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JPH0616790A - 脂肪族ポリエステルおよびその製造方法 - Google Patents

脂肪族ポリエステルおよびその製造方法

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Publication number
JPH0616790A
JPH0616790A JP22874091A JP22874091A JPH0616790A JP H0616790 A JPH0616790 A JP H0616790A JP 22874091 A JP22874091 A JP 22874091A JP 22874091 A JP22874091 A JP 22874091A JP H0616790 A JPH0616790 A JP H0616790A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aliphatic polyester
acid
polymer
reaction
polyester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22874091A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaya Tokai
正也 東海
Takeshi Ito
武 伊藤
Yoshimitsu Sakaguchi
佳充 坂口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyobo Co Ltd filed Critical Toyobo Co Ltd
Priority to JP22874091A priority Critical patent/JPH0616790A/ja
Publication of JPH0616790A publication Critical patent/JPH0616790A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い生分解性が期待できる、新規な脂肪族
ポリエステルおよびその製造方法を提供する。 【構成】 モノマー単位がポリマー分子中で、ランダ
ムに配列した還元粘度が0.1以上の脂肪族ポリエステ
ルであって、該ポリエステルが実質的に、乳酸または/
およびグリコール酸と3−ヒドロキシ酪酸の縮合反応生
成物であることを特徴とする脂肪族ポリエステルおよび
その製造方法。 【効果】 本発明脂肪族ポリエステルの共重合単位が
それぞれ生分解性を有することから、この共重合ポリマ
ーは高い生分解性が期待され、成形可能な分子量を有し
ているために、広範な用途が期待できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な脂肪族ポリエス
テルおよびその製造方法に関するものであり、更に詳し
くは、生体吸収性や生分解性を有し、成形可能な分子量
を有する共重合脂肪族ポリエステルおよびその製造法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりポリ乳酸、ポリグリコール酸お
よびそれらの共重合体は、徐放性重合体として、手術用
縫合糸、注射薬用マイクロカプセル等の生体分解性医用
材料や、除草剤等の農薬組成物として利用されている。
また近年プラスチック公害が深刻な問題となり、酵素や
微生物による分解が期待できる生分解性プラスチックと
しても注目され、研究開発が進められている。また中で
もポリ(3−ヒドロキシ酪酸)は微生物産生プラスチッ
クとして古くから知られており、最近、生分解性プラス
チックとしての研究開発が進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記ポリ乳酸、ポリグ
リコール酸またはそれらの共重合体は、化学合成によっ
て得られる生分解性ポリマーとして注目され、そして他
の脂肪族ポリエステルとの共重合体の研究も進められて
いる。一方生分解性プラスチック材料としてのポリ(3
−ヒドロキシ酪酸)の研究も精力的に行われている。と
ころでポリ(3-ヒドロキシ酪酸)は、高い生分解性を
有しているが、ガラス転移点が低く、また堅くて脆く、
成形が困難であるため、その成形性を改善する共重合体
の検討が行われている。しかしそれらの検討は、殆どす
べてが微生物による発酵合成によるものであり、化学合
成による検討は殆どなされていない。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、化
学合成により得られる生分解性を有する脂肪族ポリエス
