KR20080094357A - Method for adjusting molecular weight distribution of the polytetramethylene ether glycol - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 제조 공정을 위한 장치를 도시한 것이다. 1 shows an apparatus for the production process of polytetramethylene ether glycol according to the present invention.
본 발명은 정해진 수평균 분자량에 대하여 특정 범위(1.5~2.0) 분자량 분포를 가지도록 하는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)의 제조방법에 관한 것이고, 구체적으로 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 중합이 진행되는 과정에 반응 중지제로 일정량의 물을 펄스 방식으로 투입하여 생성되는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 분자량 분포를 조절하는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing polytetramethylene ether glycol (PTMG) to have a specific range (1.5 to 2.0) molecular weight distribution for a predetermined number average molecular weight, and in particular, a process of polymerizing polytetramethylene ether glycol. The present invention relates to a method for producing polytetramethylene ether glycol in which a molecular weight distribution of polytetramethylene ether glycol produced by adding a predetermined amount of water to the reaction terminator in a pulsed manner.
폴리테트라메틸렌에테르글리콜은 스판덱스 섬유, 플라스틱 또는 필름의 소재 로 사용되는 폴리우레탄의 제조를 위한 원료 중합물로 사용된다. 폴리우레탄은 용도에 따라 경질 및 연질과 같은 다양한 형태로 제조될 수 있고, 그리고 용도에 따라 최적의 분자량 또는 분자량 분포를 가지도록 제조되어야 한다. 그러므로 폴리우레탄의 용도를 고려하여 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 분자량이 적절한 값을 가지도록 제조될 필요가 있다. 분자량의 분포가 1300 내지 1600이 되도록 조절하면서 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 제조하는 방법이 US 특허번호 제5,053,553호에 개시되어 있다. 제5,053,553호에 개시된 발명은 수(數) 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비를 의미하는 Z 인자를 도입하고, 그리고 Z 인자가 예를 들어 1.80 이하가 되도록 조절하여 좁은 범위의 분자량을 가지도록 하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 제시된 발명에 따르면 PTMG 개시 물질이 메탄올, 물 및 시클로헥산과 같은 비극성 용매와 혼합되어야 하므로, 추후 메탄올, 및 비극성 용매를 제거시키기 위한 공정이 추가로 진행되어야 한다는 단점을 가진다. 이와 같은 선행기술의 단점을 개선하기 위하여 WO1999/61507에 게시된 발명이 제안되었다. WO1999/61507은 좁은 분자량 분포를 가지는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)을 제조하기 위하여 개시 단량체의 잔류 시간 분포 및 교반력을 조절하는 방법을 제안한다. 그리고 WO1999/61507은 잔류 시간 분포를 조절하기 위하여 공급되는 촉매 배위수의 양 또는 반응 온도를 조절하거나, 또는 단위 반응 액체 체적에 대한 교반력을 변화시키는 방법을 개시한다. 그러나 촉매 배위수 양 또는 반응 온도를 조절하여 개시 목표 분자량 분포를 예를 들어 0.2 수준으로 높이는 경우 실제 소요되는 교반 동력을 예측하기 어렵게 된다. 이로 인하여 설비의 초과 사이징(sizing)이 요구되므로 설 비비용이 증가될 수 있다는 문제점이 제기된다. Polytetramethylene ether glycol is used as a raw polymer for the preparation of polyurethanes used as materials for spandex fibers, plastics or films. Polyurethanes may be prepared in various forms, such as hard and soft, depending on the application, and should be made to have an optimal molecular weight or molecular weight distribution depending on the application. Therefore, it is necessary to prepare so that the molecular weight of polytetramethylene ether glycol has an appropriate value in consideration of the use of polyurethane. A method for producing polytetramethylene ether glycol while controlling the distribution of molecular weights to 1300 to 1600 is disclosed in US Pat. No. 5,053,553. The invention disclosed in No. 5,053,553 introduces the Z factor, which means the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight, and adjusts the Z factor to be, for example, 1.80 or less to have a narrow molecular weight. A method is disclosed. However, according to the present invention, since the PTMG starting material must be mixed with non-polar solvents such as methanol, water and cyclohexane, there is a disadvantage that a process for removing methanol and non-polar solvents must be further performed later. In order to remedy this disadvantage of the prior art, the invention disclosed in WO1999 / 61507 has been proposed. WO1999 / 61507 proposes a method for controlling the residence time distribution and agitation force of the starting monomers to produce polytetramethylene ether glycol (PTMG) having a narrow molecular weight distribution. And WO1999 / 61507 disclose a method of adjusting the amount of catalyst coordination water or reaction temperature supplied to control the residence time distribution, or changing the agitation force for the unit reaction liquid volume. However, when the amount of catalyst coordination number or the reaction temperature is increased to increase the starting target molecular weight distribution to, for example, 0.2 level, it is difficult to predict the actual stirring power required. This raises the problem that the installation cost can be increased because the excess sizing of the equipment is required.
본 발명은 이와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 반응 종결자로 물의 투입방식을 조절하고 그에 따라 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 분자량 분포를 조절하는 방법을 제안한다. The present invention is to solve this problem of the prior art proposes a method of controlling the input method of water as a reaction terminator and accordingly the molecular weight distribution of polytetramethylene ether glycol.
