KR100540818B1 - Photodegradable compounds as a plasticizer of polyvinylchloride and polyvinylchloride blend containing the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-), 하이드록시기(-OH) 및 카르복실기(-COOH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상을 함유하는 PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자가 결합된 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물을 개시한다. 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물은 광촉매인 TiO2 나노입자가 PVC 가소성 화합물에 결합되어 있어 PVC에 고르게 분산될 수 있으므로, 단순히 광촉매 입자를 블랜딩시 발생하는 광촉매 입자의 응집현상을 방지할 수 있어 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 폐기 제품의 광분해를 더욱 고르게 촉진시킬 수 있다.In the present invention, TiO 2 nanoparticles are bonded to a PVC plastic compound containing at least one selected from the group consisting of ester group (-COO-), hydroxyl group (-OH) and carboxyl group (-COOH) in the main chain or terminal. Disclosed is a compound for a photodegradable PVC plasticizer, characterized in that consisting of a composite. In the compound for photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, since TiO 2 nanoparticles, which are photocatalysts, are bonded to the PVC plastic compound and can be evenly dispersed in the PVC, it is possible to simply prevent the aggregation of photocatalytic particles generated when blending the photocatalyst particles. This can further promote photolysis of polyvinyl chloride (PVC) waste products.

Description

광분해성 PVC 가소제용 화합물 및 이를 포함하는 폴리염화비닐 블렌드 {Photodegradable compounds as a plasticizer of polyvinylchloride and polyvinylchloride blend containing the same}Photodegradable compounds as a plasticizer of polyvinylchloride and polyvinylchloride blend containing the same}

도 1은 본 발명에 따른 광분해형 PVC에 도입하기 전의 TiO2 나노입자의 입경을 광산란 분광법으로 측정한 그래프이고,1 is a graph measured by light scattering spectroscopy of the particle diameter of the TiO 2 nanoparticles before introduction into the photodegradable PVC according to the present invention,

도 2는 TiO2 나노입자가 결합된 본 발명의 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 대하여 X선-광전자 분광법(XPS)을 이용하여 측정한 Ti의 특성피크를 나타낸 그래프이고,2 is a graph showing characteristic peaks of Ti measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) for the compound for a photodegradable PVC plasticizer of the present invention to which TiO 2 nanoparticles are bound;

도 3은 자외선 조건하에서, 본 발명에 따른 광분해성 가소제를 함유하는 PVC의 시간경과에 따른 질량손실을 도시한 그래프이다.Figure 3 is a graph showing the mass loss over time of PVC containing a photodegradable plasticizer according to the present invention under ultraviolet light conditions.

본 발명은 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 관한 것으로서, 상세하게는 광촉매인 TiO2 나노입자가 PVC 가소성 화합물에 결합되어 있어 PVC에 고르게 분산될 수 있으므로, 단순히 광촉매 입자를 블랜딩시 발생하는 광촉매 입자의 응집현상을 방 지할 수 있어 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 폐기 제품의 광분해를 더욱 고르게 촉진시킬 수 있는 광분해성 PVC 가소제용 화합물 및 이를 포함하는 폴리염화비닐 블렌드에 관한 것이다.The present invention relates to a compound for a photodegradable PVC plasticizer, and in particular, since the TiO 2 nanoparticles, which are photocatalysts, are bonded to the PVC plastic compound and can be dispersed evenly in the PVC, aggregation of the photocatalyst particles generated when blending the photocatalyst particles is simply performed. The present invention relates to a compound for photodegradable PVC plasticizer and a polyvinyl chloride blend containing the same, which can prevent the phenomenon and promote the photodegradation of polyvinyl chloride (PVC) waste products evenly.

플라스틱으로 대표되는 합성 고분자는 금속, 세라믹과 더불어, 편리하고 쾌적한 현대 생활을 영위하는데 필요한 재료 중의 하나이다. 이러한 합성 고분자 제품은 생활용품, 건설분야, 의료, 농업 등 여러 산업분야에서 이용되고 있으며, 그 사용량이 크게 증가하고 있다. 그러나, 천연 고분자와는 달리 대부분의 합성 고분자 물질은 쉽게 분해되지 않으므로 이들 합성 고분자 물질로 이루어진 폐기 제품들을 처분, 관리하는 문제가 세계 각국의 커다란 사회문제로 대두되고 있다.Synthetic polymers represented by plastics, together with metals and ceramics, are one of the materials necessary for a convenient and comfortable modern life. Such synthetic polymer products are used in various industries, such as household goods, construction, medical, agriculture, the amount of use is increasing significantly. However, unlike natural polymers, most synthetic polymers are not easily decomposed, so the disposal and management of waste products made of these synthetic polymers has become a major social problem around the world.

특히, PVC는 대표적인 범용수지로서 뛰어난 내후성, 내수성, 내약품성, 난연성, 전기절연성 등의 특성과 가소제 및 충진재 등의 사용에 의해 경질에서부터 연질에까지 쉽게 설계가 가능하여, 식품 포장재 및 저장용기, 유아용 완구류, 혈액백, 의약품의 개봉방지용 밀폐제 등 실생활과 밀접하고 여러 용도에서 널리 사용되고 있다. In particular, PVC is a typical general-purpose resin, and can be easily designed from hard to soft by using properties such as excellent weather resistance, water resistance, chemical resistance, flame retardancy, and electrical insulation, and plasticizers and fillers, and thus, food packaging materials, storage containers, and toys for children. It is close to real life and widely used in various applications such as blood bag, sealant to prevent the opening of medicines.

그러나, PVC는 사용 후 폐기를 위한 소각처리 시 맹독성 환경호르몬인 다이옥신 화합물을 발생시킨다. 다이옥신은 유기염소계 화합물의 소각 및 염소와 염소화합물 존재 하에서 유기물질이 불완전 연소할 경우 생성된다. 특히, 도시폐기물 소각장에는 갖가지 다이옥신 기원물질이 종이나 쓰레기와 함께 투입되며 특히 수분함유량이 큰 쓰레기를 연소시키는 보통의 소각로에서는 다이옥신이 분해되지 않고 방출된다. 다이옥신의 생성량에 미치는 폐기물 내용물에 관한 해외의 연구결과에 따르면, 다이옥신은 도시지역의 폐기물 소각장에서 나오는 매연가스에서 가장 많이 생성되며, 다이옥신의 발생시키는 주요 물질중의 하나가 PVC등의 플라스틱인 것으로 보고되고 있다. 이렇게 발생된 다이옥신은 대기, 농산물, 강, 토양 등을 오염시키고 결국은 먹이 사슬의 축적단계를 거쳐 최종 소비자인 사람에게 독성을 미쳐 생태계 파괴는 물론 인류 영속성까지도 위협한다. However, PVC generates dioxin compounds, which are highly toxic environmental hormones, upon incineration for disposal after use. Dioxins are produced when incineration of organochlorine compounds and incomplete combustion of organic materials in the presence of chlorine and chlorine compounds. In particular, municipal waste incinerators contain a variety of dioxin-derived materials along with paper and garbage, and in particular, incinerators that burn wastes with high water content, dioxin is released without decomposition. According to international studies on the waste content on the production of dioxin, dioxin is the most produced from the soot gas from urban waste incinerators, and one of the main substances that dioxin generates is plastic such as PVC. It is becoming. Dioxins generated in this way pollute the air, agricultural products, rivers, soils, etc., and eventually, through the accumulation of food chains, are toxic to end-users, threatening not only ecosystem destruction but also human persistence.

PVC 폐기물을 소각할 때 발생하는 다이옥신과 같은 유해 환경호르몬 물질의 방출을 줄이기 위한 방법으로는 크게 2가지로 분류된다. 첫 번째 방법은 연소조건을 개선시키고 배기가스를 완벽히 처리하는 등 종래의 소각처리에 따른 문제점을 개선하는 방법이다. 그러나, 대부분이 소각처리시설이 소규모이고, 쓰레기에 수분을 포함한 성분이 많이 섞여 있어 이러한 방법을 적용하기에는 많은 어려움이 있다. 두 번째 방법은 오존 또는 UV 조사 등의 산화공정에 의한 폐기물 처리법을 개발하거나, 촉매적 분해활성을 지닌 광촉매를 도입한 광분해형 PVC 소재를 개발함으로서 소각처리 공정에 의한 다이옥신 발생을 근본적으로 차단하는 방법이다. There are two main ways to reduce the release of hazardous environmental hormone substances such as dioxins produced by incineration of PVC waste. The first method is to improve the combustion conditions and to completely treat the exhaust gas, thereby improving the problems caused by the conventional incineration treatment. However, most of them are small incinerators, and there are many difficulties in applying this method because the waste contains a lot of components including water. The second method is to fundamentally block dioxin generation by incineration process by developing waste treatment method by oxidation process such as ozone or UV irradiation or by developing photodegradable PVC material incorporating photocatalyst with catalytic decomposition activity. to be.

오존에 의한 산화법은 인체에 해로운 오존을 다시 중화시키는 과정이 필요하므로 공정이 복잡해지는 단점이 있으므로, 광촉매를 이용한 광분해형의 PVC 소재를 제조하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. Since ozone oxidation requires a process of neutralizing ozone, which is harmful to the human body, the process is complicated. Therefore, research on a method of manufacturing a photodegradable PVC material using a photocatalyst has been actively conducted.

광분해형의 PVC 소재 개발을 위한 광촉매로서 주목받는 물질이 TiO2 나노입자이다. 수 나노미터 또는 수십 나노미터 크기의 TiO2 나노입자는 자외선이나 태양광 아래에서 산화-환원 반응에 의해 유기화합물에 대한 분해특성을 지닌 활성산소물질 을 생성하고, 이를 통해 각종 저분자 또는 일부 고분자에 대한 완전분해 또는 효율적으로 분해하는 특성을 지니고 있어 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 유기물 분해 및 항균 특성을 이용해서 건축제, 벽지, 시트, 자동차 내장재, 램프, 보안경, 에어컨, 전자레인지, 바닥재, 냉장고 등에 적용 가능하다는 사례들이 특허나 논문 등에 발표되어 있다. TiO 2 nanoparticles are attracting attention as photocatalysts for the development of photodegradable PVC materials. TiO 2 nanoparticles of several nanometers or tens of nanometers generate active oxygen compounds having decomposition properties for organic compounds by oxidation-reduction reactions under ultraviolet light or sunlight. Many studies have been made because of the property of complete or efficient decomposition. Patents and papers have published examples of the organic decomposition and antimicrobial properties that can be applied to architecture, wallpaper, sheets, automotive interiors, lamps, safety glasses, air conditioners, microwave ovens, flooring materials, refrigerators, and the like.

그러나, 종래의 TiO2 나노입자를 이용하여 광분해성 PVC를 제조하는 방법은 분말 형태의 TiO2 나노입자를 직접 PVC와 물리적으로 혼합시키므로서 이루어지는데, 나노입자는 크기가 작아 응집되기 쉬우므로 PVC에 고르게 분산시키기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, TiO2 나노입자가 분산되어 있지 않은PVC 폐기물의 일부분은 분해가 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 과도한 양의 TiO2 나노입자를 혼합하게 되므로서 제조원가가 많아지고 PVC 제품 자체의 물성이 저하되는 문제점이 있다.However, the method for producing a photodegradable PVC using a conventional TiO 2 nanoparticles are makin made up because directly mixed with PVC and the physical to TiO 2 nanoparticles in powder form, the nanoparticles because it is easy to size the less cohesive the PVC There are many difficulties to distribute evenly. Therefore, not only the part of the PVC waste in which TiO 2 nanoparticles are not dispersed is not decomposed, and in order to solve this problem, an excessive amount of TiO 2 nanoparticles are mixed to increase manufacturing cost and There is a problem that the physical properties are lowered.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하여, 광촉매인 TiO2 나노입자가 PVC 가소성 화합물에 결합되어 있어 PVC에 고르게 분산될 수 있으므로, 단순히 광촉매 입자를 블랜딩시 발생하는 광촉매 입자의 응집현상을 방지할 수 있어 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 폐기 제품의 광분해를 더욱 고르게 촉진시킬 수 있는 광분해성 PVC 가소제용 화합물 및 이를 포함하는 폴리염화비닐 블렌드 를 제공하는데 있다.Accordingly, the present invention solves the above problems, since the TiO 2 nanoparticles, which are photocatalysts, are bonded to the PVC plastic compound and thus can be uniformly dispersed in the PVC, thereby preventing the aggregation of the photocatalytic particles generated when the photocatalyst particles are blended. The present invention provides a compound for a photodegradable PVC plasticizer and a polyvinyl chloride blend containing the same, which can promote photodegradation of polyvinyl chloride (PVC) waste products evenly.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-), 하이드록시기(-OH) 및 카르복실기(-COOH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상을 함유하는 PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자가 결합된 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a PVC plastic compound containing at least one selected from the group consisting of ester group (-COO-), hydroxyl group (-OH) and carboxyl group (-COOH) in the main chain or terminal It provides a compound for a photodegradable PVC plasticizer, characterized in that consisting of a composite bonded to TiO 2 nanoparticles.

본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, PVC 가소성 화합물은 프탈레이트계 액상 저분자 화합물을 사용할 수 있으며, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자 화합물을 사용하는 것이 가소제의 유출을 방지할 수 있어 더욱 바람직하다.In the compound for a photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, the PVC plastic compound may be a phthalate liquid low molecular compound, and it is more preferable to use a polymer compound containing a lactone repeat unit to prevent the plasticizer from leaking out. Do.

본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자로는, TiO2 나노입자가 결합될 수 있으며 PVC 외부로 유출되지 않는 고분자 화합물이라면 모두 가능하나, 가소화 성능을 고려할 때 하기 화학식 1로 표시되는 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리에스테르의 자기축합반응에 의하여 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르; 또는 하기 화학식 2로 표시되는 2,2-비스(오메가-하이드록시 폴리에스테르메틸)프로피온산의 자기축합반응에 의하여 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르;인 것이 바람직하다.In the compound for a photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, as the polymer containing a lactone repeating unit, any polymer compound capable of bonding TiO 2 nanoparticles and not leaking out of the PVC can be used, A higher branched aliphatic polyester formed by self-condensation of alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] polyester represented by the following formula (1); Or a higher branched aliphatic polyester formed by the self-condensation reaction of 2,2-bis (omega-hydroxy polyestermethyl) propionic acid represented by the following formula (2);

Figure 112002043144743-pat00001
Figure 112002043144743-pat00001

Figure 112002043144743-pat00002
Figure 112002043144743-pat00002

상기 화학식 1 및 2에서, m은 1 내지 15의 정수이고, n은 락톤계 단량체의 반복단위 수로서 1 내지 100의 정수이고, R은 중심 탄소원자에 결합된 수소 또는 서로 독립적인 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00057
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이다. In Formulas 1 and 2, m is an integer of 1 to 15, n is an integer of 1 to 100 as the number of repeating units of the lactone-based monomer, R is hydrogen bonded to a central carbon atom or as a substituent independent of each other
Figure 112005051810138-pat00057
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more.

또한, 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자로는, 하기 화학식 3으로 표시되는 선형 지방족 폴리올, 하기 화학식 4로 표시되는 고리형 지방족 폴리올, 하기 화학식 5로 표시되는 고리형 방향족 폴리올 및 하기 화학식 6으로 표시되는 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 지방족 폴리올로 이루어진 군으로부터 선택된, 말단에 하이드록시 반응기를 다수 함유하는 폴리올 중심분자에, 하기 화학식 7로 표시되는 락톤계 단량체가 개 환중합되어 형성된 성형구조 지방족 폴리에스테르인 것이 바람직하다.In addition, in the compound for a photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, the polymer containing a lactone repeating unit, a linear aliphatic polyol represented by the following formula (3), a cyclic aliphatic polyol represented by the following formula (4), To a polyol central molecule containing a plurality of hydroxy reactors at the terminal, selected from the group consisting of a cyclic aromatic polyol represented by the above and a linear or cyclic aliphatic polyol containing a non-carbon atom represented by the following formula (6), It is preferable that it is a molded structure aliphatic polyester formed by ring-opening-polymerization of the lactone-type monomer shown.

Figure 112002043144743-pat00004
Figure 112002043144743-pat00004

상기 화학식 3에서, Cn은 선형 지방족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, R1 ~ R2n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00058
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00006
로서 m은 0 이상의 정수이다. In Formula 3, C n is a linear aliphatic central carbon atom, n is an integer of 1 or more, R 1 ~ R 2n + 2 is an independent substituent to each other bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00058
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 2n + 2
Figure 112005051810138-pat00006
M is an integer of 0 or more.

Figure 112002043144743-pat00007
Figure 112002043144743-pat00007

상기 화학식 4에서, Cn은 고리형 지방족 중심 탄소원자이고, n은 3 이상의 정수이고, R1 ~ R2n은 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00059
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n 중 2개 이상은 로서 m은 0 이상의 정수이다.In Formula 4, C n is a cyclic aliphatic central carbon atom, n is an integer of 3 or more, R 1 ~ R 2n are mutually independent substituents bonded to the central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00059
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to At least two of R 2n are wherein m is an integer of 0 or more.

Figure 112002043144743-pat00009
Figure 112002043144743-pat00009

상기 화학식 5에서, C4n+2는 고리형 방향족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, R1 ~ R4n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00060
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R4n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00011
로서 m은 0 이상의 정수이다. In Formula 5, C 4n + 2 is a cyclic aromatic central carbon atom, n is an integer of 1 or more, R 1 ~ R 4n +2 is a mutually independent substituent bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00060
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 4n + 2
Figure 112005051810138-pat00011
M is an integer of 0 or more.

Figure 112002043144743-pat00012
Figure 112002043144743-pat00012

상기 화학식 6에서, CONP는 산소, 질소 및 인으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 방향족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, x와 y 및 z는 각각 0 이상의 정수로서 x+y+z는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00061
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00014
로서 m은 0 이상의 정수이다.In Formula 6, CONP is a linear or cyclic aromatic central carbon atom containing at least one non-carbon atom selected from the group consisting of oxygen, nitrogen and phosphorus, n is an integer of 1 or more, x, y and z are each 0 As an above-mentioned integer, x + y + z is 1 or more and R <1> - R 2n + 2 is an independent substituent to each other bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00061
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 2n + 2
Figure 112005051810138-pat00014
M is an integer of 0 or more.

Figure 112002043144743-pat00015
Figure 112002043144743-pat00015

상기 화학식 7에서, n은 1 이상의 정수이고, R은 수소 또는 고리를 이루는 하나 이상의 탄소원자에 결합한 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00062
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이다.In Formula 7, n is an integer of 1 or more, and R is a substituent bonded to hydrogen or one or more carbon atoms constituting the ring
Figure 112005051810138-pat00062
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more.

또한, 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자로는, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물과 하기 화학식 9로 표시되는 화합물과의 반응에 의하여 형성된 폴리올 중심분자와, 탄소수 3 내지 15인 락톤계 단량체를 개환중합하여 형성된 성형구조 지방족 폴리에스테르인 것이 바람직하다.In addition, in the compound for photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, the polymer containing a lactone repeating unit, a polyol core molecule formed by the reaction of the compound represented by the following formula (8) and the compound represented by the following formula (9) And it is preferable that it is a molded structure aliphatic polyester formed by ring-opening-polymerizing the C3-C15 lactone monomer.

Figure 112002043144743-pat00017
Figure 112002043144743-pat00017

Figure 112002043144743-pat00018
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이러한 지방족 폴리에스테르에 함유된 하이드록시기는 산화크롬, 디메틸설폭사이드, 망간화합물 등을 이용한 산화반응을 통하여 카르복실기로 개질하여 이용할 수 있다.The hydroxyl group contained in the aliphatic polyester can be used by modifying the carboxyl group through an oxidation reaction using chromium oxide, dimethyl sulfoxide, manganese compounds and the like.

이하, 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물 및 이를 포함하는 PVC 블렌드에 대하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a compound for a photodegradable PVC plasticizer and a PVC blend including the same according to the present invention will be described in detail.

본 발명은 주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-), 하이드록시기(-OH) 및 카르복실기(-COOH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상을 함유하는 PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자를 결합시킨 복합체로 이루어진 화합물이다. 이러한 화합물을 PVC와 블렌딩시 TiO2 나노입자가 PVC에 균일하게 분산되므로, 종래의 물리적인 혼합방식에 따른 TiO2 나노입자의 응집문제를 해결할 수 있다. The present invention provides TiO 2 nanoparticles bonded to a PVC plastic compound containing at least one selected from the group consisting of ester group (-COO-), hydroxyl group (-OH) and carboxyl group (-COOH) in the main chain or terminal. It is a compound consisting of complex. Since the TiO 2 nanoparticles are uniformly dispersed in the PVC when blending the compound with PVC, it is possible to solve the aggregation problem of TiO 2 nanoparticles according to the conventional physical mixing method.

디[2-에틸헥실]프탈레이트(이하, DOP), 디부틸 프탈레이트, 부틸벤질 프탈레이트, 디[2-에틸헥실] 아디페이트, 디헥실 프탈레이트, 디프로필 프탈레이트, 디시클로헥실 프탈레이트, 디펜틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트 등의 프탈레이트 액상 저분자 가소제나, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자 가소제는 그 주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-) 또는 하이드록시기(-OH)를 갖는데, TiO2 나노입자는 이러한 에스테르기 또는 하이드록시기에 배위결합 또는 수소결합한다. 또한, PVC 가소성 화합물의 말단에 존재하는 하이드록시기를 산화크롬, 개질된 크롬산화제, 디메틸설폭사이드, 망간화합물 등을 이용하여 산화반응시키므로서 카르복실기(-COOH)로 개질하여 TiO2 나노입자를 결합시킬 수도 있다. 특히, 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자를 PVC 가소성 화합물로 사용하는 경우, PVC와의 상용성이 우수하면서도, 종래의 액상 저분자 가소제와는 달리 고분자이므로 PVC 외부로의 유출에 따른 문제점이 없다. 이러한 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자로는 미국특허 제5,385,974호에 개시된 선형 카프로락톤 공중합체는 물론, 후술하는 고차가지구조 지방족 폴리에스테르 및 성형구조 지방족 폴리에스테르 화합물이 모두 포함되는데, 가소화 성능을 고려할 때 고차가지구조 또는 성형구조 지방족 폴리에스테르 화합물과 같은 가지구조를 갖는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. Di [2-ethylhexyl] phthalate (hereinafter DOP), dibutyl phthalate, butylbenzyl phthalate, di [2-ethylhexyl] adipate, dihexyl phthalate, dipropyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, dipentyl phthalate, di Phthalate liquid low-molecular plasticizers such as ethyl phthalate, and polymer plasticizers containing lactone repeating units have ester groups (-COO-) or hydroxyl groups (-OH) at their main chains or terminals, and TiO 2 nanoparticles Coordination bond or hydrogen bond to a group or a hydroxyl group. In addition, the hydroxy group present at the end of the PVC plastic compound is oxidized using chromium oxide, modified chromium oxidant, dimethyl sulfoxide, manganese compound, and the like to be modified with a carboxyl group (-COOH) to bind TiO 2 nanoparticles. It may be. In particular, in the compound for a photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, when a polymer containing a lactone repeating unit is used as the PVC plastic compound, it is excellent in compatibility with PVC, but is a polymer unlike a conventional liquid low molecular plasticizer. There is no problem with the outflow of PVC. Polymers containing such lactone repeating units include both linear caprolactone copolymers disclosed in US Pat. No. 5,385,974, as well as higher branched aliphatic polyesters and molded aliphatic polyester compounds, which will be described later. In view of the above, it is preferable to use a compound having a branched structure such as a higher branched structure or a molded structured aliphatic polyester compound.

PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자를 결합시키는 방법은 다음과 같다. TiO2 분산액과 다양한 구조의 PVC 가소성 화합물을 용매에 용해시킨다. 용매는 물 또는 물/유기용매 혼합용액 등 다양한 조성으로 변화시킬 수 있다. 이렇게 제조한 용액을 충분히 교반시킨 다음 건조시키면 TiO2 나노입자가 결합된 PVC 가소성 복합체를 얻을 수 있다. 이렇게 얻어진 PVC 가소성 복합체를 PVC와 일정비율로 혼합하면, PVC 내에 균일하게 분산되어 PVC에 가소성 및 광분해성을 부여할 수 있다. The TiO 2 nanoparticles are bonded to the PVC plastic compound as follows. TiO 2 dispersions and PVC plastic compounds of various structures are dissolved in a solvent. The solvent may be changed in various compositions such as water or a water / organic solvent mixed solution. The solution thus prepared is sufficiently stirred and dried to obtain a PVC plastic composite having TiO 2 nanoparticles bound thereto. When the PVC plastic composite thus obtained is mixed with PVC at a constant ratio, the PVC plastic composite can be uniformly dispersed in the PVC to impart plasticity and photodegradability to the PVC.

이하에서는 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, PVC 가 소성 화합물로서 가장 바람직하게 사용될 수 있는 가지구조를 갖는 고분자 화합물에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, in the compound for photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, a polymer compound having a branched structure that can be most preferably used as a PVC plastic compound will be described in detail.

상기 화학식 1로 표시되는 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리에스테르 및 화학식 2로 표시되는 2,2-비스(오메가-하이드록시 폴리에스테르메틸)프로피온산은 하기 화학식 7로 표시되는 락톤계 단량체의 양이온 개환중합을 통해 얻어진 반복단위를 포함한다. Alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] polyester represented by the formula (1) and 2,2-bis (omega-hydroxypolyestermethyl) propionic acid represented by the formula (2) Is a repeating unit obtained through the cationic ring-opening polymerization of the lactone monomer represented by the following formula (7).

<화학식 7><Formula 7>

Figure 112002043144743-pat00019
Figure 112002043144743-pat00019

상기 화학식 7에서, n은 1 이상의 정수이고, R은 수소 또는 고리를 이루는 하나 이상의 탄소원자에 결합한 치환기로서

Figure 112005051810138-pat00063
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이다. 특히 바람직하게는 R은 알킬기, 알콕시기, 알킬에스테르기 및 이들의 주쇄 또는 측쇄에 질소와 인을 함유하는 치환기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In Formula 7, n is an integer of 1 or more, and R is a substituent bonded to hydrogen or one or more carbon atoms constituting the ring
Figure 112005051810138-pat00063
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more. Especially preferably, R is any one selected from the group consisting of an alkyl group, an alkoxy group, an alkylester group and substituents containing nitrogen and phosphorus in their main or side chains.

이와 같이, 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리에스테르 및 2,2-비스(오메가-하이드록시 폴리에스테르메틸)프로피온산은 개환된 치환형 락톤계 단량체에 2개의 하이드록시 관능기를 화합물을 도입한 화합물이다. Thus, alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] polyester and 2,2-bis (omega-hydroxy polyestermethyl) propionic acid are ring-opened substituted lactone monomers It is a compound which introduce | transduced the compound into two hydroxy functional groups.

따라서, 상기 고차가지구조 지방족 폴리에스테르 화합물(이하, HBPE라 함)은 카르복시 관능기 1개와 하이드록시 관능기 2개를 갖는 단량체를 자기축합하여 합성된 고분자 화합물이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 HBPE를 제조하는 방법을 설명하면, 먼저 상기 화학식 1로 표시되는 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리에스테르(이하, SCAB2-1이라 함)를 자기축합시킨다. 여기서, 자기축합은 카르복시기와 하이드록시기의 축합반응에 의하여 에스테르 결합이 생성되면서 고분자로 성장하게 되는 것을 의미한다. 이때, 하나의 SCAB2-1 단위 중 한 곳 또는 두 곳에서 축합반응이 일어날 수 있다. 예를 들어, 반응도중의 어느 단계에서 SCAB2-1 단위 중의 한 곳에서 축합반응이 일어난다면 생성되는 HBPE의 분자구조 내에는 아래의 화학식 10으로 표시되는 분자구조가 생성된다.Therefore, the higher branched aliphatic polyester compound (hereinafter referred to as HBPE) is a polymer compound synthesized by self-condensing a monomer having one carboxyl functional group and two hydroxy functional groups. Referring to the method for producing HBPE according to an embodiment of the present invention, first, alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] polyester represented by Chemical Formula 1 (hereinafter, Self-condensing SCAB2-1). Here, self-condensation means that the ester bond is generated by the condensation reaction between the carboxy group and the hydroxyl group, thereby growing into a polymer. At this time, condensation may occur at one or two of one SCAB2-1 unit. For example, if a condensation reaction occurs in one of the SCAB2-1 units at any stage in the reaction, the molecular structure represented by the following formula (10) is generated in the molecular structure of the resulting HBPE.

Figure 112002043144743-pat00021
Figure 112002043144743-pat00021

한편, 반응도중의 어느 단계에서 하나의 SCAB2-1 단위 중의 두 곳에서 축합반응이 일어난다면, 생성되는 HBPE의 분자구조 내에는 아래의 화학식 11로 표시되는 분자구조가 생성된다.On the other hand, if a condensation reaction occurs in two of one SCAB2-1 unit at any stage in the reaction, the molecular structure represented by the following formula 11 is generated in the molecular structure of the resulting HBPE.

Figure 112002043144743-pat00022
Figure 112002043144743-pat00022

이와 같이 하나의 SCAB2-1 단위 중의 두 곳에서 축합반응이 많이 진행될수록 생성된 HBPE 중에 가지가 많이 생성되어 고밀도의 가지구조를 갖는 HBPE를 얻을 수 있다.As the condensation reaction proceeds in two places in one SCAB2-1 unit, many branches are generated in the generated HBPE, thereby obtaining HBPE having a high density of branch structures.

또한, 다른 실시예에 따른 HBPE의 제조방법을 설명한다.In addition, a method of manufacturing HBPE according to another embodiment will be described.

다른 실시예에 따른 HBPE의 제조방법도 상기의 설명된 방법과 실질적으로 동일하다. 먼저, 상기 화학식 2로 표시되는 2,2-비스(오메가-하이드록시 폴리에스테르메틸)프로피온산(이하, SCAB2-2라 함)을 자기축합시킨다. 여기서, 자기축합은 카르복시기와 하이드록시기의 축합반응에 의하여 에스테르 결합이 생성되면서 고분자로 성장하게 된다는 것을 의미한다. 이때, 하나의 SCAB2-2 단위 중 한 곳 또는 두 곳에서 축합반응이 일어날 수 있다. 반응도중의 어느 단계에서 SCAB2-2 단위 중의 한 곳에서 축합반응이 일어난다면 생성되는 HBPE의 분자구조 내에는 아래의 화학식 12로 표시되는 분자구조가 생성된다.The method of preparing HBPE according to another embodiment is also substantially the same as the method described above. First, 2,2-bis (omega-hydroxy polyestermethyl) propionic acid (hereinafter, referred to as SCAB2-2) represented by Chemical Formula 2 is self-condensed. Here, self-condensation means that the ester bond is formed by the condensation reaction between the carboxy group and the hydroxyl group, thereby growing into a polymer. At this time, condensation may occur at one or two of one SCAB2-2 unit. If a condensation reaction occurs in one of the SCAB2-2 units at any stage of the reaction, the molecular structure represented by the following formula (12) is generated in the molecular structure of the resulting HBPE.

Figure 112002043144743-pat00023
Figure 112002043144743-pat00023

한편, 반응도중의 어느 단계에서 하나의 SCAB2-2 단위 중의 두 곳에서 축합반응이 일어난다면 생성되는 HBPE의 분자구조 내에는 아래의 화학식 13으로 표시되는 분자구조가 생성된다.On the other hand, if a condensation reaction occurs in two of one SCAB2-2 unit at any stage of the reaction, the molecular structure represented by the following formula (13) is generated in the molecular structure of the resulting HBPE.

Figure 112002043144743-pat00024
Figure 112002043144743-pat00024

이와 같이 하나의 SCAB2-2 단위 중의 두 곳에서 축합반응이 많이 진행될수록 생성된 HBPE 중에 가지가 많이 생성되어 고밀도의 가지구조를 갖는 HBPE를 얻을 수 있다.As the condensation reaction proceeds in two places in one SCAB2-2 unit, many branches are generated in the generated HBPE, thereby obtaining HBPE having a high-density branch structure.

한편, 상기 화학식 3으로 표시되는 선형 지방족 폴리올 중심분자에 있어서, n이 각각 1, 2 및 3인 선형 지방족 폴리올 중심분자는 하기 화학식 3a, 3b 및 3c으로 표시된다.Meanwhile, in the linear aliphatic polyol central molecule represented by Chemical Formula 3, the linear aliphatic polyol central molecules where n is 1, 2, and 3 are represented by the following Chemical Formulas 3a, 3b, and 3c.

Figure 112002043144743-pat00025
Figure 112002043144743-pat00025

Figure 112002043144743-pat00026
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Figure 112002043144743-pat00027
Figure 112002043144743-pat00027

또한, 상기 화학식 4로 표시되는 고리형 지방족 폴리올 중심분자에 있어서, n이 각각 3 및 4인 고리형 지방족 폴리올 중심분자는 하기 화학식 4a 및 4b로 표시된다.In addition, in the cyclic aliphatic polyol central molecule represented by Chemical Formula 4, the cyclic aliphatic polyol central molecules where n is 3 and 4 are represented by the following Chemical Formulas 4a and 4b.

