PT615532E

PT615532E - Composicao de polimeros de lactido estaveis a fusao

Info

Publication number: PT615532E
Application number: PT93923751T
Authority: PT
Inventors: Jeffrey John Kolstad; Christopher M Ryan; Patrick Richard Gruber; Eric Stanley Hall; Conn Robin Sue Eichen
Original assignee: Cargill Inc
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 2000-11-30
Also published as: JP3258662B2; AU660266B2; US5475080A; US5798436A; JPH07504939A; US5446123A; US5484881A; CA2124846A1; ATE193718T1; US6093791A; NO942035D0; US6197380B1; MX9306143A; CA2124846C; KR100326642B1; NO942035L; US6121410A; US5539081A; FI942558A0; NO309042B1

Description

- 1 - éíS, 5 32

DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÃO DE POLÍMEROS DE LACTIDO ESTÁVEIS À FUSÃO"

ANTECEDENTES DO INVENTO 1. Campo do Invento O presente invento diz respeito a uma composição polimérica de lactido estável à fusão na área de polímeros degradáveis. 2. Descrição da Técnica Anterior da Especialidade A contínua depleção do espaço reservado para lixeiras e os problemas associados à incineração de lixo levaram à necessidade do desenvolvimento de polímeros verdadeiramente biodegradáveis, a serem utilizados como substitutos de polímeros de base petroquímica não biodegradáveis ou parcialmente biodegradáveis. O uso de ácido láctico e lactido para fabricar um polímero biodegradável é bem conhecido na indústria médica. Conforme revelado por Nieuwenhuis et al. (Pat. dos E.U.A. 5.053.485), tais polímeros têm sido usados para fazer suturas, parafusos e placas para fins ortopédicos biodegradáveis, bem como dispositivos de libertação controlada biologicamente activos. Os processos desenvolvidos para o fabrico de polímeros a serem utilizados na indústria médica têm incorporado técnicas que respondem à necessidade de maior grau de pureza e biocompatibilidade no produto final. Estes processos foram concebidos para produzir pequenos volumes de produtos de elevado valor em dólares, com menos ênfase nos custos de fabrico e produção. 2 A fim de satisfazer as necessidades relativas a materiais de embalagem biodegradáveis, outros envidaram esforços para a optimização de sistemas de processamento de polímeros de lactido. Graber et al. (Pat. dos E.U.A. 5.142.023) revelam um processo contínuo para o fabrico de polímeros de lactido com pureza óptica controlada, a partir de ácido láctico, possuindo características físicas adequadas para a substituição dos presentes polímeros de base petroquímica para embalagens, revestimento de papel e outras aplicações da indústria não médica.

Geralmente, os fabricantes de polímeros que utilizam processos como os revelados por Graber et al. converterão monómeros de matéria prima em grânulos, resinas ou outros produtos em grão ou em pó poliméricos. O polímero nesta forma é então vendido aos utilizadores finais que extradem, moldam a sopro, processam películas por fusão, processam películas por sopro, fiam fibras, moldam a quente ou moldam por injecção o polímero a elevadas temperaturas para formação de artigos úteis. Faz-se referência aos processos anteriores, no seu conjunto, como processamento por fusão. Os polímeros produzidos por processos como os revelados por Graber et al., que se destinam a ser vendidos comercialmente como pérolas, resinas, pós e outras formas sólidas não acabadas são geralmente referidos, no seu conjunto, como resinas poliméricas.

Antes do presente invento, acredita-se que não havia qualquer revelação de uma combinação de requisitos de controlo de composições que levassem à produção de resinas de polímeros de lactido viáveis comercialmente para os processadores de fusão. É do conhecimento geral que polímeros de lactido ou polilactido não são estáveis. O conceito de instabilidade tem, contudo, aspectos tanto negativos como positivos. O aspecto positivo é a biodegradação ou outras formas 3 de degradação para formar produtos não perigosos quando polímeros ou artigos de lactido são descartados ou compostados após terem completado a sua vida útil. O aspecto negativo dessa instabilidade é a degradação de polímeros de lactido durante o processamento a elevadas temperaturas como, por exemplo, durante o processamento por fusão pelo utilizador final que comercializa as resinas poliméricas. Deste modo, as mesmas características que tomam os polímeros de lactido desejáveis como substitutos para polímeros petroquímicos não degradáveis também criam efeitos indesejáveis durante o processamento, e que têm de ser superados. A degradação dos polímeros de lactido a uma temperatura elevada tem sido objecto de vários estudos, a saber: I. C. McNeil and Η. A. Leiper, Polvmer Degradation and Stabilitv. vol. 11, págs. 267-285 (1985); I. C. McNeil and Η. A. Leiper, Polvmer Degradation and Stabilitv, vol. 11, págs. 309-326 (1985); M.C. Gupta and V.G. Deshmukh, Colloid & Polvmer Science, vol. 260, págs. 308-311 (1982); M.C. Gupta and V.G. Deshmukh, Colloid & Polvmer Science, vol. 260, págs. 514-517 (1982); Ingo Luderwald* Dev. Polvmer Degradation. vol. 2, págs. 77-98 (1979); Domenico Garozzo, Mario Giuffrida and Giorgio Montaudo, Macromolecules. vol. 19, págs. 1643-1649 (1986); e K. Jamshidi, S. H. Hyon and Y. Ikada, Polvmer. vol.29, págs. 2229-2234 (1988).

Sabe-se que os polímeros de lactido apresentam uma relação de equilíbrio com lactido como representado pela reacção seguinte: 4 ο ο -0-CH-C-OH I n-3 CH3 -O-CH-C- I CH,

II II H0-CH-C-0-CH-C-

I I ch3" ch3 H3C C \ / \ H-C 0 0 C-H \ / \ C CH3II 0 + HO-CH-C- I ch3 0II -O-CH-C- I ch3 -O-CH-C-OH I n-A CH3 Não se chegou a qualquer consenso sobre o que são as principais vias de degradação a elevadas temperaturas de processamento. Uma das vias de reacção propostas inclui a reacção de um grupo terminal hidroxilo numa reacção “detractora” para formar lactido. Esta reacção de equilíbrio é ilustrada acima. Outras vias de reacção propostas incluem: reacção do grupo terminal hidroxilo numa reacção “detractora” para formar oligómeros cíclicos, cisão em cadeia através de hidrólise de ligações de ésteres, uma reacção de beta-eliminação intramolecular produzindo um novo grupo terminal ácido e uma ligação carbono-carbono insaturada e reacções radicais de decomposição em cadeia. Independentemente do mecanismo ou mecanismos envolvidos, o facto de ocorrer uma substancial degradação a elevadas temperaturas, tais como as utilizadas em processadores de fusão, cria um obstáculo ao uso de polímeros de lactido em substituição de polímeros de base petroquímica. É evidente que a degradação do polímero durante o processamento por fusão deve ser reduzida para uma taxa comercialmente aceitável, mantendo embora o polímero as qualidades de biodegradação ou compostabilidade que o tomam tão desejável. Crê-se que este 5 problema não foi tratado antes dos desenvolvimentos aqui revelados.

Como indicado anteriormente, os polilactidos foram produzidos no passado, embora principalmente para uso em dispositivos do campo da medicina. Estes polímeros exibem biodegradabilidade, mas também uma necessidade mais rigorosa de serem bioreabsorvidos ou biocompatíveis. Conforme revelado por M. Vert, Die Ingwandte Makromolekulare Chemie. vol. 166-167, págs. 155-168 (1989), “O uso de aditivos é evitado porque podem facilmente separar-se por lixiviação em fluidos corporais e a seguir serem reconhecidos como tóxicos ou, pelo menos, eles podem ser a fonte de rápido envelhecimento com perda de propriedades que motivam o seu uso. Por conseguinte, é muito mais adequado obter uma regulação de propriedades através de factores de estrutura química ou física, mesmo se o envelhecimento for ainda um problema”. Assim, o trabalho em que foram reunidos esforços no mercado bioreabsorvível ou biocompatível centrou-se em polilactido e misturas que não incluem quaisquer aditivos.

Outras revelações na área médica incluem Nieuwenhuis (Patente Europeia No. 0 314 245), Nieuwenhuis (Patente dos E.U.A. No. 5.053.485), Eitenmuller (Patente dos E.U.A. No. 5.108.399), Shinoda (Patente dos E.U.A. No. 5.041.529), Fouty (Patente Canadiana No. 808.731), Fouty (Patente Canadiana No. 932.245), Schneider (Patente Canadiana No. 863.673.), Nakamura et al., Bio. Materials and Clinicai Applications, vol. 7, pág.759 (1987). Como revelado nestas referências, no mercado da especialidade médica de elevado valor, baixo volume, os polímeros e copolímeros de lactido podem adquirir as propriedades físicas requeridas, através da produção de lactido de grau de pureza muito elevado, por meio de processos como extracção por solvente e recristalização seguidas por polimerização. O polímero gerado por este lactido de elevado grau de pureza é um produto de massa molecular muito elevada que reterá as suas propriedades físicas mesmo se ocorrer uma substancial degradação - 6 Ίι asse*3® e a massa molecular cair significativamente durante o processamento. O polímero pode ser também precipitado a partir de um solvente para remoção de monómero residual e catalisadores. Cada um destes tratamentos aumentam a estabilidade do polímero, embora, evidentemente, a um elevado custo, que pode não ser praticável para composições de polímeros de lactido que se destinam a ser utilizadas para substituir polímeros baratos de base petroquímica usados em operações de embalagem, revestimento de papel e outras aplicações fora do campo médico.

Para além disso, é do conhecimento geral que um aumento da massa molecular resulta normalmente num aumento da viscosidade do polímero. Uma viscosidade que seja muito elevada, pode impedir o processamento por fusão do polímero devido a limitações físicas/mecânicas do equipamento de processamento por fusão. O processamento por fusão de polímeros de massa molecular superior requer geralmente o emprego de temperaturas mais elevadas para reduzir suficientemente a viscosidade, de modo que o processamento possa continuar. Contudo, existe um limite máximo para as temperaturas usadas durante o processamento. Temperaturas mais elevadas aumentam a degradação do polímero de lactido, conforme revelado pelos estudos anteriormente citados.

Jamshidi et al., Polvmer. vol. 29, págs. 2229-2234 (1988) revelam que a temperatura de transição de vidro de um polímero de lactido, Tg, forma um patamar a cerca de 57°C para polilacticido tendo uma massa molecular média numérica superior a 10.000. É também revelado que o ponto de fusão, Tm, estabiliza a cerca de 184°C para polímeros de lactido tendo uma massa molecular média numérica de cerca de 70.000 ou mais. Isto indica que a uma massa molecular relativamente baixa, pelo menos algumas propriedades físicas dos polímeros de lactido formam planalto e permanecem constantes. 7

Sinclair et al., (PCT Pedido No. WO 92/04413) revelam o uso de monómero residual, ácido láctico ou oligómeros de ácido láctico para plastificar polímeros de polilactido, com níveis de plastificação de 2-60%. Loomis (Pat. dos E.U.A. No. 5.076.983) revelam um processo para a fabricação de uma película de auto-suporte, em que os oligómeros de ácidos de hidroxi são usados como agentes plastificadores. Loomis e Sinclair et al. revelam que o uso de um plastificador como lactido ou ácido láctico é benéfico para produzir materiais mais flexíveis, considerados como sendo preferíveis. Sinclair et al., contudo, revelam que o monómero residual se pode depositar nos roletes durante o processamento. Loomis também reconhece que níveis excessivos de plastificante pode causar desnivelamento em películas e pode provocar separação, adesão ou entupimento dos tambores usados para fundir essas películas. Deste modo, como referido, a plastificação tem um impacto negativo no processamento de fusão.

Existe portanto a necessidade de se obter uma composição de polímeros de lactido que seja estável à fusão a elevadas temperaturas comuns no processamento de fusão. A necessária composição de polímeros estável à fusão deve também apresentar suficiente compostabilidade e degradabilidade após a sua vida útil, a fim de ser manufacturada em artigos poliméricos úteis, que sejam adequados como substitutos, competitivos a nível de custo, de artigos semelhantes feitos de polímeros de base petroquímica. Para além disso, o polímero estável à fusão deve ser processável em equipamento de processamento de fusão existente, apresentando viscosidades suficientemente baixas a temperatura de processamento de fusão, permanecendo embora a degradação do polímero abaixo de um ponto de substancial degradação e não provocando excessivo entupimento do equipamento de processamento. Para além disso, o lactido polimérico deve reter a sua massa molecular, viscosidade e outras propriedades físicas dentro de níveis comercialmente aceitáveis através de processamento por fusão. Verificar-se-á ainda que existe também a necessidade de um processo para o fabrico de tais composições poliméricas. O presente invento trata destas necessidades.

