JPH07330883A - Production of high-polymerization degree aliphatic polyester - Google Patents

Production of high-polymerization degree aliphatic polyester

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JPH07330883A
JPH07330883A JP13226494A JP13226494A JPH07330883A JP H07330883 A JPH07330883 A JP H07330883A JP 13226494 A JP13226494 A JP 13226494A JP 13226494 A JP13226494 A JP 13226494A JP H07330883 A JPH07330883 A JP H07330883A
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JP
Japan
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aliphatic polyester
polymerization degree
polyester
polymerization
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP13226494A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Mita
利弘 三田
Motoyoshi Suzuki
東義 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07330883A publication Critical patent/JPH07330883A/en
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Abstract

PURPOSE:To highly easily obtain the subject polyester excellent in biodegradability and mechanical performance by reaction of a specific compound with an OH-terminated low-polymerization degree aliphatic polyester. CONSTITUTION:This polyester is obtained by reaction of a (A) hydroxyl- terminated low-polymerization degree aliphatic polyester with (B) an N,N'- acylbislactam compound of the formula (R<1> is a divalent aliphatic group; (n) is 0 or 1) (e.g. N,N'-succinylbiscaprolactam) normally at 0.01-10 pts.wt. based on 100 pts.wt. of the component A. It is preferable that the acid component constituting the component A be succinic acid or adipic acid, the glycol component be ethylene glycol or propylene glycol, and the objective polyes has >=60 deg.C melting point and >=30000 number-average molecular weight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は機械的物性に優れた高分
子量脂肪族ポリエステルの製造方法に関する。更に詳し
くは、主たる構成成分が脂肪族ポリエステルから成り、
優れた機械的性能を有するに十分な高重合度であって、
しかも生分解性に富んだ高分子量脂肪族ポリエステルの
製造法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester having excellent mechanical properties. More specifically, the main constituent is an aliphatic polyester,
A high degree of polymerization sufficient to have excellent mechanical performance,
Moreover, the present invention relates to a method for producing a high molecular weight aliphatic polyester which is rich in biodegradability.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球環境保全の立場から、高分子の分野
においても各種分解性素材の開発が行われている。なか
でも、生分解性高分子として、ポリエステル、特に脂肪
族系ポリエステルを中心に開発が行われている。例えば
ラクチド、グリコリド、β−プロピオラクトン、γ−バ
レロラクトン、ε−カプロラクトン等のラクトン類を開
環重合したポリエステル、脂肪族ジカルボン酸成分と脂
肪族ジオール成分からなるポリエステルは生分解性に優
れた素材である。
2. Description of the Related Art From the standpoint of global environment conservation, various degradable materials have been developed also in the field of polymers. Among them, as biodegradable polymers, polyesters, especially aliphatic polyesters, have been mainly developed. For example, polyesters obtained by ring-opening polymerization of lactones such as lactide, glycolide, β-propiolactone, γ-valerolactone and ε-caprolactone, polyesters containing an aliphatic dicarboxylic acid component and an aliphatic diol component are excellent in biodegradability. It is a material.

【0003】然しながら、これ等は、一般に重合反応が
遅く高重合度のものを得ることは困難である。そのため
に特定の重合触媒を用いたり、高分子の連鎖延長剤とし
て、水酸基末端と反応し高重合化出来るジイソシアネー
ト化合物の添加により重合度を上げることが提案されて
いる(特開平5−295068号、特開平5−2950
69号、特開平5−295070号、特開平5−295
071号、特開平5−295098号、特開平5−29
5099号等参照)。具体的には、例えばアジピン酸あ
るいはコハク酸と1,4−ブタンジオールより調製さ
れ、高分子末端に水酸基を有する低重合度の脂肪族ポリ
エステルに、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネ
ート、トリレンジイソシアネートのような多価イソシア
ネートを添加し、水酸基末端とイソシアネート基を反応
させてウレタン結合を生成することにより高重合化をは
かるというものである。
However, the polymerization reaction of these is generally slow, and it is difficult to obtain a polymer having a high degree of polymerization. Therefore, it has been proposed to use a specific polymerization catalyst or to increase the degree of polymerization by adding a diisocyanate compound capable of reacting with a hydroxyl group terminal and highly polymerizing, as a polymer chain extender (JP-A-5-295068, JP-A-5-2950
69, JP-A-5-295070, and JP-A-5-295.
071, JP-A-5-295098, and JP-A-5-29
5099, etc.). Specifically, for example, a low polymerization degree aliphatic polyester having a hydroxyl group at the polymer terminal and prepared from adipic acid or succinic acid and 1,4-butanediol, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, isophorone diisocyanate, tolylene diisocyanate A polyvalent isocyanate such as isocyanate is added, and a hydroxyl group terminal and an isocyanate group are reacted with each other to form a urethane bond, thereby achieving high polymerization.