Figure 112002043144743-pat00028
Figure 112002043144743-pat00028

Figure 112002043144743-pat00029
Figure 112002043144743-pat00029

또한, 상기 화학식 5로 표시되는 고리형 방향족 폴리올 중심분자에 있어서, n이 각각 1 및 2인 고리형 방향족 폴리올 중심분자는 하기 화학식 5a 및 5b로 표시된다.In addition, in the cyclic aromatic polyol central molecule represented by Chemical Formula 5, the cyclic aromatic polyol central molecules where n is 1 and 2 are represented by the following Chemical Formulas 5a and 5b.

Figure 112002043144743-pat00030
Figure 112002043144743-pat00030

Figure 112002043144743-pat00031
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또한, 상기 화학식 6으로 표시되는 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 지방족 폴리올 중심분자에 있어서, n, x, y 및 z가 각각 2, 1, 0, 0 및 0인 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 지방족 폴리올 중심분자는 하기 화학식 6a로 표시되며, n, x, y 및 z가 각각 5, 1, 0, 0 및 0인 비탄소 원자를 함유하는 선 형 또는 고리형 지방족 폴리올 중심분자는 하기 화학식 6b로 표시된다.In addition, in the linear or cyclic aliphatic polyol central molecule containing a non-carbon atom represented by Chemical Formula 6, n, x, y and z each contain a non-carbon atom of 2, 1, 0, 0 and 0. Linear or cyclic aliphatic polyol central molecules are represented by the following formula (6a): linear or cyclic aliphatic polyol central molecules containing non-carbon atoms where n, x, y and z are 5, 1, 0, 0 and 0, respectively Is represented by the following formula (6b).

Figure 112002043144743-pat00032
Figure 112002043144743-pat00032

Figure 112002043144743-pat00033
Figure 112002043144743-pat00033

이와 같이, 화학식 3 ~ 6의 폴리올 중심분자는 수개~ 수십개 이상의 치환기를 갖을 수 있으므로, 이를 중심분자로 한 본 발명의 성형구조 지방족 폴리에스테르 화합물에는 수많은 말단단위가 형성되어 가소화 성능이 더욱 향상된다.As such, since the polyol central molecule of Chemical Formulas 3 to 6 may have several to several tens or more substituents, a large number of terminal units are formed in the molded aliphatic polyester compound of the present invention having the central molecule, thereby further improving plasticization performance. .

한편, 폴리올 중심분자의 치환기에 개환중합되어 결합되는 상기 화학식 7의 락톤계 단량체는 하기 화학식 14로 표시되는 주쇄를 이루게 되는데, 이러한 락톤계 단량체로는 β-프로피오락톤, γ-부티로락톤, δ-발레로락톤, ε-카프로락톤, 트리데카노락톤, 펜타데카노락톤, γ-펜타데카노락톤 및 γ-발레로락톤과, 이들 단량체에 존재하는 수소가 화학식 5의 R로 치환된 유도체 등을 들 수 있다. 성형구조 지방족 폴리에스테르 화합물에 있어서, R1 ~ R2n+4, R로 표시되는 치환기들로는 알킬기, 알콕시기, 알킬에스테르기 또는 이들 치환기의 주쇄 또는 측쇄에 질소, 산소 또는 인이 함유된 것들을 예로 들 수 있다.On the other hand, the lactone-based monomer of the formula (7) which is ring-opened and bonded to the substituent of the polyol core molecule forms a main chain represented by the following formula (14), such lactone monomers β-propiolactone, γ-butyrolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone, tridecanolactone, pentadecanolactone, γ-pentadecanolactone and γ-valerolactone, and derivatives in which hydrogen in these monomers is substituted with R in formula (5) Etc. can be mentioned. In the molded structure aliphatic polyester compound, R 1 ~ Substituents represented by R 2n + 4 and R include an alkyl group, an alkoxy group, an alkylester group or those in which nitrogen, oxygen or phosphorus is contained in the main chain or side chain of these substituents.

Figure 112002043144743-pat00034
Figure 112002043144743-pat00034

상기 화학식 14에서, n은 1이상의 정수로서 1 내지 15인 것이 바람직하고, m은 1 내지 100인 정수인 것이 바람직하다.In Formula 14, n is preferably 1 to 15 as an integer of 1 or more, m is preferably an integer of 1 to 100.

성형구조 지방족 폴리에스테르 화합물의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the manufacturing method of the molded aliphatic polyester compound is as follows.

예를 들어, 상기 화학식 3-1로 표시되는 선형 지방족 폴리올 중심분자로서, n이 1이고, R1 및 R2, R3가 모두 CH2OH이고, R4가 C2H5인 트리메틸올프로판을 중심분자로 사용하고, 상기 화학식 7로 표시되는 락톤계 단량체를 이용하여 개환중합시키면, 하기 화학식 15와 같은 구형(globular)의 성형구조 지방족 폴리에스테르가 생성된다.For example, as the linear aliphatic polyol central molecule represented by Chemical Formula 3-1, n is 1, R 1 , R 2 , R 3 are CH 2 OH, and R 4 is C 2 H 5 , which is trimethylolpropane. When using as a central molecule, and ring-opening polymerization using a lactone monomer represented by the formula (7), a globular shaped aliphatic polyester as shown in the following formula (15) is produced.

Figure 112002043144743-pat00035
Figure 112002043144743-pat00035

또한, 본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물에 있어서, PVC 가소성 화합물로서 상기 화학식 8로 표시되는 화합물과 상기 화학식 9로 표시되는 화합물과의 반응에 의하여 형성된 폴리올 중심분자와, 탄소수 3 내지 15인 락톤계 단량체를 개환중합하여 형성된 성형구조 지방족 폴리에스테르의 제조방법은 본 발명자들의 대한민국 공개특허공보 제2002-0045065호에 기재된 바와 같다.In addition, in the compound for photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, a polyol central molecule formed by the reaction of the compound represented by the formula (8) and the compound represented by the formula (9) as the PVC plastic compound, having 3 to 15 carbon atoms The method for producing a molded structured aliphatic polyester formed by ring-opening polymerization of a lactone monomer is as described in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2002-0045065.

전술한 가지구조를 갖는 지방족 폴리에스테르 화합물들은 많은 가지단위를 갖기 때문에 같은 분자량 크기의 선형고분자에 비하여 사슬얽힘이 거의 없고, 따라서 분자운동성에 미치는 제약이 적다. 또한 다수의 말단단위를 보유하므로 보다 빠른 사슬 말단 운동으로 인한 뛰어난 분자운동성을 보인다. 또한, 가지구조를 갖는 지방족 폴리에스테르 화합물들은 고차구조의 제어를 통해 3차원적 반구상 입체분자 구조를 갖기 때문에 PVC와 혼합하면 PVC 주쇄의 사슬얽힘을 해소하여 PVC의 분자운동성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 가지구조를 갖는 지방족 폴리에스테르 화합물들은 PVC 가소성 화합물로 사용할 경우, 선형고분자로 이루어진 가소제와는 달리 PVC에 우수한 연성을 부여할 수 있다. Since the aliphatic polyester compounds having the branched structure described above have many branching units, there are few chain entanglements compared to linear polymers of the same molecular weight size, and therefore, there are few restrictions on molecular mobility. In addition, since it has a large number of terminal units, it shows excellent molecular mobility due to faster chain terminal motion. In addition, since the aliphatic polyester compound having a branched structure has a three-dimensional hemispherical three-dimensional molecular structure through the control of the higher order structure, when mixed with PVC can eliminate the chain entanglement of the PVC main chain to improve the molecular mobility of the PVC. Therefore, when used as a PVC plastic compound, aliphatic polyester compounds having a branched structure can impart excellent ductility to PVC unlike plasticizers composed of linear polymers.

이와 같이, 주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-), 하이드록시기(-OH) 또는 카르복실기(-COOH)를 함유하는 PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자가 결합된 복합체로 이루어진 광분해성 PVC 가소제와 PVC와의 블렌드비는 각각 5 내지 80중량% 및 PVC 95 내지 20중량%인 것이 바람직하다. As such, a photodegradable PVC plasticizer composed of a composite in which TiO 2 nanoparticles are bonded to a PVC plastic compound containing an ester group (-COO-), a hydroxyl group (-OH), or a carboxyl group (-COOH) at its main chain or terminal; The blend ratio with PVC is preferably 5 to 80% by weight and 95 to 20% by weight of PVC, respectively.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하며, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님을 밝힌다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, and the scope of the present invention is not limited to the following Examples.

제조예 1Preparation Example 1

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 4-메틸-입실론-카프로락톤 단량체의 개환중합을 통해 얻어지는 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리(메틸-입실론-카프로락톤)(이하 M-SCAB2-1)의 자기축합중합 반응에 의해 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This production example is alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] poly (methyl-epsilon-) obtained through ring-opening polymerization of a 4-methyl-epsilon-caprolactone monomer as a PVC plastic compound. It is intended to illustrate a method for producing a composite in which TiO 2 nanoparticles are bonded using a higher branched aliphatic polyester formed by a self-condensation polymerization reaction of caprolactone) (hereinafter M-SCAB2-1).

1) 2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로피온 산의 합성단계1) Synthesis step of 2,2-bis (phenyldioxymethyl) propionic acid

먼저, 3구 플라스크에 비스메틸올프로피온산 25.0g(187 mmol), 벤질알데히드 디메틸 아세탈 42.6g(280 mmol), 파라-톨루엔술폰산 0.69g(4 mmol) 및 아세톤 용매 100ml를 넣고 상온에서 교반하여 완전히 용해시켰다. 이어서, 30% 수산화암모늄과 에탄올 1대 1 혼합용액 몇 방울을 가하고 메틸렌 클로라이드 400ml를 첨가하여 반응물을 희석시켰다. 이 반응물을 25ml의 증류수로 추출하고 유기층을 분리하여 증류시켜 농축하고 다시 메틸렌 클로라이드에서 재결정하였다. 이 침전물을 거르고 건조하여 수율 90%의 2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로피온 산을 합성하였다.First, 25.0 g (187 mmol) of bismethylolpropionic acid, 42.6 g (280 mmol) of benzyl dimethyl acetal, 0.69 g (4 mmol) of para-toluenesulfonic acid and 100 ml of acetone solvent were added and stirred at room temperature to completely dissolve. I was. Then a few drops of 30% ammonium hydroxide and ethanol one-to-one mixed solution were added and the reaction was diluted by adding 400 ml of methylene chloride. The reaction was extracted with 25 ml of distilled water, the organic layer was separated, distilled, concentrated and recrystallized from methylene chloride. The precipitate was filtered and dried to synthesize 2,2-bis (phenyldioxymethyl) propionic acid with a yield of 90%.

2) 4-메틸-입실론-카프로락톤 단량체의 양이온 개환중합으로 선형 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)을 도입하는 단계2) introducing linear poly (methyl-epsilon-caprolactone) by cationic ring-opening polymerization of 4-methyl-epsilon-caprolactone monomer

딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap)이 설치된 3구 플라스크 내에 벤질알콜 21.6g(0.2 mol), 양이온 개환중합 촉매인 스태너스 옥타노에이트(Sn(Oct)2) 0.43g(10 mmol)를 넣었다. 반응기에 톨루엔 10ml와 4-메틸-입실론-카프로락톤 114g(1 mol)을 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 생성물을 차가운 메탄올 800ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 수율 95%의 알파-벤조에이트-오메가-하이드록시 폴리(4-메틸-입실론-카프로락톤)을 얻었다. Into a three-necked flask equipped with a Dean-Stark trap, 21.6 g (0.2 mol) of benzyl alcohol and 0.43 g (10 mmol) of Stanus octanoate (Sn (Oct) 2 ), a cationic ring-opening polymerization catalyst, were placed. . 10 ml of toluene and 114 g (1 mol) of 4-methyl-epsilon-caprolactone were added to the reactor and stirred to completely dissolve the reactants, followed by reaction at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the completion of the reaction, the product was precipitated in 800 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to yield an alpha-benzoate-omega-hydroxy poly (4-methyl-epsilon-caprolactone) having a yield of 95%.

