KR19990012621A - Biodegradable modified pullulan and preparation method thereof - Google Patents

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이주문
김영호
최세환
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김윤
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Abstract

본 발명은 에스테르 치환체 외에 카르바메이트(carbamate)기나 에테르기를 도입한 소수성이 증진된 생분해성 풀루란의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing biodegradable pullulan having enhanced hydrophobicity by introducing a carbamate group or an ether group in addition to an ester substituent.

본 발명의 목적은 성형성과 유연성이 증지된 새로운 열가소성 변성풀루란을 제조하는데 있으며 더욱 상세하게는 촉매 등을 사용하지 아니하고 직접 용매속에서 반응이 일어나게 하고 변성풀루란의 열변이 온도(Tg)가 낮아 가공에 용이하도록 하는데 있다. 본 발명은 풀루란에 에스테르기외에 에테르기와 카르바메이트기를 도입하고 적절한 치환도를 가진 생분해성 열가소성 변성풀루란을 제조하는데 있고 더 나아가 필름, 플라스틱 등의 제조방법에 관한 것이다.An object of the present invention is to produce a new thermoplastic modified pullulan with excellent moldability and flexibility, and more specifically, without the use of a catalyst, the reaction occurs directly in the solvent and the heat transfer temperature (Tg) of the modified pullulan is low To facilitate the processing. The present invention relates to a method for producing a biodegradable thermoplastic modified pullulan having an appropriate degree of substitution by introducing an ether group and a carbamate group in addition to the ester group in pullulan, and further relates to a method for manufacturing films, plastics and the like.

본 발명으로 제조된 변성풀루란은 유리전이 온도가 풀루란이나 풀루란 에스테르에 비하여 낮아져 성형가공성이 보다 우수해진다.The modified pullulan produced according to the present invention has a lower glass transition temperature than pullulan or pullulan ester, so that moldability is more excellent.

Description

생분해성 변성풀루란 및 그 제조방법Biodegradable modified pullulan and preparation method thereof

본 발명은 소수성이 증진된 생분해성 열가소성 변성풀루란 및 변성풀루란을 이용한 성형물들의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 에스테르 치환체 외에 카르바메이트(carbamate)기나 에스테르기를 도입한 소수성이 증진된 생분해성 풀루란의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing moldings using biodegradable thermoplastic modified pullulan with enhanced hydrophobicity and modified pullulan. More specifically, the present invention relates to a method for producing biodegradable pullulan having enhanced hydrophobicity by introducing a carbamate group or an ester group in addition to an ester substituent.

플라스틱은 현 산업산회에서 일상생활 및 산업 분야에서 매우 광범위하게 이용되고 있으며 사용량이 지속적으로 증가하고 있다. 이에따라 폐기물들의 양도 기하급수적으로 증가하고 있으며 매립이나 소각 등의 방법의 이들을 처리하고 있으나 매립의 경우 폐기물들이 생분해되지 아니하고 매립된 상태로 일종의 폐기물 무덤을 형성하고 있어 환경차원에서 매우 심각한 문제를 불러일으키고 있다. 이러한 폐기물의 환경문제를 푸는 방법의 일환으로 생분해성 재료들을 사용하여 플라스틱 등의 물질을 제조하려는 노력이 진행중에 있다.Plastics are very widely used in daily life and industry in the present industrial society, and their consumption is continuously increasing. Accordingly, the amount of waste is increasing exponentially, and landfilling or incineration is being processed, but in the case of landfilling, wastes are not biodegraded and form a sort of waste gravel, which causes serious problems at the environmental level. . Efforts are underway to produce materials such as plastics using biodegradable materials as part of the solution to the environmental problems of these wastes.

음식물, 종이 등과 같은 천연고분자들은 분해되어 퇴비로 쓰이는 생분해성 유기물들이다. 이러한 생분해성 천연 고분자들을 이용하여 플라스틱, 필름 등을 만들려는 연구들이 진행중이고 일부는 상품화되어 이용되고 있다. 셀룰로스로 만든 레이온, 텐셀과 같은 섬유는 대표적인 분해성 섬유이고, 더나아가 생분해성 합성고분자와 혼합하여 풀루란/폴리비닐알콜(PVA) 블렌드 수지를 만들어 완전 생분해성 프라스틱 및 필름 등의 제조가 가능하다.(Kobunshi Ronbunshu, 50, 767 (1993)).Natural polymers such as food and paper are biodegradable organics that are decomposed and used as compost. Research is underway to make plastics, films, etc. using these biodegradable natural polymers, and some of them are commercially available. Fibers such as rayon and tencel made of cellulose are typical degradable fibers, and furthermore, they can be mixed with biodegradable synthetic polymers to make pullulan / polyvinyl alcohol (PVA) blend resins to produce fully biodegradable plastics and films. (Kobunshi Ronbunshu, 50, 767 (1993)).

