KR101270993B1 - 바이오매스 기반 2-피롤리돈을 사용한 나일론 4,6 공중합체의 제조 - Google Patents

바이오매스 기반 2-피롤리돈을 사용한 나일론 4,6 공중합체의 제조 Download PDF

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Abstract

단량체로서 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐을 공중합 반응시키는 단계를 포함하여 제조되는 나일론 4,6 공중합체는, 열적 특성 및 분자량 특성이 향상되어 가공성 및 기계적 특성이 우수하고, 또한 바이오매스로부터 얻은 원료 물질을 사용하여 환경친화적이므로, 자동차산업, 전기전자산업, 포장재산업, 의류/섬유산업, 건축부품산업 등의 분야에서 기존 석유기반 플라스틱을 대체하여 사용될 수 있다.

Description

바이오매스 기반 2-피롤리돈을 사용한 나일론 4,6 공중합체의 제조{PREPARATION OF NYLON 4,6 COPOLYMERS USING 2-PYRROLIDONE BASED ON BIOMASS}
본 발명은 바이오매스 기반의 출발 물질을 이용하여 나일론 4,6 공중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
CO2 발생으로 인한 지구 온난화 현상이 현재 사회적 이슈가 되고 있다. 이와 같은 CO2 발생량을 줄이기 위해서는 바이오매스로부터 제조된 바이오 플라스틱을 사용하여야 한다.
바이오 플라스틱은 사용 후 분해 처리과정에서 발생되는 CO2를 바이오매스 성장에 다시 돌려주므로 환경으로 발산하는 CO2가 전혀 없는 것으로 알려져 있다.
따라서, 바이오 플라스틱은 매우 환경 친화적이며, 재생이 불가능하고 언젠가는 고갈될 화석 연료인 석유를 대체할 고분자 소재로서, 이를 이용하여 나일론 등의 석유기반 제품을 개발하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제 2009-128767 호는 바이오매스로부터 효소반응 및 화학반응을 이용하여 나일론 4 중합체를 제조하는 방법을 개시하고 있다.
일반적으로 나일론 4는 하기 반응식 1에서 보듯이, 단량체인 2-피롤리돈이 알칼리 메탈화합물 촉매와 반응하여 피롤리돈 칼륨염을 형성하고, 이것이 다시 말레산 무수물과 반응하여 개시제를 구성하게 된다. 이 때 형성된 개시제가 다시 단량체인 2-피롤리돈과 중합 반응하여 나일론 4를 형성하게 된다.
반응식 1
Figure 112011059794291-pat00001
한편, 나일론 6는 ε-카프로락탐을 단량체로 하여 개환 중합하여 제조할 수 있다. 중합 조건은 나일론 4와 유사하게 실시할 수 있다.
이와 같은 나일론 4 및 나일론 6의 물성을 상호 보완하여 나일론 4,6 공중합체를 제조한다면 용도에 보다 적합한 플라스틱 소재로 활용될 수 있을 것이다.
대한민국 공개특허공보 제 2009-128767 호 (한국화학연구원) 2009.12.16.
따라서, 본 발명의 목적은 바이오매스 기반의 플라스틱을 이용하여 우수한 물성의 나일론 4,6 공중합체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 단량체로서 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐을 공중합 반응시키는 단계를 포함하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐이 9:1 내지 1:1의 몰비로 공중합된 점도 분자량 20,000 내지 300,000 g/mol의 나일론 4,6 공중합체를 제공한다.
본 발명에 따른 나일론 4,6 공중합체는 분자량 특성 및 열적 특성이 향상되어 기계적 특성 및 가공성이 우수하고, 또한 바이오매스로부터 얻은 원료 물질을 사용하여 환경친화적이므로, 자동차산업, 전기전자산업, 포장재산업, 의류/섬유산업, 건축부품산업 등의 분야에서 기존 석유기반 플라스틱을 대체하여 사용될 수 있다.
도 1은 바이오매스로부터 2-피롤리돈을 제조하는 공정을 나타내는 도식이다.
도 2는 바이오매스로부터 ε-카프로락탐을 제조하는 공정을 나타내는 도식이다.