3) 알파-벤조에이트-오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)을 AB2 타입으로 기능화하는 단계3) functionalizing alpha-benzoate-omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) to AB2 type

먼저, 3구 플라스크에 2)에서 얻은 알파-벤조에이트-오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤) 5g(1.7 mmol)과 테트라하이드로퓨란 용매 5ml를 넣고 교반하였다. 이 반응물에 1)에서 얻은 2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로피온 산 0.45g(2.17 mmol)과 트리페닐포스핀 0.87g(3.33 mmol)을 테트라하이드로퓨란 용매에 용해시켜 얻은 용액을 첨가하였다. 다시 이 반응물에 디이소프로필 아조디카르복실레이트 0.67g(3.3 mmol)를 첨가하고 12시간 동안 반응시켰다. 반응물을 차가운 메탄올에 침전시키고 걸러낸 뒤 건조하여 알파-벤조에이트-오메가-[2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로파노에이트] 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)을 합성하였다(수율 80%).First, 5 g (1.7 mmol) of alpha-benzoate-omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) obtained in 2) and 5 ml of tetrahydrofuran solvent were added to a three neck flask and stirred. To this reaction was added a solution obtained by dissolving 0.45 g (2.17 mmol) of 2,2-bis (phenyldioxymethyl) propionic acid and 0.87 g (3.33 mmol) of triphenylphosphine in 1) in a tetrahydrofuran solvent. . To the reaction was added 0.67 g (3.3 mmol) of diisopropyl azodicarboxylate and reacted for 12 hours. The reaction was precipitated in cold methanol, filtered and dried to synthesize alpha-benzoate-omega- [2,2-bis (phenyldioxymethyl) propanoate] poly (methyl-epsilon-caprolactone) (yield 80 %).

4) 알파-벤조에이트-오메가-[2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로파노에이트] 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)의 벤조에이트기를 카르복시기로, 페닐디옥시기를 하이드록시기로 전환시켜 M-SCAB2-1을 얻는 단계4) Alpha-benzoate-omega- [2,2-bis (phenyldioxymethyl) propanoate] The benzoate group of poly (methyl-epsilon-caprolactone) is converted to a carboxyl group and a phenyldioxy group to a hydroxyl group Steps to Obtain M-SCAB2-1

1구 플라스크에 3)에서 얻어진 알파-벤조에이트-오메가-[2,2-비스(페닐디옥시메틸)프로파노에이트] 폴리(메틸-입실론-카프로락톤) 4g, 테트라하이드로퓨란 용매 10ml 및 에틸아세테이트 40ml를 넣고 교반하여 완전히 용해시켰다. 이 혼합물에 활성탄소에 흡착된 형태의 10중량% 팔라듐 촉매 0.4g을 넣고, 플라스크에 한 쪽엔 수소기체가 들어있는 풍선이, 다른 쪽엔 진공을 걸기 위한 펌프가 연결된 3방향 코크를 연결하였다. 진공으로 반응기 내 공기를 제거하고 다시 수소 기체로 채우는 과정을 3회 반복하여 반응기 안을 수소 기류 하로 치환한 뒤, 24시간 동안 격렬히 교반하며 반응시켰다. 이렇게 얻어진 반응물을 걸러 팔라듐 촉매를 제거하고 차가운 메탄올에 침전시켰다. 이 침전물을 거르고 메탄올에 2회 세척한 뒤 건조하여 목적으로 하는 단량체 M-SCAB2-1을 제조하였다(수율 88% ).In a 1-neck flask, 4 g of alpha-benzoate-omega- [2,2-bis (phenyldioxymethyl) propanoate] poly (methyl-epsilon-caprolactone), 10 ml of tetrahydrofuran solvent and ethyl acetate 40 ml was added and stirred to dissolve completely. 0.4 g of a 10 wt% palladium catalyst adsorbed on activated carbon was added to the mixture, and a flask containing hydrogen gas was connected to the flask on one side, and a three-way coke connected to a pump for applying a vacuum to the other. Vacuum was removed from the reactor and filled with hydrogen gas again three times to replace the inside of the reactor under a hydrogen stream, and reacted with vigorous stirring for 24 hours. The reaction thus obtained was filtered to remove the palladium catalyst and precipitated in cold methanol. The precipitate was filtered off, washed twice with methanol and dried to prepare the desired monomer M-SCAB2-1 (yield 88%).

5) M-SCAB2-1을 자기축합반응시키는 단계5) Self-condensation reaction of M-SCAB2-1

먼저, 아르곤기체 투입관과 탈수건조관, 기계적 교반기가 설치된 3구 플라스크에 M-SCAB2-1을 넣고 M-SCAB2-1의 중량대비 0.5% 만큼의 파라-톨루엔술폰산을 첨가하였다. 반응기의 온도를 140℃로 승온하여 유지하고 아르곤 기체를 계속 흘려보내서 반응 부생성물인 물을 제거하며 반응을 진행시켰다. 반응 시작 2시간 경과 후 아르곤기체 투입관을 제거하고 진공관을 연결하여 1시간 동안 진공 상태로 반응을 진행시켰다. 반응 종료 후 얻어진 생성물을 테트라하이드로퓨란에 녹여 차가운 메탄올에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 수율 98%의 고차가지구조 지방족 폴리에스테르(M-SCHPE-1)를 제조하였다.First, M-SCAB2-1 was added to a three-necked flask equipped with an argon gas inlet tube, a dehydration drying tube, and a mechanical stirrer, and para-toluenesulfonic acid was added as much as 0.5% of the weight of M-SCAB2-1. The temperature of the reactor was maintained at 140 ° C. and the argon gas was continuously flowed to remove the reaction by-product and water. After 2 hours from the start of the reaction, the argon gas input tube was removed, and the reaction was performed in a vacuum state for 1 hour by connecting a vacuum tube. The product obtained after the reaction was dissolved in tetrahydrofuran and precipitated in cold methanol. The precipitate was filtered and dried to prepare a higher branched aliphatic polyester (M-SCHPE-1) having a yield of 98%.

6) M-SCHPE-1과 TiO6) M-SCHPE-1 and TiO 2 2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 단계Preparing a composite to which nanoparticles are bound

Ti[OCH(CH3)2]4 1㎖를 20mL의 에탄올에 완전히 용해시킨 후, 이를 교반상태의 pH 1.5의 수용액 200㎖에 서서히 적하시키며 가수분해반응을 실시하여 투명한 상태의 TiO2 수용액을 얻었다. 이렇게 얻어진 TiO2 수용액을 로타베이퍼(rotavapor)를 사용해 35℃에서 증발시키고, 진공오븐에서 60℃에서 4시간 건조시켜 백색분말의 TiO2 입자를 얻은 다음, 이를 일정비율(0.5g/L)로 물에 용해시키고 pH를 2.8로 하여 안정한 TiO2 분산액을 얻었다. 이어서, 물/테트라하이드로퓨란(THF) (50/50) 용액에 TiO2 입자와 합성된 M-SCHPE-1을 녹인 후, 4시간 후 건조하여 TiO2가 도입된 복합체를 제조하였다.1 ml of Ti [OCH (CH 3 ) 2 ] 4 was completely dissolved in 20 mL of ethanol, and then slowly added dropwise to 200 ml of an aqueous solution of pH 1.5 with stirring, followed by hydrolysis to obtain a transparent TiO 2 aqueous solution. . The TiO 2 aqueous solution thus obtained was evaporated at 35 ° C. using a rotavapor and dried for 4 hours at 60 ° C. in a vacuum oven to obtain TiO 2 particles as white powder, which was then water at a constant ratio (0.5 g / L). It was dissolved in and the pH was 2.8 to obtain a stable TiO 2 dispersion. Subsequently, M-SCHPE-1 synthesized with TiO 2 particles was dissolved in a water / tetrahydrofuran (THF) (50/50) solution, and dried after 4 hours to prepare a composite having TiO 2 introduced therein.

제조예 2Preparation Example 2

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 4-메틸-입실론-카프로락톤 단량체의 개환중합을 통해 얻어지는 2,2-비스[오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)메틸]프로피온산(이하 M-SCAB2-2)의 자기축합중합 반응에 의해 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This preparation example is a 2,2-bis [omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) methyl] propionic acid (hereinafter M-SCAB2) obtained through ring-opening polymerization of a 4-methyl-epsilon-caprolactone monomer as a PVC plastic compound. It is to illustrate a method for producing a composite in which TiO 2 nanoparticles are bound using a higher branched aliphatic polyester formed by the self-condensation polymerization reaction of -2).

1) 2,2-비스(하이드록시메틸)프로필 벤조에이트의 합성단계1) Synthesis of 2,2-bis (hydroxymethyl) propyl benzoate

먼저, 3구 플라스크에 bis-MPA 9g(67 mmol), 수산화나트륨 4.3g(77 mmol) 및 N,N-디메틸포름아미드 용매 50ml를 넣는다. 이어서, 100℃로 승온하여 그 상태에서 1시간 동안 교반하여 완전히 용해시킨 뒤, 벤질브로마이드 13.8g(80 mmol)를 서서히 적가한 후 20시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응물 내 용매를 증발시키고 남은 것을 200ml의 디에틸에테르에 녹인 뒤, 증류수 100ml로 3회 추출하여 미반응물을 제거하고 다시 용매를 증발시켰다. 이렇게 얻은 고체 결과물을 톨루엔을 이용한 재결정을 통해 수율 85%의 2,2-비스(하이드록시메틸)프로필 벤조에이트를 제조하였다.First, 9 g (67 mmol) of bis-MPA, 4.3 g (77 mmol) of sodium hydroxide and 50 ml of N, N-dimethylformamide solvent are added to a three neck flask. Subsequently, the mixture was warmed to 100 ° C., stirred for 1 hour, and completely dissolved therein. Then, 13.8 g (80 mmol) of benzyl bromide was slowly added dropwise and reacted for 20 hours. After completion of the reaction, the solvent in the reaction was evaporated and the remainder was dissolved in 200 ml of diethyl ether, and then extracted three times with 100 ml of distilled water to remove the unreacted substance and the solvent was evaporated again. The solid product thus obtained was recrystallized with toluene to prepare 2,2-bis (hydroxymethyl) propyl benzoate with a yield of 85%.

