[发明专利]丙交酯的回收方法

说明书

本发明的丙交酯的回收方法的特征在于，将聚乳酸和解聚催化剂引入至连通至保持在减压下的排气室3的挤出机1中，聚乳酸和解聚催化剂在挤出机1中熔融混炼，将熔融混炼产物供给至排气室3内，聚乳酸在排气室3内解聚，并且使生成的丙交酯气化并且从排气室3回收。

技术领域

本发明涉及通过聚乳酸的解聚而生成的丙交酯的回收方法。

背景技术

作为用于解决近年来由于塑料材料使用量增大而导致的塑料材料废弃物的量异常增大的手段，已经注意到了通过细菌和真菌类释放到体外的酶的作用而进行分解的生物降解性塑料材料。在这些生物降解性塑料材料中，作为能够容易地工业规模地量产并且对环境友好的脂肪族聚酯的聚乳酸受到关注。因此，已提出了广泛领域中的其各种形式的用途。

聚乳酸(PLA)是由如玉米等此类谷物淀粉原料制成的树脂，并且是通过淀粉的乳酸发酵产物或者L-乳酸作为单体的直接缩聚而获得的聚合物，或者是通过作为丙交酯的二聚体的丙交酯的开环聚合而获得的聚合物。由于该聚合物可以被自然界中存在的微生物分解成水和碳酸气体，因此该聚合物也作为生物完全再循环(recycling)系统型的树脂而受到关注。

近年来，作为聚乳酸的再循环系统，最受关注的是能够分解聚乳酸并且再利用其的化学再循环方法。该方法包括：在解聚催化剂的存在下通过加热而使聚乳酸解聚，和使所得的丙交酯再次进行开环聚合以作为聚乳酸再利用。

专利文献1和2提出了用于从适用于化学再循环的聚乳酸回收丙交酯的设备。根据这些专利文献提出的设备，将聚乳酸、解聚催化剂以及载体树脂投入双轴的挤出机中并且在其中熔融混炼。然后，通过双轴挤出机中的螺杆将熔融混炼产物输送至排气室(ventchamber)(排气区域)内，在排气室通过聚乳酸的解聚而生成的丙交酯气化、与其它组分分离并且被回收。即，通过聚乳酸的解聚而生成的低分子量(分子量为144)的丙交酯具有高达255℃的在标准大气压下的沸点。因此，在将包含聚乳酸和解聚催化剂的熔融混炼产物供给至保持在减压下的排气室内时，所生成的丙交酯可以以气化形式来回收。

如果通过使用上述回收设备回收丙交酯的方法以实验室规模实施，则是没有问题的。然而，如果试图通过大量投入聚乳酸以工业规模实施该方法，则会出现问题。

例如，在上述方法中，在挤出机内进行解聚催化剂的混合，进一步，进行解聚，因此，伴随挤出机内的温度控制困难并且经常在高温下发生解聚。结果，促进外消旋化，并且所得丙交酯的纯度降低。例如，如果试图回收L-丙交酯，则发生由于连续的外消旋化而导致的从L-丙交酯向内消旋-丙交酯，以及进一步，向D-丙交酯的光学异构转移，并且期望的L-丙交酯的纯度降低。

此外，在挤出机内，载体树脂在熔融压缩的同时移动，并且熔融粘度小的聚乳酸熔融物和解聚催化剂由载体树脂输送。此处，通过本发明人进行的研究已经了解，当将熔融压缩的载体树脂引入至其中已经减压的排气室内时，载体树脂和解聚的丙交酯由于压力降低而发生膨胀，并且载体树脂变为树脂块并且漂浮于螺杆输送路径上。如果载体树脂成长为大的树脂块，则熔融混合物被树脂块覆盖，由此防止丙交酯挥发。此外，树脂块阻塞通过聚乳酸的解聚而生成的气态丙交酯的流路，并且导致丙交酯的回收效率大幅降低。另外，树脂块飞散并且混入至从排气室捕集的丙交酯中，因此引起严重的问题。

丙交酯由于载体树脂的树脂块而难以挥发或者不能挥发的状态通常称为“上抽(vent-up)”。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：JP-A-2010-126490

专利文献2：日本专利No.5051729

发明内容

发明要解决的问题