【0004】この方法は高重合化、その結果としての機
械的物性の向上には効果的であるが、生分解性におとる
ウレタン結合を高分子鎖中に持ち込むことになり、結果
として生分解性能を悪化させる。
This method is effective for high polymerization and, as a result, improvement of mechanical properties, but it introduces a biodegradable urethane bond into the polymer chain, resulting in biodegradation. Deteriorates performance.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、生分
解性能に優れかつ機械的性能に優れた高重合度の脂肪族
ポリエステルを製造する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for producing an aliphatic polyester having a high degree of polymerization which is excellent in biodegradability and mechanical performance.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは低分子量脂
肪族ポリエステルの高分子化が簡単にでき、物性的にも
優れ、しかも生分解性の優れた高重合度脂肪族ポリエス
テルを得るために鋭意研究した結果、生分解性に対して
も何等影響しないばかりか、むしろ生分解性を促進する
ことのできる連鎖延長剤を見いだし本発明に至った。
[Means for Solving the Problems] In order to obtain a high-polymerization degree aliphatic polyester which is easy to polymerize a low molecular weight aliphatic polyester, is excellent in physical properties, and is excellent in biodegradability. As a result of intensive studies, the inventors have found a chain extender capable of promoting biodegradability as well as exerting no influence on biodegradability, and thus reached the present invention.

【0007】即ち、本発明によれば、高分子鎖末端に水
酸基を有する低重合度脂肪族ポリエステルと下記一般式
(1)
That is, according to the present invention, a low-polymerization degree aliphatic polyester having a hydroxyl group at the polymer chain end and the following general formula (1)

【0008】[0008]

【化2】 [Chemical 2]

【0009】(式中、2個のR1は、同一または異っ
て、2価の脂肪族基であり、R2は2価の有機基であ
り、nはR2の個数を示し、0または1である)で示さ
れるN,N’−アシルビスラクタム化合物を反応せしめ
ることを特徴とする高重合度脂肪族ポリエステルの製造
方法が提供されて、前記の本発明の目的が達成される。
(In the formula, two R 1 s are the same or different and each is a divalent aliphatic group, R 2 is a divalent organic group, n is the number of R 2 , and Or 1, the N, N′-acylbislactam compound represented by the formula (1) is reacted to provide a method for producing a highly polymerized aliphatic polyester, and the above-mentioned object of the present invention is achieved.

【0010】以下、本発明を詳述するが、それにより本
発明の別の目的、構成およびそれに基づく利点、効果が
明らかとなろう。
The present invention will be described in detail below, and the other objects, constitutions and advantages and effects based on the same of the present invention will become apparent.

【0011】高重合度脂肪族ポリエステルを得るための
前駆体である低重合度脂肪族ポリエステルは、高重合度
脂肪族ポリエステルの生分解性能の観点より、該脂肪族
ポリエステルを構成する全成分のうち、脂肪族成分が8
0モル%以上、特には90モル%以上占めることが好ま
しい。
The low-polymerization degree aliphatic polyester, which is a precursor for obtaining the high-polymerization degree aliphatic polyester, is one of all components constituting the high-polymerization degree aliphatic polyester from the viewpoint of biodegradability. , With 8 aliphatic components
It is preferably 0 mol% or more, and particularly preferably 90 mol% or more.

【0012】低重合度脂肪族ポリエステルを構成する成
分のうち、酸成分として炭素数2〜12の脂肪族ジカル
ボン酸が好ましく、具体的には修酸、コハク酸、グルタ
ル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシ
ン酸、ドデカン酸などを例示することができる。また、
該ポリエステルを構成するグリコール成分としては炭素
数2〜12の脂肪族グリコールが好ましく、具体的には
エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメ
チレングリコール、ヘキサンメチレングリコールを挙げ
ることができる。これらの酸成分あるいはグリコール成
分は各々単独であるいは2種以上併用して用いられ得
る。
Among the components constituting the low-polymerization degree aliphatic polyester, an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 12 carbon atoms is preferable as an acid component, and specifically, oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid and suberic acid. , Azelaic acid, sebacic acid, dodecanoic acid and the like. Also,
The glycol component constituting the polyester is preferably an aliphatic glycol having 2 to 12 carbon atoms, and specific examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol and hexanemethylene glycol. These acid components or glycol components may be used alone or in combination of two or more.

