WO2017013853A1 - 乳酸単位を含むａｂａ型ブロック共重合体 - Google Patents

乳酸単位を含むａｂａ型ブロック共重合体 Download PDF

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高橋　栄治
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Definitions

  • the present invention relates to an ABA type block copolymer containing lactic acid units.
  • Patent Document 1 a crystalline segment made of a substantially homopolymer of poly L-lactic acid or poly D-lactic acid and an amorphous segment mainly composed of L-lactic acid and D-lactic acid are combined.
  • Polylactic acid block copolymers have been proposed.
  • Patent Document 2 proposes a block copolymer in which a polylactic acid segment and a vinyl polymer segment are bonded at a copolymerization ratio of 99/1 to 1/99 parts by weight.
  • Patent Document 3 proposes a polylactic acid block copolymer having a segment composed of an L-lactic acid unit via a segment composed of a D-lactic acid unit at both ends of a segment mainly including an aliphatic carbonate unit.
  • An object of the present invention is to provide a copolymer containing a repeating unit derived from lactic acid and having excellent physical properties such as toughness.
  • ABA block comprising a polymer block A containing a repeating unit derived from lactic acid and a polymer block B containing a repeating unit represented by the formula [I] in the order of ABA. Polymer.
  • R 1 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group
  • R 2 and R 3 each independently represents: A hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group
  • n represents an integer of 1 to 10.
  • X represents —S—, —SO—.
  • R 4 represents an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • the ABA type block copolymer containing a lactic acid unit of the present invention is excellent in physical properties such as toughness.
  • the polymer block A is a polymer block containing a repeating unit derived from lactic acid.
  • the repeating unit derived from lactic acid is a repeating unit represented by the following formula [II].
  • the carbon atom indicated by * is an asymmetric carbon atom.
  • the repeating unit represented by the formula [II] contained in the polymer block A may be any of R form only, S form alone, a mixture of R form and S form, or a racemic form. Preferably only one of the bodies.
  • the polymer block A includes a homopolymer consisting only of a repeating unit [II] derived from lactic acid, and a copolymer of a repeating unit [II] derived from lactic acid and a repeating unit derived from a monomer copolymerizable therewith. To do.
  • Examples of the monomer that can be copolymerized with the repeating unit [II] derived from lactic acid include glycolic acid or a dimer thereof, hydroxyalkanoic acid, and ⁇ -caprolactone.
  • the proportion of the repeating unit [II] derived from lactic acid in the polymer block A is 10 to 100% by weight, 20 to 100% by weight, 30 to 100% by weight, 40 to 100% by weight, 50 to 100% by weight, 60 to 100% by weight, 70 to 100% by weight, 80 to 100% by weight, 90 to 100% by weight and the like may be selected.
  • the polymer block B is a polymer block containing a repeating unit represented by the formula [I].
  • R 1 represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group. Of these, R 1 is preferably a hydrogen atom.
  • the alkyl group in R 1 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, i-propyl group, i-butyl group, s-butyl group, t
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as -butyl group, i-pentyl group, neopentyl group, 2-methylbutyl group, 2,2-dimethylpropyl group and i-hexyl group.
  • Examples of the aryl group for R 1 include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group and a naphthyl group.
  • Examples of the substituent of the “alkyl group having a substituent” include a halogen atom, an alkoxy group, and an aryl group.
  • Examples of the substituent of the “aryl group having a substituent” include a halogen atom, an alkyl group, and an alkoxy group.
  • the alkyl group portion of the alkyl group and alkoxy group the same groups as those exemplified for the alkyl group of R 1 can be exemplified.
  • Examples of the aryl group include the same groups as those exemplified above for the aryl group for R 1 .
  • R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted alkyl group, or an unsubstituted or substituted aryl group. Of these, R 2 and R 3 are preferably hydrogen atoms. Examples of the alkyl group in R 2 and R 3 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, i-propyl group, i-butyl group, and s-butyl.
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as t-butyl group, i-pentyl group, neopentyl group, 2-methylbutyl group, 2,2-dimethylpropyl group and i-hexyl group.
  • aryl group in R 2 and R 3 include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group and a naphthyl group.
