KR101287546B1 - Method of preparing methacrylate-based polymer using free radical polymerization reaction by visible light photocatalysis - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자유 라디칼 중합 반응을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 제조 방법은 라디칼 개시제, 전자 주개, 모노머, 루테늄 염료 및 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하는 공정을 포함한다.The present invention relates to a process for preparing a methacrylate polymer using free radical polymerization, the process comprising the step of irradiating a mixture of a radical initiator, an electron donor, a monomer, a ruthenium dye and a solvent with visible light .

Description

가시광 광촉매에 의한 자유 라디칼 중합 반응을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법{METHOD OF PREPARING METHACRYLATE-BASED POLYMER USING FREE RADICAL POLYMERIZATION REACTION BY VISIBLE LIGHT PHOTOCATALYSIS}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for producing a methacrylate polymer by free radical polymerization using a visible light photocatalyst,

본 발명은 가시광 광촉매에 의한 자유 라디칼 중합 반응을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a methacrylate polymer by free radical polymerization using a visible light photocatalyst.

라디칼 폴리머 중합 반응은 열화학적 방법과 광화학적 방법이 있으며, 이 중 열화학적 방법은 중합 반응을 열분해로 개시시키므로, 온도 증가가 요구되며, 따라서 폴리머 중합 반응을 제어하기 어렵다.The radical polymer polymerization reaction includes a thermochemical method and a photochemical method. Among them, the thermochemical method starts the polymerization reaction by pyrolysis, which requires a temperature increase, and thus it is difficult to control the polymerization reaction of the polymer.

반면, 광화학적 방법은 폴리머 중합 반응을 제어하기 쉽고, 열적으로 불안정한 모노머에도 적용이 용이한 장점이 있다. 이에 이러한 광화학적 방법에 대하여 다양한 연구가 진행되고 있다.On the other hand, the photochemical method is advantageous in that it is easy to control the polymerization reaction of the polymer and is easily applied to the thermally unstable monomer. Therefore, various studies have been conducted on such photochemical methods.

광화학적 방법을 이용한 라디칼 중합 반응은 방향족 카르보닐 화합물(벤조인 또는 이들의 유도체)에 빛을 조사하여, 상기 화합물의 α-분해(cleavage)을 통해, 또는 수소 원자 도너(donor)의 존재 하에 방향족 케톤(벤조페논, 퀴논 등)에 빛을 조사하여, 방향족 케톤의 이분자 수소 분리를 통해, 자유 라디칼을 생성하고, 이 자유 라티칼을 이용하여 모노머를 중합시키는 방법이다.Radical polymerization using a photochemical method can be carried out by irradiating an aromatic carbonyl compound (benzoin or a derivative thereof) with light, through the? -Cleavage of the compound, or in the presence of a hydrogen atom donor, Is a method in which light is irradiated to ketones (benzophenone, quinone, etc.) to generate free radicals through bisphenidic separation of aromatic ketones, and the monomers are polymerized using the free radicals.

상기 빛으로는 UV 빛과 가시광선을 들 수 있으나, UV 빛은 위험 요소를 내포하고 있으며, 생성 및 유지에 비용이 많이드는 단점이 있다.The light may include UV light and visible light. However, the UV light has a risk that it is expensive to generate and maintain.

이에 최근에는 안전하고 경제적이며, 위험성이 적고, 이용이 용이한 가시광선을 이용한 라디칼 중합에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 최근에는 가시광선을 라디칼 중합에 사용하기 위해 가시광선을 흡수하여 라디칼을 생산하는 ZnS, CdS와 같은 불균일 반도체 광촉매들이 제안되고 있다. 그러나 반도체 광촉매에 의해 생성된 라디칼은 일반적으로 불안정하고, 효과가 적어, 중합도가 작고 높은 다분산도를 야기하는 문제가 있다. Recently, studies on radical polymerization using visible rays which are safe, economical, low risk, and easy to use have been actively conducted. In recent years, heterogeneous semiconductor photocatalysts such as ZnS and CdS which produce radicals by absorbing visible light have been proposed in order to use visible light for radical polymerization. However, the radicals generated by the semiconductor photocatalyst are generally unstable, have little effect, have a low degree of polymerization, and cause a high degree of polydispersity.

본 발명은 안전하고 경제적이며, 폴리머 중합 반응을 제어할 수 있는 자유 라디칼 중합 반응을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법을 제공하는 것이다.The present invention provides a method for producing a methacrylate polymer using a free radical polymerization reaction which is safe and economical and which can control the polymer polymerization reaction.

본 발명의 일 구현예는 라디칼 개시제, 전자 주개, 모노머, 루테늄 염료 및 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하는 공정을 포함하는 자유 라디칼 중합을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법을 제공한다. One embodiment of the present invention provides a process for preparing a methacrylate polymer using free radical polymerization comprising irradiating a mixture of a radical initiator, an electron donor, a monomer, a ruthenium dye and a solvent with visible light.

상기 루테늄 염료는 루테늄(II) 폴리피리딘 착화합물 일 수 있다.The ruthenium dye may be a ruthenium (II) polypyridine complex.

상기 라디칼 개시제는 α-할로에스테르, 벤질 할라이드 또는 이들의 조합일 수 있으며, 보다 구체적으로는 에틸 2-브로모이소부티레이트, 벤질 브로마이드 또는 이들의 조합일 수 있다.The radical initiator may be an alpha -halo ester, a benzyl halide, or a combination thereof, more particularly ethyl 2-bromoisobutyrate, benzyl bromide, or a combination thereof.