2) 2,2-비스(하이드록시메틸)프로필 벤조에이트에 4-메틸-입실론-카프로락톤 단량체의 양이온 개환중합으로 선형 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)을 도입하는 단계2) introducing linear poly (methyl-epsilon-caprolactone) by cationic ring-opening polymerization of 4-methyl-epsilon-caprolactone monomer into 2,2-bis (hydroxymethyl) propyl benzoate

딘-스탁 트랩(Dean-Stark trap)이 설치된 3구 플라스크 내에 1)에서 얻은 2,2-비스(하이드록시메틸)프로필 벤조에이트 44.8g(0.2 mol), 양이온 개환중합 촉 매인 스태너스 옥타노에이트(Sn(Oct)2) 0.43g(10 mmol)를 넣었다. 반응기에 톨루엔 10ml와 4-메틸-입실론-카프로락톤 114g(1 mol)을 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 생성물을 차가운 메탄올 800ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 수율 95%의 2,2-비스[오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)메틸]프로필 벤조에이트를 얻었다.44.8 g (0.2 mol) of 2,2-bis (hydroxymethyl) propyl benzoate obtained from 1) in a three-necked flask equipped with a Dean-Stark trap, Stanus Octanoate, a cationic ring-opening polymerization catalyst 0.43 g (10 mmol) of (Sn (Oct) 2 ) was added thereto. 10 ml of toluene and 114 g (1 mol) of 4-methyl-epsilon-caprolactone were added to the reactor and stirred to completely dissolve the reactants, followed by reaction at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the completion of the reaction, the product was precipitated in 800 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to yield a yield of 95% 2,2-bis [omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) methyl] propyl benzoate.

3) 2,2-비스[오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)메틸]프로필 벤조에이트를 M-SCAB2-2로 환원시키는 단계3) reducing 2,2-bis [omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) methyl] propyl benzoate to M-SCAB2-2

1구 플라스크에 2)에서 얻어진 2,2-비스[오메가-하이드록시 폴리(메틸-입실론-카프로락톤)메틸]프로필 벤조에이트 4g, 테트라하이드로퓨란 용매 10ml 및 에틸아세테이트 40ml를 넣고 교반하여 완전히 용해시켰다. 이 혼합물에 활성탄소에 흡착된 형태의 10% 팔라듐 촉매 0.4g을 넣고, 플라스크에 한 쪽엔 수소기체가 들어있는 풍선, 다른 쪽엔 진공을 걸기 위한 펌프가 연결된 3방향 코크를 연결하였다. 진공으로 반응기 내 공기를 제거하고 다시 수소 기체로 채우는 과정을 3회 반복하여 반응기 안을 수소 기류 하로 치환한 뒤, 24시간 동안 격렬히 교반하며 반응시켰다. 이렇게 얻어진 반응물을 걸러 팔라듐 촉매를 제거하고 차가운 메탄올에 침전시켰다. 이 침전물을 거르고 메탄올에 2회 세척한 뒤 건조하여 목적으로 하는 단량체 M-SCAB2-2를 제조하였다(수율 92%). 4 g of 2,2-bis [omega-hydroxy poly (methyl-epsilon-caprolactone) methyl] propyl benzoate, 10 ml of tetrahydrofuran solvent and 40 ml of ethyl acetate were added to a 1-neck flask and completely dissolved by stirring. . 0.4 g of a 10% palladium catalyst adsorbed on activated carbon was added to the mixture, and a flask connected to a balloon containing hydrogen gas on one side and a three-way coke connected to a pump for vacuuming on the other side. Vacuum was removed from the reactor and filled with hydrogen gas again three times to replace the inside of the reactor under a hydrogen stream, and reacted with vigorous stirring for 24 hours. The reaction thus obtained was filtered to remove the palladium catalyst and precipitated in cold methanol. The precipitate was filtered off, washed twice with methanol and dried to prepare the desired monomer M-SCAB2-2 (yield 92%).

이하, 단량체 M-SCAB2-2를 자기축합반응시킨 다음, TiO2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 방법은 제조예 1과 동일하다.Hereinafter, the self-condensation reaction of the monomer M-SCAB2-2, and then a method for producing a composite with TiO 2 nanoparticles is the same as in Preparation Example 1.

제조예 3Preparation Example 3

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 3개의 하이드록시 기능기를 갖는 트리메틸올프로판(C(CH2OH)3C2H5)을 중심분자로 하고 락톤계 단량체로서 탄소수가 6인 입실론-카프로락톤 단량체를 양이온 개환중합시켜 합성한 성형구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This preparation example uses trimethylolpropane (C (CH 2 OH) 3 C 2 H 5 ) having three hydroxy functional groups as a PVC plastic compound as a central molecule and an epsilon-caprolactone monomer having 6 carbon atoms as a lactone monomer. It is to illustrate a method for producing a composite in which TiO 2 nanoparticles are bonded using a molded structure aliphatic polyester synthesized by cationic ring-opening polymerization.

온도를 조절할 수 있는 온도 컨트롤러와 연결된 항온조 위에 설치된 2구 플라스크에 트리메틸올프로판 13.4g(0.1 mol), 양이온 개환중합 촉매인 스태너스 옥타노에이트(Sn(Oct)2) 0.13g(3 mmol)을 넣었다. 반응기에 톨루엔 50ml와 입실론-카프로락톤을 표 1에 기재된 양만큼 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 생성물을 차가운 메탄올 800ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 가지수 3(3-arm)의 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)을 얻었다. 이하, 얻어진 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)과 TiO2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 방법은 제조예 1과 동일하다.13.4 g (0.1 mol) of trimethylolpropane and 0.13 g (3 mmol) of Stanus octanoate (Sn (Oct) 2 ), a cationic ring-opening polymerization catalyst, were placed in a two-necked flask installed in a thermostat connected to a temperature controller capable of controlling temperature. Put in. 50 ml of toluene and epsilon-caprolactone were added to the reactor in the amounts shown in Table 1 and stirred to completely dissolve the reactants, and then reacted at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the reaction was completed, the product was precipitated in 800 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to obtain a polymorphic poly (epsilon-caprolactone) having a branched number 3 (3-arm). Hereinafter, the method for producing a composite in which the obtained molded structure poly (epsilon-caprolactone) and TiO 2 nanoparticles are bonded is the same as in Preparation Example 1.

제조예 4Preparation Example 4

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 고리형 지방족 폴리올 중심분자 중 하나로 6개의 하이드록시 기능기를 갖는 헥사하이드록시사이클로헥산(C6H6(OH)6)을 중심 분자로 하고, 락톤계 단량체로서 탄소수가 6인 입실론-카프로락톤 단량체를 양이온 개환중합시켜 성형구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This production example is made of hexahydroxycyclohexane (C 6 H 6 (OH) 6 ) having six hydroxy functional groups as one of the cyclic aliphatic polyol central molecules as a PVC plastic compound, and a carbon number as a lactone monomer. Cation ring-opening polymerization of the epsilon-caprolactone monomer of 6 is used to exemplify a method for preparing a composite in which TiO 2 nanoparticles are bonded by using a molded aliphatic polyester.

온도를 조절할 수 있는 온도 컨트롤러와 연결된 항온조 위에 설치된 2구 플라스크에 헥사하이드록시사이클로헥산 18g(0.1 mol), 양이온 개환중합 촉매인 스태너스 옥타노에이트(Sn(Oct)2) 0.18g(4 mmol)을 넣었다. 반응기에 톨루엔 50ml와 입실론-카프로락톤을 표 3에 기재된 양만큼 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 생성물을 차가운 메탄올 1500ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 가지수 6(6-arm)의 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)을 얻었다. 이하, 얻어진 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)과 TiO2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 방법은 제조예 1과 동일하다.18 g (0.1 mol) of hexahydroxycyclohexane, 0.18 g (4 mmol) of hexahydroxycyclohexane (Sn (Oct) 2 ), a cationic ring-opening polymerization catalyst, in a two-necked flask installed in a thermostat connected to a temperature controller to control the temperature Put it. 50 ml of toluene and epsilon-caprolactone were added to the reactor in the amounts shown in Table 3 and stirred to completely dissolve the reactants, followed by reaction at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the reaction was completed, the product was precipitated in 1500 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to obtain a polymorphic poly (epsilon-caprolactone) having a branched number 6 (6-arm). Hereinafter, the method for producing a composite in which the obtained molded structure poly (epsilon-caprolactone) and TiO 2 nanoparticles are bonded is the same as in Preparation Example 1.

제조예 5Preparation Example 5

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 고리형 방향족 폴리올 중심분자 중 하나로 3개의 하이드록시 기능기를 갖는 트리하이드록시벤젠(C6H3(OH)3)을 중심분자로 하고, 락톤계 단량체로서 탄소수가 6인 입실론-카프로락톤 단량체를 양이온 개환중합시켜 성형구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This production example is a PVC plastic compound, one of the cyclic aromatic polyol core molecule, trihydroxy benzene (C 6 H 3 (OH) 3 ) having three hydroxy functional groups as a central molecule, and a lactone-based monomer having 6 carbon atoms Cation ring-opening polymerization of the phosphoryl epsilon-caprolactone monomer is used to illustrate a method for producing a composite in which TiO 2 nanoparticles are bonded using a molded aliphatic polyester.

온도를 조절할 수 있는 온도 컨트롤러와 연결된 항온조 위에 설치된 2구 플라스크에 트리하이드록시벤젠 12.6g(0.1 mol), 양이온 개환중합 촉매인 스태너스 옥타노에이트(Sn(Oct)2) 0.13g(3 mmol)을 넣었다. 반응기에 톨루엔 50ml와 입실론-카프로락톤을 표 4에 기재된 양만큼 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 생성물을 차가운 메탄올 800ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 가지수 3(3-arm)의 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)을 얻었다. 이하, 얻어진 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)과 TiO2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 방법은 제조예 1과 동일하다.12.6 g (0.1 mol) of trihydroxybenzene, 0.13 g (3 mmol) of Stanus octanoate (Sn (Oct) 2 ), a cationic ring-opening polymerization catalyst, in a two-necked flask installed on a thermostat connected to a temperature controller to control the temperature Put it. 50 ml of toluene and epsilon-caprolactone were added to the reactor in the amounts shown in Table 4 and stirred to completely dissolve the reactants, and then reacted at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the reaction was completed, the product was precipitated in 800 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to obtain a polymorphic poly (epsilon-caprolactone) having a branched number 3 (3-arm). Hereinafter, the method for producing a composite in which the obtained molded structure poly (epsilon-caprolactone) and TiO 2 nanoparticles are bonded is the same as in Preparation Example 1.

제조예 6Preparation Example 6

본 제조예는 PVC 가소성 화합물로서 비탄소 원자를 함유한 선형 지방족 폴리올 중심분자 중 하나로 6개의 하이드록시 기능기를 갖는 디펜타에리트리톨((CH2OH)3CCH2OCH2C(CH2OH)3 )을 중심분자로 하고, 락톤계 단량체로서 탄소수가 6인 입실론-카프로락톤 단량체를 양이온 개환중합시켜 성형구조 지방족 폴리에스테르를 사용하여 TiO2 나노입자가 결합된 복합체의 제조방법을 예시하기 위한 것이다.This preparation example is one of the linear aliphatic polyol central molecules containing a non-carbon atom as a PVC plastic compound, which has six hydroxy functional groups ((CH 2 OH) 3 CCH 2 OCH 2 C (CH 2 OH) 3 C) ring-opening polymerization of an epsilon-caprolactone monomer having 6 carbon atoms as a lactone-based monomer, to illustrate a method for preparing a composite having TiO 2 nanoparticles bonded using a molded aliphatic polyester.