  • substituents of the “alkyl group having a substituent” and the “aryl group having a substituent” the same substituents as those in R 1 can be exemplified.
  • n represents an integer of 1 to 10, and n is preferably 2.
  • X represents —S—, —SO—, or —SO 2 —, and is preferably —S—.
  • R 4 represents an unsubstituted or substituted alkyl group or an unsubstituted or substituted aryl group.
  • alkyl group in R 4 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, i-propyl group, i-butyl group, s-butyl group, t
  • alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms such as -butyl group, i-pentyl group, neopentyl group, 2-methylbutyl group, 2,2-dimethylpropyl group and i-hexyl group.
  • Examples of the aryl group for R 4 include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as a phenyl group and a naphthyl group.
  • substituents of the “alkyl group having a substituent” and the “aryl group having a substituent” the same substituents as those in R 1 can be exemplified.
  • the carbon atom indicated by * is an asymmetric carbon atom.
  • the repeating unit represented by the formula [I] contained in the polymer block B may be either the R isomer only, the S isomer only, the mixture of the R isomer and the S isomer, or the racemic isomer, the R isomer or the S isomer. It is preferable that only one of them is present.
  • the polymer block B includes a homopolymer consisting only of the repeating unit [I], and a copolymer of the repeating unit [I] and a repeating unit derived from a monomer copolymerizable therewith.
  • Examples of the monomer copolymerizable with the repeating unit [I] include glycolic acid or a dimer thereof, hydroxyalkanoic acid, and ⁇ -caprolactone.
  • the proportion of the repeating unit [I] in the polymer block B is 10 to 100% by weight, 20 to 100% by weight, 30 to 100% by weight, 40 to 100% by weight, 50 to 100% by weight, 60 to 100% by weight. 70 to 100% by weight, 80 to 100% by weight, 90 to 100% by weight, and the like.
  • the ABA type block copolymer of the present invention comprises a polymer block A containing repeating units derived from lactic acid and a polymer block B containing repeating units represented by the formula [I] in the order of ABA. It is not particularly limited as long as it is a bonded ABA type block copolymer.
  • the structure of the connection part of the block A and the block B is not specifically limited.
  • the terminal structure of the ABA type block copolymer may be modified with various structures. Specifically, it can be modified by alkylating or esterifying the hydroxy group at the end of the polymer.
  • the weight ratio of the polymer block A and the polymer block B in the ABA type block copolymer of the present invention is not particularly limited, but the total weight of the two polymer blocks A / the weight of the polymer block B is 20/80.
  • a range of ⁇ 90/10, a range of 30 / 70-80 / 20, etc. may be selected.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the ABA type block copolymer of the present invention can be selected from 2,000 to 1,000,000, 3,000 to 500,000, 5,000 to 200,000, and the like. Further, the molecular weight distribution represented by the ratio of weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn) is 1.0 to 5.0, 1.0 to 4.0, 1.0 to 3.0, 1 0.0-2.0 etc. can be selected.
  • the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) are values obtained by converting data measured by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran as a solvent into the molecular weight of standard polystyrene.
  • the ABA type block copolymer of the present invention comprises a polymerization catalyst comprising a cyclic monomer represented by the formula [Ia] and a monomer that can be optionally copolymerized with the formula [Ia] in the presence of a diol compound serving as a polymerization initiator.
  • a polymerization catalyst comprising a cyclic monomer represented by the formula [Ia] and a monomer that can be optionally copolymerized with the formula [Ia] in the presence of a diol compound serving as a polymerization initiator.
  • R 1, R 2, R 3, n, X, R 4 are the same in formula (I), R 1, R 2, R 3, n, X, and R 4.
  • the cyclic monomer represented by the formula [Ia] is a known compound described in WO2013 / 119959A1.
  • Examples of the monomer that can be copolymerized with the formula [Ia] include glycolic acid or a dimer thereof, hydroxyalkanoic acid, and ⁇ -caprolactone.
  • diol compound used as a polymerization initiator examples include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, and 1,5-pentanediol. Neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,8-octanediol, 1,9-nonanediol, 2-methyl-1,8-octanediol, and 2 , 4-diethyl-1,5-pentanediol and the like.
