KR100772931B1 - Process for preparing fully crosslinked polymer particles using block copolymer synthesized by the living free radical polymerization - Google Patents

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이강석
이병형
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Abstract

A method for preparing a vinyl-based polymer particle is provided to prepare a vinyl-based polymer particle having an average diameter of 1-50 micrometers by single process and to allow the specific surface area of crosslinked particles to be controlled easily. A method for preparing a vinyl-based polymer particle comprises the step of polymerizing a crosslinking agent or a mixture of a crosslinking agent and an unsaturated vinyl-based monomer, a polymerization initiator and a reactive stabilizer in a solvent, wherein the crosslinking agent is at least one selected from divinyl benzene and acrylate compound, the reactive stabilizer is an amphiphilic block copolymer comprising a water-soluble polymer block and an oil-soluble polymer block and is prepared by reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization, and the polymerization is carried out with stirring with 10-300 rpm at 50-100 deg.C for 1-12 hours.

Description

리빙 자유 라디칼 중합을 통하여 만들어진 블록공중합체를 반응성 안정제로 사용하여 가교된 비닐계 고분자 입자를 제조하는 방법 {Process for preparing fully crosslinked polymer particles using block copolymer synthesized by the living free radical polymerization}Process for preparing fully crosslinked polymer particles using block copolymer synthesized by the living free radical polymerization}

도 1은 실시예 3에서 제조된 구형 고분자 입자의 전자현미경(SEM) 사진이다.1 is an electron micrograph (SEM) of the spherical polymer particles prepared in Example 3.

도 2는 실시예 3에서 제조된 구형 고분자 입자의 투과 전자현미경(TEM) 사진이다.2 is a transmission electron microscope (TEM) photograph of the spherical polymer particles prepared in Example 3.

도 3은 실시예 3과 6∼8에서 스티렌 단량체에 대하여 가교제로 사용된 디비닐벤젠의 첨가량을 변화시켜 (25:75, 50:50, 75:25, 100:0) 제조된 구형 고분자 입자를 시차주사열량계(DSC)를 통해 분석한 결과를 나타낸 것이다. FIG. 3 shows spherical polymer particles prepared by changing the amount of divinylbenzene used as a crosslinking agent with respect to styrene monomers in Examples 3 and 6 to 8 (25:75, 50:50, 75:25, 100: 0). The results are analyzed by differential scanning calorimetry (DSC).

본 발명은 가교된 구형의 비닐계 고분자 입자를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 리빙 자유 라디칼 방법 중의 한가지인 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합법(Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization, RAFT)을 통하여 만들어진 양친성 블록공중합체를 반응성 안정제로 사용하여 평균입경이 1∼ 50 마이크론 크기의 구 형태로 가교되면서 입자의 비표면적을 조절하기 용이한 고분자 입자를 단일공정으로 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for producing a cross-linked spherical vinyl polymer particles, in particular a parent made through reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization (RAFT), one of the living free radical method The present invention relates to a method for preparing polymer particles in a single step using crosslinkable block copolymers having an average particle diameter of 1 to 50 microns and easily controlling the specific surface area of the particles by using a block copolymer as a reactive stabilizer.

리빙 자유라디칼 중합 방법 중 한가지인 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합법으로 제조된 블록공중합체는 디티오에스테르계(dithioester), 디티오카바메이트계(dithiocarbamate) 및 잔테이트계(xanthaite) 등의 다양한 사슬 이동제를 이용하면 분자량을 마음대로 조절할 수 있고, 분자량 분포도가 매우 좁은 형태로 얻을 수 있음이 보고되었다[Comprehensive Polymer Science; Pergamon: London, vol 3, p 141 (1989), Macromolecules, 27, 638 (1994), 일본특허 제04198303호 및 대한민국 특허 제0385724호]. 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합방법으로 제조되는 블록공중합체의 반응 메카니즘은 다음과 같다.Block copolymers prepared by the reversible addition-breaking chain transfer polymerization method, which is one of living free radical polymerization methods, have various chains such as dithioester, dithiocarbamate and xanthaite. It has been reported that the use of a transfer agent can control the molecular weight at will and obtain a very narrow molecular weight distribution [Comprehensive Polymer Science; Pergamon: London, vol 3, p 141 (1989), Macromolecules, 27, 638 (1994), Japanese Patent No. 04198303 and Korean Patent No. 0385724]. The reaction mechanism of the block copolymer prepared by the reversible addition-break chain transfer polymerization method is as follows.

Figure 112006052418246-pat00001
Figure 112006052418246-pat00001

일반적으로 가교된 비닐계 고분자 입자를 제조하는 중합방법으로는 현탁중합(suspension polymerization), 유화중합(emulsion polymerization), 시드중합(seeded polymerizaton), 분산중합(dispersion polymerization), 침전중합(precipitation polymerization) 등이 있으며 각각의 제조방법 마다 장단점을 가지고 있다.Generally, polymerization methods for preparing crosslinked vinyl polymer particles include suspension polymerization, emulsion polymerization, seeded polymerizaton, dispersion polymerization, and precipitation polymerization. Each manufacturing method has advantages and disadvantages.

현탁중합은 고분자의 분산안정제 존재 하에서 분산매인 물에 불용성인 단량체를 넣고 이를 기계적인 힘을 이용하여 수용액 상에 분산시킨 후 지용성 개시제를 사용하여 단량체 방울을 중합하여 고분자 입자를 제조하는 방법으로서, 이 제조법은 단일 공정으로 입자를 얻을 수 있다는 장점을 지니고 있으나, 물리적 힘에 의하여 단량체를 분산시켜야 하기 때문에 제조되는 고분자가 0.1∼1000 마이크론으로 매우 넓은 입자 크기 분포도를 갖게 되는 어려움이 있다. 따라서 상기한 현탁중합법을 통하여 제조된 가교 고분자는 평균직경이 100 마이크론 이상이다[미국특허 제4,017,670호, 제4,017,670호, 제4,085,169호, 및 제4,129,706호]. 입자 크기 분포도를 낮추기 위해서 추가적인 기계 장치를 사용하여 다양한 크기로 형성된 입자를 분리하여 제조하는 방법이 연구되었다[일본특허 제 90-261628호]. 그러나 복잡한 분급장치에 많은 비용과 노력이 소요되며 실질적인 생산성이 매우 낮은 단점을 내포한다. Suspension polymerization is a method of preparing polymer particles by adding a monomer insoluble to water as a dispersion medium in the presence of a dispersion stabilizer of a polymer and dispersing it in an aqueous solution using a mechanical force, and then polymerizing monomer droplets using a fat-soluble initiator. The manufacturing method has the advantage that the particles can be obtained in a single process, but since the monomers must be dispersed by physical force, there is a difficulty that the prepared polymer has a very wide particle size distribution of 0.1 to 1000 microns. Therefore, the crosslinked polymer prepared through the suspension polymerization method has an average diameter of 100 microns or more (US Pat. Nos. 4,017,670, 4,017,670, 4,085,169, and 4,129,706). In order to lower the particle size distribution, a method of separating and preparing particles formed of various sizes using an additional mechanical device has been studied (Japanese Patent No. 90-261628). However, the complex classification device is costly and labor-intensive and has the disadvantage of very low practical productivity.