상기 전자 주개는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.25 내지 10몰의 함량으로 사용하고, 상기 루테늄 염료는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.005 내지 0.1몰의 함량으로 사용하고, 상기 라디칼 개시제는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.25 내지 5몰의 함량으로 사용할 수 있다.The electron donor is used in an amount of 0.25 to 10 moles per 100 moles of the monomer. The ruthenium dye is used in an amount of 0.005 to 0.1 moles per 100 moles of the monomer, Can be used in an amount of 0.25 to 5 mol.

상기 가시광선은 420 내지 645nm 파장의 빛일 수 있다. The visible light may be a light having a wavelength of 420 to 645 nm.

상기 모노머는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 삼차-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 전자 주개는 N,N-디이소프로필에틸아민, 트라이에틸아민, 트라이프로필아민 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 상기 용매는 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 톨루엔 또는 이들의 조합일 수 있다.The monomer may be selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, Lt; / RTI > The electron donor may be N, N-diisopropylethylamine, triethylamine, tripropylamine or a combination thereof. The solvent may also be dimethylformamide, acetonitrile, toluene, or a combination thereof.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other details of the embodiments of the present invention are included in the following detailed description.

본 발명은 안전하고, 경제적이며 폴리머 중합 반응을 제어할 수 있는 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for producing a methacrylate-based polymer that is safe, economical, and capable of controlling polymer polymerization reaction.

도 1은 실시예 10에 따른, 가시 광선 조사시간에 따른 수율 및 다분산도를 측정하여 나타낸 그래프.
도 2는 실시예 11 내지 16에 따라 제조된 폴리메틸메타크릴레이트의 수평균분자량(Mn) 및 중량평균분자량(Mw)을 측정하여 나타낸 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a graph showing a yield and a polydispersity according to the visible light irradiation time according to Example 10. FIG.
FIG. 2 is a graph showing the number average molecular weight (Mn) and the weight average molecular weight (Mw) of polymethylmethacrylate prepared according to Examples 11 to 16.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.

본 발명은 자유 라디칼 중합을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법에 관한 것으로서, 자유 라디칼 중합 반응에서 루테늄 염료를 광촉매로 사용하는 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing a methacrylate polymer using free radical polymerization, and more particularly, to a process for preparing a ruthenium dye as a photocatalyst in a free radical polymerization process.

본 발명의 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법은 라디칼 개시제, 전자 주개, 모노머, 루테늄 염료 및 용매의 혼합물에 가시광선을 조사하는 공정을 포함한다.The method for producing a methacrylate polymer of the present invention includes a step of irradiating a mixture of a radical initiator, an electron donor, a monomer, a ruthenium dye and a solvent with visible light.

상기 염료는 루테늄(II) 폴리피리딘 착화합물을 사용할 수 있다. 상기 염료의 구체적인 예로는 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트, 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 비스(헥사플로로포스페이트) (tris(bipyridine) ruthenium bis(hexafluorophosphate)) 또는 이들의 조합을 들 수 있다. The dye may use ruthenium (II) polypyridine complex. Specific examples of the dyes include tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, tris (bipyridine) ruthenium (II) bis (hexafluorophosphate) Combinations.

상기 루테늄 염료는 광촉매로 작용하는 것으로서, 염료에 빛을 조사할 때 형성되는 반응을, 예를 들어 Ru(bpy)3 2+(bpy: 비피리딘)를 들어 설명하면 다음과 같다. The ruthenium dye functions as a photocatalyst, and a reaction formed when light is irradiated to the dye, for example, Ru (bpy) 3 2+ (bpy: bipyridine) will be described as follows.

Ru(bpy)3 2+에 가시광선을 조사하면, Ru*(bpy)3 2+를 형성하고, 이렇게 형성된 Ru*(bpy)3 2+는 전자 주개로부터 전자를 받아 높은 환원력을 가지고 있는 Ru(bpy)3 +로 되고, 이는 개시제를 환원시켜 라디칼을 생성하고, 이 라디칼에 의해 모노머가 폴리머로 중합되는 것이다. Ru (bpy) when irradiated with visible light for 3 2+, Ru * (bpy) 3 2+ forming, and thus * Ru (bpy) 3 2+ is formed accept an electron from the electron donor which has a high reducing power Ru ( bpy) 3 < + & gt ;, which is obtained by reducing an initiator to generate a radical, and the monomer is polymerized into a polymer by the radical.

즉, 본 발명의 일 구현예에 따른 제조 방법에 있어서, 라디칼 개시제, 루테늄 염료, 전자 주개, 모노머 및 용매의 혼합물에 가시광선을 조사하면 루테늄 염료가 빛을 받아 여기되고, 여기된 루테늄 염료는 전자 주개로부터 전자를 받아 환원 된다. 이렇게 생성된 환원된 루테늄 염료는 개시제를 환원시켜 라디칼을 형성하고, 이 라디칼에 의해 모노머가 폴리머로 중합될 수 있다. That is, in the production method according to one embodiment of the present invention, when a mixture of a radical initiator, a ruthenium dye, an electron donor, a monomer and a solvent is irradiated with visible light, the ruthenium dye is excited by light, The electrons are received from the donor and reduced. The thus-produced reduced ruthenium dye forms a radical by reducing the initiator, and by this radical the monomer can be polymerized into the polymer .

