JPH11240941A - Production of hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin - Google Patents
Production of hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resinInfo
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- JPH11240941A JPH11240941A JP4560498A JP4560498A JPH11240941A JP H11240941 A JPH11240941 A JP H11240941A JP 4560498 A JP4560498 A JP 4560498A JP 4560498 A JP4560498 A JP 4560498A JP H11240941 A JPH11240941 A JP H11240941A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は加水分解性及び生分
解性のポリヒドロキシカルボン酸共重合樹脂の製造方法
に関するものである。The present invention relates to a method for producing a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
種々の樹脂成形物が農業・園芸用資材(例えばポリ塩化
ビニルフィルム)及び漁業用資材(例えばポリエチレン
繊維の漁網)として用いられているが、これらの資材は
いずれは廃棄されるものである。したがって、廃棄され
ても公害源とならず、時間の経過とともに加水分解され
るか又は土中の微生物により生分解される樹脂が要望さ
れている。本発明は、このような農業・園芸用資材、漁
業用資材、粘結剤などに利用でき、使用後に廃棄されて
も土中の微生物などにより二酸化炭素と水に分解される
加水分解性及び/又は生分解性ポリヒドロキシカルボン
酸共重合樹脂を容易に製造する方法を提供することを目
的とするものである。2. Description of the Related Art
Various resin moldings are used as agricultural and horticultural materials (for example, polyvinyl chloride film) and fishing materials (for example, fishing nets made of polyethylene fiber), and any of these materials is discarded. Therefore, there is a demand for a resin that does not become a source of pollution even when discarded, and is hydrolyzed over time or biodegraded by microorganisms in the soil. The present invention can be used for such agricultural and horticultural materials, fishery materials, binders, and the like. Another object is to provide a method for easily producing a biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin.
【0003】[0003]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記の目的
を達成するために鋭意検討の結果、単官能ヒドロキシカ
ルボン酸と多官能ヒドロキシカルボン酸とから加水分解
性及び生分解性のポリヒドロキシカルボン酸共重合樹脂
を製造することができることを見出し、本発明を完成す
るに至った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and have found that a monofunctional hydroxycarboxylic acid and a polyfunctional hydroxycarboxylic acid can be used to form a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid. They have found that a carboxylic acid copolymer resin can be produced, and have completed the present invention.
【0004】すなわち本発明は、単官能ヒドロキシカル
ボン酸の少なくとも1種以上と多官能ヒドロキシカルボ
ン酸の少なくとも1種以上との混合物中に重合触媒を添
加し、減圧下に加熱攪拌して脱水共重合を行うことによ
り、加水分解性及び生分解性のポリヒドロキシカルボン
酸共重合樹脂を製造することを特徴とするものである。That is, according to the present invention, a polymerization catalyst is added to a mixture of at least one or more monofunctional hydroxycarboxylic acids and at least one or more polyfunctional hydroxycarboxylic acids, and the mixture is heated and stirred under reduced pressure to carry out dehydration copolymerization. By performing the above, a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin is produced.
【0005】[0005]
【発明の実施の形態】本発明で使用する単官能ヒドロキ
シカルボン酸としては、乳酸、グリコール酸などいずれ
を使用してもよいが、入手のし易さなどの点で特に乳酸
を使用することが好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As the monofunctional hydroxycarboxylic acid used in the present invention, any of lactic acid, glycolic acid and the like may be used, but lactic acid is particularly preferably used in terms of availability. preferable.
【0006】本発明で使用する多官能ヒドロキシカルボ
ン酸としては、安価な点で特に酒石酸、クエン酸、リン
ゴ酸などを使用することが好ましい。As the polyfunctional hydroxycarboxylic acid used in the present invention, tartaric acid, citric acid, malic acid and the like are particularly preferably used from the viewpoint of inexpensiveness.
【0007】多官能ヒドロキシカルボン酸の配合量は、
単官能ヒドロキシカルボン酸100重量部に対して0.
001〜20重量部が好ましい。配合量が0.001重
量部未満の場合には顕著な分子量増大効果が得られず、
一方配合量が20重量部を超える場合には、得られるポ
リヒドロキシカルボン酸共重合樹脂は重量平均分子量が
減少し、黒色に着色する。The amount of the polyfunctional hydroxycarboxylic acid is as follows:
0.1 parts by weight per 100 parts by weight of monofunctional hydroxycarboxylic acid.