Sumário do Invento

De acordo com o presente invento, obtém-se uma composição de polímeros de lactido estável à fusão quando uma mistura de material de polilactido tendo uma massa molecular média numérica de pelo menos 10.000 e, de preferência, tendo uma massa molecular média numérica de 10.000 a 300.000; lactido numa concentração de menos de 2%, em peso; e, eventualmente, água numa concentração não superior a 1.000 partes-por-milhão; é estabilizada com um anti-oxidante numa quantidade suficiente para inibir a formação de lactido na fusão, sendo a referida inibição tal que uma amostra de 5g da composição de polilactido, desvolatilizada para um nível de lactido de 1%, em peso, colocada num frasco de 16 ml à pressão atmosférica, frasco esse que é a seguir fechado hermeticamente com uma tampa e é colocado num banho a 180°C durante 1 hora, apresentará menos de 2%, em peso, de lactido.

Como previamente revelado, é reconhecido na técnica da especialidade que os polímeros de lactido se degradam em condições de elevada temperatura. É também reconhecido que, comercialmente, um fabricante de polímeros de lactido que utilize uma mistura de monómeros de lactido como matéria prima produzirá normalmente uma resina de polímeros de lactido para ser vendida a utilizadores ou processadores finais. O utilizador ou processador final comercializará a resina e, na maior parte dos casos, procederá ao processamento por fusão da resina para produzir artigos úteis como películas finas, materiais de embalagem, papéis revestidos, artigos não tecidos e qualquer outro artigo útil que possa ser moldado ou extrudido da resina. Contudo, é reconhecido que o fabricante de polímeros pode também proceder ao processamento por fusão e 9

vender os artigos acabados. É sabido que o método exacto de processamento por fusão não é relevante para o invento aqui revelado. Mais propriamente, é apenas necessário reconhecer que o comerciante/processador de resina polimérica deve necessariamente processar a resina a uma elevada temperatura, isto é, proceder a um processamento por fusão. O processamento por fusão das composições de resinas do presente invento é, na maior parte dos casos, feito no equipamento de processamento por fusão existente, que é usado para processar resinas de base petroquímica. A resina de polímeros de lactido comercializada deve ser suficientemente estável durante o processamento por fusão (degradação reduzida) para que se obtenham as previsíveis e relativamente constantes propriedades físicas no produto resultante. Para além disso, a resina não se deve degradar nem produzir excessivos sub-produtos que entupiriam o equipamento de processamento.

Os requerentes descobriram que a processabilidade em equipamento de processamento por fusão existente requer geralmente que a massa molecular da resina seja bastante baixa para que a viscosidade seja bastante baixa a temperaturas de processamento por fusão, para que não ocorra uma substancial degradação. A viscosidade mais baixa permite que o equipamento existente processe mecanicamente a resina. A degradação reduzida impede o entupimento, enquanto mantém as propriedades físicas. Isto inclui manter a massa molecular inicial e viscosidade durante o processamento por fusão, para evitar alterações nas propriedades físicas. Assim, o requisito da processabilidade é que a resina seja sufi cientemente estável para que subprodutos de decomposição ou degradação não provoquem substancial entupimento ou revestimento do equipamento existente. No que concerne às propriedades físicas do polímero subsequentes ao processamento por fusão, o 10 utilizador ou processador de fusão finais devem poder confiar na consistência da resina, que deve possuir uma relativamente constante resistência à tracção, percentagem de alongamento a ruptura, resistência de impacto, coeficiente de elasticidade, módulo flexão, força de cedência e resistência à flexão.

Como aqui revelado, o requerente desenvolveu requisitos de composições e processos de fabrico que respondem às necessidades do utilizador e processador de fusão finais. A resina ou composição de polímeros de lactido resultantes obtidas pelo presente invento são designadas geralmente por polímero de lactido estável à fusão. Um polímero de lactido estável à fusão é um polímero que tem uma viscosidade suficientemente baixa a temperaturas de processamento por fusão para ser processado em equipamento de processamento por fusão existente ou comercialmente disponível e tem taxas de degradação suficientemente baixas de modo que, às mesmas temperaturas, a quantidade de degradação durante o processamento não afecte substancialmente as propriedades físicas do artigo polimérico final ou provoque um revestimento ou entupimento significativos no equipamento de processamento. Estas propriedades físicas incluem massa molecular e viscosidade, bem como outras aqui reveladas. Um teste de estabilidade à fusão incluiria o aquecimento de uma amostra desvolatizada de polímero de lactido para 180°C à pressão atmosférica e a medição da percentagem, em peso, de produção de lactido na primeira hora. Nos presentes polímeros de lactido estáveis à fusão, a quantidade de produção de lactido é inferior a 2%, em peso, e mais preferivelmente inferior a 1%, em peso, na primeira hora.

As composições de polímeros de lactido estáveis à fusão obtidas de acordo com o presente invento compreendem uma pluralidade de cadeias de polímeros de polilactido tendo uma massa molecular média numérica de 10.000 a 300.000. Numa composição mais preferida, a massa molecular média numérica 11 varia de 15.000 a 150.000. A composição de polímeros de lactido estáveis à fusão é, de preferência, o produto de reacção da polimerização de uma mistura de lactidos compreendendo 5%, em peso, a 50%, em peso, de meso-lactido e 95%, em peso, ou menos, de L-lactido. Com esta composição óptica preferida, o polímero de lactido estável à fusão resultante é geralmente amorfo. A concentração de monómero residual na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão é inferior a 2%, em peso. O monómero residual é geralmente lactido, embora possam estar presentes ácido láctico e outros oligómeros de ácido láctico, tanto cíclicos como lineares, como sub-produtos de decomposição ou contaminantes residuais provenientes da reacção de polimerização. Numa composição preferida, a concentração de lactido no polímero é inferior a 0,5%, em peso. Contrariamente às anteriores revelações, o requerente verificou que o monómero não pode ser usado como agente plastificante na resina do presente invento, devido aos significativos problemas de entupimento e revestimento no equipamento de processamento. Deste modo, a concentração de monómero residual deve ser mantida abaixo de 2%, em peso, de preferência abaixo de 1%, em peso, e mais preferivelmente ainda abaixo de 0,2%, em peso. Crê-se que a estes baixos níveis o monómero residual não actua como um plastificante. A concentração de água dentro da composição de polímeros de lactido estáveis à fusão é inferior a 1.000 partes-por-milhão, em peso. O requerente verificou que a presença de água numa maior concentração provoca excessiva perda de massa molecular e formação de sub-produtos de decomposição que afectam as propriedades físicas do polímero processado por fusão.

Um anti-oxidante numa quantidade suficiente para reduzir a 12 despolimerização do polímero de polilactido durante o processamento por fusão para formação de lactido inferior a cerca de 2%, em peso, na primeira hora a 180°C à pressão atmosférica está incluído na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão (uma amostra desvolatilizada é utilizada para testar a estabilidade à fusão). Nas composições preferidas, a taxa de formação de lactido é inferior a 1,5%, em peso, e mais preferivelmente menos de 1,0%, em peso, na primeira hora a 180°C e à pressão atmosférica.

Os anti-oxidantes preferidos são compostos contendo fosfito, compostos fenólicos impedidos ou outros compostos fenólicos. Os anti-oxidantes incluem compostos como fosfitos de trialquilo, fosfitos mistos de alquilo/arilo, fosfitos de arilo alquilado, fosfitos de arilo impedidos estericamente, fosfitos espirocíclicos alifáticos, fenilo espirocíclicos impedidos estericamente, bifosfonitos impedidos estericamente, propionatos de hidroxifenilo, hidroxibenzilos, bifenóis de alquilideno, alquil fenóis, aminas aromáticas, tioéteres, aminas impedidas, hidroquinonas e suas misturas.

Podem ser também utilizados eliminadores de água nas formas preferidas de realização da composição de polímeros de lactido estáveis à fusão. Estes incluem: carbodiimidos, anidridos, cloretos de acilo, isocianatos, alcoxi silanos e materiais dessecantes, tais como argila, alumina, gel de sílica, zeólitos, cloreto de cálcio, carbonato de cálcio, sulfato de sódio, bicarbonatos ou qualquer outro composto que se ligue à água. De preferência, o eliminador de água é degradável ou transformável em composto.

No fabrico das composições de polímeros de lactido estáveis à fusão, a reacção para polimerizar lactido é catalisada. Têm sido referidos muitos catalisadores na literatura da especialidade para uso na polimerização de abertura em anel de lactonas. Estes incluem, embora não estejam a eles limitados: SnCl2, 13 13

g-nsasa*

SnBr2, SnCl4j SnBr4j alcóxidos de alumínio, alcóxidos de estanho, alcóxidos de zinco, SnO, PbO, Sn (2-etil hexanoatos), Sb (2-etil hexanoatos), Bi (2-etil hexanoatos), Na (2-etil hexanoatos) (por vezes designados por octoatos), estearato de Ca, estearato de Mg, estearato de Zn e tetrafenilestanho. Os requerentes testaram vários catalisadores para polimerização de lactido a 180°C, a saber: bis(2-etil hexanoato) de estanho(II) [T-9, Atochem] diacetato de dibutilestanho [Fascat 4200® Atochem], tris(2-etil hexanoato) de butilestanho [Fascat 9102® Atochem], óxido de monobutilestanho hidratado [Fascat 9100® Atochem], triacetato de antimónio [S-21, Atochem], e tris(glicóxido de etileno) de antimónio [S-24, Atochem]. De entre estes catalisadores, bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), tris(2-etil hexanoato) de butilestanho e diacetato de dibutilestanho parecem ser os mais eficazes. O requerente verificou que o uso de catalisadores para polimerizar lactido afecta significativamente a estabilidade do produto resinoso. Parece que o catalisador também é eficaz na catalisação da reacção de despolimerização inversa. Para reduzir ao mínimo este efeito negativo, numa composição preferida, o nível catalítico residual na resina está presente numa relação molar de monómero-para-catalisador superior a 3.000:1, de preferência superior a 5 000:1 e mais preferivelmente ainda superior a 10.000:1. O requerente acredita que poderiam ser também utilizadas relações tão elevadas como 20.000:1, embora o tempo de polimerização fosse longo. O requerente verificou que, quando o nível do catalisador é controlado dentro destes parâmetros, a actividade catalítica é suficiente para polimerizar lactido, apesar de suficientemente baixa para permitir o processamento por fusão sem efeito negativo quando ligado a baixo nível de monómero residual e baixa concentração de água, como descrito anteriormente, em polímeros de massa molecular situada entre 10.000 e 300.000. O requerente também descobriu que a concentração do catalisador 14 pode ser reduzida a seguir à polimerização por precipitação de um solvente. Isto produz uma resina com reduzida concentração do catalisador. Os meios do catalisador para catalisar a polimerização de lactido para formar as cadeias dos polímeros de polilactido, que foram incorporadas na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão durante a polimerização, podem ser desactivados incluindo-se na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão um agente desactivador de catalisador, em quantidades suficientes para reduzir despolimerização catalítica das cadeias dos polímeros de polilactido. Tais agentes desactivadores de catalisador incluem, embora sem limitar, hidrazidas fenólicas, de arilo e alquilo impedidas, adjuvantes de ácidos mono- e dicarboxílicos alifáticos e aromáticos, adjuvantes cíclicos, hidrazonas e bis-hidrazonas de aldeídos alifáticos e aromáticos, hidrazidos de ácidos mono- e dicarboxílicos alifáticos e aromáticos, derivados de hidrazina bis-acilada, compostos heterocíclicos e respectivas misturas. A composição de polímeros de lactido estáveis à fusão preferida é o produto de reacção de polimerização de lactido a uma temperatura superior a 160°C, aproximadamente. O requerente verificou que a polimerização a temperaturas superiores resulta num polímero de características diferentes, que se crê ter estabilidade à fusão e viscosidade superiores devido à maior trans-esterificação durante a polimerização. O processo para a fabricação de um polímero de lactido estável à fusão compreende os passos de primeiramente arranjar uma mistura de lactidos compreendendo 5%, em peso, a 50%, em peso, de meso-lactido e 95%, em peso, ou menos, de L-lactido. Esta mistura é polimerizada para formar polilactido e monómero não reagido na presença de um meio catalisador para catalisar a polimerização de lactido para formar polilactido. Um anti-oxidante, como revelado anteriormente, pode ser adicionado simultaneamente ou antes da - 15 - gpi^JSS» polimerização de lactido para formar polilactido. Como referido anteriormente, o anti-oxidante é adicionado numa quantidade suficiente para reduzir a despolimerização de uma amostra de polilactido desvolatilizado durante o processamento por fusão para formação de lactido em menos de 2%, em peso, na primeira hora a 180°C e à pressão atmosférica. De preferência, a formação de lactido é inferior a 1,5%, em peso, mais preferivelmente inferior a 1,0%, em peso. O polímero de lactido é desvolatilizado para remoção de monómero não reagido que pode ser também um sub-produto de reacções de decomposição e água residual que possa estar presente. O requerente reconhece que o catalisador usado para polimerizar lactido pode apresentar-se na forma de um catalisador solúvel ou de um catalisador de suporte sólido insolúvel. O processo, de preferência, também inclui o passo de se adicionar um agente de controlo da massa molecular ao lactido antes de catalisar a polimerização do lactido. Os agentes de controlo da massa molecular incluem compostos que portam hidrogénio activo, tais como ácido láctico, ésteres de ácido láctico, alcoóis, aminas, glicóis, dióis e trióis que funcionam como agentes de iniciação de cadeia. Esses agentes de controlo da massa molecular são adicionados em quantidade suficiente para controlar a massa molecular média numérica do polilactido entre 10.000 e 300.000. O passo de desvolatilização inclui pelo menos a redução da concentração de lactido não reagido para menos de 2%, em peso, e a concentração de água para menos de 1.000 partes-por-milhão. De preferência, a concentração de lactido é reduzida para menos de 1%, em peso, e mais preferivelmente para menos de 0,2%, em peso.