【0013】また、低重合度脂肪族ポリエステルを構成
する成分として、ラクトン成分を挙げることができる。
ラクトン成分としては、炭素数3〜8のラクトンが好ま
しく、ラクチド、グリコチド、プロピオラクトン、バレ
ロラクトン、カプロラクトンを具体的に例示することが
できる。
Further, a lactone component can be mentioned as a component constituting the low-polymerization degree aliphatic polyester.
As the lactone component, a lactone having 3 to 8 carbon atoms is preferable, and specific examples thereof include lactide, glycotide, propiolactone, valerolactone, and caprolactone.

【0014】さらに、低重合度脂肪族ポリエステルは、
グリセロール、ペントールなどの3官能以上の多価アル
コール成分、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸などの3官能
以上の多官能成分を含むことができる。
Further, the low degree of polymerization aliphatic polyester is
A trifunctional or higher functional polyhydric alcohol component such as glycerol or pentol, and a trifunctional or higher functional component such as malic acid, citric acid or tartaric acid may be included.

【0015】低重合度脂肪族ポリエステルは、その高分
子末端に水酸基を有するが、すべての高分子鎖の末端に
水酸基が存在する必要はない。
The low degree of polymerization aliphatic polyester has a hydroxyl group at the polymer terminal, but it is not necessary that the hydroxyl group be present at the terminal of all polymer chains.

【0016】このような低重合度脂肪族ポリエステル
は、それ自体公知の方法で得ることができる。たとえ
ば、ジカルボン酸あるいはその酸無水物とグリコールの
直接エステル化反応、またはジカルボン酸ジエステルと
グリコールとのエステル交換反応等によってジカルボン
酸のグリコールエステルとし、次いで、減圧下で脱グリ
コール反応によって重合反応を行うのが一般的である。
Such a low-polymerization degree aliphatic polyester can be obtained by a method known per se. For example, a direct esterification reaction of dicarboxylic acid or its acid anhydride with glycol, or a transesterification reaction of dicarboxylic acid diester with glycol to give a glycol ester of dicarboxylic acid, and then a deglycolization reaction under reduced pressure to carry out a polymerization reaction. Is common.

【0017】これらの反応は必要に応じて触媒を用いる
ことが有効である。触媒はそれ自体公知のものを用いる
ことができ、例えば有機金属化合物が好ましく用いられ
る。このような金属化合物として、チタンテトラブトキ
シド、テトライソプロピルチタネート、酢酸チタン等の
チタン化合物、ジブチル錫オキシド等の錫化合物、トリ
エチルアルミニウム等のアルミニウム化合物、三酸化ア
ンチモン、酢酸アンチモン、酸化ゲルマニウム、酢酸亜
鉛等を好ましく例示することができる。
For these reactions, it is effective to use a catalyst if necessary. As the catalyst, those known per se can be used, and for example, an organometallic compound is preferably used. As such metal compounds, titanium tetrabutoxide, tetraisopropyl titanate, titanium compounds such as titanium acetate, tin compounds such as dibutyltin oxide, aluminum compounds such as triethylaluminum, antimony trioxide, antimony acetate, germanium oxide, zinc acetate, etc. Can be preferably exemplified.

【0018】本発明では、前駆体としての低重合度脂肪
族ポリエステルと前記式(1)で示されるN,N’−ア
シルビスラクタム化合物とを反応させることにより下記
反応式(2)
In the present invention, the low-polymerization degree aliphatic polyester as a precursor is reacted with the N, N′-acylbislactam compound represented by the above formula (1) to obtain the following reaction formula (2).

【0019】[0019]

【化3】 [Chemical 3]

【0020】に従って高重合度脂肪族ポリエステルが生
成する。
According to the above, a high-polymerization degree aliphatic polyester is produced.

