KR100760959B1 - 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제조성물의 제조방법 - Google Patents

방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제조성물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리프로필렌 수지와 단량체를 가열혼합기에 투입하여 혼합하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 혼합물을 용매에 녹여 환류시키고 과량의 아세톤으로 재침전시킨 후, 여과, 건조하는 단계(단계 3)를 포함하여 이루어지는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 상용화제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상용화제는 폴리프로필렌 및 폴리아미드 수지의 비상용성을 개선한 블렌딩 조성물을 제조하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 상기 상용화제를 이용하여 제조된 블렌딩 조성물은 인장강도, 인장신율, 충격강도 등이 향상되었다.
상용화제, 폴리프로필렌, 방사선

Description

방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법{Preparation method of polypropylene-based compatibilizers by radiation-induced graft polymerization}
도 1은 방사선 조사량에 따라 제조된 폴리프로필렌 상용화제의 그라프트율을 나타낸다.
* PP-MAH는 폴리프로필렌-무수 말레인산 상용화제
* PP-MAH-ST(a)는 스티렌(1 중량부)이 첨가된 폴리프로필렌-무수 말레인산 상용화제
* PP-MAH-ST(b)는 스티렌(2 중량부)이 첨가된 폴리프로필렌-무수 말레인산 상용화제
* PP-AA는 폴리프로필렌-아크릴산 상용화제
도 2는 무수 말레인산 첨가량에 따라 제조된 폴리프로필렌 상용화제의 그라프트율을 나타낸다.
도 3은 스티렌(styrene) 첨가량에 따라 제조된 폴리프로필렌 상용화제의 그라프트율을 나타낸다.
도 4는 제조되는 상용화제의 적외선 흡수 스펙트럼을 나타낸다.
(a): 상용화제 제조에 사용된 폴리프로필렌
(b) ~ (d): 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌
(e): 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌
도 5는 본 발명의 폴리프로필렌 상용화제를 이용하여 제조된 폴리프로필렌 및 폴리아미드의 블렌딩 조성물의 주사전자현미경 사진을 나타낸다.
본 발명은 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
폴리프로필렌은 가공 용이성, 저비용, 높은 습기 저항력 등의 특징으로 인해, 산업적으로 폭넓게 이용되고 있으나, 산소 및 유기용매에 대해 높은 투과력으로 인하여 잠재적 응용 가능성이 제한된다.
폴리아미드는 산소 및 유기용매에 대해 안정적이지만, 상기 폴리프로필렌에 비하여 상대적으로 비싸고, 낮은 습기 저항성을 갖는 단점이 있다. 상기 폴리프로필렌 및 폴리아미드의 장단점을 상호보안하기 위하여 상기 고분자를 혼합시키는 블렌딩(blending)이 시도되어져 왔으나, 상기 폴리프로필렌은 물과 친화력이 적은 소수성을 보이며, 폴리아미드는 물과 친화력이 있는 친수성을 보여 어느 조성비에서 도 상기 폴리프로필렌 및 폴리아미드는 잘 섞이지 않는다. 따라서, 특별한 처리없이 폴리프로필렌 및 폴리아미드의 블렌딩을 수행하는 것은 이들 고분자들의 계면접착력을 약화시키며, 이러한 약한 계면접착력은 기계적 물성을 감소하게 하는 원인이 된다.
친수성 고분자와 소수성 고분자간의 블렌딩 문제를 해결하기 위하여, 종래에 소수성인 고분자의 표면을 친수화시키는 방법으로 친수화 정도에 의존하는 다양한 그라프트 중합방법이 공지되어 있다. 먼저 고분자 표면을 피막 형태로 표면 처리하는 방법 예컨데, 오존(J. of Applied Polymer Science, 72, 611(1999)), 방사선(J. of Polymer Science, 51, 1269(1994), Radiation Physics and Chemistry, 54, 637(1999)), 프라즈마 및 자외선 광을 이용하여 라디칼을 형성시킨 후, 여기에 친수성인 단량체를 도입하여 그라프트시키는 방법이다. 그러나 상기 방법은 주로 고분자의 표면 각층에만 피막의 형태로 개질되기 때문에 그라프트율이 낮고, 더욱이 고가의 장비를 사용하기 때문에 소형의 특수한 필름 및 분리막 등에 한정적으로 적용되고 있어 응용에 한계를 들어내고 있다(J. of Applied Polmer Science, Vol. 69, 143(1998)).
