KR20060042562A - Method for preparing cyclic olefin polymer having a high bulk density and cyclic olefin polymer prepared thereby - Google Patents
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Abstract
본 발명은 벌크 밀도가 높은 고리형 올레핀 고분자의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 고리형 올레핀 고분자에 관한 것으로서, 상기 고리형 올레핀 고분자의 제조방법은 a) 고리형 올레핀 단량체들, 또는 고리형 올레핀 단량체와 에틸렌을 중합시켜 고리형 올레핀 고분자 용액을 제조하는 단계, b) 상기 고리형 올레핀 고분자 용액을 케톤류가 포함된 용매로 희석하는 단계, c) 상기 희석된 고리형 올레핀 고분자 용액에 비용매(nonsolvent)를 서서히 적가하는 방식으로 첨가하여 고리형 올레핀 고분자를 침전시키는 단계, 및 d) 상기 침전된 고리형 올레핀 고분자를 여과 및 건조하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for preparing a cyclic olefin polymer having a high bulk density and a cyclic olefin polymer prepared by the above, and the method for preparing the cyclic olefin polymer includes a) cyclic olefin monomers or cyclic olefin monomers. Polymerizing ethylene to prepare a cyclic olefin polymer solution, b) diluting the cyclic olefin polymer solution with a solvent containing ketones, c) adding a nonsolvent to the diluted cyclic olefin polymer solution. Adding in a slow dropwise manner to precipitate the cyclic olefin polymer, and d) filtering and drying the precipitated cyclic olefin polymer.
본 발명의 방법은 고분자의 침전이 용이하게 이루어지며 벌크 밀도가 높은 고리형 올레핀 고분자를 제공할 수 있다.The method of the present invention can provide a cyclic olefin polymer having a high bulk density and easy to precipitate the polymer.
고리형 올레핀 고분자, 케톤, 희석용매, 공비, 비용매Cyclic olefin polymer, ketone, diluent solvent, azeotrope, nonsolvent
Description
도 1은 실시예 1의 고리형 올레핀 고분자 입자의 전자 현미경사진(배율 100배).1 is an electron micrograph (magnification 100 times) of the cyclic olefin polymer particles of Example 1. FIG.
도 2는 비교예 3의 섬유형태의 고분자 현미경 사진 (배율 10배).Figure 2 is a polymer micrograph of the fiber form of Comparative Example 3 (magnification 10 times).
본 발명은 고리형 올레핀 고분자의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 고리형 올레핀 고분자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벌크밀도가 높은 고리형 올레핀 고분자의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 올레핀 고분자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a cyclic olefin polymer and a cyclic olefin polymer prepared thereby, and more particularly, to a method for producing a cyclic olefin polymer having a high bulk density and an olefin polymer prepared thereby.
지금까지 정보 전자 산업 분야에서는 실리콘 산화물이나 실리콘 질화물과 같은 무기물이 주로 사용되어 왔는데, 크기가 작고 효율이 높은 소자에 대한 필요가 증대됨에 따라 고기능성 신소재에 대한 필요가 증대되고 있다. 이러한 고기능 특성 요건으로 인하여 유전상수와 흡습성이 낮고, 금속 부착성, 강도, 열안정성 및 투명도가 우수하며, 높은 유리전이온도가 높은 중합체(Tg > 250 ℃)에 대한 관심이 높 아지고 있다.Until now, inorganic materials such as silicon oxide and silicon nitride have been mainly used in the information electronics industry. As the demand for small size and high efficiency devices increases, the need for high functional new materials increases. Due to these high functional properties, there is increasing interest in polymers having low dielectric constant and hygroscopicity, excellent metal adhesion, strength, thermal stability and transparency, and high glass transition temperature (Tg> 250 ° C.).
이와 같은 고기능특성을 갖는 중합체는 반도체나 TFT-LCD의 절연막, 편광판 보호필름, 다중칩 모듈(multichip modules), 집적회로(IC), 인쇄 회로기판(printed circuit board), 전자소재의 봉지제나 평판 디스플레이(flat panel display) 등의 광학용을 위한 재료로 사용되어질 수 있다.Such high functional polymers include insulating films of semiconductors or TFT-LCDs, polarizer protective films, multichip modules, integrated circuits (ICs), printed circuit boards, encapsulants or flat panel displays of electronic materials. It can be used as a material for optics such as a flat panel display.
예컨대, 고리형 올레핀 고분자는 노보넨과 같은 고리형 단량체로 이루어진 중합으로 생기는 고분자로서, 기존 올레핀계 고분자에 비해 투명성, 내열성, 내약품성이 우수하고 복굴절율과 수분흡수율이 매우 낮다. 따라서 CD, DVD, POF(Plastic Optical Fiber)와 같은 광학소재, 축전기(Capacitor) 필름, 저유전체와 같은 정보전자소재, 저흡수성 주사기, 블리스터 팩키징(Blister Packaging) 등과 같은 의료용 소재에 다양하게 응용될 수 있다.For example, the cyclic olefin polymer is a polymer produced by polymerization of a cyclic monomer such as norbornene, and has excellent transparency, heat resistance, and chemical resistance, and has low birefringence and water absorption rate as compared with the existing olefin polymer. Therefore, it can be applied to various medical materials such as optical materials such as CD, DVD, Plastic Optical Fiber (POF), capacitor film, information and electronic materials such as low dielectric, low absorbing syringe, blister packaging, etc. Can be.
상기와 같이 유리전이온도가 높은 고분자의 제조 공정 중 고분자용액으로부터 고분자를 얻는 방법으로는 스팀스트리핑이 사용되어왔으나, 이 방법에 의하는 경우 생성된 입자모양이 크고 거칠며 크기도 상당히 불균일하다. 또한, 사용된 물을 건조하기가 어렵고, 포함된 단량체나 금속촉매의 제거가 어려우며 막대한 양의 스팀이 사용되어 비효율적이고 에너지 소비량이 크다.Steam stripping has been used as a method of obtaining a polymer from the polymer solution during the manufacturing process of the polymer having a high glass transition temperature as described above. In addition, it is difficult to dry the water used, it is difficult to remove the included monomers or metal catalysts, and enormous amounts of steam are used, resulting in inefficiency and high energy consumption.
