KR100793903B1 - Process for preparing lactones biodegradable solid polymer and apparatus for preparing the same - Google Patents

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Abstract

A method and an apparatus for preparing lactone-based biodegradable solid polymers are provided to facilitate controlling of molecular weight and taking out of polymers using bulk polymerization and produce highly pure polymers with high yield. A method for preparing lactone-based biodegradable solid polymers includes a step of solid-phase polymerizing cyclic lactones at a temperature lower than a melting point of the polymer to be prepared in a reactor comprising at least one tubular reaction zone. An apparatus for preparing lactone-based biodegradable solid polymers includes: a mixer(R-101) which mixes a catalyst with cyclic lactones; and the reactor(R-102) which is fluid-connected with the mixer and has at least one tubular reaction zone(4) within, wherein the at least one tubular reaction zone has a diameter of 10-100 mm and is surface-treated to come off solid polymers.

Description

락톤계 생분해성 고형 수지의 제조 방법 및 제조 장치{Process for preparing lactones biodegradable solid polymer and apparatus for preparing the same}Process for preparing lactones biodegradable solid polymer and apparatus for preparing the same

도 1은 본 발명의 일 실시 태양에 따른 중합 방법을 도시한 공정도.1 is a process diagram showing a polymerization method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 고수율 및 고순도로 고분자량의 락톤계 생분해성 수지를 대량 생산할 수 있는 방법 및 그 제조 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기 내에서 환상 락톤류를 반응시키는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 수지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a manufacturing apparatus for mass production of a high molecular weight lactone-based biodegradable resin with high yield and high purity, and more particularly, in a reactor including one or more tubular reaction zones having a diameter of 10 mm to 100 mm. It relates to a method for producing a lactone-based biodegradable resin characterized in that the cyclic lactones in the reaction.

락톤계 생분해성수지, 특히 폴리파라다이옥산온은 생체흡수성 수지로써 현재 수술용 봉합사 또는 유찰방지 시트 등 의료용으로 주로 사용되고 있고, 대량으로 상업생산이 이루어질 경우 생분해성 수지 특히, 필름(종이기저귀, 파이버), 사출품(용기) 및 시트(트레이)로의 사용이 가능하다.Lactone-based biodegradable resins, especially polyparadioxanone, are bioabsorbable resins and are currently used for medical purposes such as surgical sutures or anti-reflective sheets. It can be used as an injection molded product (container) and a sheet (tray).

폴리파라다이옥산온과 같은 에스테르계 생분해성 수지는 열과 수분에 불안정 하며, 중합 온도가 높을수록 중합 수율이 낮아지는 문제가 있어 제조 및 취급이 난이하여 대량생산에 어려움이 있었다. Ester-based biodegradable resins such as poly paradioxanone are unstable to heat and moisture, and the higher the polymerization temperature, the lower the polymerization yield.

예를 들어, 폴리파라다이옥산의 경우, 중합온도가 60℃ ~ 100℃의 범위 내에서 낮은 중합 온도일수록 고분자량의 수지를 얻을 수 있으나, 폴리파라다이옥산의 융점은 105℃이므로 이보다 낮은 온도 영역에서 중합이 이루어지면 고체로 중합체가 얻어지는 문제점이 있었다. For example, in the case of polyparadioxane, a higher molecular weight resin can be obtained at a lower polymerization temperature within a range of 60 ° C. to 100 ° C., but since the melting point of polyparadioxane is 105 ° C., polymerization is performed at a lower temperature range. There was a problem that the polymer is obtained as a solid.

상기 폴리파라다이옥산의 소량생산에는 둥근 유리 반응기를 사용하여 고상중합을 실시한 후, 반응기를 절단하여 고체상태의 중합체를 꺼내는 방법을 사용하고 있었으나, 대량생산에는 적당하지 않았다. 또한, 지름이 큰 원통형 반응기로 제조된 중합체의 경우 부위에 따른 온도 차이에 의해 중합 수율 및 분자량 차이가 발생하여 불균일한 제품을 얻는다는 단점이 있었다.The small amount of polyparadioxane was produced by solid phase polymerization using a round glass reactor, followed by cutting the reactor to take out a solid polymer, but not suitable for mass production. In addition, in the case of a polymer manufactured with a cylindrical reactor having a large diameter, there is a disadvantage in that a polymerization yield and a molecular weight difference occur due to a temperature difference depending on a site, thereby obtaining a non-uniform product.

