KR101973671B1 - Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same - Google Patents
Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101973671B1 KR101973671B1 KR1020170140878A KR20170140878A KR101973671B1 KR 101973671 B1 KR101973671 B1 KR 101973671B1 KR 1020170140878 A KR1020170140878 A KR 1020170140878A KR 20170140878 A KR20170140878 A KR 20170140878A KR 101973671 B1 KR101973671 B1 KR 101973671B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- diol
- polysulfone copolymer
- anhydrosugar alcohol
- polysulfone
- mole
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G75/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G75/20—Polysulfones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/118—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using filamentary material being melted, e.g. fused deposition modelling [FDM]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polyethers (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 폴리술폰 공중합체 제조방법 및 그에 의하여 제조된 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 반복단위로서 술폰계 화합물과 생물기원 물질인 무수당 알코올을 포함함으로써 친환경적이고, 기존의 폴리술폰 공중합체에 비해 점도평균분자량이 낮아 3D 프린팅용 필라멘트에 요구되는 가공 특성에 적합한 폴리술폰 공중합체를 향상된 수율로 제조할 수 있는 방법 및 그에 의하여 제조된 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체에 관한 것이다.The present invention relates to a process for producing a polysulfone copolymer and a polysulfone copolymer for 3D printing produced thereby. More particularly, the present invention relates to a process for producing a polysulfone copolymer which is eco- A polysulfone copolymer having a low viscosity average molecular weight as compared with conventional polysulfone copolymers and suitable for the processing characteristics required for 3D printing filaments can be produced at an improved yield and a polysulfone copolymer for 3D printing produced thereby .
수소화 당(“당 알코올”이라고도 함)은 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물을 의미하는 것으로, 일반적으로 HOCH2(CHOH)nCH2OH (여기서, n은 2 내지 5의 정수)의 화학식을 가지며, 탄소수에 따라 테트리톨, 펜티톨, 헥시톨 및 헵티톨(각각, 탄소수 4, 5, 6 및 7)로 분류된다. 그 중에서 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 소르비톨과 만니톨은 특히 효용성이 큰 물질이다.Hydrogenated sugar (also referred to as " sugar alcohol ") refers to a compound obtained by adding hydrogen to a reducing end group of a saccharide, generally HOCH 2 (CHOH) n CH 2 OH (where n is an integer of 2 to 5 ), And classified into tetritol, pentitol, hexitol and heptitol (C 4, 5, 6 and 7, respectively), depending on the number of carbon atoms. Among them, hexitol having 6 carbon atoms includes sorbitol, mannitol, iditol, galactitol and the like, and sorbitol and mannitol are particularly useful substances.
무수당 알코올은 분자 내 하이드록시기가 두 개인 디올(diol) 형태를 가지며, 전분에서 유래하는 헥시톨을 활용하여 제조할 수 있다(예컨대, 한국등록특허 제10-1079518호, 한국공개특허공보 제10-2012-0066904호). 무수당 알코올은 재생가능한 천연자원으로부터 유래한 친환경 물질이라는 점에서 오래 전부터 많은 관심과 함께 그 제조방법에 관한 연구가 진행되어 오고 있다. 이러한 무수당 알코올 중에서 솔비톨로부터 제조된 이소소르비드가 현재 산업적 응용범위가 가장 넓다.Anhydrosugar alcohol has a diol form with two hydroxyl groups in the molecule and can be prepared by utilizing hexitol derived from starch (for example, Korean Patent No. 10-1079518, Korean Patent Laid- -2012-0066904). Since alcohol-free alcohol is an eco-friendly substance derived from renewable natural resources, there has been much interest for a long time and studies on the manufacturing method have been carried out. Among these alcohol-free alcohols, isosorbide prepared from sorbitol has the widest industrial application currently.
무수당 알코올의 용도는 심장 및 혈관 질환 치료, 패치의 접착제, 구강 청정제 등의 약제, 화장품 산업에서 조성물의 용매, 식품산업에서는 유화제 등 매우 다양하다. 또한, 폴리에스테르, PET, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 에폭시 수지 등 고분자 물질의 유리전이온도를 올릴 수 있고, 이들 물질의 강도 개선효과가 있으며, 천연물 유래의 친환경소재이기 때문에 바이오 플라스틱 등 플라스틱 산업에서도 매우 유용하다. 또한, 접착제, 친환경 가소제, 생분해성 고분자, 수용성 락카의 친환경 용매로도 사용될 수 있는 것으로 알려져 있다.The use of anhydrous alcohol is widely used in the treatment of cardiovascular diseases, patches, adhesives, oral cleansers and the like, solvents for compositions in the cosmetics industry, and emulsifiers in the food industry. In addition, it is possible to increase the glass transition temperature of a polymer substance such as polyester, PET, polycarbonate, polyurethane, and epoxy resin, to improve the strength of these materials, and to be an environmentally friendly material derived from natural materials. useful. It is also known to be used as an environmentally friendly solvent for adhesives, environmentally friendly plasticizers, biodegradable polymers, and water-soluble lacquers.
이렇듯 무수당 알코올은 그 다양한 활용가능성으로 인해 많은 관심을 받고 있으며, 실제 산업에의 이용도도 점차 증가하고 있다.As such, alcohol-free alcohol has attracted a great deal of attention due to its versatility and its use in real industry is increasing.
폴리술폰은 일반적으로 석유 자원에서 유도되는 원료를 사용하여 제조가 되는데, 유한한 석유자원의 고갈 우려 때문에 식물 등의 바이오매스 자원에서 얻어지는 원료를 사용한 폴리술폰의 제공이 요구되고 있다. 또한, 이산화탄소 배출량의 증가 및 축적에 의한 지구 온난화가 기후 변동 등을 초래하는 것이 우려되고 있는 점에서도, 사용 후 폐기 처분을 해도 이산화탄소를 배출하지 않도록 이산화탄소-중립적인(carbon-neutral) 식물 유래 모노머를 원료로 한 폴리술폰의 개발이 요구되고 있다. Polysulfone is generally manufactured by using raw materials derived from petroleum resources. Due to the exhaustion of finite petroleum resources, it is required to provide polysulfone using raw materials obtained from biomass resources such as plants. In addition, there is concern that global warming due to increase and accumulation of carbon dioxide emissions may cause climate change, etc., and carbon dioxide-neutral plant-derived monomers are used to prevent carbon dioxide from being emitted even after disposal. Development of polysulfone as a raw material is required.