온도를 조절할 수 있는 온도 컨트롤러와 연결된 항온조 위에 설치된 2구 플라스크에 디펜타에리트리톨 25.4g(0.1 mol), 양이온 개환중합 촉매인 스태너스 옥 타노에이트(Sn(Oct)2) 0.25g(6 mmol)을 넣었다. 반응기에 톨루엔 50ml와 입실론-카프로락톤을 표 5에 기재된 양만큼 첨가하고 교반하여 반응물들을 완전히 용해시킨 후, 질소를 퍼지하면서 110℃에서 24시간 동안 반응시켰다. 반응이 종료된 후 생성물을 차가운 메탄올 1500ml에 침전시킨 뒤, 침전물을 거르고 건조하여 가지수 6(6-arm)의 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)을 얻었다. 이하, 얻어진 성형구조 폴리(입실론-카프로락톤)과 TiO2 나노입자가 결합된 복합체를 제조하는 방법은 제조예 1과 동일하다.Dipentaerythritol 25.4g (0.1 mol) in a two-necked flask installed in a thermostat connected to a temperature controller capable of controlling temperature, and Sterner's Octanoate (Sn (Oct) 2 ) 0.25g (6 mmol) cationic ring-opening polymerization catalyst Put it. 50 ml of toluene and epsilon-caprolactone were added to the reactor in the amounts shown in Table 5 and stirred to completely dissolve the reactants, and then reacted at 110 ° C. for 24 hours while purging nitrogen. After the reaction was completed, the product was precipitated in 1500 ml of cold methanol, and the precipitate was filtered and dried to obtain a polymorphic poly (epsilon-caprolactone) having a branched number 6 (6-arm). Hereinafter, the method for producing a composite in which the obtained molded structure poly (epsilon-caprolactone) and TiO 2 nanoparticles are bonded is the same as in Preparation Example 1.

실시예 1Example 1

테트라하이드로퓨란 200mL에 제조예 1에 따라 제조한 TiO2가 도입된 복합체와 PVC를 4:6로 섞은 후, 용액 블렌딩하여 TiO2가 도입된 광분해형 PVC를 제조하였다.TiO 2 -incorporated composite prepared in Preparation Example 1 and PVC were mixed with 4: 6 in 200 mL of tetrahydrofuran, followed by solution blending to prepare a photodegradable PVC incorporating TiO 2 .

실시예 2Example 2

제조예 1의 TiO2가 도입된 복합체 대신 알드리치사에서 구입한 선형 폴리입실론카프로락톤에 전술한 방법으로 TiO2를 도입한 복합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 TiO2가 도입된 광분해형 PVC를 제조하였다.A and is the TiO 2 introduced by the same method as in Example 1 except that the composite incorporating the TiO 2 in the above-described way to the linear poly epsilon caprolactone purchased from Aldrich Co., in place of the composite TiO 2 is introduced in the Production Example 1 Photodegradable PVC was prepared.

실시예 3Example 3

제조예 1의 TiO2가 도입된 복합체에 존재하는 하이드록시 말단기를 크론 이온계 촉매를 사용하여 카르복실기로 개질하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 TiO2가 도입된 광분해형 PVC를 제조하였다.A photodegradable PVC having TiO 2 introduced therein was prepared in the same manner as in Example 1 except that the hydroxy end group present in the TiO 2 introduced composite of Preparation Example 1 was modified by a carboxyl group using a cron ion catalyst. Prepared.

실시예 4Example 4

제조예 1의 TiO2가 도입된 복합체 대신 상업용 액상 가소제인 디옥틸프탈레이트(DOP)에 전술한 방법으로 TiO2를 도입한 복합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 TiO2가 도입된 광분해형 PVC를 제조하였다.A and is the TiO 2 introduced by the same method as in Example 1 except that the composite incorporating the TiO 2 in the above-described way in Preparation Example 1 of dioctyl phthalate (DOP) TiO 2 is introduced into the composite material instead of commercial liquid plasticizer Photodegradable PVC was prepared.

비교예 1Comparative Example 1

Ti[OCH(CH3)2]4 1㎖를 20mL의 에탄올에 완전히 용해시킨 후 이를 교반상태의 pH 1.5의 수용액 200㎖에 서서히 적하시키며 가수분해반응을 실시하여 투명한 상태의 TiO2 수용액을 얻었다. 이렇게 얻어진 TiO2 수용액을 로타베이퍼(rotavapor)를 사용해 35℃에서 증발시키고, 진공오븐에서 60℃에서 1시간 건조시켜 백색분말의 TiO2 입자를 얻었다. 이어서, 테트라하이드로퓨란 200mL에 1g의 TiO2 입자 첨가 후, 잘 교반하고, 여기에 PVC 5g을 잘 녹인 후, 상온에서 용액을 서서히 건조시켜 광분해형 PVC를 제조하였다.1 ml of Ti [OCH (CH 3 ) 2 ] 4 was completely dissolved in 20 mL of ethanol, and then slowly added dropwise to 200 ml of an aqueous solution of pH 1.5 with stirring, followed by hydrolysis to obtain a transparent TiO 2 aqueous solution. The TiO 2 aqueous solution thus obtained was evaporated at 35 ° C. using a rotavapor, and dried at 60 ° C. in a vacuum oven for 1 hour to obtain white powder TiO 2 particles. Subsequently, after adding 1 g of TiO 2 particles to 200 mL of tetrahydrofuran, the mixture was stirred well, 5 g of PVC was dissolved therein, and the solution was slowly dried at room temperature to prepare a photodegradable PVC.

비교예 2Comparative Example 2

상업용 액상 가소제인 디옥틸프탈레이트(DOP) 60g에 0.5-2g의 TiO2 입자를 첨가한 후, 잘 교반하여 입자를 고르게 분산시키고, 여기에 PVC 100g를 첨가하고, 160-190℃에서 젤화 및 퓨전 반응을 통해 연질화된 광분해형 PVC를 제조하였다.To 60 g of dioctylphthalate (DOP), a commercial liquid plasticizer, 0.5-2 g of TiO 2 particles were added, followed by stirring well to disperse the particles evenly, to which 100 g of PVC was added, and gelation and fusion reaction at 160-190 ° C. The softened photodegradable PVC was prepared through.

상기 실시예 및 비교예에 있어서, 광분해형 PVC에 도입하기 전의 TiO2입자를 광산란 분광법과 자외선-가시광선 분광법에 의해 측정한 결과 각각 10㎚이하의 나노입자가 합성되었음이 확인되었다(도 1 참조). 또한, 본 발명의 PVC 가소성 화합물과 TiO2 나노입자의 복합체가 형성되었다는 것은 X선-광전자 분광법(XPS)을 이용하여 측정한 Ti의 특성피크를 통해 확인하였다(도 2).In the above Examples and Comparative Examples, the TiO 2 particles before introduction into the photodegradable PVC were measured by light scattering spectroscopy and ultraviolet-visible spectroscopy, and it was confirmed that nanoparticles of 10 nm or less were synthesized, respectively (see FIG. 1). ). In addition, the formation of the composite of the PVC plastic compound of the present invention and TiO 2 nanoparticles was confirmed through the characteristic peak of Ti measured using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (Fig. 2).

하기 표 1에는 실시예 및 비교예에 따른 광분해형 PVC에 도입된 TiO2입자의 도메인 크기를 나타내었다.Table 1 below shows the domain sizes of TiO 2 particles introduced into the photodegradable PVC according to Examples and Comparative Examples.

시료sample 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 분산된 TiO2 크기 (nm)Dispersed TiO 2 Size (nm) 100-300100-300 100-200100-200 10-5010-50 30-15030-150 10-5010-50 30-15030-150

표 1을 참조하면, 본 발명에 따라 TiO2 입자를 가소제에 결합시킨 다음 PVC와 혼합한 실시예 1 ~ 4의 TiO2 입자가, 종래의 PVC에 TiO2 입자를 직접 물리적으로 혼합하거나 또는 가소제와 함께 물리적으로 혼합한 비교예 1 및 2보다 분산성이 우수함을 알 수 있다. 특히, 가지구조를 갖는 고분자 화합물과 TiO2 입자의 복합체를 도입한 실시예1 및 3의 광분해형 PVC가 TiO2 입자의 분산성이 더욱 우수함을 알 수 있다. 이와 같이 TiO2 나노입자 분산성이 향상되면, PVC 제품의 투명성, 가공성, 광촉매 분해성이 우수해짐은 물론이다. Referring to Table 1, TiO 2 particles of Examples 1 to 4 in which TiO 2 particles were bonded to a plasticizer and then mixed with a PVC according to the present invention, were physically mixed with TiO 2 particles directly to a conventional PVC, or It can be seen that the dispersibility is superior to Comparative Examples 1 and 2 physically mixed together. In particular, it can be seen that the photodegradable PVC of Examples 1 and 3, in which the composite of the polymer compound having the branched structure and the TiO 2 particles are introduced, has more excellent dispersibility of the TiO 2 particles. As such, when the TiO 2 nanoparticle dispersibility is improved, the transparency, processability, and photocatalytic decomposition of the PVC product may be excellent.

또한, 본 발명에 따른 광분해성 가소제를 도입한 PVC의 광분해 특성을 평가 하기 위하여, 자외선 조건하에서 실시예 3의 PVC에 대한 분자량 변화를 측정하였다. 분자량은 겔투과-크로마토그램 분석기(Gel Permeation Chromatography, GPC)을 이용하여 측정하였으며, UV를 조사하지 않은 샘플을 100%로 하여 시간 경과에 따른 PVC의 분자량 변화를 표 2에 나타냈다.In addition, in order to evaluate the photodegradation characteristics of the PVC with the photodegradable plasticizer according to the present invention, the molecular weight change for the PVC of Example 3 was measured under ultraviolet conditions. Molecular weight was measured using a gel permeation chromatography (GPC) (Gel Permeation Chromatography, GPC), the sample was not irradiated with UV as 100% shown in Table 2 the molecular weight change of PVC over time.

UV 조사시간UV irradiation time 분해전 사슬 (Mw=80,000) (%)Pre-decomposition chain (Mw = 80,000) (%) 분해 사슬 (Mw≤40,000) (%)Decomposition chain (Mw≤40,000) (%) 00 100100 00 1주1 week 7878 2222 2주2 weeks 4747 5353 3주3 weeks 1515 8585 4주4 Weeks 00 100100

표 2를 참조하면, UV 조사시간이 경과됨에 따라 원래의 분자량보다 작은 분자량을 나타내는 사슬의 함량이 증가하였고, 4주간의 UV 조사 후에는 모든 고분자 사슬이 끊어져서 광분해가 광범위하게 진행되었음을 알 수 있다.Referring to Table 2, as the UV irradiation time elapsed, the content of the chain showing a molecular weight smaller than the original molecular weight increased, and after 4 weeks of UV irradiation, all of the polymer chains were broken, indicating that the photolysis proceeded extensively.

한편, 자외선 조건하에서, 본 발명에 따른 광분해성 가소제를 도입한 실시예 1에 따른 PVC의 질량손실을 측정하여 도 3에 나타냈다. 도 3을 참조하면, UV 조사시간이 경과함에 따라, PVC의 일정부분이 분해되어 대기로 유출되므로서 그 질량이 지속적으로 감소되고 있음을 알 수 있다.On the other hand, under the ultraviolet light conditions, the mass loss of the PVC according to Example 1 incorporating the photodegradable plasticizer according to the present invention was measured and shown in FIG. Referring to FIG. 3, it can be seen that as UV irradiation time elapses, a certain portion of PVC is decomposed and released to the atmosphere, thereby decreasing its mass continuously.

