[논문]메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합과 그 특성에 관한 연구

이상준; 김인태

doi:10.12925/jkocs.2016.33.4.698

초록
AI-Helper

본 연구는 메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합과 그 특성에 관한 연구를 진행하였다. 폴리에틸렌 왁스 중합에 사용되는 다양한 중합 조건을 시도하였다. 낮은 분자량을 갖는 폴리에틸렌 중합에 널리 이용되는 Ziegler-Natta 촉매와는 다른 여러가지 구조의 리간드를 갖는 다양한 메탈로센 촉매가 중합 특성에 미치는 영향에 대한 연구와 촉매의 수소 반응성에 관한 연구를 진행하였다. 또한 연쇄이동제인 수소량에 따른 분자량의 변화와 에틸렌 가스의 비율에 따른 분배를 관찰하였다. 마지막으로 본 연구에서는 폴리에틸렌 왁스의 중합에 적합한 메탈로센 촉매 구조를 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, we have studied the polymerization of polyethylene wax using metallocene catalysts and its physical properties. Various polymerization conditions were tried for polymerization of polyethylene wax. We have evaluated hydrogen reactivity and studied on characteristics of polymerization e...

In this study, we have studied the polymerization of polyethylene wax using metallocene catalysts and its physical properties. Various polymerization conditions were tried for polymerization of polyethylene wax. We have evaluated hydrogen reactivity and studied on characteristics of polymerization effected by ligand structure of metallocene catalysts against Ziegler-Natta catalysts which are widely used for polymerization of polyethylene. We have also checked hydrogen used for chain transfer agent, molecular weight change and distribution by different ratios of ethylene gas. Finally, we suggest proper structure of metallocene catalysts for polymerization of polyethylene wax.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

Bis (n-butylcyclopentadienyl)Hafnium dichloride (85722-08-3) 이하 MBuCp(Hf)의 6가지 촉매를 사용하여 각각 온도조건과 연쇄이동제인 수소의 비를 조절하여 중합을 하였다. 각 중합 조건별 촉매 활성 비교하는 연구를 진행하여 왁스의 특성과 수소 반응성을 비교하고 낮은 분자량을 갖는 왁스를 합성하는 최적의 촉매를 찾는 연구를 진행하였다.

제안 방법

폴리에틸렌 왁스의 각각 촉매별 중합 특성 평가하였다. 본 연구진은 분자량 1,000 g/mol 이하, 1.1 이하의 분자량 분포(PDI)를 갖는 고기능성 왁스를 중합하기 위해 촉매와 리간드의 분자 구조 설계를 통한 중합을 진행하였다.[15] 중합에 사용된 촉매는 Fig.

대상 데이터

질소는 액화질소를 기화시켜 CaSO₄ 컬럼을 통과시켜 수분을 제거한 후 사용하였으며, 물과 산소에 민감한 시약과 화합물은 모두 글러브 박스하에서 진행하였다. 실험에 사용한 용매는 메탈로센 촉매는 모두 s-PCI사에서 제공받아서 진행하였다. 이때 촉매의 순도는 모두 98.

성능/효과

각각의 리간드에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 70℃에서 연쇄 이동제(Chain Transfer Reagent) 수소를 20 mL하에 DMSMBI 촉매를 사용하였을 때 가장 작은 분자량인 M_W 값이 11520 g/mol을 갖는 것으로 보아 폴리에틸렌 왁스에 적합한 촉매인 것을 알 수 있었다. 다양한 메탈로센 촉매를 연구하여 저분자를 갖고 높은 촉매 수율을 갖는 고분자 합성에 대한 연구를 진행해야 할 것이다.
따라서 연쇄 이동제(Chain Transfer Reagent) 수소를 주입 실험 시 70 ℃에서 진행하였다. 금속의 효과를 살펴본 결과 지르코늄이 하프늄보다 더 좋은 촉매 수율을 보이는 것을 알 수 있었다. 분자량 조절제는 수소를 사용하였을 때, 수소와 주원료인 에틸렌 가스의 주입비에 의하여 분자량을 조절할 수 있다.
수소인 연쇄이동제(Chain Transfer Reagent)를 사용하지 않은 조건에서는 70 ℃에서 EBTHI 촉매를 사용한 중합이 16480 g/mol로 가장 낮은 분자량을 갖는 것을 알 수 있었다. 이 결과 70 ℃가 가장 좋은 중합 조건임을 알 수 있었다.