한국공개특허 제10-2016-0025439호에는 반복 단위로서 무수당 알코올을 포함하여 친환경성을 향상시키고, 내열성 및 내화학성도 우수하여 멤브레인 제조 용도에 적합한 폴리술폰 공중합체 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 그러나 이 문헌에 개시된 폴리술폰 공중합체는 점도평균분자량이 높아 3D 프린팅용 필라멘트로는 부적합하며, 그 제조 방법은 수율이 만족스럽지 않다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2016-0025439 discloses polysulfone copolymers which include anhydrosugar alcohol as repeating units to improve environmental friendliness and are excellent in heat resistance and chemical resistance, and are suitable for use in membrane production, and a method for producing the same . However, the polysulfone copolymer disclosed in this document has a high viscosity average molecular weight and is therefore unsuitable as a filament for 3D printing, and the yield thereof is unsatisfactory.
따라서, 자원 고갈의 문제를 해결할 수 있고 친환경적이면서, 동시에 점도평균분자량이 낮아 3D 프린팅용 필라멘트로 적합한 폴리술폰 공중합체 및 그를 향상된 수율로 제조할 수 있는 방법이 요구된다.Accordingly, there is a need for a polysulfone copolymer suitable as a filament for 3D printing that can solve the problem of resource depletion, is eco-friendly, and has a low viscosity average molecular weight at the same time, and a method capable of producing the polysulfone copolymer at an improved yield.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 한 것으로, 자원 고갈의 문제를 해결할 수 있고 친환경적이면서, 동시에 기존의 폴리술폰 공중합체에 비해 점도평균분자량이 낮아 3D 프린팅용 필라멘트로 적합한 폴리술폰 공중합체를 향상된 수율로 제조할 수 있는 방법 및 그에 의하여 제조된 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a polysulfone aerofoil suitable for 3D printing filaments because it can solve the problem of resource depletion, It is another object of the present invention to provide a method for producing a polysulfone copolymer for 3D printing by an improved yield.
상기한 기술적 과제를 해결하고자 본 발명은, (1) 알칼리금속염 촉매의 존재하에, 무수당 알코올을 포함하는 디올 성분, 및 디할로겐화 술폰 화합물을 3 내지 9.5 시간동안 중합하는 단계; (2) 중합 반응 결과물을 유기 용매에 희석한 후, 희석된 반응 결과물을 15 내지 55 Hz의 디켄터 차속으로 작동하는 디켄터에 통과시켜, 반응 결과물로부터 알칼리금속 할로겐화물을 제거하는 단계; 및 (3) 희석된 중합 반응 결과물을 침전시킨 후, 이를 세정하는 단계;를 포함하는, 폴리술폰 공중합체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above-mentioned technical problems, the present invention provides a process for producing a diol compound comprising the steps of: (1) polymerizing a diol component containing anhydrosugar alcohol and a dihalogenated sulfone compound in the presence of an alkali metal salt catalyst for 3 to 9.5 hours; (2) diluting the polymerization reaction product with an organic solvent, passing the diluted reaction product through a decanter operating at a decanter speed of 15 to 55 Hz, and removing the alkali metal halide from the reaction product; And (3) precipitating the result of the diluted polymerization reaction, followed by washing the resultant. The present invention also provides a process for producing a polysulfone copolymer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 방법에 따라 제조되고, 무수당 알코올을 포함하는 디올 성분으로부터 유래된 반복 단위; 및 디할로겐화 술폰 화합물로부터 유래된 반복 단위;를 포함하며, IV기준 0.35~0.60의 점도평균분자량을 가지는, 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체가 제공된다.According to another aspect of the present invention there is provided a process for the production of a polymer comprising repeating units derived from a diol component prepared according to the process and comprising anhydrosugar alcohol; And a dihalogenated sulfone compound, and having a viscosity-average molecular weight of from 0.35 to 0.60 based on IV, is provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 폴리술폰 공중합체를 포함하는 3D 프린팅용 필라멘트가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a filament for 3D printing comprising the polysulfone copolymer.
본 발명에 따르면, 자원 고갈의 문제를 해결할 수 있고 친환경적이면서, 동시에 기존의 폴리술폰 공중합체에 비해 점도평균분자량이 낮아 3D 프린팅용 필라멘트로 적합한 폴리술폰 공중합체를 향상된 수율로 제조할 수 있다.According to the present invention, a polysulfone copolymer suitable as a filament for 3D printing can be produced at an improved yield because it can solve the problem of resource depletion, is eco-friendly, and at the same time has a lower viscosity average molecular weight than conventional polysulfone copolymers.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 폴리술폰 공중합체 제조방법은, (1) 알칼리금속염 촉매의 존재하에, 무수당 알코올을 포함하는 디올 성분, 및 디할로겐화 술폰 화합물을 3 내지 9.5 시간동안 중합하는 단계; (2) 중합 반응 결과물을 유기 용매에 희석한 후, 희석된 반응 결과물을 15 내지 55 Hz의 디켄터 차속으로 작동하는 디켄터에 통과시켜, 반응 결과물로부터 알칼리금속 할로겐화물을 제거하는 단계; 및 (3) 희석된 중합 반응 결과물을 침전시킨 후, 이를 세정하는 단계;를 포함한다.The process for producing a polysulfone copolymer of the present invention comprises the steps of: (1) polymerizing a diol component containing anhydrosugar alcohol and a dihalogenated sulfone compound in the presence of an alkali metal salt catalyst for 3 to 9.5 hours; (2) diluting the polymerization reaction product with an organic solvent, passing the diluted reaction product through a decanter operating at a decanter speed of 15 to 55 Hz, and removing the alkali metal halide from the reaction product; And (3) precipitating the result of the diluted polymerization reaction, followed by washing.
본 발명의 폴리술폰 공중합체 제조방법의 (1)단계에서, 무수당 알코올을 포함하는 디올 성분, 및 디할로겐화 술폰 화합물과의 중합 반응은 3 내지 9.5 시간, 바람직하게는 4 내지 9 시간 동안 수행되며, 디올 성분 중의 무수당 알코올의 함량이 많을수록 반응 시간이 더 길어진다. 상기 중합 반응시간이 3시간 미만이면 점도평균분자량이 충분히 올라가지 않는 문제가 있고, 9.5 시간을 초과하면 점도평균분자량이 너무 커져서 3D 프린팅용 필라멘트로 적합하지 않은 문제가 있다.In the step (1) of the process for producing a polysulfone copolymer of the present invention, the polymerization reaction with the diol component containing anhydrosugar alcohol and the dihalogenated sulfone compound is carried out for 3 to 9.5 hours, preferably for 4 to 9 hours , The reaction time becomes longer as the content of anhydrosugar alcohol in the diol component is larger. When the polymerization reaction time is shorter than 3 hours, there is a problem that the viscosity average molecular weight does not sufficiently increase. When the polymerization reaction time exceeds 9.5 hours, the viscosity average molecular weight becomes too large, which is not suitable as a filament for 3D printing.