유럽특허 공보 제0763559호는 폴리파라다이옥산의 제조방법에 있어서, 폴리파라다이옥산의 열분해를 막기 위해 다량의 첨가제를 사용하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법은 상업적으로 경제성이 떨어지고, 식품포장제로 사용할 경우 안전성에 문제가 있었다. 또한, 열안정제 처방전에 잔류 모노머를 제거하여야 하는 문제가 있었다.European Patent Publication No. 0763559 discloses a method for producing polyparadioxane, in which a large amount of additive is used to prevent thermal decomposition of polyparadioxane. However, the method is commercially inexpensive, and there is a problem in safety when used as a food packaging agent. In addition, there was a problem that the residual monomer should be removed before the heat stabilizer prescription.

일본 특허공보 제2001-151878호는 제조된 폴리파라다이옥산을 액체질소로 급냉하여 반응기에서 빼낸 뒤에 미반응 모노머를 제거하기 위하여 냉동분쇄한 후, 진공건조하여 폴리파라다이옥산을 얻었다고 기술하고 있으나, 상업적으로는 반응기를 액체질소로 급냉하여 폴리머를 빼내기 어렵고, 미반응 모노머 제조 방법도 경제적 이라고 볼 수 없다.Japanese Patent Publication No. 2001-151878 discloses that polyparadioxane was quenched with liquid nitrogen, taken out of a reactor, freeze-pulverized to remove unreacted monomer, and then vacuum dried to obtain polyparadioxane. In this case, the reactor is quenched with liquid nitrogen, making it difficult to remove the polymer, and the method of producing unreacted monomer is not economical.

한편, 미국특허공보 제5652331호는 중합물의 유동성을 유지하기 위하여 액상중합(폴리머 Tg이상)으로 폴리파라다이옥산을 제조하고, 모노머 제거 공정에서 폴리머와 모노머의 가역반응에 기인한 분자량 저하를 막기 위하여 고리형 무수물 화합물(Cyclic anhydrides)을 사용하여 말단-캡핑(end-capping)하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법으로는 고분자량의 폴리머를 얻을 수 없었고, 반응수율도 낮다는 문제가 있었다. On the other hand, U.S. Patent No. 5,531,331 prepares polyparadioxane by liquid phase polymerization (polymer Tg or more) in order to maintain the fluidity of the polymer, and in order to prevent the molecular weight decrease due to the reversible reaction of the polymer and the monomer in the monomer removal process. A method of end-capping using Cyclic anhydrides is disclosed. However, there was a problem that a high molecular weight polymer could not be obtained by the above method and the reaction yield was low.

따라서 환상 락톤류를 괴상 중합함에 있어서, 반응기로부터 중합체 분리성 및 중합계의 온도조절이 용이하고, 좁은 분자량분포를 가지는 고분자량의 락톤계 생분해성 수지의 제조방법이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, in the bulk polymerization of cyclic lactones, there is a demand for a method for producing a high molecular weight lactone-based biodegradable resin having a narrow polymerizable molecular weight and easy control of the polymer from the reactor and a narrow molecular weight distribution.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 괴상 중합을 이용하여 분자량 제어 및 중합체의 취출이 용이하고 고수율 및 고순도의 중합체를 수득할 수 있는 락톤계 생분해성 수지의 제조방법 및 그에 사용되는 제조 장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to prepare a lactone-based biodegradable resin that can easily control the molecular weight and take out the polymer by using a bulk polymerization and obtain a polymer of high yield and high purity It is to provide a method and a manufacturing apparatus used therefor.

본 발명은 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기 내에서 환상 락톤류를 중합 반응시키는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 수지의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a lactone-based biodegradable resin, characterized in that the cyclic lactones are polymerized in a reactor including at least one tubular reaction zone having a diameter of 10 mm to 100 mm.