  • the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.001 to 10 mol% with respect to the total amount of monomers used in the first step and the second step.
  • the polymerization catalyst examples include metals such as tin, zinc, titanium, bismuth, zirconium, germanium, antimony, and aluminum, or derivatives thereof. Specifically, for example, tin chloride, tin octylate, zinc chloride, zinc acetate, lead oxide, lead carbonate, titanium chloride, alkoxytitanium, germanium oxide, zirconium oxide and the like can be mentioned, among which tin octylate is preferably used. be able to. After the first step, the second step can be continued without adding a new polymerization catalyst.
  • metals such as tin, zinc, titanium, bismuth, zirconium, germanium, antimony, and aluminum, or derivatives thereof.
  • tin chloride, tin octylate, zinc chloride, zinc acetate, lead oxide, lead carbonate, titanium chloride, alkoxytitanium, germanium oxide, zirconium oxide and the like can be mentioned, among which tin
  • the first step and the second step can be performed in the presence or absence of an organic solvent.
  • the organic solvent only needs to be inert to the reaction and dissolve the monomer, and examples thereof include toluene, xylene, and cyclohexane.
  • the reaction temperature is not particularly limited, but is preferably 50 to 170 ° C, more preferably 80 to 150 ° C.
  • the reaction time is preferably 0.5 to 72 hours, more preferably 2 to 48 hours for each of the first step and the second step.
  • the reaction system in which the first step has been performed After the first step, without isolating the product, by adding the lactide that is polymerized in the second step and, if necessary, the monomer that can be copolymerized with the lactide, to the reaction system in which the first step has been performed.
  • the reaction can be carried out in one pot.
  • the polymer block A is produced at both ends of the polymer block B obtained in the first step.
  • Examples of the monomer copolymerizable with lactide include glycolic acid or a dimer thereof, hydroxyalkanoic acid, and ⁇ -caprolactone.
  • the obtained ABA block polymer can be purified by a known purification method.
  • the ABA type block copolymer of the present invention is a car interior material; a housing for home appliances; a container; a packaging material; a building material; a compost bag; a tape; a band; Medical materials such as sutures, vascular stents, biological cell carriers, drug carriers; ship bottom paints; antibacterial agents; sustained-release preparations;
  • ABA block polymer 1 (129.80 g) was obtained by drying under reduced pressure at 60 ° C.
  • the obtained ABA type block polymer 1 was subjected to GPC analysis and found to have a weight average molecular weight (Mw) of 101600 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.87.
  • the tensile strength (MPa) of each specimen was measured according to JIS K 7161-1: 2014. Izod impact strength (kj / m 2 ) was measured according to JIS K 7110: 1999. The Picat softening temperature (° C.) was measured according to JIS K 7206: 1999. The results are shown in Table 1.
  • the tensile strength of the ABA block polymer 1 was about 1 ⁇ 2 compared to polylactic acid (TE-2000).
  • the ABA type block polymer 1 Izod impact strength was about 15 times that of polylactic acid (TE-2000). Therefore, the ABA block polymer 1 has higher toughness than polylactic acid (TE-2000).
  • the Picat softening temperature of ABA type block polymer 1 was equivalent to that of polylactic acid (TE-2000).

