MX2014001558A - Producto polimero, polimero compacto, polimero compacto para uso medico, toner, y composicion de polimero. - Google Patents

Producto polimero, polimero compacto, polimero compacto para uso medico, toner, y composicion de polimero.

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Abstract

La presente invención tiene por objeto proporcionar un producto polímero, el cual está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y tiene un número de peso molecular promedio de 12,000 o mayor.

Description

PRODUCTO POLÍMERO, POLÍMERO COMPACTO, POLÍMERO COMPACTO PARA USO MÉDICO, TÓNER, Y COMPOSICIÓN DE POLÍMERO CAMPO TÉCNICO La presente invención se refiere a un producto polímero, un polímero compacto, un polímero compacto para uso médico, un tóner, y una composición de polímero.
Convencionalmente, varios polímeros se han producido mediante polimerización de monómeros polimerizables por apertura de anillo a través de polimerización por apertura de anillo. Por ejemplo, el ácido poliláctico se produce mediante polimerización por apertura de anillo de lactida, como un ejemplo de los monómeros polimerizables por apertura de anillo. El ácido láctico producido se utiliza como fibras para hilos de sutura, hojas para materiales biocompatibles, partículas para productos cosméticos, o películas para bolsas de plástico .
En cuanto a un método para producir un polímero a través de polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo, se conoce un método para hacer reaccionar un monómero polimerizable por apertura de anillo en un estado fundido. Por ejemplo, como un método para producir ácido poliláctico a través de polimerización por apertura de anillo de lactida, hay un método conocido en el que octilato de estaño se utiliza como un catalizador, la temperatura de reacción se establece en 195°C, y a la lactida se le deja reaccionar en un estado fundido para someterse a polimerización (ver PTL 1) . En el caso en donde el ácido poliláctico es producido por este método de producción, sin embargo, más del 2% en masa de residuos de lactida permanecen en un producto (ver PTL 1) . Los residuos permanecen porque se establece una relación de equilibrio entre un producto polimerizable por apertura de anillo y un polímero en un sistema de reacción de polimerización de anillo, tal como de lactida, y un monómero polimerizable por apertura de anillo tiende a generarse como resultado de una reacción de despolimerización, en el caso en donde la polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo se lleva a cabo a alta temperatura, tal como la temperatura de reacción antes mencionada. Los residuos de lactida (monómero polimerizable por apertura de anillo) pueden actuar como un catalizador de hidrólisis en un producto generado, o pueden reducir la resistencia al calor del ácido poliláctico resultante. Se ha sabido que el láctico se reduce mediante la realización de un tratamiento en donde el ácido poliláctico fundido se expone a una atmósfera de vacío (ver PTL 2), pero el ácido poliláctico puede ser de color, ya que se mantiene en el estado fundido. Además, se ha conocido el uso de un inhibidor de la descomposición de hidrólisis (ver PTL 3), pero un producto polímero resultante puede disminuir su capacidad de procesamiento en molde, y se pueden degradar las propiedades físicas de un polímero compacto obtenido.
En cuanto a un método para polimerizar un monómero polimerizable por apertura del anillo a través de polimerización por apertura de anillo a baja temperatura, se describe un método para realizar la polimerización por apertura de anillo de lactida en un solvente orgánico (ver PTL 4) . De acuerdo con el método descrito, el ácido poli-D-láctico se obtiene a una velocidad de polimerización de monómero del 99.4% por polimerización de D-lactida en una solución de diclorometano a 25°C. Cuando la polimerización se lleva a cabo utilizando un solvente orgánico, sin embargo, es necesario proporcionar un proceso para teñir el solvente orgánico para producir un polímero listo para usarse. Por otra parte, todavía es difícil eliminar completamente el solvente orgánico a partir del producto polímero incluso con el proceso de secado.
En cuanto a un método para polimerizar un monómero polimerizable por apertura del anillo a través de polimerización por apertura de anillo sin un solvente orgánico, se describe un método en donde la polimerización por apertura de anillo de L-lactida se lleva a cabo en dióxido de carbono supercritico usando un catalizador metálico (ver NPL 1). De acuerdo con el método descrito, partículas de ácido poliláctico se obtienen por polimerización de 10 p/v% de L-lactida con respecto al dióxido de carbono supercritico durante 47 horas en presencia de octilato de estaño como un catalizador metálico, a la temperatura de reacción de 80°C, y presión de 207 bar. Cuando el ácido poliláctico es producido por este método de producción, sin embargo, hay un problema de que el octilato de estaño que sirve como el catalizador metálico, permanece en un producto generado. Este problema se produce debido a que el catalizador contiene un átomo de metal y por lo tanto no se elimina fácilmente de un producto generado. Los residuos de octilato de estaño disminuyen la resistencia al calor y la seguridad de un producto generado.
Se describe un método en donde un catalizador libre de un átomo de metal se utiliza en la polimerización por apertura de anillo de lactida con dióxido de carbono supercritico (ver NPL 2). De acuerdo con el método descrito, la lactida se polimeriza de manera que un autoclave se carga con lactida, y 1,8-diazabiciclo [ 5.4.0 ] undec-7-eno (DBU) que sirve como un catalizador orgánico, la mezcla se mezcla posteriormente, y se introduce dióxido de carbono para regresar la presión a 250 atm. De acuerdo con este método, un polímero que tiene un peso molecular promedio numérico de aproximadamente 10,000 se obtiene mediante reacción durante 16 horas (ver NPL 2) .
Sin embargo, un producto polímero que tiene un alto peso molecular no ha sido capaz de alcanzar incluso al continuar una reacción durante un periodo prolongado, cuando un catalizador orgánico libre de átomo de metal se utiliza como un catalizador en un método de polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo utilizando un fluido de compresión tal como dióxido de carbono supercrítico . En consecuencia, ha habido un problema de que un producto polímero resultante tiene baja durabilidad y punto de ablandamiento debido a su bajo peso molecular.
Lista de Citas Literatura de Patente PTL 1: Solicitud de Patente Japonesa Abierta al Público (JP-A) No. 08-259676 PTL 2: JP-A No. 2008-63420 PTL 3: JP-A No. 2005-60474 PTL 4: JP-A No. 2009-1614 Literatura No Patente NPL 1: Ganapathy, H. S.; Hwang, H. S.; Jeong, Y . T . , LEE, W-T.; Lim, K. T. Eur. Polym J. 2007, 43(1), 119- 126.
NPL 2: Idriss Blakey, Anguang Yu, Steven M. Howdle, Andrew K. hittakera y Kristofer J. Thurechta, Green Chemistry, 2011, Artículo de Avance NPL 3: "The Latest Applied Technology of Supercritical Fluid (CHO RINKAI RYUTAI NO SAISHIN OUYOU GIJUTSU)", p. 173, publicado por NTS Inc. el 15 de Marzo de 2004.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Problema Técnico La presente invención tiene como objetivo proporcionar un producto polímero capaz de inhibir la reducción de la durabilidad y la temperatura de ablandamiento del producto polímero influenciado por un componente de bajo peso molecular.
Solución al Problema El producto polímero de la presente invención, que es el medio para resolver los problemas antes mencionados, está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y tiene un peso molecular promedio en número de 12,000 o mayor.
Efectos Ventajosos de la Invención La presente invención puede resolver los diversos problemas mencionados anteriormente en la técnica, consigue el objeto mencionado anteriormente, y proporciona un producto polímero capaz de inhibir la reducción de la durabilidad y la temperatura de ablandamiento del producto polímero influenciado por un componente de bajo peso molecular.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de fase general que representa el estado de una sustancia, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura.
La Figura 2 es un diagrama de fase que define un fluido de compresión utilizado en la presente invención.
La Figura 3 es un diagrama del sistema que ilustra un ejemplo de un proceso de polimerización de un sistema continuo.
La Figura 4 es un diagrama del sistema que ilustra un ejemplo del proceso de polimerización de un sistema por lotes.
La Figura 5 es un diagrama del sistema que ilustra un ejemplo del proceso de polimerización de un sistema por lotes.
DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES Polímero Producto El producto polímero de la presente invención está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y tiene un peso molecular promedio en número de 12,000 o mayor.
El producto polímero se obtiene a través de polimerización por apertura de anillo del monómero polimerizable por apertura de anillo utilizando un fluido de compresión, y un catalizador orgánico libre de un átomo de metal.
Las materias primas utilizadas para la formación del producto polímero, tal como un monómero polimerizable por apertura de anillo, se explicarán a continuación. En la presente especificación, las materias primas significan materiales utilizados para la formación de un polímero, y materiales que serán componentes de un polímero. Las materias primas contienen al menos un monómero polimerizable por apertura de anillo, y pueden contener además otros componentes apropiadamente seleccionados, tales como un iniciador y aditivos.
Catalizador Orgánico El catalizador orgánico se selecciona apropiadamente, dependiendo de la finalidad prevista sin ninguna limitación, pero no contiene un átomo de metal para garantizar la seguridad y la estabilidad de un producto. En la presente modalidad, el catalizador orgánico puede ser cualquier catalizador orgánico, siempre que contribuya a una reacción de polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo para formar un producto intermedio activo con el monómero polimerizable por apertura de anillo, y luego pueda ser eliminado y regenerado a través de una reacción con alcohol.
Cuando se polimeriza un monómero polimerizable por apertura de anillo que contiene un enlace éster, por ejemplo, el catalizador orgánico es preferentemente un compuesto (nucleofilico) que tiene basicidad y sirve como un agente nucleofilico, más preferentemente un compuesto que contiene un átomo de nitrógeno, y aún más preferentemente un compuesto cíclico que contiene un átomo de nitrógeno. Tal compuesto se selecciona apropiadamente, dependiendo de la finalidad prevista sin ninguna limitación, y ejemplos del mismo incluyen monoamina cíclica, diamina cíclica (un compuesto de diamina cíclica que tiene un esqueleto de amidina) , un compuesto de triamina cíclica que tiene un esqueleto de guanidina, un compuesto orgánico aromático heterociclico que contiene un átomo de nitrógeno, y carbeno N-heterocíclico. Un catalizador orgánico catiónico se puede utilizar para la reacción de polimerización por apertura de anillo anteriormente mencionada, pero el catalizador orgánico catiónico extrae átomos de hidrógeno de la espina dorsal del polímero (pica en la parte trasera) . Como resultado, un polímero resultante tiende a tener una amplia distribución de peso molecular, y es difícil obtener un polímero de alto peso molecular.
Ejemplos de la monoamina cíclica incluyen quinuclidina . Ejemplos de la diamina cíclica incluyen 1,4-diazabiciclo- [2.2.2] octano (DABCO), y 1,5-diazabiciclo (4, 3, 0) -5-noneno. Ejemplos del compuesto de diamina cíclica que tiene un esqueleto de amidina incluyen 1, 8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno (DBU) , y diazabiciclononeno . Ejemplos del compuesto triamina cíclica que tiene un esqueleto de guanidina incluyen 1,5,7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno (TBD) , y difenil-guanidina (DPG) .
Ejemplos del compuesto orgánico aromático heterocíclico que contiene un átomo de nitrógeno incluyen N, N-dimetil-4-aminopiridina (DMAP) , 4-pirrolidinopiridina (PPY) , pirrocolina, imidazol, pirimidina y purina. Ejemplos de la carbina N-heterocíclica incluyen 1,3-di-ter-butilimidazol-2-ilideno (ITBÜ) . Entre ellos, DABCO, DBU, DPG, TBD, DMAP, PPY, e ITBU son los preferidos, ya que tienen alta nucleofilicidad sin ser afectada en gran medida por impedimento esférico, o tienen puntos de ebullición tales que pueden eliminarse bajo presión reducida.
Entre estos catalizadores orgánicos, por ejemplo, DBU es liquido a temperatura ambiente, y tiene un punto de ebullición. En el caso en que se selecciona tal catalizador orgánico para usarse, el catalizador orgánico se puede eliminar sustancialmente cuantitativamente del polímero obtenido mediante el tratamiento del polímero bajo presión reducida. Tómese en cuenta que, el tipo del solvente orgánico, o si se realiza o no un tratamiento de eliminación, se determina en función del uso previsto de un producto polímero.
Un tipo y una cantidad del catalizador orgánico para usarse no se pueden determinar colectivamente, ya que varían en función de una combinación del fluido de compresión, y el monómero polimerizable por apertura de anillo, que se describirá más adelante, pero la cantidad del mismo es preferentemente de 0.01% mol a 15% mol, más preferentemente de 0.1% mol a 1% mol, e incluso más preferentemente 0.3% mol a 0.5% mol, con relación al 100% mol del monómero polimerizable por apertura de anillo. Cuando la cantidad del mismo es menor que 0.01% mol, el catalizador orgánico se desactiva antes de la finalización de la reacción de polimerización, y como resultado en algunos casos no se puede obtener un polímero que tenga un peso molecular objetivo. Cuando la cantidad del mismo es mayor que 15% mol, puede ser difícil controlar la reacción de polimerización.
Monómero Polimerizable por Apertura de Anillo El monómero polimerizable por apertura de anillo es preferentemente un monómero polimerizable por apertura de anillo que tiene una estructura de anillo que contiene un esqueleto de carbonilo, tal como un enlace éster, aunque depende de una combinación del monómero polimerizable por apertura de anillo y el fluido de compresión para usarse. El esqueleto de carbonilo se forma con el oxigeno, que tiene alta electronegatividad, y carbono unidos conjuntamente para formar un enlace n. Debido a los electrones del enlace n, el oxigeno se polariza negativamente, y el carbono se polariza positivamente, y por lo tanto la reactividad es mayor. En el caso en que el fluido de compresión es dióxido de carbono, se supone que la afinidad entre el dióxido de carbono y un polímero generado es alta, porque el esqueleto de carbonilo es similar a la estructura de dióxido de carbono. Como resultado de estas funciones, se mejora el efecto plastificante del polímero generado usando el fluido de compresión. Ejemplos de tal monómero polimerizable por apertura de anillo incluyen éster cíclico, y carbonato cíclico. El uso del monómero polimerizable por apertura de anillo da por resultado la formación de un producto polímero, que es, por ejemplo, poliéster o policarbonato que tiene un esqueleto de carbonilo, tal como un enlace éster o un enlace carbonato.
El éster cíclico no está particularmente limitada, pero es preferentemente un dímero cíclico obtenido a través de deshidratación-concentración de una forma L o forma D de un compuesto representado por la siguiente fórmula general 1.
R-C*-H(-OH) (-COOH) Fórmula General 1 En la fórmula general 1, R es un grupo alquilo de Ci-Cio, y C* representa un carbono asimétrico.
Ejemplos del compuesto representado por la fórmula general 1 incluyen enantiómeros de ácido láctico, enantiómeros de ácido 2-hidroxibutanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxipentanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxihexanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxiheptanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxioctanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxinonanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxidecanoico, enantiómeros de ácido 2-hidroxiundecanoico, y enantiómeros de ácido 2-hidroxidodecanoico . Entre ellos, los enantiómeros de ácido láctico son preferidos ya que son altamente reactivos y fácilmente disponibles. Estos dímeros cíclicos se pueden utilizar de forma independiente o en combinación.
El éster cíclico utilizable distinto del compuesto representado por la fórmula general 1 incluye, por ejemplo, lactona alifática, tal como ß-propiolactona, ß-butirolactona, ?-butirolactona, ?-hexanolactona, ?-octanolactona, d-valerolactona, d-hexanolactona, d-octanolactona, e-caprolactona, d-dodecanolactona, a-metil-?-butirolactona, ß-metil-d- alerolactona, glicólido y lactida. Éstos pueden ser utilizados de forma independiente o en combinación. Entre ellos, la e-caprolactona es preferida, ya que es altamente reactiva y fácilmente disponible .
El carbonato cíclico se selecciona apropiadamente, dependiendo de la finalidad prevista sin ninguna limitación, y ejemplos del mismo incluyen carbonato de etileno, y carbonato de propileno. Éstos se pueden utilizar de forma independiente o en combinación.
Iniciador En la presente modalidad, un iniciador de la polimerización por apertura de anillo (iniciador) se puede utilizar para controlar un peso molecular de un polímero a formar. El iniciador se puede seleccionar a partir de iniciadores convencionales conocidos en la técnica. Siempre que el iniciador sea de base de alcohol, éste puede ser, por ejemplo, alcohol mono-, di-, o polihídrico de alcohol alifático. El iniciador puede ser saturado o insaturado. Ejemplos del iniciador incluyen: monoalcohol tal como metanol, etanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, nonanol, decanol, alcohol laurilico, alcohol miristílico, alcohol cetilico, y alcohol estearilico; dialcohol tal como etilenglicol , 1, 2-propanodiol, 1,3- propanodiol, 1, 3-butanediol, 1, 4-butanodiol, hexanodiol, nonanodiol, tetrametilenglicol, y polietilenglicol; alcohol polihidrico tal como glicerol, sorbitol, xilitol, ribitol, eritritol, y trietanolamina; y otros tales como lactato de metilo, y lactato de etilo. Éstos se pueden utilizar de forma independiente o en combinación.