Estas e várias outras vantagens e aspectos da novidade que caracteriza o presente invento são assinaladas com precisão nas reivindicações 16

anexas, e que fazem parte dele. Contudo, para uma melhor compreensão do invento, suas vantagens e objectivos alcançados com o seu uso, deve ser feita referência aos desenhos que constituem uma outra parte do invento, bem como à matéria descritiva anexa, em que são ilustradas e descritas as formas preferidas de realização do presente invento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Nos desenhos, em que, como referência, os numerais indicam partes ou elementos correspondentes de formas preferidas de realização do presente invento em todas as várias vistas. A Fig. 1 é uma representação esquemática de um processo preferido para o fabrico de uma composição de polímeros de lactido estáveis à fusão;e A Fig. 2 é um gráfico que mostra o relacionamento de equilíbrio entre lactido e polilactido a várias temperaturas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA OU DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Como requerido, são aqui reveladas formas de realização, em detalhe, do presente invento. Deve ser entendido que as formas de realização reveladas são dadas meramente como exemplificativas do presente invento, que pode ser englobado em vários sistemas. Por conseguinte, detalhes específicos aqui revelados não devem ser interpretados como limitativos, mas antes como uma base para as reivindicações e como uma base representativa para ensinar a um perito da técnica da especialidade como pôr o presente invento em prática, de forma variada.

Polímeros de Lactido

Gruber et al., (Pat. dos EUA 5.142.023) revela um processo contínuo para o fabrico de polímeros de lactido com grau de pureza óptica controlada, a partir de ácido láctico. Conforme revelado por Gruber, o caminho geral para produzir um polímero de lactido começa quer com ácido láctico quer com um éster de ácido láctico, que é primeiramente processado para formar um lactido purificado (o dímero cíclico). O lactido pode variar em composição óptica e níveis de impurezas. Esta corrente de lactido purificado é a seguir polimerizada para formar composições de polímeros de lactido utilizadas no presente invento. As composições de polímeros de lactido e processo para preparar as composições de polímeros de lactido aqui reveladas centram-se no facto de se satisfazer as exigências do utilizador e processador por fusão final de uma resina de polímeros de lactido, como a que é produzida segundo um processo revelado por Gruber et al. Como aqui revelado, os problemas com degradação e entupimento durante o processamento por fusão de polímeros de lactido tratam, dentro dos limites composicionais, de impurezas como monómero residual, água e catalisador juntamente com o uso de agentes estabilizantes e agentes desactivadores catalíticos.

Em termos gerais, de acordo com o presente invento, são revelados um polímero de lactido estável à fusão e um processo para produzir um polímero de lactido estável à fusão. Os polímeros de lactido são geralmente conhecidos e citados pela sua utilidade relativamente a propriedades biodegradáveis. Para além disso, os polímeros de lactido são transformáveis em composto, como ilustrado no Exemplo 9 abaixo. Têm sido propostos vários mecanismos para cada tipo de - 18 - - 18 -

L

<S2S degradação, contudo não existe consenso quanto aos mecanismos que são mais importantes para a degradação de polímeros de lactido. Os requerentes crêem que a hidrólise do éster pode ser a chave ou o primeiro passo para a degradação de uma composição de polímeros de lactido. O mecanismo de degradação não é muito importante para a composição do presente invento, contudo deve ser reconhecido que essa degradação toma os polímeros de lactido desejáveis como substitutos dos polímeros de base petroquímica não degradáveis presentemente utilizados em artigos úteis como artigos de embalagem, revestimento de papel, película fina e outros artigos moldados por injecção ou moldados por sopro, que são descartáveis depois da sua vida útil. O requerente verificou que a instabilidade de polímeros de lactido que leva à benéfica degradação anteriormente referida também cria problemas de processamento. Estes problemas de processamento incluem formação de monómero de lactido a elevadas temperaturas e perda de massa molecular que se crê serem devidas a degradação de cisão em cadeia das ligações de éster e outras reacções de despolimerização que não estão completamente entendidas. A degradação de polímeros de lactido a elevadas temperaturas tem sido objecto de vários estudos, a saber: I. C. McNeil and Η. A. Leiper, Polvmer Degradation and Stabilitv. vol. 11, págs. 267-285 (1985); I. C. McNeil and Η. A. Leiper, Polvmer Degradation and Stabilitv. vol. 11, págs. 309-326 (1985); M.C. Gupta and V.G. Deshmukh, Colloid & Polvmer Science, vol. 260, págs. 308-311 (1982); M.C. Gupta and V.G. Deshmukh, Colloid & Polvmer Science, vol. 260, págs. 514-517 (1982); Ingo Luderwald* Dev. Polvmer Degradation. vol. 2, págs. 77-98 (1979); Domenico Garozzo, Mario Giuffrida and Giorgio Montaudo, Macromolecules. vol. 19, págs. 1643-1649 (1986); e K. Jamshidi, S. H. Hyon and Y. Ikada, Polvmer. vol.29, págs. 2229-2234 (1988). Não se chegou a consenso sobre quais são as principais vias para a degradação a elevadas temperaturas de processamento. Como previamente revelado, estas podem incluir vias como 19 despolimerização accionada por equilíbrio de polímeros de lactido para formar cisão de cadeia e lactido através de hidrólise das ligações de éster juntamente com outras vias. Para os objectivos do presente invento, não é crítico o mecanismo exacto de degradação a elevadas temperaturas.

Deve ser entendido, contudo, que a degradação de polímeros de lactido é tão benéfica como prejudicial. Os benefícios derivam da degradabilidade, quando são descartados artigos fabricados com esses polímeros. Os mesmos ou semelhantes tipos de degradação são nocivos se ocorrem durante o processamento ou antes do fim da vida útil do artigo.

Processamento Por Fusão

Como revelado por Gruber et al., um polímero de lactido pode ser extrudido, moldado por sopro, moldado por injecção, fiado em fibra para um artigo não tecido ou processado por qualquer outra técnica de processamento por fusão conhecida. Na maioria dos casos, é sabido que um fabricante de polímeros de lactido a partir de um monómero de lactido produzirá uma resina de polímeros de lactido que se apresenta na forma de pérolas ou grãos, que são vendidos a um processador por fusão. O processador por fusão converterá a resina num artigo útil utilizando processamento por fusão, incluindo qualquer método para converter uma resina em tipo de pérola ou grão num artigo útil, elevando a temperatura da resina acima, pelo menos, da sua temperatura de transição de vidro, mas normalmente mais elevada. As técnicas de processamento por fusão comuns incluem extrusão, moldagem por sopro, moldagem por injecção, fiação de fibra, sopro de película, fundição de película e outras análogas. Deve ser entendido que as condições de elevada temperatura utilizada no processamento por fusão provocam degradação dos polímeros de lactido durante o processamento. A degradação em condições de processamento por fusão são 20 mostradas experimentalmente no Exemplo 1, à base de equilíbrio, Exemplo 4, à base de concentração catalítica, Exemplo 5, à base de actividade catalítica, Exemplo 7, à base da utilização de estabilizantes e Exemplo 8, à base de teor em humidade. Como pode ser visto nestes exemplos, é evidente que vários factores parecem afectar a taxa de degradação durante o processamento por fusão. Os requerentes trataram destes factores numa combinação de requisitos composicionais e adição de agentes estabilizantes ou desactivadores catalíticos, para obter um polímero de lactido que é estável à fusão.

Estabilidade à Fusão

Os polímeros de lactido obtidos de acordo com o presente invento são estáveis à fusão. Por “estável à fusão” pretende-se significar geralmente que o polímero de lactido, quando sujeito a técnicas de processamento por fusão, mantém, de maneira adequada, as suas propriedades físicas e não forma subprodutos em quantidade suficiente para entupir ou revestir o equipamento de processamento. O polímero de lactido estável à fusão apresenta uma reduzida degradação relativamente a polímeros de lactido conhecidos. Deve ser entendido que a degradação ocorrerá durante o processamento por fusão. Os requisitos composicionais e o uso de agentes estabilizantes, como aqui revelado, reduz o grau dessa degradação para um ponto em que as propriedades físicas não são significativamente afectadas pelo processamento por fusão e não surge entupimento por impurezas ou sub-produtos de degradação. Para além disso, o polímero estável à fusão deve ser processável por fusão em equipamento de processamento por fusão tal como existente comercialmente. O polímero deve ainda reter a massa molecular e a viscosidade. O polímero deve ter uma viscosidade suficientemente baixa à temperatura de processamento por fusão, de modo que o equipamento de processamento por fusão possa extrudir, por exemplo, mecanicamente, o polímero de lactido num artigo útil. A temperatura a que esta viscosidade é suficientemente baixa deve ser também inferior à temperatura a que ocorre uma degradação substancial.

Como descrito em detalhe no Exemplo 12, um teste padrão para determinar se um polímero de lactido é estável à fusão inclui colocar uma pequena porção de uma amostra desvolatilizada de polímero de lactido num frasco fechado e colocar esse frasco num banho de óleo a 180°C. Uma amostra é retirada a intervalos de 15 minutos e 1 hora. O polímero de lactido estável à fusão revelará menos de 2% de lactido na amostra de 1 hora. É mais preferível que o polímero de lactido estabilizado mantenha os teores em lactido inferiores a cerca de 1% tanto nas amostras de 15 minutos como nas de 1 hora. Esta comparação é relativa a uma concentração de equilíbrio de cerca de 3,6%, em peso, de lactido a 180°C.

Composição do Polímero A composição de polímeros de lactido estáveis à fusão obtida de acordo com o presente invento compreende cadeias de polímeros de polilactido tendo uma massa molecular média numérica de 10.000 a 300.000. Numa composição preferida, a massa molecular média numérica varia de 15.000 a 150.000. Como descrito em detalhe no Exemplo 3, parece que as propriedades físicas como módulo, resistência à tracção, percentagem de alongamento face à ruptura, resistência de impacto, módulo de flexão e resistência à flexão permanecem estatisticamente constantes quando as amostras de polímeros de lactido estão acima de uma massa molecular limiar. O limite inferior da massa molecular das composições poliméricas do presente invento é regulado num ponto acima do limiar, de forma a resultar num polímero de lactido com propriedades físicas previsíveis aquando do processamento por fusão. Como 22 descrito em detalhe no Exemplo 16, existe um limite prático superior para a massa molecular, baseado na maior viscosidade com maior massa molecular. Para processar por fusão um polímero de lactido de elevada massa molecular, a temperatura de processamento por fusão deve ser aumentada para reduzir a viscosidade do polímero. Como acentuado no Exemplo, o limite superior exacto na massa molecular deve ser determinado para cada utilização de processamento por fusão, em que as viscosidades requeridas variam e o tempo de residência dentro do equipamento de processamento por fusão também varia. Assim, o grau de degradação de cada tipo de sistema de processamento também variará. Com base na revelação do Exemplo 16, crê-se que se poderá determinar o limite superior adequado da massa molecular para satisfazer os requisitos de viscosidade e degradação em qualquer utilização.