또 다른 방법으로는 상용화제를 사용하는 방법이 있다. 친수성 고분자와 소수성 고분자간의 블렌딩을 위해 상용화제를 적용하기 위해서는 주체인 중합체에 고함량의 그라프트율이 요구된다. 이러한 고함량의 그라프트율을 갖는 중합체를 얻는 방법으로는 이산화탄소의 혼입계하에서 그라프트시키는 방법(미국특허 제5,663,237호), 고분자의 용융상태에서 그라프트시키는 용융법(J. of Applied Polymer Science, Vol. 57, 1043(1995)), 고분자를 완전히 용해시키기 위해 과량의 용매를 사용하는 용액법(J. of Applied Polymer Science, Vol. 53, 239(1994)) 등이 공지되어 있다.
이러한 상용화제를 이용하는 방법들에 근거하여 상기 물성이 다른 폴리프로필렌과 폴리아미드의 블렌딩 문제점을 해결하기 위한 연구가 집중적으로 수행되어 왔다. 대표적인 예로는 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제의 상용성을 높이기 위한 연구를 들 수 있다[Polymer International 2005. 54. 909, Polymer Degradation and Stability 1999. 66. 337].
종래의 상용화제 제조방법은 크게 용액법 및 용융법을 이용하고 있다. 이러한 무수 말레인산 또는 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)를 그라프트시킨 폴리프로필렌 상용화제는 그라프트 방법으로 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide, DCP)를 사용하여 라디칼 반응을 용융상태에서 수행하는 용융법을 이용한 예는 제조과정은 용이 하지만, 1% 미만의 낮은 무수 말레인산 그라프트율을 나타내는 문제가 있다[Polymer Testing 2002. 21.11]. 반면, 용액법을 이용하는 예는 상대적으로 높은 5% 정도의 그라프트율로 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌를 제조할 수 있지만, 퍼옥사이드뿐만 아니라 계면활성제의 도움에 의해 팽윤시키는 과정이 더 필요한 점 등 제조과정이 어렵다는 단점을 가지고 있다[Polymer Engineering and Science 2000, 40, 1589].
이에, 본 발명자들은 폴리프로필렌 상용화제를 제조하기 위한 연구를 수행하던 중, 방사선을 조사하여 그라프트를 수행함으로써, 비교적 높은 무수 말레인산 그라프트율을 가짐과 동시에, 종래의 방법에 비하여 상대적으로 용이한 제조방법임을 알아내고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 폴리프로필렌 수지 및 폴리아미드 수지의 블렌딩에 있어서, 방사선을 조사하여 폴리프로필렌계 수지에 단량체의 그라프트율을 높인 상용화제를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리프로필렌 수지와 단량체를 가열혼합기에 투입하여 혼합하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 혼합물을 용매에 녹여 환류시키고 과량의 아세톤으로 재침전시킨 후, 여과, 건조하는 단계(단계 3)를 포함하여 이루어지는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법 및 이를 이용하여 제조되는 상용화제를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 상기 단계 1은 폴리프로필렌 수지와 단량체를 가열혼합기에 투입하여 혼합하는 단계이다.
상기 단계 1의 단량체는 카르복실산계열, 에폭시계열, 무수물계열등이며, 바람직하게는 카르복실산계열은 아크릴산(acrylic acid), 메타크릴산(methacrylic acid), 3,3-디메타크릴산(3,3-dimethacrylic acid) 등이며, 에폭시 계열은 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 부타디엔모노옥사이드(butadienemonooxide), 2-메틸-2-비닐옥시란(vinyl oxirane) 등이며, 무수물계열은 무수 말레인산(Maleic anhydride), 무수 시스-5-노보넨-엔드-2,3-디카르복실산(cis-5-norbornene-end-2,3-dicarboxyl anhydride), 무수이소부틸숙신산(isobutylsuccinic anhydride), 무수이타코닉산(itaconic anhydride) 등을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 상기 단량체는 무수 말레인산, 아크릴산, 글리시딜 메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 단량체의 첨가량은 폴리프로필렌수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 50 중량부로 사용할 수 있다. 상기 단량체의 첨가량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 그라프트율이 낮기 때문에 상용화제로서의 역할을 기대하기 어렵다. 반면, 50 중량부를 초과할 경우에는 첨가량에 비해 더 이상 그라프트율이 증가하지 않는다.