열가소성인 천연/합성 공중합체는 천연고분자 및 합성고분자와 블렌드가 잘되며 생분해성 특징을 가지고 있다. 하지만 공중합체 제조에 있어서 분자량 조절 및 고분자의 치환도 조절 등의 문제점을 지니고 있다. (미국특허 4,891,404)Thermoplastic natural / synthetic copolymers are well blended with natural and synthetic polymers and have biodegradable properties. However, there are problems in controlling the molecular weight and controlling the substitution degree of the polymer in preparing the copolymer. (U.S. Patent 4,891,404)

일반적으로 셀룰로스는 분해속도가 느린반면 풀루란은 친수성이 클뿐만 아니라 생분해 속도가 빠르다. 풀루란의 이러한 생분해 특성을 이용하여 필름이나 플라스틱, 섬유를 제조할때 풀루란을 일정비율로 섞어 생분해 속도를 조절하는 경우가 많으며 환경문제의 해결차원에서도 풀루란과 같은 생분해성 재료들의 사용이 확대되고 있는 추세이다.In general, cellulose is slow in decomposition, while pullulan is not only hydrophilic but also fast in biodegradation. By using the biodegradable properties of pullulan, the rate of biodegradation is often controlled by mixing pullulan at a certain ratio when manufacturing films, plastics, and fibers, and the use of biodegradable materials such as pullulan has been expanded to solve environmental problems. It is becoming a trend.

풀루란은 생분해성이 뛰어나긴 하지만 수분량에 따라서 물성변화가 많이 일어나며 열가소성이 적어 사용에 제약을 받고 있다. 이러한 풀루란의 문제점을 극복하기 위하여 함수율을 낮추고 풀루란에 열가소성을 부여하기 위하여 풀루란에 치환체를 도입한 변성풀루란 제조연구가 진행되어 왔다. 변성풀루란에는 초산풀루란과 같은 풀루란 에스테르, 풀루란 에테르, 등이 있다.Although pullulan has excellent biodegradability, there are many changes in physical properties depending on the amount of moisture, and it is limited in use because of less thermoplasticity. In order to overcome the problems of pullulan, a modified pullulan production research has been conducted in which a substituent is introduced to pullulan to lower moisture content and impart thermoplasticity to pullulan. Modified pullulan includes pullulan esters such as acetic acid pullulan, pullulan ether, and the like.

미국특허 4, 863, 655은 풀루란을 프로필렌옥사이드와 반응시켜 치환도 0.19 정도의 수용성 변성풀루란을 제조해 수용성 성형물(Composition) 제조에 이용하였다. 수용성 성형물은 사용후 물로 씻어내어 버리면 쉽게 생분해되기 때문에 환경친화적이다. 실제로 많은 수용성 변성풀루란들이 개발되어 사용되어 오고 있는데 이들 대부분은 낮은 치환도의 변성풀루란이거나 가수분해를 통하여 얻은 저분자량 변성풀루란이며 호화온도를 낮추는데 목적을 두고 있다. 이들 변성풀루란들이 종이 접착제, 식품첨가제 등에 이용되어 오고 있으며 변성풀루란들의 종류는 풀루란 에스테르, 풀루란 에테르, 황산풀루란, 질산풀루란 등이 있다.US Patent 4, 863, 655 was used to prepare a water-soluble composition by reacting pullulan with propylene oxide to produce a water-soluble modified pullulan having a degree of substitution of about 0.19. Water-soluble moldings are environmentally friendly because they are readily biodegradable if washed off with water after use. In fact, many water-soluble modified pullulans have been developed and used. Most of them are low-substituted modified pullulans or low molecular weight modified pullulans obtained through hydrolysis, and are intended to lower the gelatinization temperature. These modified pullulans have been used in paper adhesives, food additives, and the like, and the types of modified pullulans include pullulan esters, pullulan ethers, pullulan sulfate, and pullulan nitrate.

가상 상업적으로 많이 이용되고 있는 변성풀루란은 물에서 과량의 안하이드라이드와 반응하여 얻어진 저치환도의 에스테르풀루란인데 치환도 1 이하의 초산풀루란은 수용성이고 0.1 이하의 경우에는 식품첨가물로 이용가능하며 석시네이트풀루란은 치환도 0.07 정도의 5%까지 사용가능하다고 FDA에서 인정하고 있다.Virtually commercially available modified pullulan is a low-substituted ester pullulan obtained by reacting with excess anhydride in water. Pullulan acetate having a substitution degree of 1 or less is water-soluble and used as a food additive when 0.1 or less. Succinate pullulan can be used up to 5% of the substitution degree of 0.07 is recognized by the FDA.