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Abstract

本発明の目的は、靱性などの物性に優れた、乳酸由来の繰り返し単位を含むＡＢＡ型ブロック共重合体を提供することである。　本発明のブロック共重合体は、乳酸由来の繰り返し単位を含む重合体ブロックＡと、式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位を含む重合体ブロックＢが、Ａ－Ｂ－Ａの順で結合してなるＡＢＡ型ブロック共重合体である。 下記式〔Ｉ〕中、Ｒ１は、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、ｎは１～１０いずれかの整数を示す。Ｘは、－Ｓ－、－ＳＯ－、または－ＳＯ２－を示し、Ｒ４は、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。

Description

乳酸単位を含むＡＢＡ型ブロック共重合体
　本発明は、乳酸単位を含むＡＢＡ型ブロック共重合体に関する。
　本願は、２０１５年７月１７日に出願された日本国特許出願第２０１５－１４３３３５号に対し優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、環境保護の観点から、カーボンニュートラルを目指す取り組みが進んでいる。その取組の中で、化学産業においては、バイオマス資源を原料とするバイオポリマーに注目が集まっている。バイオポリマーのなかでも、ポリ乳酸は、農産物を原料とするため、コスト面などに優れ、様々な用途で実用化されている。しかし、ポリ乳酸は、分子構造が剛直であるため成形品が堅くもろいという欠点を有している。
　そのような欠点を改良するため、ポリ乳酸を様々なブロックポリマーにする試みが行われている。
　例えば、特許文献１では、ポリＬ－乳酸またはポリＤ－乳酸の実質的ホモポリマーからなる結晶性セグメントと、Ｌ－乳酸およびＤ－乳酸を主成分とする非晶性セグメントとが結合されてなるポリ乳酸ブロック共重合体が提案されている。
　特許文献２では、ポリ乳酸セグメントと、ビニル系ポリマーセグメントとが、共重合比９９／１～１／９９重量部で結合したブロック共重合体が提案されている。
　特許文献３では、脂肪族カーボネート単位を主として含むセグメントの両端に、Ｄ－乳酸単位からなるセグメントを介してＬ－乳酸単位からなるセグメントをそれぞれ有する、ポリ乳酸系ブロック共重合体が提案されている。
特開平９－４０７６１号 特開２００７－３２１１４１号 特開２０１０－１１１８１４号
　本発明の目的は、靱性などの物性に優れた、乳酸由来の繰り返し単位を含む共重合体を提供することである。
　上記目的を達成するために検討を重ねた結果、以下の態様を包含する本発明を完成するに至った。
（１）乳酸由来の繰り返し単位を含む重合体ブロックＡと、式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位を含む重合体ブロックＢが、Ａ－Ｂ－Ａの順で結合してなるＡＢＡ型ブロック共重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
（式〔Ｉ〕中、Ｒ１は、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、ｎは１～１０いずれかの整数を示す。Ｘは、－Ｓ－、－ＳＯ－、または－ＳＯ２－を示し、Ｒ４は、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。）
　本発明の乳酸単位を含むＡＢＡ型ブロック共重合体は、靱性などの物性に優れる。
（重合体ブロックＡ）
　重合体ブロックＡは、乳酸由来の繰り返し単位を含む重合体ブロックである。乳酸由来の繰り返し単位とは、下記式〔II〕で表される繰り返し単位である。式〔II〕中、＊で示した炭素原子は、不斉炭素原子である。重合体ブロックＡに含まれる式〔II〕で表される繰り返し単位は、Ｒ体のみ、Ｓ体のみ、Ｒ体とＳ体の混合物、またはラセミ体のいずれであってもよく、Ｒ体またはＳ体のいずれか一方のみであるのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
　重合体ブロックＡは、乳酸由来の繰り返し単位〔II〕のみからなるホモ重合体、および、乳酸由来の繰り返し単位〔II〕と、それと共重合しうるモノマー由来の繰り返し単位との共重合体を包含する。
　乳酸由来の繰り返し単位〔II〕と共重合しうるモノマーとしては、グリコール酸またはその二量体、ヒドロキシアルカン酸、ε－カプロラクトンなどを挙げることができる。
　重合体ブロックＡにおける、乳酸由来の繰り返し単位〔II〕の割合として、１０～１００重量％、２０～１００重量％、３０～１００重量％、４０～１００重量％、５０～１００重量％、６０～１００重量％、７０～１００重量％、８０～１００重量％、９０～１００重量％などを選択し得る。
