초록 ▼

제 1 장 서론
제 1 절 과제의 개요
“PPE 소재 제조를 위한 원천·복합기술”은 Polyphenylene Ether(PPE)의 모노머인 2,6-Dimethylphenol(2,6-DMP)을 제조하는 기술과 중합용 급의 2,6-DMP를 얻기 위한 고순도 단량체 분리·정제 기술, 그리고 2,6-DMP로부터 PPE 제조를 위한 산화 중합 기술, 그리고 PPE 소재의 장점을 살리면서 PPE의 약점인 성형성을 개선하여 다양한 용도의 소재로 개발하기 위한 PPE의 물성제어 기술 및 2,6-DMP제조 시 병산되는 o-Cresol을

제 1 장 서론
제 1 절 과제의 개요
“PPE 소재 제조를 위한 원천·복합기술”은 Polyphenylene Ether(PPE)의 모노머인 2,6-Dimethylphenol(2,6-DMP)을 제조하는 기술과 중합용 급의 2,6-DMP를 얻기 위한 고순도 단량체 분리·정제 기술, 그리고 2,6-DMP로부터 PPE 제조를 위한 산화 중합 기술, 그리고 PPE 소재의 장점을 살리면서 PPE의 약점인 성형성을 개선하여 다양한 용도의 소재로 개발하기 위한 PPE의 물성제어 기술 및 2,6-DMP제조 시 병산되는 o-Cresol을 정밀화학 제품 생산에 활용하는 2,6-DMP 및 부산물 활용기술 등 다수의 독립적 요소기술과 요소기술의 연계로 일관생산라인을 형성할 수 있는 통합형 기술로 특징되어진다. 또한 PPE 소재는 5대 엔지니어링 플라스틱 중 국내 생산이 되지 않는 유일한 제품으로 탁월한 특성 때문에 응용분야의 확장이 진행되고 있는 성장 잠재력이 커서 국산화가 시급한 기반 소재 분야이다. PPE 자체로는 가공성이 낮기 때문에 자체로는 사용되지 않으며 High-impact polystyrene(HIPS) 또는 Polyamide(PA)와 블랜드 되어 CD-ROM Drive, Tray, Printer Carriage 등 강성과 내열성을 요구하는 전기 전자용 재료, OA 분야 등에 광범위하게 이용되고 있으며 최근에는 Chassis 등의 자동차 소재용도로 사용도 증가하고 있는 상황이지만, 국산화 되어 있지않아 관련 소재를 100% 수입에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 수입 대체 효과가 클 것으로 기대므로 국내의 생산기술 확보가 필히 요구된다.

아래의 그림은 본 제안과제에서 개발될 제품에 대한 화학구조식 및 생산 공정을 보여준다.
제안된 “PPE 소재 제조를 위한 원천 복합기술 개발”은 다음과 같이 설명할 수 있다.
“위치 선택 메틸화 반응에 의한 DMP 제조 기술”은 페놀의 메틸화 반응에 의해 PPE(Polyphenylene Ether)의 모노머인 2,6-dimethyl Phenol (이하 2,6-DMP)을 제조하는 기상 메틸화 촉매/공정 기술과 메틸화 반응 후, 미반응물을 회수하여 재사용하는 기술 및 2,6-DMP와 o-Cresol을 제품화 하기위한 정제 기술을 포함한다.

고분자량의 PPE 제조를 위해서는 모노머인 2,6-DMP의 순도가 매우 중요하며, 특히 Para 위치가 점유된 p-Cresol이나 2,4-DMP 등의 불순물 함량을 극히 제한해야 한다. (상기 불순물은 2,6-DMP의 산화 중합 시 중합체 사슬의 성장을 억제시킴) 이를 위해서 2,6-DMP 제조단계에서 상기 불순물의 생성이 억제되는 고도의 위치 선택성을 갖는 촉매를 개발하는 것이 핵심기술이다.
1단계에서 개발한 메틸화 촉매의 제조기술과 2,6-DMP의 합성, 그리고 2,6-DMP의 분리 및 회수에 대한 기술에 대해서 Scale-up 실증을 계획하고 있다. 본 과제를 통해서 개발한 각 단계의 기술은 기존에 상업화 되어 있는 기술과 대비하여, 충분히 경쟁력 Process라고 확신한다.

“PPE 분자구조 제어 및 제조공정 기술” 관련 기술은 PPE 제조 과정중 생성된 부반응인 C-C 산화 커플링 반응은 의한 분자량 저하의 주된 요인이며 생성된 DPQ(3,3',5,5'-tetramethyldiphenoquinone)는 최종 제품에 잔류하는 경우에는 색상을 유발하며, 또한 PPE 제조 과정중 생성된 부산물인 물은 중합촉매를 비활성화 시키므로 촉매의 활성 저하를 막는 기술이 요구된다.
PPE 중합품의 상용화를 위해서는 중합, 회수, 세정, 건조, 보관 및 용매 재생에 대한 기술 개발이 요구되는데, 중합의 핵심 기술인 모노머-촉매-용매의 recipe 개발 및 scale-up 연구와 더불어 회수 장치, PPE에 잔류하는 촉매, 부산물인 DPQ, 용매를 제거하는 세정 및 건조 기술에 대한 기초 연구를 수행하고자 하며 PPE 중합품의 블랜드 물성 평가는 중합된 PPE를 사용하여 내열성, 강성, 치수 안정성 등을 요구하는 여러 가지 Frame 용도(예, CD-ROM Tray, Printer Chassis 등)에 적용하여 시판되는 PPE 레진과 비교 평가를 진행하고자 한다.
PPE의 핵심 Monomer인 2,6-dimethylphenol 의 개발과 더불어 PPE 소재생산기술 개발을 성공할 경우 해외 경쟁사 보다 비교우위 경쟁력이 확보되어 관련 산업경쟁력이 크게 향상될 것으로 전망된다.

“PPE계 친환경 난연 복합소재 개발” 관련 기술은 다수의 독립적 요소기술과 요소기술의 연계와 복합화로 가능한 기술 분야로 PPE와 다른 고분자와의 Alloy를 통하여 PPE 고유의 난연 특성이 저하되므로 원 소재의 기계적 물성, 충격 특성 및 전기적 특성을 저해하지 않으면서도 난연성을 확보할 수 있는 적절한 난연 System을 적용하여 이를 보완할 필요가 있다.
난연화에 가장 많이 적용되고 있는 공지의 방법은 수지에 Halogen계 화합물과 안티몬계 화합물을 병용 적용하여 난연성을 부여하는 것이나 Halogen을 포함하는 화합물은 가공 시 발생하는 Halogen화 수소 가스로 인하여 사출 성형 시 금형이 손상을 받을 수 있고, Halogen계 난연제의 주성분인 폴리 브롬화 디 페닐에테르는 연소 시 인체에 치명적인 영향을 끼칠 수 있는 다이옥신, 퓨란 등과 같은 매우 유독한 가스를 발생할 가능성이 높기 때문에 EU등 선진국에서는 RoHS, PoHS와 같은 규제를 통하여 이에 대한 사용을 규제하고 있으며 최근에는 Halogen계 난연제 자체를 규제하는 등 친 환경적인 난연 소재의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.

불행하게도 현재까지 개발된 Non halogen 난연제는 Halogen계 난연제 대비 가격 및 첨가량이 높고, 소재의 기계적 물성을 저하시키는 등 단점이 있어 non halogen 소재의 개발에 어려움이 있으나 자체 난연성을 갖는 PPE는 Alloy를 통해 난연성이 감소되더라도 일반 범용 고분자 대비 적은 난연제 첨가로도 충분히 난연 효과를 낼 수 있다는 장점이 있어 향후 PVC등의 대체 등 시장의 성장 가능성이 높은 소재이므로 이에 대한 국산화 소재개발 및 기술 확보가 절실한 실정이다.

“PPE계 고강성ㆍ전도성 복합수지 개발”은 폴리페닐렌에테르 [Poly (phenylene ether), PPE] 수지를 고강성 플라스틱 및 기능성 필러 등과 컴파운딩하여 고강성, 전도성을 가지는 변성 PPE 복합수지를 제조하는 기술이며 강도, 내열성은 물론 기계적 특성, 전기적 특성, 성형가공성, 내열수성 등이 우수하여 알루미늄 등의 다이캐스팅 금속 대체제로서 사용이 가능할 뿐만 아니라 전도성을 부여함으로서 전기·전자 제품의 ESD 용 및 자동차 전착 도장용 외장재 등 다양한 용도로 사용가능하다.
기술개발의 핵심은 수지의 조성분 조건의 선정, 기능성 필러의 선정 및 개질기술, 콤파운딩 조건의 확립과 물성, 기능성 향상을 위한 분산성 조절 및 모폴로지 제어 기술, 기능성 평가기술, 응용기술, 실용화 기술, 양산화 기술 등이 있다.

(출처 : 본문 제 1 장 서론)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2목차 ... 3제 1 장 서론 ... 4 제 1 절 과제의 개요 ... 4제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 (기술개발 내용 및 방법) ... 7 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 7 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 8 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 8 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 18 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 19제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 24 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 24 1. 연구개발 추진 일정 ... 24 2. 연구개발 추진 실적 ... 36 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 ... 51 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 58 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 58 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 60 제 4 절 고용 창출 효과 ... 62 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 62끝페이지 ... 63