후속연구

70℃에서 연쇄 이동제(Chain Transfer Reagent) 수소를 20 mL하에 DMSMBI 촉매를 사용하였을 때 가장 작은 분자량인 M_W 값이 11520 g/mol을 갖는 것으로 보아 폴리에틸렌 왁스에 적합한 촉매인 것을 알 수 있었다. 다양한 메탈로센 촉매를 연구하여 저분자를 갖고 높은 촉매 수율을 갖는 고분자 합성에 대한 연구를 진행해야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	왁스의 분류는?	왁스는 천연왁스, 합성왁스, 배합왁스로 분류되며, 폴리에틸렌 왁스는 합성왁스의 합성탄화수소 왁스에 속한다[1,2]. 이 중 합성 왁스는 열분해 왁스, 중합 폴리에틸렌 왁스 등이 있다[3,4].
	합성 왁스의 종류는?	왁스는 천연왁스, 합성왁스, 배합왁스로 분류되며, 폴리에틸렌 왁스는 합성왁스의 합성탄화수소 왁스에 속한다[1,2]. 이 중 합성 왁스는 열분해 왁스, 중합 폴리에틸렌 왁스 등이 있다[3,4]. 낮은 중합도의 저분자 왁스 또는 고분자의 왁스를 열분해함으로써 낮은 용융온도와 용융 점도를 갖는 왁스로 제조할 수 있다.
	중합방법을 통한 고기능 왁스 제조에 초점을 맞춘 연구를 진행한 이유는?	생산 제품 및 공정 조건에 따라 차이가 크다. 그러나 열분해 폴리에틸렌 왁스는 공정 특성상 분자량과 분자량 분포 조절이 불가능하여 제품의 균일도 및 획일화된 제품의 생산이 어려워, 특수용도의 적용이 불가하다. 따라서 중합방법을 통한 고기능 왁스 제조에 초점을 맞춘 연구를 진행하였다.

참고문헌 (17)

Krupa, I., Luyt, A. S. J Appl Polym Sci 81, 973(2001).

상세보기
Anderson, J. A., Maclaren F. H. US Patent 2, 504, 270(1950).
Tsuchiya, Y., Sumi, K. J Polym Sci 2, 15(1968).
Chang, M. US Patent 4, 914, 253(1990).
Umare, P. S., Tiwari, A. J., Antony, R., Tembe, G. L. and Trivedi, B. J Mol Catal A-Chem 242, 143 (2005).
Svejda, S.A., Brookhart, M., Organometallics 18, 65(1999).

상세보기
Heukelbach, D., Luft, G. Fluid Phase Equilibr 146, 191(1998).
Salaices, M., Goin, J. CEH Product review waxes, SRI international (1990).
Jin, Y. H., Park, H. J., Im, S. S., Kwak, S. Y., Kwak, S. Macromol. Rapid Commun. 23, 135(2002).

상세보기
Singh, D., Merrill, R. P. Macromolecules 4, 599(1971).

상세보기
Umare, P. S., Tiwari, A. J., Antony, R., Tembe, G. L. and Trivedi, B. Appl. Organometal. Chem. 21, 653 (2007).
Hohner, G., Herrmann, H.-F. US Pat. 6080902, (2000).
Finlayson, M.F., Guerra, R.F., Garrison, C.C., Guest, M.J., Kolthammer B.W.S., Ueligger, S.M., D.R. Parikh, US Pat. 6335410, (2002).
Kaminsky, W., Steiger, R. Polyhedron 7, 2375(1988).

상세보기
Kaminsky, W., Luker, H. Macromol Rapid Comm 5, 25(1984).
Huang, C., Ahn, J., Kwon, S., Kim, J., Lee, J., Han, Y., Kim, H. Appl Catal A-Gen 258, 173(2004).

상세보기
Eshuis, J. J. W., Tan, Y. Y., Meetsma, A., Teuben, J. H., Renkema, J., Evens, G. G. Organometallics, 11, 362(1992).

상세보기

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합과 그 특성에 관한 연구
Study on the polymerization of polyethylene wax using metallocene catalysts and its physical properties 원문보기

초록
AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (17)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합과 그 특성에 관한 연구 Study on the polymerization of polyethylene wax using metallocene catalysts and its physical properties 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

참고문헌 (17)

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김인태 (20)

관련 콘텐츠

원문 보기

원문 URL 링크

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

메탈로센 촉매를 이용한 폴리에틸렌 왁스의 중합과 그 특성에 관한 연구
Study on the polymerization of polyethylene wax using metallocene catalysts and its physical properties 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper