KR20030072653A - 미립화 폴리머를 이용한 크로마토그래피 칼럼의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분산용매 중에서 합성을 원하는 폴리머의 모노머를 현탁중합반응하여 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 정도 진행될 때까지 10,000∼20,000 RPM으로 고속교반시킨 후 1∼60분 주기로 안정제를 투입하면서 400∼700 RPM으로 저속교반시켜 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 제조하여 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제용 미립화 폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 현탁중합에 의하여 미립화 폴리머를 제조하여 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제용 미립화 폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 분산용매 중에서 합성을 원하는 폴리머의 모노머를 현탁중합반응하여 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 정도 진행될 때까지 10,000∼20,000 RPM으로 고속 교반시킨 후 안정제를 1∼60분 주기로 투입하면서 400∼700 RPM으로 교반시켜 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 제조하여 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제용 미립화 폴리머를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 현탁중합에 의하여 제조된 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 크로마토그래피 칼럼 충전제로 사용하여 크로마토그래피 칼럼을 제조하는 방법에 관한 것이다.
고분자화 기술이 알려진 이래로 수많은 고분자가 합성되고 산업 분야 곳곳에서 폭넓게 이용되고 있다. 현재까지 상업적으로 확립된 고분자 합성방법은 유화중합과 현탁중합을 들 수 있다. 현탁중합은 공정과 장비가 간단할 뿐 아니라 다양한 비닐 단량체가 활용될 수 있으며 고분자 입자에 관능기를 도입해 다양한 용도에 응용이 가능하고 다양한 유변학적 성질을 갖는 고분자 입자의 생성이 가능하다. 그러나 일반적인 현탁중합 방식에 의해 합성된 폴리머는 그 크기가 크고 크기 분포가 매우 넓어 미세 고분자 형성이 매우 어렵다.
종래의 미세구형 고분자 입자는 도료, 접착제, 플라스틱원료, 섬유가공, 종이가공 등의 산업분야에 주로 이용되어 왔다. 그러나 최근에는 고분자 합성기술이 진보하고 여러 입경 및 입자현상의 제어가 정밀해 짐에 따라 여러 가지 목적에 적당한 설계가 가능하게 되었다. 새로운 고분자의 합성기술은 칼럼 충진제, 잉크 및 토너, 임상 검사약, 세포 표식, 세포분리, 면역 흡착제, 약물전달제, 표준입자, 촉매나 시약의 담체, 화장품 등의 응용 분야에서 개발이 진행되고 있다.
본 발명의 기술이 이용되는 가장 중요한 응용분야는 미립화된 고분자를 생산하여 고성능액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제로 제조하는 것이다. 또한 본 발명의 기술은 5∼20 마이크로미터의 고성능액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼에 이용할 수 있는 폴리머를 제조할 수 있는 현탁중합법이다. 본 발명에서 제조된 미립화 폴리머는 알맞은 결합상을 결합시켜서 고성능액체크로마토그래피 칼럼 충전물에 사용한다. 또한 본 발명에서 제조된 미립화 폴리머에 음이온이나 양이온교환 관능기를 입혀서 이온교환크로마토그래피 칼럼 충전물로 이용이 가능하다.
본 발명자는 위와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로서 분산용매 중에서 합성을 원하는 폴리머의 모노머를 현탁중합반응하여 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 정도 진행될 때까지 10,000∼20,000 RPM으로 고속 교반시킨 후 400∼700 RPM으로 교반시키면서 1∼60분 주기로 안정제를 투입하면서 미립화 폴리머를 제조하여 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제용 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 제조하는 방법을 발명하였다. 이하, 본 발명의 구성 및 작용을 설명한다.
본 발명은 분산용매 중에서 공중합폴리머의 모노머를 현탁중합반응하여 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 정도 진행될 때까지 10,000∼20,000 RPM으로 고속 교반시킨 후 안정제를 1∼60분 주기로 3∼4회 걸쳐 투입하면서 400∼700 RPM으로 교반시키면서 미립화 폴리머를 제조하여 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피 칼럼 충전제용 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 제조하는 것으로 구성된다.