나아가, 본 발명은 상용화제의 그라프트율을 상승시키기 위해, 단량체의 종류에 따라 필요한 경우 추가로 스티렌을 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 스티렌의 첨가량은 폴리프로필렌 100 중량부에 대해 0.01 ~ 7 중량부로 사용할 수 있다. 상기 스티렌은 본 발명에 따른 상용화제의 제조에 있어서, 특정 단량체의 그라프트율을 높이는 보조제로서의 역할을 한다. 이때 상기 특정 단량체로는 무수 말레인산 등을 들 수 있다. 스티렌의 첨가량이 0.01 중량부보다 낮을 경우에는 단량체의 그라프트율 상승효과가 미약하며, 7 중량부 보다 높은 경우에는 스티렌의 첨가량에 비해 그라프트율이 더 이상 증가되지 않는다.
본 발명에 따른 상기 단계 2는 단계 1의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계이다.
상기 방사선은 이온빔, 알파선, 베타선, 감마선 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 감마선을 사용할 수 있다.
상기 방사선의 조사량은 1 ~ 200 k㏉로 사용할 수 있다. 상기 방사선 조사량의 범위내에서 단량체 및 폴리프로필렌 수지 사이의 그라프트율을 높일 수 있다. 만약, 상기 방사선의 조사량이 1 k㏉ 보다 낮을 경우에는 단량체 및 폴리프로필렌 수지 사이에 충분한 그라프트율를 유도하기 어렵다. 반면, 상기 방사선 조사량이 200 k㏉를 초과하는 경우에는 방사선 조사량의 증가에 비해 그라프트율의 증가가 미약하다.
본 발명에 따른 상기 단계 3은 단계 2의 혼합물을 용매에 녹여 환류시키고 과량의 아세톤으로 재침전시킨 후, 여과, 건조하는 단계이다.
상기 용매는 자일렌, 테트라클로로에탄, 톨루엔, 벤젠 등을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조되는 폴리프로필렌계 상용화제 조성물 을 제공한다.
또한, 본 발명은 폴리프로필렌계 상용화제 조성물을 이용하여 제조되는 폴리아미드계 수지와 폴리프로필렌계 수지 블렌딩 조성물을 제공한다.
상기 폴리아미드계 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 610, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 69, 폴리아미드 612, 폴리아미드 46 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 폴리아미드계 수지와 폴리프로필렌계 수지 블렌딩 조성물을 이용하여 제조되는 수지 제품을 제공한다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제의 제조
폴리프로필렌 수지(polypropylene, PP) 100 중량부에 대해 무수 말레인산 단량체(monomer) 1, 3, 5, 7 및 9 중량부를 비닐 튜브 내에서 혼합한 후, 130 ℃로 가열된 가열혼합기(브라벤더)(Eastern engineering company에 의뢰하여 자체제작) 넣었다. 상기 가열혼합기에 스티렌 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7 중량부로 첨가한 후, 65 rpm으로 하여 상기 혼합물을 6 분간 혼합하였다. 상기 혼합물에 코발트 감마선 발생기를 이용하여 감마선을 25, 50, 75 및 100 k㏉로 조사하였다. 방사선이 조사된 조성물을 130 ℃에서 자일렌 용매에 완전히 녹여 3시간 환류시킨 후, 과량의 아세톤에 재침전시키고, 이를 여과 필터를 이용하여 여과하고, 80 ℃의 진공 오븐에 건조하여, 실시예 1의 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제를 제조하였다.
< 실시예 2> 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제의 제조
무수 말레인산 대신에 아크릴산을 사용하고 스티렌을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 실시예 2의 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제를 제조하였다.
< 실험예 1> 방사선 조사량에 따른 그라프트율의 측정
방사선 조사량 및 단량체에 따른 폴리프로필렌 그라프트율을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 진행하였다.