도 3a 및 3b는 각각 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=6:4)의 DSC 분석 및 TGA 분석 결과이다.
도 4a 및 4b는 각각 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=7:3)의 분말 및 펠렛 타입의 XRD 패턴을 나타낸다.
도 4a 및 4b는 각각 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=6:4)의 분말 및 펠렛 타입의 XRD 패턴을 나타낸다.
이하 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법은, 단량체로서 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐을 공중합 반응시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐의 공중합 몰비는 9:1 내지 1:1인 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 공중합 몰비는 3:1 내지 1:1인 것이 좋다. 공중합 몰비가 상기 범위 내일 때, 수득된 공중합체의 열 가공성이 더욱 우수해질 수 있고, 물리적 성질 또는 분자량이 더욱 우수해질 수 있다.
바람직하게는 본 발명에서 사용하는 공중합 반응의 개시제는 이산화탄소, N-아실락탐, 및 N-아세틸피롤리돈 중에서 선택될 수 있고, 이 중 이산화탄소인 것이 가장 바람직하다. 개시제의 첨가량은 주촉매 100몰부 기준으로 20 내지 80 몰부인 것이 바람직하며, 개시제의 첨가량이 상기 범위일 때, 수득된 공중합체의 분자량이 보다 우수해질 수 있다.
주촉매는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 및 탄산칼륨 중에서 선택될 수 있고, 이 중 수산화칼륨이 가장 바람직하다. 주촉매의 첨가량은 원료 단량체 총 100몰부를 기준으로 1 내지 20몰부인 것이 좋다. 주촉매의 첨가량이 상기 범위일 때, 수득된 공중합체의 분자량이 보다 우수해질 수 있다.
본 발명의 제조 방법에서는 보조촉매로서 TMAC(tetramethylammonium chloride), 카복실산염, 및 암모늄염화물 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있고, 이 중 TMAC가 가장 바람직하다. 보조촉매의 첨가량은 원료 당량체 총 100몰부 기준으로 0.1 내지 5 몰부인 것이 바람직한데, 보조촉매의 첨가량이 상기 범위일 때, 수득된 공중합체의 분자량이 보다 우수해질 수 있다.
본 발명에 따른 공중합 반응시의 반응 온도는 25 내지 120 ℃인 것이 바람직하고, 45 내지 100 ℃인 것이 더욱 바람직하다. 반응 온도가 상기 범위 내일 때, 최종 공중합체의 열가공성, 내열성, 분자량이 보다 우수해질 수 있다.
본 발명에 따른 공중합 반응시의 반응 시간은 1 내지 5 일인 것이 바람직하다. 반응 시간이 상기 범위 내일 때, 최종 공중합체의 분자량이 보다 우수해지고 생성된 공중합체의 수득이 더욱 용이해질 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 있어서, 중합 반응 이후에 미반응된 단량체 등을 걸러내어 정제하는 공정으로서 산처리 또는 물로 씻어낼 수 있으나, 바람직하게는 아세톤과 아세톤 대비 5~15% 증류수에 아세트산으로 pH 4.5를 맞춘 용액을 만들어 결과 반응물에 혼합하여 3~4시간 동안 교반 후 여과하고 나서 증류수만으로 세척하여 진공 오븐에서 건조하는 공정을 거침으로써 더욱 정제된 결과물을 얻을 수 있다.
본 발명에서 사용되는 단량체인 2-피롤리돈은 바이오매스로부터 얻을 수 있으며 이와 관련한 공정은 도 1과 같다. 구체적으로 미생물 발효에 의해 생산된 글루탐산 또는 글루탐산나트륨을 출발물질로 하고 글루탐산 디카복실라제(GAD)를 촉매로 이용하여 4-아미노부틸산을 제조한 뒤 이로부터 촉매 또는 탈수제를 이용하여 2-피롤리돈을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 사용되는 또 다른 단량체인 ε-카프로락탐은 현재로서는 바이오매스로부터 제조되는 단량체가 아니지만, 바이오매스로부터 제조가 가능한 단량체로서, 이와 관련한 공정은 도 2와 같다.
