when n=3, it is triethylene glycol.

分析の結果、エチレングリコールが0.623gr検出
されたが、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ールは検出されなかった。
As a result of the analysis, 0.623 gr of ethylene glycol was detected, but diethylene glycol and triethylene glycol were not detected.

従ってこの重合体の主鎖の組成は次のようになる。Therefore, the composition of the main chain of this polymer is as follows.

オキシメチレン単位      100 moΩオキン
エチレン単位      0.30moΩまたオキシエ
チレン単位のシーフェンスは次のようになる。
Oxymethylene unit: 100 moΩ Oxyethylene unit: 0.30 moΩ Also, the sea fence of oxyethylene unit is as follows.

n=1  +CH2CH2O)−T  100moρ%
n≧2 −+ CH2CH2O←10moρ%■(1)
で得た重合体の末端メトキシ基を改良ツァイゼル法を用
いて測定したところ、オキシメチレン基100moΩ当
りのメトキシ基の比率(γ)は、7−11.70 Xl
0−2n+oρであった。
n=1 +CH2CH2O)-T 100moρ%
n≧2 −+ CH2CH2O←10moρ%■(1)
When the terminal methoxy groups of the obtained polymer were measured using the modified Zeisel method, the ratio (γ) of methoxy groups per 100 moΩ of oxymethylene group was 7-11.70 Xl.
It was 0-2n+oρ.

また重合体を熱プレスし15μのフィルムとし、赤外線
吸収スペクトルを用いて、末端フォルメト基を測定し、
β−2,40X10−2moρの結果を得た。
In addition, the polymer was heat-pressed into a 15μ film, and the terminal formethod group was measured using infrared absorption spectroscopy.
A result of β-2,40×10−2 moρ was obtained.

重合体を無水酢酸を用いてアセチル化した後、熱プレス
を用いてフィルムを作成した。このフィルムの末端ヒド
ロキシル基を、赤外線吸収スペクトルを用いて測定し、
α−1,31X 10−2moΩの結果を得た。
After the polymer was acetylated using acetic anhydride, a film was created using a hot press. The terminal hydroxyl groups of this film were measured using infrared absorption spectroscopy,
A result of α-1,31×10 −2 moΩ was obtained.

これらの結果より、α′、β′を求めるとα −8,5
moΩ% β’ −15,6moΩ% となる。
From these results, α′ and β′ are α −8,5
moΩ% β' −15.6 moΩ%.

■この重合体の数平均分子量(Mn)は、次式に従って
計算する。
(2) The number average molecular weight (Mn) of this polymer is calculated according to the following formula.

(3)ポリオキシメチレンコポリマーの物性(1)で得
た重合体の引張強度は72Okg/cJであり、非常に
優れたものであった。この優れた機械物性は、オキシエ
チレン単位の挿入率が0.30mo、Qであることに由
来する。
(3) Physical properties of polyoxymethylene copolymer The tensile strength of the polymer obtained in (1) was 72 Okg/cJ, which was very excellent. This excellent mechanical property is due to the insertion rate of oxyethylene units being 0.30 mo, Q.

(4)ポリオキシメチレンコポリマーの分解性(1)で
得た重合体の分解性を評価したところ、30日でフィル
ムの重量は半減し、優れた分解性を示した。
(4) Degradability of polyoxymethylene copolymer When the degradability of the polymer obtained in (1) was evaluated, the weight of the film was reduced by half in 30 days, indicating excellent degradability.

実施例 2〜5 ポリオキシメチレンコポリマー製造時のエチレンオキシ
ドの添加量を変えたこと以外は、実施例1として全て同
様にポリオキシメチレンコポリマーを製造し、評価を行
なった。
Examples 2 to 5 Polyoxymethylene copolymers were produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of ethylene oxide added during production of the polyoxymethylene copolymers was changed.

評価結果を表−1にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-1.

本実施例のポリオキシメチレンコポリマーは、全て分解
性に優れていた。
All of the polyoxymethylene copolymers of this example had excellent degradability.