テルに関して、鋭意検討を行った結果、遂に本発明を完
成するに到った。すなわち本発明は、モノマー単位がポ
リマー分子中で、ランダムに配列した脂肪族ポリエステ
ルであって、該ポリエステルが実質的に、乳酸または/
およびグリコール酸と3- ヒドロキシ酪酸の縮合反応生
成物であることを特徴とする脂肪族ポリエステルおよび
その製造方法である。
【0005】本発明における脂肪族ポリエステルは、た
とえばオキシ酸の脱水重縮合またはラクトンおよびラク
チドの開環重合によって得ることができる。前記脱水重
縮合を行う場合、乳酸および/またはグリコール酸と3
−ヒドロキシ酪酸の混合物を、減圧下または窒素等の不
活性ガス気流下で加熱して行う。乳酸、3−ヒドロキシ
酪酸はD、L、ラセミ体のいずれでもよく、またメチル
エステル等のエステル体を用いることも可能であり、こ
の場合は脱アルコール反応となる。更に、これらのモノ
マーの形状は、固体、液体、あるいは水溶液で用いても
よい。但し、水溶液を用いる場合は反応開始前に、あら
かじめ適度に濃縮を行うのが望ましい。
【0006】前記オキシ酸の脱水重縮合は逐次反応であ
り、反応時間と共に分子量は増大する。しかしこの反応
は平衡反応であり、その平衡定数が小さいために触媒を
用いてもよい。触媒としては金属あるいは金属化合物、
例えばスズ、チタン、アンチモン、ゲルマニウム、亜
鉛、タングステン、ニオブ等の化合物を用いることがで
きるが、これらに限定されるものではない。これらの触
媒を用いる場合、その添加時期はモノマーと同時に仕込
んでもよいし、初期重合が終了して、減圧状態にはいる
際に投入してもよい。モノマーに水溶液を用いる際は、
その濃縮操作が終了してから投入するのが望ましい。更
に触媒は、適当な溶剤に溶解して投入しても、そのまま
投入しても差し支えはない。触媒使用量は0.005〜
0.50mol%が好ましく、特に0.03〜0.10
mol%が好ましい。0.005mol%以下では触媒
効果が殆ど認められず、0.50mol%以上では反応
中に、ポリマーの着色、劣化が認められるので好ましく
ない。
【0007】次に本発明における重縮合反応は、例えば
以下に示す方法によって行うことができる。反応容器に
投入したモノマーおよび触媒を窒素等の不活性ガスで置
換し、不活性ガス気流下で徐々に昇温し、所定の温度で
所定の時間、初期重合を行う。引き続き減圧を開始し、
所定の時間あるいは所定のトルクに達したところで反応
を停止させる。反応温度は生成するポリマー組成によっ
て定められるが、減圧度は10mmHg以下、特に1m
mHg以下にすることが望ましい。
【0008】一方開環重合でポリマーを合成する場合、
ラクチドおよび/またはグリコリドとβ−ブチロラクト
ンを出発原料とし、不活性ガス気流下あるいは減圧下で
加熱して行う。ラクチドおよびβ−ブチロラクトンは、
D、L、ラセミ、メソ体のいずれを用いても差し支えは
ない。但し、ラクトンおよびラクチド類を出発原料とす
る場合は、再結晶等によってあらかじめ精製しておくこ
とが望ましい。開環重合は通常、触媒が用いられ、触媒
としてはスズ、亜鉛、アルミニウム、アンチモン等の金
属化合物が用いられる。また反応系中にアルコール類等
の末端封鎖剤、分子量調節剤を加えておくこともでき
る。
【0009】開環重合は例えば次のようにして行うこと
ができる。反応容器にモノマーおよび触媒を投入し、不
活性ガスで置換した後、所定の温度で減圧下反応を行
う。反応終了後、生成したポリマーを直接、あるいは適
当な溶媒に溶解して取り出す。溶解して取り出した場合
は、水等に再沈することによって単離することができ
る。
【0010】なお本発明において、直接重合と開環重合
を併用することも可能であり、例えばオキシ酸とラクチ
ド類の混合物を出発物質として用いることもできる。以
上述べてきた方法で得られたポリマーは充分に高分子量
体であるが、更に高分子量化するために、固相重合等を
用いて後処理を行っても一向に差し支えはない。
【0011】
【実施例】次に本発明を実施例を用いて具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお
実施例における各特性値は以下の方法によって測定し
た。 還元粘度(ηsp/c):ポリマー0.125gをトリクロ
ロフェノール/フェノール(7/10wt%)混合溶媒
に溶解して、30℃で測定した。 融点:パーキンエルマー社製DSC7を用いて、窒素気
流下、昇降温速度10℃/分で測定した。 NMR:バリアン社製NMR、Gemini−200を
用いて、トリフロロ酢酸/重水素化クロロホルム混合溶
媒で測定した。
【0012】実施例1 撹拌装置、窒素導入管を備えた反応容器に、グリコール
酸50g、3−ヒドロキシ酪酸(L体)5g、触媒とし
て酸化ゲルマニウム0.04gを投入し、3回窒素置換
