온실가스 가운데 하나인 이산화탄소를 활용하기 위한 연구의 일환으로 프로필렌옥사이드와 사이클로헥신옥사이드, 그리고 이산화탄소를 원료로 하고 zinc glutarate를 촉매로 하여 여러가지 조성의 삼원공중합체가 합성되었다. 이고분자는 FT-IR, $^1H$-NMR, DSC을 이용하여 분석되었고, 이들의 유리전이온도는 poly(alkylene carbonate)의 두성분의 질량비와 일정한 관계를 가지며 Fox식과 비교적 일치함을 확인하였다.
온실가스 가운데 하나인 이산화탄소를 활용하기 위한 연구의 일환으로 프로필렌옥사이드와 사이클로헥신옥사이드, 그리고 이산화탄소를 원료로 하고 zinc glutarate를 촉매로 하여 여러가지 조성의 삼원공중합체가 합성되었다. 이고분자는 FT-IR, $^1H$-NMR, DSC을 이용하여 분석되었고, 이들의 유리전이온도는 poly(alkylene carbonate)의 두성분의 질량비와 일정한 관계를 가지며 Fox식과 비교적 일치함을 확인하였다.
In order to use carbon dioxide, one of the green house gases, terpolymers have been synthesized from propylene oxide, cyclohexene oxide, and carbon dioxide with zinc glutarate as catalyst. The polymers have been investigated with FT-IR, $^1H$-NMR, DSC. The glass transition temperatures of...
In order to use carbon dioxide, one of the green house gases, terpolymers have been synthesized from propylene oxide, cyclohexene oxide, and carbon dioxide with zinc glutarate as catalyst. The polymers have been investigated with FT-IR, $^1H$-NMR, DSC. The glass transition temperatures of terpolymers are dependendent upon mass ratio of the poly(alkylene carbonate by Fox equation.
In order to use carbon dioxide, one of the green house gases, terpolymers have been synthesized from propylene oxide, cyclohexene oxide, and carbon dioxide with zinc glutarate as catalyst. The polymers have been investigated with FT-IR, $^1H$-NMR, DSC. The glass transition temperatures of terpolymers are dependendent upon mass ratio of the poly(alkylene carbonate by Fox equation.
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제안 방법
CO2와 PO와 CHO를 초임계 CO2 상의 조건을 이용하여 poly(alkylene carbonate) 삼원공중합체를 합성하였다. 다른 조성을 가진 terpolymer의 유리전이 온도는 두 가지 공중 합체의 중간에 질량분율과 연관하여 분포되고 있으며 그 관계는 Fox식과 비교적 일치함을 확인하였다.
유리전이온도를 높이기 위하여 고리형 알킬기를 도입했을 경우, 예상했던 대로 100 ℃ 근방의 유리전이 온도를 가진 PAC를 만들 수 있었다. 본 연구에서는 이산화탄소와 두 개의 다른 에폭시드를 이용하여 PAC의 삼원공중합체를 만들고 그림 2 유리전이온도와 두 개의 에폭시드의 비율의 상관 관계를 조사하였다.
용매를 감압증류한 후 methanol에 함침시켜 중합체를 회수하였다. 이를 40 ℃의 vacuum drying oven에서 잘 말린 후 FT-IR, H-NMR, DSC를 이용하여 분석하였다.
대상 데이터
FT-IR은 Perkin Elmer, NMR은 Varian Unity-Inova 300MHz, Bruker 200MHz, DSC는 TA instrument사 DSC 2910을 사용하여 분석하였다.
0M solution in hexane)는 Aldrich Chemical Co.의 제품이며, zinc oxide는 Shino Pure Chemical의 제품을 사용하였다. epoxide는 CaH2를 1～2 g 넣은 후 약 1시간 정도 환류시켜 사용하였다.
epoxide는 CaH2를 1～2 g 넣은 후 약 1시간 정도 환류시켜 사용하였다. 이산화탄소는 서진 특수가스(주)의 99.99%+의 고순도용을 사용하였으며 methylene chloride(MC)는 덕산약품 공업주식회사의 제품을 건조한 molecular sieve(4A)에 통과시켜 수분을 제거하여 사용하였다. 중합반응에 사용한 고압반응기는 Parr사의 Medium Pressure Reactor를 이용하였다.