También, un polímero en donde un residuo de alcohol está presente en una terminal de policaprolactonadiol o politetrametilen-glicol puede ser utilizado como el iniciador. El uso de tal polímero permite la síntesis de copolímeros de dibloque y copolímeros de tribloque .
Una cantidad del iniciador se ajusta apropiadamente, dependiendo de un peso molecular objetivo, pero es preferentemente de 0.1% mol a 5% mol en relación con 100% mol del monómero polimerizable por apertura de anillo. Con el fin de evitar que la polimerización se inicie de forma desigual, el iniciador es idealmente mezclado de manera suficiente con el monómero polimerizable por apertura de anillo antes de que el monómero polimerizable por apertura de anillo se ponga en contacto con un catalizador de polimerización.
Aditivos Los aditivos pueden agregarse opcionalmente para la polimerización por apertura de anillo. Ejemplos de los aditivos incluyen un surfactante, un antioxidante, un estabilizador, un absorbente de rayos UV, un pigmento, un colorante, partículas inorgánicas, varios materiales de relleno, un agente de liberación del molde, un plastificante, y otros aditivos similares. Si es necesario, un terminador de la polimerización (por ejemplo, ácido benzoico, ácido clorhídrico, ácido fosfórico, ácido metafosfórico, ácido acético y ácido láctico) se puede utilizar después de la finalización de la reacción de polimerización .
El surfactante se selecciona preferentemente de los disueltos en el fluido de compresión y que tienen compatibilidad tanto para el fluido de compresión como para el monómero polimerizable por apertura de anillo. El uso del surfactante puede dar efectos de que la reacción de polimerización se pueda avanzar de manera uniforme, y el polímero resultante tiene una distribución estrecha del peso molecular y ser fácilmente producido en forma de partículas. En el caso en que se utilice tal surfactante, el surfactante puede agregarse al fluido de compresión, o se puede agregar al monómero polimerizable por apertura de anillo Fluido de Compresión Un fluido de compresión para usarse en la producción de un producto polímero de la presente modalidad se explicará con referencia a las Figuras 1 y 2. La Figura 1 es un diagrama de fases generales que representa el estado de una sustancia, dependiendo de las condiciones de presión y temperatura. La Figura 2 es un diagrama de fases que define un fluido de compresión utilizado en la presente modalidad. En la presente modalidad, el término "fluido de compresión" se refiere a un estado de una sustancia presente en cualquiera de las regiones (1), (2) y (3) de la Figura 2 en el diagrama de fases de la Figura 1.
En tales regiones, se sabe que la sustancia tiene una densidad extremadamente alta y muestra diferentes comportamientos de los que se muestran a temperatura normal y presión normal. Tómese en cuenta que, una sustancia es un fluido supercritico cuando está presente en la región (1) . El fluido supercritico es un fluido que existe como un fluido de alta densidad no condensable a temperatura y presión que exceden los puntos críticos correspondientes, que son puntos limitantes en los que un gas y un líquido pueden coexistir. Cuando una sustancia se encuentra en la región (2), la sustancia es un líquido, pero en la presente modalidad, es un gas licuado obtenido mediante compresión de una sustancia existente como un gas a temperatura normal (25°C) y presión normal (1 atm) . Cuando una sustancia se encuentra en la región (3) , la sustancia está en el estado de un gas, pero en la presente invención, es un gas de alta presión cuya presión es 1/2 o superior a la presión critica (Pe), es decir l/2Pc o superior.
Ejemplos de una sustancia que se puede utilizar en el estado del fluido de compresión incluyen monóxido de carbono, dióxido de carbono, óxido dinitrógeno, nitrógeno, metano, etano, propano, 2 , 3-dimetilbutano, y etileno. Entre ellos, el dióxido de carbono es preferible debido a que la presión critica y la temperatura critica del dióxido de carbono son respectivamente de aproximadamente 7.4 MPa, y aproximadamente 31 °C, y por lo tanto se forma fácilmente un estado supercritico del dióxido de carbono. Además, el dióxido de carbono no es inflamable, y por lo tanto se maneja fácilmente. Estos fluidos de compresión pueden ser utilizados de forma independiente o en combinación.
En el caso en que se utiliza dióxido de carbono supercritico como solvente, se ha considerado convencionalmente que el dióxido de carbono no es adecuado para la polimerización aniónica viviente, ya que puede reaccionar con sustancias básicas y nucleofilicas (ver "The Latest Applied Technology of Supercritical Fluid (CHO RINKAI RYUTAI NO SAISHIN OUYOU GIJUTSU)", p. 173, publicado por NTS Inc. el 15 de Marzo de 2004) . Los presentes inventores han encontrado que, invalidando la visión convencional, una reacción de polimerización progresa cuantitativamente mediante la coordinación de forma estable de un catalizador orgánico básico y nucleofilico con un monómero de apertura de anillo para abrir la estructura de anillo del mismo, y como resultado, la reacción de polimerización progresa vivamente. En la presente especificación, el término "viviente" significa que la reacción progresa cuantitativamente sin una reacción secundaria tal como una reacción de transferencia o reacción de terminación, de modo que una distribución de peso molecular de un polímero obtenido es relativamente estrecha en comparación con la del polímero obtenido por polimerización en estado fundido, y es monodispersable.
Dispositivo de Reacción de Polimerización Un dispositivo de reacción de polimerización utilizado en la presente modalidad para la producción de un polímero se explicará con referencia a las Figuras 3 y 4, a continuación. Las Figuras 3 y 4 son diagramas de sistema, que ilustran ejemplos de un proceso de polimerización.
En primer lugar, el dispositivo de reacción de polimerización 100 se explicará con referencia a la Figura 3. El dispositivo de reacción de polimerización 100 contiene una unidad de suministro 100a para suministrar una materia prima (por ejemplo, un monómero polimerizable por apertura de anillo) y un fluido de compresión, y un cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización, que es un ejemplo de un dispositivo de polimerización continua para polimerizar el monómero de polimerización por apertura de anillo suministrado desde la unidad de suministro 100a. La unidad de suministro 100a contiene tanques (1, 3, 5, 7, 11) , alimentadores de dosificación (2, 4), y las bombas de dosificación (6, 8, 12). El cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización contiene un dispositivo de mezcla 9 dispuesto en un extremo del cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización, una bomba de transferencia de líquido 10, un recipiente de reacción 13, una bomba de dosificación 14, y una boquilla de descarga 15 dispuesta en el otro extremo del cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización. Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, un dispositivo para mezclar un fluido de compresión con una materia prima o un polímero para disolver o fundir la materia prima o similar se denomina un "dispositivo de mezcla." En la presente modalidad, el término "fusión" significa que las materias primas o un polímero generado se plastifica o licúa con hinchamiento como resultado del contacto entre las materias primas o el polímero generado, y el fluido de compresión. Además, el término "disolver" significa que las materias primas se disuelven en el fluido de compresión.
El tanque 1 de la unidad de suministro 100a almacena el monómero polimerizable por apertura de anillo. El monómero polimerizable por apertura de anillo para el almacenamiento puede estar en un estado pulverulento o estado liquido. El tanque 3 almacena sólidos (polvo o partículas) entre los materiales utilizados como un iniciador y aditivos. El tanque 5 almacena líquidos entre los materiales utilizados como el iniciador y aditivos. El tanque 7 almacena el fluido de compresión. Tómese en cuenta que, el tanque 7 puede almacenar gas o un sólido que se transforma en un fluido de compresión después de la aplicación de calor o presión durante el proceso para suministrar al dispositivo de mezcla 9, o dentro del dispositivo de mezcla 9. En este caso, el gas o sólido almacenado en el tanque 7 es transformado en el estado de (1), (2), o (3) de la Figura 2 en el dispositivo de mezcla 9 después de la aplicación de calor o presión.
El alimentador de dosificación 2 mide el monómero polimerizable por apertura de anillo almacenado en el tanque 1, y continuamente suministra el monómero polimerizable por apertura de anillo medido al dispositivo de mezcla 9. El alimentador de dosificación 4 mide los sólidos almacenados en el tanque 3 y suministra continuamente los sólidos medidos al dispositivo de mezcla 9. La bomba dosificadora 6 mide los líquidos almacenados en el tanque 5, y continuamente suministra los líquidos medidos al mezclador 9. La bomba de dosificación 8 suministra continuamente el fluido de compresión almacenado en el tanque 7 al dispositivo de mezcla 9 a presión constante con una velocidad de flujo constante. Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, la frase "suministrar continuamente" se usa como un concepto en sentido inverso a un suministro por lotes, y significa suministrar de una manera que se obtiene de forma continua un polímero como un producto de polimerización por apertura de anillo. Específicamente, cada material puede ser suministrado de forma intermitente mientras se obtiene de forma continua un producto polímero de la polimerización por apertura de anillo. En el caso de que los materiales utilizados como el iniciador y aditivos sean todos sólidos, el dispositivo de reacción de polimerización 100 no puede tener el tanque 5 y la bomba dosificadora 6. Del mismo modo, en el caso en donde los materiales utilizados como el iniciador y aditivos sean todos líquidos, el dispositivo de reacción de polimerización 100 no puede tener el tanque 3 y el alimentador de dosificación 4.
En la presente modalidad, cada dispositivo en el cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización está conectado con una tubería resistente a la presión 30 para transportar las materias primas, el fluido de compresión, o polímero generado, como se ilustra en la Figura 3. Además, cada uno del dispositivo de mezcla 9, la bomba de transferencia de liquido 10, y el recipiente de reacción 13 del dispositivo de reacción de polimerización tiene un miembro en forma de tubo para el paso de las materias primas mencionadas a través de él.
El cuerpo principal 100b del dispositivo de reacción de polimerización del dispositivo de mezcla 9 es un dispositivo que contiene un recipiente resistente a la presión, y configurado para hacer que se suministren de forma continua las materias primas (por ejemplo, el monómero polimerizable por apertura de anillo, iniciador, y aditivos) desde cada tanque (1, 3, 5) en contacto con el fluido de compresión suministrado desde el tanque 7 para disolver las materias primas. En el dispositivo de mezcla 9, las materias primas se funden o disuelven al poner en contacto las materias primas y el fluido de compresión entre si. Cuando se disuelve el monómero polimerizable por apertura de anillo, se forma una fase fluida. Cuando se funde el monómero polimerizable por apertura de anillo, se forma una fase fundida. Sin embargo, se prefiere que una fase fundida o fase fluida se formen con una capa con el fin de llevar a cabo una reacción de manera uniforme. Además, se prefiere que el monómero polimerizable por apertura de anillo esté fundido con el fin de llevar a cabo una reacción con una alta proporción de las materias primas con respecto al fluido de compresión. Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, las materias primas, tales como el monómero polimerizable por apertura de anillo, se pueden poner en contacto continuo con el fluido de compresión a una velocidad de concentración constante en el dispositivo de mezcla 9 mediante el suministro continuo de las materias primas y el fluido de compresión, y como resultado de esto, las materias primas se pueden disolver o fundir de manera eficiente .
Una forma del recipiente del dispositivo de mezcla 9 puede ser una forma de tanque o una forma tubular, pero es preferentemente una forma tubular a partir de un extremo del cual se saca la mezcla. Un recipiente del dispositivo de mezcla 9 está provisto de una entrada 9a para introducir un fluido de compresión suministrado desde el tanque 7 por la bomba de dosificación 8, una entrada 9b para introducir el monómero polimerizable por apertura de anillo suministrado desde el tanque 1 por el alimentador de dosificación 2, una entrada 9c para introducir el polvo suministrado desde el tanque 3 por el alimentador de dosificación 4, y una entrada 9d para introducir el liquido suministrado desde el tanque 5 por la bomba dosificadora 6. En la presente modalidad, cada entrada (9a, 9b, 9c, 9d) está constituida de un conector para conectar el recipiente del dispositivo de mezcla 9 con cada tubo para transportar cada una de las materias primas o fluido de compresión. El conector no está particularmente limitado, y se selecciona de reductores convencionales, acoplamientos, Y, T, y salidas. El dispositivo de mezcla 9, además, contiene un calentador 9e para calentar cada una de las materias primas suministradas y fluido de compresión. Además, el dispositivo de mezcla 9 puede contener un dispositivo de agitación para agitar las materias primas, y el fluido de compresión. En el caso en que el dispositivo de mezcla 9 contenga un dispositivo de agitación, el dispositivo de agitación es preferentemente un dispositivo de agitación de un solo tornillo, un dispositivo de agitación de doble tornillo, en donde los tornillos se acoplan entre si, un mezclador biaxial que contiene una pluralidad de elementos de agitación que se acoplan o se superponen entre si, una amasadora que contiene elementos de agitación en espiral que se acoplan entre si, o un mezclador de inmersión. Entre ellos, es más preferible el agitador biaxial o multiaxial que agita sus elementos que están acoplados entre si porque se genera una menor cantidad de deposiciones del producto de reacción en el agitador o recipiente, y tiene propiedades de autolimpieza .
En el caso en que el dispositivo de mezcla 9 no esté equipado con un dispositivo de agitación, se utiliza adecuadamente una tubería resistente a la presión como el dispositivo de mezcla 9. En este caso, se puede reducir el espacio de instalación del dispositivo de reacción de polimerización 100, o se puede mejorar el grado de libertad del diseño proporcionando la tubería resistente a la presión en la forma de espiral o doblada. Tómese en cuenta que, en el caso en donde el dispositivo de mezcla 9 no tiene un dispositivo de agitación, el monómero polimerizable por apertura de anillo que va a ser suministrado al dispositivo de mezcla 9 preferentemente se licúa antes de mezclar con seguridad todos los materiales en el dispositivo de mezcla en estado fundido 9.
La bomba de transferencia de líquido 10 envía cada materia prima disuelta o fundida en el dispositivo de mezcla 9 al recipiente de reacción 13. El tanque 11 almacena el catalizador orgánico. La bomba de dosificación 12 mide el catalizador orgánico almacenado en el tanque 11, y suministra el catalizador orgánico medido al recipiente de reacción 13.
El recipiente de reacción 13 es un recipiente resistente a la presión para mezclar cada una de las materias primas disueltas o fundidas enviadas por la bomba de transferencia de líquido 10 con el catalizador orgánico suministrado por la bomba de dosificación 12 para llevar a cabo de forma continua la polimerización por apertura de anillo del monómero polimerizable por apertura de anillo. Una forma del recipiente de reacción 13 puede ser un tanque o un tubo, pero es preferentemente un tubo, ya que ofrece un menor espacio muerto. El recipiente de reacción 13 está provisto de una entrada 13a para introducir los materiales mezclados por el dispositivo de mezcla 9 en el recipiente, y una entrada 13b para introducir el catalizador orgánico suministrado desde el tanque 11 por la bomba de dosificación 12 en el recipiente. En la presente modalidad, cada entrada (13a, 13b) está constituida de un conector para conectar el recipiente de reacción 13 con cada tuberia para transportar cada una de las materias primas. El conector se selecciona de reductores convencionales, acoplamientos, Y, T, y salidas. Tómese en cuenta que, el recipiente de reacción 13 puede estar provisto de una salida de gas para liberar los materiales evaporados. Además, el recipiente de reacción 13 contiene un calentador 13c para calentar las materias primas transportadas. Además, el recipiente de reacción 13 puede contener un dispositivo de agitación para agitar las materias primas, y el fluido de compresión. El uso del recipiente de reacción 13 que contiene un dispositivo de agitación puede realizar una reacción uniforme y cuantitativa de polimerización, ya que puede evitar la sedimentación de partículas de polímero, causada por una diferencia de concentración entre las materias primas y el producto polímero. El agitador del recipiente de reacción 13 es preferentemente un agitador bi- o multiaxial que tiene tornillos que se acoplan entre sí, elementos de agitación de 2 paletas (rectángulo), elementos de agitación de 3 paletas (triángulo) , o alas de agitación de forma circular o múltiples hojas (forma de trébol), con miras a la autolimpieza . En el caso en donde las materias primas que incluyen el catalizador son mezcladas suficientemente con anticipación, un mezclador inmóvil, que divide el flujo y los compuestos (recombina los flujos en múltiples etapas, también puede ser utilizado como el dispositivo de agitación. Ejemplos del mezclador inmóvil incluyen: mezcladores por lotes de flujo múltiple, descritos en la publicación de solicitud de patente japonesa examinada (JP-B) Nos. 47-15526, 47-15527, 47-15528 y 47-15533; un mezclador tipo Kenics (estático) descrito en el documento JP-A No. 47-33166; y mezcladores inmóviles similares a los enumerados.
En el caso en donde el recipiente de reacción 13 no esté equipado con un agitador, se utiliza adecuadamente una tubería resistente a la presión como el recipiente de reacción 13. En este caso, se puede reducir el espacio de instalación del dispositivo de reacción de polimerización 100, o se puede mejorar el grado de libertad del diseño proporcionando la tubería resistente a la presión en la forma de espiral o doblada.