比較例 1,2 ポリオキシメチレンコポリマー製造時のエチレンオキシ
ドの添加量を変えたこと以外は、実施例1と全て同様に
ポリオキシメチレンコポリマを製造し、評価を行なった
Comparative Examples 1 and 2 A polyoxymethylene copolymer was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the amount of ethylene oxide added during production of the polyoxymethylene copolymer was changed.

評価結果を表−1にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-1.

本比較例の如く、オキシアルキレン単位の挿入率がオキ
シメチレン単位100moΩ当り、0.1moρ未満、
もしくは、5moΩを越える場合は、分解性に優れたポ
リオキシメチレンコポリマーを得ることはできない。
As in this comparative example, the insertion rate of oxyalkylene units is less than 0.1 moρ per 100 moΩ of oxymethylene units,
Alternatively, if it exceeds 5 moΩ, a polyoxymethylene copolymer with excellent degradability cannot be obtained.

比較例 3,4 実施例1において、ポリオキシメチレンコポリマー製造
時のエチレンオキシドの添加量を変え、初めに加えた三
弗化ホウ素ジブチルエーテレート(0,05gr)の量
を0.35gにし、三弗化ホウ素ジブチルエーテレート
の追添を行なわず、更に、反応開始後600秒経過した
ところで、トリブチルアミンを加え反応を停止したこと
以外は全て実施例1と同様に操作し、ポリオキシメチレ
ンコポリマーを製造した。
Comparative Examples 3 and 4 In Example 1, the amount of ethylene oxide added during the production of polyoxymethylene copolymer was changed, the amount of boron trifluoride dibutyl etherate (0.05 gr) added at the beginning was changed to 0.35 g, A polyoxymethylene copolymer was produced by carrying out the same procedure as in Example 1, except that borohydride dibutyl etherate was not additionally added and tributylamine was added to stop the reaction 600 seconds after the start of the reaction. did.

評価結果を表−2に示す。The evaluation results are shown in Table-2.

本比較例の如く、オキシアルキレン単位のシクエンスに
おいて、n=1の割合が60mo、Q%未満の場合は、
分解性に優れたポリオキシメチレンコポリマーを得るこ
とができない。
As in this comparative example, in the sequence of oxyalkylene units, when the ratio of n=1 is less than 60mo, Q%,
It is not possible to obtain a polyoxymethylene copolymer with excellent degradability.

実施例 6〜8 実施例1のポリオキシメチレンコポリマーの製造に関し
、メチラールの代りに、水、および/またはメタノール
を用い、かつ、三弗化ジブチルニーテレ−1・の添加量
、反応時間、反応温度を変えたこと以外は実施例1と同
様に操作し、末端基組成の異なるポリオキシメチレンコ
ポリマーを製造した。
Examples 6 to 8 Regarding the production of the polyoxymethylene copolymer of Example 1, water and/or methanol was used instead of methylal, and the addition amount, reaction time, and reaction time of dibutyl trifluoride dibutylnitele-1. Polyoxymethylene copolymers having different terminal group compositions were produced by the same procedure as in Example 1 except that the temperature was changed.

評価結果を表−1にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-1.

本実施例のポリオキシメチレンコポリマーは、分解性に
優れていた。
The polyoxymethylene copolymer of this example had excellent degradability.

比較例 5〜7 実施例6〜8と同様に、末端基組成の異なるポリオキシ
メチレンコポリマーを製造し評価を行なった。
Comparative Examples 5 to 7 In the same manner as Examples 6 to 8, polyoxymethylene copolymers having different end group compositions were produced and evaluated.

評価結果を表−1にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-1.

本比較例の如く、α′が45moρ%を越える場合、ま
たは、β′が35moΩ%を越える場合は、分解性に優
れたポリオキシメチレンコポリマーを得ることができな
い。
As in this comparative example, when α' exceeds 45 moρ% or when β' exceeds 35 moΩ%, a polyoxymethylene copolymer with excellent degradability cannot be obtained.

(以下余白) 実施例 9〜2O エチレンオキシドに変えて表−2に示す環状エーテル、
環状ホルマールを所定量用いたこと以外は実施例6〜8
と同様に操作し、ポリオキシメチレンコポリマーを製造
した。
(Left below) Examples 9-2O Cyclic ether shown in Table 2 in place of ethylene oxide,
Examples 6 to 8 except that a predetermined amount of cyclic formal was used.
A polyoxymethylene copolymer was produced in the same manner as above.