치환도 2.3 정도의 풀루란 에스테르을 셀룰로스 아세테이트와 혼합하여 필터제조를 하면 아세톤을 적제 사용하기 때문에 가격이 저렴해지고 생분해성이 있기때문에 폐기시 일어날 수 있는 환경문제를 감소시킬 수 있다.(미국특허 5, 446, 140)When the filter preparation is prepared by mixing the pullulan ester having a degree of substitution of 2.3 with cellulose acetate, it is cheaper and biodegradable due to the use of acetone, which can reduce environmental problems that may occur during disposal. 446, 140)

국제특허 WO 95/04083은 무수조건에서 염기촉매계아래에서 풀루란을 안하이드라이드와 반응시켜서 생분해성 열가소성 풀루란수지를 제조하였다. 이 방법에서 사용한 염기촉매는 비교적 고가이기때문에 제조원가가 올라가게 되고 풀루란에스테르 형태만으로 얻을 수 있는 물성의 한계가 있다.International patent WO 95/04083 prepared a biodegradable thermoplastic pullulan resin by reacting pullulan with anhydride under a base catalyst system under anhydrous conditions. Since the base catalyst used in this method is relatively expensive, the manufacturing cost increases and there is a limit of physical properties that can be obtained only in the form of pullulan ester.

본 발명의 목적은 성형성과 유연성이 증진된 새로운 열가소성 변성풀루란을 제조하는데 있으며 더욱 상세하게는 촉매 등을 사용하지 아니하고 직접 용매속에서 반응이 일어나게 하고 변성풀루란의 열변이 온도(Tg)가 낮아 가공에 용이하도록 하는데 있다. 본 발명은 풀루란에 에스테르기외에 에테르기와 카르바메이트기를 도입하고 적절한 치환도를 가진 생분해성 열가소성 변성풀루란을 제조하는데 있고 더 나아가 필름, 플라스틱 등의 제조방법에 관한 것이다.An object of the present invention is to produce a new thermoplastic modified pullulan with improved moldability and flexibility, more specifically, without the use of a catalyst, such as a reaction occurs directly in the solvent and the heat transfer temperature (Tg) of the modified pullulan is low To facilitate the processing. The present invention relates to a method for producing a biodegradable thermoplastic modified pullulan having an appropriate degree of substitution by introducing an ether group and a carbamate group in addition to the ester group in pullulan, and further relates to a method for manufacturing films, plastics and the like.

본 발명은 필름이나 플라스틱 등의 제조시에 공정이 용이하도록 혼합가능한 생분해성 가소제를 첨가할 수 있으며 또한 변성풀루란들과 생분해성 고분자들의 블렌드에 의한 필름 및 플라스틱 등의 제조도 가능하다.The present invention can add a biodegradable plasticizer that can be mixed to facilitate the process in the production of films, plastics, and the like, and also enables the production of films and plastics by blending modified pullulans and biodegradable polymers.

본 발명은 소수성이고 생분해성인 열가소성 변성풀루란을 제조하는 방법을 제공하는 것이고 더욱 상세하게는 무수 아프로틱 용매와 질소조건에서 풀루란을 안하이드라이드, 이소시아네이트, 알킬헬라이드, 엑시드 클로라이드(acid chloride), 또는 유기산과의 반응을 통하여 풀루란에 에스테르기외에 에테르 또는 카르바메이트기를 도입한 변성풀루란을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present invention provides a method for producing a hydrophobic and biodegradable thermoplastic modified pullulan, and more particularly, anhydrous, isocyanate, alkylhelides, acid chlorides of pullulan in anhydrous aprotic solvent and nitrogen conditions. Or a method for producing a modified pullulan having an ether or a carbamate group in addition to an ester group through pullulan through a reaction with an organic acid.

