[发明专利]聚合物产品和其制造方法、以及聚合物产品制造设备

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物产品和所述聚合物产品的制造方法、以及聚合物产品制造设备。

背景技术

常规地，多种聚合物已通过使能开环聚合的单体开环聚合而制造。例如，聚乳酸通过使丙交酯开环聚合而制造，丙交酯是能开环聚合的单体的实例。所制造的聚乳酸被用于，例如，用于缝合线的织物、用于生物相容材料的片材、用于化妆品的颗粒、和用于塑料袋的膜。

作为通过使这样的能开环聚合的单体开环聚合的用于制造聚合物的方法，存在使处于其熔融状态的能开环聚合的单体反应的方法。例如，作为通过使丙交酯开环聚合的用于制造聚乳酸的方法，提出了通过使处于其熔融状态的丙交酯在作为催化剂的辛酸锡(tinoctylate)的存在下在195℃的反应温度下反应而使丙交酯聚合的方法(参见PTL1)。然而，当通过该提出的制造方法制造聚乳酸时，丙交酯将以大于2质量％的量余留在所得产品中。这是因为开环聚合反应体系例如丙交酯在能开环聚合的单体和聚合物之间具有平衡关系，且能开环聚合的单体在如前述反应温度这样的高温下的开环聚合趋向于导致通过解聚反应产生能开环聚合的单体。余留的丙交酯(能开环聚合的单体)可起到用于所获得的产品的水解催化剂的作用或者可使所获得的产品的耐热性劣化。对于这样的情况已知的是在聚乳酸处于其熔融状态的同时在降低的压力降低来自于聚乳酸的丙交酯的量(参见PTL2)，然而，由于将聚乳酸保持在其熔融状态，这可能导致使聚乳酸变色。还已知使用水解抑制剂(参见PTL3)。然而，水解抑制剂的添加可能使模塑性能劣化，且可能使待获得的模塑制品的物理性质劣化。

此外，作为用于在低的反应温度下使能开环聚合的单体开环聚合的方法，提出了在有机溶剂中使丙交酯开环聚合的方法(参见PTL4)。根据该提出的方法，使D-丙交酯在二氯甲烷溶液中在25℃下聚合，这导致以99.4％的单体转化率获得聚-D-乳酸。然而，当如在该提议中那样在使用有机溶剂的情况下进行聚合时，当使用所获得的聚合物时干燥有机溶剂变成必需的，且更甚者，难以通过该处理从所获得的产品完全除去有机溶剂。

作为在不使用有机溶剂的情况下的用于使能开环聚合的单体开环聚合的方法，公开了在超临界二氧化碳的存在下在使用金属催化剂的情况下使L-丙交酯开环聚合的方法(参见NPL1)。该公开的方法通过在使用辛酸锡作为金属催化剂的情况下在207巴的压力下在80℃的反应温度下使相对于超临界二氧化碳的10重量/体积％的L-丙交酯聚合47小时而获得细的聚乳酸颗粒。然而，当通过该制造方法制造聚乳酸时，出现金属催化剂辛酸锡余留在所获得的产品中的问题。这是因为所述催化剂包含金属原子，其难以从所获得的产品除去。余留的辛酸锡可使所获得的产品的耐热性和安全性劣化。

作为在使用超临界二氧化碳的情况下的用于使丙交酯开环聚合的另一方法，公开了使用不包含金属原子的有机催化剂作为催化剂的方法(参见NPL2)。该公开的方法通过如下使丙交酯聚合：将丙交酯和作为有机催化剂的1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)等放置于高压釜中，搅拌它们，添加二氧化碳，和将压力设定到250atm。根据该方法，由16小时的反应获得具有约10,000的数均分子量的聚合物。

然而，利用在使用压缩性流体例如超临界二氧化碳的情况下使能开环聚合的单体开环聚合的方法，一直不能够获得具有高的分子量的强的聚合物产品，即使通过使反应继续长的时间也是如此，只要使用不含金属原子的有机催化剂作为催化剂。还一直存在如下问题：由于受低分子量组分影响，聚合物产品的耐久性和软化温度可劣化。

而且，该方法还一直是有问题的，因为作为经历长时间的反应的结果，包含对映异构体的聚合物例如聚乳酸将易于外消旋。

文献列表

专利文献

[PTL1]日本专利申请待审公开(JP-A)No.08-259676

[PTL2]JP-ANo.2008-63420

[PTL3]JP-ANo.2005-60474

[PTL4]JP-ANo.2009-1614

非专利文献

[NPL1]Ganapathy,H.S.；Hwang,H.S.；Jeong,Y.T.；LEE,W-T.；Lim,K.T.EurPolymJ.2007,43(1),119-126