본 발명자들은 환상 락톤류를 관형 반응기 내에서 반응시키는 경우 반응기의 직경방향으로 열전달이 균일하여 반응기 내 온도 편차가 적기 때문에 균일한 중합도를 가지는 락톤계 생분해성 수지를 제조할 수 있음은 물론 제조된 폴리머의 토출이 용이하다는 것을 밝혀 본 발명을 완성하였다. 따라서 본 발명은 개환중합의 괴상반응에 있어서, 특정한 직경을 가지는 관형반응기를 사용하는 것을 특징으로 한다. When the cyclic lactones are reacted in the tubular reactor, the present inventors can produce lactone-based biodegradable resins having a uniform degree of polymerization because the heat transfer is uniform in the radial direction of the reactor and the temperature variation in the reactor is small. The present invention was found to be easy to discharge. Therefore, the present invention is characterized by using a tubular reactor having a specific diameter in the bulk reaction of ring-opening polymerization.

본 발명에 따른 락톤계 생분해성 수지의 제조방법에 있어서, 관형 반응 영역의 직경은 10 ~ 100mm이고, 바람직하게는 30 ~ 90mm, 보다 바람직하게는 50 ~ 80mm이다. In the method for producing a lactone biodegradable resin according to the present invention, the diameter of the tubular reaction region is 10 to 100 mm, preferably 30 to 90 mm, more preferably 50 to 80 mm.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 반응기는 상기와 같은 직경을 가지는 관형 반응 영역을 단독으로 가지는 단관 반응기는 물론 상기 관형 반응 영역을 2 개 이상 가지는 다관 반응기를 사용할 수 있음은 물론이다.In the production method according to the present invention, the reactor may be a multi-tube reactor having two or more tubular reaction zones as well as a single-tube reactor having a tubular reaction zone having the diameter as described above.

상기 반응 영역의 직경이 100mm를 초과하는 경우 직경 방향(반응기 내부방향)으로 열전달이 이루어지지 않아 열편차가 발생하고 이에 따라 중합도가 균일하지 않은 폴리머를 얻을 수 있다. 또한 반응관 내에서 생성된 고분자의 직경방향 수축율은 파라다이옥산의 경우 대략 2.5%이므로, 직경이 10mm 미만인 경우에는 폴리머와 반응관과의 틈새가 작아 토출이 용이치 않다. 또한 직경이 너무 작은 경우 반응기 길이가 길어지고, 단위량 생산에 필요한 관수가 많아져 취급이 번잡하여 진다. When the diameter of the reaction zone exceeds 100mm, heat transfer is not performed in the radial direction (reactor inner direction), and thus a thermal deviation may occur, thereby obtaining a polymer having a uniform degree of polymerization. In addition, since the radial shrinkage of the polymer produced in the reaction tube is approximately 2.5% in the case of paradioxane, when the diameter is less than 10 mm, the gap between the polymer and the reaction tube is small and the discharge is not easy. In addition, if the diameter is too small, the reactor length becomes longer, and the number of irrigation required for the production of the unit is increased, which makes the handling complicated.

본 발명에 따른 제조방법에 있어서, 환상 락톤류는 특별히 한정되지 않으나, 파라다이옥산, 카프로락톤, 또는 락타이드 등을 들 수 있다.In the manufacturing method which concerns on this invention, although cyclic lactone is not specifically limited, Paradioxane, caprolactone, or lactide etc. are mentioned.

또한 상기 관형 반응 영역은 길이 대 직경 비가 1 ~ 40 : 1인 것이 바람직하고, 1 : 20 ~ 1인 것이 보다 바람직하다. 상기 길이 대 직경비가 1 : 1 미만인 경우 직경 방향(반응기 내부방향)으로 열전달이 이루어지지 않아 열편차가 발생하고 이에 따라 중합도가 균일하지 않은 폴리머를 얻을 수 있고, 40 : 1을 초과하면 반응기 길이가 길어지고, 단위량 생산에 필요한 관수가 많아져 취급이 번잡하여 질 수 있다.In addition, the tubular reaction region preferably has a length to diameter ratio of 1 to 40: 1, and more preferably 1:20 to 1. When the length-to-diameter ratio is less than 1: 1, heat transfer is not performed in the radial direction (reactor inner direction), resulting in a thermal deviation, thereby obtaining a polymer having a non-uniform degree of polymerization. The amount of irrigation required for the production of the unit can be complicated and the handling can be complicated.