변성풀루란들은 풀루란에 다양한 종류의 안하이드라이드, 케텐, 이소시아네이트, 알킬헬라이드, 엑시드 클로라이드(acid chloride), 또는 유기산 등의 반응에 의하여 얻어질 수 있다. 본 발명의 변성풀루란은 풀루란 에스테르에 에테르기 또는 카르바메이트기가 결합된 공중합체이다. 풀루란 에스테르 부분은 아세테이트부터 탄소수가 18개인 에스테르까지의 범위이고 이들을 서로 조합하여 공중합체를 만들 수 있다. 사용 가능한 안하이드라이드 종류는 아세틱-, 프로피오닉-, 부티릭-, 말렉익-, 석시닉-, 프탈릭-, 그리고 스테아릭 안하이드라이드가 있다. 엑시드 클로라이드류로는 아세틱-, 프로피오닉-, 벤조일 클로라이드 등이 이용가능하다.Modified pullulans can be obtained by reaction of pullulan with various kinds of anhydrides, ketenes, isocyanates, alkylhelides, acid chlorides, or organic acids. The modified pullulan of the present invention is a copolymer in which an ether group or a carbamate group is bonded to the pullulan ester. The pullulan ester moiety ranges from acetate to esters having 18 carbon atoms and can be combined with each other to form a copolymer. The types of anhydrides available include acetic-, propionic-, butyric-, maleic-, succinic-, phthalic-, and stearic anhydrides. As the acetate chlorides, acetic-, propionic-, benzoyl chloride and the like can be used.

본 발명의 풀루란에테르 부분은 에테르의 탄소가 1-18까지인 것을 포함하고 특히 에틸-, 프로필-, 벤질을 포함하는 것을 특징으로 한다. 풀루란카르바메이트 부분은 이소시아네이트와 풀루란의 반응을 통하여 얻어지는 것이며 이소시아네이트 종류는 페닐-, 시클로헥실-, 도데실-, 옥타데실 이소시아네이트 등을 포함한다.The pullulan ether moiety of the invention is characterized by comprising up to 1-18 carbons of the ether and in particular comprising ethyl-, propyl-, benzyl. The pullulancarbamate moiety is obtained through the reaction of isocyanate with pullulan and the type of isocyanate includes phenyl-, cyclohexyl-, dodecyl-, octadecyl isocyanate and the like.

본 발명의 변성풀루란은 에스테르와 카르바메이트 몰비율이 99:1-30:70이고 보다 유리하게는 90:10-60:40의 범위이며 전체 치환도는 0.8-2.5이고 보다 유리하게는 0.8-1.7(DS)이다. 에스테르는 카르바메이트에 비하여 극성이 크기때문에 가능한한 카르바메이트보다 많은 몰비를 유지하는 것이 생분해 성능이 증진되고 소수성의 조절 측면에서 유리하다. 또한 치환도도 2.5이상일 경우 생분해가 매우 느리게 일어나 생분해성의 장점이 악화되기 때문에 적절한 치환도의 조절이 필요하다. 본 발명에서의 변성풀루란에서 에스테르와 에테르몰비율은 99:1-10:90이고 보다 유리하게는 90:10-20:80의 범위이며 치환도는 0.8-2.5이고 보다 유리하게는 0.8-1.7(DS)이다.The modified pullulan of the present invention has an ester and carbamate molar ratio of 99: 1-30: 70, more preferably in the range of 90: 10-60: 40, and a total degree of substitution of 0.8-2.5 and more advantageously 0.8 -1.7 (DS). Since esters are more polar than carbamate, maintaining as much molar ratio as possible than carbamate is advantageous in terms of enhanced biodegradability and control of hydrophobicity. In addition, when the degree of substitution is more than 2.5, biodegradation is very slow, and the advantage of biodegradability is deteriorated. In the modified pullulan in the present invention, the ester and ether molar ratios are in the range of 99: 1-10: 90, more preferably in the range of 90: 10-20: 80, and the degree of substitution is 0.8-2.5 and more advantageously 0.8-1.7. (DS).

무수 어프로틱(aprotic) 용매로 디메틸술폭사이드, N-메틸포름알데히드, 디메틸아세티미드, 피리딘 등이 반응에서 이용되어 질 수 있다. 풀루란은 디메틸술폭사이드에서 가열하면 호화되어 균질한 용액으로 변하는 반면에 피리딘에서는 가열해도 불균일 용액을 이루고 있다. 용액에서의 풀루란은 1-20% 무게비로 사용했고 보다 유리하게는 5-15% 무게비로 이용하는 것이 좋다. 이소시아네이트와 풀루란의 반응은 풀루란을 피리딘 용액에 넣고 가열하여 아제오토로픽 종류를 통하여 물을 제거한 후 무수 질소상태에서 실시된다. 풀루란은 건조시킨 것을 사용해야 하며 이소시아네이트가 물과 접촉시 이소시아네이트가 깨지기 때문에 가능한한 모든 물을 제거 해야 한다. 이소시아네이트를 풀루란과 반응시켜 카르바메이트를 도입한 후 아세틱하이드로라이드를 첨가하여 에스테르기를 도입시켜서 에스테르와 카바메이트를 가진 풀푸란 공중합체를 얻는다. 알킬 할로겐과 풀루란을 반응시켜 에테르기를 도입한 후 안하이드라이드들과 반응시켜 에스테르기를 도입시켜 에스테르와 에테르를 가진 풀루란 공중합체를 얻는다.As anhydrous aprotic solvent, dimethyl sulfoxide, N-methylformaldehyde, dimethylacetimide, pyridine and the like can be used in the reaction. Pullulan turns into a homogeneous solution when heated in dimethylsulfoxide, while in pyridine it forms a heterogeneous solution even when heated. Pullulan in the solution was used in a 1-20% weight ratio, and more advantageously in a 5-15% weight ratio. Reaction of isocyanate with pullulan is carried out in anhydrous nitrogen after removing pullulan in pyridine solution to remove water through azeotropic species. Pullulan should be dried and all water should be removed as much as possible, since the isocyanate breaks when the isocyanate comes in contact with water. Isocyanate is reacted with pullulan to introduce carbamate followed by the addition of acetichydrolide to introduce ester groups to obtain a furfuran copolymer with ester and carbamate. An alkyl group is reacted with pullulan to introduce an ether group, followed by reaction with anhydrides to introduce an ester group, thereby obtaining a pullulan copolymer having an ester and an ether.