（重合体ブロックＢ）
　重合体ブロックＢは、式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位を含む重合体ブロックである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
　式〔Ｉ〕中、Ｒ１は、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。それらのうちＲ１は、水素原子であるのが好ましい。
　Ｒ１におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｉ－プロピル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｉ－ペンチル基、ネオペンチル基、２－メチルブチル基、２，２－ジメチルプロピル基、ｉ－ヘキシル基などの炭素数１～６のアルキル基などを挙げることができる。
　Ｒ１におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの炭素数６～１０のアリール基などを挙げることができる。
　「置換基を有するアルキル基」の置換基としては、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基等が挙げられる。
　「置換基を有するアリール基」の置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基等を挙げることができる。
　上記アルキル基およびアルコキシ基のアルキル基部分については、上記Ｒ１のアルキル基において例示されたものと同様の基を挙げることができる。アリール基としては、上記Ｒ１のアリール基において例示されたものと同様の基を挙げることができる。　　　　　
　式〔Ｉ〕中、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。それらのうち、Ｒ２、Ｒ３は水素原子であるのが好ましい。
　Ｒ２、Ｒ３におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｉ－プロピル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｉ－ペンチル基、ネオペンチル基、２－メチルブチル基、２，２－ジメチルプロピル基、ｉ－ヘキシル基などの炭素数１～６のアルキル基などを挙げることができる。
　Ｒ２、Ｒ３におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの炭素数６～１０のアリール基などを挙げることができる。
　「置換基を有するアルキル基」および「置換基を有するアリール基」の置換基としては、上記Ｒ１における置換基と同様のものを挙げることができる。
　ｎは１～１０いずれかの整数を示し、ｎが２であるのが好ましい。
　式〔Ｉ〕中、Ｘは、－Ｓ－、－ＳＯ－、または－ＳＯ２－を示し、－Ｓ－であるのが好ましい。
　式〔Ｉ〕中、Ｒ４は、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。
　Ｒ４におけるアルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｉ－プロピル基、ｉ－ブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｉ－ペンチル基、ネオペンチル基、２－メチルブチル基、２，２－ジメチルプロピル基、ｉ－ヘキシル基などの炭素数１～６のアルキル基などを挙げることができる。
　Ｒ４におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの炭素数６～１０のアリール基などを挙げることができる。
　「置換基を有するアルキル基」および「置換基を有するアリール基」の置換基としては、上記Ｒ１における置換基と同様のものを挙げることができる。
　式〔Ｉ〕中、＊で示した炭素原子は、不斉炭素原子である。重合体ブロックＢに含まれる式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位は、Ｒ体のみ、Ｓ体のみ、Ｒ体とＳ体の混合物、またはラセミ体いずれであってもよく、Ｒ体またはＳ体いずれか一方のみであるのが好ましい。
　重合体ブロックＢは、繰り返し単位〔Ｉ〕のみからなるホモ重合体、および、繰り返し単位〔Ｉ〕と、それと共重合しうるモノマー由来の繰り返し単位との共重合体を包含する。
　繰り返し単位〔Ｉ〕と共重合しうるモノマーとしては、グリコール酸またはその二量体、ヒドロキシアルカン酸、ε－カプロラクトンなどを挙げることができる。
　重合体ブロックＢにおける、繰り返し単位〔Ｉ〕の割合として、１０～１００重量％、２０～１００重量％、３０～１００重量％、４０～１００重量％、５０～１００重量％、６０～１００重量％、７０～１００重量％、８０～１００重量％、９０～１００重量％などを選択し得る。