일 구체예에서, 상기 (1)단계의 중합 반응은, 예컨대, 160 내지 200℃의 온도 및 상압 압력 하에서 수행될 수 있다.In one embodiment, the polymerization reaction in the step (1) may be carried out at a temperature of, for example, 160 to 200 ° C and an atmospheric pressure.
일 구체예에서, 상기 (1)단계의 중합 반응은, 예컨대, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸 설폭사이드(DMSO), 디메틸아세타마이드 (DMAc), 디메틸포름아마이드 (DMF), 설포란 (Sulfolane), 디페닐설폰 (DPS), 디메틸설폰 (DMS) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 반응 용매 내애서 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 반응 용매는, 클로로벤젠, 테트라하이드로퓨란(THF) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 공용매를 추가로 포함할 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다.In one embodiment, the polymerization in step (1) is carried out in the presence of a base such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethyl acetamidate (DMAc), dimethylformamide ), Sulfolane, diphenylsulfone (DPS), dimethylsulfone (DMS), or a mixture thereof, but is not limited thereto. The reaction solvent may further include, but is not limited to, a co-solvent selected from the group consisting of chlorobenzene, tetrahydrofuran (THF), and mixtures thereof.
일 구체예에서, 상기 (1)단계에서 사용되는 알칼리금속염 촉매는 탄산칼륨, 탄산나트륨, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 촉매의 사용량에는 특별한 제한이 없으나, 촉매의 사용량이 너무 적으면 반응 속도가 느려지고, 반대로 너무 많으면 잔류 촉매가 제품의 물성을 저하시킬 수 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 예컨대 디올 성분 100몰 기준으로, 촉매 80 내지 300몰, 보다 바람직하게는 100 내지 130몰이 사용될 수 있다.In one embodiment, the alkali metal salt catalyst used in step (1) may be selected from the group consisting of potassium carbonate, sodium carbonate, sodium hydroxide, potassium hydroxide or mixtures thereof. There is no particular limitation on the amount of the catalyst to be used, but if the amount of the catalyst is too small, the reaction rate becomes slow. On the other hand, if the amount is too large, the residual catalyst may deteriorate the physical properties of the product. According to one embodiment of the present invention, for example, based on 100 mole of the diol component, 80 to 300 moles of catalyst, more preferably 100 to 130 moles, may be used.
상기 (1)단계에서 사용되는 무수당 알코올은 일반적으로 수소화 당(hydrogenated sugar) 또는 당 알코올(sugar alcohol)이라고 불리우는, 당류가 갖는 환원성 말단기에 수소를 부가하여 얻어지는 화합물로부터 하나 이상의 물 분자를 제거하여 얻은 임의의 물질을 의미한다. 상기 무수당 알코올로는 헥시톨의 탈수물인 디안하이드로헥시톨이 바람직하게 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게 상기 무수당 알코올은 이소소르비드(1,6-디안하이드로소르비톨), 이소만니드(1,6-디안하이드로만니톨), 이소이디드(1,6-디안하이드로이디톨) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다.The anhydrous alcohol used in the step (1) is generally selected from a compound obtained by adding hydrogen to a reducing end group of a saccharide, which is generally called hydrogenated sugar or sugar alcohol, and removing one or more water molecules ≪ / RTI > As the anhydrosugar alcohol, dianhydrohexitol, which is a dehydrate of hexitol, can be preferably used. More preferably, the anhydrosugar alcohol is isosorbide (1,6-dianhydroisorbitol), isomannide (1, 6-dianhydro mannitol), isodide (1,6-dianhydroiditol), or a mixture thereof.
일 구체예에서, 상기 (1)단계에서 사용되는 디올 성분은, 상기 무수당 알코올 이외의 디올 화합물, 예컨대, 방향족 디올, 지환식 디올, 지방족 디올 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있으며, 바람직하게는 방향족 디올을 더 포함할 수 있다. 상기 방향족 디올로는, 비스페놀 A, 4,4’-디하이드록시-디페닐 술폰, 4,4’-비페놀, 하이드로퀴논, 4,4’-디하이드록시-디페닐에테르, 3-(4-하이드록시페녹시)페놀, 비스(4-하이드록시페닐)술파이드 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 바람직하게 사용할 수 있고; 상기 지환식 디올로는, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 아다만탄디올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 바람직하게 사용할 수 있으며; 상기 지방족 디올로는, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-부탄디올, 1,5-헵탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.In one embodiment, the diol component used in the step (1) may further include a diol compound other than the anhydrosugar alcohol such as an aromatic diol, an alicyclic diol, an aliphatic diol, or a combination thereof, May further include an aromatic diol. Examples of the aromatic diol include bisphenol A, 4,4'-dihydroxy-diphenylsulfone, 4,4'-biphenol, hydroquinone, 4,4'-dihydroxy- -Hydroxyphenoxy) phenol, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, or a combination thereof; The alicyclic diol includes 1,4-cyclohexanedimethanol, 1,3-cyclohexanedimethanol, 1,2-cyclohexanedimethanol, tricyclodecanedimethanol, adamantanediol, pentacyclopentadecane di Methanol, or a combination thereof; Examples of the aliphatic diol include aliphatic diols such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 6-hexanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, or a combination thereof can be preferably used.
일 구체예에서, 본 발명에서 사용가능한, 5-원자 고리 구조 또는 6-원자 고리 구조를 포함하는 지환식 디올 화합물로는, 구체적으로는, 하기 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 지환식 디올 화합물을 들 수 있다.In one embodiment, examples of the alicyclic diol compound having a 5-atomic ring structure or a 6-atomic ring structure usable in the present invention include an alicyclic diol compound represented by the following formula (1) or .