본 발명에 따른 환형 락톤의 반응 조건은 하기에 의해 구체화 된다.The reaction conditions of the cyclic lactone according to the present invention are specified by the following.

본 발명에 따른 폴리머의 제조방법에 있어서, 반응은 25 ~ 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 반응 온도는 30 ~ 100℃ 이다. 반응 온도가 25℃ 미만인 경우 반응속도가 떨어져 중합효율이 떨어질 수 있고, 150℃를 초과하는 경우 액상중합 조건으로 평형 전환율이 낮아져 해중합에 의한 저분자량의 수지가 얻어질 수 있다.In the polymer production method according to the invention, the reaction is preferably carried out in a temperature range of 25 ~ 150 ℃, more preferably the reaction temperature is 30 ~ 100 ℃. When the reaction temperature is less than 25 ℃ may be lower the reaction rate, the polymerization efficiency, and when the reaction temperature exceeds 150 ℃ low equilibrium conversion to the liquid phase polymerization conditions can be obtained a low molecular weight resin by depolymerization.

또한 본 발명에 따른 락톤계 생분해성 수지의 제조방법에 있어서, 분자량을 조절하기 위하여, 반응은 서로 다른 온도에서 다단계로 수행되는 것이 바람직하다. 일 예를 들어 반응은 상기 온도 범위 내에서 상대적으로 고온의 반응 조건에서 일 정 시간 반응을 진행시킨 후, 반응 온도를 상대적으로 저온의 조건으로 변경하여 추가적인 반응을 진행 시킬 수 있다. 상기와 같은 2 단계의 반응 조건 중 낮은 온도 조건에서의 반응은 중합체의 분자량을 증가시키고, 반응기 내의 미반응 단량체를 줄여 전체적인 수율을 상승시킬 수 있다.In addition, in the production method of the lactone-based biodegradable resin according to the present invention, in order to control the molecular weight, the reaction is preferably carried out in a multi-step at different temperatures. For example, the reaction may be performed for a predetermined time under relatively high temperature reaction conditions within the above temperature range, and then the reaction temperature may be changed to a relatively low temperature condition for further reaction. The reaction at the low temperature of the two reaction conditions as described above may increase the molecular weight of the polymer, reduce the unreacted monomer in the reactor to increase the overall yield.

한편, 본 발명에 따른 락톤계 생분해성 수지의 제조방법에 사용되는 촉매의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 디에틸 징크 (Diethyl zinc), 지르코늄 아세틸 아세토네이트 (Zirconium(IV) acetly acetonate), 알루미늄 이스프로폭사이드(Aluminum isopropoxide), 티타늄 테트라클로라이드 (Titanium tetrachloride), 암모늄 징크 할라이드(Ammonium Zinc Halide), 트리에틸알루미늄(Triethylaluminum: TEAL), p-톨루엔 설포닉 애시드 (p-toluene sulfonic acid), 보론 트리플루오라이드 디에틸 에테르에이트 (Boron trifluoride diethyl etherate), 소듐 하이드록사이드 (Sodium hydroxide), 틴 클로라이드 (Tin(II) Chloride), 이트륨 클로라이드 헥사하이드레이트 (Yttrium chloride hexahydrate), 이트륨 이소프로폭사이드(Yttrium(II) isopropoxide), 또는 틴 옥토에이트 (Tin Octoate) 촉매의 존재 하에 수행되는 것이 바람직하다. 상기 촉매의 사용량 역시 특별히 제한되지 않으나, 환상 락톤류 단량체 1 몰에 대하여 500 ~ 40,000 몰을 사용할 수 있다. On the other hand, the type of catalyst used in the production method of the lactone-based biodegradable resin according to the present invention is not particularly limited, but diethyl zinc, zirconium acetyl acetonate (Zirconium (IV) acetly acetonate), aluminum ispro Aluminum isopropoxide, Titanium tetrachloride, Ammonium Zinc Halide, Triethylaluminum (TEAL), p-toluene sulfonic acid, Boron trifluor Boron trifluoride diethyl etherate, Sodium hydroxide, Tin (II) Chloride, Yttrium chloride hexahydrate, Yttrium isopropoxide isopropoxide), or Tin Octoate catalyst. The amount of the catalyst is also not particularly limited, but may be 500 to 40,000 moles per 1 mole of the cyclic lactone monomer.