As composições de polímeros de lactido estáveis à fusão, numa forma de realização preferida, são o produto de reacção da polimerização de uma mistura de lactidos compreendendo 5%, em peso, a 50%, em peso, de meso-lactido e 95%, em peso, ou menos, de L-lactido. A composição óptica revelada inclui a vantagem de utilizar meso-lactido, como revelado por Gruber et al. Para além disso, com esta composição óptica preferida, o resultante polímero de lactido estável à fusão é essencialmente amorfo. Em composições preferidas do presente invento, o polímero de lactido estável à fusão é essencialmente não cristalino ou essencialmente amorfo. Como referido em detalhe no Exemplo 9, os polímeros de lactido amorfos apresentam superior degradabilidade quando sujeitos a um teste de transformação em composto, como descrito em detalhe no Exemplo, ou quando sujeitos a hidrólise química, como descrito em detalhe no Exemplo. O requerente reconhece que um polímero de lactido essencialmente amorfo pode ter alguma cristalinidade. O poli L-lactido cristalino apresenta uma 23 endotermia de praticamente 92 Joules por grama à sua temperatura de fusão de 170°-180°C. O ponto de fusão muda com a composição. O grau de cristalinidade é quase proporcional à endotermia em fusão. Para os objectivos do presente invento, em formas preferidas de realização, é pretendido que um polilactido essencialmente amorfo ou não cristalino seja um polímero de polilactido ou lactido que ou não apresente endotermia de fusão na gama de temperaturas de 130° - 200°C ou que tenha uma absorção de energia inferior a 10. Joules por grama, se estiver presente uma endotermia. A concentração de monómero residual na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão é inferior a 2%, em peso. Numa composição preferida, a concentração de lactido no polímero é inferior a 1%, em peso, e mais preferivelmente menos de 0,5%, em peso. Contrariamente às revelações feitas na técnica da especialidade, o requerente descobriu que o monómero não pode ser usado como agente plastifícante na resina do presente invento, devido a significativos problemas de entupimento e revestimento no equipamento de processamento. Como é descrito em detalhe no Exemplo 10, crê-se que os baixos níveis de concentração de monómero não plastificam o polímero final. A concentração de água dentro da composição de polímeros de lactido estáveis à fusão é inferior a 1.000 partes-por-milhão e mais preferivelmente menos de 200 partes-por-milhão. Como descrito em detalhe no Exemplo 8, a estabilidade à fusão do polímero é significativamente afectada pelo teor em humidade. Assim, o polímero estável à fusão do presente invento deve ter a água removida antes do processamento por fusão. O requerente reconhece que a concentração de água pode ser reduzida antes do processamento do lactido polimerizado numa resina. Assim, o controlo de humidade pode ser realizado embalando essas resinas numa forma que evite a humidade de entrar em contacto com a resina já seca. Em alternativa, o teor em humidade pode ser reduzido nas 24 instalações do processador por fusão imediatamente antes do passo de processamento por fusão numa secadora. O Exemplo 8 apresenta em detalhe a vantagem da operação de secagem imediatamente antes do passo de processamento por fusão. O Exemplo 11 apresenta em detalhe os problemas encontrados devido à absorção de água numa resina polimérica se não armazenada numa maneira em que a exposição à humidade seja evitada ou que seja seca antes do processamento por fusão. Conforme descrito em detalhe nestes exemplos, o requerente descobriu que a presença de água provoca excessiva perda de massa molecular e formação de sub-produtos de decomposição, que podem afectar as propriedades físicas do polímero processado por fusão.

Um anti-oxidante numa quantidade suficiente para reduzir a despolimerização do polímero de polilactido durante o processamento por fusão para menos de 2%, em peso, de formação de lactido da amostra desvolatilizada na primeira hora a 180°C e à pressão atmosférica está incluído na composição de polímero estável à fusão. Mais preferivelmente, a quantidade de lactido produzida é inferior a 1,%, em peso, na primeira hora e mais preferivelmente ainda inferior a 0,5%, em peso, na primeira hora. Os anti-oxidantes preferidos são compostos contendo fosfito, compostos fenólicos impedidos ou outros compostos fenólicos. Os anti-oxidantes incluem compostos como fosfitos de trialquilo, fosfitos mistos de alquilo/arilo, fosfitos de arilo alquilado, fosfitos de arilo impedidos esteticamente, fosfitos espirocíclicos alifáticos, fenilo espirocíclicos impedidos esteticamente, bifosfonitos impedidos estetricamente, propionatos de hidroxifenilo, hidroxibenzilos, alquilideno bifenóis, alquil fenóis, aminas aromáticas, tioéteres, aminas impedidas, hidroquinonas e suas misturas. Como descrito em detalhe no Exemplo 7, muitos anti-oxidantes comercialmente disponíveis foram testados e enquadram-se no âmbito da presente composição de polímeros de lactido estáveis à fusão. - 25

Os eliminadores de água que podem ser também utilizados nas formas preferidas de realização da composição de polímeros de lactido estáveis à fusão incluem: carbodiimidos, anidridos, cloretos de acilo, isocianatos, alcoxi silanos e materiais dessecantes, tais como argila, alumina, gel de sílica, zeólitos, cloreto de cálcio, carbonato de cálcio, sulfato de sódio, bicarbonatos ou qualquer outro composto que se ligue à água. De preferência, o eliminador de água é degradável ou transformável em composto. O Exemplo 13 descreve em detalhe as vantagens de se utilizar um eliminador de água.

No fabrico das composições de polímeros de lactido estáveis à fusão, a reacção para polimerizar lactido é catalisada. Têm sido referidos muitos catalisadores na literatura da especialidade para uso na polimerização de abertura em anel de lactonas. Estes incluem, embora não estejam a eles limitados: SnC^, SnBr2, SnCU, SnBr4, alcóxidos de alumínio, alcóxidos de estanho, alcóxidos de zinco, SnO, PbO, Sn (2-etil hexanoatos), Sb (2-etil hexanoatos), Bi (2-etil hexanoatos), Na (2-etil hexanoatos) (por vezes designados por octoatos), estearato de Mg, estearato de Zn e tetrafenilestanho. Os requerentes testaram vários catalisadores para polimerização de lactido a 180°C, a saber: bis(2-etil hexanoato) de estanho(II) [T-9, Atochem] diacetato de dibutilestanho [Fascat 4200®) Atochem], tris(2-etil hexanoato) de butilestanho [Fascat 9102® Atochem], óxido de monobutilestanho hidratado [Fascat 9100® Atochem], triacetato de antimónio [S-21, Atochem], e tris(glicóxido de etileno) de antimónio [S-24, Atochem]. De entre estes catalisadores, bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), tris(2-etil hexanoato) de butilestanho e diacetato de dibutilestanho parecem ser os mais eficazes. O requerente verificou que o uso de catalisadores para polimerizar lactido afecta significativamente a estabilidade do produto resinoso. Parece que o catalisador, como incorporado no polímero, também é eficaz na catalisação da 26 reacção de despolimerização inversa. O Exemplo 4 descreve em detalhe o efeito de catalisador residual em degradação. Para reduzir ao mínimo este efeito negativo, numa composição preferida, o nível catalítico residual na resina está presente numa relação molar de monómero-para-catalisador superior a 3.000:1, de preferência superiora 5.000:1 e mais preferivelmente ainda superiora 10.000:1. O requerente acredita que poderiam ser também utilizadas relações tão elevadas como 20.000:1, embora a polimerização fosse lenta. A optimização de níveis do catalisador e as vantagens associadas a isso são descritas no Exemplo 14. O requerente verificou que, quando o nível do catalisador é controlado dentro destes parâmetros, a actividade catalítica é suficiente para polimerizar lactido, apesar de suficientemente baixa para permitir o processamento por fusão sem efeito negativo quando ligado a baixo nível de monómero residual e baixa concentração de água, como descrito anteriormente, em polímeros de massa molecular situada entre 10.000 e 300.000. O requerente também descobriu que a concentração do catalisador pode ser reduzida a seguir à polimerização por precipitação de um solvente. O Exemplo 15 demonstra a remoção catalítica potencial por precipitação de um solvente. Isto produz uma resina com reduzida concentração do catalisador. Numa forma de realização alternativa, os meios do catalisador para catalisar a polimerização de lactido para formar as cadeias dos polímeros de polilactido, que foram incorporadas na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão durante a polimerização, podem ser desactivados incluindo-se na composição de polímeros de lactido estáveis à fusão um agente desactivador de catalisador, em quantidades suficientes para reduzir despolimerização catalítica das cadeias dos polímeros de polilactido. O Exemplo 5 descreve em detalhe as vantagens de se utilizar um agente desactivador de catalisador. Tais agentes desactivadores de catalisador incluem hidrazidas fenólicas de arilo e de alquilo impedidas, amidas de ácidos mono- e dicarboxílicos alifáticos e aromáticos, amidas cíclicas, - 27 hidrazonas e bis-hidrazonas de aldeídos alifáticos e aromáticos, hidrazidas de ácidos mono- e dicarboxílicos alifáticos e aromáticos, derivados de hidrazina bis-acilada e compostos heterocíclicos. Um desactivador de metal preferido é Irganox® MD1024 de Ciba-Geigy.

Numa forma alternativa de realização, a concentração do catalisador é reduzida para quase zero, utilizando-se um catalisador de suporte sólido para polimerizar lactido. A exequibilidade de utilização desse catalisador é descrita em detalhe no Exemplo 2. Crê-se que os catalisadores que podem ser utilizados incluem catalisadores de metal sob suporte, catalisadores de ácido sólidos, argilas de ácido, silicatos de alumina, alumina, sílica e suas misturas.

Uma composição preferida de polímeros de lactido estáveis à fusão é o produto de reacção de polimerização de lactido a uma temperatura superior a cerca de 160°C. Os requerentes verificaram que a polimerização a temperaturas superiores resulta num polímero de características diferentes, que se crê ter superior estabilidade à fusão devido à maior trans-esterificação durante a polimerização. As vantagens de polimerização a temperaturas superiores são descritas em detalhe no Exemplo 6.

Processo para o fabrico de Polímeros de Lactido Estáveis à Fusão O processo para a fabricação de um polímero de lactido estável à fusão compreende os passos de primeiramente arranjar uma mistura de lactidos compreendendo 5%, em peso, a 50%, em peso, de meso-lactido e 95%, em peso, ou menos, de L-lactido. Essa corrente de lactido purificado pode ser como a produzida no processo revelado por Gruber et al., embora a fonte de lactido não seja crítica. 28 A mistura de lãctido é polimerizada para formar um polímero de lactido ou polilactido com algum monómero não reagido residual na presença de um meio catalisador para catalisar a polimerização de lactido para formar polilactido. Os catalisadores adequados para uma tal polimerização foram listados anteriormente. A concentração dos catalisadores utilizados pode ser optimizada, conforme descrito em detalhe nos exemplos seguintes e como referido anteriormente.

Um anti-oxidante, e eventualmente um eliminador de água, é adicionado ao polímero de lactido. Sabe-se que tais agentes estabilizantes podem ser adicionados simultaneamente com/ou antes da polimerização de lactido para formar o polímero de polilactido. O agente estabilizante pode ser adicionado a seguir à polimerização.

Como referido anteriormente, o anti-oxidante é adicionado numa quantidade suficiente para reduzir a despolimerização de polilactido durante o processamento por fusão para formação de lactido em menos de 2%, em peso, de uma amostra desvolatilizada, na primeira hora a 180°C e à pressão atmosférica. De preferência, o anti-oxidante controla a formação de lactido para que esta seja inferior a 1%, em peso e mais preferivelmente inferior a 0,5%, em peso, na primeira hora a 180°C e à pressão atmosférica. Pode também ser feito o controlo da concentração de catalisador para optimizar o equilíbrio entre a actividade catalítica necessária para produzir polilactido versus os efeitos nocivos de despolimerização catalítica ou degradação do polímero de lactido. O polímero de lactido é então desvolatilizado para remoção de monómero não reagido que pode ser também um sub-produto de reacções de decomposição ou a despolimerização accionada por equilíbrio de polilactido. Qualquer água residual que possa estar presente no polímero seria também - 29

removida durante a desvolatização, embora seja reconhecido que um passo separado de secagem pode ser utilizado para reduzir a concentração de água para um valor inferior a 1.000 partes-por-milhão. A desvolatização do polímero de lactido pode ocorrer segundo qualquer processo de desvolatilização conhecido. A chave para a selecção de um processo é o funcionamento a uma temperatura elevada e normalmente em condições de vácuo para permitir a separação dos componentes voláteis do polímero. Tais processos incluem uma desvolatização em tanque em agitação ou um processo de extrusão por fusão, que inclui uma câmara de desvolatização ou análoga.

Num processo preferido para o fabrico de uma composição de polímeros de lactido estáveis à fusão, o processo também inclui o passo de se adicionar um agente de controlo da massa molecular ao lactido antes de catalisar a polimerização do lactido. Os agentes de controlo da massa molecular incluem compostos que portam hidrogénio activo, tais como ácido láctico, ésteres de ácido láctico, alcoóis, aminas, glicóis, dióis e trióis que funcionam como agentes de iniciação de cadeia. Esses agentes de controlo da massa molecular são adicionados em quantidade suficiente para controlar a massa molecular média numérica do polilacticido entre 10000 e 300000. A seguir faz-se referência à Figura 1, que ilustra um processo preferido para produzir uma composição de polímeros de lactido estáveis à fusão. Uma mistura de lactidos é introduzida num recipiente de mistura (3) através de um oleoduto (1). Um catalisador para polimerizar lactido é também adicionado através de um oleoduto (13). Dentro do recipiente de mistura (3) um anti-oxidante pode ser adicionado através de um oleoduto (2). Um eliminador de água pode ser também adicionado através do oleoduto (2). A mistura de lactidos estabilizada é introduzida através de um oleoduto (4) para um processo de polimerização (5). O lactido polimerizado ou polímero de lactido sai do processo - 30 - %agg

de polimerização através de um oleoduto (6). O fluxo é introduzido num segundo recipiente de mistura (8) a que pode ser adicionado um anti-oxidante e/ou agente desactivador catalítico através de um oleoduto (7).A composição de polímeros de lactido estabilizada é a seguir introduzida num processo de desvolatilização (10) através de um oleoduto (9). Os componentes voláteis saem do processo de desvolatização através de um oleoduto (11) e a composição de polímeros de lactido desvolatilizada sai do processo de desvolatilização (10) através de um oleoduto (12). A composição de lactido desvolatilizada é introduzida num processo de acabamento de resina (14). Dentro do processo de acabamento de resina, o polímero é solidificado e processado para formar uma resina ou pérola peletizada ou granulada. O requerente reconhece que o polímero pode ser solidificado e processado para formar resina ou pérola primeiramente, seguindo-se a desvolatização. A resina é então introduzida num processo de secagem (16) por um meio de transporte (15). Dentro do processo de secagem (16), a humidade é removida na forma de vapor através de um oleoduto (17). A resina seca de polímero de lactido sai do processo de secagem (16) por um meio de transporte (18) e é introduzida num aparelho de processamento por fusão (19). Dentro do aparelho de processamento por fusão (19) a resina é convertida num artigo útil, conforme revelado anteriormente. O artigo útil sai do aparelho de processamento por fusão (19) por um meio de transporte (20).

Experimentação

Os exemplos seguintes descrevem mais detalhadamente as vantagens do sistema aqui revelado; contudo, apenas o exemplo 5 descreve uma forma de realização de acordo com o invento. EXEMPLO 1; - 31

Concentrações de Equilíbrio de Lactido e Polilactido

Experimentos conduziram à determinação da concentração de equilíbrio de lactido e polilactido a diferentes temperaturas. Nestes experimentos, uma amostra de lactido foi polimerizada na presença de um catalisador bis(2-etil hexanoato) de estanho(II) e mantida a uma temperatura fixa durante 18 horas ou mais. Para além deste tempo, crê-se que a concentração do monómero residual é essencialmente constante. O teor em monómero residual foi determinado por análise GPC. A análise GPC foi feita com uma coluna Ultrastyragel® de Waters Chromatography. A fase móvel era clorofórmio. Foi utilizado um detector de índice refractivo com calibração de massa molecular com padrões de poliestireno. A temperatura de GPC era de 35°C. A análise dos dados foi completada por meio de umpackage de software Baseline, modelo 810, versão 3.31.

Os resultados dos testes realizados em várias amostras a várias temperaturas são resumidos no gráfico da Fig. 2, indicados com X. Também estão registados no gráfico da Fig. 2 dados citados em A. Duda and S. Penczek, Macromolecules. vol. 23, págs. 1636-1639 (1990), como indicado por círculos no gráfico. Como pode ser visto do gráfico da Fig. 2, a concentração de equilíbrio, e desse modo a força propulsora atrás da despolimerização de polilactido para formar lactido aumenta dramaticamente com o aumento da temperatura. Assim, o processamento por fusão a temperaturas elevadas resulta em degradação do polímero de lactido para formar lactido apenas na base de equilíbrio. Por exemplo, concentrações de lactido inferiores a cerca de 2% não podem ser directamente obtidas a temperaturas de 140°C ou superiores devido ao relacionamento de equilíbrio identificado entre lactido e polilactido. EXEMPLO 2: 32

Polimerização de Lactido na Presença de um Catalisador sob Suporte Sólido r

Oxido de Estanho (II) 24 gramas de L-lactido e 6 gramas de D,L-lactido foram combinados num frasco de base redonda com 0,033 gramas de óxido de estanho (II), na forma de um pó fino. Isto corresponde ao nível catalítico de 852:1, relação molar de lactido para estanho. O frasco foi a seguir purgado 5 vezes com azoto seco. Desceu para um banho de óleo a 160°C com agitação magnética. O tempo de polimerização foi de 8 horas.

Amberlvst 36 24 gramas de L-lactido e 6 gramas de D,L-lactido foram combinados num frasco de base redonda com 1,06 gramas de pérolas de resina Amberlyst 36. O frasco foi purgado 5 vezes com azoto seco. Desceu para um banho de óleo a 140°C com agitação magnética. O tempo de polimerização foi de 8 horas. A resina apresentou um teor protónico declarado de 1 Meq/grama (peso de resina seca). A resina foi preparada enxaguando-se 2 vezes com 10 volumes de metanol seco, a seguir seca durante várias horas sob elevado vácuo a 40°C.

Os resultados de polimerização são mostrados a seguir: TABELA 1

Amostra Mn Mw PDI % Conversão Oxido de estanho (II) 77 228 103 161 1,34 54,0 Amberlyst 1 112 1 498 1,34 73,5 33

Amostras de polilactido com várias massas moleculares e composições ópticas foram preparadas por polimerização de misturas de L-lactido e meso-lactido a 180°C sob azoto num reactor selado de 3,785 1 (1 galão). Adicionou-se catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho (II) a uma relação de monómero para catalisador de 10.000:1. Após cerca de 1 hora, o polímero fundido foi drenado do reactor utilizando-se pressão de azoto. A amostra foi derramada num tabuleiro e colocada num forno de vácuo a cerca de 160°C durante cerca de 4 horas para conduzir a reacção a níveis próximos do equilíbrio.

As amostras foram moídas e analisadas por GPC (o método do Exemplo 1) para determinação da massa molecular inicial. Porções das amostras foram a seguir secas sob vácuo e processadas num aparelho de moldagem por injecção (New Britian 75 de New Britian Machine Co.) para produzir barras de teste padrão para testar as propriedades físicas. Os resultados do teste de propriedades físicas são apresentados na Tabela 2 na página seguinte. Os testes de propriedades físicas foram feitos de acordo com métodos ASTM D 638, D 256 e D 790. Os resultados registados são as médias de vários testes.

Amostras das barras de teste, após moldagem por injecção, foram de novo analisadas por GPC quanto à massa molecular, como uma medida do efeito de um tipo de processamento por fusão na degradação de polímero. Outras porções das barras de teste foram moídas outra vez e testadas num viscosímetro capilar para determinar a viscosidade de fusão. Estes resultados estão também incluídos na Tabela 2.

Análises estatísticas dos dados não revelaram quaisquer correlações que fossem estatisticamente significativas entre quer a composição óptica quer a massa molecular e as características mecânicas de módulo, resistência á tracção, 34

percentagem de alongamento em ruptura, resistência ao impacto Izod, módulo de flexão ou resistência à flexão. A independência destas características face à massa molecular indica que todas estas amostras estavam acima de uma massa molecular “limiar” requerida para obtenção das propriedades intrínsecas do polímero numa composição preferida.

Os dados relativos à viscosidade revelam significativas correlações com a massa molecular. Esta dependência documenta a limitação prática e a necessidade de controlar a massa molecular do polímero abaixo de um limite superior a que é impraticável processar por fusão o polímero. A uma massa molecular elevada, a alta viscosidade impede o processamento em equipamento padrão de processamento por fusão. Subidas de temperatura para reduzir a viscosidade aumentam dramaticamente a degradação do polímero, o que é também inaceitável. Q> “. Ό r/

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Efeito de Catalisador Residual em Degradação de Polímero

Foram preparadas amostras de polímero a quatro níveis de catalisador, correspondendo a relações molares de monómero para catalisador de 5 000:1, 10.000:1, 20.000:1 e 40.000:1. O catalisador utilizado foi bis(2-etil hexanoato) de estanho (II). Estas amostras foram a seguir sujeitas a aquecimento num aparelho TGA (TA Instruments, Inc., analisador termogravométrico modelo 951 com um sistema de suporte computorizado DuPont 9900) com uma purga de azoto. Foram usadas condições isotérmicas de 200°C durante 20 minutos. As amostras foram a seguir analisadas por GPC com um detector baseado na viscosidade e uma curva de calibração universal para determinar a extensão de redução da massa molecular. O aparelho GPC utilizado para este teste foi um GPC Viscotek Model 200 e uma coluna Phenomenex. A análise TGA resultou tipicamente em cerca de 5% de perda em peso e a massa molecular desceu de 0 para 70%.

As massas moleculares médias numéricas foram convertidas para uma base miliequivalente por quilograma ( 1.000.000/Mn) para calcular a taxa de casos de cisão em cadeia. Os resultados seguintes representam médias de 2-4 réplicas em cada uma das quatro amostras TABELA 3 Nível de catalisador Taxa de cisão (monómero/catalisador) (meq/Kg*min) 5.000 1,33 10.000 0,62 20.000 0,44 37 40.000 0,12 A taxa de cisão em cadeia foi directamente proporcional ao nível de catalisador residual, demonstrando o efeito nocivo de actividade catalítica em estabilidade à fusão em condições semelhantes ao processamento por fusão. Esta instabilidade, contudo, distingue-se da instabilidade devida ao relacionamento de equilíbrio entre lactido e polilactido, descrito em detalhe no Exemplo 1, sendo evidente a perda de massa molecular devido a despolimerização catalítica por cisão em cadeia. EXEMPLO 5:

Experimento de Desactivação Catalítica

Foram feitas duas operações num reactor de laboratório Parr. A alimentação em lactido foi de 80% de L-lactido e 20% de D,L-lactido. A massa molecular foi controlada adicionando-se uma pequena quantidade de ácido láctico, a massa molecular alvo era 80 000 Mn.

Foi introduzido lactido no reactor, na forma de uma mistura seca, o reactor foi purgado 5 vezes com azoto e aquecido até 180°C. Nesta altura introduziu-se catalisador (relação molar de monómero para catalisador de 5000:1, Fascat®2003) através de uma abertura no topo do reactor. A reacção foi deixada prosseguir durante 70 minutos a 180°C, com agitação mecânica. A conversão neste ponto foi de 93-94%, próxima do valor de equilíbrio a 180°C de 96% de polilactido da Figura 2. Este ponto foi considerado t-zero, designando a conclusão da reacção de polimerização e o começo do tempo de mistura.

No experimento de controlo, uma amostra foi retirada e a mistura foi mantida na temperatura com agitação contínua. Foram tiradas amostras 38 periodicamente através de uma abertura no fundo do reactor. Após 4 horas, o reactor foi drenado. No experimento do exemplo, uma amostra foi tirada e 0,25%, em peso, de um desactivador de metal (Irganox® MD 1024, um anti-oxidante fenólico) foi adicionado através da abertura de adição do catalisador. A mistura foi mantida na temperatura com agitação contínua e foram retiradas amostras periodicamente. O reactor foi drenado após 4 horas. A análise de GPC (utilizando o método do Exemplo 1) para estas amostras foi dividida em três partes: polímero com massa molecular superior a 4 000 (para que foram registados os números de Mn e Mw), a percentagem de oligómeros (compreendendo a região com massa molecular maior que lactido, mas inferior a 4 000, como distinto de oligómeros, como definido por Loomis, para incluir apenas oligómeros até uma massa molecular de 450), e percentagem de lactido (monómero residual). A estrutura dos oligómeros não foi determinada, mas crê-se que foram principalmente estruturas cíclicas. Crê-se também que o desactivador de metal, se não reagido, eluirá com a fracção de oligómero. É difícil a quantificação da fracção de oligómero, porque o traçado de GPC está quase no ponto de partida desta região.