또 하나의 방법으로서 미국특허 제4,400,501호는 고분자 용액과 비용매(nonsolvent)를 고전단 교반기로 혼합하여 고분자를 침전시킨 후 여과 및 건조하는 공정이 기재되어 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의하여 생성되는 고분자의 입자는 불규칙적인 솜털의 섬유모양으로서, 벌크 밀도가 0.06 g/ml 내지 0.08 g/ml로 아주 작아 침전조에서 슬러리를 배출, 이송 및 세척을 하기 위해서는 비용매 사용량이 많아지며 건조하기가 어렵다. 또한, 미국특허 제6,455,650호에서는 고분자용액을 비용매에 부어 고분자를 침전시키고 여과 및 건조하는 공정이 기재되어 있다. 그러나, 이와 같은 방법에 의하여 생성되는 고분자도 역시 불규칙한 솜털의 섬유모양으로서 벌크 밀도가 아주 작다. 미국특허 제4,414,386호에서는 알코올과 물을 일정한 조성으로 포함하는 비용매를 고분자 용액과 혼합하여 고분자릉 침전시키는 공정이 기재되어 있다. 이 공정에 의해서는 길쭉한 모양의 입자의 고분자를 얻었으며 벌크 밀도를 0.16 g/ml까지 높였으나, 물과 알코올의 혼합물을 사용하기 때문에 이들의 분리가 어려우며 벌크 밀도 또한 더 향상시킬 필요가 있다.As another method, US Pat. No. 4,400,501 describes a process of mixing a polymer solution and a nonsolvent with a high shear stirrer to precipitate the polymer, followed by filtration and drying. However, the polymer particles produced by this method are irregular fluffy fibers and have a very small bulk density of 0.06 g / ml to 0.08 g / ml, which is a non-solvent for discharging, conveying and washing the slurry from the settling tank. High usage and difficult to dry In addition, US Pat. No. 6,455,650 describes a process of pouring a polymer solution into a non-solvent to precipitate the polymer, filter and dry it. However, the polymer produced by this method also has a very small bulk density as an irregular fluffy fiber. U.S. Patent No. 4,414,386 describes a process for precipitating a polymer by mixing a non-solvent comprising alcohol and water in a constant composition with a polymer solution. By this process, polymers of elongated particles were obtained and the bulk density was increased to 0.16 g / ml. However, since the mixture of water and alcohol is used, their separation is difficult and the bulk density needs to be further improved.
본 발명자들은 고리형 올레핀 고분자의 제조 방법 중 고분자 용액으로부터 고분자를 침전시켜 분리하는 단계에 있어서, 종래의 기술과 같이 고분자용액과 비용매를 혼합하거나 고분자 용액을 비용매에 붓는 방법을 이용하지 않고, 고분자 용액에 케톤류의 용매로 희석한 후 비용매를 서서히 적가하는 방법을 이용함으로써, 고분자용액에 비용매를 서서히 적가하는 방법으로는 고분자의 침전이 곤란했던 문제를 해결하여 알킬 노보넨 함량이 낮은 경우에도 벌크밀도가 높은 고리형 올레핀 고분자를 침전시킬 수 있다는 사실을 밝혀내었다.The present inventors, in the step of precipitating and separating the polymer from the polymer solution in the manufacturing method of the cyclic olefin polymer, as in the prior art, without mixing the polymer solution and the non-solvent or pouring the polymer solution into the non-solvent, When the nonsolvent is slowly added dropwise to the polymer solution by diluting it with a solvent of ketones, the method of slowly dropping the nonsolvent into the polymer solution solves the problem that the precipitation of the polymer is difficult. Edo also revealed that it is possible to precipitate cyclic olefin polymers with high bulk density.
따라서, 본 발명은 고리형 올레핀 고분자용액으로부터 벌크 밀도가 높은 고리형 고분자를 침전시켜 제조하는 방법 및 이에 의하여 제조된 고리형 올레핀 고분자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for preparing a cyclic polymer having a high bulk density from a cyclic olefin polymer solution, and a cyclic olefin polymer prepared thereby.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은In order to achieve the above object, the present invention
a) 고리형 올레핀 단량체들, 또는 고리형 올레핀 단량체와 에틸렌을 중합시켜 고리형 올레핀 고분자 용액을 제조하는 단계,a) polymerizing cyclic olefin monomers or cyclic olefin monomers with ethylene to produce a cyclic olefin polymer solution,
b) 상기 고리형 올레핀 고분자 용액을 케톤류가 포함된 용매로 희석하는 단계,b) diluting the cyclic olefin polymer solution with a solvent containing ketones,
c) 상기 희석된 고리형 올레핀 고분자 용액에 비용매(nonsolvent)를 서서히 적가하는 방식으로 첨가하여 고리형 올레핀 고분자를 침전시키는 단계, 및c) adding a nonsolvent in a dropwise manner to the diluted cyclic olefin polymer solution to precipitate the cyclic olefin polymer, and
d) 상기 침전된 고리형 올레핀 고분자를 여과 및 건조하는 단계d) filtering and drying the precipitated cyclic olefin polymer.
를 포함하는 고리형 올레핀 고분자의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a cyclic olefin polymer comprising a.
또한, 본 발명은 벌크밀도가 0.1 내지 0.6 g/ml인 고리형 올레핀 고분자를 제공한다.The present invention also provides a cyclic olefin polymer having a bulk density of 0.1 to 0.6 g / ml.
이하에서 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에 있어서 고리형 올레핀 고분자란, 고리형 올레핀 단량체들의 중합, 또는 고리형 올레핀 단량체와 에틸렌의 중합에 의하여 제조되는 고분자를 의미한다.In the present invention, the cyclic olefin polymer means a polymer produced by polymerization of cyclic olefin monomers or polymerization of cyclic olefin monomer and ethylene.
본 발명에서 상기 고리형 올레핀 고분자의 예로는 하기 화학식 1의 노보넨계 단량체들의 단일중합체 및 화학식 1의 서로 다른 단량체들로 이루어진 공중합체와; 하기 화학식 1의 노보넨계 단량체와 에틸렌의 공중합체로 이루어진 군에서 선택되는 고분자가 있다. Examples of the cyclic olefin polymer in the present invention include a homopolymer of norbornene-based monomers of Formula 1 and a copolymer made of different monomers of Formula 1; There is a polymer selected from the group consisting of a copolymer of ethylene norbornene-based monomer of the formula (1).