[화학식 1][Chemical Formula 1]
[화학식 2](2)
상기 화학식 1 및 2에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 4~20의 사이클로알킬기, 또는 탄소수 6~20의 사이클로알콕시기를 나타낸다. In the general formulas (1) and (2), R 1 and R 2 each independently represent a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms or a cycloalkoxy group having 6 to 20 carbon atoms.
일 구체예에서, 상기 (1)단계에서 사용되는 디올 성분에는, 전체 디올 성분 100 몰%를 기준으로 바람직하게는 무수당 알코올 0.1~99 몰% 및 무수당 알코올 이외의 디올 화합물(예컨대, 방향족 디올, 지환식 디올 및/또는 지방족 디올) 1~99.9 몰%가 포함될 수 있고, 보다 바람직하게는 무수당 알코올 1~90 몰% 및 무수당 알코올 이외의 디올 화합물 10~99 몰%가 포함될 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 무수당 알코올 5~80 몰% 및 무수당 알코올 이외의 디올 화합물 20~95 몰%가 포함될 수 있다.In one embodiment, the diol component used in the step (1) may include 0.1 to 99 mol% of an alcohol without anhydride, based on 100 mol% of the total diol component, and a diol compound other than anhydrosugyl alcohol , Alicyclic diol and / or aliphatic diol), more preferably from 1 to 90 mol% of an alcohol without anhydride and from 10 to 99 mol% of a diol compound other than an alcohol without anhydride, Still more preferably from 5 to 80 mol% of an alcohol without anhydride and from 20 to 95 mol% of a diol compound other than an alcohol without anhydride.
일 구체예에서, 상기 (1)단계에서 디할로겐화 술폰 화합물로는 디할로겐화 디아릴 술폰이 바람직하게 사용될 수 있으며, 보다 구체적으로는, 4,4’-디클로로디페닐술폰, 4,4’-디플루오로디페닐술폰 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하게 사용될 수 있다.In one embodiment, as the dihalogenated sulfone compound in the above step (1), dihalogenated diaryl sulfone is preferably used, and more specifically, 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, 4,4'-di Fluorodiphenyl sulfone, or a combination thereof, can be preferably used.
본 발명에 있어서, 폴리술폰 공중합체의 제조에 사용되는 디올 성분과 디할로겐화 술폰 화합물의 사용량비에는 특별한 제한이 없으나, 전체 디올 성분 100몰 기준으로 디할로겐화 술폰 화합물의 사용량이 바람직하게는 50몰 내지 300몰일 수 있고, 보다 바람직하게는 80몰 내지 150몰일 수 있다. 폴리술폰 공중합체의 제조에 사용된 전체 디올 성분에 비하여 디할로겐화 술폰의 양이 지나치게 적거나 많으면 디올 성분과 디할로겐 설폰 반응이 적절히 이루어지지 않아 원하는 분자량 획득에 어려움이 생길 수 있다.In the present invention, there is no particular limitation on the ratio of the diol component to the dihalogenated sulfone compound used in the production of the polysulfone copolymer. However, the amount of the dihalogenated sulfone compound is preferably 50 moles or more, 300 moles, and more preferably 80 moles to 150 moles. If the amount of the dihalogenated sulfone is excessively small or excessively larger than the total diol component used in the production of the polysulfone copolymer, the diol component and the dihalogen sulfone reaction may not be appropriately performed, which may make it difficult to obtain a desired molecular weight.
일 구체예에서, 상기 (1)단계에서 디할로겐화 술폰 화합물 외에 기타의 디할로겐 화합물을 더 사용할 수 있다. 바람직하기로는, 디할로겐화 술폰 화합물 100 중량부에 대하여 디할로겐화 술폰 화합물 외에 기타의 디할로겐 화합물 1~50 중량부를 사용할 수 있다. 상기 기타 디할로겐 화합물로는 1,4-클로로벤젠, 1,4-디플루오로벤젠, 비스(4-클로로페닐)술피드, 디(4-플루오로페닐)술피드 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.In one embodiment, other dihalogen compounds may be used in addition to the dihalogenated sulfone compound in the step (1). Preferably, in addition to the dihalogenated sulfone compound, 1 to 50 parts by weight of other dihalogen compounds may be used relative to 100 parts by weight of the dihalogenated sulfone compound. Examples of the other dihalogen compounds include 1,4-dichlorobenzene, 1,4-difluorobenzene, bis (4-chlorophenyl) sulfide, di (4-fluorophenyl) sulfide, have.
이에 특별히 한정되는 것은 아니나, 본 발명의 일부 구체예들에 따르면, 본 발명의 폴리술폰 공중합체는 하기 화학식 3 내지 6 중 어느 하나로 표시되는 구조를 공중합체 내에 포함할 수 있다(여기서 괄호 [ ]로 표시된 부분은 반복단위를 나타낸다). Although not particularly limited thereto, according to some embodiments of the present invention, the polysulfone copolymer of the present invention may include a structure represented by any one of the following formulas (3) to (6) in the copolymer And the marked part represents a repeating unit).
[화학식 3](3)
[화학식 4][Chemical Formula 4]
[화학식 5][Chemical Formula 5]
[화학식 6][Chemical Formula 6]
본 발명의 폴리술폰 공중합체 제조방법의 (2)단계에서는, 상기 (1)단계에서 얻어진 중합 반응 결과물을 유기 용매에 희석한 후, 희석된 반응 결과물을 15 내지 55 Hz의 디켄터 차속으로 작동하는 디켄터에 통과시켜, 반응 결과물로부터 알칼리금속 할로겐화물을 제거한다.In the step (2) of the method for producing a polysulfone copolymer of the present invention, the polymerization reaction product obtained in the above step (1) is diluted in an organic solvent, and the diluted reaction product is decanter operated at a decanter speed of 15 to 55 Hz And the alkali metal halide is removed from the reaction product.
일 구체예에서, 상기 (2)단계에서 사용되는 희석 용매는 예컨대, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸 설폭사이드(DMSO), 디메틸아세타마이드 (DMAc), 디메틸포름아마이드 (DMF), 설포란 (Sulfolane), 디페닐설폰 (DPS), 디메틸설폰 (DMS) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 희석 용매는, 클로로벤젠, 테트라하이드로퓨란(THF) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 공용매를 추가로 포함할 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다. 일 구체예에서, 상기 희석 용매로는 상기 (1)단계에서 사용된 중합반응 용매와 동일한 것을 사용할 수 있다.In one embodiment, the diluent solvent used in step (2) is selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylsulfoxide (DMSO), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide But are not limited to, DMF, sulfolane, diphenylsulfone (DPS), dimethylsulfone (DMS), or mixtures thereof. The diluent solvent may further include, but is not limited to, a co-solvent selected from the group consisting of chlorobenzene, tetrahydrofuran (THF), and mixtures thereof. In one embodiment, the diluting solvent may be the same as the polymerization reaction solvent used in the step (1).
상기 (2)단계에서는, 상기 희석된 반응 결과물을 15 내지 55 Hz의 디켄터 차속으로 작동하는 디켄터에 통과시켜, 반응 중에 생성된 알칼리금속 할로겐화물(알칼리금속염 촉매에서 나온 알칼리금속과 디할로겐화 술폰 화합물로부터 나온 할로겐의 염, 예컨대 KCl)을 반응 결과물로부터 제거한다.In the step (2), the diluted reaction product is passed through a decanter operating at a decanter speed of 15 to 55 Hz to remove the alkali metal halide (alkali metal halide from the alkali metal salt catalyst and dihalogenated sulfone compound For example, KCl) is removed from the reaction product.
본 발명에 있어서, “디켄터 차속”이란 디켄터 내부 드럼과 외부 드럼의 회전속도 차이에 대응하는 파라미터로서, 다음 식으로 표현된다:In the present invention, the " decanter vehicle speed " is a parameter corresponding to the rotational speed difference between the decanter inner drum and the outer drum, expressed by the following equation:
차속(Hz) = [외부 회전수(Hz)-내부 회전수(Hz)]/50Vehicle speed (Hz) = [External speed (Hz) - Internal speed (Hz)] / 50
본 발명의 폴리술폰 공중합체 제조방법의 (2)단계에서, 디켄터 차속은 15 내지 55 Hz이며, 보다 구체적으로는 15 내지 50 Hz, 보다 더 구체적으로는 20 내지 50 Hz일 수 있다. 상기 디켄터 차속이 15 Hz 미만이면 염 제거가 잘 되지 않을 수 있고, 55 Hz를 초과하면 수율이 낮아질 수 있다. In the step (2) of the process for producing a polysulfone copolymer of the present invention, the decanter vehicle speed may be 15 to 55 Hz, more specifically 15 to 50 Hz, and more particularly 20 to 50 Hz. If the decanter vehicle speed is less than 15 Hz, the salt removal may not be performed well, and if it exceeds 55 Hz, the yield may be lowered.
본 발명의 폴리술폰 공중합체 제조방법의 (3)단계에서는, 상기 (2)단계에서 얻어진 결과물을 침전시킨 후, 이를 세정한다.In the step (3) of the method for producing a polysulfone copolymer of the present invention, after the result obtained in the step (2) is precipitated, it is washed.
일 구체예에서, 상기 (3)단계에서의 침전은, 예컨대, 메탄올과 같은 알코올 용매 중에서 수행될 수 있다. 다른 구체예에서, 상기 침전은, (2)단계의 결과 얻어진 희석된 반응 혼합물에 소량의 물을 투입하여 역침전시키는 방식으로 수행될 수도 있다. 침전 결과물의 세정은 물(에컨대, 증류수) 등을 사용하여 수행될 수 있다.In one embodiment, the precipitation in step (3) may be carried out in an alcohol solvent such as, for example, methanol. In another embodiment, the precipitation may be carried out in such a way that a small amount of water is added to the diluted reaction mixture obtained as a result of step (2) to precipitate back. The resultant precipitate may be washed using water (for example, distilled water) or the like.
상기 설명한 바와 같은 방법에 따라 제조된 폴리술폰 공중합체는, 반복단위로서 술폰계 화합물과 생물기원 물질인 무수당 알코올을 포함하기 때문에 유한 자원인 석유 자원 고갈의 문제를 해결할 수 있고, 사용 후 폐기 처분을 해도 이산화탄소를 배출하지 않아 친환경적이며, 동시에 기존의 폴리술폰 공중합체에 비해 점도평균분자량이 낮아(예컨대, IV기준 점도평균분자량 0.35~0.60) 3D 프린팅용 필라멘트로 적합하게 사용될 수 있다.The polysulfone copolymer produced according to the above-described method can solve the problem of depletion of petroleum resources, which is a finite resource, because the polysulfone copolymer contains a sulfonic compound as a repeating unit and an anhydrosugar alcohol as a biogenic material, And is environmentally friendly because it does not emit carbon dioxide. Also, it can be suitably used as a filament for 3D printing with a low viscosity average molecular weight (for example, IV-based viscosity average molecular weight of 0.35 to 0.60) compared with conventional polysulfone copolymers.
본 발명에 있어서, “IV기준 점도평균분자량”이란 고분자가 용해된 용매와 순수한 용매의 유출 시간을 측정하여 상대점도와 비점도를 구하고, 이 값을 토대로 Huggins equation으로 계산한 값을 의미하며, 고분자일수록 큰 값을 가진다.In the present invention, " IV reference viscosity average molecular weight " means a value obtained by determining the relative viscosity and the specific viscosity by measuring the elution time of the solvent in which the polymer is dissolved and the pure solvent, and calculating the H viscosity equation based on this value. The larger the value.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 설명한 본 발명의 방법에 따라 제조되고, 무수당 알코올을 포함하는 디올 성분으로부터 유래된 반복 단위; 및 디할로겐화 술폰 화합물로부터 유래된 반복 단위;를 포함하며, IV기준 0.35~0.60의 점도평균분자량을 가지는, 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체, 및 이 폴리술폰 공중합체를 포함하는 3D 프린팅용 필라멘트가 제공된다.Accordingly, in accordance with another aspect of the present invention, there is provided a process for preparing a polymer comprising repeating units derived from a diol component prepared according to the process of the present invention as described above and comprising anhydrosugar alcohol; A polysulfone copolymer for 3D printing having a viscosity average molecular weight of from 0.35 to 0.60 on the basis of IV and a repeating unit derived from a dihalogenated sulfone compound and a filament for 3D printing comprising the polysulfone copolymer do.
상기 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체의 IV기준 점도평균분자량은 0.35~0.60, 바람직하게는 0.35~0.55, 보다 바람직하게는 0.35~0.50일 수 있다. The IV standard viscosity average molecular weight of the polysulfone copolymer for 3D printing may be 0.35 to 0.60, preferably 0.35 to 0.55, and more preferably 0.35 to 0.50.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 범위가 이들로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the scope of the present invention is not limited thereto.