Os valores da análise das amostras de polímero, como retiradas do reactor a vários intervalos de tempo para as composições de controlo e experimentais são mostrados na Tabela 4. TABELA 4

Controlo Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 67.100 119.500 94 0 6,0 0,5 h 62.500 119.000 95 0,7 3,9 39 1,0 h 61.500 116.100 96 0 3,6 1,5 h 56.000 111.600 95 1,5 3,3 2,0 h 57.600 110.900 96 0,9 3,1 4,0 h 51.400 105.400 94 3,3 3,1 Teste Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 63.200 110.700 93 3,5 3,8 0,5 h 52.100 108.600 92 4,6 2,9 1,0 h 52.700 109.200 92 4,9 2,8 1,5 h 53.400 107.200 93 4,0 3,1 2,0 h 59.700 111.100 94 0,6 5,8 4,0 h 51.200 107.300 91 6,1 3,3

As amostras foram a seguir moídas e colocadas num forno a 120°C sob vácuo (pressão 0,1 polegada Hg) durante 14 horas. Os valores das análises das amostras após este tratamento são revelados a seguir na Tabela 5. TABELA 5

Controlo Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 45.500 88.500 98 2,2 0,0 0,5 h 45.000 88.700 98 2,0 0,0 1,0 h 43.900 87.200 98 2,0 0,0 1,5 h 42.600 84.000 98 2,2 0,0 2,0 h 42.000 85.200 97 3,2 0,0 4,0 h 41.900 82.800 98 2,0 0,0 Teste Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 39.300 76.700 96 4,0 0,0 0,5 h 43.900 85.100 98 2,4 0,0 1,0 h 55.300 98.600 96 3,8 0,0 40 1,5 h 48.400 96.200 95 4,5 0,0 2,0 h 48 900 101.900 95 5,0 0,0 4,0 h 50.600 101.900 94 5,6 0,0

Em todos os casos o polímero foi completamente desvolatilizado (0,0% de monómero de lactido residual). Os dados revelam também claramente que o desactivador de metal reduziu a degradação do polímero durante o passo de desvolatilização (conforme indicado pela maior perda em Mn para as amostras de controlo da Tabela 4 e Tabela 5 versus as amostras de Teste). Uma hora de mistura parece ser suficientemente longa para desenvolver a maior parte da vantagem).

As amostras foram armazenadas à temperatura ambiente sob azoto durante cerca de 1 semana e reanalisadas , como revelado a seguir na Tabela 6. TABELA 6

Controlo Mn Mw %Polímero %01igómer 0 %Monómer 0 t-zero 33.500 71.000 100 0,1 0,0 0,5 h 43.400 95.800 99 1,0 0,0 1,0 h 44.900 96.300 100 0,1 0,0 1,5 h 45.900 95.000 100 0,0 0,0 2,0 h 45.900 94.100 100 0,2 0,0 4,0 h 43.100 90.100 99 1,3 0,0 Teste Mn Mw %Polímero %01igómer %Monómer 0 0 t-zero 44.600 84.900 100 0,0 0,0 0,5 h 45.300 90. 600 99 1,2 0,0 1,0 h 47.800 100.000 98 2,4 0,0 1,5 h 46.600 98.900 96 3,5 0,0 4,0 h 57.700 110.200 96 4,0 0,0

Os níveis de lactido de equilíbrio são calculados como sendo inferiores a 0,2%, em peso, à temperatura ambiente. Em conformidade com isto, essencialmente nenhum lactido foi observado em qualquer das amostras (limite de detecção cerca de 0,1%, em peso). O teor em oligómeros em amostras não estabilizadas diminuiu e observou-se algum aumento na massa molecular, talvez devido à reincorporação dos oligómeros (cíclicos) no polímero. A reacção de depleção de oligómeros foi inibida nos polímeros estabilizados, sendo a extensão de inibição dependente da duração de tempo em que o aditivo foi misturado.

As amostras foram a seguir reaquecidas para 180°C em recipientes selados e mantidas durante uma hora como uma simulação de processamento por fusão. Os valores das análises das amostras após o tratamento de calor são revelados a seguir na Tabela 7. TABELA 7

Controlo Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 23.900 60.000 88 8,4 4,0 0,5 h 23.900 59.600 90 7,7 2,7 1,0 h 23.700 58.800 88 9,3 2,7 1,5 h 24.700 58.000 86 10,0 3,8 42 2,0 h 26.100 56.400 90 6,8 2,7 4,0 h 24.800 58.700 92 6,6 1,9 Teste Mn Mw %Polímero %01igómero %Monómero t-zero 33.900 64.300 95 2,2 3,1 0,5 h 17.900 34.600 94 4,8 1,7 1,0 h 21.200 42.900 94 4,6 1,8 1,5 h 29.200 56.900 98 0,5 1,8 2,0 h falta 4,0 h 35.700 71.400 95 3,7 1,7

Os dados para a massa molecular revelam que se o desactivador de metal não é misturado no sistema pelo tempo necessário, então ele pode ter um impacto nocivo em estabilidade na fusão. As amostras para as quais a mistura foi de pelo menos 1,5 horas não apresentam efeito nocivo, e a amostra de 4 horas parece ser um pouco mais estável que qualquer das outras com base apenas na massa molecular. De forma mais importante, as amostras do desactivador de metal mostram significativamente menos reformação de lactido que as amostras de controlo. Este efeito é obtido mesmo em amostras que foram misturadas durante apenas 0,5 hora. As amostras desactivadas por metais apresentaram em média apenas 1,8% de lactido após uma hora a 180°C, em comparação com uma média de 3,0% de lactido para os controlos. O nível de equilíbrio a 180°C é de cerca de 3,6% da Figura 2. Deste modo, o uso de desactivadores de metal pode reduzir a reformação inconveniente de lactido durante o processamento por fusão do polímero acabado. EXEMPLO 6

Efeito da Maior Temperatura de Polimerizacão nas Características do Polímero 43 L-lactido (Boeringer Ingleheim, grau-S) foi usado como recebido, meso-lactido (PURAC) foi purificado por redestilação para remover vestígios de D- e L-lactido. O ponto de fusão do meso-lactido purificado foi 54°C. Foram feitas misturas de lactido até às seguintes proporções: 100% L-lactido, 90/10 L-lactido/meso-lactido, 70/30 L-lactido/meso-lactido, 50/50 L-lactido/meso-lactido, e 100% meso-lactido. O nível de catalisador foi de relação molar 2 500:1 de monómero para estanho adicionado na forma de Fascat® 9002. Adicionou-se ácido láctico como um agente de controlo da massa molecular para atingir uma massa molecular média numérica de 50.000 (a mesma quantidade foi adicionada a todas as amostras). Os tempos de polimerização foram calculados de forma a obter conversões de 50% e 90%. Para 120°C, tal foi de 4 horas e 16 horas, respectivamente. Para 180°C, estes tempos foram de 10 minutos e 50 minutos, respectivamente. A seguir, na Tabela 8, estão os resultados GPC (método do Exemplo 1) de testes em amostras de polímero produzidas por este procedimento. TABELA 8 1/meso Tempo Mn Mw PDI %Conv 100% 1 120° C 31.014 33.774 1,9 53,2 45.864 52.574 1,15 87,1 100% 1 180° C 27.785 32.432 1,17 46,7 56.839 98.125 1,73 93,3 90/10 120° C 34.541 38.586 1,12 62,3 29.222 34.466 1,18 89,3 90/10 180° C 31.632 35.713 1,13 48,5 57.925 110. 841 1,91 94,8 70/30 120° C 41.211 45.222 1,10 60,1 44 58.284 71.257 1,22 89,1 70/30 180° C 32.292 37.401 1,16 53,8 51.245 107.698 2,10 96,5 50/50 120° C 15.888 17.969 1,13 57,8 25.539 31.834 1,25 90,6 50/50 180° C 34.375 42.018 1,22 62,5 44.590 98.028 2,20 95,5 100% meso 120° C 33.571 40.635 1,21 73,4 45.237 68.142 1,51 94,3 100%meso 180° C 30.976 42.987 1,39 67,6 40.038 83.815 2,09 96,6

Os resultados mostram que a massa molecular média numérica final não foi significativamente afectada pela temperatura de polimerização, com uma média de 41 000 a 120°C e 50 000 a 180°C. Isto implica que cada molécula de ácido láctico inicia aproximadamente uma cadeia polimérica, independentemente da temperatura. A massa molecular média numérica final é, contudo, significativamente afectada pela temperatura. A 120°C, a massa molecular média era, em média, de 52.000 e a 180°C a média era de 100.000. Isto é tido como sendo devido a um relativo aumento na taxa de trans-esterificação a 180°C. O índice de polidispersibilidade (PDI) a elevada conversão também reflecte isto, tendo em média 1,3 a 120°C e 2,0 a 180°C. Crê-se que estas diferenças teriam um significativo efeito nas características de processamento por fusão do polímero, esperando-se que a superior massa molecular média do polímero produzido a 180°C se transmita em melhor resistência à fusão e processabilidade.

Estes experimentos mostram que a polimerização a uma temperatura mais elevada resulta num polímero que é caracteristicamente 45 diferente, mesmo se os polímeros têm uma massa molecular média numérica semelhante, a massa molecular média é muito superior. Esta diferença também se reflecte no índice de polidispersibilidade (PDI). Uma polimerização a elevada temperatura, que dá uma mais elevada massa molecular média resultará numa maior resistência à fusão e melhor processabilidade. Isto é tido como sendo devido a maiores taxas de trans-esterificação relativamente à taxa de polimerização. Para além disso, a temperatura de transição de vidro para as amostras polimerizadas a uma temperatura mais elevada é superior, evidenciando mais que os polímeros da mesma composição mas polimerizados a temperaturas superiores são mais estáveis à fusão. EXEMPLO 7

Experimentos com Agentes Estabilizantes e Desactivadores de Metal Teste 1

Condições: polimerização em frasco, (Lactido é fundido sob uma atmosfera purgada a azoto num frasco de fundo redondo com agitação. Adiciona-se catalisador e aditivos e partes alíquotas das misturas são introduzidos com pipetas em frascos de vidro silanizados. Tipicamente, utiliza-se 5-10 gramas de mistura de reacção num frasco de 16 ml. Os frascos são fechados com tampa hermeticamente e colocados num banho de óleo pré-aquecido). Relação molar de 10 000:1 de lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), 0,2%, em peso, de Ultranox® 626 em tetrahidrofurano (THF). 180°C. Duração de 90 minutos. Utilizou-se lactido comercializado. O controlo apenas com estanho polimerizou para conversão a 84% e alcançou uma massa molecular média numérica (MWn) de 31 700. O exemplo 46 com estanho e Ultranox® polimerizou para conversão a 83% e alcançou uma MWn de 39 800; um aumento de 26% relativamente ao controlo. A amostra de controlo tomou-se amarela clara, a amostra com estabilizante permaneceu incolor.

Teste 2

Condições: polimerização em frasco, relação molar de 5.000:1 de lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), 0,25%, em peso, de Ultranox® 626 (em THF). 180°C. Duração de 60 minutos. Utilizou-se lactido de instalação piloto. O controlo apenas com estanho polimerizou para conversão a 67% e alcançou uma MWn de 62.900. O exemplo com estanho e Ultranox® polimerizou para conversão a 66% e alcançou uma MWn de 75.800; um aumento de 21% relativamente ao controlo.

Um segundo exemplo com bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), Ultranox® e 0,50% de Irganox® 1076, que é um anti-oxidante fenólico, polimerizou para conversão a 66% e alcançou uma massa molecular média numérica (MWn) de 74 500; um aumento de 18% relativamente ao controlo.

Todas as amostras tinham uma cor amarela escura, embora as amostras com estabilizante tivessem uma absorvência ligeiramente menor a 300 nm.

Teste 3

Condições: polimerização em frasco, relação molar de 10.000:1 de 47 lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), 180°C, 80% de L-lactido e 20% de D,L-lactido comercializados por Henley e Aldrich, respectivamente. Adicionou-se ácido láctico para controlar a massa molecular para cerca de 75.000 a completa conversão. Uma amostra incluía 0,25% de estabilizador de fosfito Ultranox® 626, uma incluía 0,25% de anti-oxidante Irganox® 1076, e uma amostra de controlo.

As amostras foram tiradas a tempos diferentes e analisadas por GPC quanto a conversão e massa molecular (o método do Exemplo 1) Os resultados são resumidos na Tabela 9 seguinte. TABELA 9

Tempo (horas) Controlo Irganox® Ultranox® Mn %Conv Mn %Conv Mn %Conv 1 31.000 46 35.900 41 66.500 61 2 45.400 74 56.800 74 102.700 83 4 69.600 93 74.100 93 97.200 91 11 52.900 95 60.700 95 71.500 94 A amostra com estabilizador de fosfito polimerizou mais depressa, como mostrado pela conversão superior a 1 e 2 horas e alcançou uma massa superior mais elevada que o controlo ou a amostra com Irganox. A amostra estabilizada com fosfito tinha uma massa molecular mais de 30% superior ao controlo em todos os períodos de tempo.

Teste 4 48 O experimento anterior foi repetido para comparar o controlo ao polímero estabilizado com fosfito, como resumido na Tabela 10 seguinte. TABELA 10

Tempo (horas) Controlo Ultranox® Mn %Conv Mn %Conv 1 36.600 37 71.500 59 2 51.700 70 95.200 85 4 64.400 91 103.700 94 8 58.100 96 95.700 94 A amostra com estabilizador de fosfito polimerizou mais depressa e alcançou uma massa molecular superior mais elevada que a amostra não estabilizada. A amostra estabilizada com fosfito tinha uma massa molecular mais de 60% superior ao controlo em todos os períodos de tempo.