(화학식 1)(Formula 1)
상기 화학식 1의 식에서, m은 0 내지 4의 정수이고, R1, R2, R3, 및 R 4 는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬, 탄소수 2 내지 20의 알케닐 또는 비닐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 5 내지 12의 시클로알킬; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 20의 아릴; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 7 내지 15의 아랄킬(aralkyl); 탄소수 3 내지 20의 알키닐(alkynyl); -(CH2)nC(O)OR 5 , -(CH2)nOC(O)R 5 , -(CH2)nOC(O)OR 5 , -(CH2) nC(O)R 5 , -(CH2)nOR 5 , -(CH2O)n-OR 5 , -(CH2)nC(O)-O-C(O)R 5 , -(CH2)nC(O)NH2, -(CH2)nC(O)NHR 5 , -(CH2)nC(O)NR 5 R 6 , -(CH2) nNH2, -(CH2)nNHR 5 , -(CH2) nNR 5 R 6 , -(CH2)nOC(O)NH 2, -(CH2)nOC(O)NHR 5 , -(CH2)nOC(O)NR 5 R 6 , -(CH2)nC(O)Cl, -(CH2) nSR5, -(CH2)nSSR5, -(CH2)nSO2R5, -(CH2)nSO2R 5, -(CH2)nOSO2R5, -(CH2)nSO 3R 5 , -(CH2)nOSO3R5, -(CH 2)nBR 5 R 6 , -(CH2)nB(OR 5 )(OR 6 ), -(CH2) nB(R5)(OR6), -(CH2)nN=C=S, -(CH2) nNCO, -(CH2)nN(R5)C(=O)R6, -(CH2)nN(R5 )C(=O)(OR6), -(CH2)nCN, -(CH2)nNO2 , , , -(CH2)nPR 5 R 6 , -(CH2) nP(OR 5 )(OR 6 ), -(CH2)nP(R5)(OR 6 )(OR 7 ), -(CH2)nP(=O)R 5 R 6 , -(CH2) nP(=O)(OR 5 )(OR 6 ) 및 -(CH2)nP(=O)(R5)(OR6)로 이루어진 극성 작용기로 구성된 군으로부터 선택되고, 상기 극성 작용기 중 n 은 0 내지 10의 정수이며, R5, R 6 , 및 R 7 은 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 20인 직쇄 또는 분지쇄의 알킬 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 5 내지 12의 시클로알킬; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 6 내지 20의 아릴; 탄소수 1 내지 20의 탄화수소로 치환되거나 치환되지 않은 탄소수 7 내지 15의 아랄킬; 탄소수 3 내지 20의 알키닐로 이루어진 군에서 선택되고,In Formula 1, m is an integer of 0 to 4, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 is straight or branched chain alkyl of 1 to 20 carbon atoms, alkenyl or vinyl of 2 to 20 carbon atoms; Cycloalkyl having 5 to 12 carbon atoms which may be substituted or unsubstituted with a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms; Aryl having 6 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Aralkyl having 7 to 15 carbon atoms, unsubstituted or substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Alkynyl having 3 to 20 carbon atoms; -(CH 2 ) n C (O) OR 5 ,-(CH 2 ) n OC (O) R 5 ,-(CH 2 ) n OC (O) OR 5 ,-(CH 2 ) n C (O) R 5 ,-(CH 2 ) n OR 5 ,-(CH 2 O) n -OR 5 ,-(CH 2 ) n C (O) -OC (O) R 5 ,-(CH 2 ) n C (O) NH 2 ,-(CH 2 ) n C (O) NHR 5 ,-(CH 2 ) n C (O) NR 5 R 6 ,-(CH 2 ) n NH 2 ,-(CH 2 ) n NHR 5 ,- (CH 2 ) n NR 5 R 6 ,-(CH 2 ) n OC (O) NH 2 ,-(CH 2 ) n OC (O) NHR 5 ,-(CH 2 ) n OC (O) NR 5 R 6 ,-(CH 2 ) n C (O) Cl,-(CH 2 ) n SR 5 ,-(CH 2 ) n SSR 5 ,-(CH 2 ) n SO 2 R 5 ,-(CH 2 ) n SO 2 R 5 ,-(CH 2 ) n OSO 2 R 5 ,-(CH 2 ) n SO 3 R 5 ,-(CH 2 ) n OSO 3 R 5 ,-(CH 2 ) n BR 5 R 6 ,-(CH 2 ) n B (OR 5 ) (OR 6 ),-(CH 2 ) n B (R 5 ) (OR 6 ),-(CH 2 ) n N = C = S,-(CH 2 ) n NCO,- (CH 2 ) n N (R 5 ) C (= O) R 6 ,-(CH 2 ) n N (R 5 ) C (= O) (OR 6 ),-(CH 2 ) n CN,-(CH 2 ) n NO 2 , , ,-(CH 2 ) n PR 5 R 6 ,-(CH 2 ) n P (OR 5 ) (OR 6 ),-(CH 2 ) n P (R 5 ) (OR 6 ) (OR 7 ),-( CH 2 ) n P (= 0) R 5 R 6 ,-(CH 2 ) n P (= 0) (OR 5 ) (OR 6 ) and-(CH 2 ) n P (= 0) (R 5 ) ( OR 6 ) is selected from the group consisting of a polar functional group consisting of n is an integer of 0 to 10, and R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, straight or branched carbon atoms 1 to 20 Alkyl of the chain or alkenyl having 2 to 20 carbon atoms; Cycloalkyl having 5 to 12 carbon atoms which may be substituted or unsubstituted with a hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms; Aryl having 6 to 20 carbon atoms, unsubstituted or substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Aralkyl having 7 to 15 carbon atoms, unsubstituted or substituted with hydrocarbons having 1 to 20 carbon atoms; Selected from the group consisting of alkynyl having 3 to 20 carbon atoms,
상기 R1, R2, R3 및 R 4 가 수소, 할로겐 또는 극성 작용기가 아닌 경우에는 R1과 R2 또는 R3와 R4가 서로 연결되어 탄소수 1 내지 10의 알킬리덴그룹을 형성할 수 있고, R1 또는 R2가 R3 및 R4 중 어느 하나와 연결되어 탄소수 4 내지 12의 포화 또 는 불포화 시클릭그룹 또는 탄소수 6 내지 17의 방향족 고리화합물을 형성할 수 있다.When R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are not hydrogen, halogen or a polar functional group, R 1 and R 2 or R 3 and R 4 may be connected to each other to form an alkylidene group having 1 to 10 carbon atoms. R 1 or R 2 may be linked to any one of R 3 and R 4 to form a saturated or unsaturated cyclic group having 4 to 12 carbon atoms or an aromatic cyclic compound having 6 to 17 carbon atoms.