La Figura 3 ilustra una modalidad en la que se utiliza un recipiente de reacción 13, pero también se puede utilizar un dispositivo con dos o más recipientes de reacción 13. En el caso en que se utilice una pluralidad de recipientes de reacción 13, las condiciones de reacción (polimerización) por recipiente de reacción 13, es decir, las condiciones, tales como la temperatura, la concentración del catalizador, la presión, el tiempo de retención promedio, y la velocidad de agitación, pueden ser las mismas que en el caso en que se usa sólo un recipiente de reacción 13, pero se optimizan preferentemente por el recipiente de reacción 13 correspondiente a la marcha de la polimerización (la etapa de la polimerización) . Tómese en cuenta que, no es muy buena idea que un número excesivamente grande de recipientes esté conectado para producir muchas etapas, ya que puede prolongar el tiempo de reacción, o un dispositivo puede llegar a complicarse. El número de etapas es preferentemente de 1 a 4, más preferentemente de 1 a 3.
En el caso en donde la polimerización se lleve a cabo con un solo recipiente de reacción, un grado de polimerización de un polímero obtenido o una cantidad de residuos de monómero en el polímero son generalmente inestables, y tienden a variar, y por lo tanto no son adecuados en las producciones industriales. Se considera que la inestabilidad de los mismos se produce porque las materias primas que tienen la viscosidad de fusión de unos pocos poises a varios cientos de poises y el polímero polimerizado que tiene la viscosidad de fusión de aproximadamente 1,000 poises están presentes conjuntamente en el mismo contenedor. En la presente modalidad, en comparación con lo anterior, la diferencia de viscosidad dentro del sistema se puede reducir mediante la disolución o la fusión de las materias primas y los polímeros en el fluido de compresión, de modo que el número de las etapas se puede reducir en comparación con el del dispositivo de reacción de polimerización convencional.
La bomba de dosificación 14 descarga el producto polímero P polimerizado en el recipiente de reacción 13 desde una boquilla de descarga 15, que es un ejemplo de una salida de polímero al exterior del recipiente de reacción 13. Alternativamente, el producto polímero P puede ser descargado desde el recipiente de reacción 13 mediante la utilización de una diferencia de presión entre el interior y el exterior del recipiente de reacción 13, sin necesidad de utilizar la bomba de dosificación 14. En este caso, en lugar de la bomba de dosificación 14, se puede utilizar una válvula de ajuste de la presión, con el fin de ajusfar una presión interna del recipiente de reacción 13 o una cantidad de descarga del producto polímero P.
Posteriormente, se explicará un paso de polimerización de sistema de lotes de un monómero polimerizable por apertura de anillo utilizando un reactor de polimerización 200. En el diagrama del sistema de la Figura 4, el dispositivo de reacción de polimerización 200 contiene un tanque 21, una bomba de dosificación 22, una olla de adición 25, un recipiente de reacción 27, y las válvulas (23, 24, 26, 28, 29) . Cada uno de los dispositivos anteriores es conectado con una tubería resistente a la presión 30 como se ilustra en la Figura 4. Además, los acoplamientos (30a, 30b) se proporcionan a la tubería 30.
El tanque 21 almacena el fluido de compresión. Tómese en cuenta que, el tanque 21 puede contener gas o sólido que se transforma en un fluido de compresión después de la aplicación de calor o presión en el suministro de un trayecto de suministro a través de la cual se suministra al recipiente de reacción 27, o en el recipiente de reacción 27. En este caso, el gas o sólido almacenado en el tanque 21 se transforma en el estado de (1), (2), o (3) en el diagrama de fases de la Figura 2 en el recipiente de reacción 27 mediante la aplicación de calor o presión.
La bomba de dosificación 22 suministra el fluido de compresión almacenado en el tanque 21 al recipiente de reacción 27 a presión y velocidad de flujo constantes. El bote de adición 25 almacena el catalizador orgánico que se agrega a las materias primas en el recipiente de reacción 27. Al abrir y cerrar cada una de las válvulas (23, 24, 26, 29), el trayecto cambia entre un trayecto para suministrar el fluido de compresión almacenado en el tanque 21 al recipiente de reacción 27 por medio de la olla 25, y un trayecto para suministrar el fluido de compresión al recipiente de reacción 27 sin pasar a través de la olla de adición 25.
El recipiente de reacción 27 se carga con el monómero polimerizable por apertura de anillo y el iniciador de antemano para iniciar la polimerización. El recipiente de reacción 27 es un recipiente resistente a la presión configurado para poner en contacto el monómero polimerizable por apertura de anillo cargado previamente y el iniciador con el fluido de compresión suministrado desde el tanque 21 y el catalizador orgánico suministrado desde la olla de adición 25, para llevar a cabo de ese modo la polimerización por apertura de anillo del monómero polimerizable por apertura de anillo. El recipiente de reacción 27 se puede proveer de una salida de gas para liberar los materiales evaporados. Además, el recipiente de reacción 27 contiene un calentador para calentar las materias primas transportadas. También, el recipiente de reacción 27 puede contener un dispositivo de agitación para agitar las materias primas, y el fluido de compresión. El uso del recipiente de reacción 27 que contiene un dispositivo de agitación puede realizar una reacción uniforme y cuantitativa de polimerización ya que puede evitar la sedimentación de partículas de polímero causadas por una diferencia de concentración entre las materias primas y el producto polímero con agitación por el dispositivo de agitación. La válvula 28 descarga el producto polímero P en el recipiente de reacción 27 por la apertura después de la finalización de la reacción de polimerización .
Método de Polimerización ? continuación, se expone un método de polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo utilizando el dispositivo de reacción de polimerización 100 como un ejemplo del dispositivo de reacción de polimerización. En primer lugar, cada uno de los alimentadores de dosificación (2, 4) , la bomba de dosificación 6, y la bomba de dosificación 8 se opera para introducir continuamente un monómero polimerizable por apertura de anillo, iniciador, aditivos, y el fluido de compresión en los tanques (1, 3, 5, 7) en el dispositivo de mezcla 9 a través de entradas respectivas (9a, 9b, 9c, 9d) . Tómese en cuenta que, la precisión en el peso de las materias primas sólidas (en polvo o granuladas) de polimerización puede ser baja en comparación con la de las materias primas liquidas. En este caso, las materias primas sólidas se pueden formar en un liquido para ser almacenado en el tanque 5, y luego introducirse en un contenedor del dispositivo de mezcla 9 por la bomba de dosificación 6. El orden para operar los alimentadores de dosificación (2, 4) y la bomba de dosificación 6 y la bomba de dosificación 8 no está particularmente limitado, pero se prefiere que la bomba de dosificación 8 sea operada primero porque hay una posibilidad de que las materias primas se solidifiquen si las materias primas iniciales se envían al recipiente de reacción 13 sin estar en contacto con el fluido de compresión .
Dado que cada una de las materias primas y el fluido de compresión se introduce continuamente en un contenedor del dispositivo de mezcla 9, se ponen en contacto de forma continua entre sí. Como resultado, cada una de las materias primas, tales como el monómero polimerizable por apertura de anillo, el iniciador, y los aditivos, se disuelven o se funden en el dispositivo de mezcla 9. En el caso en que el dispositivo de mezcla 9 contenga un dispositivo de agitación, las materias primas y el fluido de compresión se pueden agitar. Con el fin de evitar que el fluido de compresión introducido se convierta en gas, la temperatura interna y la presión del contenedor del recipiente de reacción 13 se controlan para que la temperatura y la presión sean iguales o superiores a por lo menos un punto triple del fluido de compresión. El control de la temperatura y la presión se lleva a cabo aquí mediante el ajuste de la salida del calentador del dispositivo de mezcla 9, o el ajuste de la velocidad de alimentación del fluido de compresión. En la presente modalidad, la temperatura para disolver o fundir el monomero polimerizable por apertura de anillo puede ser la temperatura igual o menor que el punto de fusión del monomero polimerizable por apertura de anillo bajo presión atmosférica. Se supone que la presión interna del dispositivo de mezcla 9 se convierte en alta bajo la influencia del fluido de compresión, de manera que el punto de fusión del monomero polimerizable por apertura de anillo reduce el punto de fusión del mismo bajo la presión atmosférica. En consecuencia, el monomero polimerizable por apertura de anillo se disuelve o se funde en el dispositivo de mezcla 9, incluso cuando una cantidad del fluido de compresión es pequeña con respecto al monomero polimerizable por apertura de anillo.
Con el fin de disolver o fundir cada una de las materias primas de manera eficiente, el tiempo para la aplicación de calor o la agitación de las materias primas y el fluido de compresión en el dispositivo de mezcla 9 se puede ajusfar. En este caso, el calentamiento o la agitación pueden llevarse a cabo después de poner en contacto las materias primas y el fluido de compresión entre si, o el calentamiento o la agitación se pueden realizar mientras se ponen en contacto las materias primas y el fluido de compresión entre si. Para hacer que se disuelvan o se fundan los materiales aún más seguramente, por ejemplo, el monómero polimerizable por apertura de anillo y el fluido de compresión pueden ser puestos en contacto entre si después de calentar el monómero polimerizable por apertura de anillo a la temperatura igual o mayor que el punto de fusión de los mismos. En el caso en que el dispositivo de mezcla 9 es un dispositivo de mezcla biaxial, por ejemplo, cada uno de los aspectos mencionados anteriormente puede ser realizado al establecer apropiadamente una alineación de los tornillos, la disposición de las entradas (9a, 9b, 9c, 9d) , y la temperatura del calentador 9e del dispositivo de mezcla 9.
En la presente modalidad, los aditivos se suministran al dispositivo de mezcla 9 por separado del monómero polimerizable por apertura de anillo, pero los aditivos pueden ser suministrados junto con el monómero polimerizable por apertura de anillo. Alternativamente, los aditivos se pueden suministrar después de la finalización de una reacción de polimerización. En este caso, después de sacar el producto polímero obtenido del recipiente de reacción 13, el aditivo se puede agregar al producto polímero mientras se amasa la mezcla de los aditivos y el producto polímero.
Cada una de las materias primas disueltas o fundidas en el dispositivo de mezcla 9 es enviada por la bomba de transferencia de líquido 10, y se suministra al recipiente de reacción 13 a través de la entrada 13a. Mientras tanto, el catalizador orgánico en el tanque 11 es medido por la bomba de dosificación 12, y se suministra una cantidad predeterminada del catalizador orgánico al recipiente de reacción 13 a través de la entrada 13b. El catalizador orgánico puede funcionar incluso a temperatura ambiente, y por lo tanto, en la presente modalidad, se evita la adición del catalizador orgánico directamente al dispositivo de mezcla 9, y el catalizador orgánico se agrega después de la disolución o la fusión de las materias primas en el fluido de compresión. En la técnica convencional, el tiempo para agregar el catalizador no ha sido discutido en la polimerización por apertura de anillo del monómero polimerizable por apertura de anillo en el fluido de compresión. En la presente modalidad, en el curso de la polimerización por apertura de anillo, se agrega el catalizador orgánico al sistema de polimerización en el recipiente de reacción 13 debido a la alta actividad del catalizador orgánico, en donde el sistema de polimerización contiene una mezcla de materias primas tales como el monómero polimerizable por apertura de anillo y el iniciador suficientemente disuelto o plastificado en el fluido de compresión. Cuando se agrega el catalizador orgánico en el estado donde la mezcla no está suficientemente disuelta o fundida, la reacción progresa de forma desigual para causar variaciones en la viscosidad, y por lo tanto puede ser difícil producir como un producto generado, un polímero que tiene un peso molecular alto.
Cada una de las materias primas enviada por la bomba de transferencia de líquido 10 y el catalizador orgánico suministrado por la bomba de dosificación 12 opcionalmente son agitados suficientemente por el dispositivo de agitación del recipiente de reacción 13, y calentados a la temperatura predeterminada por el calentador 13c. Como resultado, la reacción de polimerización por apertura de anillo del monómero polimerizable por apertura de anillo se lleva a cabo en el recipiente de reacción 13 en presencia del catalizador orgánico (paso de polimerización) .
El límite inferior de la temperatura de polimerización por apertura de anillo (temperatura de reacción de polimerización) del monómero polimerizable por apertura de anillo no está particularmente limitado, pero es de 40°C, preferentemente 50°C, y más preferentemente 60°C. Cuando la temperatura de reacción es inferior a 40°C, puede tomar mucho tiempo disolver o fundir el monómero polimerizable por apertura de anillo en el fluido de compresión, dependiendo del tipo de monómero polimerizable por apertura de anillo, la disolución o fusión del mismo en el fluido de compresión puede ser insuficiente, o el catalizador orgánico puede presentar una baja actividad. Como resultado, la velocidad de reacción puede ser baja durante la polimerización, por lo que la reacción de polimerización puede no ser capaz de progresar cuantitativamente.
El limite superior de la temperatura de reacción de polimerización no está particularmente limitado, pero es de 100 °C, o la temperatura más alta que el punto de fusión del monómero polimerizable por apertura de anillo por 30 °C, el que sea mayor. El limite superior de la temperatura de reacción de polimerización es preferentemente de 90°C, o el punto de fusión del monómero polimerizable por apertura de anillo, el que sea mayor. Más preferentemente, el limite superior de la temperatura de reacción de polimerización es de 80°C, o la temperatura más baja que el punto de fusión del monómero polimerizable por apertura de anillo por 20 °C, el que sea mayor. Cuando la temperatura de reacción de polimerización es mayor que la temperatura que es más alta que el monómero polimerizable por apertura de anillo por 30 °C, una reacción de despolimerización, que es una reacción inversa de la polimerización por apertura de anillo, tiende a ocurrir en equilibrio, por lo que la reacción de polimerización puede no progresar cuantitativamente. En el caso en donde un monómero de apertura de anillo que tiene un punto de fusión bajo, tal como un monómero polimerizable por apertura de anillo en el estado de un liquido a temperatura ambiente, la temperatura de reacción de polimerización puede establecerse a la temperatura más alta que el punto de fusión por 30 °C para activar el catalizador orgánico. Incluso en este caso, la temperatura de reacción de polimerización es preferentemente de 100 °C o inferior. Tómese en cuenta que, la temperatura de reacción de polimerización se controla mediante calentamiento por medio del calentador 13c equipado con el recipiente de reacción 13, o calentando externamente el recipiente de reacción 13.
En la presente modalidad, el tiempo de reacción de polimerización (el tiempo de retención promedio en el recipiente de reacción 13) se establece dependiendo de un peso molecular objetivo. Cuando el peso molecular promedio en número objetivo es de 15,000 o mayor, el tiempo de reacción de polimerización es generalmente de 10 minutos a 6 horas, aunque depende de otras condiciones.
La presión durante la polimerización, es decir, la presión del fluido de compresión puede ser la presión a la que el fluido de compresión suministrado desde el tanque 7 está el gas líquido ((2) en el diagrama de fases de la Figura 2), o gas a alta presión ((3) en el diagrama de fases de la Figura 2), pero es preferentemente la presión a la que el fluido de compresión es fluido supercrítico ( (1) en el diagrama de fases de la Figura 2) . Al hacer el fluido de compresión en el estado de un fluido supercrítico, la disolución o la fusión del monómero polimerizable por apertura de anillo se acelera a uniformemente y progresa cuantitativamente una reacción de polimerización. En el caso en que se utiliza dióxido de carbono como el fluido de compresión, la presión del mismo es de 3.7 Pa o superior, preferentemente 5 MPa o superior, más preferentemente 7.4 MPa o superior, que es la presión crítica o superior, con miras a la eficiencia de una reacción y velocidad de polimerización. En el caso en que se utiliza dióxido de carbono como el fluido de compresión, además, la temperatura del mismo es preferentemente de 25 °C o superior por las mismas razones a lo anterior. En la presente modalidad, la concentración del fluido de compresión no está particularmente limitada, siempre y cuando se trate de una concentración a la que el monómero polimerizable por apertura de anillo y un polímero generado a partir del monómero polimerizable por apertura de anillo se puedan disolver o fundir en el fluido de compresión.
Una cantidad de humedad en el recipiente de reacción 13 es preferentemente 4% mol o menor, más preferentemente 1% mol o menor, y aún más preferentemente 0.5% mol o menor, con respecto al 100% mol del monómero polimerizable por apertura de anillo. Cuando la cantidad de la humedad es mayor que 4% mol, la propia humedad contribuye como un iniciador, y por lo tanto puede ser difícil de controlar el peso molecular de un producto polímero. Con el fin de controlar la cantidad de humedad en el sistema de reacción de polimerización, se puede realizar como un pretratamiento un proceso para la eliminación de la humedad contenida en el monómero polimerizable por apertura de anillo u otras materias primas.
El producto polímero P completado con la reacción de polimerización por apertura de anillo en el recipiente de reacción 13 se descarga fuera del recipiente de reacción 13 por medio de la bomba de dosificación 14. La velocidad para descargar el producto polímero P por la bomba de dosificación 14 es preferentemente constante a fin de mantener constante la presión interna del sistema de polimerización lleno con el fluido de compresión, y producir un producto polímero uniforme. Para este fin, el sistema de envío de líquido en el interior del recipiente de reacción 13 y la cantidad para enviar el líquido por la bomba de transferencia de líquido 10 se controlan para mantener constante la presión de retorno de la bomba de dosificación 14. Del mismo modo, el sistema de envío de líquido en el interior del dispositivo de mezcla 9, y las velocidades de alimentación de los alimentadores de dosificación (2, 4) y las bombas de dosificación (6, 8) se controlan para mantener constante la presión de retorno de la bomba de transferencia de líquido 10. El sistema de control puede ser un sistema de control de ENCENDER-APAGAR, es decir, un sistema de alimentación intermitente, pero en la mayoría de los casos preferentemente es un sistema de control continuo o por etapas, en donde la velocidad razonable de la bomba o similar se aumenta o se disminuye gradualmente. Tómese en cuenta que cualquiera de estos controles es para proporcionar de manera estable un producto polímero uniforme.
El catalizador orgánico mantenido en el producto polímero obtenido en la presente modalidad se elimina, si es necesario. Como resultado de esta eliminación, la cantidad de los residuos de catalizador orgánico en el producto polímero se puede reducir a 2% en masa. Un método para eliminar el catalizador orgánico no está particularmente limitado, y ejemplos del mismo incluyen: destilación al vacio en caso de un compuesto que tiene un punto de ebullición; un método para extraer y eliminar el catalizador orgánico utilizando un compuesto que disuelve el catalizador orgánico como un agente de arrastre; y un método para absorber el catalizador orgánico con una columna para eliminar el catalizador orgánico. En el método para eliminar el catalizador orgánico, un sistema del mismo puede ser un sistema de lotes, en donde el producto polímero se saca del recipiente de reacción y luego el catalizador orgánico se elimina del mismo, o un sistema de procesamiento continuo en donde el catalizador orgánico se elimina en el recipiente de reacción sin sacar el producto polímero del recipiente de reacción. En el caso de la destilación al vacío, la condición de vacío se establece con base en un punto de ebullición del catalizador orgánico. Por ejemplo, la temperatura en el vacío es de 100°C a 120°C, y el catalizador orgánico se puede eliminar a la temperatura más baja que la temperatura a la que se despolimeri a el producto polímero. Si un solvente orgánico se utiliza en el proceso de extracción, puede ser necesario proporcionar un paso para eliminar el solvente orgánico después de extraer el catalizador orgánico. Por lo tanto, se prefiere que se use un fluido de compresión como un solvente para la extracción. En cuanto al proceso de tal extracción, se pueden derivar las técnicas convencionales utilizadas para la extracción de perfumes.
Ejemplo Aplicado De acuerdo con el método de producción de la presente modalidad, una reacción progresa cuantitativamente sin apenas dar residuos de monómero. Por lo tanto, es posible sintetizar un copolimero que contiene dos o más segmentos de polímero, o producir una mezcla de polímeros, a ustando adecuadamente el tiempo para la adición de una pluralidad de monómeros polimerizables por apertura de anillo. A continuación se presentarán dos métodos de producción de un complejo estéreo, que es un ejemplo del copolimero o mezcla mencionados anteriormente.
Un primer método incluye polimerizar un monómero polimerizable por apertura de anillo (por ejemplo, L-lactida) en el recipiente de reacción 13, y después de completar la reacción cuantitativamente, agregar otro monómero isomérico óptico polimerizable por apertura de anillo (por ejemplo, D-lactida) al recipiente de reacción 13, para llevar a cabo con ello una reacción de polimerización. Como resultado, se obtiene un complejo estéreo (copolimero de bloque estéreo) . Este método es muy eficaz porque apenas se produce la racemización, debido a que la reacción se lleva a cabo a la temperatura igual o menor que el punto de fusión del monómero polimerizable por apertura de anillo con el estado en donde hay menos residuos de monómero, y porque se produce un complejo por una reacción de una etapa.
En el segundo método, se forman polímeros (por ejemplo, ácido poliláctico) de forma L y forma D cada uno por separado mediante polimerización en un fluido de compresión en el dispositivo de reacción de polimerización 100. Después, estos polímeros obtenidos se mezclan en el fluido de compresión para obtener un complejo estéreo. En general, un polímero tal como ácido poliláctico tiende a descomponerse a medida que se recalienta y se redisuelve, incluso cuando el polímero tiene un menor número de residuos de monómero. El segundo método es eficaz porque, de manera similar al primer método, la racemización o deterioro térmico pueden ser inhibidos mediante la mezcla de ácidos polilácticos de baja viscosidad disueltos o fundidos en el fluido de compresión.
Producto Polímero De acuerdo con el método de producción de la presente modalidad, una reacción de polimerización puede llevarse a cabo a baja temperatura mediante el uso de un fluido de compresión, como se describió anteriormente, y por lo tanto se inhibe significativamente una reacción de despolimerización en comparación con un método de polimerización convencional en estado fundido. Por consiguiente, se puede reducir la cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo contenidos en el producto polímero, específicamente, a 2% en masa o menor, preferentemente 0.5% en masa o menor, y más preferentemente 0.1% en masa (1,000 ppm) o menor. Además, en la presente modalidad, la cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo también se puede reducir a 300 ppm o menos, preferentemente 100 ppm o menos. Notablemente, en la presente modalidad, la cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo se puede expresar como una proporción de masa; es decir, [la masa de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo/la masa total de los monómeros polimerizables por apertura de anillo (= la masa del producto polímero que contiene los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo) ] . La cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo se puede medir con base en "Estándar Voluntario para Envases y Envolturas para Alimentos Formados de Resina Sintética tal como Poliolefina, la tercera edición revisada, agregada en Junio de 2004, Parte 3, Métodos Estándares de Análisis para Productos Químicos Higiénicos". Cuando la cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo es mayor que 2% mol, la estabilidad resistente al calor se reduce a medida que disminuyen las propiedades térmicas de los mismos, y además, la descomposición del polímero tiende a progresar porque el ácido carboxílico generado por la apertura de anillo del residuo de monómero funciona como un catalizador para acelerar la descomposición por hidrólisis. En el caso en donde el monómero es volátil, una boquilla o molde puede mancharse cuando el producto polímero se procesa dependiendo de su uso, tales como fibras, una película, o un artículo moldeado, lo cual puede reducir la eficiencia de producción, o poner en peligro la calidad de un producto en sí. Por consiguiente, el producto polímero obtenido en la presente modalidad aumenta significativamente su estabilidad con respecto a las propiedades mencionadas anteriormente. Tómese en cuenta que, de acuerdo con la presente modalidad, el producto polímero que contiene los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo en una cantidad de 2% en masa o menor, preferentemente 1, 000 ppm o menor, se puede obtener seleccionando apropiadamente cada una de las condiciones de polimerización antes mencionadas, sin un tratamiento de eliminación que se realice por separado. La cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo puede ser mayor que 2% mol si pueden alcanzarse las propiedades físicas de un producto polímero adecuado para un uso previsto.
El peso molecular promedio en número del producto polímero de la presente modalidad se puede ajusfar apropiadamente dependiendo del uso previsto, sin ninguna limitación, pero es de 12,000 o más, preferentemente 15,000 o más. Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, el peso molecular promedio en número se calcula con base en una medición de la cromatografía de permeación en gel (GPC) . Cuando el peso molecular promedio en número es menor que 12, 000, un polímero resultante es frágil, lo que puede limitar el uso del mismo en la aplicación. Un valor obtenido dividiendo el peso molecular promedio en peso Mw del polímero obtenido en la presente modalidad con el número de peso molecular promedio en número Mn del mismo es preferentemente de 1.2 a 2.5, más preferentemente 1.2 a 2.0, y aún más preferentemente de 1.2 a 1.5. Cuando este valor es mayor que 2.5,. se aumenta una cantidad del componente de bajo peso molecular, lo que puede aumentar la degradabilidad .
El producto polímero obtenido en la presente modalidad es excelente en cuanto a la seguridad y estabilidad, debido a que el producto polímero está sustancialmente libre de un átomo de metal y un solvente orgánico, y tiene una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo, que es 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 ppm) o menor, porque el producto polímero se produce por el método de producción que no utiliza un catalizador metálico y un solvente orgánico. En consecuencia, las partículas de la presente modalidad se aplican ampliamente en diversos usos, tales como productos de uso diario, productos farmacéuticos, productos cosméticos y tóners electrofotográficos . Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, el término "catalizador metálico" se refiere a un catalizador, que se utiliza para la polimerización por apertura de anillo, y contiene un átomo de metal. La frase "sustancialmente libre de un átomo de metal" se refiere a que no contiene un átomo de metal derivado del catalizador metálico. Específicamente, un producto polímero se puede decir que está sustancialmente libre de un átomo de metal, cuando el átomo de metal derivado del catalizador metálico en el producto polímero se detecta por métodos de análisis convencionales, tales como espectrometría de emisión atómica ICP, espectrofotometría de absorción atómica, y colorimetría, y el resultado es igual o menor que el límite de detección. El catalizador metálico no está particularmente limitado, pero ejemplos del mismo incluyen catalizador metálico convencional, tal como un compuesto de estaño (por ejemplo, octilato de estaño, dibutilato de estaño, y bis (2- etilhexanoato) de estaño) , un compuesto de aluminio (por ejemplo, acetilacetonato de aluminio, y acetato de aluminio) , un compuesto de titanio (por ejemplo, titanato de tetraisopropilo, y titanato de tetrabutilo) , un compuesto de zirconio (por ejemplo, isopropóxido de zirconio) , y un compuesto de antimonio (por ejemplo, trióxido de antimonio) . Ejemplos del átomo de metal derivado del catalizador metálico incluyen estaño, aluminio, titanio, zirconio y antimonio. En la presente modalidad, además, el término "solvente orgánico" es un solvente orgánico usado para la polimerización por apertura de anillo, y se selecciona entre aquellos que pueden disolver un polímero obtenido a través de una reacción de polimerización por apertura de anillo. En el caso en donde un polímero obtenido a través de una reacción de polimerización por apertura de anillo es el ácido poliláctico (forma L 100%), ejemplos del solvente orgánico incluyen: un solvente halógeno, tal como cloroformo, y cloruro de metileno; y tetrahidrofurano. El hecho "sustancialmente libre de un solvente orgánico" significa que la cantidad del solvente orgánico en el producto polímero es el límite de detección o menor, medido por el siguiente método.
Método de Medición de Residuos de Solvente Orgánico A 1 parte en masa del producto polímero, que es un objeto de la medición, se añadieron 2 partes en masa de 2-propanol, y el producto resultante se dispersó durante 30 minutos por ondas ultrasónicas. Después, el producto resultante se almacena en un refrigerador (5°C) durante 1 día o más, para extraer de ese modo un solvente orgánico en el producto polímero. El fluido sobrenadante así obtenido se analizó por cromatografía de gases (GC-14A, SHIMADZU) , para determinar el solvente orgánico y los residuos de monómero en el producto polímero, y medir de este modo una concentración del solvente orgánico. Las condiciones de medición de este análisis son las siguientes.
Dispositivo: GC-14A Shimadzu Columna CBP20-M 50-0.25 Detector FID Cantidad inyectada: 1 µ? a 5 µ? Gas portador: He, 2.5 kg/cm2 Velocidad de flujo de hidrógeno: 0.6 kg/cm2 Velocidad de flujo de aire: 0.5 kg/cm2 Velocidad de la gráfica: 5 mm/min Sensibilidad: Alcance 101 x Aten 20 Temperatura de columna: 40 °C Temperatura de inyección: 150°C El producto polímero producido por el método de producción antes mencionado tiene una menor cantidad de los residuos de monómero, y temperatura de reacción extremadamente baja, debido a que la decoloración, coloración amarillenta principalmente, puede ser inhibida, y por lo tanto el producto polímero es de color blanco. Tómese en cuenta que, el grado de amarillamiento se puede evaluar con el valor de YI, que se determina mediante la preparación de una pella de resina de 2 mm de espesor, y la medición de la pella por medio de una computadora de color SM (fabricada por Suga Test Instruments Co., Ltd.) de acuerdo con la norma JIS-K7103.
Polímero Compacto Un polímero compacto, tal como partículas, una película, una hoja, un artículo moldeado, fibras, y espuma, que puede ser obtenido por la conformación del producto polímero producido por el método de producción antes mencionado, se explicará. Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, el polímero compacto es un artículo producido por la conformación del producto polímero.
Partículas Un método para formar el producto polímero obtenido por el método de producción antes mencionado en partículas incluye un método para pulverizar el producto polímero de acuerdo con un método convencional. Los diámetros de partícula de las partículas son generalmente de 1 µ?? a 50 µ?t?. En el caso en donde las partículas formadas fuera del polímero compacto son un tóner electrofotográfico, se produce una mezcla, en la que un colorante y partículas hidrofóbicas se mezclan en el producto polímero. La mezcla puede contener otros aditivos diferentes a una resina aglutinante, un colorante, y partículas hidrofóbicas. Ejemplos de las otras partículas antes mencionadas incluyen un agente de liberación, y un agente de control de carga. Los aditivos pueden ser mezclados durante la reacción de polimerización, o en un proceso posterior a la reacción de polimerización. Alternativamente, se pueden agregar aditivos durante el amasado en estado fundido, después de tomar el producto polímero del sistema de polimerización.
Película En la presente modalidad, la película es un componente polímero formado en una película delgada que tiene un espesor de menos de 250 i . En la presente modalidad, la película se produce mediante el estiramiento del producto polímero obtenido por el método de producción antes mencionado.
En este caso, el método de estiramiento no está particularmente limitado, pero se puede emplear un método de estiramiento uniaxial, y el método de estiramiento biaxial concurrente o simultáneo (por ejemplo, un método tubular, y un método de bastidor) .
Una película se forma generalmente en un intervalo de temperatura de 150°C a 280°C. La película formada se somete a estiramiento monoaxial o biaxial por un método de rodillo, un método de bastidor, o un método tubular. La temperatura de estiramiento es típicamente de 30°C a 110°C, preferentemente de 50°C a 100°C. Un aumento de estiramiento es típicamente de 0.6 veces a 10 veces cada uno en una dirección longitudinal y una dirección transversal. Por otra parte, después del estiramiento, se puede realizar un tratamiento de calor, y ejemplos de tal tratamiento de calor incluye un método para el soplado de aire caliente, un método para la aplicación de rayos infrarrojos, un método para la aplicación de microondas, y un método para poner en contacto con un rodillo de calor.
De acuerdo con el método de extracción mencionado anteriormente, se pueden obtener varias películas estiradas, tales como una hoja estirada, un hilo plano, una cinta o banda estirada, una cinta con soportes lineales, y un hilo dividido. El espesor de la película estirada se selecciona apropiadamente dependiendo de su uso, pero es típicamente de 5 pm o mayor, pero menor de 250 µp\.
Tómese en cuenta que, la película estirada formada puede ser sometida a diversos tratamientos secundarios para diversos fines, a fin de impartir una' función química, función eléctrica, función magnética, función mecánica, de fricción, función abrasiva o lubricante, función óptica, función térmica, o función de superficie tal como biocompatibilidad. Ejemplos del tratamiento secundario incluyen grabado en relieve, recubrimiento, pegadura, impresión, metalización (chapado, etc. ) , maquinado, y tratamientos de superficie (por ejemplo, un tratamiento antiestática, un tratamiento de descarga de corona, un tratamiento de plasma, un tratamiento de fotocromismo, deposición física de vapor, deposición química de vapor, y recubrimiento) .
La película estirada obtenida en la presente modalidad es excelente en seguridad y estabilidad porque la película estirada utiliza el producto polímero producido por el método de producción que no utiliza un catalizador metálico y un solvente orgánico, no contiene el catalizador metálico y el solvente orgánico, y contiene una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de monómeros, que es 2% mol o menor, preferentemente 0.1% en masa (1, 000 partes por millón en masa) o menor. En consecuencia, la película estirada de la presente modalidad puede ser ampliamente aplicada en diversos usos, tales como los productos de uso diario, materiales de envoltura, productos farmacéuticos, materiales para las máquinas y aparatos eléctricos, cubiertas de aparatos eléctricos de uso doméstico, y materiales de automóviles. En el caso en donde el producto polímero obtenido es un polímero que tiene biodegradabilidad, tal como el ácido poliláctico, y policaprolactona, el producto polímero puede ser eficaz para usos mediante los cuales el producto polímero se puede llevar en el cuerpo humano, tales como materiales de envoltura utilizados para alimentos, productos cosméticos, y materiales médicos para productos farmacéuticos, mediante la utilización de la propiedad del mismo que un solvente y metal no están contenidos en él.