본 발명에 따른 락톤계 생분해성 수지의 제조방법은 촉매 및 환상 락톤류 단량체를 혼합하는 단계; 및Method for producing a lactone-based biodegradable resin according to the present invention comprises the steps of mixing a catalyst and a cyclic lactone monomer; And

상기 혼합물을 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기 내에서 반응시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 촉매는 락톤류 모노머와 함께 반응 영역에 투입될 수도 있으나, 반응 영역 투입 전에 모노머와 균일하게 혼합된 후에 반응 영역에 투입되는 것이 바람직하다.Preferably, the mixture comprises reacting in a reactor comprising one or more tubular reaction zones having a diameter of 10 mm to 100 mm. That is, the catalyst may be added to the reaction zone together with the lactone monomer, but it is preferable that the catalyst is added to the reaction zone after being uniformly mixed with the monomers before the reaction zone is added.

본 발명은 또한 The invention also

촉매 및 락톤류 모노머를 혼합하는 혼합기; 및A mixer for mixing the catalyst and the lactone monomers; And

상기 혼합기와 유체 연결되어 있고, 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기A reactor in fluid communication with the mixer and including one or more tubular reaction zones having a diameter of 10 mm to 100 mm

를 포함하는 락톤계 생분해성 수지의 제조 장치에 관한 것이다. It relates to a manufacturing apparatus of a lactone-based biodegradable resin comprising a.

상기 제조 장치에 있어서 상술한 바와 같이 관형 반응 영역의 길이 대 직경 비가 1 ~ 40 : 1인 것이 바람직하다.In the above production apparatus, the length-to-diameter ratio of the tubular reaction region is preferably 1 to 40: 1 as described above.

한편, 상기 관형 반응 영역의 내부 표면은 폴리머의 탈리를 위해 별도의 표면처리를 하는 것이 바람직하다. 반응관 내표면 처리는 화학적 처리 또는 물리적 처리를 포함한다. 예를 들어, 관의 내부 표면을 일렉트로닉 폴리싱(Electronic polishing) 처리하거나, 소수성을 가지는 불소 수지 또는 폴리올레핀 수지 등으로 코팅하는 것을 들 수 있다.On the other hand, the inner surface of the tubular reaction region is preferably subjected to a separate surface treatment for the detachment of the polymer. In-tube surface treatment includes chemical treatment or physical treatment. For example, the internal surface of a tube may be subjected to electronic polishing or coating with a hydrophobic fluorine resin, polyolefin resin, or the like.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 제조장치는 촉매 및 락톤계 모노머를 혼합하는 혼합기(R- 101); 및 상기 혼합기와 혼합물 이송 라인(2)에 의해 유체 연결되어 있고, 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역 (4)를 포함하는 반응기(R-102)를 포함한다.The manufacturing apparatus according to the present invention comprises a mixer (R-101) for mixing a catalyst and a lactone monomer; And a reactor (R-102) in fluid connection with the mixer and the mixture transfer line (2) and comprising at least one tubular reaction zone (4) having a diameter of 10 mm to 100 mm.

우선 반응을 진행하기 전에 질소 도입 라인(3)을 통해 혼합기(R-101) 및 반응기(R-102)를 불활성 가스인 질소로 계 전체를 치환한다. First, before proceeding with the reaction, the entire system is replaced with the nitrogen (R-101) and the reactor (R-102) with inert gas through the nitrogen introduction line (3).