또한 본 발명은 현탁중합에 의하여 제조된 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 크로마토그래피 칼럼 충전제로 사용하여 크로마토그래피 칼럼을 제조하는 것으로 구성된다.
본 발명에 사용되는 모노머는 글리시딜메타크릴레이트 또는 하이드로에틸메타크릴레이트로 이루어진 메타크릴레이트, 스티렌, 디비닐벤젠, 에틸비닐벤젠, 아크릴레이트와 같은 칼럼 충전물에 사용되는 모든 종류의 폴리머 합성 모노머가 사용가능하다. 본 발명에 사용되는 공중합체 모노머는 각각의 모노머를 동일한 몰비율로 혼합한 스티렌-디비닐벤젠, 에틸비닐벤젠-디비닐벤젠, 스티렌-디비닐벤젠-아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트-디비닐벤젠과 같은 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제조기술에 의해 제조될 수 있는 미립화 폴리머의 대표적인 예는 폴리스티렌-폴리디비닐벤젠 공중합체, 폴리에틸비닐벤젠-폴리디비닐벤젠 공중합체, 폴리스티렌-폴리디비닐벤젠-폴리아크릴레이트 공중합체, 폴리글리시딜메타크릴레이트-폴리디비닐벤젠 공중합체와 같은 폴리메타크릴레이트류-폴리디비닐벤젠류 공중합체이다.
본 발명에 의한 미립화 폴리머의 제조는 사용한 모노머 총량을 기준으로 하여 5∼8배의 분산용매에 각각의 모노머를 동일한 몰비율로 혼합한 공중합체 폴리머 모노머 50∼95 중량%, 중합개시제 0.5∼4 중량%, 안정제 3∼50 중량%, 보조안정제 0.001∼0.02 중량%를 넣고 중합반응이 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 정도 진행될 때까지 고속교반이 가능한 장치를 이용해서 10,000∼20,000 RPM으로 고속교반시켜 반응시키는 단계; 상기 반응물질을 다른 반응조에 옮긴 후 안정제 0.001∼1 중량%를 1∼60분 주기로 3∼4회 걸쳐 투입하면서 400∼700 RPM으로 저속교반시켜 합성중인 폴리머 미립자를 안정화시키는 단계; 상기 폴리머 미립자를 여과하여 건조하고 입도 분리한 후 1∼110㎛의 미세 구형 미립화 폴리머를 사용하는단계로 구성된다.
본 발명에 의한 미립화 폴리머의 제조시 현탁중합에서 사용되는 분산용매는 순도가 매우 높은 3차증류수를 사용한다. 사용한 증류수의 양은 사용한 모노머 총량을 기준으로 하여 5∼8배를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 미립화 폴리머의 제조시 현탁중합에서 사용되는 중합개시제는 벤조일퍼옥사이드 등의 과산화물 개시제나 아조비스이소부틸로나이트릴 등의 아조화합물등이 사용된다.
본 발명에서 사용가능한 안정제는 트리칼슘포스페이트와 같은 인산류안정제나 알킬셀룰로오즈, 폴리비닐알코올과 같은 수용성 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용가능한 보조안정제는 음이온, 비이온, 양쪽성계면활성제를 이용할 수 있는데 여기에는 소디움도데실벤조술포네이트, 소디움라우릴술포네이트 등 다양한 종류가 이용 가능하다. 합성을 원하는 폴리머의 모노머 사용량을 조절하여 알맞은 가교도의 폴리머를 제조할 수 있다.