評価結果を表−2にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-2.

本実施例で得られたポリオキシメチレンコポリマーは、
表−2に示すように、全て分解性に優れていた。
The polyoxymethylene copolymer obtained in this example was
As shown in Table 2, all were excellent in degradability.

比較例 8.9 エチレングリコールホルマールを所定量用いたこと以外
は実施例6〜8と同様に操作し、ポリオキシメチレンコ
ポリマーを製造した。
Comparative Example 8.9 A polyoxymethylene copolymer was produced in the same manner as in Examples 6 to 8 except that a predetermined amount of ethylene glycol formal was used.

評価結果を表−2にまとめて示す。The evaluation results are summarized in Table-2.

表−2に示すように、環状ホルマールを用いた場合にも
、オキシアルキレン単位の挿入率が5mOΩ%を越える
場合、シーフェンスのn=1の割合が60moρ%未満
の場合、または、β′が35moρ%を越える場合等は
、本発明で言う分解性に優れたポリオキシメチレンコポ
リマーを得ることはできない。
As shown in Table 2, even when a cyclic formal is used, if the insertion rate of oxyalkylene units exceeds 5 mOΩ%, if the ratio of sea fence n = 1 is less than 60 moρ%, or if β' If it exceeds 35 moρ%, it is impossible to obtain a polyoxymethylene copolymer with excellent degradability as referred to in the present invention.

(以下余白) 〔発明の効果〕 本発明のポリオキシメチレンコポリマーは、本来ポリオ
キシメチレンコポリマーの有している優れた機械物性、
疲労特性等を有し、かつ、優れた分解性を併せ持つ。即
ち、本発明のポリオキシメチレンコポリマーは、使用後
自然界において容易に分解され、廃棄物処理の問題に大
きく貢献するものである。
(The following is a blank space) [Effects of the invention] The polyoxymethylene copolymer of the present invention has excellent mechanical properties originally possessed by polyoxymethylene copolymers,
It has good fatigue properties and excellent degradability. That is, the polyoxymethylene copolymer of the present invention is easily decomposed in nature after use, and greatly contributes to the problem of waste disposal.

特許出願人 旭化成工業株式会社 代 理 人Patent applicant: Asahi Kasei Industries, Ltd. teenager Reason Man

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、オキシメチレン単位(−CH_2O−)の繰り返し
よりなる重合体中に、次式のオキシアルキレン単位 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中R_o、R_o′は同一又は異なっていてもよく
、水素、アルキル基、フェニル基より選ばれる。又、異
なる炭素原子に結合したR_o、異なる炭素原子に結合
したR_o′もそれぞれ同一又は異なって選ばれる。n
は1以上の整数で、n=1の割合がオキシアルキレン単
位全体の60mol%以上であり、m=2〜6である) がオキシメチレン単位100mol当り、0.1〜5m
ol挿入された構造を有し、かつ、重合体の末端基がア
ルコキシ基、ヒドロキシル基、フォルメート基よりなり
、ヒドロキシル基の比率が重合体の全末端基に対し45
mol%以下、フォルメート基の比率が重合体の全末端
基に対し35mol%以下であることを特徴とする分解
性ポリオキシメチレンコポリマー。
[Claims] 1. In a polymer consisting of repeating oxymethylene units (-CH_2O-), there are oxyalkylene units of the following formula ▲ mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (in the formula, R_o and R_o' are the same) or may be different, and is selected from hydrogen, an alkyl group, and a phenyl group.In addition, R_o bonded to different carbon atoms and R_o' bonded to different carbon atoms are also selected to be the same or different, respectively.
is an integer of 1 or more, the proportion of n = 1 is 60 mol% or more of the total oxyalkylene units, and m = 2 to 6) is 0.1 to 5 m per 100 mol of oxymethylene units.
ol inserted structure, and the terminal groups of the polymer are composed of alkoxy groups, hydroxyl groups, and formate groups, and the ratio of hydroxyl groups to all terminal groups of the polymer is 45.
A degradable polyoxymethylene copolymer, characterized in that the proportion of formate groups is 35 mol% or less based on the total end groups of the polymer.
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