[[ 실시예Example ]]
실시예Example 1 One
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.05 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(4,4'-dichlorodiphenyl sulfone, DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(bisphenol A, BPA)(0.95 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone, NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하였다. 질소 퍼징 하에서 상기 반응 혼합물을 빠른 속도로 반응 온도(160℃)까지 승온하여, 공용매로 넣어준 클로로벤젠이 반응 시간이 지남에 따라 반응 부산물인 물(H2O)을 공비시켜 유출되는 것을 확인할 수 있었다. 이후 192℃에서 4시간 반응시킨 후, 최종 반응 혼합물은 진한 갈색 빛으로 변하였으며, 육안으로 반응 혼합물의 점도를 확인할 수 있었다. 상기 최종 반응 혼합물을 상온에서 냉각시킨 후, 미리 준비된 NMP 용매에 희석하였다. 희석한 고분자 용액을 디켄터에 통과시켜(디켄터 차속: 20 Hz) 염을 분리한 후, 희석된 반응 혼합물을 소량의 물로 역침전시켰다. 침전된 생성물을 증류수에서 세정 및 필터링을 거친 후, 이를 건조시켜 이소소르비드(ISB)(5 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.05 mole), 4,4'-dichlorodiphenyl sulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles), and chlorobenzene (1.11 moles) were added to a solution of bisphenol A (BPA) (0.95 mole), potassium carbonate . The reaction mixture was heated at a high rate to a reaction temperature (160 ° C) under nitrogen purge to confirm that the chlorobenzene added to the co-solvent was evacuated by azeotropic distillation of water (H 2 O) I could. After reaction at 192 ° C for 4 hours, the final reaction mixture turned dark brown, and the viscosity of the reaction mixture was visually confirmed. The final reaction mixture was cooled at room temperature and then diluted with NMP solvent prepared in advance. The diluted polymer solution was passed through a decanter (decanter vehicle speed: 20 Hz) to separate the salt, and the diluted reaction mixture was reprecipitated with a small amount of water. The precipitated product was washed and filtered in distilled water and then dried to obtain a polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (5 mole%).
실시예 2Example 2
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.1 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.9 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 6시간으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(10 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.1 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.9 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 moles), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles) and chlorobenzene (1.11 moles) were fed and the reaction time was changed from 4 hours to 6 hours. Was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount of isosorbide (ISB) (10 mole%) was changed as shown in Table 1, to obtain a polysulfone copolymer containing 10 mole% of isosorbide (ISB).
실시예 3Example 3
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.15 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.85 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 7시간으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(15 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.15 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.85 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 moles), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles) and chlorobenzene (1.11 moles), the reaction time was changed from 4 hours to 7 hours, (ISB) (15 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of isosorbide (ISB) was changed as shown in Table 1.
실시예 4Example 4
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.2 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.8 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 8시간으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(20 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.2 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.8 mole) were placed in a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 moles), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles) and chlorobenzene (1.11 moles) were fed into the reactor, the reaction time was changed from 4 hours to 8 hours, (ISB) (20 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of isosorbide (ISB) was changed as shown in Table 1.
실시예 5Example 5
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.25 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.75 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 8시간 30분으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(25 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.25 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.75 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 moles), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles) and chlorobenzene (1.11 moles) were fed and the reaction time was changed from 4 hours to 8 hours and 30 minutes. Was carried out in the same manner as in Example 1, except that the vehicle speed was changed as shown in Table 1 to obtain a polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (25 mole%).
실시예 6Example 6
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.3 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.7 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 9시간으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(30 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.3 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.7 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 moles), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 moles) and chlorobenzene (1.11 moles) were fed, the reaction time was changed from 4 hours to 9 hours, (ISB) (30 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of isosorbide (ISB) was changed as shown in Table 1.
실시예 7Example 7
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.05 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.95 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급한 것과 반응 시간을 4시간에서 5시간으로 변경하며, 디켄터의 차속을 표 1에 나타낸 바와 같이 다르게 한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(5 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.05 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.95 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. , Potassium carbonate (1.1 mole), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 mole) and chlorobenzene (1.11 mole) and the reaction time was varied from 4 hours to 5 hours. (ISB) (5 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of isosorbide (ISB) was changed as shown in Table 1.
실시예 8Example 8
교반기, 온도계 및 콘덴서가 장착된 1L 3구 플라스크에 이소소르비드(ISB)(0.3 mole), 4,4'-디클로로디페닐 술폰(DCDPS)(1.0 mole), 비스페놀 A(BPA)(0.7 mole), 탄산칼륨(1.1 mole), N-메틸-2-피롤리돈(NMP)(10.1 mole) 및 클로로벤젠(1.11 mole)을 공급하고, 반응 시간을 4시간에서 9시간으로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여, 이소소르비드(ISB)(30 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.(ISB) (0.3 mole), 4,4'-dichlorodiphenylsulfone (DCDPS) (1.0 mole), and bisphenol A (BPA) (0.7 mole) were added to a 1 L three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer and a condenser. Except that potassium carbonate (1.1 mole), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) (10.1 mole) and chlorobenzene (1.11 mole) were supplied and the reaction time was changed from 4 hours to 9 hours Was carried out in the same manner as in Example 1 to obtain a polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (30 mole%).
[표 1][Table 1]
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 반응시간을 4시간에서 2시간으로 변경하고, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(5 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다. (ISB) (5 mole%) was prepared by changing the reaction time from 4 hours to 2 hours and varying the vehicle speed of the decanter as shown in Table 2, in the same manner as in Example 1, Copolymer was obtained.
비교예 2Comparative Example 2
실시예 3과 동일한 방법으로 수행하되, 반응시간을 7시간에서 10시간으로 변경하고, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(15 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다. Except that the reaction time was changed from 7 hours to 10 hours and the vehicle speed of the decanter was changed as shown in Table 2 to obtain a polysulfone containing isosorbide (ISB) (15 mole%) Copolymer was obtained.
비교예 3Comparative Example 3
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(5 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다. A polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (5 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the decenter was changed in vehicle speed as shown in Table 2.
비교예 4Comparative Example 4
실시예 6과 동일한 방법으로 수행하되, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(30 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다. The polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (30 mole%) was obtained in the same manner as in Example 6 except that the vehicle speed of the decanter was changed as shown in Table 2.
비교예 5Comparative Example 5
실시예 1과 동일한 방법으로 수행하되, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(5 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.A polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (5 mole%) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the decenter was changed in vehicle speed as shown in Table 2.