본 발명에 따라 고분자 용액으로부터 고분자를 침전시켜 상기 고리형 올레핀 고분자를 제조하는 방법은, 고분자 용액에 케톤류의 용매로 희석한 후 비용매를 적가하는 방식에 의하여 수행함으로써 고분자의 침전이 서서히 일어나도록 한 것을 제외하고는, 종래의 방법과 같으므로, 본 발명에 따른 고분자의 침전 방법은 종래의 방법과 마찬가지로 상기 화학식 1의 화합물 중 R1, R2, R3 및 R4 에 포함되어 있는 탄화수소의 탄소 개수 또는 아릴기의 종류에 의하여 영향을 받지 않는다.The method for preparing the cyclic olefin polymer by precipitating the polymer from the polymer solution according to the present invention is carried out by diluting with a solvent of ketones to the polymer solution by dropwise addition of a non-solvent so that precipitation of the polymer occurs gradually. Except that, as in the conventional method, the precipitation method of the polymer according to the present invention is the carbon of the hydrocarbon contained in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 of the compound of Formula 1 as in the conventional method It is not affected by the number or type of aryl groups.
이하, 본 발명의 고리형 올레핀 고분자의 제조방법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the cyclic olefin polymer of this invention is demonstrated more concretely.
상기 고리형 올레핀 고분자는 우선 고리형 올레핀 단량체를 가지고 당 기술 분야에 알려져 있는 통상의 중합 방법을 이용하여 고리형 올레핀 고분자 용액을 제조한 후, 이 고분자 용액으로부터 고분자를 침전 등의 방법에 의하여 분리함으로써 제조할 수 있다.The cyclic olefin polymer may have a cyclic olefin monomer and prepare a cyclic olefin polymer solution using a conventional polymerization method known in the art, and then separate the polymer from the polymer solution by a method such as precipitation. It can manufacture.
일반적으로 중합은 중합시킬 단량체들을 용매에 용해시킨 후 촉매를 첨가하고 온도를 조절함으로써 수행되는데, 이때 용매 또는 촉매의 종류 및 온도는 적용하는 중합 방법에 따라 상이하다. 본 발명에서 고리형 올레핀 고분자 용액을 제조하기 위하여 사용할 수 있는 중합 방법으로는 예컨대 하기 반응식 1에 예시된 고리열림 복분해 중합(ROMP: ring opening metathesis polymerization), 부가 중합 (addition polmerization) 뿐만 아니라 양이온 중합(cationic polymerization) 및 HROMP(ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation)등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니고 당 기술 분야에 알려져 있는 중합 방법을 이용할 수 있다.Generally, polymerization is performed by dissolving the monomers to be polymerized in a solvent and then adding a catalyst and adjusting the temperature, wherein the type and temperature of the solvent or catalyst are different depending on the polymerization method applied. Polymerization methods that can be used to prepare the cyclic olefin polymer solution in the present invention include, for example, ring opening metathesis polymerization (ROMP), addition polmerization as illustrated in Scheme 1 below, as well as cationic polymerization ( cationic polymerization) and ring opening metathesis polymerization followed by hydrogenation (HROMP), but are not limited thereto, and polymerization methods known in the art may be used.
(반응식 1)(Scheme 1)
상기와 같은 중합 방법에서는 메탈로센 화합물, Ni, Pd-화합물과 같은 전이 금속 촉매가 사용될 수 있으며, 이러한 촉매들은 중심금속, 리간드, 촉매의 조성 변화를 통하여 상이한 중합 특성 및 고분자 구조를 나타낸다. In the above polymerization method, a transition metal catalyst such as a metallocene compound, Ni, or Pd-compound may be used, and these catalysts exhibit different polymerization characteristics and polymer structures through changes in the composition of the core metal, ligand, and catalyst.
본 발명의 방법에 있어서, 상기와 같이 제조된 고리형 올레핀 고분자 용액의 농도는 고분자가 용해될 수 있는 한계까지 가능하지만, 경제적 측면에서 고리형 올레핀 고분자의 농도가 5 중량% 이상이 유리하며, 80 중량% 이상은 용해되기 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 고리형 올레핀 고분자 용액의 농도가 5 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 중량% 내지 60 중량%인 것이 좋다. In the method of the present invention, the concentration of the cyclic olefin polymer solution prepared as described above can be up to the limit at which the polymer can be dissolved, but in terms of economics, the concentration of the cyclic olefin polymer is advantageously 5% by weight or more, and 80 It is difficult to melt | dissolve more than weight%. Therefore, in the present invention, the concentration of the cyclic olefin polymer solution is 5 to 80% by weight, preferably 10 to 60% by weight.
본 발명에서 고분자 용액의 제조에 사용되는 용매는 톨루엔, 혼합자일렌, o,m,p-자일렌, 에틸벤젠, 클로로벤젠, 벤젠 등을 포함하는 방향족 화합물, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.The solvent used in the preparation of the polymer solution in the present invention is selected from the group consisting of toluene, mixed xylene, o, m, p-xylene, aromatic compounds including ethylbenzene, chlorobenzene, benzene, and mixtures thereof. Can be.
본 발명의 방법은 상기와 같이 제조된 고리형 올레핀 고분자 용액으로부터 고분자를 분리하기 위하여 상기 고분자 용액에 케톤류의 용매로 희석한 후 비용매를 적가하는 방법을 사용하여 알킬노보넨 함량이 낮은 경우에도 높은 벌크 밀도를 갖는 고분자를 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 비용매(nonsolvent)란 고분자 용액의 용매와 혼합될 수 있고, 분리하고자 하는 고리형 올레핀 고분자의 용해도가 낮은 물질을 의미한다.The method of the present invention uses a method of diluting a non-solvent after dilution with a solvent of ketone to the polymer solution to separate the polymer from the cyclic olefin polymer solution prepared as described above, even when the alkylnorbornene content is low. It is characterized by providing a polymer having a bulk density. Here, the nonsolvent means a material that can be mixed with the solvent of the polymer solution and has low solubility of the cyclic olefin polymer to be separated.
따라서, 본 발명에서는 상기의 고분자 용액을 케톤류의 용매로 희석하는 과정을 추가로 실시한 후, 여기에 비용매를 서서히 적가하는 방식을 사용함으로써, 직쇄 또는 분지체의 알킬을 포함하는 단량체가 없어도 벌크밀도가 높고 균일한 규형을 갖는 고분자 입자를 제조할 수 있다.Therefore, in the present invention, after further diluting the polymer solution with a solvent of ketones, a non-solvent is slowly added dropwise thereto so that the bulk density is eliminated even if there is no monomer containing linear or branched alkyl. It is possible to produce polymer particles having a high and homogeneous form.
상기 희석용매로는 하기 화학식 2의 케톤류, 케톤류의 혼합물, 및 상기 케톤류와 비용매의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 사용할 수 있다.The diluting solvent may be selected from the group consisting of ketones of the formula (2), a mixture of ketones, and a mixture of the ketones and non-solvents.
(화학식 2)(Formula 2)
(상기 식에서, R8 및 R9는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지체의 알킬기이다.) (Wherein R 8 and R 9 are each independently hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
상기 케톤류 화합물의 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 아세토페논, 벤조페논 등이 있다.Examples of the ketone compounds include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetophenone, benzophenone and the like.
본 발명에서 희석용매의 사용량이 작으면 고분자입자가 정상적으로 생성되지 않으며, 과다 사용되면 경제적으로 불리하므로 용매사용량에 대하여 30 중량% 내지 1000 중량%가 바람직하다.In the present invention, when the amount of the dilution solvent is small, the polymer particles are not normally produced, and when used in an excessive amount, it is economically disadvantageous, so 30 wt% to 1000 wt% of the solvent usage is preferable.
상기 비용매로는 헥산, 시클로헥산 등의 알칸류; 디메틸에테르, 테트라히드로 퓨란등의 에테르류; 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용하는 것이 경제적으로 유리하나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.As said nonsolvent, Alkanes, such as hexane and cyclohexane; Ethers such as dimethyl ether and tetrahydrofuran; And economically advantageous to use those selected from the group consisting of, but are not limited to these.
이때, 상기 비용매로 메탄올, 에탄올 등의 알코올류를 사용하여도 무방하나, 하기 반응식 2에서 보는 바와 같이 알코올류가 희석용매로 사용된 케톤류와 반응하여 아세탈을 생성하여, 희석용매 및 비용매의 회수가 어려운 문제점이 있다.In this case, alcohols such as methanol and ethanol may be used as the nonsolvent, but alcohols react with ketones used as the diluting solvent to generate acetal, as shown in Scheme 2 below. There is a problem that is difficult to recover.
(반응식 2)(Scheme 2)
또한, 희석용매로 사용되는 케톤류와 비용매는 하기 표 1과 같이 공비를 형성하기 때문에 회수하여 재사용하기가 어렵다. In addition, ketones and non-solvents used as diluent solvents are difficult to recover and reuse because they form azeotropes as shown in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
따라서, 본 발명에서는 바람직하게 희석용매를 상기 케톤류와 비용매의 공비조성으로 사용함으로써, 용매를 회수하기가 아주 용이하게 된다.Therefore, in the present invention, the dilution solvent is preferably used in the azeotropic composition of the ketones and the non-solvent, so that the solvent can be easily recovered.
본 발명의 방법에 있어서, 고리형 올레핀 고분자 용액에 희석용매을 첨가하는 속도는 공정에 큰 영향이 없으나, 희석된 고분자에 비용매를 첨가하는 속도는 중요하다. 상기 희석된 고분자 용액에 비용매를 너무 빨리 첨가하면 구형의 입자가 아닌 섬유 형태의 입자가 생성되거나 구형의 입자가 생성되더라도 용액을 정치하였을 때 가라앉지 않는 미분이 생성되어 여과가 어렵게 된다. 그런데, 비용매의 적절한 적가 속도를 결정하는 것은 반응조의 크기, 적가 방법, 전체 고분자 용액의 양 등에 의해 영향을 받는다. 예컨대, 반응조가 큰 경우에는 반응조가 작은 경우에 비하여 첨가되는 비용매가 고분자 용액 전체에 신속히 분산되는데 한계가 있으므로 적가 속도가 낮은 것이 바람직하다. 또한, 비용매가 고분자 용액에 골고루 접촉할 수 있도록 분사하는 방법을 이용하는 경우에는 그렇지 않은 경우보다 비용매의 적가 속도를 다소 높일 수 있다. 따라서, 상기 비용매의 적가속도는 일괄적으로 한정하는 것이 어려우며, 상기와 같은 여러 조건을 고려하여 비용매의 적가 속도를 결정할 수 있다. In the method of the present invention, the rate of adding the diluting solvent to the cyclic olefin polymer solution has no significant effect on the process, but the rate of adding the non-solvent to the diluted polymer is important. If the non-solvent is added to the diluted polymer solution too quickly, fibrous particles other than spherical particles may be produced, or even spherical particles may be produced, which makes it difficult to filter because the fine powder does not sink when the solution is left. However, determining the appropriate dropping rate of the nonsolvent is influenced by the size of the reactor, the dropping method, the amount of the total polymer solution, and the like. For example, when the reaction tank is large, it is preferable that the dropping rate is low because there is a limit in that the non-solvent added is rapidly dispersed throughout the polymer solution as compared with the case where the reaction tank is small. In addition, in the case of using a method of spraying the non-solvent so as to evenly contact the polymer solution, it is possible to slightly increase the dropping speed of the non-solvent than otherwise. Therefore, it is difficult to collectively limit the dropping rate of the non-solvent, and the dropping rate of the non-solvent may be determined in consideration of various conditions as described above.
상기 비용매의 적가 속도를 하기 식 1과 같이 총 고분자 용액량 당 적가 속 도로 나타내는 경우, 본 발명에서는 비용매의 적가 속도가 2000(kg/hr/kg)이하인 것이 바람직하다. 그러나, 전술한 바와 같이 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.When the dropping rate of the non-solvent is represented by the dropping speed per total polymer solution amount as shown in Equation 1 below, in the present invention, the dropping rate of the non-solvent is preferably 2000 (kg / hr / kg) or less. However, as described above, the present invention is not limited thereto.
(식 1)(Equation 1)
비용매 적가속도(kg/hr/kg) = {적가된 비용매량(kg)/적가시간(hr)}/총고분자용액량(kg)Non-solvent dropping rate (kg / hr / kg) = {added drop of cost (kg) / dropping time (hr)} / total polymer solution (kg)
상기 비용매의 적가량은 고분자 용액 중의 용매의 1 내지 30배의 범위 내인 것이 바람직하고, 제품의 손실을 최소화하기 위하여 고분자 용액 중의 용매의 2 내지 20배 범위 내인 것이 더욱 바람직하다.The amount of the non-solvent added is preferably in the range of 1 to 30 times the solvent in the polymer solution, and more preferably in the range of 2 to 20 times the solvent in the polymer solution in order to minimize product loss.
또한, 본 발명에 있어서 고분자 용액에 비용매를 적가할 때의 온도는 너무 높거나 낮으면 경제성이 낮아진다. 즉, 상기 온도가 너무 낮으면 고분자의 용해도가 떨어져 용매 사용량이 많아지고, 온도가 너무 높으면 용매가 비등하기 때문에 고압의 침전조가 필요하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 비용매의 적가 온도가 -30 ℃에서 150 ℃인 것이 바람직하고, -5 ℃에서 110 ℃인 것이 더욱 바람직하다.In addition, in this invention, when temperature is added dropwise to a polymer solution dropwise, economic efficiency will become low. In other words, if the temperature is too low, the solubility of the polymer is lowered and the amount of solvent used is increased. If the temperature is too high, the solvent is boiled, and thus a high pressure precipitation tank is required. Therefore, in this invention, it is preferable that the dropping temperature of a nonsolvent is -30 degreeC to 150 degreeC, and it is more preferable that it is -5 degreeC to 110 degreeC.
상기와 같은 방법에 의하여 침전된 고리형 올레핀 고분자는 여과 및 건조 등의 방법에 의하여 분리할 수 있다. 상기 여과 및 건조 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 통상의 당업자들에게 잘 알려진 방법으로 실시할 수 있다.The cyclic olefin polymer precipitated by the above method can be separated by a method such as filtration and drying. The filtration and drying method is not particularly limited and can be carried out by methods well known to those skilled in the art.
이와 같은 방법에 의하여 얻어진 고리형 올레핀 고분자는 구형의 형상을 가지며 벌크 밀도가 0.1 g/ml이상, 바람직하게는 0.2 g/ml 내지 0.5 g/ml 이다.The cyclic olefin polymer obtained by this method has a spherical shape and has a bulk density of 0.1 g / ml or more, preferably 0.2 g / ml to 0.5 g / ml.
이하에서 본 발명은 실시예를 통하여 상세하게 설명한다. 그러나, 하기 실시 예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명이 한정되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples. However, the following examples are intended to illustrate the invention, and the invention is not limited thereto.
제조예 1Preparation Example 1
(5-노보넨-2-메틸아세테이트 및 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르의 공중합체용액의 제조)(Preparation of copolymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester)
상온에서 반응기에 5-노보넨-2-메틸아세테이트 (1,745 g)과 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르 (685 g)를 투입한 후 톨루엔(3,645 g)을 넣었다. 반응기의 내부를 질소로 치환하고, 상기 반응기를 90 ℃로 승온하였다. 이어서, 촉매인 팔라듐디아세테이트(0.33 g), 디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트(dimethyl aniliniumtetrakiss (pentafluorophenyl)borate)(2.4 g), 트리사이클로헥실포스핀(0.42 g)을 디클로로메틸에 용해한 후 이것을 상기 반응기에 투입하고, 18 시간 교반하고 반응을 끝내고 톨루엔(3,000g)을 추가한 고분자 용액을 제조하였다. 5-norbornene-2-methylacetate (1,745 g) and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester (685 g) were added to the reactor at room temperature, followed by toluene (3,645 g). The inside of the reactor was replaced with nitrogen, and the reactor was heated to 90 ° C. Subsequently, palladium diacetate (0.33 g), dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (2.4 g), and tricyclohexylphosphine (0.42 g) were added to dichloromethyl. After dissolving, this was added to the reactor, stirred for 18 hours, and the reaction was completed to prepare a polymer solution to which toluene (3,000 g) was added.
실시예 1Example 1
제조예1에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트와 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르의 공중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였고 여기에 아세톤 450 g을 투입하여 희석하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 2 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.8 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 약 450 g 의 노말헥산을 투입하였을 때 고분자가 서서히 침전되기 시작하였다. 침전된 고분자는 교반을 멈추었을 때 바닥에 가라 앉고상부는 맑은 용액층이 되었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 고분자 슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 49.5g(투입된 단량체 총량기준 88 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자의 벌크 밀도는 0.37 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 30 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 143,000 이고, Mw/Mn은 2.1 이었다. 이렇게 얻어진 고리형 올레핀 고분자입자의 전자 현미경 사진(배율 100배)을 도 1에 나타내었다. 도 1에서 보면, 실시예 1의 고리형 올레핀 고분자 입자는 구형으로 형태가 고름을 알 수 있다.210 g of a copolymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester prepared in Preparation Example 1 was added to a reactor, and 450 g of acetone was added thereto to dilute. Subsequently, 750 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 2 hours (dripping rate = 1.8 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When about 450 g of normal hexane was added, the polymer began to precipitate slowly. The precipitated polymer sank to the bottom when the stirring was stopped and the top became a clear solution layer. After completing the dropwise addition of normal hexane, the polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 49.5 g of a white polymer (88 wt% based on the total amount of added monomers). The bulk density of the dried polymer was 0.37 g / ml and the content of palladium was 30 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 143,000, and Mw / Mn was 2.1. An electron micrograph (100 times magnification) of the cyclic olefin polymer particles thus obtained is shown in FIG. 1. In Figure 1, it can be seen that the cyclic olefin polymer particles of Example 1 are spherical in shape.
실시예 2Example 2
제조예1에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트와 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르의 공중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였고 여기에 아세톤 450 g과 노말헥산 400g의 공비조성의 혼합물을 투입하여 희석하면용액이 유화상태가 되었다. 이어서, 상기 반응기에 350 g의 노말헥산을 상온에서 1 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.7 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 교반을 멈추었을 때 침전된 고분자는 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 고분자 슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 49.9g(투입된 단량체 총량기준 88 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자의 벌크 밀도는 0.38 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 30 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 143,000 이고, Mw/Mn은 2.1 이었다.210 g of a copolymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester prepared in Preparation Example 1 was added to a reactor, and azeotropic composition of 450 g of acetone and 400 g of normal hexane was added thereto. When the mixture was added and diluted, the solution became emulsified. Subsequently, 350 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 1 hour (dripping rate = 1.7 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When the stirring was stopped after dropping of normal hexane, the precipitated polymer sank to the bottom and the upper layer became a clear solution layer. The polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 49.9 g of a white polymer (88 wt% based on the total amount of added monomers). The bulk density of the dried polymer was 0.38 g / ml and the content of palladium was 30 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 143,000, and Mw / Mn was 2.1.
비교예 1Comparative Example 1
제조예1에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트와 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르의 공중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 2 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.8 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 약 450 g 의 노말헥산을 투입하였을 때 고분자가 서서히 침전되기 시작하였다. 침전된 고분자는 응집된 형태로 전체가 서로 엉켜 분산된 입자를 얻을 수 없었다. 노말헥산 대신 메탄올, 에탄올, 시클로헥산 등을 사용하여도 침전된 고분자는 서로 엉켜분산된 입자를 얻을 수 없었다.210 g of a copolymer solution of 5-norbornene-2-methyl acetate and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester prepared in Preparation Example 1 was charged into a reactor. Subsequently, 750 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 2 hours (dripping rate = 1.8 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When about 450 g of normal hexane was added, the polymer began to precipitate slowly. Precipitated polymers were entangled with each other in an aggregated form to obtain dispersed particles. Even when methanol, ethanol, cyclohexane and the like were used instead of normal hexane, the precipitated polymers were entangled with each other to obtain dispersed particles.
제조예 2 Preparation Example 2
(5-노보넨-2-메틸아세테이트의 중합체용액의 제조)(Production of Polymer Solution of 5-norbornene-2-methylacetate)
상온에서 반응기에 5-노보넨-2-메틸아세테이트 (2,493 g)를 투입한 후 톨루엔(7,479 g)을 넣었다. 반응기의 내부를 질소로 치환하고, 상기 반응기를 90 ℃로 승온하였다. 이어서, 촉매인 팔라듐디아세테이트(0.33 g), 디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트(dimethyl aniliniumtetrakiss (pentafluorophenyl)borate)(2.4 g), 트리사이클로헥실포스핀(0.42 g)을 디클로로메틸에 용해한 후 이것을 상기 반응기에 투입하고, 18 시간 교반하고 반응을 끝내 고분자 용액을 제조하였다. 5-norbornene-2-methyl acetate (2,493 g) was added to the reactor at room temperature, followed by toluene (7,479 g). The inside of the reactor was replaced with nitrogen, and the reactor was heated to 90 ° C. Subsequently, palladium diacetate (0.33 g), dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (2.4 g), and tricyclohexylphosphine (0.42 g) were added to dichloromethyl. After dissolution, this was added to the reactor, stirred for 18 hours, and the reaction was completed to prepare a polymer solution.
실시예 3Example 3
제조예 2에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트의 중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였고 여기에 아세톤 750 g을 투입하여 희석하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 2 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.8 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 약 450 g 의 노말헥산을 투입하였을 때 고분자가 서서히 침전되기 시작하였다. 침전된 고분자는 교반을 멈추었을 때 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 고분자슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 47.0g(투입된 단량체 총량기준 90 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자는 구형의 형상으로 벌크 밀도는 0.30 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 15 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 189,000 이고, Mw/Mn은 2.4 이었다.210 g of the polymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate prepared in Preparation Example 2 was added to a reactor, and 750 g of acetone was added thereto and diluted. Subsequently, 750 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 2 hours (dripping rate = 1.8 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When about 450 g of normal hexane was added, the polymer began to precipitate slowly. The precipitated polymer sank to the bottom when the stirring was stopped and the top became a clear solution layer. After completing the dropwise addition of normal hexane, the polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 47.0 g of a white polymer (90 wt% based on the total amount of monomers added). The dried polymer was spherical in shape and had a bulk density of 0.30 g / ml and a palladium content of 15 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 189,000, and Mw / Mn was 2.4.
실시예 4Example 4
제조예 2에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트의 중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였고 여기에 메틸에틸케톤 750 g을 투입하여 희석하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 2 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.8 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 약 450 g 의 노말헥산을 투입하였을 때 고분자가 서서히 침전되기 시작하였다. 침전된 고분자는 교반을 멈추었을 때 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 고분자슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 49.0 g(투입된 단량체 총량기준 93 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자의 벌크 밀도는 0.35 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 17 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 201,000 이고, Mw/Mn은 2.3 이었다.210 g of the polymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate prepared in Preparation Example 2 was added to a reactor, and 750 g of methyl ethyl ketone was added thereto and diluted. Subsequently, 750 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 2 hours (dripping rate = 1.8 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When about 450 g of normal hexane was added, the polymer began to precipitate slowly. The precipitated polymer sank to the bottom when the stirring was stopped and the top became a clear solution layer. After completion of the dropwise addition of normal hexane, the polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 49.0 g of a white polymer (93 wt% based on the total amount of added monomers). The bulk density of the dried polymer was 0.35 g / ml and the content of palladium was 17 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 201,000, and Mw / Mn was 2.3.
비교예 2Comparative Example 2
제조예 2에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트의 중합체용액 210 g을 반 응기에 투입하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 2 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.8 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 약 450 g의 노말헥산을 투입하였을 때 고분자가 서서히 침전되기 시작하였다. 침전된 고분자는 서로 엉켜 분산된 입자를 얻을 수 없었다. 노말헥산 대신 메탄올, 에탄올, 시클로헥산등을 사용하여도 침전된고분자는 서로 엉켜 분산된 입자를 얻을 수 없었다.210 g of the polymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate prepared in Preparation Example 2 was added to the reactor. Subsequently, 750 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 2 hours (dripping rate = 1.8 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When about 450 g of normal hexane was added, the polymer began to precipitate slowly. The precipitated polymer was entangled with each other to obtain dispersed particles. Even when methanol, ethanol, cyclohexane, etc. were used instead of normal hexane, the precipitated polymers were entangled with each other to obtain dispersed particles.
비교예 3Comparative Example 3
제조예 2에서 제조된 5-노보넨-2-메틸아세테이트의 중합체용액 210 g을 반응기에 투입하였고 여기에 아세톤 750 g을 투입하여 희석하였다. 이어서, 상기 반응기에 750 g의 노말헥산을 상온에서 5초동안 급격히 투입하였다.(적가속도=2,570 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 침전된 고분자는 도 2에 나타낸 바와 같이, 불규칙한 섬유형태이며 벌크밀도는 0.07 g/ml으로 아주 작았다.210 g of the polymer solution of 5-norbornene-2-methylacetate prepared in Preparation Example 2 was added to a reactor, and 750 g of acetone was added thereto and diluted. Subsequently, 750 g of normal hexane was rapidly added to the reactor at room temperature for 5 seconds (dripping acceleration = 2,570 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. The precipitated polymer was in the form of irregular fibers as shown in Figure 2, and the bulk density was very small, 0.07 g / ml.
제조예 3Preparation Example 3
(5-부틸노보넨, 5-노보넨-2-메틸아세테이트 및 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르의 삼원 공중합체 용액의 제조)(Preparation of terpolymer copolymer solution of 5-butylnorbornene, 5-norbornene-2-methylacetate and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester)
상온에서 반응기에 5-부틸노보넨(15.6 g), 5-노보넨-2-메틸아세테이트(81.4 g) 및 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르(16.0 g)를 투입한 후 톨루엔(170 g)을 넣고 반응기의 내부를 질소로 치환하고 90 ℃로 승온하였다. 이어서, 팔라듐디아세테이트 (10.5 mg), 디메틸아닐리늄 테트라키스펜타플루오로페닐)보레이트(74.8 mg) 및 트리사이클로헥실 포스핀(13.1 mg)을 디클로로메틸에 용해한 후 이것 을 반응기에 투입하고 18 시간 교반하여 반응을 끝냄으로써, 5-부틸노보넨 15 몰%와 5-노보넨-2-메틸아세테이트 70 몰% 및 5-노보넨-2-카복실릭산 메틸에스테르 15 몰%의 단량체를 중합한 삼원 공중합체 용액을 만들었다.5-butylnorbornene (15.6 g), 5-norbornene-2-methyl acetate (81.4 g) and 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester (16.0 g) were added to the reactor at room temperature, followed by toluene (170). g) was added and the inside of the reactor was replaced with nitrogen and heated to 90 ° C. Subsequently, palladium diacetate (10.5 mg), dimethylanilinium tetrakispentafluorophenyl) borate (74.8 mg) and tricyclohexyl phosphine (13.1 mg) were dissolved in dichloromethyl, which was added to the reactor and stirred for 18 hours. Terpolymer by polymerization of 15 mol% of 5-butylnorbornene, 70 mol% of 5-norbornene-2-methyl acetate and 15 mol% of 5-norbornene-2-carboxylic acid methyl ester A solution was made.
실시예 5Example 5
제조예 3에서 제조된 고분자 용액에 아세톤 340 g을 투입하여 희석하였다. 반응기의 교반 속도를 150 rpm으로 교반하면서 848 g의 노말헥산을 상온에서 90분 동안 서서히 적가하였다(적가 속도 = 2.0 kg/hr/kg). 적가 후 침전된고분자는 교반을 멈추었을 때 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 고분자 슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 60 ℃에서 감압하여 건조시켜 흰색의 고분자 104g(투입된 단량체 총량기준 92 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자는 구형으로서 벌크 밀도가 0.35 g/ml 이었다. 팔라듐의 함량은 30 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 185,000 이고, Mw/Mn은 2.2 이었다.340 g of acetone was added to the polymer solution prepared in Preparation Example 3, and diluted. 848 g of normal hexane was slowly added dropwise at room temperature for 90 minutes while stirring the reactor at 150 rpm (dripping rate = 2.0 kg / hr / kg). After dropping, the precipitated polymer sank to the bottom when the stirring was stopped, and the upper part became a clear solution layer. After completion of the dropwise addition of normal hexane, the polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 60 ° C. to obtain 104 g of a white polymer (92 wt% based on the total amount of added monomers). The dried polymer was spherical and had a bulk density of 0.35 g / ml. The content of palladium was 30 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 185,000 and Mw / Mn was 2.2.
실시예 6Example 6
제조예3에서 제조된 고분자용액에 아세톤 340 g과 노말헥산 302g의 공비조성의 혼합물을 투입하여 희석하였다. 이어서, 상기 반응기에 546 g의 노말헥산을 상온에서 1 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=1.9 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 노말헥산의 적가를 마친 후 교반을 멈추었을 때 침전된고분자는 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 고분자 슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 104g(투입된 단량체 총량기준 92 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자는 구형의 형상으로 벌크 밀도는 0.32 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 28 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 187,000 이고, Mw/Mn은 2.1 이었다.The azeotropic mixture of 340 g of acetone and 302 g of normal hexane was added to the polymer solution prepared in Preparation Example 3, and diluted. Subsequently, 546 g of normal hexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 1 hour (dripping rate = 1.9 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When the stirring was stopped after the addition of normal hexane, the precipitated polymer settled to the bottom and the upper layer became a clear solution layer. The polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 104 g of a white polymer (92 wt% based on the total amount of added monomers). The dried polymer was spherical in shape and had a bulk density of 0.32 g / ml and a palladium content of 28 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 187,000, and Mw / Mn was 2.1.
실시예 7Example 7
제조예 3에서 제조된 고분자용액에 아세톤 340 g과 시클로헥산 167g의 공비조성의 혼합물을 투입하여 희석하면용액이 유화상태가 되었다. 이어서, 상기 반응기에 681 g의 시클로헥산을 상온에서 1 시간 동안 서서히 적가하였다(적가속도=2.4 kg/hr/kg). 반응기의 교반 속도는 200 rpm이었다. 시클로헥산의 적가를 마친 후 교반을 멈추었을 때 침전된 고분자는 바닥에 가라 앉고 상부는 맑은 용액층이 되었다. 고분자 슬러리를 여과하고 노말헥산으로 세척한 후 70 ℃에서 감압 건조시켜 흰색의 고분자 102 g(투입된 단량체 총량기준 90 중량%)을 얻었다. 건조된 고분자는 구형의 형상으로 벌크 밀도는 0.40 g/ml 이었으며 팔라듐의 함량은 25 ppm 이었다. 이 공중합체의 분자량 (Mw)은 184,000 이고, Mw/Mn은 2.0 이었다.When the azeotropic mixture of 340 g of acetone and 167 g of cyclohexane was added to the polymer solution prepared in Preparation Example 3, the solution became emulsified. Subsequently, 681 g of cyclohexane was slowly added dropwise to the reactor at room temperature for 1 hour (dropping rate = 2.4 kg / hr / kg). The stirring speed of the reactor was 200 rpm. When the stirring was stopped after the addition of cyclohexane, the precipitated polymer settled to the bottom and the upper part became a clear solution layer. The polymer slurry was filtered, washed with normal hexane, and dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 102 g of a white polymer (90 wt% based on the total amount of added monomers). The dried polymer was spherical in shape and had a bulk density of 0.40 g / ml and a palladium content of 25 ppm. The molecular weight (Mw) of this copolymer was 184,000, and Mw / Mn was 2.0.
본 발명은 고리형 올레핀 고분자의 용액으로 비용매를 적가하기 전에 케톤류가 포함된 용매로 희석하고, 특히 상기 희석용매로 케톤류와 비용매의 공비조성의 혼합물을 사용함으로써, 고분자의 침전이 서서히 일어나게 하면서도 알킬의 직쇄 또는 분지쇄의 치환체가 있는 알킬노보넨 함량이 낮은 경우에도 구형을 가지며 벌크밀도가 높은 고리형 올레핀 고분자를 제공할 수 있는 효과가 있다.The present invention dilutes a solvent containing ketones before dropping the nonsolvent into a solution of the cyclic olefin polymer, and in particular, by using a mixture of ketones and nonsolvents as a diluent solvent, causing the polymer to gradually precipitate. Even when the alkylnorbornene content having a linear or branched substituent of alkyl is low, there is an effect of providing a cyclic olefin polymer having a spherical shape and a high bulk density.
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