또한 본 발명은 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐이 9:1 내지 1:1의 몰비로 공중합된 나일론 4,6 공중합체를 제공한다. 바람직하게는 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐의 공중합 몰비가 3:1 내지 1:1일 수 있다. 본 발명의 나일론 4,6 공중합체는 점도 분자량이 20,000 내지 300,000 g/mol로 높아서 기계적 특성이 우수하다.
본 발명의 나일론 4,6 공중합체는 바람직하게는 용융점이 150 내지 275 ℃이고 분해점이 180 내지 330 ℃이며 용융점이 분해점보다 낮아 우수한 성형성을 발휘할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상항복점에서의 하중 및 응력이 각각 1.0 내지 1.4 kN 및 70 내지 76 kN이고, 영률이 4,000 내지 6,000 MPa이다.
이와 같은 나일론 4,6 공중합체는 상기 전술한 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 나일론 4,6 공중합체는, 자동차산업, 전기전자산업, 포장재산업, 의류/섬유산업, 건축부품산업 등의 분야에서 기존 석유기반 플라스틱을 대체하여 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예에서 제조되는 나일론 4,6 공중합체의 분자량 및 열적 특성은 다음과 같이 측정되었다.
(1) 점도 분자량
95% 포름산 6mL에 0.03g의 중합체를 녹인 후 수조에서 30℃로 유지하면서 오스트발트(Ostwald) 점도계(제조사: SCHOTT)로 측정하였다. 점도 분자량 계산식은 다음과 같다:
Figure 112011059794291-pat00002
상기 식에서, η은 중합체 용액의 점도이고, c는 농도이고, ηrel은 상대 점도이고, Mη은 점도 분자량이다.
(2) 열적 특성 분석 (DSC, TGA, HDT)
열분석은 시차주사열량계(DSC, 모델명:TA Q1000, 제조사:TA instrument)와 열중량분석기(TGA, 모델명:TA Q500, 제조사:TA instrument), 열 변형 및 연화점 측정시험기 (HDT, 모델명:Ceast HDT300 Vicat Auto, 제조사: Instron)를 사용하여 측정하였다.
DSC는 2~5mg의 시료를 알루미늄 팬에 취하여 질소하에서 열 이력을 제거하기 위해 10℃/min의 승온 속도로 -20~250℃ (1차 가열) 까지 승온시킨 다음 강온시키고 다시 -20~300℃ (2차 가열) 까지 승온하여 유리전이온도(Tg) 및 용융점(Tm) 을 측정하였고,
TGA는 실온에서 800℃까지 10℃/min의 속도로 승온하면서 온도에 따른 시료의 무게감소와 분해온도를 측정하였다.
HDT는 시험하중 1.82MPa 및 승온속도 2℃/min로 열 변형 온도를 측정하였다.
이하 실시예에서, 단량체의 비율, 개시제, 주촉매, 보조촉매, 온도, 반응시간 등을 변화시켜가며 다양하게 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다.
실시예 1: 나일론 4,6 공중합체의 제조- PD:CL 비율 변화
단량체로서 2-피롤리돈(m.p. 25℃, Sigma-Aldrich사) 및 ε-카프로락탐(m.p. 68℃, Sigma-Aldrich사)을 단량체로 사용하였으며, 개시제는 이산화탄소를 사용하고, 주촉매는 수산화칼륨(KOH, 순도 95%, Sigma-Aldrich사)을 사용하였다. 아세톤과 포름산 등은 별도의 정제과정 없이 그대로 사용하였다.
둥근바닥 플라스크에 2-피롤리돈 (PD) 및 ε-카프로락탐 (CL) 을 9:1, 8:2, 7:3 또는 6:4의 몰비율로 혼합하고, 주촉매로서 원료 단량체 총 100몰부를 기준으로 하기 표 1과 같은 첨가량으로 첨가한 후, 물이 완전히 제거될 때까지 질소하에서 3~4시간 동안 증류하였다.
단량체의 융점보다 약간 높은 온도까지 냉각한 후 진공 상태의 바이알에 옮기고, 개시제로서 CO2를 KOH 기준으로 하기 표 1에 기재된 몰비로 주사기로 가하면서 교반시켰다. 그 후 각 반응온도에 맞게 설정한 건조 오븐에서 5일간 중합을 실시하였다.