비교예 6Comparative Example 6
실시예 6과 동일한 방법으로 수행하되, 디켄터의 차속을 표 2에 나타낸 바와 같이 다르게 하여 이소소르비드(ISB)(30 mole%)를 함유한 폴리술폰 공중합체를 얻을 수 있었다.The polysulfone copolymer containing isosorbide (ISB) (30 mole%) was obtained in the same manner as in Example 6 except that the vehicle speed of the decanter was changed as shown in Table 2.
[표 2][Table 2]
상기 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 공중합체의 점도평균분자량(IV기준), 유리전이온도(Tg), 및 3D 프린터용 필라멘트 가공특성을 측정 내지 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.The viscosity average molecular weight (IV standard), glass transition temperature (Tg), and filament processing characteristics for a 3D printer of the copolymers produced in the above Examples and Comparative Examples were measured or evaluated and are shown in Table 3 below.
점도평균분자량(IV기준)Viscosity average molecular weight (IV basis)
우베로드 점도계(Ubbelohde Viscometer)를 사용하여 20℃에서 메틸렌클로라이드 용액의 점도를 측정하였다.The viscosity of the methylene chloride solution was measured at 20 DEG C using a Ubbelohde Viscometer.
유리전이온도(Tg)The glass transition temperature (Tg)
무수당 알코올을 많이 포함할수록 내열특성이 좋아짐을 확인하기 위해 Perkin Elmer사의 Diamond DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 사용하여 유리전이온도를 측정하였다. 구체적으로 30℃부터 300℃까지 분당 10℃의 속도로 승온시키고 1분간 유지한 후 30℃까지 분당 10℃의 속도로 냉각시키고 2분간 유지한 후, 다시 분당 10℃의 속도로 300℃까지 승온시키면서 폴리술폰 공중합체의 유리전이온도를 측정하였다. The glass transition temperature was measured using Diamond DSC (Differential Scanning Calorimetry) of Perkin Elmer in order to confirm that the heat resistance property was improved as the free alcohol content was increased. Specifically, the temperature was raised from 30 ° C to 300 ° C at a rate of 10 ° C per minute, held for 1 minute, cooled to 30 ° C at a rate of 10 ° C per minute, held for 2 minutes, and then heated to 300 ° C at a rate of 10 ° C per minute The glass transition temperature of the polysulfone copolymer was measured.
3D 프린터용 필라멘트 가공특성Characteristics of filament processing for 3D printers
필라멘트 압출 시 필라멘트 가공 특성으로서 하기 항목들에 대해 평가하였다.The following items were evaluated as filament processing characteristics during filament extrusion.
1. 가스 발생 평가: 필라멘트 압출 시 다이를 통과한 필라멘트에서 육안으로 가스 발생 여부를 확인하여, 발생하지 않음(5), 조금 발생(3), 많이 발생(1)으로 평가하였다. 합성한 고분자의 부산물이 많거나 분해될 경우 가스가 발생하게 된다.1. Evaluation of gas generation: When the filament was extruded, the gas was visually inspected in the filament passing through the die, and it was evaluated as No occurrence (5), Little occurrence (3), Most occurrence (1). When the byproducts of the synthesized polymer are large or decomposed, gas is generated.
2. 필라멘트의 균일한 스트랜드 유지 평가: 필라멘트 압출 시 균일한 굵기의 스트랜드가 토출되는지를, 우수(5), 보통(3), 나쁨(1)으로 평가하였다. 흐름성이 너무 좋을 경우에는 스트랜드의 굵기가 얇아지고 흐름성이 나쁠 경우에는 연신이 되지 않고 끊어지게 된다.2. Evaluation of uniform strand retention of filaments: Evaluation was made as to whether the strands having a uniform thickness were extruded when the filament extruded was rated as Excellent (5), Normal (3) or Bad (1). If the flowability is too good, the strand becomes thin, and if the flowability is poor, the strand is not stretched but broken.
[표 3][Table 3]
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 8에 따른 폴리술폰 공중합체의 경우, 제조 수율이 70% 이상으로 우수하였고, 이들 공중합체를 이용한 3D 프린팅용 필라멘트 압출 시에도 가스가 발생하지 않았으며, 필라멘트의 압출 시 균일한 스트랜드로 토출되었다. As shown in Table 3 above, the polysulfone copolymers according to Examples 1 to 8 were excellent in the production yield of 70% or more, and no gas was generated even when the filament for 3D printing using these copolymers was extruded , And was discharged as a uniform strand upon extrusion of the filament.
그러나 비교예 1, 2 및 4의 경우, 폴리술폰 공중합체를 이용한 3D 프린팅용 필라멘트 압출 시 균일한 스트랜드가 토출되지 않았으며, 비교예 2, 3 및 4의 경우, 폴리술폰 공중합체를 이용한 3D 프린팅용 필라멘트 압출 시 가스가 많이 발생하였고, 비교예 5 및 6의 경우, 필라멘트 가공 특성이 우수하였으나, 폴리술폰 공중합체의 제조 수율이 70% 미만으로 열악함을 확인할 수 있다.However, in the case of Comparative Examples 1, 2 and 4, no uniform strands were discharged when the filament for 3D printing using the polysulfone copolymer was extruded. In the case of Comparative Examples 2, 3 and 4, 3D printing using a polysulfone copolymer In the case of Comparative Examples 5 and 6, the filament processing characteristics were excellent, but the production yield of the polysulfone copolymer was inferior to less than 70%.
Claims (9)
(2) 중합 반응 결과물을 유기 용매에 희석한 후, 희석된 반응 결과물을 20 내지 50 Hz의 디켄터 차속으로 작동하는 디켄터에 통과시켜, 반응 결과물로부터 알칼리금속 할로겐화물을 제거하는 단계; 및
(3) 희석된 중합 반응 결과물을 침전시킨 후, 이를 세정하는 단계;를 포함하는,
IV기준 0.35~0.50의 점도평균분자량을 가지는 3D 프린팅용 폴리술폰 공중합체의 제조방법.(1) polymerizing, in the presence of an alkali metal salt catalyst, a diol component comprising anhydrosugar alcohol and a dihalogenated sulfone compound for 4 to 9 hours;
(2) diluting the polymerization reaction product with an organic solvent, passing the diluted reaction product through a decanter operating at a decanter speed of 20 to 50 Hz, and removing the alkali metal halide from the reaction product; And
(3) precipitating the diluted polymerization reaction product and then washing it.