유화중합은 단일 공정으로 직경이 1 마이크론 정도의 균일한 크기의 가교된 고분자 입자를 제조할 수 있으나, 그 이상의 직경을 가진 입자를 제조하기 어려우며, 입자의 형성과 안정성을 위하여 사용되는 계면활성제가 입자 표면에 흡착되어 거품이 일거나 쉽게 제거 되지 못하기 때문에 형성된 고분자의 물성 저하를 가져오는 단점이 있다. Emulsion polymerization can produce cross-linked polymer particles of uniform size of about 1 micron in diameter in a single process, but it is difficult to produce particles with diameters larger than that, and the surfactant used for the formation and stability of the particles is particles. Adsorbed on the surface of the foam is not easy to remove or remove the physical properties of the formed polymer has a disadvantage.

시드중합은 유화중합 또는 분산중합에 의하여 제조된 균일한 크기의 입자를 분산매에 재 분산시킨 후, 단량체의 팽윤과정을 통하여 마이크론 단위의 균일한 입도 분포도를 가지는 고분자 입자를 제조하는 방법이다 [미국특허 제4,459,378호, 제6,228,925호, 및 제4,996,265호, 유럽특허 제326,383호, 일본특허 제62-273,215호 및 제05-222,204호]. 이러한 시드중합은 입자크기의 조절이 용이한 반면에 중합 절차가 매우 까다롭고 2 혹은 3 단계의 중합 과정이 소요되므로 장시간이 요구되는 단점을 가지고 있다.Seed polymerization is a method for producing polymer particles having a uniform particle size distribution in microns by swelling the monomers after redispersing the particles of uniform size prepared by emulsion polymerization or dispersion polymerization in the dispersion medium. 4,459,378, 6,228,925, and 4,996,265, European Patent 326,383, Japanese Patent Nos. 62-273,215 and 05-222,204. While the seed polymerization is easy to control the particle size, the polymerization procedure is very demanding and the two- or three-stage polymerization process requires a long time.

분산중합은 비닐계 단량체와 상기 단량체에 대해서는 가용성이며, 분산중합으로 생성된 고분자 입자에는 불용성인 유기용매 또는 유기용매와 물의 혼합용매와 입체안정제(steric stabilizer) 및 지용성 개시제를 사용하여 1 마이크론 이상의 구형 고분자 입자를 제조하는 중합방법이다. 이러한 분산중합법을 이용하여 가교된 입자를 얻고자 할 때 최대로 가교할 수 있는 가교제 양이 단량체 대비 5 중량 %를 넘지 못하며, 그 이상 첨가되면 고분자 입자들이 서로 뭉치거나 구형이 아닌 불규칙한 형태의 입자가 형성되어 완전 가교된 입자를 제조하는 데에는 어려운 문제가 있다. Dispersion polymerization is spherical or more than 1 micron using an organic solvent or a mixed solvent of organic solvent and water, a steric stabilizer and a fat-soluble initiator that are soluble in the vinyl monomer and the monomer, and are insoluble in the polymer particles produced by the dispersion polymerization. It is a polymerization method for producing polymer particles. In order to obtain crosslinked particles using this dispersion polymerization method, the maximum amount of crosslinking agent that can be crosslinked is not more than 5% by weight relative to the monomer, and when it is added more, the polymer particles agglomerate to each other or are irregularly shaped particles There is a difficult problem in producing the fully crosslinked particles are formed.

마지막으로 침전중합은 비교적 균일하며, 가교된 구형의 고분자 입자를 제조하는 방법으로 기본 원리가 분산중합과 유사하나 분산중합과는 달리 입체안정제를 사용하지 않고 입자 내의 가교에 의하여 자체적으로 입자가 구의 형태로 유지되는 방법[미국특허 제5,599,889호]으로 미반응성 물질이 없으므로 제조된 입자의 순도가 높다. 그러나 침전중합은 사용가능한 단량체의 종류 및 공용매로 사용되는 용매가 극히 제한적이라는 한계를 갖고 있다. Finally, precipitation polymerization is relatively homogeneous, and the basic principle is similar to dispersion polymerization.However, unlike dispersion polymerization, the particles themselves form spherical particles by crosslinking in the particles without using a stabilizer. Since the method is maintained in the US Patent No. 5,599, 889] there is no unreactive material, the purity of the particles produced is high. However, precipitation polymerization has a limitation in that the types of monomers available and the solvents used as cosolvents are extremely limited.

지금까지 가교된 고분자 입자를 얻는 다양한 방법들이 연구 개발되어 왔으나 재현성이 있는 단일 공정으로 가교제의 함량과 고분자 입자의 비표면적이 넓은 구형의 입자를 제조하는 것은 여전히 어려운 일이다. Various methods of obtaining crosslinked polymer particles have been studied and developed so far, but it is still difficult to prepare spherical particles having a large content of crosslinking agent and a specific surface area of polymer particles in a single reproducible process.

본 발명은 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합법을 통하여 만들어진 블록공중합체를 반응성 안정제로 사용하여 가교된 구형의 고분자 입자를 제조하는 방법을 제공하는 것으로, 특히 본 발명은 재현성이 있는 단일 공정으로 높은 가교도를 지니고 있으면서 고분자 입자의 비표면적이 넓은 구형의 입자를 제조하는 것을 목적으로 한다. The present invention provides a method for producing cross-linked spherical polymer particles using a block copolymer made through a reversible addition-break chain transfer polymerization method as a reactive stabilizer. Particularly, the present invention provides a high degree of crosslinking in a single reproducible process. An object of the present invention is to produce spherical particles having a specific surface area of the polymer particles having a large diameter.

이를 위해 본 발명자는 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합법을 통하여 만들어진 블록공중합체를, 구형의 고분자 입자를 형성하는 연구 중 하나인 자유 라디칼 중합방법에서 반응성 안정제로 사용하면 가교제의 함량과 입자의 비표면적을 조절할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. To this end, the present inventors used the block copolymer made through the reversible addition-breaking chain transfer polymerization method as a reactive stabilizer in the free radical polymerization method, which is one of the studies for forming spherical polymer particles, and the content of the crosslinking agent and the specific surface area of the particles. It was found that the control can be completed the present invention.