상기 라디칼 개시제는 환원된 루테늄(I) 폴리피리딘 착화합물보다 낮은 표준 전위를 갖는 것을 사용할 수 있다. 라디칼 개시제의 예는 α-할로에스테르, 벤질 할라이드 또는 이들의 조합일 수 있고, 구체적인 예로는 에틸 2-브로모이소부티레이트, 벤질 브로마이드 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 라디칼 개시제로 α-할로에스테르를 사용하는 것이 폴리머 생성 수율을 보다 향상시킬 수 있어 바람직하다.The radical initiator may be one having a lower standard potential than the reduced ruthenium (I) polypyridine complex. Examples of the radical initiator may be? -Haloester, benzyl halide, or a combination thereof, and specific examples include ethyl 2-bromoisobutyrate, benzyl bromide, or a combination thereof. The use of an? -Haloester as a radical initiator is preferable because the yield of polymer production can be further improved.

상기 모노머는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 삼차-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. The monomer may be selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, Lt; / RTI >

상기 전자 주개는 N,N-디이소프로필에틸아민, 트라이에틸아민, 트라이프로필아민 또는 이들의 조합일 수 있고, 상기 용매는 디메틸포름아미드,아세토나이트릴, 톨루엔 또는 이들의 조합일 수 있다.The electron donor may be N, N-diisopropylethylamine, triethylamine, tripropylamine or a combination thereof, and the solvent may be dimethylformamide, acetonitrile, toluene or combinations thereof.

상기 제조 방법에 있어서, 상기 전자 주개는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.25 내지 10몰의 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 루테늄 염료는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.005 내지 0.1몰의 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 라디칼 개시제는 상기 모노머 100몰에 대하여 0.25 내지 5몰의 함량으로 사용하는 것이 바람직하다. 전자 주개, 루테늄 염료와 라디칼 개시제의 함량이 상기 범위에 포함되는 경우, 제조되는 폴리머의 수율을 보다 증가시킬 수 있다.In the above production process, the electron donor is preferably used in an amount of 0.25 to 10 moles per 100 moles of the monomer. The ruthenium dye is preferably used in an amount of 0.005 to 0.1 mole based on 100 moles of the monomer. The radical initiator is preferably used in an amount of 0.25 to 5 moles per 100 moles of the monomer. When the content of the electron donor, ruthenium dye and radical initiator is within the above range, the yield of the polymer to be produced can be further increased.

특히, 전자 주개 함량이 0.25몰보다 작은 경우에는 폴리머 수율이 감소하여 바람직하지 않고, 10몰보다 증가하여도 더 이상의 수율 증가는 없기에 전자 주개를 더 과량으로 사용할 필요는 없다. 루테늄 염료 함량 및 라디칼 개시제의 함량 또한, 상기 범위보다 작을 경우 수율이 저하되고, 상기 범위를 초과하는 양을 사용하여도 더 이상의 수율 증가는 없기에 더 과량으로 사용할 필요는 없다.In particular, when the content of the electron donor is less than 0.25 mol, the yield of the polymer is undesirably decreased, and even if the molar content is increased beyond 10 mol, there is no further increase in the yield, so that it is not necessary to use an electron donor in a larger amount. When the amount of the ruthenium dye and the amount of the radical initiator is less than the above range, the yield is lowered, and even when the amount exceeds the above range, there is no further increase in the yield, so that it is not necessary to use the ruthenium dye in an excess amount.

특히, 모노머, 라디칼 개시제, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비가 100 : 0.5 내지 2.5 : 0.01 내지 0.05 : 0.5 내지 5인 것이 바람직하다. In particular, the molar ratio of the monomer, the radical initiator, the ruthenium dye and the electron former is preferably 100: 0.5 to 2.5: 0.01 to 0.05: 0.5 to 5.

또한, 상기 용매는 모노머와 적절한 부피비로 조절하여 사용할 수 있다.In addition, the solvent may be used in an appropriate volume ratio with the monomer.

본 발명의 제조 방법에서, 상기 가시광선을 조사하는 공정은, 420 내지 645nm 파장을 갖는 가시광선을 조사하여 실시할 수 있다. 645nm를 초과하는 빛을 조사하는 경우에는 루테늄 염료가 빛을 흡수하지 않아, 폴리머 중합 반응이 일어나지 않아 바람직하지 않다. 또한, 상기 파장을 갖는 가시광선을 이용하는 것이 별도의 자외선 램프 등과 같은 고가의 추가 설비가 필요없어 경제적이다. 이때, 가시광선 조사 시간은 큰 의미가 없으며, 예를 들면 4 내지 20시간 동안 실시할 수 있다. In the production method of the present invention, the step of irradiating the visible light can be carried out by irradiating visible light having a wavelength of 420 to 645 nm. When light exceeding 645 nm is irradiated, the ruthenium dye does not absorb light and the polymer polymerization reaction does not occur, which is not preferable. In addition, the use of visible light having the above-mentioned wavelength is economical because expensive additional equipment such as an ultraviolet lamp is not required. At this time, the visible light irradiation time is not significant, and can be carried out for, for example, 4 to 20 hours.

또한, 상기 가시광선을 조사하는 공정은 Xe-arc 램프, 형광 램프 등을 사용하여 실시할 수 있다.The step of irradiating the visible light can be performed by using a Xe-arc lamp, a fluorescent lamp, or the like.

이하 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. However, the embodiments described below are only intended to illustrate or explain the present invention, and thus the present invention should not be limited thereto.

(실시예 1 내지 5)(Examples 1 to 5)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(20mmol), 에틸 2-브로모이소부티레이트(EBiB, E0

Figure 112011065851191-pat00001
-0.82 VNHE in 디메틸포름아미드) 라디칼 개시제, 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트 (Tris(bipyridine) ruthenium(II) dichloride hexahydrate, (Ru(bpy)3Cl2·6H2O)) 루테늄 염료, N,N-디이소프로필에틸아민 전자 주개 및 디메틸포름아미드 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다.Methyl methacrylate (MMA) monomer (20 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB, E 0
Figure 112011065851191-pat00001
-0.82 V NHE in dimethylformamide), a radical initiator, tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, (Ru (bpy) 3 Cl 2 .6H 2 O) ) A ruthenium dye, a N, N-diisopropylethylamine electron donor and a mixture of a dimethylformamide solvent were irradiated with visible light to perform a radical polymerization reaction.

이때, 상기 가시광선 조사 공정은 상온에서, 420-645nm의 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 빛을 4시간 동안 조사하여 실시하였다.At this time, the visible light irradiation process was performed by irradiating light for 4 hours at room temperature using a Xe-arc lamp having a wavelength range of 420-645 nm and a strength of 25 mW / cm 2.

상기 모노머, 라디칼 개시제, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비는 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 조절하였으며, 이때 모노머와 용매의 비율은 1:1 부피비로 하였다.The molar ratio of the monomer, the radical initiator, the ruthenium dye and the electron former was controlled as shown in Table 1, wherein the ratio of the monomer to the solvent was 1: 1 by volume.

상기 중합 공정으로 폴리메틸메타크릴레이트가 제조되었다. Polymethyl methacrylate was prepared by the above polymerization process.

(실시예 6)(Example 6)

가시 광선 조사 공정을 20시간 동안 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 5 was repeated except that the visible light irradiation step was performed for 20 hours.

(실시예 7)(Example 7)

라디칼 개시제로 벤질 브로마이드를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 5 was repeated, except that benzyl bromide was used as a radical initiator.

(실시예 8)(Example 8)

가시 광선 조사 공정을 상온에서, 밴드패스 필터(bandpass filter)를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 450(±20)nm의 파장 범위를 갖고, 4mW/㎠ 강도(트리스(비피리딘) 루테늄(II)의 주 흡착 피크와 일치함)를 갖는 빛으로 4시간 동안 조사하여 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하였다.The visible light irradiation process was carried out at room temperature using a Xe-arc lamp having a bandpass filter, and had a wavelength range of 450 (± 20) nm and a intensity of 4 mW / cm 2 (tris (bipyridine) ruthenium (II )) For 4 hours in the same manner as in Example 5. The results are shown in Table 1. < tb > < TABLE >

(실시예 9)(Example 9)

가시 광선 조사 공정을 상온에서 27-W 형광 램프를 사용하여, 400 내지 700nm의 파장 범위를 갖고, 2mW/㎠ 강도를 갖는 빛을 4시간 동안 조사하여 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 5와 동일하게 실시하였다.Except that the visible light irradiation process was carried out by using a 27-W fluorescent lamp at room temperature and irradiating light having a wavelength range of 400 to 700 nm and a light intensity of 2 mW / cm 2 for 4 hours, Respectively.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(20mmol), 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트 (Tris(bipyridine) ruthenium(II) dichloride hexahydrate, (Ru(bpy)3Cl2·6H2O)) 루테늄 염료, N,N-디이소프로필에틸아민 전자 주개 및 디메틸포름아미드 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다. 상기 모노머, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비는 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 조절하였으며, 이때 모노머와 용매의 비율은 1:1 부피비로 하였다.(MMA) monomer (20 mmol), tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate (Tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, (Ru (bpy) 3 Cl 2 .6H 2 O) ) A ruthenium dye, a N, N-diisopropylethylamine electron donor and a mixture of a dimethylformamide solvent were irradiated with visible light to perform a radical polymerization reaction. The molar ratios of the monomers, ruthenium dyes, and electrons were controlled as shown in Table 1, wherein the ratio of monomer to solvent was 1: 1 by volume.

이때, 상기 가시광선 조사 공정은 상온에서, 420-645nm의 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 빛을 4시간 동안 조사하여 실시하였다.At this time, the visible light irradiation process was performed by irradiating light for 4 hours at room temperature using a Xe-arc lamp having a wavelength range of 420-645 nm and a strength of 25 mW / cm 2.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(20mmol), 에틸 2-브로모이소부티레이트 (EBiB, E0

Figure 112011065851191-pat00002
-0.82 VNHE in 디메틸포름아미드) 라디칼 개시제, 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트 (Tris(bipyridine) ruthenium(II) dichloride hexahydrate, (Ru(bpy)3Cl2·6H2O)) 루테늄 염료 및 디메틸포름아미드 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다.Methyl methacrylate (MMA) monomer (20 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB, E 0
Figure 112011065851191-pat00002
-0.82 V NHE in dimethylformamide) a radical initiator, tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate (Tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, (Ru (bpy) 3Cl2 · 6H2O)) and ruthenium dye Dimethylformamide solvent was irradiated with visible light to perform radical polymerization reaction.

상기 모노머, 라디칼 개시제 및 루테늄 염료의 몰비는 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 조절하였으며, 이때 모노머와 용매의 비율은 1:1 부피비로 하였다.The molar ratios of the monomer, radical initiator and ruthenium dye were controlled as shown in Table 1, wherein the ratio of monomer to solvent was 1: 1 by volume.

이때, 상기 가시광선 조사 공정은 상온에서, 420-645nm의 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 빛을 4시간 동안 조사하여 실시하였다.At this time, the visible light irradiation process was performed by irradiating light for 4 hours at room temperature using a Xe-arc lamp having a wavelength range of 420-645 nm and a strength of 25 mW / cm 2.