폴리프로필렌 수지에 단량체로서 각각 무수 말레인산 단독, 스티렌 1 중량부 존재하에서 무수 말레인산(MAH-ST(a)), 스티렌 2 중량부 존재하에서 무수 말레인산(MAH-ST(b)) 및 아크릴산을 3 중량부로 각각 혼합하고, 상기 혼합물에 방사선 조사량을 25, 50, 75, 100 k㏉로 달리 조사하여 그라프트시킨 상용화제를 제조하였다. 상기 각각의 상용화제를 130 ℃에서 자일렌 용매에 완전히 녹인 후, 무수물을 카르복실산으로 바꾸기 위해 물을 넣고 1시간 정도 환류시킨다. 그 후, 지시약으로 1% 티몰블루(thymol blue)을 사용하고, 용액의 색깔이 파란색이 될 때까지 알콜수산화칼륨(alcholic potassium hydroxide)을 천천히 적정을 하여 하기의 수학식 1에 따라 그라프트율을 계산하였다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
Figure 112006066197751-pat00001
* VKOH는 사용된 KOH 부피(㎖)
* [KOH]는 KOH의 농도
* Weq , MAH 는 MAH의 등가분자량
* Wsample 은 적정에 사용된 시료의 무게
도 1에 나타난 바와 같이, 방사선 조사량에 따른 무수 말레인산 단독의 폴리프로필렌 상용화제의 그라프트율에 비해, 보조제로서 스티렌을 사용한 상용화제의 그라프트율이 다소 우수함을 알 수 있으며, 양자 모두 방사선 조사량에 비례하여 그라프트율도 증가함을 알 수 있었다. 또한, 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제의 그라프트율은 방사선 조사량에 비례하여 약 2배 정도 증가하는 것을 알 수 있다. 이로부터, 아크릴산으로 그라프트된 폴리프로필렌의 그라프트율은 방사선 조사량이 증가할수록 폴리프로필렌의 그라프트율도 증가함을 알 수 있었다.
< 실험예 2> 첨가되는 단량체 양의 증가에 따른 그라프트율 측정
첨가되는 단량체 양에 따른 폴리프로필렌 그라프트율을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 진행하였다.
폴리프로필렌 수지 100 중량부에 무수 말레인산을 1, 3, 5, 7, 9 중량부로 혼합하고, 방사선 조사량을 100 k㏉로 하는 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 하여 제조된 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제를 제조하였다. 상기 무수 말레인산의 첨가량에 따른 폴리프로필렌의 그라프트율은 상기 수학식 1에 따라 계산하였고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 무수 말레인산의 첨가량에 따른 폴리에틸렌 그라프트율은 무수 말레인산의 첨가량이 증가함에 따라 폴리프로필렌의 그라프트율이 점차적으로 증가하는 것을 알 수 있다.
< 실험예 3> 첨가되는 스티렌 양의 증가에 따른 그라프트율 측정
첨가되는 스티렌 양에 따른 폴리프로필렌 그라프트율을 알아보기 위하여 하기와 같은 실험을 진행하였다.
폴리프로필렌 수지 100 중량부에 무수 말레인산을 3 또는 7 중량부로 혼합하고, 추가로 스티렌을 각각 0, 1 및 2 중량부로 첨가한 후, 100 k㏉의 방사선을 조사하여 그라프트시킨 폴리프로필렌 상용화제를 제조하였다. 스티렌 첨가량에 따른 폴리프로필렌의 그라프트율은 상기 수학식 1에 따라 계산하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타난 바와 같이, 스티렌의 첨가량에 따른 폴리프로필렌 그라프트율은 무수 말레인산을 3 중량부에 1 중량부의 스티렌을 혼합한 경우에는 최대 1.0%을 나타내었으며, 무수 말레인산을 7 중량부 사용하였을 경우에는 약 1.2%을 나타내었다.
< 실험예 4> 폴리프로필렌 상용화제의 적외선 스펙트럼 분석
방사선 조사에 의해 생성된 폴리프로필렌 상용화제의 생성을 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 하였다.
무수 말레인산이 그라프트 되지 않은 순수한 폴리프로필렌 (a), 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 무수 말레인산을 3 중량부를 첨가 혼합한 후, 100 kGy로 조사하여 제조된 상용화제 (b), 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 스티렌 1 중량부 첨가하고 무수 말레인산을 3 중량부를 첨가 혼합한 후, 100 kGy로 조사하여 제조된 상용화제 (c), 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 스티렌 2 중량부 첨가하고 무수 말레인산을 3 중량부를 첨가 혼합한 후, 100 kGy로 조사하여 제조된 상용화제 (d), 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 아크릴산을 3 중량부를 첨가 혼합한 후, 100 kGy로 조사하여 제조된 상용화제 (e)를 적외선 흡수 스펙트럼(infrared absorption spectrum, 제조사:Bruker, 모델명: Tensor 37)을 측정하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 무수 말레인산이 그라프트 되지 않은 순수한 폴리프로필렌 (a)의 적외선 흡수 스펙트럼에 비교했을 때 (b) ~ (c)에서는 무수 말레인산의 특성 피크를 나타내는 1885 ㎝-1 와 1785 ㎝-1에서 새로운 두 피크가 나타났다. 이를 통해서 무수 말레인산이 그라프트 되었음을 확인할 수 있었다. 또한 아크릴산이 그라프트된 상용화제의 적외선 흡수 스펙트럼을 나타내는 (e)에서는 폴리아크릴산의 특성 피크가 1712 ㎝-1에서 새롭게 나타남으로써 그라프트가 성공적으로 이루어졌음을 확인할 수 있었다.
< 실시예 3> 폴리프로필렌 상용화제를 사용하여 제조된 폴리프로필렌 및 폴리아미드 블렌딩 조성물의 제조
하기 표 1에 나타난 바와 같은 조성으로, 다양한 그라프트율로 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제, 폴리프로필렌 수지, 폴리아미드 6 수지 및 산화방지제인 이르가녹스 1010(Irganox 1010, 호남석유제품)을 비닐 튜브 내에서 혼합하고, 245 ℃로 설정된 가열혼합기(Eastern engineering company에 의뢰하여 자체제작)에 상기 혼합물을 넣은 후에, 이를 65 rpm으로 6분간 혼합하여 실시예 3-1 ~ 3-8의 블렌딩 조성물을 제조하였다.
< 비교예 1>
상용화제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 하기 표 1에 나타낸 조성으로 실시예 3과 동일한 방법으로 블렌딩 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 3-1 ~ 3-8 및 비교예 1에 의해 제조되는 블렌딩 조성물을 하기의 표 1에 정리하였다.
상용화제 종류 사용된 상용화제(중량부) 폴리프로필렌 (중량부) 나일론 6 (중량부) 산화방지제 (중량부)
실시예 3-1 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 (D.G=0.73) 5 65 30 0.1
실시예 3-2 10 60 30 0.1
실시예 3-3 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 (D.G=1.14) 5 65 30 0.1
실시예 3-4 10 60 30 0.1
실시예 3-5 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 (D.G=2.02) 5 65 30 0.1
실시예 3-6 10 60 30 0.1
실시예 3-7 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 (D.G=2.87) 5 65 30 0.1
실시예 3-8 10 60 30 0.1
비교예 1 - - 70 30 0.1
* D.G는 그라프트율(degree of graft)
< 실험예 5> 인장실험
상기 실시예 3-1 ~ 3-8 및 비교예 1의 폴리프로필렌-폴리아미드 블렌딩 조성물의 인장실험은 ASTM(American Society for Testing and Materials) D638에 따라 측정하여 얻은 인장강도 및 인장신율에 대한 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
< 실험예 6> 충격강도 실험
상기 실시예 3-1 ~ 3-8 및 비교예 1의 폴리프로필렌-폴리아미드 블렌딩 조성물의 충격강도는 ASTM(American Society for Testing and Materials) D256에 따라 측정하고 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
인장강도(kgf/㎟) 인장신율(%) 충격강도(Izod) (kJ/㎟)
실시예 3-1 1.73 255 7.1
실시예 3-2 1.85 294 7.7
실시예 3-3 1.95 290 8.1
실시예 3-4 1.96 300 7.8
실시예 3-5 1.72 80 5
실시예 3-6 1.73 73 4.3
실시예 3-7 1.77 140 6.3
실시예 3-8 1.66 145 5.7
비교예 1 1.63 15 6.2
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 3-1 ~ 3-4에 따른 블렌딩 조성물은 인장강도, 인장신율 및 충격강도가 비교예 1에 비해 우수함을 확인하였다. 또한, 실시예 3-5 ~ 3-8에 의한 블렌딩 조성물도 비교예 1에 비해 우수한 인장강도 및 인장신율를 보였다. 따라서, 무수 말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제에 의해 제조되는 블렌딩 조성물 및 아크릴산이 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제는 물리적 물성이 우수한 블렌딩 조성물을 제조할 수 있음을 알 수 있었다.
< 실험예 7> 주사전자현미경에 의한 블렌딩 조성물 파단면 측정
주사전자현미경으로 블렌딩 조성물의 파단면을 관찰하기 위해 하기와 같은 실험을 진행하였다.
실시예 3-1 ~ 3-8 및 비교예 1의 블렌딩 조성물을 절단한 후, 상기 절단면을 주사전자현미경(scanning electron microscopy, 제조사:Philips, 모델명:XL30S FEG)을 통하여 관찰하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 실시예 3-1 ~ 3-4의 무수 말레인산으로 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제를 사용하여 제조된 블렌딩 조성물의 파단면에서 흰색 구는 나일론을 나타내는데 이러한 구 크기가 비교예 1에 비해 현저히 작아졌으며, 어두운 부분은 폴리프로필렌을 나타내는데 이는 나일론과 상용성이 좋아져 단일상을 나타낸다.
또한, 실시예 3-5 ~ 3-8의 아크릴산으로 그라프트된 폴리프로필렌 상용화제를 사용하여 제조된 블렌딩 조성물도 마찬가지로 흰색 구는 나일론을 나타내는데 이러한 구 크기가 비교예 1에 비해 크기가 작아진 것이 확인되었다. 이로써, 두 상용화제 모두 비교예 1보다 고른 파단면 및 우수한 상용성을 보인 것을 확인하였다.
본 발명에 따른 상용화제는 합성수지, 특히 폴리프로필렌 및 폴리아미드 수지의 비상용성을 개선한 블렌딩 조성물을 제조하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 상기 상용화제를 이용하여 제조된 블렌딩 조성물은 인장강도, 인장신율, 충격강도 등이 향상되었다.

Claims (9)

  1. 폴리프로필렌 수지와 단량체를 가열혼합기에 투입하여 혼합하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1의 혼합물에 방사선을 조사하는 단계(단계 2); 및
    상기 단계 2의 혼합물을 용매에 녹여 환류시키고 과량의 아세톤으로 재침전시킨 후, 여과, 건조하는 단계(단계 3)를 포함하여 이루어지는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 단량체는 카르복실산계열, 에폭시계열 및 무수물계열로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이며, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 50 중량부를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계 1은 스티렌을 폴리프로필렌 100 중량부에 대해 0.01 ~ 7 중량부를 첨가하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 카르복실산계열 단량체는 아크릴산, 메타크릴산 또는 3,3-디메타크릴산이고, 상기 에폭시계열 단량체는 글리시딜 메타크릴레이트, 부타디엔모노옥사이드 또는 2-메틸-2-비닐옥시란이며, 상기 무수물계열 단량체는 무수 말레인산, 무수 시스-5-노보넨-엔드-2,3-디카르복실산, 무수이소부틸숙신산 또는 무수이타코닉산인 것을 특징으로 하는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 방사선은 이온빔, 알파선, 베타선(전자선) 또는 감마선이며, 상기 방사선 조사량은 1 ~ 200 k㏉인 것을 특징으로 하는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 단계 3의 용매는 자일렌, 테트라클로로에탄, 톨루엔 및 벤젠으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 방사선을 이용하여 그라프트된 폴리프로필렌계 상용화제 조성물의 제조방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 제조방법에 의해 제조되는 폴리프로필렌 계 상용화제 조성물.
  8. 제7항의 폴리프로필렌계 상용화제 조성물을 이용하여 제조되는 폴리아미드계 수지와 폴리프로필렌계 수지 블렌딩 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 폴리아미드계 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 610, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 69, 폴리아미드 612 및 폴리아미드 46으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리아미드계 수지와 폴리프로필렌계 수지 블렌딩 조성물.
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