Teste 5

Condições: polimerização em frasco, relação molar de 5 000:1 de lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), 180°C, 80% de L-lactido e 20% de D,L-lactido comercializados por Henley e Aldrich. Adicionou-se ácido láctico para controlar a massa molecular média numérica para cerca de 80 000 a completa conversão. Uma amostra incluía 0,25% de estabilizador de fosfito Ultranox® 626, uma com 0,25% de anti-oxidante Irganox® 1076, e uma amostra de controlo.

As amostras foram tiradas a tempos diferentes e analisadas por - 49 - <23*==» GPC (o método do Exemplo 1) quanto a conversão e massa molecular. Os resultados são resumidos na Tabela 11 seguinte TABELA 11

Tempo (horas) Controlo Irganox® Ultranox® Mn %Conv Mn %Conv Mn %Conv 1 83.600 76 121.900 83 162.300 87 4 74.400 93 104.300 95 123.900 96 24 40.200 96 52.000 96 96.900 97 48 34.200 97 30.400 96 56.500 96 72 25.000 96 22.400 96 69.500 96 A amostra estabilizada a fosfito tinha uma massa molecular mais de 60% superior ao controlo para todos os períodos de tempo. Após 72 horas tinha uma massa molecular 2,8 vezes superior ao controlo. A amostra com anti-oxidante revelou um aumento inicial em massa molecular, relativamente ao controlo, mas o efeito desapareceu após 48 horas. A amostra estabilizada com fosfito era de cor ligeiramente mais clara que o controlo ou a amostra tratada com anti-oxidante.

Teste 6

Condições: polimerização em frasco, relação molar de 5 000:1 de lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II), 0,25%, 50

SSS^3· em peso, de Ultranox® 626 (em THF). 180°C. Duração de 2 horas. Utilizou-se lactido de instalação piloto lavado com álcool isopropílico. O controlo apenas com estanho polimerizou para conversão a 95% e alcançou uma massa molecular média numérica de 118 000. O exemplo com estanho e Ultranox® polimerizou para conversão a 93% e alcançou uma massa molecular média numérica de 151 000; um aumento de 28% relativamente ao controlo.

Teste 7

Condições: polimerização em frasco a 180°C. Relação molar de 5 000:1 de lactido-para-estanho, catalisador de bis(2-etil hexanoato) de estanho(II). O lactido era 80% de L-lactido e 20% de D,L-lactido comercializados por Henley e Aldrich. Adicionou-se ácido láctico à massa molecular alvo para Mn de 80.000. Todos os estabilizadores foram adicionados a 25%, em peso. A massa molecular (média numérica) foi determinada para amostras colhidas a 3 horas, enquanto que as constantes de taxa se basearam em amostras recolhidas a 1 hora. Os resultados destes testes de despiste em muitos agentes de estabilização segundo o procedimento anterior são descritos a seguir, em detalhe, na Tabela 12. As designações dos produtos na Tabela 12 são nomes comerciais ou marcas registadas. 51 TABELA 12

Amostra Mn % Conversão Taxa Relativa Controlo 1 65 000 95,9 90 Controlo 2 85 000 95,9 100 Controlo 3 76 000 96,6 100 Controlo 4 69 000 96,2 100 Controlo 5 74 000 96,8 110 Controlo 6 70 000 97,2 110 FOSFITOS Ultranox 626 (GE) 103.000 96,8 100 Weston TDP (GE) 64.000 70,0 60 Weston PDDP (GE) 67.000 • 76,7 60 Weston PNPG (GE) 92.000 94,1 100 Irgafos 168 (Ciba-Geigy) 95.000 95,3 120 Weston 618 (GE) 99.000 95,1 100 Sandostab P-EPQ (Sandoz) 108.000 94,7 110 Weston TNPP (GE) 88.000 97,9 130 ANTI-OXIDANT] ES FENÓLICO S Irganox 1010 (Ciba-Geigy) 95.000 97,5 110 Cyanox 1790 (Cyanamid) 98.000 96,9 120 BHT 87.000 96,5 130 Irganox 1076 (Ciba-Geigy) 121.000 97,8 130 Topanol CA (ICI) 84. 000 96,6 160 AMINAS Tinuvin 123 (Ciba-Geigy) 65.000 94,8 70 Tinuvin 622 (Ciba-Geigy) 82.000 95,7 80 Naugard 445 (Uniroyal) 93.000 98,2 120 TIOÉTER Mark 2140 (Witco) 77.000 97,0 120 DESACTIVADORES DE METAL Irganox MD 34.000 65,7 10 1024 91.000 95,8 110 Naugard HL-1

É de notar que, com algumas excepções, os fosfitos e os anti-oxidantes fenólicos fornecem uma maior massa molecular sem redução em taxa de polimerizaçâo. De entre as aminas, apenas Naugard® 445 apresentou estabilização sem uma redução de taxa. Os desactivadores de metal são tidos como desactivando o catalisador, como foi observado com Irganox® MD 1024. O Naugard® XL-1 não realizou desactivação. EXEMPLO 8

Estabilidade à Fusão do Polímero em Função do Teor em Humidade

Lactido, produzido e purificado numa instalação piloto contínua, foi introduzido a uma taxa de 3 kg/h numa instalação de polimerizaçâo contínua. O catalisador foi adicionado com uma bomba doseadora a uma taxa de 1 parte de catalisador para 5000 partes de lactido numa base molar. O sistema de reacção foi coberto com azoto. Os recipientes reactores consistem em dois reactores em série de tanque em agitação contínua (CSTR). O primeiro tinha uma capacidade de 1 galão (3,785 1) e o segundo tinha a capacidade 5 galões. Os reactores funcionaram cheios de líquido a 60-80% e a 170-180°C. As bombas de fusão do polímero moveram o líquido de CSTR1 para CSTR 2, e de CSTR 2, através de um molde, para uma caleira de água de arrefecimento. O fio de polímero assim produzido foi recolhido da caleira por um peletizador e armazenado na forma de peletes. O polilactido peletizado foi colocado numa tremonha de secagem e seco a 40°C a ar seco circulante. Foram extraídas amostras após uma hora e quatro horas. Estas amostras foram a seguir processadas através de uma extrusora de um só fuso Brabender®, com um tempo de retenção de aproximadamente 3 minutos. As amostras foram analisadas quanto à humidade por um aparelho 53 automático Karl Fischer e quanto à massa molecular por GPC (o método do Exemplo 1). Os resultados destes testes são mostrados na Tabela 13 seguinte. TABELA 13

Amostra Temperatura da Extrusora (C) Massa Molecular Média Inicial 63.000 Seca 1 hora (1200 ppm H2O) 137 44.000 145 48.000 162 35.000 179 30.000 Seca 4 horas (150 ppm H20) 140 63.000 140 69.000 160 65.000 178 68.000

Estes resultados mostram o efeito negativo de água na resina de polímero de lactido durante a polimerização por fusão e a necessidade de secar devidamente o polilactido antes do processamento por fusão. EXEMPLO 9

Degradação de Polilactido Cristalino e Amorfo

Duas referências na literatura da especialidade revelam que o poli(D,L-lactido) se degrada mais depressa do que o poli(L-lactido), atribuindo o resultado à cristalinidade de poli(L-lactido). Trata-se de: Kulkami et al., T Biomed. Mater. Res.. vol. 5, págs. 169-181, (1971); Makino et al., Chem. Pharm. 54

Buli., vol. 33, págs. 1195 -1201, (1985). Realizou-se um experimento para medir o efeito de cristalinidade na degradação do polímero, que é descrita a seguir.

Uma amostra de polilactido amorfo (transparente e com uma cristalinidade inferior a 1%, com base em DSC) e uma amostra de polilactido cristalino (opaco e com uma cristalinidade de quase 50 %, com base em DSC) foram sujeitas a biodegradação num teste de composto (50°C com ventilação). O aparelho DSC foi um calorímetro de varrimento diferencial de TA Instruments, Inc., modelo 910 com sistema de suporte computorizado DuPont 9900 tipicamente programado para aquecimento a uma taxa de 10°C por minuto até 200°C. As amostras tinham composição óptica diferente, sendo a amostra cristalina mais de 90% de poli(L-lactido) e sendo a amostra amorfa menos de 80% de poli(L-lactido) sendo o resto ou poli(D,L-lactido) ou poli(meso-lactido). Amostras de cada polímero foram sujeitas a um teste de composto que incluía misturar um composto estabilizado e fornecer uma fonte de ar humidificado enquanto se mantinha uma temperatura de cerca de 50°C. A amostra amorfa ficou completamente degradada após 30 dias de compostação. A amostra cristalina ficou apenas degradada em 23%, com base em dióxido de carbono depois do mesmo período de tempo.

Amostras adicionais destes dois polímeros foram sujeitas a hidrólise química a 50°C (a hidrólise é tida como o passo limitador de velocidade no processo de biodegradação). O procedimento de hidrólise química incluía colocar 0,1 g de polilactido em 100 ml de um tampão fosfato 0,2 M (pH = 7,4). As amostras foram mantidas durante 1 semana, depois filtradas, lavadas com água desionizada e secas a 25°C sob vácuo. A massa molecular média inicial para cada amostra foi de cerca de 70 000. Após 1 semana, a amostra amorfa tinha uma massa molecular média de 10 000 e a amostra cristalina tinha uma massa molecular média de 45 000, determinada por GPC (o método do Exemplo 1).

Nenhuma das amostras apresentava qualquer perda de peso significativa nesta altura.

Ambos estes testes demonstram que a degradação de polilactido cristalino é mais lenta que a degradação de polilactido amorfo. EXEMPLO 10

Efeito de Concentração de Monómero em Módulo de Película

Polilactido foi precipitado em metanol a partir de uma solução de clorofórmio a fim de remover o monómero de lactido residual. A análise de GPC (o método do Exemplo 1) mostrou que o polímero precipitado continha 0,0% de lactido. O polímero foi dissolvido em clorofórmio para fazer uma solução a 10%, em peso, e voltou-se a adicionar lactido para fazer 5 soluções separadas que, após remoção do clorofórmio, se calculou terem produzido películas contendo 0,0, 0,2, 0,4, 1,0 e 4,0%, em peso, de lactido em polilactido. Estas soluções foram fundidas por solvente em vidro, secas de um dia para o outro à temperatura ambiente numa coifa, e removidas para um forno de vácuo. Estas películas foram suspensas no forno de vácuo e secas a 30°C durante 72 horas. A análise GPC das películas secas a vácuo mostraram níveis de lactido medido de 0,0, 0,0, 0,0 0,7 e 3,7%, em peso.

As películas foram a seguir testadas quanto a módulo de película utilizando-se um procedimento ASTM D882.

