L-락트산과 ε-카프로락톤의 공중합체 제조 및 열적 성질

박상욱; 장영규; 조준형; 노익삼; 김철희; 김수현; 김영하

Polymer(Korea), Vol.22, No.1, 1-5, January, 1998

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L-락트산과 ε-카프로락톤의 공중합체 제조 및 열적 성질

Synthesis and Thermal Properties of Copolymers of L-Lactic Acid and ε-Caprolactone

박상욱, 장영규, 조준형, 노익삼, 김철희, 김수현, 김영하

초록

폴리락트산에 유연성과 열안정성을 부여하기 위해 L-락트산과 ε-카프로락톤의 공중합체를 제조하였다. 촉매로는 Sb₂O₃를 사용하고 개시물질로는 다가알코올인 dipentaerythritol(DIPET)을 사용하여 두 단량체를 "one-pot"으로 중합하였다. 이때 DIPET의 첨가로 분자량의 현저한 상승효과를 얻을 수 있었다. L-락트산 및 ε-카프로락톤의 단일 중합체 (homopolymer)는 결정성인 반면, 이들의 공중합체는 L-락트산의 조성비가 20∼90%의 범위에서 무정형이었다. L-락트산과 ε-카프로락톤의 단일 중합체의 유리전이온도는 각각 58℃와 -60℃인 반면, 공중합체는 위의 조성범위에서 -48℃∼43℃의 값을 나타내었으며 카프로락톤의 함량이 높을수록 공중합체는 낮은 유리전이온도를 보였다. 초기 열분해온도(T_d)는 L-락트산의 단일 중합체가 168℃인데 비해서 공중합체는 카프로락톤의 함량이 높을수록 높은 T_d값을 갖고, 212℃∼289℃ 범위의 값을 나타내어 폴리락트산보다 향상된 열안정성을 보여주었다.

Copolymers of L-lactic acid with ε-caprolactone were prepared to provide poly(L-lactic acid) with flexibility and thermal stability. L-Lactic acid and ε-caprolactone were "one-pot" polymerized in the presence of Sb₂O ₃ as a catalyst and dipentaerythritol (DIPET) as an initiator. Molecular weights of the copolymers were remarkably increased by the addition of DIPET. The copolymers were amorphous when the L-lactic acid composition was in the range of 20∼90%, while the homopolymer of L-lactic acid and ε-caprolactone were semicrystalline. The glass transition temperatures(T_g) of the copolymers were in the range of -48℃∼43℃ and decreased as the content of ε-caprolactone was increased. Initial thermal decomposition temperatures(T_d) of the copolymers were 212℃∼289℃, which were higher than the T_d of poly(L-lactic acid), 168℃.

Keywords:L-lactic acid;ε-caprolactone;copolyester;dipentaerythritol

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