[发明专利]乳酸聚合物的珠状粒状物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乳酸聚合物的珠状粒状物及其制造方法，特别是一种在制造过程中，乳酸聚合物的珠状粒状物不易粘结的制造方法。

背景技术

乳酸聚合物的制造可由乳酸(Lactic acid，简称LA)聚合成乳酸寡聚物，经裂解成为丙交酯(Lactide)，再由丙交酯进行脱水开环聚合而成为乳酸聚合物，此聚合物具有生物可分解性的特性，为未来环保塑胶的主力产品。另外，亦可由乳酸直接脱水聚缩合成乳酸聚合物，但此种聚合方法不易得到乳酸聚合物。

一般而言，乳酸聚合物的聚合系在L-丙交酯、D-丙交酯或内消旋-丙交酯(Meso-lactide)等光学活性体组合单体及适量的触媒存在下进行脱水开环聚合而得到乳酸聚合物，聚合后的乳酸聚合物经后段熔融押出、切粒、结晶等步骤而得到乳酸聚合物的粒状物。

一种已知的乳酸聚合物的粒状物制造方法是将丙交酯单体聚合而成的乳酸聚合物，经一挤出装置(例如：押出机或齿轮泵)挤出成温度约190℃的聚合物熔融物，聚合物熔融物经过模头挤出成条状物，上述条状物经一内置冷水(水温约10℃至常温)的冷水槽，将条状物浸在冷水中冷却，条状物离开冷水槽后经一吹风机将附着在条状物上的部份水吹走后，再经切粒机将条状物切成粒状物；视需要可将此粒状物送至结晶步骤进行乳酸聚合物的结晶及/或干燥。用上述制造方法于切粒后所得到乳酸聚合物的粒状物在外观上为圆柱状，然而，该柱状乳酸聚合物在后续进行结晶及/或干燥时，常发生粘结成块的问题，不易生产。另外一方面，在结晶步骤之后所得到乳酸聚合物的粒状物的含水量很高(约为800ppm以上)，为减少乳酸聚合物发生水解，一般需要再进一步干燥，如此一来，将造成大量能源消耗。更进一步来说，从熔融高温经急速冷却至低温，再升高温度的过程中会损耗大量能源。

另外一种已知的乳酸聚合物的粒状物制造方法同前述制造方法，但挤出聚合物熔融物的模头的出口位于水面下，水温处于低温状态(例如10℃)，聚合物熔融物从模头出口挤出时，立即被模头出口外的切刀切成粒状物，并视需要可进一步进行结晶及/或干燥，该制造方法可得到外观上大略为珠状的粒状物。然而，如图8所示，此方法得到的珠状粒状物(80)表面会产生向内凹陷(81)，在后续进行干燥及/或结晶时，易发生粘结成块的问题，造成生产困难。另外一方面，此方法在结晶步骤之后所得到乳酸聚合物的粒状物的含水量很高(约为600ppm以上)，为减少乳酸聚合物发生水解，一般需要再进一步干燥，如此一来，将造成大量能源消耗。更进一步来说，从熔融高温经急速冷却至低温，再升高温度的过程中会损耗大量能源。

发明内容

本发明为解决上述问题，经发明人锐意研究后，提供一种低水份含量，并且在制备中不易粘结的乳酸聚合物的珠状粒状物的制造方法，本发明亦可达到减少能源损耗的目的。更进一步而言，本发明所得到的乳酸聚合物的珠状粒状物具有平整且不含凹陷的表面。

如图1所示，本发明提供一种乳酸聚合物的珠状粒状物的制造方法，其主要包含一水中切粒步骤、一除水步骤及一结晶步骤，其中，将乳酸聚合物的熔融物，经该水中切粒步骤、该除水步骤及该结晶步骤，制得乳酸聚合物的珠状粒状物；

该水中切粒步骤是将该乳酸聚合物的熔融物置于温度50～90℃的水中进行，该除水步骤于温度为80～150℃之间的氛围下进行，该结晶步骤于温度为80～150℃之间的氛围下进行。

本发明制造方法所获得乳酸聚合物的珠状粒状物，在经过结晶步骤后的水份含量较佳为10～400ppm；并且，乳酸聚合物的珠状粒状物的一种较佳样态为，该珠状粒状物以示差扫描热分析仪测定于回温阶段形成的结晶热为2～60J/g，其结晶度为30～60％为较佳，本发明制造方法所获得乳酸聚合物的珠状粒状物的另一较佳态样为，该珠状粒状物以示差扫描热分析仪测定的回温阶段形成的结晶热≥0J/g且＜2J/g，其结晶度≥1％且＜30％。

另外，本发明制造方法所使用的乳酸聚合物较佳由基于100重量％的原料单体占97~99.95重量％的L-丙交酯所聚合而成，最佳由基于100重量％的原料单体占99~99.95重量％的L-丙交酯所聚合而成；本发明制造方法所使用乳酸聚合物的另一样态为，该乳酸聚合物较佳由基于100重量％的原料单体占97~99.95重量％的D-丙交酯所聚合而成，更佳由基于100重量％的原料单体占99~99.95重量％的D-丙交酯所聚合而成；本发明制造方法所使用乳酸聚合物的又一种样态为，该乳酸聚合物较佳由30～95重量％的L-丙交酯聚合物及70～5重量％的D-丙交酯聚合物混合后聚合而成的丙交酯聚合物立体络合物。