교반기가 부착된 혼합기(R-101)에 피드 라인(1)을 통해 락톤계 모노머 및 촉매를 도입한다. The lactone monomer and the catalyst are introduced into the mixer (R-101) with the stirrer through the feed line (1).

락톤계 모노머 및 촉매를 충분히 혼합한 후, 혼합물을 혼합물 이송라인(2)를 통해 반응기(R-102)로 이송한다. 이 때, 상기 반응기(R-102)는 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 관형 반응 영역 (4)을 하나 이상 포함할 수 있다.After sufficient mixing of the lactone monomer and catalyst, the mixture is transferred to the reactor (R-102) via the mixture transfer line (2). In this case, the reactor (R-102) may include one or more tubular reaction zone (4) having a diameter of 10mm ~ 100mm.

상기 반응기(R-102)의 온도를 반응온도(실온~120℃)까지 올린 후 정치한 상태에서 중합반응을 실시한다. 중합반응이 완료되면, 반응기(R-102)의 아래 부분을 열어 고형의 중합체를 봉 형태로 얻는다.After raising the temperature of the reactor (R-102) to the reaction temperature (room temperature ~ 120 ℃), the polymerization reaction is carried out in a stationary state. When the polymerization is complete, the bottom of the reactor (R-102) is opened to obtain a solid polymer in the form of a rod.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are provided to help understanding of the present invention, but the following examples are merely to illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

폴리머중의 모노머량은 핵자기 공명 분석 장치(1H-NMR)을 사용하여 정량 분석하였고, 분자량은 일정량의 폴리머를 클로로포름에 녹여 I.V. (고유점도: Inherent Viscosity)를 하기와 같이 측정하였다.The amount of monomer in the polymer was quantitatively analyzed using a nuclear magnetic resonance analyzer (1H-NMR), and the molecular weight was determined by dissolving a certain amount of polymer in chloroform. (Intrinsic viscosity: Inherent Viscosity) was measured as follows.

1) 폴리머중의 모노머량 측정법1) Measurement method of monomer amount in polymer

0.01g의 시료를 1cc의 클로로포름에 녹인 후 deutero- chloroform(CDCl3)을 첨가하여 시료를 제조여 25℃에서 1H-NMR로 측정하여 spectrum으로부터 계산하였다.0.01g of the sample was dissolved in 1cc of chloroform, deutero-chloroform (CDCl 3 ) was added to prepare a sample, and measured by 1H-NMR at 25 ° C.

2) I.V.측정법2) I.V.Measuring Method

0.001g의 시료를 1cc의 테트라클로로에탄(TCE)에 녹여 Ubbelohde 점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다.A 0.001 g sample was dissolved in 1 cc of tetrachloroethane (TCE) and measured at 25 ° C. using a Ubbelohde viscometer.

3) 중합 수율3) polymerization yield

Figure 112006094977994-pat00001
Figure 112006094977994-pat00001

상기 식에서 Polymer는 생성된 락톤계 생분해성 수지의 양을 나타내고, Monomer는 반응에 도입된 락톤계 단량체의 양을 나타낸다. In the above formula, Polymer represents the amount of the lactone-based biodegradable resin produced, and Monomer represents the amount of the lactone monomer introduced into the reaction.

실시예 1.Example 1.