（ＡＢＡ型ブロック共重合体）
　本発明のＡＢＡ型ブロック共重合体は、乳酸由来の繰り返し単位を含む重合体ブロックＡと、式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位を含む重合体ブロックＢが、Ａ－Ｂ－Ａの順で結合してなるＡＢＡ型ブロック共重合体である限り特に限定されない。ブロックＡとブロックＢの連結部位の構造は特に限定されない。また、ＡＢＡ型ブロック共重合体の末端構造は各種の構造で変性されていてもよい。具体的には、重合体末端のヒドロキシ基をアルキル化やエステル化することにより、変性することができる。
　本発明のＡＢＡ型ブロック共重合体における、重合体ブロックＡと重合体ブロックＢの重量比は特に限定されないが、２つの重合体ブロックＡの合計重量／重合体ブロックＢの重量が、２０／８０～９０／１０の範囲、３０／７０～８０／２０の範囲などを選択し得る。
　本発明のＡＢＡ型ブロック共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）は、２，０００～１，０００，０００、３，０００～５００，０００、５，０００～２００，０００などを選択し得る。また、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）の比で表される分子量分布は、１．０～５．０、１．０～４．０、１．０～３．０、１．０～２．０などを選択し得る。なお、重量平均分子量（Ｍｗ）および数平均分子量（Ｍｎ）はテトラヒドロフランを溶媒とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）にて測定したデータを標準ポリスチレンの分子量に換算した値である。
（ＡＢＡ型ブロック共重合体の製造方法）
　本発明におけるＡＢＡ型ブロック共重合体の製造方法を以下説明するが、以下の製法に限定されない。
　本発明のＡＢＡ型ブロック共重合体は、式〔Ｉａ〕で表される環状モノマーおよび所望により式〔Ｉａ〕と共重合し得るモノマーを、重合開始剤となるジオール化合物の存在下、重合触媒を用いて重合（第一工程、重合体ブロックＢの製造）した後、反応系内にラクチドおよび所望によりラクチドと共重合し得るモノマーを添加して重合（第二工程、重合体ブロックＢの両端における重合体ブロックＡの製造）することにより製造することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
　式〔Ｉａ〕中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ｎ、Ｘ、Ｒ４は、式〔Ｉ〕における、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、ｎ、Ｘ、Ｒ４と同様である。
　式〔Ｉａ〕で表される環状モノマーは、ＷＯ２０１３／１１９９５９Ａ１に記載されている公知の化合物である。
　式〔Ｉａ〕と共重合し得るモノマーとしては、グリコール酸またはその二量体、ヒドロキシアルカン酸、ε－カプロラクトンなどを挙げることができる。
　重合開始剤となるジオール化合物としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，５－ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６－ヘキサンジオール、３－メチル－１，５－ペンタンジオール、１，８－オクタンジオール、１，９－ノナンジオール、２－メチル－１，８－オクタンジオール、及び２，４－ジエチル－１，５－ペンタンジオールなどを挙げることができる。
　重合開始剤の使用量は、第一工程および第二工程で使用するモノマー全量に対して、０．００１～１０モル％とするのが好ましい。
　重合触媒としては、例えばスズ、亜鉛、チタン、ビスマス、ジルコニウム、ゲルマニウム、アンチモン、アルミニウムなどの金属又はその誘導体が挙げられる。具体的には、例えば塩化スズ、オクチル酸スズ、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、酸化鉛、炭酸鉛、塩化チタン、アルコキシチタン、酸化ゲルマニウム、酸化ジルコニウム等を挙げることができ、中でもオクチル酸スズを好ましく用いることができる。第一工程の後、新たな重合触媒を添加することなく第二工程を続けて行うことができる。
　上記の第一工程および第二工程は、有機溶媒の存在下又は非存在下で行うことができる。
　有機溶媒としては、反応に不活性であって、かつモノマーを溶解可能であればよく、例えばトルエン、キシレン、シクロヘキサン等が挙げられる。
　反応温度は特に制限されないが、５０～１７０℃であるのが好ましく８０℃～１５０℃であるのがより好ましい。
　反応時間は、第一工程および第二工程のそれぞれについて、０．５～７２時間であるのが好ましく、２～４８時間であるのがより好ましい。