반응이 끝난 후에는 반응 혼합물을 에탄올, 메탄올, 물, 아세톤, 에테르 등에 부어서 변성풀루란의 침전물을 얻을 수 있으며 이중에서 피리딘 용액일 경우 가장 좋은침전 용매는 에탄올이고 디메틸술폭사이드의 경우엔 에탄올과 물이 좋은 침전 용매이다. 최대한 피리딘과 디메틸술폭사이드 용매를 제거한후 여과하고 다시 에탄올로 2-3번 세척한후 건조시켜 건조된 변성풀루란을 얻는다.After the reaction is completed, the reaction mixture can be poured into ethanol, methanol, water, acetone, ether, etc. to obtain a precipitate of modified pullulan, of which, in the case of pyridine solution, the best precipitation solvent is ethanol, and in the case of dimethyl sulfoxide, This is a good precipitation solvent. Remove pyridine and dimethyl sulfoxide solvent as much as possible, filter, wash 2-3 times with ethanol, and dry to obtain dried denatured pullulan.

이와 같이 제조된 변성풀루란들은 소수성이고 열가소성을 갖고 있어 여러 생분해성 성형물 및 필름제조에 이용가능하다.The modified pullulans prepared as described above are hydrophobic and thermoplastic, and thus can be used for manufacturing various biodegradable moldings and films.

본 발명의 변성풀루란은 물속에서의 팽윤정도가 풀루란은 팽윤이 많이 되는데 반해 변성풀루란은 거의 팽윤이 일어나지 않는다. 또한 본 발명의 변성풀루란은 풀루란이나 풀루란 에스테르보다 유리전이 온도(Tg)가 낮아지는 경향이 있다. 유리전이 온도가 낮아짐에 따라 열가소성이 보다 낮은 온도에서 나타나고 성형이 쉬우며 열분해 등이 크게 감소되는 장점을 가지게 되었다. 더 나아가 본 발명의 변성풀루란에 생분해성 가소제 및 첨가물을 혼합함으로써 몰딩물과 필름등 제작할 때 작업성이 좋아지고 성형물의유연성이 증진되어질 수 있다.In the modified pullulan of the present invention, the degree of swelling in water is high in pullulan, whereas the modified pullulan hardly swells. Furthermore, the modified pullulan of the present invention tends to have a lower glass transition temperature (Tg) than pullulan or pullulan ester. As the glass transition temperature is lowered, thermoplastics appear at a lower temperature, easier molding, and thermal decomposition is greatly reduced. Furthermore, by mixing the biodegradable plasticizer and additives in the modified pullulan of the present invention, the workability is improved and the flexibility of the molded product can be improved when manufacturing moldings and films.