따라서 본 발명은 가역적 부가-쪼개짐 사슬 이동 중합법을 통하여 만들어진 블록공중합체를 반응성 안정제로 사용한 단일 공정으로 가교제 단독 또는 높은 가교제의 함량을 지닌 단량체 혼합물을 사용하여 가교되고 입자의 비표면적이 보다 높은 고분자 입자의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is a polymer which is crosslinked using a crosslinking agent alone or a monomer mixture having a high crosslinking agent content in a single process using a block copolymer made through a reversible addition-breaking chain transfer polymerization method as a reactive stabilizer and having a higher specific surface area of the particles. The purpose is to provide a method for producing the particles.

본 발명에서는, In the present invention,

가교제 또는 가교제와 불포화 비닐계 단량체의 혼합물; 중합개시제; 반응성 안정제를 용매 상에서 중합 반응시켜 가교된 고분자 입자를 제조하는 방법에 있어서,Crosslinking agents or mixtures of crosslinking agents and unsaturated vinyl monomers; Polymerization initiator; In the method for producing a crosslinked polymer particles by polymerizing a reactive stabilizer on a solvent,

상기 가교제로 디비닐벤젠 또는 아크릴레이트계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용하고, 상기 반응성 안정제로 가역적 부가-쪼개짐 사슬이동중합법을 통하여 만들어진 양친성 블록 공중합체를 사용하여, 50∼100℃의 온도에서 1∼12시간 동안, 10∼300 rpm 교반속도로 중합시키는 단일공정에 의하여 평균입경 1∼50μm의 가교된 구형의 고분자입자를 수득하는 것을 특징으로 하는 비닐계 고분자 입자의 제조방법이 제공된다.The cross-linking agent is used at least one selected from divinylbenzene or acrylate-based, and using an amphiphilic block copolymer made through a reversible addition-break chain transfer polymerization method as the reactive stabilizer, 50 ~ 100 ℃ Provided is a method for producing vinyl polymer particles, characterized in that a crosslinked spherical polymer particle having an average particle diameter of 1 to 50 μm is obtained by a single step of polymerization at a stirring speed of 10 to 300 rpm for 1 to 12 hours at a temperature. .

본 발명에서 가교제로는, 디비닐벤젠 또는 아크릴레이트계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다. 아크릴레이트계 가교제로는, 1,2-에탄디올디아크릴레이트; 1,3-프로판디올디아크릴레이트; 1,3-부탄디올디아크릴레이트; 1,4-부탄디올디아크릴레이트; 1,5-펜탄디올디아크릴레이트; 1,6-헥산디올디아크릴레이트; 에틸렌글리콜디아크릴레이트; 프로필렌글리콜디아크릴레이트; 부틸렌글리콜디아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디아크릴레이트; 알킬아크릴 레이트; 1,2-에탄디올디메타크릴레이트; 1,3-프로판디올메타크릴레이트; 1,3-부탄디올디메타크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 알릴메타크릴레이트; 우레탄아크릴레이트; 디알릴말레이트 등이 사용될 수 있다. 상기 가교제는 단독으로 사용되거나 상기 불포화 비닐계 단량체와 혼합하여 사용될 수 있다. 사용되는 가교제와 불포화 비닐계 단량체의 총 질량은 사용되는 용매에 대하여 1∼50 중량% 사용되는 것이 바람직하다. 사용량이 1 중량% 미만이면 경제성이 감소하고 50 중량%를 초과하는 경우에는 형성되는 입자의 안정성이 감소하여 응집현상이 일어나 안정된 구형의 입자를 얻을 수 없는 문제가 발생한다. As the crosslinking agent in the present invention, one or two or more selected from divinylbenzene or acrylate may be used. As an acrylate crosslinking agent, 1,2-ethanediol diacrylate; 1,3-propanedioldiacrylate; 1,3-butanediol diacrylate; 1,4-butanediol diacrylate; 1,5-pentanediol diacrylate; 1,6-hexanediol diacrylate; Ethylene glycol diacrylate; Propylene glycol diacrylate; Butylene glycol diacrylate; Triethylene glycol diacrylate; Polyethylene glycol diacrylate; Polypropylene glycol diacrylate; Polybutylene glycol diacrylate; Alkyl acrylates; 1,2-ethanedioldimethacrylate; 1,3-propanediol methacrylate; 1,3-butanedioldimethacrylate; Ethylene glycol dimethacrylate; Propylene glycol dimethacrylate; Butylene glycol dimethacrylate; Triethylene glycol dimethacrylate; Polyethylene glycol dimethacrylate; Polypropylene glycol dimethacrylate; Polybutylene glycol dimethacrylate; Allyl methacrylate; Urethane acrylate; Diallyl maleate and the like can be used. The crosslinking agent may be used alone or in combination with the unsaturated vinyl monomer. The total mass of the crosslinking agent and the unsaturated vinyl monomer used is preferably 1 to 50% by weight based on the solvent used. If the amount of use is less than 1% by weight, the economical efficiency is reduced, and if the amount exceeds 50% by weight, the stability of particles to be formed decreases, causing agglomeration and a problem that a stable spherical particle cannot be obtained.

본 발명에서는 반응성 안정제로, 일반적인 리빙 자유라디칼 중합법 중 한가지인 가역적 부가-쪼개짐 사슬이동중합법을 통하여 만들어진 양친성 블록공중합체를 사용한다. 이 블록공중합체는 하나의 블록은 수용성 고분자이며 다른 하나의 블록은 지용성 고분자로 구성된다. 바람직하게는 상기 수용성 고분자로 비닐피리딘계 화합물; 비닐아세테이트계 화합물; 비닐알코올계 화합물; 에틸렌글리콜계 화합물 등이 사용될 수 있으며, 상기 지용성 고분자로는 방향족 비닐계 화합물; 시안계 비닐 화합물; 아크릴레이트계 화합물; 메타크릴레이트계 화합물; 디아크릴레이트계 화합물; 디메타크릴레이트계 화합물 등이 사용될 수 있다. 블록공중합체는, 바람직하게는 사용되는 가교제와 불포화 비닐계 단량체의 총 질량에 대하여 0.1∼ 30 중량%로 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 1∼20 중량%로 사용된다. 블록 공중합체의 사용량이 너무 적으면 나노 크기의 작은 입자가 과량으로 형성되기 때문에 마이크론 크기의 입자 형성에 참여하지 못하는 입자가 많이 생겨 전체적인 고분자 입자의 균일도와 수율을 저하시키게 된다. 반면 상기 범위를 초과하여 사용하는 경우에는 마이크론 크기의 입자끼리 뭉침 현상이 발생하여 문제가 발생하게 된다. In the present invention, as a reactive stabilizer, an amphiphilic block copolymer made through a reversible addition-breaking chain transfer polymerization method, which is one of general living free radical polymerization methods, is used. In this block copolymer, one block is a water-soluble polymer and the other block is composed of a fat-soluble polymer. Preferably, a vinylpyridine compound as the water-soluble polymer; Vinyl acetate compounds; Vinyl alcohol compounds; Ethylene glycol-based compounds and the like can be used, the fat-soluble polymers are aromatic vinyl-based compounds; Cyan vinyl compound; Acrylate compound; Methacrylate type compounds; Diacrylate type compound; Dimethacrylate-based compounds and the like can be used. The block copolymer is preferably used in an amount of 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 20% by weight, based on the total mass of the crosslinking agent and the unsaturated vinyl monomer used. If the amount of the block copolymer is too small, a large amount of nano-sized particles are formed in excess, so that many particles that do not participate in micron-sized particles are formed, thereby decreasing the uniformity and yield of the overall polymer particles. On the other hand, when used beyond the above range, agglomeration of micron-sized particles occurs, which causes problems.