　第一工程後は、生成物を単離することなく、第一工程を行った反応系内に、第二工程で重合するラクチドおよび必要に応じてラクチドと共重合し得るモノマーを添加することで、ワンポットで反応を行うことができる。第二工程では、第一工程で得た重合体ブロックＢの両端において重合体ブロックＡを製造する。
　ラクチドと共重合し得るモノマーとしては、グリコール酸またはその二量体、ヒドロキシアルカン酸、ε－カプロラクトンなどを挙げることができる。
　第二工程後は、公知の精製方法で、得られたＡＢＡ型ブロック重合体を精製することができる。
（ＡＢＡ型ブロック共重合体の用途）
　本発明のＡＢＡ型ブロック共重合体は、自動車の内装材；家電製品の筐体；容器；包装材料；建築用資材；コンポストバッグ；テープ；バンド；文房具；繊維；園芸用品；土嚢；カード；食器；縫合糸、脈管ステント、生体細胞担持体、薬剤担持体などの医療用材料；船底塗料；抗菌剤；徐放製剤；分散剤などの用途に用いることができる。
　次に、実施例を示し、本発明をより詳しく説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例　ＡＢＡ型ブロック重合体の製造
　窒素気流袋中で５００ｍＬナスフラスコに３，６－ビス（２－（メチルチオ）エチル－１，４－ジオキサン－２，５－ジオン（４０．２１ｇ、１５２ｍｍｏｌ）およびジエチレングリコール（０．０７３２ｇ、０．７ｍｍｏｌ）とオクチル酸スズ（０．２３５ｇ、０．６ｍｍｏｌ）を添加し、１３０℃にて３時間撹拌した。次いで、１４０℃にて６時間攪拌した。一部をサンプリングしてＧＰＣ分析を行ったところ、重量平均分子量（Ｍｗ）３３２００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）１．９７のポリマーが生成していた。
　その後、反応系内にラクチド（９２．５５ｇ、６４２ｍｍｏｌ）を添加し、１４０℃にて９時間撹拌した。得られた溶液にトルエン（４５０ｇ）とテトラヒドロフラン（１００ｇ）を添加した後、その溶液をイソプロパノール（４Ｌ）に注ぎ入れた。析出したポリマー、ろ取した後、窒素気流下にて風乾させた。さらに、６０℃にて減圧乾燥することでＡＢＡ型ブロック重合体１（１２９．８０ｇ）を得た。得られたＡＢＡ型ブロック重合体１をＧＰＣ分析したところ、重量平均分子量（Ｍｗ）１０１６００、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）１．８７であった。
＜ＡＢＡ型ブロック重合体１の物性評価＞
　実施例１で合成したポリマーについて、プレス成形により２００ｍｍ×２００ｍｍ×約２．０ｍｍのシートを作成した後、ミリングマシンを用いて試験片の切削を行い評価試験片を作製した。また比較用としてポリ乳酸（ユニチカ社製、ＴＥ-２０００）を使用して同様に評価試験片を作製した。
（プレス成形条件）
プレス条件（電熱プレス）
予熱：１８０℃×５分
加圧：１８０℃×１分
冷却：４０℃×５分
（試験片切削条件）
使用機器：ＣＯＥＳＦＥＬＤ社製ＣＮＣミリングマシンＣＰＭ４０３
　　　　　(株）上島製作所製バンドソーＬ３００
　　　　　寿貿易（株）・（株）メカニクス製Ｓｈｏｐ－ＡｃｅＭ１８Ａ小型スライス盤
　ＪＩＳ　Ｋ　７１６１－１：２０１４に従って、各試験片の引張強度（ＭＰａ）を測定した。ＪＩＳ　Ｋ　７１１０：１９９９に従って、アイゾット衝撃強度（ｋｊ／ｍ２）を測定した。ＪＩＳ　Ｋ　７２０６：１９９９に従って、ピカット軟化温度（℃）を測定した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、ＡＢＡ型ブロック重合体１の引張強度は、ポリ乳酸（ＴＥ－２０００）と比べて、約１／２であった。ＡＢＡ型ブロック重合体１アイゾット衝撃強度は、ポリ乳酸（ＴＥ－２０００）と比べて、約１５倍の値を示した。このことから、ＡＢＡ型ブロック重合体１は、ポリ乳酸（ＴＥ－２０００）と比べて、靭性が高い。また、ＡＢＡ型ブロック重合体１のピカット軟化温度は、ポリ乳酸（ＴＥ－２０００）と比べて、同等であった。

Claims (1)

  1. 乳酸由来の繰り返し単位を含む重合体ブロックＡと、式〔Ｉ〕で表される繰り返し単位を含む重合体ブロックＢが、Ａ－Ｂ－Ａの順で結合してなるＡＢＡ型ブロック共重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     （式〔Ｉ〕中、Ｒ１は、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、Ｒ２、Ｒ３は、それぞれ独立に、水素原子、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示し、ｎは１～１０いずれかの整数を示す。Ｘは、－Ｓ－、－ＳＯ－、または－ＳＯ２－を示し、Ｒ４は、無置換の若しくは置換基を有するアルキル基、または無置換の若しくは置換基を有するアリール基を示す。）
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