가소제로는 프탈레이트 에스테르(디메틸-, 디에틸-, 디프로필-, 디부틸-, 디헥실-, 디헵틸-, 디옥틸-, 등), 디메틸-과 디에틸석시네이트 그리고 관련 에스테르들, 그리세롤 트리아세테이트, 그리세롤 모노- 그리고 디아세테이트, 그리세롤 모노-, 디- 그리고 트리프로피오네이트, 그리세롤 트리부탄오에이트(트리부티린), 그리세롤 모노- 그리고 디부탄오에이트, 그리세롤 모노-, 디- 그리고 트리스테아레이트, 그리고 다른 관련 그리세롤 에스테르, 유산 에스테르, 사이트릭사 에스테르, 아디핀산 에스테르, 스테알산 에스테르, 등 다른 생분해성 에스테르를 포함한다. 끊는점 258℃을 가진 트리아세틴은 높은 유연성을 유도하고 적절한 가격으로 상업적 이용이 가능하기 때문에 적절한 가소제로 유리하게 이용된다. 유기와 무기 첨가물들이 성형물들의 물성범위 확장을 위하여 첨가될 수 있다. 무기 첨가물로는 탈크(talc), 티타늄디옥사이드, 탄산칼슘, 실리케이트 등이 있고, 생분해성 유기첨가제로는 풀루란, 셀룰로스, 펙칸 섬유 등이 포함될 수 있다.Plasticizers include phthalate esters (dimethyl-, diethyl-, dipropyl-, dibutyl-, dihexyl-, diheptyl-, dioctyl-, etc.), dimethyl- and diethylsuccinate and related esters, and Cerrol triacetate, glycerol mono- and diacetate, glycerol mono-, di- and tripropionate, glycerol tributanoate (tributyrin), glycerol mono- and dibutanoate, glycerol mono Di- and tristearate, and other related glycerol esters, lactic acid esters, citric acid esters, adipic acid esters, stealic acid esters, and other biodegradable esters. Triacetin with a breaking point of 258 ° C. is advantageously used as a suitable plasticizer because it induces high flexibility and is commercially available at an affordable price. Organic and inorganic additives may be added to extend the physical properties of the moldings. Inorganic additives include talc, titanium dioxide, calcium carbonate, silicates, and the like, and biodegradable organic additives may include pullulan, cellulose, peccan fibers, and the like.

[실시예 1]Example 1

건조시킨 풀루란 9g을 150ml 피리딘에 넣고 컨덴서가 달린 3구-플라스크에서 100℃로 1시간동안 교반하여 전처리를 한후 50ml 피리딘을 증류하여 받아내고 질소상태에서 3.6ml 페닐이소시아네이트를 첨가하여 100℃에서 20시간 반응 시킨 후에 5.6ml 아세틱안하이드라이드를 첨가하여 100℃에서 추가로 3시간더 반응을 시킨다. 1l비이커에 들어있는 600ml 에탄올 용액을 세게 회전시키면서 반응 혼합물을 서서히 부어 변성풀루란들을 침전시키고 침전물들을 여과시킨 후 에탄올로 2-3회 씻어준다음 건조시킨다. 얻어진 변성풀루란의 양은 14.2g이었으며 치환도는 카르바메이트 0.5, 아세테이트 0.8로써 전체 치환도는 1.3이다.9 g of dried pullulan was added to 150 ml pyridine and stirred for 1 hour at 100 ° C. in a three-necked flask equipped with a condenser. After 50 ml of pyridine was distilled off, 3.6 ml of phenyl isocyanate was added under nitrogen to 20 ° C. After reacting for a time, 5.6 ml of acetic anhydride was added to the mixture for further 3 hours at 100 ° C. Slowly pour the reaction mixture while rotating the 600 ml ethanol solution in a 1 l beaker to precipitate the modified pullulan, filter the precipitates, and rinse 2-3 times with ethanol and dry. The amount of modified pullulan obtained was 14.2 g, and the degree of substitution was carbamate 0.5, acetate 0.8, and the total degree of substitution was 1.3.

[실시예 2]Example 2

건조시킨 풀루란 9g을 150ml 피리딘에 넣고 컨덴서가 달린 3구-플라스크에서 100℃로 1시간동안 교반하여 전처리를 한후 50ml 피리딘을 증류하여 받아내고 질소상태에서 3.6ml 페닐이소시아네이트를 첨가하여 100℃에서 20시간 반응시킨 후에 5.4ml 이세틱안하이드라이드를 첨가하여 100℃에서 추가로 3시간더 반응을 시킨다. 1l비이커에 들어있는 600ml 에탄올 용액을 세게 회전시키면서 반응 혼합물을 서서히 부어 변성풀루란들을 침전시키고 침전물들을 여과시킨 후 에탄올로 2-3회 씻어준다음 건조시킨다. 얻어진 변성풀루란의 양은 14.1g이었으며 치환도는 카르바메이트 0.5, 아세테이트 0,76으로써 전체 치환도는 1.26이다.9 g of dried pullulan was added to 150 ml pyridine and stirred for 1 hour at 100 ° C. in a three-necked flask equipped with a condenser. After 50 ml of pyridine was distilled off, 3.6 ml of phenyl isocyanate was added under nitrogen to 20 ° C. After reacting for a time, 5.4 ml of isetic anhydride is added to react for another 3 hours at 100 ° C. Slowly pour the reaction mixture while rotating the 600 ml ethanol solution in a 1 l beaker to precipitate the modified pullulan, filter the precipitates, and rinse 2-3 times with ethanol and dry. The amount of modified pullulan obtained was 14.1 g, the degree of substitution was carbamate 0.5, acetate 0,76, the total degree of substitution is 1.26.