교반기가 부착된 혼합기 및 70 mm의 직경을 가지고, 내표면이 불소수지로 소성 코팅된 관형 반응 영역을 7개 포함하는 반응기를 불활성 가스인 질소로 치환하 였다. 혼합기에 락톤계 모노머로 파라다이옥산온(PDX) 25kg 및 헥산으로 희석된 TEAL(1M) 84.73g(PDX 몰/촉매몰비: 2,000)을 도입하였다. PDX 및 촉매를 40℃에서 5분간 충분히 혼합한 후, 혼합액을 반응기로 이송하였다. 반응온도 80℃에서 정치한 상태로 4시간 동안 중합반응을 실시하였다. 중합반응 종료 후, 반응기의 아래 부분을 열어 고형의 중합체(락톤계 생분해성 수지인 폴리다이옥산온)를 봉 형태로 얻었다.A reactor having a mixer with a stirrer and a diameter of 70 mm and including seven tubular reaction zones whose inner surface was plastically coated with a fluororesin was replaced with nitrogen as an inert gas. Into the mixer, 25 kg of paradioxanone (PDX) and 84.73 g of TEAL (1M) diluted with hexane (PDX mole / catalyst molar ratio: 2,000) were introduced into the mixer. After the PDX and the catalyst were sufficiently mixed at 40 ° C. for 5 minutes, the mixed liquid was transferred to the reactor. The polymerization reaction was carried out for 4 hours while the reaction temperature was left at 80 ° C. After completion of the polymerization reaction, the lower part of the reactor was opened to obtain a solid polymer (polydioxanone, a lactone biodegradable resin) in the form of a rod.

분석결과, 중합수율은 80wt%이고, 고유점도는 2.04dl/g였다. As a result, the polymerization yield was 80 wt% and the inherent viscosity was 2.04 dl / g.

실시예 2.Example 2.

교반기가 부착된 혼합기 및 70 mm의 직경을 가지고, 내표면이 불소수지로 소성 코팅된 관형 반응 영역을 7개 포함하는 반응기를 불활성 가스인 질소로 치환하였다. 혼합기에 PDX 25kg 및 틴 옥토에이트 5g(PDX 몰/촉매몰비: 20,000)을 도입하였다. 파라다이옥산온 및 촉매를 40℃에서 10분간 충분히 혼합한 후, 혼합액을 반응기로 이송하였다. 반응온도 80℃에서 정치한 상태로 72시간 동안 중합반응을 실시하였다. 중합반응 종료 후, 반응기의 아랫부분을 열어 고형의 중합체를 봉 형태로 얻었다. A reactor having a mixer with a stirrer and a diameter of 70 mm and including seven tubular reaction zones whose inner surface was plastically coated with a fluororesin was replaced with nitrogen as an inert gas. 25 kg PDX and 5 g tin octoate (PDX mole / catalyst molar ratio: 20,000) were introduced into the mixer. After the paradioxanone and the catalyst were sufficiently mixed at 40 ° C. for 10 minutes, the mixed solution was transferred to the reactor. The polymerization reaction was carried out for 72 hours while the reaction temperature was left at 80 ° C. After completion of the polymerization reaction, the bottom of the reactor was opened to obtain a solid polymer in the form of a rod.

분석결과, 중합수율은 71wt%이고, 고유점도는 1.65dl/g이었다. As a result, the polymerization yield was 71 wt% and the inherent viscosity was 1.65 dl / g.

실시예 3.Example 3.

교반기가 부착된 혼합기 및 70 mm의 직경을 가지고, 내표면이 불소수지로 소 성 코팅된 관형 반응 영역을 7개 포함하는 반응기를 불활성 가스인 질소로 치환하였다. 혼합기에 PDX 25kg 및 헥산으로 희석된 TEAL(1M) 84.73g(PDX 몰/촉매몰비: 2,000)을 도입하였다. 파라다이옥산온 및 촉매를 40℃에서 5분간 충분히 혼합한 후, 혼합액을 반응기로 이송하였다. 반응온도 80℃에서 정치한 상태로 4시간 동안 중합반응을 실시한 후, 반응온도를 60℃로 낮추어 2시간 중합을 실시하였다. 중합반응 종료 후, 반응기의 아랫부분을 열어 고형의 중합체를 봉 형태로 얻었다.A reactor equipped with a mixer with a stirrer and a diameter of 70 mm and containing seven tubular reaction zones whose inner surface was calcined with a fluororesin was replaced with nitrogen as an inert gas. To the mixer was introduced 84.73 g of PDAL (1 M) (PDX mole / catalyst molar ratio: 2,000) diluted with 25 kg PDX and hexane. After the paradioxanone and the catalyst were sufficiently mixed at 40 ° C. for 5 minutes, the mixed solution was transferred to the reactor. After the polymerization reaction was carried out for 4 hours while the reaction temperature was left at 80 ° C., the reaction temperature was lowered to 60 ° C. for 2 hours of polymerization. After completion of the polymerization reaction, the bottom of the reactor was opened to obtain a solid polymer in the form of a rod.