を行った。窒素気流下、10℃/分で180℃まで昇温
して1時間撹拌した。続いて30分間で20mmHgま
で減圧し、1時間撹拌した。更に1mmHgまで減圧度
を高めると同時に、220℃に昇温してそのまま3時間
撹拌反応を続けた。反応終了後、溶融状態にあるポリマ
ーを取り出した。得られたポリマーは白色であり、還元
粘度0.41、融点198℃であった。
【0013】実施例2 実施例1において3−ヒドロキシ酪酸の代わりに、3−
ヒドロキシ酪酸メチルエステルを用いた以外は、実施例
1と同様の操作を行い、白色のポリマーを得た。還元粘
度0.48、融点201℃であった。このポリマーのN
MRスペクトルを図1に示す。図1より明らかなように
4.9ppmにグリコール酸単位、1.3、2.8、
5.3ppmに3−ヒドロキシ酪酸単位に起因する吸収
が認められた。さらに得られたポリマーを180℃/
0.5mmHgで24時間、アンプル中で固相重合を行
ったところ、このポリマーの還元粘度は0.68であっ
た。
【0014】比較例1 実施例1と同様の反応容器に、グリコール酸50g、D
L−乳酸6g、触媒として酸化ゲルマニウム0.04g
を投入し、窒素置換を行った後、200℃まで昇温して
1時間撹拌した。引き続き、200℃/10mmHgで
1時間、230℃/0.5mmHgで2時間撹拌反応を
行い、白色のポリマーを得た。還元粘度0.57、融点
198℃であった。このポリマーのNMRスペクトルを
図2に示す。図2より明らかなように4.9ppmにグ
リコール酸単位、1.6ppm、5.3ppmに乳酸単
位に起因する吸収が認められた。
【0015】実施例3 実施例1と同様の反応容器に、グリコール酸40g、D
L−乳酸5g、3−ヒドロキシ酪酸5g、触媒として酸
化アンチモン0.06gを投入した。3回窒素置換を行
った後、180℃に昇温して2時間、撹拌反応を行っ
た。更に180℃/20mmHgで2時間、200℃/
1mmHgで3時間反応を続けることにより、淡黄色の
ポリマーを得た。このポリマーは非晶性であり、融点が
認められず、ガラス転移温度41℃であった。
【0016】実施例4 実施例1と同様の反応容器に、再結晶により精製したD
L−ラクチド40g、β−ブチロラクトン7g、触媒と
してオクチル酸スズ0。06gを1ccトルエン溶液と
して投入した。窒素気流下で10℃/分で200℃まで
昇温し、5時間反応を続け、溶融状態にあるポリマーを
取り出した。このポリマーの還元粘度は0.66であ
り、また融点は認められず、ガラス転移点48℃であっ
た。
【0017】実施例5 ガラスアンプル中にグリコール酸10g、3−ヒドロキ
シ酪酸2gを投入し、窒素気流下で150℃まで昇温し
た。1時間反応させた後、10mmHgに減圧し、更に
1時間反応を続けると系中が固化してきた。そのまま固
化した状態で0.5mmHgまで減圧度を高め、20時
間反応を行った。アンプルを冷却し、砕いて中のポリマ
ーを取り出した。得られたポリマーは白色であり、融点
188℃であった。
【0018】
【発明の効果】以上かかる構成よりなる本発明脂肪族ポ
リエステルは、高い生分解性が期待でき、更にその組成
により結晶性、非晶性等の物性を変化させられることか
ら、広範な用途が期待できるので、産業界、また環境保
護にも寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は実施例2によって得られた本発明ポリマ
ーのNMRスペクトルである。
【図2】図2は比較例1によて得られたポリマーのNM
Rスペクトルである。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モノマー単位がポリマー分子中で、ラン
    ダムに配列した還元粘度が0.1以上の脂肪族ポリエス
    テルであって、該ポリエステルが実質的に、乳酸または
    /およびグリコール酸と3−ヒドロキシ酪酸の縮合反応
    生成物であることを特徴とする脂肪族ポリエステル。
  2. 【請求項2】 乳酸または/およびグリコール酸と3-
    ヒドロキシ酪酸を出発原料とし、直接脱水重縮合するこ
    とを特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法。
  3. 【請求項3】 ラクチドおよび/またはグリコリドとβ
    −ブチロラクトンを出発原料とし、開環重合することを
    特徴とする脂肪族ポリエステルの製造方法。
JP22874091A 1991-08-13 1991-08-13 脂肪族ポリエステルおよびその製造方法 Pending JPH0616790A (ja)

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