실시예 1
500mL 반응 플라스크 및 온도계와 교반장치가 부착된 반응시스템을 준비한다. 30.4g의 스티렌, 50.2g의 60% 디비닐벤젠, 0.52g의 벤조일퍼옥사이드, 23.4g의 10% 트리칼슘포스페이트, 1.26g의 1% 소디움도데실벤조술포네이트를 420mL의 3차 증류수로 채워진 반응조에 투입한다. 그 후 10,000RPM으로 고속교반하면서70∼75℃에서 2시간 동안 반응시킨다. 이렇게 반응중인 합성물은 이미 준비된 다른 반응조에 옮겨진다. 이어서, 호모믹서를 이용해서 500 RPM의 저속도로 교반하고 반응온도는 80∼85℃로 유지하며 반응시간은 4시간으로 한다. 이 과정 중에 10% 트리칼슘포스페이트 0.8g을 30분 간격으로 4회에 걸쳐서 반응조 내에 투입하여 반응생성물의 안정화 및 균일화를 유지시킨다. 반응이 완료된 후 내용물을 여과하여 70℃ 진공 건조기에 건조시키면 최종적으로 이온 크로마토그래피 충전제로 이용이 가능한 폴리스티렌-폴리디비닐벤젠 폴리머를 제조하며 미립화 및 입도 분리를 통해 고성능 액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피에 이용이 가능하다. 또한 스티렌과 디비닐벤젠 사이의 용량을 조절하여 알맞은 가교도의 폴리머를 제조할 수 있다.
표 1. 실시예 1 방법에 의해서 제조된 입자 크기별 분포율
| 입자 범위(㎛) | 분포율(%) |
| 1-2525-4545-6565-8585-105105이상총 | 2436181174100 |
실시예 2
500mL 반응 플라스크 및 온도계와 교반장치가 부착된 반응시스템을 준비한다. 17.2g의 스티렌, 67.2g의 60% 디비닐벤젠, 0.52g의 벤조일퍼옥사이드, 2.4g의 폴리비닐알코올, 1.26g의 1% 소디움도데실벤조술포네이트를 420mL의 3차 증류수로채워진 반응조에 투입한다. 그 후 10,000RPM으로 고속교반하면서 70∼75℃에서 2시간 동안 반응시킨다. 이렇게 반응중인 합성물은 이미 준비된 다른 반응조에 옮겨진다. 이어서, 호모믹서를 이용해서 500 RPM의 속도로 교반하고 반응온도는 80∼85℃로 유지하며 반응시간은 4시간으로 한다. 이 과정 중에 폴리비닐알코올 0.8g을 30분 간격으로 4회에 걸쳐서 반응조 내에 투입하여 반응생성물의 안정화 및 균일화를 유지시킨다. 그 후, 공정은 실시예 1에서와 같다.
표 2. 실시예 2 방법에 의해서 제조된 입자 크기별 분포율
| 입자 범위(um) | 분포율(%) |
| 1-2525-4545-6565-8585-105105이상총 | 2129241088100 |
실시예 3
실시예 1에서 30.4g의 스티렌 및 50.2g의 60% 디비닐벤젠을 사용하는 것 대신에 에틸비닐벤젠-디비닐벤젠을 동일한 몰비율로 사용하는 것을 제외하고 실시예1과 동일한 방법으로 공중합체를 제조하였다.
표 3. 실시예 3 방법에 의해서 제조된 입자 크기별 분포율
| 입자 범위(um) | 분포율(%) |
| 1-2525-4545-6565-8585-105105이상총 | 2030241277100 |
실시예 4
실시예 1에서 30.4g의 스티렌 및 50.2g의 60% 디비닐벤젠을 사용하는 것 대신에 스티렌-디비닐벤젠-아크릴레이트를 동일한 몰비율로 사용하는 것을 제외하고 실시예1과 동일한 방법으로 공중합체를 제조하였다.
