[发明专利]来自二氧化碳的脂肪族聚碳酸酯复合体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及来自二氧化碳的脂肪族聚碳酸酯复合体及其制造方法。

背景技术

作为该尝试，近40年前，报道了在催化剂的存在下，能够通过二氧化碳和环氧化物的交替共聚得到脂肪族聚碳酸酯(APC)(参照非专利文献1、2)。

反应路线图(1)由下式所示

[化1]

上述APC，如反应路线图(1)所示，其特征在于，将二氧化碳(CO₂)作为聚合物的骨格而进入其中。

按照上述反应路线图，通过选择各种聚合催化剂以及选择环氧化物的种类，制作多种的脂肪族聚碳酸酯(APC)成为可能。当初的催化剂是二乙基锌-水系，对基于锌的各种体系、包含其他金属的多种的催化剂系进行了研究，现在活性更高的催化剂系的探索正在继续。

最近，地球温暖化的担心急剧地高涨中，该脂肪族聚碳酸酯(APC)一跃受到关注。如果以其为塑料材料广泛地在产业界利用成为可能，则成为CO₂固定化的最有力技术的可能性极高。

现在，作为地球温暖化对策，在世界中呼吁CO₂的削减，当前CO₂的固定在地中深部、深海中贮存化的技术认为有效。但是，仅在国内从发电厂、钢铁厂排出的CO₂每年间就超过5亿吨，要求加紧构筑CO₂固定化技术，作为用于其的一对策，上述的反应应受到关注。

在中国等为了进行脂肪族聚碳酸酯(APC)的产业化，将反应路线图1中的环氧化物限定为作为价格低的单体的环氧丙烷，开始进行以下所示的反应路线图2中所示的聚(碳酸丙二醇酯)(PPC)的试验生产。

[化2]

上述反应路线图2中所示的在中国的PPC，在与二乙基锌-水(Et₂Zn-H₂O)系不同的催化剂系中尝试了装置生产。

这些采用中试装置生产的比较上等的PPC，全部处于其分子量超过10万的水平，重均分子量(Mw)超过了40万。

但是，PPC的玻璃化转变温度(Tg)仍在30℃附近，其性质是柔软的橡胶状的塑料。此外，耐热性极低，在200℃附近容易分解。即，作为PPC的机械性能，弹性模量极小，断裂伸长率优异。这样的性质如粘合剂般，例如PPC合成后暂时成型为粒料状，将它们重叠保存的情况下，产生粒料之间粘结而无法分离的现象。如果具有该性质，例如，制成包装膜时，成型后只是将这些膜重叠放置，膜之间就会粘结，回复到本来的一张一张的膜的状态变得困难。在目前为止已知的PPC的性能方面实用上成为大的障碍的特性多，改善该特性变得必要。

如果能够开发改变现状的PPC的性质的技术，则能够期待经由PPC的新的材料的出现。

在这样的技术背景下，在谋求与多种树脂的共混(复合化)，即使少量也使PPC的玻璃化转变温度提高而提高耐热性，同时进行了其机械性质的改善的研究。

例如，有对于PPC以各种组成使聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)熔融混炼，通过PMMA组成的增加使该共混系材料的分解温度向高温侧转移，能够作为陶瓷、金属粉末的成型加工用粘结剂、发泡剂使用的材料的发明(专利文献1)。

此外，如非专利文献3中所见，制作对于PPC使乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)熔融混炼的共混物，谋求机械性能改善、热分解温度的提高。

此外，有对于PPC以各种组成使聚醋酸乙烯酯(PVAc)熔融混炼，从而改善该共混系材料的机械性质的发明(专利文献2)。

或者，非专利文献4中，首先，使填料(蒙脱石)溶解于苯溶液中，然后将PPC加入该溶液，进行几小时搅拌，在蒙脱石的层中使PPC插层后，将溶剂除去而制作膜。

以机械性能的改善作为主目的，弹性模量与期待相反，以得到了改善强于2倍的结果的程度结束。

对现有例进行研究，上述专利文献1、专利文献2以及非专利文献3的结果中，采用熔融混炼法在PPC中将树脂共混的情况下，对于PPC，如果不以超过50重量％的量将树脂共混，则不能挥发与作为通用树脂的代表的低密度聚乙烯相匹敌、或者超过其的机械性能。