불포화 비닐계 단량체는, 일반적인 분산중합, 유화중합 또는 현탁중합 등에 사용되는, 라디칼 개시가 가능한 것이면 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 방향족 비닐계 화합물; 시안계 비닐 화합물; 아크릴레이트계 화합물; 메타크릴레이트계 화합물; 디아크릴레이트계 화합물; 및 디메타크릴레이트계 화합물 등이 1종 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 구체적으로, 스티렌; 디비닐벤젠; 에틸비닐벤젠; 알파메틸스티렌; 플루오로스티렌; 비닐피리딘; 염화비닐; 아크릴로니트릴; 메타크릴로니트릴; 부틸아크릴레이트; 2-에틸헥실에틸아크릴레이트; 글리시딜아크릴레이트; N,N'-디메틸아미노에틸아크릴레이트; 부틸메타크릴레이트; 2-에틸헥실에틸메타크릴레이트; 메틸메타크릴레이트; 2-히드록시에틸메타크릴레이트; 글리시딜메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트; 1,6-헥산디아크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트 등이 1종 또는 2종 이상 함께 사용될 수 있다. 이때 사용되는 단량체의 종류에 따라 제조되는 입자의 표면 형태가 달라지게 된다.Unsaturated vinyl monomers can be used as long as they can be radically initiated, which are used in general dispersion polymerization, emulsion polymerization or suspension polymerization. Preferably aromatic vinyl compounds; Cyan vinyl compound; Acrylate compound; Methacrylate type compounds; Diacrylate type compound; And dimethacrylate type compound etc. can be used together 1 type (s) or 2 or more types. Specifically, styrene; Divinylbenzene; Ethyl vinyl benzene; Alphamethylstyrene; Fluorostyrenes; Vinylpyridine; Vinyl chloride; Acrylonitrile; Methacrylonitrile; Butyl acrylate; 2-ethylhexylethyl acrylate; Glycidyl acrylate; N, N'-dimethylaminoethyl acrylate; Butyl methacrylate; 2-ethylhexylethyl methacrylate; Methyl methacrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate; Glycidyl methacrylate; Polyethylene glycol diacrylate; 1,3-butylene glycol diacrylate; 1,6-hexanediacrylate; Ethylene glycol dimethacrylate; Diethylene glycol dimethacrylate; Triethylene glycol dimethacrylate; Polyethylene glycol dimethacrylate; 1, 3- butylene glycol dimethacrylate etc. can be used together 1 type (s) or 2 or more types. At this time, the surface shape of the particles to be produced will vary depending on the type of monomer used.

본 발명에서 사용되는 중합 개시제는 열, 환원성 물질 존재 하에서 라디칼 분해와 단량체의 부가중합을 개시시키는 특성을 갖는다. 중합 개시제로는 공지된 지용성 또는 수용성 개시제가 사용된다. 바람직하게는, 퍼옥사이드, 아조화합물, 과탄산염 화합물 및 퍼에스테르 화합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 아세틸사이클로헥실설포닐 퍼옥사이드; 2,4,4-트리메틸펜틸-2-퍼옥시페녹시아세테이트; 벤조일 퍼옥사이드; 2,2'-아조비스이소부티로니트릴; 아조비스-2,4-디메틸발레로니트릴; 아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴); 디-이소프로필 퍼옥시디카보네이트; 디-2-에틸헥실 퍼옥시디카보네이트; 디옥톡시에틸 퍼옥시디카보네이트; α-큐밀 퍼옥시네오데카네이트; t-부틸 퍼옥시네오데카네이트 등을 사용할 수 있다. 중합개시제는 사용되는 불포화 비닐계 단량체와 가교제를 합한 총 질량의 0.01∼5 중량%로 사용하는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 0.05∼3 중량%로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 사용량이 0.01 중량% 미만이면 중합반응의 속도가 현격히 감소하는 문제가 있으며, 5 중량%를 초과하는 경우에는 아주 작은 크기의 입자들이 형성되어 입자의 분포도를 더욱 넓게 만드는 문제가 발생한다.The polymerization initiator used in the present invention has a property of initiating radical decomposition and addition polymerization of monomers in the presence of heat and a reducing substance. As the polymerization initiator, known fat-soluble or water-soluble initiators are used. Preferably, one or a mixture of two or more selected from peroxides, azo compounds, percarbonate compounds and perester compounds may be used. For example, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxyacetate; Benzoyl peroxide; 2,2'-azobisisobutyronitrile; Azobis-2,4-dimethylvaleronitrile; Azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile); Di-isopropyl peroxydicarbonate; Di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate; Dioctoxyethyl peroxydicarbonate; α-cumyl peroxyneodecanate; t-butyl peroxy neodecanate, etc. can be used. The polymerization initiator is preferably used at 0.01 to 5% by weight of the total mass of the unsaturated vinyl monomer and the crosslinking agent used, more preferably at 0.05 to 3% by weight. If the amount of use is less than 0.01% by weight, there is a problem that the rate of the polymerization reaction is significantly reduced, and when the amount exceeds 5% by weight, very small particles are formed, thereby making the distribution of particles even wider.

용매는 바람직하게는 상기 가교제와 불포화 비닐계 단량체를 용해시킬 수 있는 유기용매와 물을 공용매로 혼합하여 사용한다. 사용될 수 있는 유기 용매는 바람직하게는 알코올류, 에테르 알코올류, 케톤류 및 페닐계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 혼합 사용될 수 있다. 예를 들어, 메탄올; 에탄올; 이소프로필알코올; 부틸알코올; 옥틸알코올; 벤질알코올; 시클로헥산올; 에틸렌글리콜; 글리네롤; 디 에틸렌글리콜; 메틸셀로솔브; 셀로솔브; 부틸셀로솔브; 이소프로필셀로솔브; 에틸렌글리콜모노메틸에테르; 에틸렌글리콜모노에틸에테르; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르; 디에틸렌글리콜모노에틸에테르; 아세톤; 메틸에틸케톤; 메틸이소부틸케톤; 클로로벤젠; 벤젠; 톨루엔 등이 사용 될 수 있다. 물은 상기 유기용매의 20∼80 중량%로 사용할 수 있고, 바람직하게는 30∼70 중량%가 좋다. The solvent is preferably used by mixing the crosslinking agent and an organic solvent capable of dissolving the unsaturated vinyl monomer and water as a cosolvent. The organic solvent that can be used is preferably one or two or more selected from alcohols, ether alcohols, ketones and phenyls. For example, methanol; ethanol; Isopropyl alcohol; Butyl alcohol; Octyl alcohol; Benzyl alcohol; Cyclohexanol; Ethylene glycol; Glinerol; Diethylene glycol; Methyl cellosolve; Cellosolves; Butyl cellosolve; Isopropyl cellosolve; Ethylene glycol monomethyl ether; Ethylene glycol monoethyl ether; Diethylene glycol monomethyl ether; Diethylene glycol monoethyl ether; Acetone; Methyl ethyl ketone; Methyl isobutyl ketone; Chlorobenzene; benzene; Toluene and the like can be used. Water can be used in 20 to 80% by weight of the organic solvent, preferably 30 to 70% by weight.

중합반응은 상기 용매 상에서 가교제 단독 또는 가교제와 불포화 비닐계 단량체의 혼합물, 자유 라디칼 개시제 및 블록 공중합체를 일정비로 혼합하여 50∼100 ℃의 온도에서 1∼12 시간 동안 10∼300 rpm 교반속도로 중합하면 나노 크기의 입자들이 형성되어 이들이 서로 물리적 또는 화학적으로 결합하여 가교된 안정한 구형의 고분자입자를 형성하게 된다. 상기 반응시간은 일반적인 라디칼 중합이 이루어져 고분자를 형성할 수 있는 조건보다 짧은 것으로 보다 적은 시간으로도 가교된 마이크론 크기의 입자를 얻을 수 있는 것이 본 발명의 또 다른 특징이라 할 수 있다. 또한 나노 크기의 입자들이 결합하여 하나의 입자를 형성하는 것이기 때문에 형성된 입자의 비표면적이 일반적인 가교 입자들에 비하여 넓고 반응 조건에 따라 그 정도를 손쉽게 조절 할 수 있는 것도 본 방법이 지닌 커다란 장점이라 할 수 있다. The polymerization reaction was carried out at 10 to 300 rpm stirring rate for 1 to 12 hours at a temperature of 50 to 100 ℃ by mixing a crosslinking agent alone or a mixture of a crosslinking agent and an unsaturated vinyl monomer, a free radical initiator and a block copolymer in a predetermined ratio on the solvent. When the nano-sized particles are formed, they are physically or chemically bonded to each other to form a cross-linked stable spherical polymer particles. The reaction time is shorter than the conditions under which general radical polymerization can be made to form a polymer, and it is another feature of the present invention to obtain cross-linked micron-sized particles in less time. In addition, since nano-size particles combine to form a single particle, the specific surface area of the formed particles is larger than that of general crosslinked particles, and the degree of adjustment can be easily adjusted according to reaction conditions. Can be.

본 발명에 따라 제조된 다양한 크기와 넓은 비표면적을 지닌 가교된 구형의 고분자 입자는 각각의 특성에 따라 크로마토그래피용 컬럼의 충진 물질, 기능성/분석용 진단 시약, 약물 전달 물질, 촉매 담지체, 이방성 도전볼, 광확산 필름 등 다양하고 광범위한 고부가가치 산업분야에서 활용될 수 있다. The crosslinked spherical polymer particles having various sizes and large specific surface areas prepared according to the present invention may be filled with chromatography columns, functional / analytical diagnostic reagents, drug delivery materials, catalyst carriers, and anisotropy according to their characteristics. It can be used in various and high value-added industries such as conductive balls and light diffusion films.

이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the scope of the present invention is not limited by the following examples, and those skilled in the art to which the present invention pertains should be within the equivalent scope of the technical concept of the present invention and the claims to be described below. Of course, various modifications and variations are possible.

블록공중합체의Block copolymer 합성 synthesis

제 1 단계First step

희석시킨 가성소다 용액으로 중합 금지제를 세정한 스티렌 40㎖, 개시제인 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.01g 그리고 사슬 이동제인 4-톨루익에씨드 디티오벤조에이트 0.2g을 질소 분위기에서 20분간 교반 시켜준 후 완전히 밀폐된 반응기로 옮겨 주고 온도를 70℃로 가열하여 일정 시간동안 반응시킨 후 알코올을 이용한 침출 과정을 거치고 건조시켜 분홍빛의 사슬 이동제가 부가된 폴리스티렌을 제조한다. 얻어진 폴리스티렌의 수 평균 분자량 및 분자량 분포도(PDI)는 겔 삼투 크로마토그래피(GPC, Gel Permeation Chromatography)를 통하여 확인하였으며 아래 표 1에 나타내었다.In a nitrogen atmosphere, 40 ml of styrene washed with a polymerization inhibitor with a diluted caustic soda solution, 0.01 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile as an initiator and 0.2 g of 4-toluic acid dithiobenzoate as a chain transfer agent After stirring for 20 minutes in a completely closed reactor, the temperature was heated to 70 ℃ and reacted for a certain time, after the leaching process using alcohol and dried to prepare a polystyrene with a pink chain transfer agent. The number average molecular weight and molecular weight distribution (PDI) of the obtained polystyrene were confirmed by gel permeation chromatography (GPC) and are shown in Table 1 below.

제 2 단계2nd step

상기에서 얻어진 사슬 이동제가 부가된 폴리스티렌 1g, 개시제인 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.02g, 스티렌과 같은 방법으로 중합 금지제를 세정한 4-비닐피리딘 5㎖과 디메틸포름아마이드(DMF) 10㎖를 질소 분위기에서 20분간 교반시켜 완전히 혼합시켜준 후 밀폐된 반응기로 옮겨 70℃로 가열하여 일정 시간동안 반응 시킨 후 침출 과정을 거치고 건조시켜 조절된 분자량과 좁은 분자량 분포도를 갖는 옅은 주홍빛의 사슬 이동제가 부가된 폴리스티렌과 폴리 4-비닐피리딘이 블록으로 연결된 블록 공중합체를 제조하였다. 블록 공중합체의 중합 여부는 핵자기 공명 분광기(NMR, nuclear magenetic resonance)를 통하여 확인하였다. 얻어진 블록공중합체의 수평균 분자량 및 분자량 분포도(PDI)는 겔 삼투 크로마토그래피(GPC, Gel Permeation Chromatography)를 통하여 확인하였으며 아래 표 1에 나타내었다. 5 g of 4-vinylpyridine and dimethylformamide (DMF) obtained by washing the polymerization inhibitor by the same method as 1 g of polystyrene obtained above, 2,2'-azobisisobutyronitrile as an initiator, and 0.02 g of styrene. 10ml was stirred for 20 minutes in a nitrogen atmosphere and completely mixed.Then, it was transferred to a closed reactor, heated to 70 ° C, and reacted for a predetermined time. After leaching and drying, a pale scarlet color with controlled molecular weight and narrow molecular weight distribution was obtained. A block copolymer in which polystyrene and a poly 4-vinylpyridine to which a chain transfer agent was added was connected in blocks was prepared. The polymerization of the block copolymer was confirmed by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR, nuclear magenetic resonance). The number average molecular weight and molecular weight distribution (PDI) of the obtained block copolymers were confirmed by gel permeation chromatography (GPC, Gel Permeation Chromatography) and are shown in Table 1 below.

Figure 112006052418246-pat00002
Figure 112006052418246-pat00002

가교 입자의 중합Polymerization of Crosslinked Particles

실시예Example 1∼5 1 to 5

냉각기가 달려있는 3구 둥근 플라스크 반응기에 용매로 에틸알코올 50 ㎖와 물 50㎖, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.1g, 가교제인 디비닐벤젠 10g 그리고 앞에서 합성한 블록공중합체를 디비닐벤젠 농도에 대하여 일정량으로 변화시키면서 첨가하고 상온에서 교반시켜 상기 혼합물이 섞여 균일상이 됨을 확인한 후 질소분위기 하에 넣고, 교반속도 100 rpm과 온도 70℃를 유지시키며 6시간 중합하여 입자 표면이 울퉁불퉁한 가교 디비닐벤젠 중합체를 얻었다. 이를 원심분리하여 전자현미경(SEM) 및 투과전자현미경(TEM)으로 분석한 결과 안정된 구형의 입자가 형성되었음과 입자의 내부가 다공성을 지니고 있음을 확인하였다. 도 1은 실시예 3에서 제조된 구형 고분자 입자의 전자현미경(SEM) 사진이며, 도 2는 실시예 3에서 제조된 구형 고분자 입자의 투과 전자현미경(TEM) 사진이다. 상기 얻어진 중합체의 수율 등을 표 2에 나타내었다. In a three-neck round flask reactor equipped with a cooler, 50 ml of ethyl alcohol, 50 ml of water, 0.1 g of 2,2'-azobisisobutyronitrile, 10 g of divinylbenzene as a crosslinking agent, and the block copolymer synthesized above were The mixture was added at a constant amount with respect to the concentration of vinylbenzene, and stirred at room temperature to confirm that the mixture became homogeneous. The mixture was then placed under a nitrogen atmosphere, and polymerized for 6 hours while maintaining a stirring speed of 100 rpm and a temperature of 70 ° C. Divinylbenzene polymer was obtained. As a result of centrifugation and analysis by SEM and TEM, it was confirmed that a stable spherical particle was formed and that the inside of the particle had porosity. 1 is an electron micrograph (SEM) of the spherical polymer particles prepared in Example 3, Figure 2 is a transmission electron microscope (TEM) of the spherical polymer particles prepared in Example 3. The yield etc. of the obtained polymer are shown in Table 2.

Figure 112006052418246-pat00003
Figure 112006052418246-pat00003

실시예Example 6∼8 6 to 8

희석시킨 가성소다 용액으로 시판중인 스티렌를 세정하여 중합 금지제를 제거하고 물로 세정하는 전처리 과정을 거쳐 냉장 보관하였다. Commercially available styrene was washed with the diluted caustic soda solution to remove the polymerization inhibitor and preserved by water.

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되 스티렌 단량체를 가교제인 디비닐벤젠의 농도에 대하여 일정량으로 변화시켜 첨가하고, 블록공중합체는 디비닐벤젠과 스티렌의 총 질량합의 10 중량%로 고정하여 반응 혼합물을 만들어 이를 중합하였다. 상기 얻어진 중합체를 원심분리하여 주사전자 현미경(SEM)과 열중량 분석기(TGA, Thermogravimetric analysis)를 통하여 입자 형성과 열적안정성 등을 조사하여 그 결과를 표 3에 나타내었다. 아울러 실시예 3에서 얻은 중합체와 함께 스티렌 단량체에 대한 디비닐벤젠(가교제)의 첨가량 변화에 따른 입자의 열적특성을 시차주사열량계(DSC)를 통해 분석하여 그 결과를 도 3에 나타내었다 (실시예 6(25), 실시예 7(50), 실시예 8(75), 실시예 3(100)). 분석결과, 얻어진 중합체는 모두 구형의 안정된 입자였으며 모든 시료에 있어서 유리 전이온도가 관찰되지 않아 완전히 가교가 되었음을 확인할 수 있었고, 가교제의 함량이 증가할수록 열적 특성이 증가하는 것을 확인하였다. Prepared in the same manner as in Example 1 except that the styrene monomer was added in a predetermined amount with respect to the concentration of divinylbenzene as a crosslinking agent, and the block copolymer was fixed at 10% by weight of the total mass of divinylbenzene and styrene to prepare the reaction mixture. It was polymerized. The obtained polymer was centrifuged to investigate particle formation and thermal stability through scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA). The results are shown in Table 3. In addition, the thermal properties of the particles according to the addition amount of divinylbenzene (crosslinking agent) to the styrene monomer together with the polymer obtained in Example 3 were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in FIG. 3 (Example 6 (25), Example 7 (50), Example 8 (75), Example 3 (100)). As a result of the analysis, all of the obtained polymers were spherical, stable particles, and the glass transition temperature was not observed in all samples. Thus, the crosslinking was completely performed. As the content of the crosslinking agent was increased, the thermal properties increased.

Figure 112006052418246-pat00004
Figure 112006052418246-pat00004

실시예Example 9∼11 9-11

에틸알코올과 물의 함량을 변화시켜 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 블록공중합체를 가교제의 10 중량%로 고정하여 중합을 실시하여 작은 입자들이 결합하여 하나의 가교된 입자를 형성한 결과를 얻었다. 이를 원심분리하여 전자현미경으로 분석한 결과 모두 안정한 구형의 입자임을 확인하였다. 결과를 다음의 표 4에 나타내었다. Except for changing the content of ethyl alcohol and water was prepared in the same manner as in Example 1, except that the polymerization of the block copolymer fixed to 10% by weight of the crosslinking agent to bind the small particles of one crosslinked particle Was formed. As a result of centrifugation and analysis by electron microscope, it was confirmed that all of the particles were stable spherical particles. The results are shown in Table 4 below.

Figure 112006052418246-pat00005
Figure 112006052418246-pat00005

실시예Example 12∼14 12-14

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 다양한 불포화 비닐 단량체를 가교제인 디비닐벤젠과 같은 양으로 사용하고, 블록공중합체의 양을 1g으로 고정시켜 작은 입자들이 뭉쳐져 있는 형태의 가교 입자를 얻었다. 다양한 불포화 비닐 단량체와 디비닐벤젠을 이용한 입자의 수율과 이를 원심분리하여 전자현미경으로 분석하고 비표면적 측정 장치(BET)를 이용하여 측정한 결과를 다음의 표 5에 나타내었다. Prepared in the same manner as in Example 1, various unsaturated vinyl monomers were used in the same amount as the divinylbenzene crosslinking agent, and the amount of block copolymer was fixed at 1 g to obtain crosslinked particles in the form of small particles. The yields of particles using various unsaturated vinyl monomers and divinylbenzene, and centrifugation were analyzed by electron microscopy and measured using a specific surface area measuring apparatus (BET).

Figure 112006052418246-pat00006
Figure 112006052418246-pat00006

실시예Example 15∼16 15-16

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 서로 다른 개시제를 사용하고, 블록공중합체의 양을 1g으로 고정시켜 구형의 안정된 가교 입자를 얻었다. 형성된 입자를 원심분리하여 전자현미경으로 분석한 결과 모두 안정한 구형의 입자임을 확인하였다. 수율 등의 결과를 다음의 표 6 나타내었다. Prepared in the same manner as in Example 1, using different initiators, the amount of block copolymer was fixed to 1g to obtain spherical stable crosslinked particles. The formed particles were centrifuged and analyzed by electron microscopy, and all of them were found to be stable spherical particles. The yield and the like are shown in Table 6 below.

Figure 112006052418246-pat00007
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실시예Example 17∼18 17-18

상기 실시예 1과 동일하게 제조하되, 사용된 안정제의 양은 1g으로 고정시키고 본 발명에서 사용한 블록 공중합체와 매크로모노머를 반응성 안정제로 사용하여 구형의 입자를 얻을 수 있도록 시도하였다. 형성된 입자를 원심분리하여 전자현미경으로 분석한 결과 블록 공중합체의 경우에만 비표면적이 넓은 구형의 안정한 입자가 형성 되었으며 매크로모노머의 경우 구형이 형성되지 않거나 소량 형성되었다 하여도 입자의 표면이 매끈하여 비표면적이 적은 형태의 입자가 얻어짐을 확인하였다. Prepared in the same manner as in Example 1, the amount of stabilizer used was fixed to 1g and using the block copolymer and macromonomer used in the present invention as a reactive stabilizer was attempted to obtain spherical particles. As a result of centrifugation of the formed particles, an electron microscope analysis showed that spherical stable particles having a large specific surface area were formed only in the case of block copolymers. It was confirmed that particles having a small surface area were obtained.

Figure 112006052418246-pat00008
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본 발명에서는, 입자의 크기 분포가 지나치게 광범위하거나, 가교도가 떨어지는 고분자 입자를 제조했던 한계를 극복하고, 단일공정으로 1에서 50마이크론 사이의 표면적을 조절할 수 있는 고분자 입자를 제조한다. 본 발명에 따라 제조된 가교된 고분자 입자는 가교 가능한 단량체 단일만으로도 입자 형성이 가능하며, 다양한 비닐계 단량체와의 공중합이 가능하고, 반응 조건에 따라 입자 표면의 상태를 다양하게 조절할 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 가교된 구형의 비닐계 고분자 입자는 크로마토그래피용 컬럼의 충진 물질, 기능성/분석용 진단 시약, 약물 전달 물질, 촉매 담지체, 이방성 도전볼, 광확산 필름 등 다양한 산업분야에서 이용될 수 있다. In the present invention, to overcome the limitations of the production of polymer particles with too wide a size distribution or poor crosslinking degree, to prepare a polymer particle that can control the surface area between 1 and 50 microns in a single process. The crosslinked polymer particles prepared according to the present invention may form particles even with a single crosslinkable monomer, may be copolymerized with various vinyl monomers, and variously control the state of the particle surface according to reaction conditions. The cross-linked spherical vinyl polymer particles prepared according to the present invention are used in various industries such as packing materials for chromatography columns, diagnostic reagents for functional / analysis, drug delivery materials, catalyst carriers, anisotropic conductive balls, and light diffusion films. Can be used.

Claims (6)

가교제 또는 가교제와 불포화 비닐계 단량체의 혼합물; 중합개시제; 반응성 안정제를 용매 상에서 중합 반응시켜 가교된 고분자 입자를 제조하는 방법에 있어서,Crosslinking agents or mixtures of crosslinking agents and unsaturated vinyl monomers; Polymerization initiator; In the method for producing a crosslinked polymer particles by polymerizing a reactive stabilizer on a solvent, 상기 가교제로 디비닐벤젠 또는 아크릴레이트계 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 사용하고; One or two or more selected from divinylbenzene and an acrylate type are used as the crosslinking agent; 상기 반응성 안정제로, 가역적 부가-쪼개짐 사슬이동중합법을 통하여 만들어지고 하나의 블록은 수용성 고분자이며 다른 하나의 블록은 지용성 고분자로 이루어진 양친성 블록 공중합체를 사용하며;As the reactive stabilizer, an amphiphilic block copolymer made of a reversible addition-break chain transfer polymerization method and one block is a water-soluble polymer and the other block is made of a fat-soluble polymer; 50∼100℃의 온도에서 1∼12시간 동안 10∼300 rpm 교반속도로 중합시키는 단일공정에 의하여 평균입경 1∼50μm의 가교된 구형의 고분자입자를 수득하는 것을 특징으로 하는 비닐계 고분자 입자의 제조방법.Production of vinyl polymer particles characterized in that crosslinked spherical polymer particles having an average particle diameter of 1 to 50 μm are obtained by a single step of polymerization at a temperature of 50 to 100 ° C. at a stirring speed of 10 to 300 rpm for 1 to 12 hours. Way. 제1항에 있어서, 상기 수용성 고분자는 비닐피리딘계 화합물; 비닐아세테이트계 화합물; 비닐알코올계 화합물; 에틸렌글리콜계 화합물 중 하나이며, 상기 지용성 고분자는 방향족 비닐계 화합물; 시안계 비닐 화합물; 아크릴레이트계 화합물; 메타크릴레이트계 화합물; 디아크릴레이트계 화합물; 디메타크릴레이트계 화합물 중 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법. The method of claim 1, wherein the water-soluble polymer is a vinylpyridine compound; Vinyl acetate compounds; Vinyl alcohol compounds; One of the ethylene glycol compounds, the fat-soluble polymer is an aromatic vinyl compound; Cyan vinyl compound; Acrylate compound; Methacrylate type compounds; Diacrylate type compound; It is one of the dimethacrylate-based compounds. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아크릴레이트계 가교제로, 1,2-에탄디올디 아크릴레이트; 1,3-프로판디올디아크릴레이트; 1,3-부탄디올디아크릴레이트; 1,4-부탄디올디아크릴레이트; 1,5-펜탄디올디아크릴레이트; 1,6-헥산디올디아크릴레이트; 에틸렌글리콜디아크릴레이트; 프로필렌글리콜디아크릴레이트; 부틸렌글리콜디아크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디아크릴레이트; 알킬아크릴레이트; 1,2-에탄디올디메타크릴레이트; 1,3-프로판디올메타크릴레이트; 1,3-부탄디올디메타크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리부틸렌글리콜디메타크릴레이트; 알릴메타크릴레이트; 우레탄아크릴레이트 및 디알릴말레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법. The acrylate-based crosslinking agent according to claim 1 or 2, comprising 1,2-ethanediol diacrylate; 1,3-propanedioldiacrylate; 1,3-butanediol diacrylate; 1,4-butanediol diacrylate; 1,5-pentanediol diacrylate; 1,6-hexanediol diacrylate; Ethylene glycol diacrylate; Propylene glycol diacrylate; Butylene glycol diacrylate; Triethylene glycol diacrylate; Polyethylene glycol diacrylate; Polypropylene glycol diacrylate; Polybutylene glycol diacrylate; Alkyl acrylates; 1,2-ethanedioldimethacrylate; 1,3-propanediol methacrylate; 1,3-butanedioldimethacrylate; Ethylene glycol dimethacrylate; Propylene glycol dimethacrylate; Butylene glycol dimethacrylate; Triethylene glycol dimethacrylate; Polyethylene glycol dimethacrylate; Polypropylene glycol dimethacrylate; Polybutylene glycol dimethacrylate; Allyl methacrylate; Urethane acrylate and diallyl maleate. 제3항에 있어서, 상기 불포화 비닐계 단량체는, 스티렌; 디비닐벤젠; 에틸비닐벤젠; 알파메틸스티렌; 플루오로스티렌; 비닐피리딘; 염화비닐; 아크릴로니트릴; 메타크릴로니트릴; 부틸아크릴레이트; 2-에틸헥실에틸아크릴레이트; 글리시딜아크릴레이트; N,N'-디메틸아미노에틸아크릴레이트; 부틸메타크릴레이트; 2-에틸헥실에틸메타크릴레이트; 메틸메타크릴레이트; 2-히드록시에틸메타크릴레이트; 글리시딜메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트; 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트; 1,6-헥산디아크릴레이트; 에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트; 폴리에틸렌글리콜디메타크릴레 이트; 및 1,3-부틸렌글리콜디메타크릴레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법. The method of claim 3, wherein the unsaturated vinyl monomer, Styrene; Divinylbenzene; Ethyl vinyl benzene; Alphamethylstyrene; Fluorostyrenes; Vinylpyridine; Vinyl chloride; Acrylonitrile; Methacrylonitrile; Butyl acrylate; 2-ethylhexylethyl acrylate; Glycidyl acrylate; N, N'-dimethylaminoethyl acrylate; Butyl methacrylate; 2-ethylhexylethyl methacrylate; Methyl methacrylate; 2-hydroxyethyl methacrylate; Glycidyl methacrylate; Polyethylene glycol diacrylate; 1,3-butylene glycol diacrylate; 1,6-hexanediacrylate; Ethylene glycol dimethacrylate; Diethylene glycol dimethacrylate; Triethylene glycol dimethacrylate; Polyethylene glycol dimethacrylate; And 1,3-butylene glycol dimethacrylate. 제3항에 있어서, 상기 용매는 유기 용매와 물을 공용매로 한 혼합 용매이며, 상기 유기 용매는 알코올류; 에테르 알코올류; 케톤류 페닐계 용매 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법. The solvent according to claim 3, wherein the solvent is a mixed solvent in which an organic solvent and water are cosolvents, and the organic solvent is an alcohol; Ether alcohols; Ketones Phenyl-based solvent, characterized in that the production method. 제3항에 있어서, 상기 중합개시제는 퍼옥사이드, 아조화합물, 과탄산염 화합물 및 퍼에스테르 화합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법. The method of claim 3, wherein the polymerization initiator is selected from a peroxide, an azo compound, a percarbonate compound, and a perester compound.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010096867A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-02 The University Of Sydney Polymer particles
KR101116566B1 (en) 2009-12-15 2012-02-28 인하대학교 산학협력단 New liquid chromatographic stationary phases with polymer ligand and preparation method thereof
WO2017111560A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 주식회사 엘지화학 Composition for preparing san copolymer, san copolymer, preparation method therefor, heat-resistant abs resin blend comprising same, and heat-resistant abs pellets
US10717859B2 (en) 2015-12-24 2020-07-21 Lg Chem, Ltd. Composition for preparing SAN copolymer, SAN copolymer, preparation method therefore, heat-resistant ABS resin blend comprising same, and heat-resistant ABS pellets

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1205492A1 (en) 2000-11-08 2002-05-15 ETHZ, Laboratorium für Technische Chemie LTC Process for producing homo- and co-polymers by RAFT miniemulsion polymerization

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1205492A1 (en) 2000-11-08 2002-05-15 ETHZ, Laboratorium für Technische Chemie LTC Process for producing homo- and co-polymers by RAFT miniemulsion polymerization

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010096867A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-02 The University Of Sydney Polymer particles
KR101116566B1 (en) 2009-12-15 2012-02-28 인하대학교 산학협력단 New liquid chromatographic stationary phases with polymer ligand and preparation method thereof
WO2017111560A1 (en) * 2015-12-24 2017-06-29 주식회사 엘지화학 Composition for preparing san copolymer, san copolymer, preparation method therefor, heat-resistant abs resin blend comprising same, and heat-resistant abs pellets
US10717859B2 (en) 2015-12-24 2020-07-21 Lg Chem, Ltd. Composition for preparing SAN copolymer, SAN copolymer, preparation method therefore, heat-resistant ABS resin blend comprising same, and heat-resistant ABS pellets

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