미반응된 단량체 등을 걸러내기 위해 중합체를 바이알에서 꺼내어 아세톤과 아세톤대비 10% 증류수에 아세트산으로 pH 4.5를 맞춘 용액을 만들어 3~4시간 동안 교반 후 여과하고, 증류수만으로 세척하여 45℃의 진공 오븐에서 건조하였다.
제조된 나일론 4,6 공중합체의 분자량 및 열적 특성을 분석하여 하기 표 1에 나타내었다.
공중합체 (나일론 4,6)
PD:CL=9:1 PD:CL=8:2 PD:CL=7:3 PD:CL=6:4
반응
조건		 KOH (몰부) 13 7 17 17
CO2/KOH 0.8 0.5 0.5 0.5
온도 (℃) 50 50 80 80
점도 분자량 (g/mol) 266,376 67,560 28,535 48,767
열분석
결과		 용융점(℃) 235.28
257.69		 233.33
262.13		 156.36
159.69		 156.09
176.36
분해점(℃) 187.59 210.02 244.75 248.77
상기 표 1에서 보듯이, 제조된 나일론 4,6 공중합체가 모두 분자량이 우수하게 나타났음을 알 수 있다. 특히, PD:CL=7:3과 PD:CL=6:4의 조건에서는 고분자의 분해점이 용융점보다 높을 뿐 아니라 용융점이 200℃ 이하이므로 우수한 열가공성을 지니고 있음을 알 수 있으며, 또한 용융점과 분해점이 매우 가까워 열가공성이 매우 낮은 나일론 4의 단점을 많이 개선하였음을 알 수 있다.
나일론 4,6 공중합체(PD:CL=6:4)의 DSC 분석 및 TGA 분석 결과는 각각 도 3a 및 3b에 첨부하였다. 또한 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=7:3)의 HDT 테스트 결과 하중 1.82MPa 및 승온속도 2.0℃/min 조건에서 열 변형온도 72℃로 나타났다.
실시예 2: 나일론 4,6 공중합체의 제조- 반응온도의 변화
중합 반응온도를 하기 표 2와 같이 변화시켰으며, 중합 반응조건은 PD:CL=6:4, 개시제=CO2, 주촉매=KOH 17몰부(원료단량체 100몰부 기준), CO2/KOH 몰비=0.5, 반응시간=5일로 하고, 기타 반응 조건 및 제조 절차는 실시예 1과 동일하게 하여, 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다. 제조된 나일론 4,6 공중합체의 열분석 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
반응온도(℃) 25 65 80 100
점도 분자량(g/mol) 251,360 28,899 48,767 34,627
열분석
결과		 용융점(℃) 270.15 171.03
178.11		 156.09
176.36		 153.41
167.54
분해점(℃) 246.09 243.41 248.77 266.19
상기 표 2에서 보듯이, 모든 온도 범위에 걸쳐 분자량이 우수하게 나타났음을 알 수 있다. 특히, 반응온도가 65, 80, 또는 100℃인 경우에는 분해점이 용융점보다 높아 열 가공성이 우수함을 알 수 있다.
실시예 2: 나일론 4,6 공중합체의 제조- 개시제/주촉매 몰비의 변화
개시제인 이산화탄소와 주촉매인 KOH의 몰비를 하기 표 3과 같이 변화시켰으며, 중합 반응조건은 PD:CL=6:4, 주촉매=KOH 17몰부(원료단량체 100몰부 기준), 반응온도=65℃, 반응시간=5일, 및 세척=물로 하고, 기타 반응 조건 및 제조 절차는 실시예 1과 동일하게 하여, 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다. 제조된 나일론 4,6 공중합체의 분자량 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
CO2/KOH 몰비 점도(dl/g) 점도 분자량(g/mol)
0.2 1.56 46,698
0.5 1.66 50,450
0.8 1.25 34,974
상기 표 3에서 보듯이, CO2/KOH 몰비가 0.5일 경우가 분자량이 가장 우수하게 얻어짐을 알 수 있다.