And having a viscosity average molecular weight of from 0.35 to 0.5 based on IV.
방향족 디올이 비스페놀 A, 4,4’-디하이드록시-디페닐 술폰, 4,4’-비페놀, 하이드로퀴논, 4,4’-디하이드록시-디페닐에테르, 3-(4-하이드록시페녹시)페놀, 비스(4-하이드록시페닐)술파이드 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
지환식 디올이 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-사이클로헥산디메탄올, 1,2-사이클로헥산디메탄올, 트리시클로데칸디메탄올, 아다만탄디올, 펜타시클로펜타데칸디메탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고,
지방족 디올이 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-부탄디올, 1,5-헵탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 폴리술폰 공중합체의 제조방법.5. The method of claim 4,
Wherein the aromatic diol is selected from the group consisting of bisphenol A, 4,4'-dihydroxy-diphenylsulfone, 4,4'-biphenol, hydroquinone, 4,4'-dihydroxy- Phenoxy) phenol, bis (4-hydroxyphenyl) sulfide, or a combination thereof,
It is preferable that the alicyclic diol is 1,4-cyclohexane dimethanol, 1,3-cyclohexane dimethanol, 1,2-cyclohexane dimethanol, tricyclodecane dimethanol, adamantanediol, pentacyclopentadecane dimethanol, ≪ / RTI >
It is preferred that the aliphatic diol is selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,2-butanediol, 1,5- Diol, 1,4-cyclohexane dimethanol, or a combination thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170140878A KR101973671B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170140878A KR101973671B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101973671B1 true KR101973671B1 (en) | 2019-04-29 |
Family
ID=66282661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170140878A KR101973671B1 (en) | 2017-10-27 | 2017-10-27 | Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101973671B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022128815A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc | Bio-based sulfone copolymers free of bpa and bps |
WO2023084062A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Basf Se | Polyarylether copolymers based on diol sugar alcohols |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011111548A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toray Ind Inc | Method for continuously recovering alkali metal halide |
JP2015533916A (en) * | 2012-11-09 | 2015-11-26 | ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー, エルエルシー | Polyarylene ether sulfone |
KR20160025439A (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-08 | 주식회사 삼양사 | Polysulfone copolymer having excellent chemical resistance and heat resistance and method for preparing the same |
KR20160082913A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 주식회사 삼양사 | Polysulfone copolymer having excellent tensile property and method for preparing the same |
-
2017
- 2017-10-27 KR KR1020170140878A patent/KR101973671B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011111548A (en) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Toray Ind Inc | Method for continuously recovering alkali metal halide |
JP2015533916A (en) * | 2012-11-09 | 2015-11-26 | ソルベイ スペシャルティ ポリマーズ ユーエスエー, エルエルシー | Polyarylene ether sulfone |
KR20160025439A (en) * | 2014-08-25 | 2016-03-08 | 주식회사 삼양사 | Polysulfone copolymer having excellent chemical resistance and heat resistance and method for preparing the same |
KR20160082913A (en) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 주식회사 삼양사 | Polysulfone copolymer having excellent tensile property and method for preparing the same |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022128815A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Solvay Specialty Polymers Usa, Llc | Bio-based sulfone copolymers free of bpa and bps |
WO2023084062A1 (en) * | 2021-11-15 | 2023-05-19 | Basf Se | Polyarylether copolymers based on diol sugar alcohols |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101704475B1 (en) | Polysulfone copolymer having excellent chemical resistance and heat resistance and method for preparing the same | |
AU2016216355B2 (en) | Three-dimensional-modeling soluble material | |
CN104903383B (en) | Poly (arylene ether) ether sulfone | |
JP4310248B2 (en) | Polycarbonate composition and method for producing the same | |
EP2592104A1 (en) | Polyarylene ether ketones | |
KR101973671B1 (en) | Method for preparing polysulfone copolymer and polysulfone copolymer for 3d printing prepared by the same | |
KR101704490B1 (en) | Polysulfone copolymer having excellent tensile property and method for preparing the same | |
WO2016032179A1 (en) | Polysulfone copolymer with excellent heat resistance and chemical resistance, and method for preparing same | |
KR102303199B1 (en) | Polycarbonate copolymer comprising units derived from anhydrosugar alcohol and anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, method for preparing the same, and molded article comprising the same | |
Li et al. | Synthesis of bio-based poly (oligoethylene glycols-co-isosorbide carbonate) s with high molecular weight and enhanced mechanical properties via ionic liquid catalyst | |
CN110475803A (en) | Prepare poly (arylene ether) sulfone/polyester block copolymer (P) method | |
KR101815933B1 (en) | Preparation and purification of polysulfone polymer | |
CN110577629B (en) | Degradable epoxy resin and preparation method thereof | |
KR102167294B1 (en) | Polysulfone copolymer having improved heat resistance and processability and method for preparing the same | |
JP7113465B2 (en) | Novel polymer with aldaric acid as a structural unit and production method | |
KR101898909B1 (en) | Method for preparing poly(arylene ether) copolymers containing isohexide unit and poly(arylene ether) copolymers prepared therefrom | |
KR102549914B1 (en) | Chain-extended polyol composition and surfactant using the same | |
EP2935401A2 (en) | Poly(ether ketone) polymers comprising cycloaliphatic units | |
KR20220080552A (en) | Crosslinked polyol composition obtained by crosslinking anhydrosugar alcohol composition or anhydrosugar alcohol-alkylene glycol composition with epoxy compound, polyseter resin prepared by using the polyol composition and method for preparing the same, and powder coating composition comprising the resin | |
TW202120583A (en) | Polyester resin comprising diester compound and anhydrosugar alcohol and method for preparing the same | |
KR102052935B1 (en) | Poly(heteroarylene ether) copolymers and method for preparing the same | |
KR102519511B1 (en) | Composition comprising polyols having dicarboxylic acid diester-based ester groups and alkylene oxide-based ether groups in molecules and surfactant using the same | |
RU2505557C2 (en) | Method of producing polyester ketones | |
KR20220071607A (en) | Polyol composition comprising anhydrosugar alcohol-alkylene glycol, thickening agent comprising the same, and cement mortar composition comprising the same | |
KR20220058061A (en) | Composition comprising polyols having lactone-based ester groups and alkylene oxide-based ether groups in molecules and surfactant using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
AMND | Amendment | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |