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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김일
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수4
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2015
Synthesis of Aliphatic Polycarbonate Initiated by Various Polyols and Catalyzed by Double Metal Cyanide Catalyst with Carbon Dioxide/Epoxides Copolymerization
윤성환
,
김일
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2015.10
학술대회자료
Synthesis of Aliphatic Polycarbonate by CO₂/Epoxide Copolymerization Using Double Metal Cyanide Catalyst
윤성환
,
변성진
,
김호앙
외 1명
한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집
2015.04
학술대회자료
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최근 이산화탄소의 활용에 대한 연구가 지속적으로 되고 있는 추세이다. 산업용 화합물로서 이산화탄소는 매장량이 크고 가격이 저렴하며 인체에 무해하므로 이를 중합에 활용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 이산화탄소와 에폭사이드 단량체를 이중금속시안염 촉매를 이용하여 개환 중합을 활용하는 방법이 가장 활발하게 연구되고 있다. 공업적으로 폴리카보네이트의 제조법은 비스페놀A와 포스겐을 축중합하는 용제법과 비스페놀A와 디페닐 카보네이트의 에스테르 교환반응이 두가지가 대표적인데, 두 방법으로 생산된 폴리카보네이트는 가열과 같은 방법으로 역반응이 진행되게 되면 내분비계 장애를 일으키는 비스페놀A가 유리됨으로써 인체나 환경에 무해하다는 연구가 지속적으로 보고 되고 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 이산화탄소와 에폭시 단량체를 이용한 폴리카보네이트와 폴리올의 합성 및 고활성을 나타내는 이중금속시안염 촉매를 제작하였고, 친환경 폴리카보네이트 합성을 위하여 식물성 기름인 대두유, 캐스터유, 팜유를 개시제로 이용하여 중합하는 연구를 진행하였다. 그 결과, 개질된 친환경 폴리카보네이트는 개시제를 사용하지 않은 폴리카보네이트와 비슷한 분자량, 인장강도를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
그리고 폴리에테르 폴리올은 산업적으로 대량으로 제조되는 원료로서 일반적으로 폴리이소시아네이트와 함께 폴리우레탄 제조를 위한 개시물질로써 사용된다. 사용되는 촉매는 일반적으로 가용성 염기성 금속 수산화물등으로 수산화칼륨(KOH)이 많이 사용되나 폴리에테르 폴리올 제조에 염기성 금속 수산화물을 사용하면 말단 이중 결합을 갖는 일관능성 폴리에테르, 소위 모놀의 함량이 증가하여 폴리우레탄 제조에 있어서 매우 불리하게 작용한다. 반면 이중 금속 시안염 촉매와 다중 금속 시안염 촉매를 사용하면 모놀의 함량을 상대적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 산화 사이클로헥센과 첨가반응속도를 증가시킬 수 있으며 그렇게 수득된 폴리에테르 폴리올은 고급폴리우레탄(예를 들어 코팅제, 엘라스토머, 실란트, 폼 및 접착제)으로 가공될 수 있다.
본 논문에서는 이중 금속 시안염 촉매와 폴리 프로필렌 글리콜 개시제를 사용하여 이산화탄소 고정 폴리 카보네이트 폴리올을 중합하는 연구를 진행하였다. 개시제, 촉매, 단량체, 용매, 시간, 온도, 이산화탄소 압력 등 7가지 중합 반응 조건의 최적화를 통해 최종 생성되는 폴리올의 여러 특성을 조사하였다. 결과적으로, DMC-EEA촉매의 활성이 가장 좋게 측정되었으며, 최적화된 조건은 다음과 같다. 개시제 10 mL, 촉매 10 mg, 단량체 20 mL, 반응 온도 115 °C, 용매 10 mL, 반응시간 2 hours, 이산화탄소 압력 43.5 barg. 최종 생성물인 폴리카보네이트 폴리올은 분자량이 1000 ~ 10000 g/mol으로 쉽게 조절 가능하며 관능기의 개수 또한 2로 개시제와 일치하는 것을 확인하였다.
그리고 폴리에테르 폴리올은 산업적으로 대량으로 제조되는 원료로서 일반적으로 폴리이소시아네이트와 함께 폴리우레탄 제조를 위한 개시물질로써 사용된다. 사용되는 촉매는 일반적으로 가용성 염기성 금속 수산화물등으로 수산화칼륨(KOH)이 많이 사용되나 폴리에테르 폴리올 제조에 염기성 금속 수산화물을 사용하면 말단 이중 결합을 갖는 일관능성 폴리에테르, 소위 모놀의 함량이 증가하여 폴리우레탄 제조에 있어서 매우 불리하게 작용한다. 반면 이중 금속 시안염 촉매와 다중 금속 시안염 촉매를 사용하면 모놀의 함량을 상대적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 산화 사이클로헥센과 첨가반응속도를 증가시킬 수 있으며 그렇게 수득된 폴리에테르 폴리올은 고급폴리우레탄(예를 들어 코팅제, 엘라스토머, 실란트, 폼 및 접착제)으로 가공될 수 있다.
본 논문에서는 이중 금속 시안염 촉매와 폴리 프로필렌 글리콜 개시제를 사용하여 이산화탄소 고정 폴리 카보네이트 폴리올을 중합하는 연구를 진행하였다. 개시제, 촉매, 단량체, 용매, 시간, 온도, 이산화탄소 압력 등 7가지 중합 반응 조건의 최적화를 통해 최종 생성되는 폴리올의 여러 특성을 조사하였다. 결과적으로, DMC-EEA촉매의 활성이 가장 좋게 측정되었으며, 최적화된 조건은 다음과 같다. 개시제 10 mL, 촉매 10 mg, 단량체 20 mL, 반응 온도 115 °C, 용매 10 mL, 반응시간 2 hours, 이산화탄소 압력 43.5 barg. 최종 생성물인 폴리카보네이트 폴리올은 분자량이 1000 ~ 10000 g/mol으로 쉽게 조절 가능하며 관능기의 개수 또한 2로 개시제와 일치하는 것을 확인하였다.
목차
LIST OF SCHEME 6LIST OF TABLE 7LIST OF FIGURE 91. INTRODUCTION 112. EXPERIMENTAL 152.1. Materials 152.2. Preparation of DMC catalyst 162.3. Polymerization of polycarbonate based vegetable oil polyol 192.4. Polymerization of polycarbonate polyol based PPG 202.8. Characterization 213. RESULTS AND DISCUSSION 243.1. Characterization of DMC catalyst 243.2. Polymerization of polycarbonate based vegetable oil polyol 253.3. Polymerization of polycarbonate polyol based PPG 264. CONCLUSIONS 295. REFFERENCES 29
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