실시예 3: 나일론 4,6 공중합체의 제조- 주촉매의 첨가량의 변화
주촉매인 KOH의 첨가량(원료 단량체 100몰부 기준)을 하기 표 4와 같이 변화시켰으며, 중합 반응조건은 PD:CL=8:2, 개시제=CO2, CO2/KOH 몰비=0.5, 반응온도=50℃, 및 반응시간=5일로 하고, 기타 반응 조건 및 제조 절차는 실시예 1과 동일하게 하여, 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다. 제조된 나일론 4,6 공중합체의 분자량 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
KOH (몰부) 3 5 9 13 17
점도(dl/g) 0.95 1.17 1.7 1.83 1.93
점도 분자량(g/mol) 24,400 32,094 52,005 57,252 61,223
상기 표 4에서 보듯이, 주촉매의 첨가량이 증가할수록 수득된 폴리머의 분자량이 증가하는 것을 알 수 있다. 단, 주촉매의 첨가량이 17몰부를 초과하는 이후부터는 분자량의 증가가 거의 미미했다.
실시예 4: 나일론 4,6 공중합체의 제조- 보조촉매의 첨가
주촉매 외에도 보조촉매로서 TMAC(tetramethylammonium chloride, 제조사: TCI)를 첨가하였으며 첨가량(원료 단량체 100몰부 기준)을 하기 표 5와 같이 변화시켰고, 중합 반응조건은 PD:CL=6:4, 개시제=CO2, 주촉매-KOH 17몰부(원료 단량체 100몰부 기준), CO2/KOH몰비=0.5, 반응온도=80℃, 및 반응시간=5일로 하고, 기타 반응 조건 및 제조 절차는 실시예 1과 동일하게 하여, 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다. 제조된 나일론 4,6 공중합체의 분자량 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
TMAC (몰부) 0 1 2 3
점도 분자량(g/mol) 48,767 80,762 116,948 105,820
상기 표 5에서 보듯이, 보조촉매를 첨가한 경우가 첨가하지 않은 경우보다 수득된 폴리머의 분자량이 증가하는 것을 알 수 있다.
실시예 5: 나일론 4,6 공중합체의 제조- 반응시간의 변화
중합 반응시간을 하기 표 6와 같이 변화시켰으며, 중합 반응조건은 PD:CL=6:4, 주촉매=KOH 17몰부(원료단량체 100몰부 기준), 보조촉매=TMAC 3몰부(원료단량체 100몰부 기준), 개시제=CO2, CO2/KOH몰비=0.5, 반응온도=100℃, 및 반응시간=5일로 하고, 기타 반응 조건 및 제조 절차는 실시예 1과 동일하게 하여, 나일론 4,6 공중합체를 제조하였다. 제조된 나일론 4,6 공중합체의 전환율 결과를 하기 표 6에 나타내었다 (전환율 = 수득된 공중합체의 중량 / 초기 원료 단량체의 총 중량 x 100)
반응시간(일) 1 4 5
전환율(%) 20.34 42.1 49.0
상기 표 6에서 보듯이, 반응시간이 증가할수록 고분자의 전환율이 점점 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나, 6일째 이후부터는 고분자 결과물이 점점 딱딱해져 용이하게 수득할 수 없었다.
시험예 1: 모폴로지 평가 (XRD)
상기에서 얻은 나일론 4,6 공중합체를 분말 타입과 압출시편인 펠렛 타입으로 제조한 뒤, X-선 회절분석기(XRD, 모델명:D/MAX-2200V, 제조사:Rigaku)를 이용하여 측정하였다.
분말 X-선 회절 분석은 회절분석기(Cu tube 및 graphite-monochromator 부착, D/MAX-2200V diffractometer, Rigaku사)를 이용하여 40kV 및 40mA 조건에서 분석을 실시하였고, JADETM 프로그램을 사용하여 데이터를 얻었다.
상기 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=7:3)의 분말 타입과 펠렛 타입에 대한 XRD 결과는 각각 도 4a 및 4b에 나타내었다. 분말 타입에서는 2θ: 20.380, 23.981 로 두 피크가 나타나고, 펠렛 타입에서는 2θ: 20.642에서 하나의 피크만 나타남을 확인할 수 있다.
또한, 상기 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=6:4)의 분말 타입과 펠렛 타입에 대한 XRD 결과는 각각 도 5a 및 5b에 나타내었다. 분말 타입에서는 2θ: 20.440, 24.100의 두 피크가 나타났는데, 이는 제조된 나일론4,6 공중합체가 반결정(semi-crystalline) 고분자임을 의미한다. 한편 펠렛 타입의 경우에는 XRD 패턴이 분말 타입의 경우와 상당히 다른 것을 알 수 있는데, 펠렛 타입의 경우 2θ 값이 20.259에서 하나의 결정성 피크가 나타났고, 이는 용융 후 다시 냉각과정에서 형성되는 결정의 상태가 중합 및 정제과정에서 얻어지는 결정과는 서로 다른 것을 나타내고 있음을 알 수 있다. 즉, 보다 작은 크기의 결정인 24.100의 결정은 형성되지 않고 보다 큰 결정만 용융 후 결정화 과정에서 만들어짐을 알 수 있다.
시험예 2: 인장 강도(tensile strength) 평가
상기 실시예 1에서 제조된 나일론 4,6 공중합체(PD:CL=6:4)의 기계적 강도를 측정하기 위한 시편을 사출 성형기를 이용하여 제조하였다. 먼저 잘 건조된 공중합체에 산화방지제(Song NoxTM 1098PW, 송원산업(주))를 섞은 후 압출기(Twin screw compounding extruder L40/D11, Bau Tech사)를 사용하여 펠렛화(peletizing)하였다. 펠렛화를 위한 온도조건은 Tm 보다 40℃ 이상 높은 220℃ 였으며, 압출상태는 대체로 양호하였다. 제조된 펠렛을 이용하여 시편을 제조한 뒤, 인장 시험을 크로스헤드 속도: 50mm/min, 습도: 50%, 및 온도: 23℃ 조건에서 실시하였다. 결과는 하기 표 7에 나타내었다.
최대 적재시의 하중(kN) 최대 적재시의 응력 (MPa) 상항복점에서의 하중(kN) 상항복점에서의 응력(kN) 영률(MPa)
1.411 75.623 1.412 75.649 4887.144
상기 표 7에서 보듯이, 본 발명에 따른 나일론 4,6 공중합체는 석유기반의 일반적인 나일론 6 및 나일론 6,6의 물성과 비교해 볼 때 매우 경쟁력이 있음을 알 수 있으며, 특히 나일론 6의 최대적재시 응력이 일반적으로 70 Mpa 정도인 것과 비교해 볼 때 보다 우수함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 나일론 4,6 공중합체는 매우 환경친화적인 고분자임과 동시에 물성 또한 기존의 석유기반 나일론에 비하여 부족하지 않는 바이오매스 기반 고분자임을 알 수 있다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

Claims (10)

  1. 단량체로서 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐을 공중합 반응시키는 단계를 포함하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법에 있어서, 상기 공중합 반응의 개시제가 이산화탄소, N-아실락탐, 및 N-아세틸피롤리돈 중에서 선택되고, 주촉매가 수산화칼륨, 수산화나트륨, 및 탄산칼륨 중에서 선택되며, 상기 주촉매의 첨가량이 원료 단량체 총 100몰부 기준으로 1 내지 20몰부이고, 개시제의 첨가량이 주촉매 100몰부 기준으로 20 내지 80 몰부이며, 상기 공중합 반응이 TMAC(tetramethylammonium chloride), 카르복실산염, 및 암모늄염화물 중에서 선택되는 보조촉매의 존재하에서 실시되고, 상기 보조촉매의 첨가량이 원료 단량체 총 100몰부 기준으로 0.1 내지 5 몰부인 것을 특징으로 하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐의 공중합 몰비는 9:1 내지 1:1인 것을 특징으로 하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2-피롤리돈과 ε-카프로락탐의 공중합 몰비는 3:1 내지 1:1인 것을 특징으로 하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공중합 반응시의 반응 온도는 25 내지 120 ℃이고, 반응 시간은 1 내지 5 일인 것을 특징으로 하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 2-피롤리돈은 바이오매스로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는, 나일론 4,6 공중합체의 제조 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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