Hoja y Artículo Moldeado En la presente modalidad, una hoja es un componente polímero formado en una película delgada que tiene un espesor de 250 µta o más. En la presente modalidad, una hoja se produce mediante la aplicación de un método de producción de hoja convencional para una resina termoplástica para el producto polímero obtenido en el método de producción antes mencionado. Tal método no está particularmente limitado, y sus ejemplos incluyen un método de troquel en T, un método de inflación, y un método de calandrado. Las condiciones de procesamiento cuando se procesa en una hoja se determinan apropiadamente, dependiendo de un tipo del producto polímero, y un dispositivo para usarse. Por ejemplo, en el caso en donde el ácido poliláctico es procesado por un método de troquel en T, el procesamiento de la hoja se puede realizar mediante la extrusión del producto polímero calentado, preferentemente al intervalo de 150°C a 250°C, por medio de un dispositivo de moldeo por extrusión dispuesto en una salida del troquel en T, descargando de esta manera el producto polímero del troquel en T como una hoja.
En la presente modalidad, el artículo moldeado es un artículo procesado con un molde. La definición del artículo moldeado incluye partes formadas de un artículo moldeado, tales como asas de una charola, y un producto equipado con un artículo moldeado, tal como una charola provista con asas, así como un artículo moldeado mismo.
El método de procesamiento no está particularmente limitado, y el procesamiento puede realizarse en un método convencional para una resina termoplástica . Ejemplos de los mismos incluyen moldeo por inyección, moldeo por vacío, moldeo por compresión, moldeo por compresión al vacío, y moldeo a presión. Un artículo moldeado se puede producir por fusión del producto polímero obtenido en el método de producción mencionado anteriormente, seguido por moldeo por inyección. Por otra parte, un artículo moldeado se puede obtener por moldeo a presión de la hoja obtenida en el método de producción antes mencionado usando un molde para dar una forma. Las condiciones de procesamiento para dar una forma se determinan apropiadamente, dependiendo del tipo del producto polímero, y un dispositivo para usarse. Por ejemplo, en el caso en que se le da una forma a la hoja del ácido poliláctico de la presente modalidad por moldeo a presión utilizando un molde, la temperatura del molde se puede establecer en el intervalo de 100°C a 150°C. En el caso en que una forma se da mediante moldeo por inyección, el producto polímero calentado al intervalo de 150 °C a 250 °C se inyecta en un molde, y la temperatura del molde se establece en el intervalo aproximado de 20°C a 80°C, para llevar a cabo el moldeo por inyección.
Convencionalmente, una corriente de ácido poliláctico, utilizada generalmente contiene grandes proporciones residuales de un catalizador metálico, solvente orgánico, y monómero. Cuando tal ácido poliláctico se calienta para formar en una hoja, la hoja resultante tiene apariencia deteriorada debido a un defecto de ojo de pescado que es un residuo, tal como un catalizador metálico, solvente orgánico, y monómero, aparecidos en la hoja, y la resistencia de la hoja puede disminuir. Cuando el moldeo se lleva a cabo con ácido poliláctico mediante moldeo, o moldeo por inyección, la apariencia se deteriora de manera similar a la anterior, y la resistencia puede disminuir.
Por el contrario, la hoja y artículos moldeados de la presente modalidad se producen mediante el uso del producto polímero, que se produce en el método de producción que no utiliza un catalizador metálico y un solvente orgánico, está libre de un átomo de metal y un solvente orgánico, y tiene una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de monómeros, que es 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 partes por millón en masa) o menor. Por lo tanto, la hoja y el artículo moldeado de la presente modalidad son excelentes en la seguridad, la estabilidad, y la apariencia. En consecuencia, la hoja y el artículo moldeado de la presente modalidad se aplican ampliamente, pero no se limitan particularmente, para diversos usos, tales como materiales industriales, productos de uso diario, productos agrícolas, hojas para alimentos, productos farmacéuticos y productos cosméticos, materiales de envoltura, y charolas. En el caso en donde el producto polímero obtenido es un polímero que tiene biodegradabilidad, tal como el ácido poliláctico, y policaprolactona, el producto polímero puede ser eficaz para usos mediante los cuales el producto polímero se puede llevar en el cuerpo humano, tales como materiales de envoltura utilizados para alimentos, productos cosméticos, y hojas médicas para productos farmacéuticos, mediante la utilización de su característica de que un solvente orgánico y átomo de metal no están contenidos en el mismo.
Fibras El producto polímero obtenido en el método de producción antes mencionado puede ser aplicado también para las fibras, tales como monofilamentos y multifilamentos . Tómese en cuenta que, en la presente modalidad, la definición de las fibras incluyen no sólo las fibras individuales, tales como monofilamentos, sino también a un producto intermedio constituido por fibras, tales como una tela tejida, y tela no tejida, y un producto que contiene una tela tejida o tela no tejida, tal como una máscara.
En la presente modalidad, en el caso de monofilamentos de las fibras, las fibras son producidas por el hilado por fusión del producto polímero obtenido en el método de producción mencionado anteriormente, enfriamiento, y estiramiento de acuerdo con un método convencional, para formar de ese modo el producto polímero en fibras. Dependiendo del uso, se puede formar una capa de recubrimiento en cada monofilamento de acuerdo con un método convencional, y la capa de recubrimiento puede contener un agente antifúngico, y un colorante. En el caso de una tela no tejida, por otra parte, las fibras se producen, por ejemplo, mediante hilado por fusión del producto polímero, enfriamiento, estiramiento, división, deposición, y la realización de un tratamiento térmico, para formar de este modo el producto polímero en una tela no tejida. El producto polímero puede contener aditivos tales como un antioxidante, un retardante de las llamas, un absorbente de UV, un agente antiestática, un agente antifúngico, y una resina aglutinante. Los aditivos pueden ser mezclados durante la reacción de polimerización, o en un paso posterior después de la reacción de polimerización. Alternativamente, los aditivos se pueden agregar a y mezclarse con el producto polímero sacado del recipiente de reacción, durante el amasado en estado fundido.
Las fibras obtenidas en la presente modalidad son excelentes en seguridad y estabilidad, ya que se forman utilizando el producto polímero producido por el método de producción sin utilizar un catalizador metálico y un solvente orgánico, y por lo tanto las fibras no incluyen un átomo de metal y un solvente orgánico, y tienen una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de raonómeros, que es 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 partes por millón en masa) o menor. Por consiguiente, las fibras de la presente modalidad se aplican ampliamente en diversos usos de monofilamentos, tales como líneas de pesca, redes de pesca, suturas quirúrgicas, materiales médicos, materiales de maquinaria y aparatos eléctricos, materiales de automóviles, y materiales industriales. Además, las fibras de la presente modalidad se aplican extensamente en varios usos de una tela no tejida, tales como materiales de pesca o agrícolas, materiales de construcción, accesorios para interiores, miembros de automóviles, materiales de envoltura, mercancías y materiales sanitarios.
Espuma La espuma de acuerdo con la presente modalidad está formada mediante la formación de espuma del producto polímero producido en el método de producción antes mencionado. La definición de la espuma incluye partes que tienen espuma tal como un material aislante del calor y un material aislante del sonido, y producto que contiene espuma tales como materiales de construcción, así como una espuma en sí, tal como una resina de espuma.
En cuanto a un método de producción eficaz de la espuma, hay un método en donde la espuma se obtiene mediante la utilización de vaporización de un fluido de compresión en el producto polímero durante la reducción de la temperatura o la presión del producto polímero disuelto o fundido por el fluido de compresión. Se considera que el fluido de compresión en el producto polímero se difunde a la velocidad de 10~5/seg a 10~6/seg una vez que se expone a la atmósfera. Cuando se libera la presión, la temperatura disminuye a medida que la entalpia es constante, y por lo tanto puede ser difícil de controlar una velocidad de enfriamiento. Incluso en tal caso, se forma una espuma con el mantenimiento de las burbujas de aire en el caso en donde la elasticidad del polímero es grande en el momento de la exposición a la atmósfera.
En el caso en donde se forma un artículo moldeado de espuma, la cantidad predeterminada del producto polímero disuelto o fundido por el fluido de compresión se inyecta directamente a un molde, se reduce la presión, y luego la termoformación se realiza para formar de ese modo un artículo moldeado de espuma. Ejemplos del miembro de calentamiento incluyen vapor, calor por conducción, calor radiante, y microondas. En este caso, se prefiere que el producto polímero se caliente por cualquiera de estos miembros de calentamiento al intervalo aproximado de 100 °C a 140°C, o más preferentemente que se caliente por vapor al intervalo de 110°C a 125°C, realizando de ese modo el moldeo de la espuma.
Por otra parte, una espuma puede ser producida mediante la aplicación de un método de producción convencional de un plástico espumado al producto polímero producido por el método de producción antes mencionado. En este caso, una composición de resina, en la que los aditivos apropiados, tales como un agente de modificación, y un aditivo de nucleación, se formulan con el producto polímero, se extruye por medio de un extrusor de fusión en caliente común, para obtener de ese modo hebras. A partir de las hebras obtenidas, se obtienen pellas o partículas mediante un peletizador (paso de granulación) . Estas partículas o pellas se cargan en un autoclave, y se agrega a éste una fase gaseosa, o una fase líquida tal como agua y agua pura, para preparar de ese modo un líquido de dispersión de partículas de resina usando opcionalmente aditivos comúnmente utilizados. Además, el líquido de dispersión de partículas de resina se espuma mediante el uso de un agente espumante volátil para obtener de ese modo partículas de espuma (paso de formación de espuma) . Estas partículas se exponen a la atmósfera para penetrar el aire en las celdas de burbujas en cada partícula, y opcionalmente, se elimina la humedad depositada sobre las partículas, si es necesario (paso de maduración) . Posteriormente, un molde sellado que tiene un pequeño poro o hendidura se llena con estas partículas de espuma, seguido por la formación de calor, para obtener de ese modo un polímero compacto en donde las partículas se fusionan y se integran entre sí.
La espuma obtenida en la presente modalidad es excelente en seguridad y estabilidad, ya que se forma utilizando el producto polímero producido por el método de producción sin necesidad de utilizar un catalizador metálico y un solvente orgánico, y por lo tanto la espuma está libre de un átomo de metal y un solvente orgánico, y tiene una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de monómeros, que es 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 partes por millón en masa) o menor. Por consiguiente, la espuma de la presente modalidad se aplica extensamente en varios usos, como por ejemplo un material de relleno, un material aislante del calor, un material aislante del sonido, y un material de amortiguación.
Composición de polímero La composición de polímero que contiene el producto polímero producido por el método de producción antes mencionado se explicará a continuación. En la presente modalidad, el término "composición de polímero" significa un material que contiene el producto polímero. Una forma de la composición de polímero no está particularmente limitada, siempre que contenga el producto polímero. Por ejemplo, la composición de polímero puede ser un sólido que contiene el producto polímero y aditivos, o un líquido que contiene el producto polímero disuelto en un solvente, o un líquido de dispersión en donde el producto polímero se dispersa en un medio de dispersión.
La composición de polímero, obtenida en la presente modalidad es excelente en seguridad y estabilidad, ya que se forma utilizando el producto polímero producido por el método de producción sin utilizar un catalizador metálico y un solvente orgánico, y por lo tanto la composición de polímero está libre de un átomo de metal y un solvente orgánico, y tiene una cantidad extremadamente pequeña de los residuos de monómeros, que es 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 partes por millón en masa) o menor. En consecuencia, la composición de polímero de la presente modalidad puede ser ampliamente aplicada en diversos usos, tales como los productos de uso diario, materiales de envoltura, productos farmacéuticos, materiales para maquinaria y aparatos eléctricos, cubiertas de aparatos eléctricos de uso doméstico, y materiales de automóviles. Cuando la composición de polímero contiene el producto polímero que tiene biodegradabilidad, tal como el ácido poliláctico, y policaprolactona, la composición de polímero puede ser eficaz para usos en donde la composición se puede llevar en el cuerpo humano, tales como materiales de envoltura utilizados para alimentos, productos cosméticos, y materiales médicos para productos farmacéuticos, mediante la utilización de la propiedad del mismo que un solvente y metal no están contenidos en el mismo .
Efecto de las modalidades El producto polímero de la presente modalidad se obtiene a través de polimerización por apertura de anillo de un monómero polimerizable por apertura de anillo con un fluido de compresión, y un catalizador orgánico libre de átomo de metal. Por lo tanto, el producto polímero está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y contiene residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo en una cantidad de 2% en masa o menor, preferentemente 0.1% en masa (1,000 partes por millón en masa) o menor, y tiene un peso molecular promedio en número de 12,000 o mayor. Este producto polímero puede ser producido sin utilizar un solvente orgánico, y tiene pequeñas cantidades de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo y el componente de bajo peso molecular. Por consiguiente, el producto polímero tiene un efecto de prevención de que la seguridad o la estabilidad de las partículas del producto polímero disminuyendo por la influencia de los residuos o el componente de pequeño peso molecular. Además, hay un efecto de impedir la durabilidad o un punto de ablandamiento del polímero compacto debido al componente de bajo peso molecular contenido en el producto polímero a partir de la reducción .
Ej emplos La presente invención se explicará más específicamente con referencia a los Ejemplos y Ejemplos Comparativos, pero los Ejemplos no se interpretarán como para limitar el alcance de la presente invención en modo alguno.
Las propiedades físicas de los productos polímeros obtenidos en los Ejemplos y Ejemplos Comparativos se midieron de las siguientes maneras.
Peso Molecular del Polímero El peso molecular del producto polímero se midió por cromatografía de permeación en gel (GPC) bajo las siguientes condiciones.
Aparato: GPC-8020 (producto de TOSOH CORPORATION) Columna: TSK G2000HXL y G4000HXL (producto de TOSOH CORPORATION) Temperatura: 40 °C Solvente: Tetrahidrofurano (THF) Velocidad de flujo: 1.0 ml/min En primer lugar, se obtuvo una curva de calibración del peso molecular utilizando poliestireno monodisperso que sirve como una muestra estándar. Una muestra de polímero (1 mi) que tiene una concentración de polímero de 0.5% en masa se aplicó y se midió en las condiciones anteriores, para obtener de ese modo la distribución del peso molecular del polímero. El peso molecular promedio en número Mn y el peso molecular promedio en peso Mw del polímero se calcularon a partir de la curva de calibración. La distribución del peso molecular es un valor calculado dividiendo Mw entre Mn.
Temperatura de Transición Vitrea (Tg) Dispositivo: DSC (Q2000, fabricado por TA Instruments ) Una cacerola de aluminio sellado sencillo cargada con 5 mg a 10 mg de una muestra se proporcionó a un flujo de los procesos de medición siguientes.
Primer calentamiento: 30°C a 220°C a 5°C/min, manteniendo durante 1 minuto después de alcanzar 220 °C Enfriamiento: inactivación a -20 °C sin control de la temperatura, y mantenimiento durante 1 minuto después de alcanzar -20°C Segundo calentamiento: -20°C a 180°C a 5°C/min.
La temperatura de transición vitrea se determinó leyendo el valor en el termograma del segundo calentamiento por un método de punto medio, y tomando el valor de lectura como una temperatura de transición vitrea.
Punto de Ablandamiento Dispositivo : probador de fluj o (CFT-500D, fabricado por Shimadzu Corporation) Muestra: 1.5 g Velocidad de calentamiento: 10°C/min Carga: 10 kg Boquilla: diámetro de 0.5 mm, longitud de 1 mm Temperatura de inicio de calentamiento: 50 °C Tiempo de precalentamiento: 300 segundos Medio método: La temperatura a la cual una mitad de la muestra comenzó a fluir se determinó como un punto de ablandamiento .
Cantidad de Residuos de Monómeros Polimerizables por Apertura de Anillo Se determinó una cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo en el producto polímero (ácido poliláctico) de acuerdo con un método para medir una cantidad de lactida como se describe en el Estándar Voluntario para Contenedores y Envolturas de Alimentos Formados de Resina Sintética tal como Poliolefina, la tercera edición revisada, agregada en Junio de 2004, Parte 3, Métodos Estándares de Análisis para Productos Químicos Higiénicos, p. 13. Específicamente, el producto polímero, tal como ácido poliláctico, se disolvió homogéneamente en diclorometano. A esta solución, se agregó una solución mixta de acetona y ciclohexano, para de ese modo precipitar de nuevo un producto polímero. El líquido sobrenadante obtenido de este modo se proporcionó a un cromatógrafo de gases (GC) equipado con un detector de ionización de llama (FID) , para separar los residuos de monómeros (lactida) . Los residuos de monómeros separados se determinaron por el método de referencia interna, para medir de este modo una cantidad de los residuos de monómeros (una cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo) en el producto polímero. Tómese en cuenta que, la medición de GC se puede realizar bajo las siguientes condiciones. En cada tabla, "ppm" significa "ppm en masa." Condiciones de medición de GC Columna: columna capilar (DB-17MS, fabricada por J& Scientific, 30 m (longitud) x 0.25 mm (diámetro interno), espesor de la película 0.25 µ??) Estándar interno: 2 , 6-dimetil-Y-pirona Velocidad de flujo de columna: 1.8 ml/min Temperatura de la columna: Mantenida a 50 °C durante 1 minuto. Calentada a velocidad constante de 25°C/min, y mantenida en 320°C durante 5 minutos.