분석결과, 중합수율은 92wt%이고, 고유점도는 2.87dl/g이었다.As a result, the polymerization yield was 92 wt% and the inherent viscosity was 2.87 dl / g.

종래의 락톤계 생분해성 수지의 제조방법으로는 중합생성물의 융점온도에 따른 중합온도의 제약으로 고 분자량의 생분해성 수지를 대량생산하는 것에 한계가 있었으나, 본 발명에 의하면 중합온도의 제약이 줄어 다단중합을 통한 분자량 조절을 자유롭게 할 수 있고 안정적으로 제조할 수 있다. Conventional methods for producing lactone-based biodegradable resins have limitations in mass-producing high molecular weight biodegradable resins due to the limitations of the polymerization temperature depending on the melting point temperature of the polymerization product. Molecular weight control through polymerization can be made free and stable.

Claims (10)

10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기 내에서 제조될 수지의 융점 이하의 온도로 환상 락톤류를 고상 중합반응시키는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.A process for producing a lactone-based biodegradable solid resin, characterized in that the cyclic lactones are subjected to a solid phase polymerization at a temperature below the melting point of the resin to be produced in a reactor including at least one tubular reaction zone having a diameter of 10 mm to 100 mm. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 환상 락톤류는 파라다이옥산, 카프로락톤 또는 락타이드인 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.Cyclic lactones are paradioxane, caprolactone or lactide, the production method of lactone-based biodegradable solid resin. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 관형 반응 영역의 길이 대 직경 비가 1 ~ 40 : 1인 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.A process for producing a lactone-based biodegradable solid resin, characterized in that the length to diameter ratio of the tubular reaction zone is 1 to 40: 1. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 반응이 25 ~ 150℃의 온도 범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.Process for producing a lactone-based biodegradable solid resin, characterized in that the reaction is carried out in a temperature range of 25 ~ 150 ℃. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 반응이 서로 다른 온도에서 다단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.Process for producing a lactone-based biodegradable solid resin, characterized in that the reaction is carried out in multiple stages at different temperatures. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 반응이 트리에틸알루미늄(TEAL) 또는 틴 옥토에이트(tin octoate) 촉매의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법. A process for producing a lactone-based biodegradable solid resin, characterized in that the reaction is carried out in the presence of triethylaluminum (TEAL) or tin octoate catalyst. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 촉매 및 환상 락톤류를 혼합하는 단계; 및Mixing the catalyst and the cyclic lactones; And 상기 혼합물을 10mm ~ 100mm의 직경을 가지는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기 내에서 제조될 수지의 융점 이하의 온도로 환상 락톤류를 고상 중합반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조방법.Lactone-based biodegradability, comprising the step of solidifying the cyclic lactones at a temperature below the melting point of the resin to be prepared in the reactor including the mixture having one or more tubular reaction zones having a diameter of 10 mm to 100 mm. Method for producing a solid resin. 촉매 및 환상 락톤류를 혼합하는 혼합기; 및A mixer for mixing the catalyst and the cyclic lactones; And 상기 혼합기와 유체 연결되어 있고, 10mm ~ 100mm의 직경을 가지며, 내부에 고형 수지의 탈리를 위한 표면처리가 되어 있는 하나 이상의 관형 반응 영역을 포함하는 반응기를 포함하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조 장치.Apparatus for producing a lactone-based biodegradable solid resin comprising a reactor in fluid communication with the mixer and having a diameter of 10 mm to 100 mm and including at least one tubular reaction zone having a surface treatment for desorption of the solid resin therein. . 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 관형 반응 영역의 길이 대 직경 비가 1 ~ 40 : 1인 것을 특징으로 하는 락톤계 생분해성 고형 수지의 제조 장치.An apparatus for producing lactone-based biodegradable solid resins, wherein the length-to-diameter ratio of the tubular reaction zone is 1 to 40: 1. 삭제delete
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