일반기술

스타형 폴리락티드 및 그의 제조 방법

[구성](A)본 발명은 4가 이상의 다가 알콜을 사용하여 락티드를 개환 중합시킴으로써, 고분자량의 폴리락티드를 제조하는 방법 및 이 방법에 의해 제조된 스타형(star-shaped) 분자 구조의 생분해성 폴리락티드에 관한 것이다. 본 발명에서 사용된 다가 알콜은 4개 이상의 히드록실기를 갖는 다가 알콜, 예를 들면 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 폴리히드록시알킬 메타크릴레이트 및 폴리알콜 등이며, 락티드를 기준으로 0.001~0.5몰%의 양으로 사용된다. 본 발명에 따른 폴리락티드는 분자량이 크고 용융 점도가 낮아 가공성 및 강도가 우수하기 때문에 범용 생분해성 재료로 사용이 가능할 뿐만 아니라 생체 흡수성 재료, 농약이나 의약, 약제의 서방성 매트릭스, 농업용 필름 등으로 광범위하게 사용될 수 있다.고분자량의 폴리락티드를 간편하고 용이하게 제조할 수 있는 방법이 강력하게 요구되고 있는 실정에서 본발명자들은 간편한 조작으로 락티드를 직접 개환 중합하여 고분자량의 폴리락티드를 얻는 방법에 관하여 예의 검토한 결과, 폴리락티드의 분자 구조를 변화시켜 스타형 구조로 만들면 고분자량의 폴리락티드를 얻는 데 있어서 유리하다는 사실을 알게 되었다.일반적으로, 스타형 고분자는 다관능기를 갖는 물질에 고분자 사슬이 여러개 붙어 있는 구조로서 고분자 사슬의 형태가방사선 구조를 갖는 것으로, 동일한 분자량의 직쇄형 고분자에 비해 낮은 용융 점도를 나타내는 것으로 알려져 있다(루버스(J.E.L Roovers) 등, Macromolecules, 5, 385(1972) 참조). 따라서, 스타형 구조의 폴리락티드는 동일한 분자량의 직쇄형 폴리락티드에 비해 용융 점도가 낮고, 또한 고분자량을 얻는 데 있어서 유리하다.스타형 폴리락티드를 만드는 방법으로는, 다관능기를 갖는 물질을 개시제로 하는 락티드의 중합법과 직쇄형 폴리락티드를제조한 후 커플링시키는 방법을 고려할 수 있다. 일반적인 스타형 고분자의 제조에는 후자의 방법이 많이 사용되고 있으나 본 발명의 스타형 폴리락티드의 제조에는 전자의 방법이 유리하다. 전자의 방법에 의해 폴리락티드가 스타형 구조를이루는 메카니즘은 다관능기를 갖는 다가 알콜과 락티드의 반응성 차이에 기인한다. 즉, 본 발명에 사용된 다가 알콜은 1차 알콜로서, 반응 초기에 모든 다가 알콜이 락티드와 먼저 반응하여 작은 스타형 구조를 이룬다. 이 이후의 반응은 스타형 구조를 계속 유지한 채 락티드 간의 반응에 의해 분자쇄가 자라나게 되며, 결국 스타형 구조의 고분자가 형성된다.본 발명자들은 디펜타에리트리톨과 같은 4가 이상의 다관능기를 갖는 다가알콜을 개시제로 하여 락티드를 개환 중합시키면 용융 점도가 낮은 고분자량의 중합체가 제조된다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하기에 이르렀다.본 발명의 목적은 중량 평균 분자량의 50,000 이상인 스타형 폴리락티드를 제공하기 위한 것이다.본 발명의 다른 목적은 중량 평균 분자량이 50,000 이상인 스타형 폴리락티드의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.상기 본 발명의 목적은 4개 이상의 1차 히드록실기를 갖는 다가 알콜을 개시제로 사용하여 락티드를 개환 중합시킴으로써 달성된다.본 발명에 따르면, 락티드에 4가 이상의 다가 알콜 및 촉매를 가하고, 이를 감압 가열하여 개환 중합시키는 것을 특징으로 하는 하기 일반식(Ⅰ)으로 표시되는 분자량 50,000 이상의 스타형 폴리락티드의 제조 방법이 제공된다.