[실시예 3]Example 3

건조시킨 풀루란 9g을 150ml 피리딘에 넣고 컨덴서가 달린 3구-플라스크에서 100℃로 1시간동안 교반하여 전처리를 한 후 50ml 피리딘을 증류하여 받아내고 질소상태에서 3.6ml 페닐이소시아네이트를 첨가하여 100℃에서 20시간 반응 시킨 후에 5.6ml 아세틱안하이드라이드를 첨가하여 100℃에서 추가로 3시간더 반응을 시킨다. 1l비이커에 들어있는 600ml 에탄올 용액을 세게 회전시키면서 반응 혼합물을 서서히 부어 변성풀루란들을 침전시키고 침전물들을 여과시키킨 후 에탄올로 2-3회 씻어준다음 건조시킨다. 얻어진 변성풀루란의 양은 13.8g이었으며 치환도는 카르바메이트 0.46, 아세테이트 0.7로써 전체 치환도는 1.16이다.9 g of dried pullulan was added to 150 ml pyridine and stirred for 1 hour at 100 ° C. in a three-necked flask equipped with a condenser. After 50 ml of pyridine was distilled off, 3.6 ml of phenyl isocyanate was added under nitrogen to 100 ° C. After reacting for 20 hours, 5.6 ml of acetic anhydride is added, and further reacted at 100 ° C. for 3 hours. Slowly pour the reaction mixture while rotating the 600 ml ethanol solution in a 1 l beaker to precipitate the modified pullulan, filter the precipitates, and rinse 2-3 times with ethanol and dry. The amount of modified pullulan obtained was 13.8 g, and the degree of substitution was carbamate 0.46, acetate 0.7, and the total degree of substitution was 1.16.

[실시예 4]Example 4

건조시킨 풀루란 9g을 150ml 피리딘에 넣고 컨덴서가 달린 3구-플라스크에서 100℃로 1시간동안 교반하여 전처리를 한 후 50ml 피리딘을 증류하여 받아내고 질소상태에서 13ml 옥타데실이소시아네이트를 첨가하여 100℃에서 20시간 반응시킨 후에 6.1ml 프로피오닉안하이드라이드를 첨가하여 100℃에서 추가로 3시간더 반응을 시킨다. 1l비이커에 들어있는 600ml 에탄올 용액을 세게 회전시키면서 반응 혼합물을 서서히 부어 변성풀루란들을 침전시키고 침전물들을 여과시키킨 후 에탄올로 2-3회 씻어준다음 건조시킨다. 얻어진 변성풀루란의 양은 18g이었으며 치환도는 카르바메이트 0.4, 아세테이트 1.0으로써 전체 치환도는 1.4이다.9 g of dried pullulan was added to 150 ml pyridine, pre-treated by stirring at 100 ° C. for 1 hour in a three-necked flask with a condenser, and 50 ml pyridine was distilled off and 13 ml octadecyl isocyanate was added under nitrogen to 100 After reacting for 20 hours, 6.1 ml propionic hydride is added and further reacted at 100 ° C. for 3 hours. Slowly pour the reaction mixture while rotating the 600 ml ethanol solution in a 1 l beaker to precipitate the modified pullulan, filter the precipitates, and rinse 2-3 times with ethanol and dry. The amount of modified pullulan obtained was 18 g, the degree of substitution is carbamate 0.4, acetate 1.0, the total degree of substitution is 1.4.

[실시예 5]Example 5

건조시킨 풀루란 9g을 100ml 디메틸술폭사이드에 넣고 컨덴서가 달린 3구-플라스크에서 100℃로 20분동안 교반하여 호화시킨 후 질소상태에서 15ml 피리딘과 5.2ml 염화 벤질을 첨가하여 60℃에서 24시간 반응시킨 후에 6.2ml 아세틱안하이드라이드를 첨가하여 100℃에서 추가로 3시간 더 반응시킨다. 1l비이커에 들어있는 600ml 에탄올 용액을 세게 회전시키면서 반응 혼합물을 서서히 부어 변성풀루란들을 침전시키고 침전물들을 여과시키킨 후 에탄올로 2-3회 씻어준다음 건조시킨다. 얻어진 변성풀루란의 양은 14.2g이었으며 치환도는 카바메이트 0.4, 아세테이트 0.9로써 전체 치환도는 1.5이다.9 g of dried pullulan was added to 100 ml of dimethyl sulfoxide and stirred for 20 minutes at 100 ° C. in a three-necked flask equipped with a condenser. The reaction was carried out at 60 ° C. for 24 hours by adding 15 ml pyridine and 5.2 ml benzyl chloride under nitrogen. After the addition, 6.2 ml of acetic anhydride was added and further reacted at 100 ° C. for 3 hours. Slowly pour the reaction mixture while rotating the 600 ml ethanol solution in a 1 l beaker to precipitate the modified pullulan, filter the precipitates, and rinse 2-3 times with ethanol and dry. The amount of modified pullulan obtained was 14.2 g, and the degree of substitution was carbamate 0.4 and acetate 0.9, and the total degree of substitution was 1.5.