【0021】一般式(1)においてR1は2価の脂肪族
基であり、R1の炭素を含んで環を形成する炭素数が1
〜10であることが好ましい。R1の好ましい具体例と
して、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチ
レン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、ヘプタメチレ
ン、オクタメチレン、デカメチレン等を挙げることがで
きる。一般式(1)における2個のR1は同一であって
もよいし、異なることもできる。
In the general formula (1), R 1 is a divalent aliphatic group, and the carbon number of R 1 is 1 to form a ring.
It is preferably 10 to 10. Preferred specific examples of R 1 include methylene, ethylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene, heptamethylene, octamethylene, decamethylene and the like. The two R 1 s in the general formula (1) may be the same or different.

【0022】一般式(1)におけるR2は2価の有機基
であり、その炭素数は1〜12であることが好ましい。
2の好ましい具体例として、メチレン、エチレン、プ
ロピレン、テトラメチレン等の脂肪族基、シクロヘキシ
レン等の脂環族基、フェニレン、ビフェニレン、ナフタ
レン等の芳香族基等を挙げることができる。
R 2 in the general formula (1) is a divalent organic group, and preferably has 1 to 12 carbon atoms.
Specific preferred examples of R 2 include aliphatic groups such as methylene, ethylene, propylene and tetramethylene, alicyclic groups such as cyclohexylene and aromatic groups such as phenylene, biphenylene and naphthalene.

【0023】また一般式(1)で示されるラクタム化合
物はR2が存在せず2つのカルボニル基が直接結合して
いてもよい。一般式(1)で示されるラクタム化合物の
具体例として、N,N’−サクシルビスカプロラクタ
ム、N,N’−アジピルビスブチロラクタム、N,N’−
スベリルビスカプロラクタム、N,N’−サクシルビス
ピペリドン、N,N’−アジピルビスピペリドン、N,
N’−アジピルビスブチロラクタム、N,N’−アジピ
ルビスピロリドンなどの脂肪族ジカルボン酸とモノラク
タムとの縮合物、N,N’−テレフタロイルビスカプロ
ラクタム、N,N’−テレフタロイルビスピペリドン、
N,N’−テレフタロイルビスブチロラクタム、N,N’
−テレフタロイルビスピロリドン、N,N’−イソフタ
ロイルビスカプロラクタムなどの芳香族ジカルボン酸と
モノラクタムとの縮合物を挙げることができる。
In the lactam compound represented by the general formula (1), R 2 may be absent and two carbonyl groups may be directly bonded. Specific examples of the lactam compound represented by the general formula (1) include N, N'-succilbiscaprolactam, N, N'-adipylbisbutyrolactam, N, N'-
Suberyl biscaprolactam, N, N'-succil bispiperidone, N, N'-adipyl bispiperidone, N,
Condensates of monolactam with aliphatic dicarboxylic acids such as N'-adipylbisbutyrolactam, N, N'-adipylbispyrrolidone, N, N'-terephthaloylbiscaprolactam, N, N'-tere Phthaloyl bispiperidone,
N, N'-terephthaloylbisbutyrolactam, N, N '
Examples thereof include a condensate of an aromatic dicarboxylic acid such as terephthaloylbispyrrolidone and N, N′-isophthaloylbiscaprolactam with a monolactam.

【0024】一般式(1)で示されるN,N’−アシル
ビスラクタム化合物は、前駆体である低重合度脂肪族ポ
リエステルに存在する水酸基と同当量用いることにより
最も高重合度の脂肪族ポリエステルが得られる。通常、
低重合度脂肪族ポリエステル100重量部に対して0.
01〜10重量部用いられる。望みの分子量の高重合度
脂肪族ポリエステルを得るために、適宜に該ビスラクタ
ム化合物の使用量は調整され得る。該ビスラクタム化合
物の過剰の使用は着色、ゲルの発生が生じるときがあ
る。
The N, N'-acyl bislactam compound represented by the general formula (1) is an aliphatic polyester having the highest degree of polymerization by using the same amount as the hydroxyl group present in the precursor, the low degree of polymerization aliphatic polyester. Is obtained. Normal,
Low degree of polymerization is 100 parts by weight per 100 parts by weight of polyester.
01 to 10 parts by weight is used. The amount of the bislactam compound used can be appropriately adjusted in order to obtain a high-polymerization degree aliphatic polyester having a desired molecular weight. Excessive use of the bislactam compound may cause coloration and gel formation.