Os resultados são mostrados a seguir na Tabela 14. TABELA 14 %Lactido Tracção (psi médio) Desv. Padrão %Alongamento Desv. Padrão Mód. Elático (psi médio) Desv. Padrão 0 5490 636 2,85 0,14 730 000 103 000 0 6070 123 2,85 0,22 818 000 35 000 0 5670 227 2,75 0,27 779 000 44 000 0,7 5690 343 4,04 1,12 749 000 58 000 3,7 5570 458 3,33 1,43 738 000 66 000 Nota: 1 psi = 6,9 Mpa EXEMPLO 11

Taxa de Absorção de Água Versus Composição Óptica

Amostras de polilactido, feitas de 80% de L-lactido e 20% quer de D,L-lactido quer de meso-lactido, foram moídas para passarem por um crivo de malha 20. As amostras foram secas e desvolatilizadas sob vácuo e a seguir removidas para uma câmara de humidade constante e mantidas a 24°C e a uma humidade relativa de 50%. A taxa de retenção de humidade foi determinada gravimetricamente, com os resultados finais verificados por análise de água de Karl-Fischer. A taxa de retenção de humidade é mostrada a seguir na tabela 15. TABELA 15

Tempo (Minutos) Aumento de Peso em Partes Por Milhão L/D,L Polímero L/Meso Polímero 57 10 600 1000 30 1100 1500 60 1500 1800 120 1600 2100 870 2100 2600 Karl-Fischer 3000 2600 EXEMPLO 12

Teste Padrão de Estabilidade à Fusão

Procedeu-se a um teste padrão para determinar a estabilidade à fusão, a saber:

Uma pequena amostra (200 g ou menos) de polímero é moída ou peletizada e desvolatilizada, sendo suspensa sob vácuo (cerca de 10 mm Hg, 1333 Pa) a uma temperatura de 130°C ou menos durante 18 horas. Neste ponto, o teor em lactido residual seria de 1%, em peso, ou menos. Porções (1-5 gramas) da amostra desvolatilizada foram a seguir colocadas num frasco de 16 ml, tapado hermeticamente e colocadas num banho de óleo a 180°C. As amostras foram retiradas a intervalos de 15 minutos e 1 hora e analisadas quanto a teor em lactido por GPC ou outras técnicas apropriadas. O lactido que pode ser recolhido nas porções do arrefecedor do frasco é incluído na elaboração do produto e no teste. O polilactido estabilizado por fusão apresentará menos de 2% de lactido na amostra dos 15 minutos, e mais preferivelmente menos de 2% na amostra de 1 hora. Os polilactidos mais fortemente estabilizados manterão teores em lactido inferiores a 1% tanto nas amostras de 15 minutos como nas de 1 hora, de preferência menos de 0,5%. Um polilactido não estabilizado pode alcançar o teor de equilíbrio em lactido, a 180°C, de 3,6%, em peso, ou pode ir até um valor

mais elevado, pois o lactido é conduzido da fusão do polímero e recolhido nas paredes de topo do arrefecedor do frasco. EXEMPLO 13

Experimentos de Eliminador de Água

Peletes secos de polilactido foram processados numa extrusora de dois fusos para desvolatilizar e para preparar uma porção com 0,5%, em peso, de um eliminador de água (Stabaxol® P). Os fios à saída da extrusora foram arrefecidos numa caleira de água e cortados em peletes. Amostras do controlo e a amostra de teste foram então analisadas pela técnica de Karl Fischer para teor em humidade, sem secagem. A amostra de controlo continha 1 700 ppm de água, a amostra de teste tinha 450 ppm de água. A amostra de controlo foi a seguir seca sob azoto a 40°C, reduzindo o teor em água para 306 ppm. Uma amostra de controlo seca por vácuo tinha 700 ppm de água. A amostra de teste assim produzida e as amostras de controlo secas foram a seguir processadas numa extrusora de um só fuso (Brabender®) de Vi' a 160°C, com um tempo de retenção de 3 minutos. A massa molecular média para a amostra de controlo seca caiu de um valor inicial de 44 000 para um valor final de 33 000 para a amostra de água de 306 ppm e para 28 000 para a amostra de água de 700 ppm. A massa molecular média da amostra de teste caiu de um valor inicial de 40 000 para um valor final de 33 000.

Esta amostra revela como o eliminador de água protegeu o polímero da retenção de água, fornecendo a mesma estabilidade como uma intensa secagem da amostra de controlo. Quando se combina um eliminador de 59 água com secagem apropriada, é de esperar a obtenção de uma estabilidade ainda maior. EXEMPLO 14

Qptimizacão de Concentração Catalítica

Uma mistura de 80% de L-lactido e 20% de D,L-lactido foram polimerizadas utilizando-se três níveis diferentes catalisador de bis(2-etilhexanoato) de estanho (II). Prepararam-se lotes de monómero/catalisador a relações molares de 1000:1, 3000:1 e 20 000:1. Os tempos de polimerização foram ajustados para se alcançar uma elevada conversão sem serem excessivamente longos, provocando desse modo degradação na fusão. Os tempos de reacção foram de 1,2 e 20 horas, respectivamente. A temperatura de polimerização foi de 180°C Os polímeros foram moídos para um pó grosso e desvolatilizados a 125°C e 10 mm Hg (1333 Pa) de um dia para o outro. As amostras foram a seguir moídas de novo e porções de 1 grama de cada foram colocadas em frascos silanizados, com capacidade de 16 ml. Os frascos foram selados e colocados num banho de óleo a 180°C. Os frascos foram a seguir removidos a tempos diferentes e as amostras foram analisadas por GPC após dissolução em clorofórmio. As massas moleculares e teores em lactido são indicados a seguir na Tabela 16. TABELA 16

Amostra Lactido Tempo(min) Massa Molecular Média Massa Molecular Média Peso % 1000:1 0 39.000 81.300 0,8 5 28.100 57.300 2,4 15 25.800 49.700 2,8 60 30 23.100 43.800 3,7 60 22.800 43.200 3,6 3000:1 0 53.100 113.600 0,6 5 39.000 76.400 0,4 15 30.300 65.400 1,9 30 29.000 60.400 2,7 60 28.200 55.200 2,8 20000:1 0 89.200 184.000 0,0 5 81.200 165.100 0,0 15 54.300 134.600 0,1 30 51.100 119.600 0,0 600 49.500 111.000 0,0

Estes resultados mostram a vantagem de optimizar o nível de r catalisador utilizado no processo de polimerização. E de notar que os benefícios tanto da reformação de lactido como da retenção da massa molecular são obtidos a partir de reduzidos níveis de catalisador (relação monómero/catalisador mais elevada).

Crê-se que os níveis de catalisador devem ser limitados a 1.000:1 para o elevado fim de utilização do catalisador, sendo mais preferível 3.000:1 e apresentando uma estabilidade algo melhor. Todavia, níveis inferiores, tais como 20.000:1 revelam uma estabilidade muito melhor. Para além deste nível, crê-se que as taxas de polimerização se tomam demasiado lentas para ser praticáveis. EXEMPLO 15

Remoção de Catalisador de Estanho do Poli lactido por Precipitação 61 45 grãos de L-lactido e 13 gramas de D,L-lactido foram introduzidos com 78 miligramas de ácido láctico cristalino num frasco de fundo redondo de 200 ml. Este foi aquecido a 180°C com agitação magnética num banho de óleo e coberto com azoto seco. Adicionou-se catalisador na forma de bis(2-etil hexanoato) de estanho (II) na forma de 0,20 ml de uma solução a 0,47g/ml em THF depois do lactido fundido estar na temperatura. As misturas foram deixadas sob agitação durante um minuto e a seguir vazadas por pipetas durante 1 minuto em 3 frascos de vidro silanizado, que foram a seguir selados e colocados num banho de óleo a 180°C durante 75 minutos. Os frascos foram deixados arrefecer e o polímero foi recuperado quebrando-se o frasco. O polímero foi moído para um pó grosso e dissolvido em clorofórmio para fazer uma solução a 10%. O polímero continha 3,8% de monómero residual e tinha uma massa molecular média numérica de 70 000, conforme determinado por medição de GPC (o método do Exemplo 1). 500 ml de metanol foram colocados num frasco misturador de vidro de 1 litro. O frasco misturador foi ajustado para velocidade média e 50 ml do polímero em solução de clorofórmio foram derramados durante um período de três minutos. Após um minuto de mistura adicional, a mistura foi filtrada, a seguir enxaguada com 100 ml de metanol e seca de um dia para o outro sob vácuo. O polímero tinha a forma de uma cobertura fibrosa. Continha 0,3% de monómero residual e uma massa molecular média numérica de 66.900. O nível de estanho medido no polímero precipitado foi de 337 ppm, em peso, em comparação com um valor calculado de 466 ppm para o polímero produzido desta maneira. Este resultado indica a praticabilidade de reduzir níveis de catalisador residual em polímeros de lactido por precipitação por solvente com a vantagem de uma melhor estabilidade, como referido em detalhe no Exemplo 14. EXEMPLO 16

Processabilidade por Fusão Versus Massa Molecular e Viscosidade r O índice de Fluxo de Fusão (MI) é especificado pelo método D-1238 ASTM e é frequentemente usado como uma medida prática de viscosidade para aplicações de processamento. Um índice de fluxo de fusão mais elevado corresponde a uma viscosidade mais baixa. Os valores desejados de índice de fluxo de fusão variam de 0,1-2 para uma operação de extrusão típica, 10-20 para extrusão de película ou revestimento de papel, e 1-10 para moldagem por injecção.

Com base em medições de viscosímetro capilar, os requerentes calcularam o índice de fluxo de fusão em função da temperatura e massa molecular, sendo os resultados apresentados na Tabela 17.

Tabela 17

Massa Molecular Média Numérica Massa Molecular Média Numérica índice de Fluxo de Fusão (Cale) (% 150°C (¾ 175°C (% 200°C 50.000 100.000 75 1600 36000 75.000 150.000 18 400 9000 100.000 200.000 6 140 3000 150.000 300.000 1,5 34 800 200.000 400.000 0,6 13 300 250.000 500.000 0,3 6 120 300.000 600.000 0,1 3 70 63 O processamento de polilactido a uma elevada temperatura é indesejável porque tanto a reformação de lactido como as reduções de massa molecular se tomam mais difíceis à medida que a temperatura aumenta. O efeito da temperatura na degradação é mostrado, por exemplo, por Jamshidi et al., Polymer, vol.29, págs. 2229-2234 (1988), aqui incorporado como referência e descrito em detalhe em anteriores exemplos experimentais. Uma temperatura aceitável varia com a estabilidade do polímero e a temperatura de processamento. A Tabela anterior revela que, para polímeros não estabilizados, que poderiam ser processados a 150°C, seria apropriado um limite superior de 100.000 para a massa molecular média numérica para se obter uni índice de fluxo de fusão próximo de 10 (como poderia ser usado para moldagem por injecção). Para polímeros ligeiramente estabilizados, que poderiam ser processados a 175°C sem degradação ou reformação de lactido, a massa molecular média numérica poderia ser tão elevada como 250.000 com uma massa molecular média de 500.000. Para os polímeros mais estabilizados, que poderiam ser processados a 200°C ou mais, a massa molecular será apenas limitada pelo grau de pureza do lactido. Os requerentes, que podem trabalhar a índices de fluxo de fusão inferiores, terão uma maior tolerância para uma mais elevada massa molecular. É de notar que as temperaturas de processamento são para processamento posterior, e que a operação de desvolatilização será ffequentemente realizada a temperaturas superiores para remoção efectiva do lactido.

Será evidente, contudo, mesmo embora estas numerosas características e vantagens do invento tenham sido referidas na descrição 64 anterior, juntamente com detalhes da estrutura e função do invento, a revelação é apenas ilustrativa e podem ser feitas alterações em detalhe, especialmente quanto a forma, dimensão e ordenamento das partes ou na sequência da regulação dos tempos dos passos, dentro dos termos em que são expressos nas reivindicações anexas.

Lisboa, 5 de Setembro de 2000

JORGE CRUZ

Agente Oficial da Propriedade Industrial RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA

Claims

- 1 -

REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de um anti-oxidante numa composição de polilactido tendo uma massa molecular numérica de pelo menos 10 000, um teor em água não superior a 1 000 ppm e uma concentração residual em monómero de lactido de menos de 2%, em peso, para inibir a formação de lactido numa fusão da composição de polilactido, em que a dita inibição é tal, que uma amostra de 5 g da composição de polilactido, desvolatilizada a uma taxa de lactido de 1%, em peso, colocado num frasco de 16 ml à pressão atmosférica, sendo esse frasco a seguir fechado hermeticamente, colocado num banho a 180°C durante uma hora, apresentará menos de 2%, em peso, de lactido.
2. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que: o referido polilactido compreende um produto de reacção de uma mistura de lactido compreendendo: 5-50%, em peso, de meso-lactido; e L-lactido
3. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o referido polilactido tem uma massa molecular média numérica situada na gama de 10 000 a 300 000.
4. Utilização de acordo com a reivindicação 3, em que: o referido polilactido tem uma massa molecular média numérica situada na gama de 15 000 a 150 000.
5. Utilização de acordo com a reivindicação 4, em que o polilactido é o produto de reacção da polimerização de uma mistura de lactido 2 compreendendo 5%, em peso, a 50%, em peso, de meso-lactido e 95%, em peso, ou menos, de L-lactido.
6. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o anti-oxidante é um composto contendo fosfito.
7. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o anti-oxidante é um composto fenólico.
8. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que o anti-oxidante é seleccionado de entre o grupo formado por: fosfítos de trialquilo, fosfitos mistos de alquilo/arilo, fosfítos de arilo alquilado, fosfítos de arilo de inibição estérica, fosfitos espirocíclicos alifáticos, espirocíclicos fenílicos de inibição estérica, bifosfonitos de inibição estérica, propionatos de hidroxifenilo, hidroxibenzilos, bifenóis de alquilideno, alquil fenóis, aminas aromáticas, tioéteres, aminas inibitivas hidroquinonas e suas misturas.
9. Utilização de acordo com a reivindicação 1, em que a composição inclui catalisador residual numa quantidade resultante da polimerização de uma relação molar de monómero para catalisador superior a 3000:1, de preferência superior a 10 000:1.
10. Utilização de acordo com as reivindicações 1-9, em que o anti-oxidante foi adicionado antes da polimerização de lactido para produzir o polilactido.

JORGE CRUZ Agente Oficial da Propriedade Industria/ RUA VICTOR CORDON, 14 1200 LISBOA Lisboa, 5 de Setembro de 2000