일반기술

직접 괴상 축중합에 의한 생분해성 폴리락트산의 제조 방법

본 발명은 락트산의 괴상 축중합에 의한 생분해성 폴리락트산(PLA)의 제조 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따라 (i)락트산 94.0 내지 99.99 몰%, (ii) 숙신산, 아디프산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 유기 2가 카복실산 0.005 내지 3.0 몰%, 및 (iii) 1,4-부텐디올, 1,4-부탄디올 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 디올 0.005 내지 3.0 몰%를 포함하는 중합 조성물을 중합 촉매를 사용하여 축중합시키면 생분해성, 인장강도, 신율 및 성형성이 우수한 생분해성 PLA를 제조할 수 있으며, 또한, 본 발명에 따라 제조된 PLA에 라디칼 개시제를 첨가하여 성형함으로써 신율이 더욱 향상된 고분자량의 생분해성 PLA 성형품을 용이하게 제조할 수 있다.플라스틱 제품의 특성인 난분해성은 환경 오염의 심각한 문제를 유발하고, 특히 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 가수분해되기 때문에 생분해성이 요구되는 제품에 사용되기도 하고, 근래에는 의료용 재료로서 수술용 봉합사나 약물의 서방성 중합체 등 다양한 용도로 많이 이용되고 있다.종래, 락트산을 괴상으로 직접 축중합하면 폴리락트산과 락티드 및 락트산의 상호간 평형으로 인하여 분자량이 20,000∼50,000 정도로 낮은 폴리락트산이 생성되어 기계적인 물성이 취약하다. 이를 해결하기 위하여 지금까지 사용하여 온 방법에는 비등점이 높은 용매를 사용하는 용액 중합 방법으로 폴리락트산과 락티드 및 락트산의 상호간 평형을 폴리락트산 쪽으로 이동시키는 방법, 또는 분자량이 낮은 PLA 올리고머를 제조하고 이를 해중합시켜 락트산의 환상 이량체인 락티드를 제조한 후 이를 다시 개환 중합하는 방법이 있다. 그러나, 용액 중합 방법은 사용 용매의 정제 및 폴리락트산 내에 잔존하는 용매의 제거를 위한 추가 설비를 필요로 하며 락티드의 개환 중합 방법 역시 여러 단계의 공정을 필요로 한다는 문제점이 있다.이에 본 발명자는 예의 연구를 계속한 결과, 락트산에 숙신산, 아디프산 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 유기 2가 카복실산 및 1,4-부텐디올, 1,4-부탄디올 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 디올을 첨가하여 축중합시킬 경우 괴상 중합으로도 높은 분자량 및 우수한 인장물성을 갖는 폴리락트산을 용이하게 제조할 수 있음을 알고 본 발명을 완성하게 되었다.