표 4. 실시예 4 방법에 의해서 제조된 입자 크기별 분포율
| 입자 범위(um) | 분포율(%) |
| 1-2525-4545-6565-8585-105105이상총 | 2132241175100 |
실시예 5
실시예 1에서 30.4g의 스티렌 및 50.2g의 60% 디비닐벤젠을 사용하는 것 대신에 글리시딜메타크릴레이트-디비닐벤젠을 동일한 몰비율로 사용하는 것을 제외하고 실시예1과 동일한 방법으로 공중합체를 제조하였다.
표 5. 실시예 5 방법에 의해서 제조된 입자 크기별 분포율
| 입자 범위(um) | 분포율(%) |
| 1-2525-4545-6565-8585-105105이상총 | 1931221756100 |
본 발명에 의한 미립화 구형 폴리머의 현탁 중합은 고성능액체크로마토그래피 및 이온크로마토그래피칼럼 충전제 제조에 사용할 수 있을 뿐만 아니라 도료, 접착제, 플라스틱원료, 섬유가공, 종이가공 등의 산업분야에 주로 이용될 수 있으며 잉크 및 토너, 임상 검사약, 세포 표식, 세포분리, 면역 흡착제, 약물전달제, 표준입자, 촉매나 시약의 담체, 화장품 등의 응용 분야에 적용이 가능하다.
Claims (2)
- 사용한 모노머 총중량을 기준으로 하여 5∼8배의 분산용매에 각각의 모노머를 동일한 몰비율로 혼합한 스티렌-디비닐벤젠, 에틸비닐벤젠-디비닐벤젠, 스티렌-디비닐벤젠-아크릴레이트 또는 글리시딜메타크릴레이트-디비닐벤젠를 포함하는 공중합폴리머의 모노머 50∼95 중량%, 중합개시제 0.5∼4 중량%, 안정제 3∼50 중량% 및 보조안정제 0.001∼0.02 중량%를 첨가하여 중합반응이 합성된 폴리머 총량을 기준으로 하여 5∼50 중량% 진행될 때까지 10,000∼20,000 RPM으로 고속교반시킨 후 상기 반응물에 안정제 0.001∼1 중량%를 1∼60분 주기로 3∼4회 걸쳐 투입하면서 400∼700 RPM으로 저속교반시켜 현탁중합반응하여 1∼110㎛의 미세 구형 미립화된 폴리스티렌-폴리디비닐벤젠 공중합체, 폴리에틸비닐벤젠-폴리디비닐벤젠 공중합체, 폴리스티렌-폴리디비닐벤젠-폴리아크릴레이트 공중합체 또는 폴리글리시딜메타크릴레이트-폴리디비닐벤젠 공중합체 폴리머를 합성하는 것을 특징으로 하는 크로마토그래피칼럼 충전제용 미립화 공중합폴리머의 제조방법.
- 청구항 1에 의하여 제조된 미립화 공중합폴리머를 크로마토그래피 칼럼 충전제로 사용하는 것을 특징으로 하는 크로마토그래피 칼럼의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020020011780A KR20030072653A (ko) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 미립화 폴리머를 이용한 크로마토그래피 칼럼의 제조방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020020011780A KR20030072653A (ko) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | 미립화 폴리머를 이용한 크로마토그래피 칼럼의 제조방법 |
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| KR (1) | KR20030072653A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110636899A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-12-31 | 昭和电工株式会社 | 液相色谱用填充剂及液相色谱用柱 |
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| JPH1194813A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Shiseido Co Ltd | 液体クロマトグラフィー用ポリマー充填剤の製造方法及びポリマー充填剤 |
| JP2000187028A (ja) * | 1998-12-22 | 2000-07-04 | Shiseido Co Ltd | 液体クロマトグラフィー用ポリマー充填剤およびその製造方法 |
| KR20030023962A (ko) * | 2001-09-14 | 2003-03-26 | 이호재 | 이온크로마토그래피 칼럼 충전제 및 그 제조방법 |
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2002
- 2002-03-06 KR KR1020020011780A patent/KR20030072653A/ko active IP Right Grant
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