(비교예 3)(Comparative Example 3)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(20mmol), 에틸 2-브로모이소부티레이트 (EBiB, E0

Figure 112011065851191-pat00003
-0.82 VNHE in 디메틸포름아미드) 라디칼 개시제, 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트 (Tris(bipyridine) ruthenium(II) dichloride hexahydrate, (Ru(bpy)3Cl2·6H2O)) 루테늄 염료, N,N-디이소프로필에틸아민 전자 주개 및 디메틸포름아미드 용매의 혼합물에 대하여 중합 반응을 실시하였다. 상기 모노머, 라디칼 개시제, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비는 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 조절하였으며, 이때 모노머와 용매의 비율은 1:1 부피비로 하였다.Methyl methacrylate (MMA) monomer (20 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB, E 0
Figure 112011065851191-pat00003
-0.82 V NHE in dimethylformamide), a radical initiator, tris (bipyridine) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, (Ru (bpy) 3 Cl 2 .6H 2 O) ) Ruthenium dye, N, N-diisopropylethylamine electron donor and a dimethylformamide solvent. The molar ratio of the monomer, the radical initiator, the ruthenium dye and the electron former was controlled as shown in Table 1, wherein the ratio of the monomer to the solvent was 1: 1 by volume.

(비교예 4)(Comparative Example 4)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(20mmol), 에틸 2-브로모이소부티레이트(EBiB, E0

Figure 112011065851191-pat00004
-0.82 VNHE in 디메틸포름아미드) 라디칼 개시제, N,N-디이소프로필에틸아민 전자 주개 및 디메틸포름아미드 용매의 혼합물에, 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다. 상기 모노머, 라디칼 개시제 및 전자 주개의 몰비는 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 조절하였으며, 이때 모노머와 용매의 비율은 1:1 부피비로 하였다.Methyl methacrylate (MMA) monomer (20 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB, E 0
Figure 112011065851191-pat00004
-0.82 V NHE in dimethylformamide) Radical polymerization was carried out by irradiating a mixture of radical initiator, N, N-diisopropylethylamine electron donor and dimethylformamide solvent with visible light. The molar ratios of the monomers, radical initiators and electron precursors were controlled as shown in Table 1, wherein the ratio of monomer to solvent was 1: 1 by volume.

이때, 상기 가시광선 조사 공정은 상온에서, 420-645nm의 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 빛을 4시간 동안 조사하여 실시하였다.At this time, the visible light irradiation process was performed by irradiating light for 4 hours at room temperature using a Xe-arc lamp having a wavelength range of 420-645 nm and a strength of 25 mW / cm 2.

(비교예 5)(Comparative Example 5)

모노머, 개시제, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비를 하기 표 1에 나타낸 것과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The procedure of Example 1 was repeated, except that the molar ratios of the monomers, the initiator, the ruthenium dye and the electron former were changed as shown in Table 1 below.

상기 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 5의 공정을, 각각 2회씩 실시하여, 얻어진 폴리메틸메타크릴레이트 수율의 평균을 구하여 그 값을 하기 표 1에 수율로 나타내었다. 또한 제조된 폴리메틸메타크릴레이트의 수평균분자량을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었으며, 다분산지수(polydispersity index, PDI=Mw/Mn)를 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The processes of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 5 were carried out twice each, and the average of the yields of the obtained polymethyl methacrylate was determined. The results are shown in the following Table 1. The polydispersity index (PDI = Mw / Mn) of the prepared polymethylmethacrylate was measured and the results are shown in Table 1. The results are shown in Table 1 below.

조성비
(모노머:개시제:루테늄 염료: 전자주개, 몰비)
Composition ratio
(Monomer: initiator: ruthenium dye: electron donor, molar ratio)
MnMn Mw/Mn(PDI)Mw / Mn (PDI) 수율(%)yield(%)
비교예 1Comparative Example 1 200 : 0 : 0.02 : 5200: 0: 0.02: 5 -- -- 00 비교예 2Comparative Example 2 200 : 1 : 0.02 : 0200: 1: 0.02: 0 -- -- 00 비교예 3Comparative Example 3 200 : 1 : 0.02 : 5200: 1: 0.02: 5 -- -- 00 비교예 4Comparative Example 4 200 : 1 : 0 : 5200: 1: 0: 5 -- -- 00 실시예 1Example 1 200 : 1 : 0.1 : 5200: 1: 0.1: 5 4240042400 2.02.0 2525 실시예 2Example 2 200 : 1 : 0.02 : 5200: 1: 0.02: 5 5640056400 2.02.0 2323 실시예 3Example 3 200 : 5 : 0.02 : 5200: 5: 0.02: 5 3890038900 2.12.1 3131 비교예 5Comparative Example 5 200 : 1 : 0.02 : 1200: 1: 0.02: 1 5800058000 2.02.0 22 실시예 4Example 4 200 : 1 : 0.02 : 10200: 1: 0.02: 10 3650036500 2.12.1 3030 실시예 5Example 5 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 2640026400 2.02.0 3434 실시예 6Example 6 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 2590025900 2.02.0 7676 실시예 7Example 7 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 3710037100 2.72.7 1212 실시예 8Example 8 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 3350033500 2.02.0 1616 실시예 9Example 9 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 3060030600 1.71.7 3939

상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 상기 실시예 1 내지 9 모두, 다분산지수가 약 2.0이었으며, 이 결과로부터 가시광선 유도된 라디칼 중합 반응이 적절하게 우수한 폴리머 분산도를 얻어지게 함을 알 수 있다.As shown in Table 1 above, in all of Examples 1 to 9, the polydispersity index was about 2.0. From this result, it can be seen that the visible light-induced radical polymerization gives a polymer dispersion having a favorable degree.