Detector: detector de ionización de llama (FID) índice de Amarillamiento (valor YI) Se formó una pella de resina de 2 mm de espesor a partir de la muestra de resina obtenida, y la pella resultante se midió por medio de una computadora de color SM (fabricada por Suga Test Instruments Co., Ltd.) de acuerdo con la norma JIS-K7103 para determinar de ese modo una valor YI .
Cantidad de Residuos de Catalizador Una cantidad de residuos de catalizador se calculó utilizando la siguiente ecuación con base en los resultados de la GPC y los resultados de GC anteriores.
La cantidad de residuos de catalizador = (área del pico (% en masa) del peso molecular de 1000 o más pequeño determinado a partir del resultado de la medición de GPC) - (cantidad (% en masa) de los residuos de monómero polimerizable por apertura de anillo determinados a partir de resultado de la medición de la GC) Resistencia a la Tracción del Monofilamento La resistencia a la tracción del monofilamento se midió en condiciones de extensión constante especificadas en la prueba estándar JIS L1030 8.5.1.
Dispositivo: Máquina de prueba de tracción unversal UCT-100 Tensilon (fabricada por Orientec Co., Ltd. ) Intervalo de sujeción: 30 cm Velocidad de tracción: 30 cm/min Número de pruebas realizadas: 10 veces Dispositivo de Reacción de Polimerización El dispositivo de reacción de polimerización 200 de la Figura 4 se utilizó en los Ejemplos 1-1 a 1-16, Ejemplos 2-1 a 2-13, Ejemplos 3-1 a 3-14, Ejemplos 4-1 a 4-16, Ejemplo Comparativo 1-4, Ejemplo comparativo 2-4, Ejemplo Comparativo 3-4, Ejemplo comparativo 4-4, Ejemplos 5-1 a 5-19, y Ejemplos Comparativos 5-1 a 5-3. Como un cilindro de qas 21 del dispositivo de reacción de polimerización 200, se utilizó un cilindro de gas de C02. Como un recipiente de reacción 27 del dispositivo de reacción de polimerización 200, se utilizó un recipiente de presión de 100 mi del tipo de lotes.
Se utilizó en los Ejemplos 1-17, 3-15, y 3-16, el dispositivo de reacción de polimerización tipo continuo 100 de la Figura 3. El dispositivo de mezcla 9 era un dispositivo, que contenia un cilindro que tiene un diámetro interno (d) de 30 mm, equipado con un agitador biaxial al que se proporcionaron tornillos que se acoplan entre si, donde dos ejes de rotación estaban en la misma dirección de rotación, y la velocidad de rotación fue de 30 rpm. El recipiente de reacción 13 era un amasador biaxial (TME-18, fabricado por Toshiba Corporation) .
Ejemplo 1-1 Un recipiente de reacción 27 de 100 mi se cargó con 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, y 1.00% mol de alcohol laurilico que sirve como un iniciador con relación al 100% mol de los monómeros, en donde los materiales hablan sido pesados previamente para que la masa de todo el sistema fuera de 50 g. La mezcla resultante se calentó a 110°C, seguido por la introducción de dióxido de carbono supercritico (60°C, 15 MPa) por una bomba de dosificación 22, y las materias primas se disolvieron con agitación durante 10 minutos. Después de ajustar la temperatura interna del sistema a 60°C, la trayectoria del fluido de compresión se cambió a la trayectoria que pasa a través de una olla de adición 25. Como resultado, un catalizador orgánico (1, 8-diazabiciclo [5. .0] undec-7-eno (DBU) , 2.0% mol), que había sido almacenado en la olla de adición 25, fue sacado de la compuerta de adición al recipiente de reacción 27 a la presión establecida más alta, por 1 MPa, que la presión interna del recipiente de reacción 27, por lo que la adición del catalizador orgánico de la olla de adición 25 al recipiente de reacción 27. A partir de entonces, la mezcla resultante se dejó reaccionar durante 2 horas. Después de la finalización de la reacción, un producto polímero se descargó de una válvula 28, mientras se reducía la presión. Como resultado, el dióxido de carbono se vaporizó, a fin de obtener el producto polímero (ácido poliláctico) . El producto polímero obtenido se formó en una espuma por la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. El producto polímero obtenido se pulverizó por medio de un molino de contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation), para obtener de ese modo partículas que tienen el diámetro de partícula promedio en volumen de 6 µp?. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas antes mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 1.
Ejemplos 1-2 a 1-4 Se obtuvieron cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 1-2 a 1-4 de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna respectiva de los Ejemplos 1-2 a 1-4 en la Tabla 1. Cada producto polímero obtenido era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron a partir del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 1.
Ejemplos 1-5 a 1-7 Se obtuvieron cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 1-5 a 1-7 de la misma manera que en el Ejemplo 1-3, con la condición de que la temperatura de reacción se cambió a la temperatura representada en una columna respectiva de los Ejemplos 1-5 a 1-7 en la Tabla 1. Cada producto polímero obtenido era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron a partir del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 1.
Ejemplos 1-8 a 1-10 Se obtuvieron cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 1-8 a 1-10 de la misma manera que en el Ejemplo 1-3, con la condición de que la presión de reacción se cambió a la presión representada en una columna respectiva de los Ejemplos 1-8 a 1-10 en la Tabla 2. Cada producto polímero obtenido era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron a partir del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 2.
Ejemplos 1-11 a 1-13 Se obtuvieron cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 1-11 a 1-13 de la misma manera que en el Ejemplo 1-3, con la condición de que la temperatura de reacción y la presión de reacción se cambiaron respectivamente a la temperatura y la presión representadas en las columnas respectivas de los ejemplos 1-11 a 1-13 en la Tabla 2. Cada producto polímero obtenido era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron a partir del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 2.
Ejemplos 1-14 a 1-16 Se obtuvieron cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 1-14 a 1-16 de la misma manera que en el Ejemplo 1-3, con la condición de que el monómero, catalizador, presión de reacción, y temperatura de reacción se cambiaron respectivamente a los representados en las columnas respectivas de los Ejemplos 1-14 a 1-16 en la Tabla 3. Cada producto polímero obtenido era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron a partir del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero en las formas anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
Ejemplo 1-17 Una mezcla de L-lactida y D-lactida (90/10) se polimerizó por medio de un dispositivo de polimerización continua de la Figura 3. Como aditivos, se usaron un pigmento (Pigmento C.I. Amarillo 185), cera de carnauba, y un agente de control de carga (E-84, fabricado por Orient Chemical Industries Co., Ltd.) en las siguientes proporciones .
Mezcla de L-lactida/D-lactida : 93 partes en masa Pigmento: 2 partes en masa Cera de carnauba: 4 partes en masa Agente de control de carga: 1 parte en masa Una bomba de engranajes (alimentador de dosificación 2) se operó para alimentar a la lactida del estado liquido en el tanque 1 al dispositivo de mezcla 9 a una velocidad constante. Una bomba de engranajes (alimentador de dosificación 4) se operó para alimentar alcohol laurilico que sirve como un iniciador en el tanque 3 al dispositivo de mezcla 9 a una velocidad constante, de modo que el alcohol laurilico estaba en una cantidad de 0.5% mol con respecto a la lactida. La temperatura del cilindro del dispositivo de mezcla 9 fue de 80°C. El gas de ácido carbónico se alimentó desde una compuerta de ventilación (entrada 9a) para ajusfar la presión interna del sistema de 15 MPa. La bomba de medición 12 se operó para alimentar a un catalizador de polimerización, DBU, en el tanque 11 a un orificio de alimentación de materia prima (entrada 13b) , de modo que el catalizador de polimerización estaba en una cantidad de 0.1% en masa con respecto a la lactida. La temperatura del cilindro del recipiente de reacción 13 se ajustó de modo que la temperatura de la zona adyacente a la sección de alimentación de materia prima fue de 80°C, y la temperatura en la sección de borde fue de 60 °C. Por otra parte, el tiempo promedio de retención del producto de reacción en este recipiente era aproximadamente 1,200 segundos. Una boquilla de descarga se proporcionó en el borde de la bomba de medición, y el producto resultante se extruyó desde la boquilla de descarga en una forma de hebra, para obtener de ese modo astillas. La velocidad de alimentación del producto polímero por la bomba de medición 14 fue de 200 g/min.
Después, los chips se pulverizaron mediante un molino contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation) , para obtener de ese modo partículas de color (un tóner) que tienen el diámetro de partícula promedio en volumen de 6 µp?. Las partículas de color obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
Ejemplo 1-18 Un producto polímero del ejemplo 1-18 se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo 1-17, con la condición de que el monómero se cambió a L-lactida (100%), la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en la Tabla 4, y el gas de ácido carbónico se introdujo desde la compuerta de ventilación (entrada 9a) a la velocidad de flujo de 10 g/min. Tómese en cuenta que, la velocidad de flujo de 10 g/min fue equivalente a 5% en masa de la velocidad de alimentación del producto polímero de 200 g/min por la bomba de medición 14. El producto polímero obtenido (ácido L-poliláctico) era una espuma como resultado de la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se obtuvieron del producto polímero de la misma manera que en el Ejemplo 1-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 4.
Ejemplo 1-19 Se realizaron las mismas operaciones que las del Ejemplo 1-18, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en la Tabla 4. El producto polímero extruido en la forma de una hebra desde la boquilla de descarga 15 se sumergió en agua a 10°C, seguido por el corte de la hebra con un cortador. El producto resultante se secó para obtener de este modo pellas .
Ejemplo 1-20 El ácido L-poliláctico obtenido en el Ejemplo 1-18 fue utilizado como un iniciador, al que se polimerizó D-lactida (100%), para formar de ese modo complejo estéreo. Para la formación del complejo estéreo, se utilizó el dispositivo de reacción de polimerización 300 de la Figura 5. La Figura 5 es un diagrama del sistema que ilustra un ejemplo de un proceso de polimerización de un sistema por lotes. El dispositivo de reacción de polimerización 300 tenia la misma configuración que la del dispositivo de reacción de polimerización 200 de la Figura 4, con la condición de que el dispositivo de reacción de polimerización 300 tenia una tubería 130 provista de una olla de adición 125, válvulas (123, 124, 126, 129), y acoplamientos (130a, 130b) . Tómese en cuenta que, además de la olla 125, las válvulas (123, 124, 126, 129), y la tubería 130 estaban cada una, respectivamente constituidas por el mismo dispositivo, sistema, o los medios para aquellos de la olla de adición 25, las válvulas (23, 24, 26, 29), y la tubería 30. Las operaciones realizadas en el Ejemplo 1-20 fueron las siguientes.
Una celda de proceso por lotes (recipiente de reacción 27) de la Figura 5 se cargó con 25 g del producto polímero obtenido en el Ejemplo 1-18, seguido de calentamiento a 200°C durante 1 hora. Luego, el gas de ácido carbónico en el tanque 21 se introdujo a la celda por lotes de manera que la presión interna de la misma iba a ser 10 MPa, y se enfrió durante el periodo de 1 hora hasta que la temperatura del producto polímero se convirtió en 100°C. A partir de entonces, un catalizador orgánico (N,N-dimetil-4-aminopiridina [D AP] ) cargado en la olla de adición 25 de antemano fue introducido en el recipiente de reacción 27 a la presión más alta que la presión interna (10 MPa) del recipiente de reacción 27, para ajustar de este modo la presión interna del recipiente de reacción 27 a 12 MPa. Entonces, el recipiente de reacción y su contenido se dejaron reposar durante 2 horas.
Posteriormente, la D-lactida fundida (100%) (110°C) cargada en la olla de adición 125 se introdujo en el recipiente de reacción 27, de la misma manera con el catalizador orgánico antes mencionado, a la presión superior a la presión interna del recipiente de reacción 27 (12 MPa) , para ajustar de este modo la presión interna del recipiente de reacción 27 a 15 MPa, seguido de una reacción durante 2 horas. Después de la finalización de la reacción, el fluido de compresión y el producto polímero fueron descargados de la válvula 28, mientras se reducía la presión, para obtener de ese modo un copolímero complejo estéreo de ácido poliláctico. Además, el producto polímero obtenido se sometió a las mismas operaciones que en el Ejemplo 1-18, para obtener de ese modo pellas. Las pellas obtenidas se sometieron a la medición de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 4.
Ejemplo Comparativo 1-1 En un matraz, 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, 0.5% mol de alcohol laurílico que sirve como un iniciador, con respecto a 100% mol de monómeros se midieron bajo condiciones de presión ambiente (0.1 MPa) , de modo que la masa de todo el sistema se convirtió en 50 g. A continuación, el contenido del matraz se calentó con la purga de la atmósfera interior con N2. Después de confirmar visualmente que el sistema se homogeneizó, se agregó bis (2-etilhexanoato) de estaño como catalizador en una cantidad de 2% mol para proceder de este modo a una reacción de polimerización. Durante la reacción de polimerización, se controló la presión interna del sistema a fin de no exceder de 190°C. Después de 2 horas de la reacción, la lactida sin reaccionar se eliminó en condiciones de presión reducida, seguido por la extracción de un producto polímero (ácido poliláctico) en el matraz. El producto polímero obtenido se pulverizó por medio de un molino contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation) , para obtener de ese modo partículas que tienen el diámetro de partícula promedio en volumen de 7 µp?. Las partículas obtenidas se sometieron a la medición de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 3. Tómese en cuenta que, "Sn" en la Tabla 3 indica bis (2-etilhexanoato) de estaño .
Ejemplos Comparativos 1-2 y 1-3 Las partículas de los Ejemplos Comparativos 1-2 y 1-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1-1, con la condición de que el monómero se cambió a una columna respectiva de los Ejemplos Comparativos 1-2 y 1-3 en la Tabla 3. Las partículas obtenidas se sometieron a la medición de las propiedades físicas que el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
Ejemplo Comparativo 1-4 En un recipiente de 100 mi resistente a la presión, se midieron y se agregaron 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, 1.00% mol de alcohol laurílico que sirve como un iniciador con relación al 100% mol de los monómeros, y 2.0% mol de 1 , 8-diazabiciclo [ 5.4.0 ] undec-7-eno (DBU) como un catalizador orgánico de manera que la masa de todo el sistema se convirtió en 50 g. Una diferencia con el Ejemplo 1-1 es el momento para agregar el catalizador orgánico. A partir de entonces, el recipiente resistente a la presión se cargó con dióxido de carbono supercritico (60°C, 15 MPa) . Después de que la temperatura interna del sistema alcanzó 60°C, la mezcla en el recipiente resistente a la presión se dejó reaccionar durante 2 horas. Después de la finalización de la reacción, el fluido de compresión y un producto polímero se descargaron de la válvula 28, mientras se reducía la presión. Como resultado, el dióxido de carbono se vaporizó, para obtener de ese modo un producto polímero (ácido poliláctico) . El producto polímero obtenido se pulverizó por medio de un molino contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation) , para obtener de ese modo partículas que tienen el diámetro de partícula promedio en volumen de 6 µp?. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 3. Tómese en cuenta que, en el Ejemplo Comparativo 1-4, parte del producto polímero era una espuma, que fue sin embargo inestable, y se obtuvo un producto polímero en un estado en donde se mezclaron la espuma y las partículas a granel. Una razón específica para- esto no es clara, pero se supone que el peso molecular promedio en número del producto polímero es pequeño, que no da la elasticidad suficiente de un polímero, requerida para orificios de aire cuando se vaporiza el fluido de compresión.
Por otra parte, los productos polímeros obtenidos en el Ejemplo 1-1 y el Ejemplo Comparativo 1"4 se midieron en las formas mencionadas anteriormente. Los datos de temperaturas de transición vitrea y puntos de ablandamiento de los mismos se presentan en la Tabla 5. Las partículas del Ejemplo Comparativo 1-4 tenían propiedades térmicas bajas representadas por la temperatura de transición vitrea o punto de ablandamiento, porque el peso molecular del mismo era pequeño. Por lo tanto, las partículas pueden unirse entre sí bajo condiciones de alta temperatura, que pueden restringirse en el uso aplicado de las mismas.
Ejemplo de Producción de Tóner Un tóner se puede producir mediante la adición de un pigmento, cera, un agente de control de carga, y similares al producto polímero obtenido en cada Ejemplo, tal como en el Ejemplo 1-1, amasado en estado fundido de la mezcla, pulverización, y clasificación del producto pulverizado. Un ejemplo de producción de un tóner se explica a continuación.
Las siguientes materias primas de un lote maestro se mezclaron por medio de HENSCHEL MIXER, para obtener de ese modo una mezcla en la que el agua se penetró en los agregados de pigmento.
Materias primas del Lote Maestro Pigmento (Pigmento C.I. Amarillo 185): 40 partes en masa Producto polímero (Ejemplo 1-1) : 60 partes en masa Agua: 30 partes en masa El producto resultante se amasó por medio de una amasadora de dos rodillos, en la que los rodillos tenían la temperatura de la superficie establecida en 130°C, durante 45 minutos, seguido de pulverizado en el tamaño que tiene un diámetro de 1 mm por medio de un pulverizador, para de ese modo obtener un lote maestro.
De acuerdo con la siguiente formulación de un tóner, se mezclaron conjuntamente cera de carnauba (peso molecular: 1,800, valor de ácido: 2.7 mg de KOH/g, grado de penetración: 1.7 mm (40°C)), el lote maestro, y un agente de control de carga (E-84, fabricado por Orient Chemical Industries Co., Ltd.) y se amasaron mediante un extrusor biaxial a 100°C. El producto resultante se pulverizó, y se clasifica, para obtener de ese modo partículas de tóner. A 100 partes en masa de las partículas de tóner, se agregaron 0.5 partes en masa de sílice hidrofóbica y 0.5 partes en masa de óxido de titanio hidrofóbico y se mezclaron por medio de HENSCHEL MIXER, para obtener de ese modo un tóner.
Formulación de Tóner Producto polímero (Ejemplo 1-1) : 90 partes en masa Cera de carnauba: 4 partes en masa Lote maestro (preparado anteriormente) : 5 partes en masa Agente de control de carga: 1 parte en masa Producción de Espuma Los productos polímeros (100 partes cada uno) obtenidos en los Ejemplos Comparativos 1-1 a favor de 1 a 4 se amasaron con 0.2 partes en masa de talco (Highfiller #12 de Matsumurasangyo, diámetro de partícula promedio: 3 µp? a 4 µ??) que sirve como un aditivo de nucleación (agente de ajuste de espuma) haciéndolos pasar una vez a través de una amasadora de rodillo abierto (Kneadex, fabricada por Nippon Colé & Engineering Co., Ltd.) en las condiciones que la temperatura en el lado del suministro del rodillo frontal fue de 120 °C, la temperatura en el lado de descarga de la misma fue de 80 °C, la temperatura en el lado del suministro del rodillo posterior fue de 30 °C, la temperatura en el lado de descarga de la misma era de 20 °C, el número de rotación del rodillo frontal era de 35 rpm, el número de rotación del rodillo posterior era de 31 rpm, y el espacio entre los rodillos era de 0.25 mm. El producto amasado resultante se pulverizó mediante un pulverizador (fabricado por Hosokawa Micron Corporation) , para obtener de ese modo partículas de polímero.
Las partículas de polímero obtenidas (100 partes en masa), 300 partes en masa de agua pura, 0.02 partes en masa de fosfato tricálcico (diámetro de partícula promedio: 0.5 µ??) que sirve como un inhibidor de la fusión, y 0.0006 partes en masa de sulfonato sódico de dodecilbenceno que sirve como un dispersante, se colocaron en una autoclave que tiene el volumen interno de 500 mi. Luego, se introdujo gas nitrógeno en el autoclave, para eliminar el oxígeno en el interior del autoclave. El contenido se calentó a la temperatura de formación de espuma (105°C) mientras se agitaba, y el dióxido de carbono se inyectó en el autoclave hasta que la presión interna del autoclave fue de 45 kgf/cm2 G (3.9 MPa) , seguido de mantenimiento de la temperatura durante 60 minutos. A partir de entonces, el contenido se enfrió a 95 °C, y esta temperatura se mantuvo durante 5 minutos, seguido por la liberación de un extremo del autoclave para devolver la presión interna a la presión atmosférica, para obtener de ese modo partículas de espuma.
Cada una de las espumas de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos tuvieron la densidad aparente de 0.030 g/cm2 ± 0.005 g/cm2, y la conductividad térmica de 0.035 ± 0.005 (W/m-K) . Cada una de las espumas de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos era un producto que podría ser aplicado en uso como un material de relleno, un material aislante del calor, un material aislante del sonido, y un material de amortiguación. Sin embargo, la resistencia a la compresión de las mismas se correlaciona sustancialmente con el peso molecular del polímero. Cuando el peso molecular promedio en número del polímero es menor que 15,000, la espuma que contiene el polímero puede tener una durabilidad o resistencia al calor insuficientes, dependiendo del uso de las mismas. Por otra parte, puede juzgarse a partir de los resultados presentados en las Tablas 1 a 3 que las espumas de los Ejemplos son superiores a las espumas de los Ejemplos Comparativos en la estabilidad de la espuma misma, o la seguridad relacionada de residuos de catalizador. Además, las espumas de los Ejemplos se produjeron al mismo tiempo que la vaporización de dióxido de carbono. Es decir, las espumas de los Ejemplos se producen de manera eficiente en comparación con las espumas de los Ejemplos Comparativos.
Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Ejemplo 2-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurilico como el iniciador se cambió a 0.175% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se formó en una película que tenía un espesor de 100 im por medio de una máquina de elaboración de película por inflación general a la temperatura de 200°C. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 6.
Ejemplos 2-2 a 2-3 Cada una de las películas estirables de los Ejemplos 2-2 y 2-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna respectiva de los Ejemplos 2-2 a 2~3 en la Tabla 6. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 6.
Ejemplos 2-4 a 2-6 Cada una de películas estirables de los Ejemplos 2-4 a 2-6 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, con la condición de que la temperatura de reacción se cambió a la temperatura representada en una columna respectiva de los Ejemplos 2-4 a 2-6 de la Tabla 6. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 6.
Ejemplos 2-7 a 2-8 Cada una de las películas estiradas de los Ejemplos 2-7 a 2-8 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, con la condición de que la presión de reacción se cambió a la presión representada en una columna respectiva de los Ejemplos 2-7 a 2-8 de la Tabla 7. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 7.
Ejemplos 2-9 a 2-10 Cada una de las películas estiradas de los Ejemplos 2-9 a 2-10 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, con la condición de que el tiempo de reacción y la presión de reacción se cambiaron respectivamente a la temperatura y la presión representadas en columnas respectivas de los Ejemplos 2-9 a 2-10 en la Tabla 7. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 7.
Ejemplos 2-11 a 2-13 Cada una de las películas estiradas de los Ejemplos 2-11 a 2-13 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, con la condición de que el tiempo el monómero, catalizador, y la reacción se cambiaron, respectivamente, a los representados en las columnas respectivas de los Ejemplos 2-11 a 2-13 en la Tabla 8. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 8.
Ejemplo Comparativo 2-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1-1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurílico que sirve como el iniciador se cambió a 0.15% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se formó en una película que tiene un espesor de 100 µ?t? por medio de una máquina de formación de película por inflación a la temperatura de 200 °C. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 8. Tómese en cuenta que, "Sn" en la Tabla 8 indica bis (2-etilhexanoato) de estaño.
Ejemplos Comparativos 2-2 y 2-3 Cada una de las películas estiradas de los Ejemplos Comparativos 2-2 y 2-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 2-1, con la condición de que el monómero se cambió a un monómero representado en una columna respectiva de los Ejemplos Comparativos 2-2 y 2-3 en la Tabla 8. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 8.
Ejemplo Comparativo 2-4 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1- . El producto polímero obtenido se formó en una película que tiene un espesor de 100 µp? por medio de una máquina de formación de película por inflación general a la temperatura de 200°C. La película estirada obtenida se sometió a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 8.
Cuando el peso molecular promedio en número del polímero contenido en la película estirada es menor que 12,000 (Ejemplo Comparativo 2-4), la película estirable puede tener durabilidad insuficiente en función de su uso. Por otra parte, se puede juzgar a partir de los resultados presentados en las Tablas 6 a 8, que las películas estiradas de los Ejemplos son superiores a las películas estiradas de los Ejemplos Comparativos 1-1 a 1-3 en estabilidad y seguridad respecto de una cantidad de residuos de átomo de metal y una cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo.
Tabla 6 Tabla 7 Ejemplo 3-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurilico que sirve como el iniciador se cambió a 0.1% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se amasó a 230°C por medio de una amasadora biaxial (TME-18, fabricada por Toshiba Corporation) en un borde superior de la cual se proporcionaron una bomba de dosificación y una tobera de descarga. El producto amasado se extruyó en una forma de hebra, y se sumergió en agua de 10 °C, seguido por el corte de la hebra por un cortador. El producto resultante se secó para obtener de este modo pellas. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 9.
Ejemplo 3-2 Las pellas se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-1, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna del Ejemplo 3-2 en la Tabla 9. Los gránulos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 9.
Ejemplos 3-3 a 3-5 Cada una de las pellas de los Ejemplos 3-3 a 3-5 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-1, con la condición de que la temperatura de reacción se cambió a la temperatura representada en una columna respectiva de los Ejemplos 3-3 a 3-5 en la Tabla 9. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero. Los resultados se presentan en la Tabla 9.
Ejemplos 3-6 a 3-8 Cada una de las pellas de los Ejemplos 3-6 a 3-8 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-1, con la condición de que la presión de reacción se cambió a la presión representada en una columna respectiva de los Ejemplos 3-6 a 3-8 en la Tabla 9. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 9.
Ejemplos 3-9 a 3-11 Cada una de las pellas de los Ejemplos 3-9 a 3-11 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-1, con la condición de que el tiempo de reacción y presión de reacción se cambiaron respectivamente al tiempo y la presión representados en las respectivas columnas de los Ejemplos 3-9 a 3-11 en la Tabla 10. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 10.
Ejemplos 3-12 a 3-14 Cada una de las pellas de los Ejemplos 3-12 a 3-14 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-1, con la condición de que el monómero, catalizador, presión de reacción, y tiempo de reacción se cambiaron respectivamente a los representados en columnas respectivas de los Ejemplos 3-12 a 3-14 en la Tabla 10. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 10.
Ejemplo 3-15 Por medio del dispositivo de reacción de polimerización ilustrado en la Figura 3, una bomba de engranajes (alimentador de dosificación 2) se operó para alimentar la lactida fundida en el tanque 1 al dispositivo de mezcla 9 a una velocidad constante. Una bomba de engranajes (alimentador de dosificación 4) se operó para alimentar alcohol laurílico que sirve como un iniciador en el tanque 3 al dispositivo de mezcla 9 a una velocidad constante, de modo que el alcohol laurílico estaba en una cantidad de 0.1% mol con respecto a la lactida. La temperatura del cilindro del dispositivo de mezcla 9 fue de 80 °C. Gas de ácido carbónico se alimentó desde una compuerta de ventilación (entrada 9a) para ajustar la presión interna del sistema a 15 MPa . La bomba de dosificación 12 se operó para alimentar un catalizador de polimerización, DBU, en el tanque 11 a un orificio de alimentación de materia prima (entrada 13b) de modo que el catalizador de polimerización estaba en una cantidad de 0.1% en masa con respecto a la lactida. La temperatura del cilindro del recipiente de reacción 13 se ajustó de modo que la temperatura de la zona adyacente a la sección de alimentación de materia prima fue de 80 °C, y la temperatura en la sección de borde fue de 60°C. Por otra parte, el tiempo promedio de retención del producto de reacción en este recipiente fue de aproximadamente 1,200 segundos. En el borde del dispositivo de reacción de polimerización, se acoplaron una bomba de dosificación, y una boquilla de descarga, para extruir el producto de reacción en una forma de hebra. El producto resultante se sumergió en agua de 10 °C, seguido por el corte mediante un cortador. El producto resultante se secó para obtener de este modo pellas. La velocidad de alimentación del producto polímero por la bomba de dosificación 14 fue de 200 g/min. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 10.
Ejemplo 3-16 Las pellas se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 3-15, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna respectiva del Ejemplo 3-16 en la Tabla 10. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 10.
Ejemplo Comparativo 3-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1- 1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurílico que sirve como el iniciador se cambió a 0.1% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se amasó en estado fundido a 230 °C por medio de una amasadora biaxial (TME-18, fabricada por Toshiba Corporation) en un borde superior de la cual se proporcionaron una bomba de dosificación y una boquilla de descarga. El producto amasado se extruyó en una forma de hebra, y se sumergió en agua de 10 °C, seguido por el corte de la hebra por un cortador. El producto resultante se secó para obtener de este modo pellas. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 11. Tómese en cuenta que, "Sn" en la Tabla 11 indica el bis (2-etilhexanoato) de estaño.
Ejemplos Comparativos 3-2, 3-3 y 3-4 Cada una de las pellas de los Ejemplos Comparativos 3-2, 3-3, y 3-4 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 3-1, con la condición de que el iniciador y el monómero se cambiaron respectivamente a un iniciador y monómero representados en las respectivas columnas de los Ejemplos Comparativos 3-2, 3-3, y 3-4 en la Tabla 11. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 11.
Ejemplo Comparativo 3-5 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1- 4. El producto polímero obtenido se amasó a 230 °C por medio de una amasadora biaxial (TME-18, fabricada por Toshiba Corporation) en un borde superior de la cual se proporcionaron una bomba de dosificación y una boquilla de descarga. El producto amasado se extruyó en una forma de hebra, y se sumergió en agua de 10°C, seguido por el corte de la hebra por un cortador. El producto resultante se secó para obtener de este modo pellas. Las pellas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de la misma manera que lo anterior. Los resultados se presentan en la Tabla 11.
Producción de Hoja Se utilizaron las pellas obtenidas en cada uno de los Ejemplos y Ejemplos Comparativos, y se colocaron en un extrusor monoaxial que tiene un diámetro de tornillo de 90 mm (SE-90CV, fabricado por Toshiba Machine Co., Ltd.) equipado con un troquel en T que tiene una anchura de 1,000 mm. Los pellas se extruyeron a la temperatura de extrusión de 215°C, para hacer contacto estrecho con un rodillo de moldeo de 40°C, para obtener de ese modo una hoja con un espesor de 350 µ???.
Producción de Articulo Moldeado como Hoja Cada hoja obtenida en el ejemplo de producción de la hoja anterior se usó para formar un contenedor en forma de caja que tiene un tamaño de 250 mm de longitud, 200 mm de anchura, y 30 mm de profundidad utilizando un molde de aluminio y máquina de formación a presión de placa en caliente (Máquina de Formación a Presión de Calentamiento por Contacto Tipo FKH, fabricada por Asano Kaboratories Co., Ltd.)- Durante el moldeo, la temperatura de la placa caliente calentada (temperatura de calentamiento y ablandamiento) fue de 120°C, y la temperatura de la superficie del molde fue de 117 °C. La duración del calentamiento requerido para dar una forma fue de 10 segundos, la duración de enfriamiento fue de 5 segundos, y el ciclo de disparo fue de 15 segundos. El producto semiacabado moldeado se pellizcó por un troquel de corte usando cuchilla de Thomson, para obtener de ese modo un articulo moldeado como hoja.
Producción de Articulo Moldeado por Inyección Cada una de las pellas obtenidas en el ejemplo de producción de la hoja anterior se usó para formar un producto moldeado por inyección que tiene un tamaño de 50 mm de longitud, 50 mm de anchura, y 5 mm de profundidad por medio de una máquina de moldeo por inyección tipo vertical con tornillo (TKP-30-3HS, fabricada por Tabata Industrial Machinery Co., Ltd.) a la temperatura de formación de 200°C.
Evaluación de la Hoja, Articulo Moldeado como Hoja y Artículo Moldeado por Inyección La hoja obtenida, el artículo moldeado como hoja, y el artículo moldeado por inyección se evaluaron con base en los siguientes criterios de evaluación. Los resultados de la evaluación se presentan en las Tablas 9 a 11.
Evaluación de la Hoja Se observó visualmente una muestra que tiene un tamaño de 1, 000 mm de longitud y 1,000 mm de anchura, y si había algún defecto de ojo de pescado se confirmó y se evaluó Con base en los siguientes criterios.
Criterios de Evaluación A: No hubo ningún defecto de ojo de pescado B: se observaron uno o dos defectos de ojo de pescado .
C: Se observaron más de tres defectos de ojo de pescado .
Evaluación de Artículo Moldeado como Hoja Se produjeron cien muestras de un artículo moldeado como hoja, y se evaluaron la formabilidad y la apariencia de las mismas con base en los siguientes criterios .
Criterios de Evaluación A: No hubo ningún problema en la capacidad de formación y la apariencia.
B: Hubo leves problemas en la capacidad de formación y la apariencia (se produjo craqueo al menos ya sea en el moldeo o en el corte con troquel de 1 a 9 muestras, y el producto estaba empañado bajo la observación visual) .
C: Hubo problemas obvios en la capacidad de formación y la apariencia (se produjo craqueo al menos ya sea en el moldeo o en el corte con troquel en más de 10 muestras, y el producto estaba claramente empañado bajo la observación visual) .
Evaluación de Articulo Moldeado por Inyección Se produjeron cien artículos moldeados por inyección, y la evaluación se realizó con base en la capacidad de formación y la apariencia.
Criterios de Evaluación A: No hubo ningún problema en la capacidad de formación y la apariencia.
B: Hubo ligeros problemas en la capacidad de formación y la apariencia (rebabas formadas en 1 a 9 muestras, y el producto estaba ligeramente empañado bajo la observación visual) .
C: Hubo problemas obvios en la capacidad de formación y la apariencia (rebabas formadas de manera significativa en más de 10 muestras, y el producto estaba claramente empañado bajo la observación visual) .
Se puede juzgar a partir de los resultados presentados en las Tablas 9 a 11 que las hojas o artículos moldeados de los Ejemplos son superiores sobre las hojas o artículos moldeados de los Ejemplos Comparativos 3-1 a 3-5 en la estabilidad y la seguridad respecto a los residuos de catalizador y residuos de monómeros, y la capacidad de formación. Por otra parte, cuando el peso molecular promedio en número del polímero contenido en la hoja o artículo moldeado es menor que 12,000 (Ejemplo Comparativo 3-2, 3-5) , se reduce la capacidad de formación.
Tabla 9 Tabla 10 Ejemplo 4-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurílico que sirve como el iniciador se cambió a 0.25% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se extendió por medio de una máquina convencional de hilatura por fusión sencilla (Capilograph ID PMD-C, Tokio Seiki Seisaku'Sho, Ltd.), y el producto resultante se estiró por medio de una máquina de estiramiento de aire caliente, para obtener asi monofilamentos . Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 12.
Ejemplos 4-2 a 4-3 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos 4-2 a 4-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-1, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna respectiva de los Ejemplos 4-2 a 4-3 en la Tabla 12. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 12.
Ejemplos 4-4 a 4-6 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos 4-4 a 4-6 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-1, con la condición de que la temperatura de reacción se cambió a la temperatura representada en una columna respectiva de los Ejemplos 4-4 a 4-6 en la Tabla 12. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 12.
Ejemplos 4-7 a 4-9 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos 4- 7 a 4-9 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-1, con la condición de que la presión de reacción se cambió a la presión representada en una columna respectiva de los Ejemplos 4-7 a 4-9 en la Tabla 13. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 13.
Ejemplos 4-10 a 4-12 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos 4-10 a 4-12 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-1, con la condición de que el tiempo de reacción y la presión de reacción se cambiaron, respectivamente al tiempo y la presión representados en las columnas respectivas de los Ejemplos 4-10 a 4-12 en la Tabla 13. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 13.
Ejemplos 4-13 a 4-15 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos 4- 13 a 4-15 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-1, con la condición de que el tiempo de monómero, catalizador, presión de reacción y tiempo de reacción se cambiaron respectivamente a los representados en las columnas respectivas de los Ejemplos 4-13 a 4-15 en la Tabla 14. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 14.
Producción de Tela no Tejida El producto polímero producido de la misma manera que en el Ejemplo 4-2 se sometió a hilado por fusión, enfriamiento, estiramiento, apertura, apilamiento, y tratamiento de calor por medio de una máquina de fabricación de tela no tejida de fibras extrusionadas (fabricada por Shinwa Industrial Co., Ltd.) de acuerdo con métodos convencionales.
Ejemplo Comparativo 4-1 Un producto polímero (ácido poliláctico) se obtuvo de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 1- 1, con la condición de que la cantidad de alcohol laurílico que sirve como el iniciador se cambió a 0.1% mol en relación con 100% mol de los monómeros. El producto polímero obtenido se extendió por medio de una máquina convencional de hilatura por fusión sencilla (Capilograph ID PMD-C, Tokio Seiki Seisaku-Sho, Ltd. ) , y el producto resultante se elaboró por medio de una máquina de estiramiento de aire caliente, para obtener de ese modo monofilamentos . Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 14. Tómese en cuenta que, "Sn" en la Tabla 14 indica bis (2-etilhexanoato) de estaño .
Ejemplos Comparativos 4-2 y 4-3 Cada uno de los monofilamentos de los Ejemplos Comparativos 4-2 y 4-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo Comparativo 4-1, con la condición de que el monómero fue cambiado a un monómero representado en una columna respectiva de los Ejemplos Comparativos 4-2 y 4-3 en la Tabla 14. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 14.
Ejemplo 4-16 En un recipiente de 100 mi resistente a la presión, se midieron 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, 0.25% mol de alcohol laurílico que sirve como un iniciador, con respecto a 100% mol de los monómeros, y 2.0% mol de 1, 8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno (DBü) que sirve como un catalizador orgánico y se agregaron de manera que la masa de todo el sistema se convirtió en 50 g. Una diferencia con el Ejemplo 4-1 es el momento para agregar el catalizador orgánico. A partir de entonces, el recipiente resistente a la presión se cargó con dióxido de carbono supercrítico (60°C, 15 MPa) . Después de que la temperatura interna del sistema alcanzó 60°C, la mezcla en el recipiente resistente a la presión se dejó reaccionar durante 2 horas. Después de la finalización de la reacción, el producto de reacción se volvió gradualmente a la temperatura y presión ambiente, y el fluido de compresión y un producto polímero se descargaron desde la válvula 28, mientras se reducía la presión. Como resultado, el dióxido de carbono se vaporizó, para obtener de ese modo un producto polímero (ácido poliláctico) . El producto polímero obtenido se extendió por medio de una máquina convencional de hilatura por fusión sencilla (Capilograph ID PMD-C, Tokio Seiki Seisaku-Sho, Ltd.), y el producto resultante se estiró por medio de una máquina de estiramiento de aire caliente, para obtener de ese modo monofilamentos . Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 14.
Ejemplo Comparativo 4-5 Los monofilamentos se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 4-16, con la condición de que la cantidad del iniciador se cambió a una cantidad representada en una columna del Ejemplo Comparativo 4-5 en la Tabla 14. Los monofilamentos obtenidos se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero y la medición de la resistencia a la tracción de las maneras descritas anteriormente. Los resultados se presentan en la Tabla 14.
La resistencia a la tracción de los monofilamentos es correlativa con un peso molecular del polímero. Cuando el peso molecular promedio en número del polímero contenido en las fibras es menor de 12,000 (Ejemplo Comparativo 4-5) , la durabilidad de las fibras puede ser insuficiente, dependiendo de su uso. Por otra parte, se puede juzgar fácilmente a partir de los resultados presentados en las Tablas 12 a 14 que las fibras de los Ejemplos son superiores a las fibras de los Ejemplos Comparativos 4-1 a 4-3 en la estabilidad y la seguridad de las fibras en cuestión de una cantidad de residuos de átomos de metal y la cantidad de los residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo.
Tabla 12 Tabla 13 Tabla 14 Ejemplo 5-1 En un recipiente de reacción de 100 mi 27, se midieron 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, y 1.00% mol de alcohol laurilico que sirve como un iniciador con relación al 100% mol de los monómeros y se agregaron de manera que la masa de todo el sistema se convirtió en 50 g. Después de calentar la mezcla en el recipiente de reacción a 110°C, el recipiente de reacción se cargó con dióxido de carbono supercritico (60°C, 15 MPa) por la bomba de dosificación 22, seguido por disolución de las materias primas con agitación durante 10 minutos. Después de ajustar la temperatura interna del sistema a 60°C, la trayectoria del fluido de compresión se cambió a la trayectoria que pasa a través de una olla de adición 25. Como resultado, un catalizador orgánico ( 1 , 8-diazabiciclo [5.4.0 ] undec-7-eno (DBU) , 2.0% mol), que había sido almacenado en la olla de adición 25, fue sacado de la olla de adición 25 al recipiente de reacción 27 a la presión establecida más alta, por 1 MPa, que la presión interna del recipiente de reacción 27, agregando así el catalizador orgánico de la olla de adición 25 al recipiente de reacción 27. A partir de entonces, la mezcla resultante se dejó reaccionar durante 2 horas. Después de la finalización de la reacción, se descargó un producto polímero de una válvula 28, mientras se reducía la presión. Como resultado, el dióxido de carbono se vaporizó, a fin de obtener el producto polímero (ácido poliláctico) . El producto polímero obtenido se pulverizó por medio de un molino contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation) , para obtener de ese modo partículas que tienen el diámetro de partícula promedio en volumen de 6 µp?. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 15.
Ejemplos 5-2 a 5-4 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-2 a 5-4 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 5-1, con la condición de que una cantidad del iniciador se cambió como se muestra en una columna respectiva de los Ejemplos 5-2 a 5-4 en Tabla 15. Las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 15.
Ejemplos 5-5 a 5-7 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-5 a 5-7 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 5-1, con la condición de que la temperatura de reacción se cambió como se muestra en una columna respectiva de los Ejemplos 5-5 a 5-7 en la Tabla 15. Las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 15.
Ejemplos 5-8 a 5-10 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-8 a 5-10 se produjeron de la misma manera que en el Ejemplo 5-1, con la condición de que la presión de reacción se cambió como se muestra en una columna respectiva de los Ejemplos 5-8 a 5-10 en la Tabla 16. Las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 16.
Ejemplos 5-11 a 5-13 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-11 a 5-13 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 5-1, con la condición de que el tiempo de reacción y la presión se cambiaron como se muestra en las columnas respectivas de los Ejemplos 5-11 a 5-13 en la Tabla 16. Las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 16.
Ejemplos 5-14 a 5-16 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-14 a 5-16 se obtuvieron de la misma manera que en los Ejemplos 5-1, con la condición de que el monómero, catalizador, presión de reacción y tiempo de reacción se cambiaron como se muestra en la respectiva columna de los Ejemplos 5-14 a 5-16 en la Tabla 17. El producto polímero obtenido se formó en espuma mediante la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 17 Ejemplos 5-17 a 5-19 Cada uno de los productos polímeros de los Ejemplos 5-17 a 5-19 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo 5-1, con la condición de que una cantidad del catalizador se cambió como se muestra en una columna respectiva de los Ejemplos 5-17 a 5-19. El producto polímero obtenido se formó en espuma mediante la vaporización del dióxido de carbono presente en el interior. Además, las partículas se formaron a partir del producto polímero obtenido de la misma manera que en el Ejemplo 5-1. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 18.
Ejemplo Comparativo 5-1 En un matraz, se midieron 90 partes en masa de lactida de ácido L-láctico, 10 partes en masa de lactida de ácido D-láctico, y 0.5% mol de alcohol laurilico que sirve como un iniciador con relación al 100% mol de los monómeros y se agregaron bajo la presión atmosférica (0.1 MPa) de manera que la masa de todo el sistema se convirtió en 50 g. A continuación, la mezcla se calentó con purga de nitrógeno, y después de confirmar que todo el sistema se volvió homogéneo, se agregó 2% mol de bis (2-etilhexanoato) de estaño que sirve como un catalizador, seguido por la realización de una reacción de polimerización. Durante la reacción de polimerización, la temperatura interna del sistema se controló para que no excediera de 190°C. Después de reaccionar durante 2 horas, la lactida sin reaccionar se eliminó a presión reducida, y se recogió un producto polímero (ácido poliláctico) en el matraz. El producto polímero obtenido se pulverizó por medio de un molino contador de chorro (fabricado por Hosokawa Micron Corporation), para obtener de ese modo partículas. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 18. Tómese en cuenta que, "Sn" en la Tabla 18 indica bis (2-etilhexanoato) de estaño.
Ejemplos Comparativos 5-2 a 5-3 Cada una de las partículas de los Ejemplos Comparativos 5-2 a 5-3 se obtuvieron de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 5-1, con la condición de que el monómero se cambió como se muestra en una respectiva columna de los Ejemplos Comparativos 5-2 a 5-3 en la Tabla 18. Las partículas obtenidas se sometieron a las mediciones de las propiedades físicas como el producto polímero de las maneras anteriormente mencionadas. Los resultados se presentan en la Tabla 18.
Tabla 15 Tabla 16 Tabla 17 Tabla 18 Las modalidades de la presente invención son las siguientes : <1> Un producto polímero, en donde el producto polímero está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y tiene un peso molecular promedio en número de 12,000 o mayor. <2> El producto polímero de acuerdo con <1>, en donde el producto polímero contiene residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo en una cantidad de 1,000 partes por millón en masa o menos. <3> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> o <2>, en donde el producto polímero tiene un valor w/Mn de 1.2 a 2.5, en donde Mw representa un peso molecular promedio en peso del producto polímero y Mn representa el peso molecular promedio en número del mismo y el valor de Mw/Mn es un valor obtenido dividiendo el Mw entre el Mn. <4> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> a <3>, en donde el producto polímero tiene un enlace carbonilo. <5> El producto polímero de acuerdo con <4>, en donde el producto polímero tiene ya sea un enlace éster o un enlace carbonato. <6> El producto polímero de acuerdo con <5>, en donde el producto polímero es poliéster. <7> El producto polímero de acuerdo con <5>, en donde el producto polímero es policarbonato . <8> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> a <7>, en donde el producto polímero se obtiene por el método que comprende: permitir que un monómero polimerizable por apertura de anillo se someta a la polimerización por apertura de anillo con un fluido de compresión y un catalizador orgánico libre de un átomo de metal. <9> El producto polímero de acuerdo con <8>, en donde el producto polímero contiene residuos del catalizador orgánico en una cantidad de menos del 2% en masa . <10> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <8> a <9>, en donde el catalizador orgánico contiene 1, 4-diazabiciclo [2.2.2] octano, 1,8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno, 1,5,7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno, difenil-guanidina, N,N-dimetil-4-aminopiridina, 4-pirrolidinopiridina, o 1,3-di-ter-butilimidazol-2-ilideno . <11> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> a <10>, en donde el producto polímero es un copolímero que contiene dos o más segmentos de polímero. <12> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> a <11>, en donde el producto polímero es un complejo estéreo. <13> El producto polímero de acuerdo con cualquiera de <1> a <12>, en donde el producto polímero es de color blanco. <14> Un polímero compacto, que contiene: el producto polímero como se define en cualquiera de <1> a <13>. <15> El polímero compacto de acuerdo con <14>, en donde el producto polímero es ácido poliláctico. <16> Un polímero compacto para uso médico, que contiene el producto polímero como se define en cualquiera de <1> a <13>, en donde el polímero compacto es biodegradable . <17> Un tóner que contiene el producto polímero como se define en cualquiera de <1> a <13>. <18> Una composición de polímero que contiene el producto polímero como se define en cualquiera de <1> a <13>.
Lista de Números de Referencia 1 tanque 2 alimentador de dosificación 3 tanque 4 alimentador de dosificación 5 tanque 6 bomba de dosificación 7 tanque 8 bomba de dosificación 9 dispositivo de mezcla 10 bomba de transferencia de líquido 11 tanque 12 bomba de dosificación 13 recipiente de reacción 14 bomba de dosificación 15 boquilla de descarga 21 tanque 22 bomba de dosificación 23 válvula 24 válvula 25 olla de adición 26 válvula 27 recipiente a presión 28 válvula 30 tubería 100 dispositivo de reacción de polimerización 15 125 olla de adición 130 tubería 200 dispositivo de reacción de polimerización 300 dispositivo de reacción de polimerización

Claims (17)

REIVINDICACIONES
1. Producto polímero, en donde el producto polímero está sustancialmente libre de un solvente orgánico y un átomo de metal, y tiene un peso molecular promedio en número de 12,000 o mayor.
2. Producto polímero según la reivindicación 1, en donde el producto polímero contiene residuos de monómeros polimerizables por apertura de anillo en una cantidad de 1,000 partes por millón en masa o menos.
3. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde el producto polímero tiene un valor de Mw/Mn de 1.2 a 2.5, en donde Mw representa un peso molecular promedio en peso del producto polímero y Mn representa el peso molecular promedio en número del mismo y el valor de Mw/Mn es un valor obtenido dividiendo el Mw entre el Mn.
4. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el producto polímero tiene un enlace carbonilo.
5. Producto polímero según la reivindicación 4, en donde el producto polímero tiene ya sea un enlace éster o un enlace carbonato.
6. Producto polímero según la reivindicación 5, en donde el producto polímero es poliéster.
7. Producto polímero según la reivindicación 5, en donde el producto polímero es policarbonato .
8. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el producto polímero se obtiene por el método que comprende: permitir que un monómero polimerizable por apertura de anillo se someta a la polimerización por apertura de anillo con un fluido de compresión y un catalizador orgánico libre de un átomo de metal .
9. Producto polímero según la reivindicación 8, en donde el producto polímero contiene residuos del catalizador orgánico en una cantidad menor del 2% en masa.
10. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en donde el catalizador orgánico contiene 1 , 4-diazabiciclo [2.2.2 ] octano, 1,8-diazabiciclo [5.4.0] undec-7-eno, 1,5,7-triazabiciclo [4.4.0] dec-5-eno, difenil-guanidina, N,N-dimetil-4-aminopiridina, 4-pirrolidinopiridina, o 1,3-di-ter-butilimidazol-2-ilideno .
11. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el producto polímero es un copolímero que contiene dos o más segmentos de polímero.
12. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde el producto polímero es un complejo estéreo.
13. Producto polímero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el producto polímero es de color blanco.
14. Polímero compacto, que comprende: el producto polímero como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Polímero compacto según la reivindicación 14, en donde el producto polímero es ácido poliláctico.
16. Polímero compacto según cualquiera de la reivindicación 14 ó 15, en donde el polímero compacto es biodegradable, y se emplea para uso médico.
17. Tóner que comprende el producto polímero como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a
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