일반기술

직접 괴상 축중합에 의한 생분해성 폴리락트산의 제조 방법

생분해성 폴리락트산(PLA)의 제조 방법으로서 특정 조성의 락트산 혼합 조성물을 괴상 축합중합하여 분자량이 높고, 생분해성, 인장특성 및 성형성이 우수한 폴리락트산을 제조하는 방법이다. 플라스틱 제품의 특성인 난분해성은 환경 오염의 심각한 문제를 유발하고 대량 소비되는 플라스틱 중 생활용품 및 산업용품으로 사용된 후 폐기되는 각종 일회용 용기, 필름, 포장재, 코팅재 등에 의한 환경오염이 심각한 상태이므로 이에 대한 대책이 요구되고 있다. 락트산은 자연계에 넓게 분포하며 동식물 또는 인체에 무해하고, 그의 중합물인 폴리락트산은 미생물이 분비하는 효소에 의해 비교적 용이하게 가수분해되므로 생분해성이 요구되는 제품에 응용되고, 최근 의료용 재료로서 수술용 봉합사나 서방성 약물의 중합체 등 다양하게 이용되고 있다. 그러나 종래 락트산을 괴상으로 직접 축합중합하면 폴리락트산과 락티드 및 락티드의 상호간 평형으로 인해 분자량이 20,000-50,000 정도로 낮은 폴리락트산이 생성되어 기계적 물성이 취약하다. 이를 위해 비등점이 높은 용매를 사용하는 용액 중합반응으로 폴리락트산과 락티드 및 락트산의 상호간 평형을 폴리락트산으로 이동시키는 방법, 또는 분자량이 낮은 PLA 올리고머를 제조하고 이를 해중합시켜 락트산의 환상 치량체인 락티드를 제조한 후 다시 개환 중합하는 방법이 있다. 그러나 용액 중합반응은 사용 용매의 정제 및 폴리락트산 내에 잔존하는 용매의 제거를 위한 추가설비를 필요로 하며, 락티드의 개환 중합반응 역시 여러 단계의 공정을 필요로 한다는 문제점이 있다. 이에 락트산에 숙신산, 아디프산 및 이들의 혼합물에서 선택되는 유기 2가 카르복실산 및 1,4-부타디엔, 1,4-부탄디올 및 이들의 혼합물에서 선택되는 디올을 첨가하여 중합 촉매를 사용, 축합중합시킬 경우 괴상 중합으로도 높은 분자량 및 우수한 인장 물성이 있는 폴리락트산을 용이하게 제조한다.폴리락트산은 미생물이 분비하는 효소에 의해 용이하게 분해되므로 생분해성이 요구되는 제품에 대해 여러 분야에서 광범위한 용도를 가지며 의료용 소재로서 수술용 봉합사, 서방형 약물중합체, 정형외과용 이식재, 혈관이식재료로 이용된다. 생분해성, 인장물성, 성형성이 개선된 PLA 제품과 라디칼 개시제를 첨가하여 신율이 개선된 고분자량의 PLA 성형품의 응용은 매우 다양하게 적용할 수 있다. 괴상 축중합 반응으로 분자량이 높고, 생분해성, 인장물성 및 성형성이 우수한 폴리락트산을 제조할 수 있다. 유기용매를 사용하지 않고도 락트산의 괴상 축합중합으로 가격이 저렴하면서도 분자량이 크고 생분해성 및 성형성이 우수한 PLA를 제조할 수 있고, 또 본 PLA에 라디칼 개시제를 첨가하여 신율이 더욱 향상된 고분자량의 PLA 성형품을 제조할 수 있어 생분해성을 요하는 제품을 제조할 수 있다.락트산에 유기2가 카복실산 및 디올 성분을 첨가하여 괴상 축합중합으로 가격이 저렴하면서 분자량이 높고 인장물성 및 인열강도가 우수한 PLA를 용이하게 제조할 수 있으며, 제조된 PLA로부터 생분해성, 인장물성 및 신율이 우수한 다양한 PLA 성형품을 유리하게 제조할 수 있다.