루테늄 염료의 사용량이 증가할수록(실시예 1과 실시예 2 비교) 수율이 다소 증가함을 알 수 있다. 또한, 개시제의 사용량이 증가하는 경우(실시예 3과 실시예 2 비교), 수율이 현저하게 향상됨을 알 수 있다. As the amount of ruthenium dye used increases (compared with Example 1 and Example 2), the yield is somewhat increased. In addition, when the amount of the initiator used is increased (comparison between Example 3 and Example 2), it is understood that the yield is remarkably improved.

아울러, 전자 주개의 함량이 너무 소량인 경우(비교예 5), 수율이 현저하게 저하됨을 알 수 있다. 또한, 개시제 또는 전자 주개를 사용하지 않거나, 빛을 조사하지 않았거나, 또는 루테늄 염료를 사용하지 않은 비교예 1 내지 4의 경우, 수율이 0, 즉 고분자가 형성되지 않았음을 알 수 있다.In addition, when the content of the electron donor is too small (Comparative Example 5), the yield is remarkably reduced. Also, in the case of Comparative Examples 1 to 4 in which no initiator or electron donor was used, no light was irradiated, or no ruthenium dye was used, the yield was 0, that is, no polymer was formed.

생성물인 폴리메틸메타크릴레이트의 수평균분자량(Mn)은, 전자 주개의 함량이 증가할수록 감소하였다. 이는 전자 주개로 사용한 N,N-디이소프로필에틸아민 이 전자 주개로서의 역할 뿐만 아니라 중합 반응을 중단시키는 수소-원자 주개 역할도 하기 때문으로 생각된다. 결과적으로, 전자 주개의 농도를 조절함으로써 분자량을 제어 할 수 있다. 아울러, 낮은 파장 범위 및 감도를 갖는 빛을 조사하여 실시한 실시예 8의 경우, 그 수율이 저하되며, 이는 광자 유동이 다소 저하되었기 때문이다. 또한 실시예 9의 결과로부터, 일반적인 가시광선보다 약한 빛을 조사하여도 라디칼 중합 반응이 적절하게 일어남을 알 수 있다.
The number average molecular weight (Mn) of the product, polymethyl methacrylate, decreased with increasing electron content. This is presumably because N, N-diisopropylethylamine used as an electron donor acts not only as an electron donor but also as a hydrogen-atom donor to stop the polymerization reaction. As a result, the molecular weight can be controlled by adjusting the concentration of the electron donor. In addition, in the case of Example 8 in which light having a low wavelength range and sensitivity was irradiated, the yield was lowered because the photon flux was somewhat lowered. From the results of Example 9, it can be seen that the radical polymerization reaction occurs appropriately even when the light is irradiated with weaker light than a general visible light ray.

(실시예 10)(Example 10)

메틸메타크릴레이트(MMA) 모노머(40mmol), 에틸 2-브로모이소부티레이트 (EBiB, E0

Figure 112011065851191-pat00005
-0.82 VNHE in DMF) 개시제, 트리스(비피리딘) 루테늄(II) 디클로라이드 헥사하이드레이트 (Tris(bipyridine) ruthenium(II) dichloride hexahydrate, (Ru(bpy)3Cl2·6H2O)) 루테늄 염료, N,N-디이소프로필에틸아민 전자 주개 및 디메틸포름아미드 용매 존재 하에서, 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다. [모노머]:[개시제]:[루테늄 염료]:[전자 주개]의 조성비는 200:5:0.02:10 몰비로 하였고, 모노머와 디메틸포름아미드의 사용량은 1 : 1 부피비로 하였다.Methyl methacrylate (MMA) monomer (40 mmol), ethyl 2-bromoisobutyrate (EBiB, E 0
Figure 112011065851191-pat00005
-0.82 V NHE in DMF) ruthenium (II) dichloride hexahydrate, (Ru (bpy) 3 Cl 2 .6H 2 O)) ruthenium dyes (tris (bipyridine) ruthenium , N, N-diisopropylethylamine electron donor and a dimethylformamide solvent, a radical polymerization reaction was carried out by irradiation of visible light. The composition ratio of [monomer]: [initiator]: [ruthenium dye]: [electron donor] was 200: 5: 0.02: 10, and the amount of monomer and dimethylformamide was 1: 1.

이때, 상기 가시광선 조사 공정은 상온에서, 420-645nm의 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 Xe-아크 램프를 사용하여, 빛을 조사하여 실시하였으며, 빛을 2시간마다 턴-온 및 턴-오프하면서 실시하였다(도 1). 2시간마다 제조된 폴리메틸메타크릴레이트의 수율 및 PDI를 측정하여, 그 결과를 도 1에 나타내었다. At this time, the visible light irradiation process was performed by irradiating light at room temperature with a Xe-arc lamp having a wavelength range of 420-645 nm and a intensity of 25 mW / cm 2, Turn-off (Fig. 1). The yield and PDI of polymethylmethacrylate produced every 2 hours were measured, and the results are shown in FIG.