001 to 20 parts by weight are preferred. When the amount is less than 0.001 part by weight, a remarkable molecular weight increasing effect cannot be obtained,
On the other hand, when the compounding amount exceeds 20 parts by weight, the obtained polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin has a reduced weight average molecular weight and is colored black.
【0008】本発明において単官能ヒドロキシカルボン
酸と多官能ヒドロキシカルボン酸との共重合反応に用い
られる重合触媒としては、1,3−置換−1,1,3,
3−テトラオルガノジスタノキサンを挙げることができ
る。ここで、スズ原子に結合するオルガノ基はメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、オクチル基、ア
リル基、ベンジル基、フェニル基のいずれでもよいが、
溶解度やコストなどを考え合わせるとブチル基が好まし
い。また、1,3位の置換基はハロゲン、チオシアノ
基、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基のいずれで
もよい。特に好ましい重合触媒として、1,3−ジクロ
ロー1、1、3、3ーテトラブチルジスタノキサンを挙
げることができる。In the present invention, the polymerization catalyst used for the copolymerization reaction between the monofunctional hydroxycarboxylic acid and the polyfunctional hydroxycarboxylic acid includes 1,3-substituted-1,1,3,3.
3-Tetraorganodistanoxane can be mentioned. Here, the organo group bonded to the tin atom may be any of a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an octyl group, an allyl group, a benzyl group, and a phenyl group.
Considering the solubility and cost, a butyl group is preferred. The substituent at the 1,3-position may be any of a halogen, a thiocyano group, a hydroxyl group, an alkoxy group, and a carboxyl group. Particularly preferred polymerization catalysts include 1,3-dichloro-1,1,3,3-tetrabutyldistannoxane.
【0009】[0009]
【作用】上述した手段によって加水分解性及び生分解性
のポリヒドロキシカルボン酸共重合樹脂をワンポットで
容易かつ効率よく製造することができ、得られたポリヒ
ドロキシカルボン酸共重合樹脂は、単官能ヒドロキシカ
ルボン酸の単独重合樹脂と比べて、重量平均分子量が大
で、かつ溶融粘度が大であるなどの特性を有する。そし
てこれらの樹脂は廃棄されても時間の経過とともに加水
分解及び/又は土中の微生物などにより二酸化炭素と水
に分解される。According to the above-mentioned means, a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin can be easily and efficiently produced in one pot. Compared to a carboxylic acid homopolymer resin, it has properties such as a large weight average molecular weight and a large melt viscosity. And even if these resins are discarded, they are hydrolyzed and / or decomposed into carbon dioxide and water by microorganisms in the soil with the passage of time.
【0010】[0010]
【実施例】実施例1(乳酸と酒石酸との共重合樹脂) 90%L−乳酸1mol(100g)と酒石酸1mmo
l(0.15g)と1,3−ジクロロー1、1、3、3
ーテトラブチルジスタノキサン0.1mmol(50m
g)とを500mlの反応器に入れ、180℃で24時
間減圧下に加熱撹伴した。得られたポリ乳酸共重合体の
重量平均分子量(Mw)は42,000であった。ま
た、160℃における溶融粘度は9.5×104ポイズ
であった。EXAMPLES Example 1 (Copolymer resin of lactic acid and tartaric acid) 1 mol (100 g) of 90% L-lactic acid and 1 mmol of tartaric acid
l (0.15 g) and 1,3-dichloro-1,1,3,3
-0.1 mmol of tetrabutyldistannoxane (50 m
g) was placed in a 500 ml reactor and heated and stirred at 180 ° C. under reduced pressure for 24 hours. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polylactic acid copolymer was 42,000. The melt viscosity at 160 ° C. was 9.5 × 10 4 poise.
【0011】なお、得られたポリヒドロキシカルボン酸
樹脂の分子量はゲル濾過クロマトグラフ(GPC)を用
いて測定した。溶媒はクロロホルムを使用し、温度40
℃で流量は1.0ml/minである。GPC装置は日
本ミリポアリミテッド(株)製高圧ポンプ(高速液体ク
ロマトグラフ用510型)と、昭和電工(株)製示差屈
折率検出器(ShodexRI−71)およびカラムG
PCK806Mである。また分子量はポリスチレンを標
準試料とし、換算した値である。また、溶融粘度の測定
は(株)島津製作所製、島津フローテスタCFT−500
Cによる。The molecular weight of the obtained polyhydroxycarboxylic acid resin was measured by using a gel filtration chromatograph (GPC). The solvent used was chloroform and the temperature was 40
At 100C, the flow rate is 1.0 ml / min. The GPC apparatus is a high pressure pump (Model 510 for high performance liquid chromatography) manufactured by Nippon Millipore Limited, a differential refractive index detector (Showex RI-71) manufactured by Showa Denko KK, and a column G.
PCK806M. The molecular weight is a value obtained by converting polystyrene as a standard sample. The melt viscosity was measured by Shimadzu Flow Tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation.
According to C.
【0012】実施例2(乳酸とクエン酸との共重合樹
脂) 90%L−乳酸1mol(100g)とクエン酸1mm
ol(0.19g)と1,3−ジクロロー1、1、3、
3ーテトラブチルジスタノキサン0.1mmol(50
mg)とを500mlの反応器に入れ、180℃で24
時間減圧下に加熱撹伴を行った。得られたポリ乳酸共重
合体の重量平均分子量(Mw)は38,000であっ
た。また、160℃における溶融粘度は9.3×104
ポイズであった。Example 2 (Copolymer resin of lactic acid and citric acid) 1 mol (100 g) of 90% L-lactic acid and 1 mm of citric acid
ol (0.19 g) and 1,3-dichloro-1,1,3,
0.1 mmol of 3-tetrabutyldistannoxane (50
mg)) in a 500 ml reactor and
Heating and stirring were performed under reduced pressure for a time. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polylactic acid copolymer was 38,000. The melt viscosity at 160 ° C. is 9.3 × 10 4
Poise.
【0013】比較例(乳酸の単独重合樹脂) 90%L−乳酸1mol(100g)と1,3−ジクロ
ロー1、1、3、3ーテトラブチルジスタノキサン0.
1mmol(50mg)とを500mlの反応器に入
れ、180℃で24時間減圧下に加熱撹伴を行った。得
られたポリ乳酸(乳酸ホモポリマー)の重量平均分子量
(Mw)は20,000であった。また、160℃にお
ける溶融粘度は1.5×104ポイズであった。Comparative Example (Homopolymerized Resin of Lactic Acid) 1 mol (100 g) of 90% L-lactic acid and 1,3-dichloro-1,1,3,3-tetrabutyldistanoxane 0.1 mol.
1 mmol (50 mg) was placed in a 500 ml reactor, and heated and stirred at 180 ° C. for 24 hours under reduced pressure. The weight average molecular weight (Mw) of the obtained polylactic acid (lactic acid homopolymer) was 20,000. The melt viscosity at 160 ° C. was 1.5 × 10 4 poise.
【0014】(加水分解促進試験による生分解性の評
価)一般に生分解性樹脂の微生物による分解は、まず加
水分解が起こり、樹脂の分子量の低下が起こったのち、
微生物による分解が起こることが知られている。したが
って生分解性樹脂については、易加水分解性の評価をそ
のまま生分解性の評価方法の一つとして採用することが
できる。そこで、ポリヒドロキシカルボン酸樹脂の易加
水分解性を評価するため、0.1N NaOH水溶液中
に実施例1、2で得られたポリ乳酸共重合体と比較例で
得られた乳酸ホモポリマーの2mmシートを浸漬して4
日後の重量の減少を測定した。最初の重量を100とし
た場合、乳酸ホモポリマーは96に減少したのに対し、
ポリ乳酸共重合体は92に減少した。このことから、本
発明により得られるポリヒドロキシカルボン酸共重合樹
脂はポリヒドロキシカルボン酸ホモポリマーと比べて生
分解速度が大であることが判明した。(Evaluation of Biodegradability by Hydrolysis Acceleration Test) In general, biodegradation of a biodegradable resin by microorganisms first occurs after hydrolysis and a reduction in the molecular weight of the resin occurs.
It is known that degradation by microorganisms occurs. Therefore, as for the biodegradable resin, the evaluation of the easily hydrolyzable property can be directly employed as one of the methods for evaluating the biodegradability. Then, in order to evaluate the hydrolyzability of the polyhydroxycarboxylic acid resin, 2 mm of the polylactic acid copolymer obtained in Examples 1 and 2 and the lactic acid homopolymer obtained in Comparative Example in a 0.1 N NaOH aqueous solution were used. Soak the sheet 4
The weight loss after days was measured. Lactic acid homopolymer was reduced to 96 when the initial weight was 100, whereas
The polylactic acid copolymer was reduced to 92. From this, it has been found that the polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin obtained according to the present invention has a higher biodegradation rate than the polyhydroxycarboxylic acid homopolymer.
【0015】[0015]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
水分解性及び生分解性のポリヒドロキシカルボン酸共重
合樹脂をワンポットで容易かつ効率よく製造することが
でき、得られたポリヒドロキシカルボン酸共重合樹脂
は、単官能ヒドロキシカルボン酸の単独重合樹脂と比べ
て、重量平均分子量が大で、かつ溶融粘度が大であるな
どの特性を有する。そしてこれらの樹脂は粘結剤とし
て、またその成形物は回収困難な農業・園芸用資材及び
漁業用資材や、医療用具および医薬用素材として使用す
ることができ、廃棄されても時間の経過とともに加水分
解ないし土中の微生物により二酸化炭素と水に分解され
るので、環境汚染源にならない。As described above, according to the present invention, a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin can be easily and efficiently produced in one pot, and the resulting polyhydroxycarboxylic acid can be produced. The acid copolymer resin has properties such as a higher weight average molecular weight and a higher melt viscosity than a homopolymer resin of a monofunctional hydroxycarboxylic acid. These resins can be used as binders, and their molded products can be used as agricultural and horticultural materials and fishery materials that are difficult to recover, as medical tools and medical materials, and even if they are discarded over time. It does not become a source of environmental pollution because it is hydrolyzed or decomposed into carbon dioxide and water by soil microorganisms.
Claims (5)
1種以上と多官能ヒドロキシカルボン酸の少なくとも1
種以上との混合物中に重合触媒を添加し、減圧下に加熱
攪拌して脱水共重合を行うことを特徴とする加水分解性
及び生分解性のポリヒドロキシカルボン酸共重合樹脂の
製造方法。(1) at least one kind of monofunctional hydroxycarboxylic acid and at least one kind of polyfunctional hydroxycarboxylic acid;
A method for producing a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin, comprising adding a polymerization catalyst to a mixture of at least one species and heating and stirring under reduced pressure to carry out dehydration copolymerization.
ロキシカルボン酸との混合割合が、単官能ヒドロキシカ
ルボン酸100重量部に対して多官能ヒドロキシカルボ
ン酸0.001〜20重量部であることを特徴とする請
求項1記載の加水分解性及び生分解性のポリヒドロキシ
カルボン酸共重合樹脂の製造方法。2. The mixing ratio of the monofunctional hydroxycarboxylic acid and the polyfunctional hydroxycarboxylic acid is 0.001 to 20 parts by weight of the polyfunctional hydroxycarboxylic acid per 100 parts by weight of the monofunctional hydroxycarboxylic acid. The method for producing a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin according to claim 1.
グリコール酸であることを特徴とする請求項1または2
記載の加水分解性及び生分解性のポリヒドロキシカルボ
ン酸共重合樹脂の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein the monofunctional hydroxycarboxylic acid is lactic acid or glycolic acid.
A method for producing the hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin described in the above.
エン酸またはリンゴ酸であることを特徴とする請求項1
または2記載の加水分解性及び生分解性のポリヒドロキ
シカルボン酸共重合樹脂の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the polyfunctional hydroxycarboxylic acid is tartaric acid, citric acid or malic acid.
Or the method for producing a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin according to 2 or 3.
−テトラオルガノジスタノキサンであることを特徴とす
る請求項1または2記載の加水分解性及び生分解性のポ
リヒドロキシカルボン酸共重合樹脂の製造方法。5. A polymerization catalyst comprising 1,3-substituted-1,1,3,3
3. The method for producing a hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin according to claim 1, wherein the resin is a tetraorganodistanoxane.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4560498A JPH11240941A (en) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Production of hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4560498A JPH11240941A (en) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Production of hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11240941A true JPH11240941A (en) | 1999-09-07 |
Family
ID=12723967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4560498A Pending JPH11240941A (en) | 1998-02-26 | 1998-02-26 | Production of hydrolyzable and biodegradable polyhydroxycarboxylic acid copolymer resin |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11240941A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009082924A1 (en) * | 2007-12-24 | 2009-07-09 | Anhui Zhongren Science & Technology Co., Ltd. | A process for preparing high molecular weight poly (l-lactic acid) |
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WO2011132537A1 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | 株式会社クレハ | Underwater antifouling material, melt-moulded article and coating material |
WO2014038608A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | 三井化学株式会社 | Aqueous dispersion, and additive for fracturing work |
JP2016210981A (en) * | 2015-05-08 | 2016-12-15 | 学校法人立教学院 | Biodegradable resin porous body |
-
1998
- 1998-02-26 JP JP4560498A patent/JPH11240941A/en active Pending
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