【0025】低重合度脂肪族ポリエステルと一般式
(1)で示されるラクタム化合物の反応は、 (イ)前駆体である低重合度脂肪族ポリエステルを製造
するための重縮合反応が相当に進行した時点で、該ビス
ラクタム化合物を添加し、ポリエステルの溶融温度以
上、好ましくは300℃以上の温度で攪拌しつつ反応を
行う方法 (ロ)一度、低重合度脂肪族ポリエステルを取得した
後、これと該ビスラクタム化合物とを、成形前にポリエ
ステルの溶融温度以上の温度で溶融混合して反応を行う
方法 などを挙げることができる。
Regarding the reaction between the low-polymerization degree aliphatic polyester and the lactam compound represented by the general formula (1), (a) the polycondensation reaction for producing the precursor low-polymerization degree aliphatic polyester has considerably progressed. At this point, the bislactam compound is added, and the reaction is carried out while stirring at a temperature not lower than the melting temperature of the polyester, preferably not lower than 300 ° C. (b) Once the low polymerization degree aliphatic polyester has been obtained, Examples include a method in which a bislactam compound and a polyester are melt-mixed at a temperature equal to or higher than the melting temperature of the polyester and reacted before molding.

【0026】式(1)で示されるビスラクタム化合物を
低重合度脂肪族ポリエステルに混合する手段として、こ
れを直接混合してもよいし、溶媒に溶解して混合しても
よい。
As a means for mixing the bislactam compound represented by the formula (1) with the low degree of polymerization aliphatic polyester, it may be mixed directly or may be dissolved in a solvent and mixed.

【0027】また、反応を減圧下で行うことにより、反
応の際に副生するラクタムを反応系外に除去するように
操作することが好ましい。
Further, it is preferable to carry out the reaction under reduced pressure so that lactam produced as a by-product during the reaction is removed to the outside of the reaction system.

【0028】このようにして得られた高重合度脂肪族ラ
クタムは、これを構成している単位が実質的にエステル
結合のみを介して結合している。その数平均分子量は後
述する実施例に記載される方法で測定された値として1
0,000以上の重合度が好ましい。成形物の物性を更
に優れたものにするためには、数平均分子量として2
0,000以上、好ましくは30,000以上が好まし
い。また、高重合度脂肪族ポリエステルの融点は、実用
性の点で60℃以上が望ましい。また、各種の改質剤、
例えば無機顔料、有機顔料、熱安定剤、酸化安定剤、耐
光性向上剤等を添加してもよいのは言うまでもない。
In the thus obtained high-polymerization degree aliphatic lactam, the constituent units are substantially bound only via the ester bond. The number average molecular weight is 1 as a value measured by the method described in Examples below.
A degree of polymerization of 2,000 or more is preferred. In order to further improve the physical properties of the molded product, the number average molecular weight should be 2
It is preferably 20,000 or more, more preferably 30,000 or more. Further, the melting point of the high-polymerization degree aliphatic polyester is preferably 60 ° C. or higher in terms of practicality. In addition, various modifiers,
Needless to say, for example, an inorganic pigment, an organic pigment, a heat stabilizer, an oxidation stabilizer, a light resistance improver or the like may be added.

【0029】本発明の方法で得られる高重合度脂肪族ポ
リエステルは短時間で製造可能で機械的物性に優れ、し
かも生分解性能が向上した極めて優れたものであるの
で、高強度かつ高生分解性の成形物を得ることが可能で
ある。この高重合度脂肪族ポリエステルは紡糸、延伸し
て糸状にしたり、あるいはダイから吐出してフィルム状
にすることができ、さらには射出成形により射出成形品
とすることができる。
The high-polymerization degree aliphatic polyester obtained by the method of the present invention has a high strength and a high biodegradability because it can be produced in a short time, has excellent mechanical properties, and has an improved biodegradability. It is possible to obtain a molded product of This highly polymerized aliphatic polyester can be spun, stretched to form a thread, or discharged from a die to form a film, and can be injection-molded to be an injection-molded article.

