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ポリエステル合成用触媒 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P07A010277
掲載日 2007年8月24日
出願番号 特願2005-017437
公開番号 特開2006-206653
登録番号 特許第4734626号
出願日 平成17年1月25日(2005.1.25)
公開日 平成18年8月10日(2006.8.10)
登録日 平成23年5月13日(2011.5.13)
発明者
  • 高須 昭則
出願人
  • 学校法人名古屋工業大学
発明の名称 ポリエステル合成用触媒 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】ポリスチレン樹脂にスカンジウムトリフラートを担持させた触媒を用いたジオールとジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸の脱水重縮合触媒としての応用を検討する。触媒が樹脂に担持されている特徴を最大限に活かし、回収操作を容易にし、再利用を促す方法を提供する。
【解決手段】希土類トリフラートがジカルボン酸とジオールとの重縮合の有効な触媒となることから(高須昭則、平林忠道、特開2003-306535)、この触媒をポリスチレン樹脂に担時させたものを用いて重縮合を行った。この触媒を用いた場合も、120℃で重合が進行し、数平均分子量1万以上のポリエステルが得られた。予想通り分液操作の必要なく、テトラヒドロフランにポリエステルを溶解させ、濾過するだけで触媒が回収できる。
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


一般にポリエステルの合成にはジカルボン酸とジオールまたはヒドロキシカルボン酸の直接重合法が採用されているが、非常に高温でエステル化をさせるのが一般的である。また、脂肪族のポリエステルは、耐熱性に劣り、熱分解してしまうこともある。より低温(200℃以下)で反応させるためにはこの反応を効率よく触媒する触媒の検索が必須となるが、ほとんどのルイス酸触媒は、水をはじめとするプロトン性の化合物に対する安定性が非常に低く困難であった。



近年、このような観点から触媒が開発され高分子量の脂肪族ポリエステルも製造されるにいたっている。たとえば、1,4-ブタンジオールとコハク酸等に触媒としてアセトアセトイル型亜鉛キレート化合物等を用いて脂肪族ポリエステルが合成され、市販されている(特開平5-3952、高分子42巻3月号251(1993)。この例では、一旦分子量が15000程度のポリエステルを合成し、これをジイソシアネートを用いて結合して分子量が、35000程度のポリマーを得ているが、この高分子量の脂肪族ポリエステルを直接作成するに至っておらず、反応温度も200℃程度と高い。更に、最近ではジオールとジカルボン酸にスズジスタノキサン(Biomacromolecules 2001, 2, 1267-1270)または、塩化ハフニウム・THF錯体(Science 2000, 290, 1140-1142)を用いて分子量が、1-10万程度の脂肪族ポリエステルが合成されるに至っている。しかし、いずれも有機溶媒を用いる溶液重縮合法であった。最近では、深刻化する環境問題を背景に、有機溶媒やスズなどの重金属触媒の使用に対する法的な規制が大きくなってきている。



発明者はすでに、希土類トリフラートがカルボン酸とアルコールのエステル化を触媒することを見出しており、溶媒を用いない塊状重合により80℃の温度で高分子量と目される分子量1万のポリエステルを得ており、180℃では3万の分子量のポリエステルを合成している(高須昭則、平林忠道、特開2003-306535)。さらにその触媒は、有機溶媒(クロロホルム、テトラヒドロフラン、ヘキサン)と水を用いた洗浄により水層から回収することができた(A. Takasu et al., Macromolecules 2003, 1772-1774、A. Takasu et al., Macromolecules 2005, in press)。しかし、触媒を回収するためには、有機溶媒で希釈した後、繰り返し水で洗浄を行わないと高い回収率にならないという欠点があった。

産業上の利用分野


本発明は、アルコールとカルボン酸からエステル化合物を、ジオールとジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸からポリエステルを合成するための触媒およびポリエステルの製法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ジオールとジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸からポリエステルを塊状重合にて合成するための触媒であって、下式で表される塊状重合用のポリエステル合成用触媒。(式中Xは希土類元素を表し、Rはジビニルベンゼン1%を含むポリスチレン樹脂を表す。また、Tfはトリフラートを表す。)
【化学式1】




【請求項2】
前記XがSc,Y,YbまたはSmである請求項1に記載のポリエステル合成用触媒。

【請求項3】
前記ポリエステルが脂肪族ポリエステルである請求項1又は請求項2記載のポリエステル合成用触媒。

【請求項4】
前記ジオールがHO(CH2)nOH(nは任意)で表され、前記ジカルボン酸がHOOC(CH2)nCOOH(nは任意)またはその無水物で表される請求項3に記載のポリエステル合成用触媒。
産業区分
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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