본 발명에 따른 광분해성 PVC 가소제용 화합물은 광촉매인 TiO2 나노입자가 PVC 가소성 화합물에 결합되어 있어 PVC에 고르게 분산될 수 있으므로, 단순히 광촉매 입자를 블랜딩시 발생하는 광촉매 입자의 응집현상을 방지할 수 있어 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 폐기 제품의 광분해를 더욱 고르게 촉진시킬 수 있다. 특히, PVC 가소성 화합물로서 가지구조를 갖는 고분자 화합물을 사용할 경우 액상 저분자 가소제와는 달리 전혀 외부로 용출이 되지 않아 가소제의 용출로 인한 인체의 내분비계 교란 및 생태계 파괴의 문제를 해소할 수 있을 뿐만 아니라, PVC에 대한 TiO2 나노입자의 분산성도 더욱 우수하므로 본 발명의 목적에도 더욱 잘 부합된다.In the compound for photodegradable PVC plasticizer according to the present invention, since TiO 2 nanoparticles, which are photocatalysts, are bonded to the PVC plastic compound and can be evenly dispersed in the PVC, it is possible to simply prevent the aggregation of photocatalytic particles generated when blending the photocatalyst particles. This can further promote photolysis of polyvinyl chloride (PVC) waste products. In particular, when using a polymer compound having a branched structure as a PVC plastic compound, unlike liquid low-molecular-weight plasticizers are not eluted to the outside at all, it is possible to solve the problems of endocrine disruption and destruction of ecosystems caused by the dissolution of plasticizers. In addition, the dispersibility of TiO 2 nanoparticles with respect to PVC is also better, which is more suitable for the purpose of the present invention.

Claims (10)

주쇄 또는 말단에 에스테르 그룹(-COO-), 하이드록시기(-OH) 및 카르복실기(-COOH)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나 이상을 함유하는 PVC 가소성 화합물에 TiO2 나노입자가 결합된 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.It consists of a complex in which TiO 2 nanoparticles are bonded to a PVC plastic compound containing at least one selected from the group consisting of ester group (-COO-), hydroxyl group (-OH) and carboxyl group (-COOH) Compound for photodegradable PVC plasticizer, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 PVC 가소성 화합물은 프탈레이트계 액상 저분자 화합물인 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.The compound of claim 1, wherein the PVC plastic compound is a phthalate liquid low molecular compound. 제1항에 있어서, 상기 PVC 가소성 화합물은 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자 화합물인 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.The compound for photodegradable PVC plasticizer according to claim 1, wherein the PVC plastic compound is a high molecular compound containing a lactone repeating unit. 제3항에 있어서, 상기 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자는,According to claim 3, wherein the polymer containing a lactone repeating unit, 하기 화학식 1로 표시되는 알파-카르복시-오메가-2,2-[비스(하이드록시메틸)프로파노에이트]폴리에스테르의 자기축합반응에 의하여 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르; 또는Higher branched aliphatic polyesters formed by self-condensation of alpha-carboxy-omega-2,2- [bis (hydroxymethyl) propanoate] polyesters represented by Formula 1; or 하기 화학식 2로 표시되는 2,2-비스(오메가-하이드록시 폴리에스테르메틸)프로피온산의 자기축합반응에 의하여 형성된 고차가지구조 지방족 폴리에스테르;인 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.A compound for photodegradable PVC plasticizer, characterized in that; a higher branched aliphatic polyester formed by the self-condensation reaction of 2,2-bis (omega-hydroxy polyestermethyl) propionic acid represented by the following formula (2). <화학식 1><Formula 1>
Figure 112005051810138-pat00036
Figure 112005051810138-pat00036
<화학식 2> <Formula 2>
Figure 112005051810138-pat00037
Figure 112005051810138-pat00037
상기 화학식 1 및 2에서, m은 1 내지 15의 정수이고, n은 락톤계 단량체의 반복단위 수로서 1 내지 100의 정수이고, R은 중심 탄소원자에 결합된 수소 또는 서로 독립적인 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00064
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이다.
In Formulas 1 and 2, m is an integer of 1 to 15, n is an integer of 1 to 100 as the number of repeating units of the lactone-based monomer, R is hydrogen bonded to a central carbon atom or as a substituent independent of each other
Figure 112005051810138-pat00064
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more.
제4항에 있어서, 상기 고차가지구조 지방족 폴리에스테르의 하이드록시기가 카르복실기로 개질된 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.The compound for photodegradable PVC plasticizer according to claim 4, wherein the hydroxyl group of the higher branched aliphatic polyester is modified with a carboxyl group. 제3항에 있어서, 상기 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자는,According to claim 3, wherein the polymer containing a lactone repeating unit, 하기 화학식 3으로 표시되는 선형 지방족 폴리올, 하기 화학식 4로 표시되는 고리형 지방족 폴리올, 하기 화학식 5로 표시되는 고리형 방향족 폴리올 및 하기 화학식 6으로 표시되는 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 지방족 폴리올로 이루어진 군으로부터 선택된, 말단에 하이드록시 반응기를 다수 함유하는 폴리올 중심분자에, 하기 화학식 7로 표시되는 락톤계 단량체가 개환중합되어 형성된 성형구조 지방족 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.A linear aliphatic polyol represented by Formula 3, a cyclic aliphatic polyol represented by Formula 4, a cyclic aromatic polyol represented by Formula 5, and a linear or cyclic aliphatic polyol containing a non-carbon atom represented by Formula 6 Compound for photodegradable PVC plasticizer, characterized in that the molded structure is an aliphatic polyester formed by ring-opening polymerization of the lactone-based monomer represented by the following formula (7) to a polyol central molecule containing a plurality of hydroxy reactors at the terminal, selected from the group consisting of . <화학식 3><Formula 3>
Figure 112005051810138-pat00039
Figure 112005051810138-pat00039
상기 화학식 3에서, Cn은 선형 지방족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, R1 ~ R2n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00065
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00041
로서 m은 0 이상의 정수이다.
In Formula 3, C n is a linear aliphatic central carbon atom, n is an integer of 1 or more, R 1 ~ R 2n + 2 is an independent substituent to each other bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00065
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 2n + 2
Figure 112005051810138-pat00041
M is an integer of 0 or more.
<화학식 4><Formula 4>
Figure 112005051810138-pat00042
Figure 112005051810138-pat00042
상기 화학식 4에서, Cn은 고리형 지방족 중심 탄소원자이고, n은 3 이상의 정수이고, R1 ~ R2n은 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00066
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00044
로서 m은 0 이상의 정수이다.
In Formula 4, C n is a cyclic aliphatic central carbon atom, n is an integer of 3 or more, R 1 ~ R 2n are mutually independent substituents bonded to the central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00066
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 2n
Figure 112005051810138-pat00044
M is an integer of 0 or more.
<화학식 5><Formula 5>
Figure 112005051810138-pat00045
Figure 112005051810138-pat00045
상기 화학식 5에서, C4n+2는 고리형 방향족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, R1 ~ R4n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00067
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R4n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00046
로서 m은 0 이상의 정수이다.
In Formula 5, C 4n + 2 is a cyclic aromatic central carbon atom, n is an integer of 1 or more, R 1 ~ R 4n +2 is a mutually independent substituent bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00067
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 4n + 2
Figure 112005051810138-pat00046
M is an integer of 0 or more.
<화학식 6><Formula 6>
Figure 112005051810138-pat00047
Figure 112005051810138-pat00047
상기 화학식 6에서, CONP는 산소, 질소 및 인으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 비탄소 원자를 함유하는 선형 또는 고리형 방향족 중심 탄소원자이고, n은 1 이상의 정수이고, x와 y 및 z는 각각 0 이상의 정수로서 x+y+z는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2는 중심 탄소원자에 결합된 서로 독립적인 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00068
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이고, R1 ~ R2n+2 중 2개 이상은
Figure 112005051810138-pat00049
로서 m은 0 이상의 정수이다.
In Formula 6, CONP is a linear or cyclic aromatic central carbon atom containing at least one non-carbon atom selected from the group consisting of oxygen, nitrogen and phosphorus, n is an integer of 1 or more, x, y and z are each 0 As an above-mentioned integer, x + y + z is 1 or more and R <1> - R 2n + 2 is an independent substituent to each other bonded to a central carbon atom
Figure 112005051810138-pat00068
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more, and R 1 to Two or more of R 2n + 2
Figure 112005051810138-pat00049
M is an integer of 0 or more.
<화학식 7><Formula 7>
Figure 112005051810138-pat00050
Figure 112005051810138-pat00050
상기 화학식 7에서, n은 1 이상의 정수이고, R은 수소 또는 고리를 이루는 하나 이상의 탄소원자에 결합한 치환기로서
Figure 112005051810138-pat00069
로 표시되며 a, b, c, d 및 e는 각각 0 이상의 정수로서 a+b+c+d+e는 1 이상이다.
In Formula 7, n is an integer of 1 or more, and R is a substituent bonded to hydrogen or one or more carbon atoms constituting the ring
Figure 112005051810138-pat00069
A, b, c, d and e are each an integer of 0 or more, and a + b + c + d + e is 1 or more.
제6항에 있어서, 상기 성형구조 지방족 폴리에스테르의 하이드록시기가 카르복실기로 개질된 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.The compound for photodegradable PVC plasticizer according to claim 6, wherein the hydroxyl group of the molded aliphatic polyester is modified with a carboxyl group. 제3항에 있어서, 상기 락톤계 반복단위를 함유하는 고분자는,According to claim 3, wherein the polymer containing a lactone repeating unit, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물과 하기 화학식 9로 표시되는 화합물과의 반응에 의하여 형성된 폴리올 중심분자와, 탄소수 3 내지 15인 락톤계 단량체를 개환중합하여 형성된 성형구조 지방족 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 고분자 화합물.Photo-degradation, characterized in that the polyol formed by the reaction of the compound represented by the formula (8) and the compound represented by the formula (9) and the ring-structured aliphatic polyester formed by ring-opening polymerization of a C3-C15 lactone monomer Polymeric compound for the PVC plasticizer. <화학식 8><Formula 8>
Figure 112002043144743-pat00052
Figure 112002043144743-pat00052
<화학식 9><Formula 9>
Figure 112002043144743-pat00053
Figure 112002043144743-pat00053
상기 화학식 9에서, n은 3 내지 189이고, X는 COOH, Br 또는 Cl이다.In Formula 9, n is 3 to 189, and X is COOH, Br, or Cl.
제8항에 있어서, 상기 성형구조 지방족 폴리에스테르의 하이드록시기가 카르복실기로 개질된 것을 특징으로 하는 광분해성 PVC 가소제용 화합물.The compound for photodegradable PVC plasticizer according to claim 8, wherein the hydroxyl group of the molded aliphatic polyester is modified with a carboxyl group. 제1항의 광분해성 PVC 가소제용 화합물 5 내지 80중량% 및 PVC 95 내지 20중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 PVC 블렌드.A PVC blend comprising 5 to 80% by weight of the compound for photodegradable PVC plasticizer of claim 1 and 95 to 20% by weight of PVC.
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