【0030】[0030]

【実施例】以下実施例をあげて本発明について具体的に
説明する。尚、分子量は日本分光工業株式会社のゲルパ
ーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によっ
た。測定条件は以下のとおりである。 試料;50mgをクロロホルム(9.8ml)とヘキサ
フルオロイソプロパノール(0.2ml)との混合溶媒
に溶解 カラム;SHODEX K−803〜806 4本 カラム温度;40℃ 流量;1.0ml/min 検出器;日本分光工業株式会社製 830−RI 標準ポリマー;ポリスチレン(Waters(Mill
ipore corp.製)) また、実施例中「部」とあるのは、全て重量部であり、
融点はチッソ中で示差熱走査熱量計(DSC)により、
昇温速度20℃/分で測定した値である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described with reference to the following examples. The molecular weight was determined by gel permeation chromatography (GPC) of JASCO Corporation. The measurement conditions are as follows. Sample: 50 mg dissolved in a mixed solvent of chloroform (9.8 ml) and hexafluoroisopropanol (0.2 ml) Column: SHODEX K-803 to 806 4 columns Temperature: 40 ° C. Flow rate: 1.0 ml / min Detector; 830-RI standard polymer manufactured by JASCO Corporation; polystyrene (Waters (Mill
ipore corp. In addition, "parts" in the examples are all parts by weight,
The melting point was measured by a differential scanning calorimeter (DSC) in Chisso.
It is a value measured at a temperature rising rate of 20 ° C./min.

【0031】[実施例1]コハク酸ジメチル146部と
テトラメチレングリコール135部を、精留塔を備えた
3ツ口フラスコにとり、触媒としてテトラブトキシチタ
ン0.14部を添加したのち昇温して、エステル交換反
応を行い、発生するメタノールを留去した。次いで、攪
拌機、コンデンサーの付いた3口フラスコに反応物を移
し、窒素雰囲気下、250℃の温度で、常圧下5分間、
続いて減圧しながら最終的には0.1mmHgの高真空
下、脱グリコールを行いながら重合を行った。攪拌機の
トルク上昇が鈍くなった時点で、真空を窒素で破り、
N,N’−テレフタロイルビスカプロラクタム(以下、
TCLと略す)0.86部(ポリエステルに対て0.5重
量%に相当する)を攪拌しながら、粉体のまま投入した
ところ発泡しながら反応した。投入後、引き続いて減圧
にして15分間反応した。この間、攪拌機のトルクは上
昇し、溶融粘度の急激な上昇が見られた。得られたポリ
エステルを取りだし、GPCにて分子量を測定したとこ
ろ、数平均分子量Mn=197,000、重量平均分子
量Mw=462,000の極めて分子量の高い淡黄色の
ポリエステルを得た。DSCで測定した融点は115℃
であり、元素分析によると窒素成分は検出されず、また
赤外分光分析(FI−IR)によっても、ラクタムに由
来するアミド基はポリマー中にないことを確認した。
[Example 1] 146 parts of dimethyl succinate and 135 parts of tetramethylene glycol were placed in a three-necked flask equipped with a rectification column, 0.14 parts of tetrabutoxytitanium as a catalyst was added, and the temperature was raised. , Transesterification reaction was carried out, and the generated methanol was distilled off. Then, the reaction product was transferred to a three-necked flask equipped with a stirrer and a condenser, and under a nitrogen atmosphere at a temperature of 250 ° C. under atmospheric pressure for 5 minutes,
Then, while depressurizing, finally, polymerization was carried out under a high vacuum of 0.1 mmHg while deglycolizing. When the torque increase of the stirrer slowed down, break the vacuum with nitrogen,
N, N'-terephthaloylbiscaprolactam (hereinafter,
0.86 parts (abbreviated as TCL) (corresponding to 0.5% by weight with respect to the polyester) was added as a powder while stirring, and a reaction occurred while foaming. After the addition, the pressure was reduced and the reaction was continued for 15 minutes. During this period, the torque of the stirrer increased and the melt viscosity was rapidly increased. The obtained polyester was taken out and the molecular weight was measured by GPC. As a result, a light yellow polyester having a very high molecular weight, having a number average molecular weight Mn of 197,000 and a weight average molecular weight Mw of 462,000, was obtained. Melting point measured by DSC is 115 ° C
No nitrogen component was detected by elemental analysis, and it was confirmed by infrared spectroscopic analysis (FI-IR) that there was no amide group derived from lactam in the polymer.

【0032】[比較例1]TCLを添加せずに実施例1
と同様にポリエステルを重合したところ、重合度は上昇
せず、Mn=18,000、Mw=44,000であり分
子量の低いポリエステルしか得られなかった。
[Comparative Example 1] Example 1 without adding TCL
When a polyester was polymerized in the same manner as above, the degree of polymerization did not increase, and Mn = 18,000 and Mw = 44,000, and only a polyester having a low molecular weight was obtained.

【0033】[比較例2]実施例1において、TCLに
変えて、ジフェニルメタンジイソシアネート(DPMDI)
2.0部を同様にして温度250℃で、重合末期に添加
したところ着色とともに、生成するウレタン結合に由来
すると思われるゲル状物が発生した。
Comparative Example 2 Diphenylmethane diisocyanate (DPMDI) was used instead of TCL in Example 1.
When 2.0 parts was similarly added at a temperature of 250 ° C. at the final stage of the polymerization, not only coloring but also a gel-like substance considered to originate from the urethane bond formed was generated.

【0034】[実施例2、3および4]実施例1と同様
にして、エステル交換反応および重合反応を行った後、
TCLをポリエステルに対してそれぞれ表1のとおりの
重量比で添加し、15分間減圧反応を実施した。得られ
たポリマーの物性を表1にまとめた。いずれも高分子量
のポリエステルであった。
[Examples 2, 3 and 4] In the same manner as in Example 1, after carrying out the transesterification reaction and the polymerization reaction,
TCL was added to polyester in the weight ratios shown in Table 1, and the reaction under reduced pressure was carried out for 15 minutes. The physical properties of the obtained polymer are summarized in Table 1. All were high molecular weight polyesters.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】[実施例5、6および7]アジピン酸ジメ
チル174部、テトラメチレングリコール135部、テ
トラブチルチタネート0.139部を混合し、実施例1
と同様にしてエステル交換反応およびそれに引き続く重
合反応を行い、溶融粘度の上昇が鈍くなった時点で、下
記に示すTCLの所定量を添加し、15分間減圧下で反
応させた。得られたポリエステルの分子量および融点は
表2のとおりである。
[Examples 5, 6 and 7] 174 parts of dimethyl adipate, 135 parts of tetramethylene glycol and 0.139 parts of tetrabutyl titanate were mixed to prepare Example 1
The transesterification reaction and the subsequent polymerization reaction were carried out in the same manner as above, and when the increase in melt viscosity slowed down, a predetermined amount of TCL shown below was added, and the mixture was reacted under reduced pressure for 15 minutes. The molecular weight and melting point of the obtained polyester are shown in Table 2.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[比較例3]実施例5と同様にして、TC
Lを使用せずに重合したところ、Mn=13,000、
Mw=27,000であった。
[Comparative Example 3] In the same manner as in Example 5, TC
When polymerized without using L, Mn = 13,000,
It was Mw = 27,000.

【0039】[実施例8、9および10]コハク酸とア
ジピン酸を各々9/1、8/2および7/3のモル比
(コハク酸/アジピン酸)で仕込み、さらにテトラメチ
レングリコール(C4G)をコハク酸とアジピン酸の合
計量に対して1.5モル倍仕込み、反応温度200℃で
直接エステル化反応を行い、水を留去した後、テトラブ
トキシチタン10mmol%を添加して220℃で減圧
し重合反応を行った。3時間真空下に重合反応したのち
TCLをそれぞれ、2.61部、2.67部、2.71部
(ポリエステルに対して1.5重量%に相当する)を添
加し15分間減圧して反応を継続した所、急激に粘度が
上昇した。しかしゲル化の現象はなかった。ポリエステ
ルの物性は表3のとおりである。
[Examples 8, 9 and 10] Succinic acid and adipic acid were charged at a molar ratio of 9/1, 8/2 and 7/3 (succinic acid / adipic acid), respectively, and tetramethylene glycol (C 4 G) was added in a molar amount of 1.5 times the total amount of succinic acid and adipic acid, a direct esterification reaction was carried out at a reaction temperature of 200 ° C., water was distilled off, and 10 mmol% of tetrabutoxytitanium was added to prepare 220 Polymerization reaction was carried out under reduced pressure at ° C. After the polymerization reaction under vacuum for 3 hours, 2.61 parts, 2.67 parts and 2.71 parts (corresponding to 1.5% by weight based on polyester) of TCL were added respectively, and the reaction was carried out under reduced pressure for 15 minutes. After continuing, the viscosity increased rapidly. However, there was no phenomenon of gelation. Table 3 shows the physical properties of polyester.

【0040】[0040]

【表3】 [Table 3]

【0041】[実施例11]実施例1〜10で得たポリ
エステルを150℃で溶融し加圧成形により厚さ200
μmのシート状とした。次いで、このサンプル50mg
を分解酵素であるリゾープス・アリザエ50mgを含む
100mlのリン酸緩衝液(pH=7)の溶液に浸し、
35℃で72時間処理し重量減量率を比較した。比較の
ため、TCLを用いない比較例1、3、DPMDIを用
いた比較例2の試料も参考までに同時評価した。結果を
表4に示した。
Example 11 The polyesters obtained in Examples 1 to 10 were melted at 150 ° C. and pressure-molded to give a thickness of 200.
It was made into a sheet shape of μm. Then 50 mg of this sample
Is immersed in 100 ml of a phosphate buffer solution (pH = 7) containing 50 mg of the degrading enzyme Rhizopus alizae,
The samples were treated at 35 ° C. for 72 hours and the weight loss rates were compared. For comparison, samples of Comparative Examples 1 and 3 not using TCL and Comparative Example 2 using DPMDI were simultaneously evaluated for reference. The results are shown in Table 4.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】以上の実施例により、本発明の方法で製造
された高重合度脂肪族ポリエステルは生分解性において
も優れていることがわかる。
From the above examples, it can be seen that the high degree of polymerization aliphatic polyester produced by the method of the present invention is also excellent in biodegradability.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によると、極めて容易に高重合度
の脂肪族ポリエステルを得ることができ、しかも得られ
るポリエステルはウレタン結合を持たず、実質的に全て
結合手がエステルであるため、優れた生分解性を有す
る。このポリエステルからの生成物は高分子量であるの
で、機械的物性に優れ、一般の樹脂、フィルム、繊維と
して有用である。本発明は、とりわけ生分解性を要求さ
れる用途に用いられ得る優れた素材の製造方法を提供す
る。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, an aliphatic polyester having a high degree of polymerization can be obtained very easily, and the obtained polyester has no urethane bond, and practically all of the bonds are esters, which is excellent. Has biodegradability. Since the product from this polyester has a high molecular weight, it has excellent mechanical properties and is useful as a general resin, film or fiber. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention provides a method for producing an excellent material that can be used particularly for applications requiring biodegradability.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高分子鎖末端に水酸基を有する低重合度
脂肪族ポリエステルと下記一般式(1) 【化1】 (式中、2個のR1は、同一または異って、2価の脂肪
族基であり、R2は2価の有機基であり、nはR2の個数
を示し、0または1である)で示されるN,N’−アシ
ルビスラクタム化合物を反応せしめることを特徴とする
高重合度脂肪族ポリエステルの製造方法。
1. A low-polymerization degree aliphatic polyester having a hydroxyl group at a polymer chain end and the following general formula (1): (In the formula, two R 1 s are the same or different and each is a divalent aliphatic group, R 2 is a divalent organic group, n is the number of R 2 , and is 0 or 1. A) a N, N′-acylbislactam compound represented by the formula (1) is reacted.
【請求項2】 低重合度脂肪族ポリエステルの酸成分が
コハク酸およびアジピン酸のうちの少なくともいずれか
を主成分としている請求項1に記載の製造方法。
2. The production method according to claim 1, wherein the acid component of the low-polymerization degree aliphatic polyester contains at least one of succinic acid and adipic acid as a main component.
【請求項3】 式(1)で示されるN,N’−アシルビ
スラクタム化合物が脂肪族ジカルボン酸とモノラクタム
の縮合物または芳香族ジカルボン酸とモノラクタムとの
縮合物である請求項1または2に記載の製造方法。
3. The N, N′-acylbislactam compound represented by the formula (1) is a condensate of an aliphatic dicarboxylic acid and a monolactam or a condensate of an aromatic dicarboxylic acid and a monolactam. 2. The manufacturing method according to 2.
【請求項4】 高重合度脂肪族ポリエステルの融点が6
0℃以上、数平均分子量が30,000以上である請求
項1ないし3のいずれかに記載の製造方法。
4. The high-polymerization degree aliphatic polyester has a melting point of 6
4. The method according to claim 1, wherein the number average molecular weight is 0 ° C. or higher and the number average molecular weight is 30,000 or higher.
【請求項5】 高重合度脂肪族ポリエステルが生分解性
である請求項1ないし4のいずれかに記載の製造方法。
5. The production method according to claim 1, wherein the high-polymerization degree aliphatic polyester is biodegradable.
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