[실시예 6]Example 6

풀루란과 변성풀루란들의 팽윤 시험을 실시한 결과 그림 1과 같은 결과를 보여주었다. 풀루란은 많이 팽윤되는 반면에 변성풀루란들은 치환이 많이 될 수록 현저희 팽윤이 줄어드는 것을 알 수 있다.The swelling test of pullulan and denatured pullulan showed the result as shown in Figure 1. While pullulan swells a lot, denatured pullulans show that swelling is significantly reduced as the number of substitutions increases.

[실시예 7]Example 7

변성풀루란들의 DSC 결과들을 비교하여 그림 3에 나타냈다. 건조된 풀루란은 260℃근처에서 열분해가 일어나는 근처에서 유리전이 온도(Tg)가 나타나는데 반하여 변성풀루란들은 보다 낮은 온도에서 유리전이 온도를 보여주며 가소제 트리아세틴을 첨가하면 보다 낮은 온도에서 쉽게 성형이 가능하고 유연성이 증진된 성형물을 얻을 수 있다.The DSC results of the modified pullulans are compared and shown in Figure 3. Dried pullulan shows a glass transition temperature (Tg) near pyrolysis near 260 ° C, whereas denatured pullulan shows a glass transition temperature at lower temperatures, and the addition of plasticizer triacetin makes it easier to form at lower temperatures. It is possible to obtain moldings with possible and enhanced flexibility.

본 발명은 풀루란 에스테르 형태에 카바메이트나 에테르 부분을 도입한 공중합체를 만듬으로써 유리전이 온도가 풀루란이나 풀루란 에스테르에 비하여 낮아져 성형가공에 있어서 보다 수월한 생분해성의 열가소성 변성풀루란의 제조 및 이릉 이용한 성형물들의 제조에 관련된 것이다. 또한 생분해성 가소제나 첨가제들을 첨가함으로써 성형성을 증진시킬 수 있다.The present invention provides a copolymer having a carbamate or ether moiety in the form of pullulan ester, which has a lower glass transition temperature than that of pullulan or pullulan ester, thereby making biodegradable thermoplastic modified pullulan easier in molding. It relates to the manufacture of the moldings used. Formability can also be enhanced by adding biodegradable plasticizers or additives.

Claims (5)

풀루란 에스테르에 카르바메이트 또는 에테르기를 포함하는 소수성이 증진된 생분해성 변성 풀루란.A biodegradable modified pullulan having an improved hydrophobicity including a carbamate or an ether group in the pullulan ester. 풀루란 에스테르에 카르바메이트 또는 에테르기를 포함하는 소수성이 증진된 생분해성 변성 풀루란 공중합체의 제조방법.A method for producing a biodegradable modified pullulan copolymer having hydrophobicity including carbamate or ether group in pullulan ester. 제2항에 있어서, 풀루란공중합체의 에스테르 부분과 카바메이트 부분의 몰 비율은 99:1-30:70임을 특징으로 하는 생분해성 변성풀루란 공중합체의 제조방법.The method of claim 2, wherein the molar ratio of the ester portion and the carbamate portion of the pullulan copolymer is 99: 1-30: 70. 제2항에 있어서, 풀루란공중합체의 에스테르 부분과 에테르 부분의 몰비율은 99:1-10:90임을 특징으로 하는 생분해성 변성풀루란 공중합체의 제조.The method of claim 2, wherein the molar ratio of the ester portion and the ether portion of the pullulan copolymer is 99: 1-10: 90 to prepare a biodegradable modified pullulan copolymer. 제2항에 있어서, 풀루란공중합체의 전제 치환도는 0.8-2.5임을 특징으로 하는 생분해성 변성풀루란 공중합체의 제조방법.The method for preparing a biodegradable modified pullulan copolymer according to claim 2, wherein the total substitution degree of the pullulan copolymer is 0.8-2.5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115260337A (en) * 2022-08-15 2022-11-01 山东弥美生物科技股份有限公司 Arginine grafted carboxylated pullulan polysaccharide and preparation method and application thereof
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