성능/효과
합성된 terpolymer의 DSC는 그림 6에 나타내었다. PO/CHO 비율 2:1, 1:1, 1:2 에 따라 유리전이온도(Tg)가 58.03 ℃, 70.6 ℃, 84.94 ℃로 서로 다른 물성치를 가지고 있음을 확인하였다. [표 2].
상의 조건을 이용하여 poly(alkylene carbonate) 삼원공중합체를 합성하였다. 다른 조성을 가진 terpolymer의 유리전이 온도는 두 가지 공중 합체의 중간에 질량분율과 연관하여 분포되고 있으며 그 관계는 Fox식과 비교적 일치함을 확인하였다.
또한 여러 가지 다른 조성에 대한 유리 전이 온도를 측정한 결과 두 개의 homopolymer의 유리전이온도와 일정하게 분포되어 나타남을 보여주었고 이는 Fox식에 의하여 계산된 값과 비교적 일치함을 보여주었다[8].
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기상이변의 원인은 무엇이라고 결론지어져 있는가?
이에 따라 발생되는 기상이변은 세계의 도처에서 일어나고 있으며 우리의 예상을 훨씬 뛰어 넘고 있다. 이러한 기상이변의 원인은 화석 연료의 무절제한 사용으로 인한 이산화탄소의 증가로 결론지어져 있다. 최근 여러 가지 자료를 보면 지구의 평균기온은 1~2 ℃정도 상승하였으며, 앞으로 2080년까지는 지구의 평균기온이 3℃ 이상 높아질 것이고, 해수면도 24 cm 정도 높아질 것이라고 전망을 했다.
각국은 이산화탄소의 양을 감소시키기 위하여 어떤 노력을 하고 있는가?
이렇게 증가되고 있는 이산화탄소를 감소시키기 위한 사회·경제적인 노력이 다각적으로 진행되고 있으며 이를 위한 국제적인 연대나 노력 또한 점차 강조되고 있는 실정이다. 각 국은 이산화탄소의 양을 감소시키기 위해 반도체 산업의 PFC를 규제하고, 자동차 배기가스 배출량을 규제하기 위해 대체 연료를 개발하는 등 각고의 노력을 기울이고 있다. 만약 앞으로 10년 내에 이산화탄소 배출량을 줄이지 못한다면, 지구를 살릴 수 있는 길은 점점 더 멀어져만 갈 것이다.
poly(alkylene carbonate)가 고무와 플라스틱으로 활용하기 어려운 이유는 무엇인가?
[표 1][3-7]. 표 1에서 보는 바와 같이 알킬기를 곁가지로 가진 PAC는 유리전이온도가 낮아 일반적인 플라스틱으로 활용이 어렵다. 또한 긴 알킬기를 가진 경우 유리전이온도가 아주 낮아지기는 하나, 고무로 활용될 정도로 충분히 낮아지지는 않는다. 유리전이온도를 높이기 위하여 고리형 알킬기를 도입했을 경우, 예상했던 대로 100 ℃ 근방의 유리전이 온도를 가진 PAC를 만들 수 있었다.
참고문헌 (8)
S. Inoue, H. Koinuma, and T. Tsuruta, "Copolymerization of Carbon Dioxide and Epoxide", PolyLett. 7, pp 287-292 1969.
S. Inoue, H. Koinuma, Y. Yokoo, and T.Tsuruta, "Sterochemistry and copolymerization of Carbpn Dioxide with Epoxycyclohexane" Die Makromolekulare Chemie, vol 143, pp 97-104 1971.
이윤배, 신은정, 유진이, "Poly(styrene carbonate)의 합성과 열분해에 의한 styrene carbonate의 제조", Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, 19 권 1호 pp 133-136 2008.
T. G. Fox, "Influence of diluent and of copolymer composition on the glass temperature of a polymer system", Bull. Am. Phy. Soc. 1권 123- 1956.
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