도 1에 나타낸 것과 같이, 빛을 조사하는 시간이 증가함에 따라 수율이 점진적으로 증가하였으며, 빛을 턴-오프한 경우에는 수율 증가가 없음을 명확하게 알 수 있다. 이 결과로부터, 실시예 10의 폴리머 제조 공정은, 빛을 턴-온 및 턴-오프하는 간단한 조작으로 폴리머 생성을 유도하는 활성 라디칼의 생성을 조절할 수 있음을 알 수 있다. 아울러, 턴-온 및 턴-오프 공정이 반복됨에 따라 PDI가 점진적으로 증가하였으며(약 1.9에서 약 2.4로 증가), 이는 폴리머 중합 반응이 반복됨에 따라 분자량 분포가 넓어짐을 의미한다.
As shown in FIG. 1, the yield was gradually increased as the time for irradiating light increased, and it was clear that the yield did not increase when the light was turned off. From this result, it can be seen that the polymer preparation process of Example 10 can control the generation of active radicals which lead to polymer production by a simple operation of turning on and off the light. In addition, the PDI gradually increased (from about 1.9 to about 2.4) as the turn-on and turn-off processes were repeated, which means that the molecular weight distribution is broadened as the polymer polymerization reaction is repeated.

(실시예 11 내지 16)(Examples 11 to 16)

모노머(20mmol), 개시제, 루테늄 염료 및 전자 주개의 몰비를 하기 표 2에 나타낸 것과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except that the molar ratio of the monomer (20 mmol), the initiator, the ruthenium dye and the electron former was changed as shown in Table 2 below.

상기 실시예 11 내지 16에 따라 제조된 폴리메틸메타크릴레이트의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)을 각각 측정하여, 그 결과를 도 2에 나타내었다.The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of polymethyl methacrylate prepared according to Examples 11 to 16 were measured, and the results are shown in FIG.

조성비
(모노머:개시제:루테늄 염료: 전자주개, 몰비)
Composition ratio
(Monomer: initiator: ruthenium dye: electron donor, molar ratio)
MwMw MnMn
실시예 11Example 11 200 : 10 : 0.02 : 10200: 10: 0.02: 10 5510055100 2470024700 실시예 12Example 12 200 : 5 : 0.02 : 10200: 5: 0.02: 10 5960059600 2650026500 실시예 13Example 13 200 : 2.5 : 0.02 : 10200: 2.5: 0.02: 10 6400064000 2970029700 실시예 14Example 14 200 : 1.25 : 0.02 : 10200: 1.25: 0.02: 10 7310073100 3200032000 실시예 15Example 15 200 : 0.5 : 0.02 : 10200: 0.5: 0.02: 10 101000101000 3900039000 실시예 16Example 16 200 : 0.25 : 0.02 : 10200: 0.25: 0.02: 10 144200144200 5250052500

도 2 및 표 2에 나타낸 것과 같이, 모노머와 개시제의 혼합 비율을 조절하면, 제조되는 폴리메틸메타크릴레이트의중량평균분자량 및 수평균분자량을 조절할 수 있다. 따라서, 모노머와 개시제의 혼합 비율을 조절하여 폴리메틸메타크릴레이트의 분자량을 원하는 대로 용이하게 조절할 수 있다.
As shown in FIG. 2 and Table 2, when the mixing ratio of the monomer and the initiator is controlled, the weight average molecular weight and the number average molecular weight of the produced polymethyl methacrylate can be controlled. Therefore, the molecular weight of the polymethylmethacrylate can be easily controlled as desired by adjusting the mixing ratio of the monomer and the initiator.

(실시예 17 내지 23)(Examples 17 to 23)

하기 표 2에 나타낸 모노머 10mmol, 개시제 0.25mmol, 루테늄 염료 0.01mmol 및 전자 주개 0.5mmol 및 디메틸포름아미드에 가시광선을 조사하여 라디칼 중합 반응을 실시하였다. 상기 모노머와 디메틸포름아미드의 사용량은 1 : 1 부피비로 하였다. 상기 가시광선 조사 공정은 420 내지 645nm 파장 범위를 갖고, 25mW/㎠ 강도를 갖는 빛을 하기 표 3에 나타낸 시간 동안 조사하여 실시하였다. 라디칼 중합 반응에 따라 생성된 생성물을 하기 표 3에 나타내었다.Radical polymerization was carried out by irradiating visible light to 10 mmol of the monomer shown in Table 2, 0.25 mmol of initiator, 0.01 mmol of ruthenium dye, 0.5 mmol of electron donor and dimethylformamide. The amount of the monomer and dimethylformamide used was 1: 1 by volume. The visible light irradiation process was performed by irradiating light having a wavelength range of 420 to 645 nm and having a intensity of 25 mW / cm 2 for the time shown in Table 3 below. The products produced by the radical polymerization reaction are shown in Table 3 below.

상기 실시예 17 내지 23에 따른 생성물에서 제조된 폴리머와, 미반응 모노머를 분리하기 위하여, 제조된 생성물을 메탄올에 침전시키는 공정으로, 수율을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 제조된 생성물을 메탄올에 침지시키면, 폴리머는 메탄올에 용해되지 않고, 모노머는 메탄올에 용해되어 분리될 수 있다.In order to separate the polymer prepared from the products according to Examples 17 to 23 and the unreacted monomer, the produced product was precipitated in methanol, and the yield was measured. The results are shown in Table 3 below. When the produced product is immersed in methanol, the polymer is not dissolved in methanol, and the monomers can be dissolved in methanol and separated.

모노머Monomer 생성물product 조사시간Investigation time MM nn PDI (M w /M n )PDI ( M w / M n ) 수율yield 실시예 17Example 17

Figure 112011065851191-pat00006
Figure 112011065851191-pat00006
Figure 112011065851191-pat00007
Figure 112011065851191-pat00007
2424 2510025100 2.02.0 80%80% 실시예 18Example 18
Figure 112011065851191-pat00008
Figure 112011065851191-pat00008
Figure 112011065851191-pat00009
Figure 112011065851191-pat00009
2424 3130031300 2.02.0 75%75%
실시예 19Example 19
Figure 112011065851191-pat00010
Figure 112011065851191-pat00010
Figure 112011065851191-pat00011
Figure 112011065851191-pat00011
2424 8020080200 1.71.7 74%74%
실시예 20Example 20
Figure 112011065851191-pat00012
Figure 112011065851191-pat00012
Figure 112011065851191-pat00013
Figure 112011065851191-pat00013
2424 3420034200 2.12.1 65%65%
실시예 21Example 21
Figure 112011065851191-pat00014
Figure 112011065851191-pat00014
Figure 112011065851191-pat00015
Figure 112011065851191-pat00015
2424 5560055600 1.81.8 70%70%
실시예 22Example 22
Figure 112011065851191-pat00016
Figure 112011065851191-pat00016
Figure 112011065851191-pat00017
Figure 112011065851191-pat00017
1212 4170041700 3.83.8 86%86%
실시예 23Example 23
Figure 112011065851191-pat00018
Figure 112011065851191-pat00018
Figure 112011065851191-pat00019
Figure 112011065851191-pat00019
1212 4230042300 3.53.5 83%83%

상기 표 3에 나타낸 것과 같이, 메타크릴레이트계 모노머 종류에 상관없이 수율 약 60 내지 90%의 폴리아크릴레이트를 생성하였으므로, 라디칼 중합 반응이 적절하게 이루어졌음을 알 수 있다. 아울러, 상기 표 3에 나타낸 결과로부터, 전자 흡인기(electron-withdrawing group)를 갖는 메타크릴레이트를 사용한 실시예 22 및 23이, 전자 공여기(electron-donating group)을 갖는 메타크릴레이트를 사용한 실시예 17 내지 21보다 반응 속도가 빠름을 알 수 있다.As shown in Table 3, since the polyacrylate was produced in a yield of about 60 to 90% irrespective of the type of the methacrylate monomer, it can be seen that the radical polymerization reaction was properly performed. Furthermore, from the results shown in the above Table 3, it can be seen that Examples 22 and 23 using methacrylate having an electron-withdrawing group are examples of the methacrylate having an electron-donating group The reaction rate is faster than that of 17 to 21.

본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

Claims (11)

라디칼 개시제, 전자 주개, 모노머, 루테늄 염료 및 용매의 혼합물에 가시광선을 조사하는 공정을 포함하고,
상기 전자 주개의 함량은 상기 모노머 100몰에 대하여 2.5 내지 10몰이며,
상기 라디칼 개시제는 에틸 2-브로모이소부티레이트, 벤질 브로마이드 또는 이들의 조합인
자유 라디칼 중합 반응을 이용한 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
A step of irradiating a visible light to a mixture of a radical initiator, an electron donor, a monomer, a ruthenium dye and a solvent,
The content of the electron donor is 2.5 to 10 moles per 100 moles of the monomer,
The radical initiator may be ethyl 2-bromoisobutyrate, benzyl bromide or a combination thereof
A method for producing a methacrylate polymer by free radical polymerization.
제1항에 있어서,
상기 루테늄 염료는 루테늄(II) 폴리피리딘 착화합물인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ruthenium dye is a ruthenium (II) polypyridine complex.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 루테늄 염료의 함량은 상기 모노머 100몰에 대하여 0.005 내지 0.1몰인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the ruthenium dye is 0.005 to 0.1 mole per 100 moles of the monomer.
제1항에 있어서,
상기 라디칼 개시제의 함량은 상기 모노머 100몰에 대하여 0.25 내지 5몰인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the radical initiator is 0.25 to 5 moles with respect to 100 moles of the monomer.
제1항에 있어서,
상기 가시광선은 420 내지 645nm 파장의 빛인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the visible light is a light having a wavelength of 420 to 645 nm.
제1항에 있어서,
상기 모노머는 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 삼차-부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트 또는 이들의 조합인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
The monomer may be selected from the group consisting of methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, tert-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-ethoxyethyl methacrylate, By weight based on the total weight of the methacrylate-based polymer.
제1항에 있어서,
상기 전자 주개는 N,N-디이소프로필에틸아민, 트라이에틸아민, 트라이프로필아민 또는 이들의 조합인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the electron donor is N, N-diisopropylethylamine, triethylamine, tripropylamine or a combination thereof.
제1항에 있어서,
상기 용매는 디메틸포름아미드,아세토니트릴, 톨루엔 또는 이들의 조합인 메타크릴레이트계 폴리머의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the solvent is dimethylformamide, acetonitrile, toluene or a combination thereof.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075912A (en) * 2000-12-14 2002-10-07 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Stratified phase- separated composite comprising a photo-polymerization dye
KR100836705B1 (en) * 2006-11-02 2008-06-10 한국에너지기술연구원 Synthesis of chemically bonded dye-ceramic photo-catalyst

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020075912A (en) * 2000-12-14 2002-10-07 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Stratified phase- separated composite comprising a photo-polymerization dye
KR100836705B1 (en) * 2006-11-02 2008-06-10 한국에너지기술연구원 Synthesis of chemically bonded dye-ceramic photo-catalyst

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2-7 *
Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2-7*
Polymer International 43 (1997) 22-26 *
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