본 발명의 목적은 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 중합 과정에서 반응 종결자로 첨가되는 물을 펄스 형태로 투입하여 생성되는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 분자량 분포를 조절하는 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a method for controlling the molecular weight distribution of polytetramethylene ether glycol produced by adding water added as a reaction terminator in the polymerization process of polytetramethylene ether glycol in a pulse form.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 헤테로폴리산(HPA) 촉매층을 사용하여 THF로부터 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 제조하는 방법은 연속 반응기에 THF 및 헤테로폴리산 촉매를 물과 함께 투입하여 반응 혼합물을 생성하는 단계; 반응 혼합물을 교반하면서 THF 및 일정 양의 물을 공급하는 단계; According to a preferred embodiment of the present invention, a method for preparing polytetramethylene ether glycol from THF using a heteropolyacid (HPA) catalyst layer comprises the steps of adding a THF and heteropolyacid catalyst with water to a continuous reactor to produce a reaction mixture; Supplying THF and an amount of water while stirring the reaction mixture;
반응 과정에서 생성된 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 샘플링하여 수평균 분자량 및 분자량 분포를 측정하는 단계를 포함하고, 상기에서 일정 양의 물의 공급은 펄스 형태로 이루어진다. Sampling the polytetramethylene ether glycol produced in the reaction process to measure the number average molecular weight and molecular weight distribution, wherein the supply of a certain amount of water is made in the form of a pulse.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 샘플링은 적어도 1회가 된다. According to another suitable embodiment of the present invention, the sampling of polytetramethylene ether glycol is at least once.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 반응기의 온도는 50 내지 70 ℃가 된다. According to another suitable embodiment of the invention, the temperature of the reactor is from 50 to 70 ° C.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 반응 혼합물의 생성 및 일정 양의 물은 미리 시험적으로 작성된 일정한 온도, THF에 대한 HPA촉매의 양 및 공급되는 물의 총량에 대한 펄스 형태 물 투입 방식에 따른 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량 분포 시험 곡선에 의하여 결정된다. According to another suitable embodiment of the present invention, the production of the reaction mixture and the amount of water is dependent on a constant temperature, which has been pre-tested in advance, the amount of HPA catalyst to THF, and the type of pulsed water to the total amount of water supplied. It is determined by the number average molecular weight and the weight average molecular weight distribution test curve.
아래에서 본 발명은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되지만, 제시된 실시 예는 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by using examples, but the examples presented are for a clear understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 폴리테트라메틸렌에테르글리콜의 중합 장치를 도시한 것이다.1 shows a polymerization apparatus of polytetramethylene ether glycol according to the present invention.
도 1을 참조하면, 폴리 테트라메틸렌 에테르 글리콜의 제조를 위한 연속 중합 장치(1)는 반응기(11), 상 분리 용기(12), 유량 조절기(131)를 가진 물 공급기(13), 및 증류 칼럼(14)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a continuous polymerization apparatus 1 for the production of poly tetramethylene ether glycol comprises a
본 발명에 따른 PTMG의 제조방법에서 사용될 수 있는 촉매는 헤테로폴리 산(HPA)을 포함한다. 일반적으로 HPA의 단위 분자당 20 내지 40 분자의 물이 배위가 되지만, 이러한 형태의 HPA는 테트라히드로 푸란(THF)의 중합 반응을 효과적으로 유도할 수 없다. 그러므로 테트라히드로 푸란의 중합반응을 적절하게 유도하기 위하여 헤테로폴리-음이온에 배위되는 물 분자의 수가 조절될 필요가 있다. 헤테로폴리 산에 배위되는 물 분자의 수를 조절하기 위하여 일반적으로 촉매의 활성을 변화시키는 방법으로 사용되는 것과 같이 헤테로폴리 산을 예를 들어 100 내지 300 ℃의 온도로 가열하는 것이다. 가열 온도 및 가열 시간은 배위되는 물 분자의 수에 따라 조정이 가능하지만 예를 들어 헤테로폴리 산에 대한 물 분자의 배위수가 3 내지 18개가 되도록 조절될 수 있다. Catalysts that can be used in the preparation of PTMG according to the present invention include heteropoly acids (HPA). Generally, 20 to 40 molecules of water are coordinated per unit molecule of HPA, but this type of HPA cannot effectively induce the polymerization of tetrahydrofuran (THF). Therefore, in order to properly induce the polymerization of tetrahydrofuran, the number of water molecules coordinated to a heteropoly-anion needs to be controlled. In order to control the number of water molecules coordinated to a heteropoly acid, the heteropoly acid is heated to a temperature of, for example, 100 to 300 ° C., as is generally used as a method of changing the activity of the catalyst. The heating temperature and the heating time can be adjusted according to the number of water molecules to be coordinated, but can be adjusted such that, for example, the coordination number of water molecules to heteropoly acid is 3 to 18.
반응기(11)에 먼저 테트라히드로 푸란이 투입이 된다. 테트라히드로 푸란은 예를 들어 1,4-부탄디올로부터 제조될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 PTMG의 제조에 사용되는 테트라히드로 푸란은 이 분야에서 공지된 방법에 따라 제조될 수 있다. 제조된 테트라히드로 푸란은 물과 함께 반응기(11)에 투입된다. 그리고 물의 배위수가 조절된 헤테로폴리 산이 다시 반응기(11)에 첨가된다. 반응기(11) 내 촉매 상에 존재하는 물의 양은 물의 배위수가 3 내지 18이 되도록 조절될 수 있다. 중합 반응이 진행되면 물의 양은 감소될 수 있다. 그러므로 중합 반응이 일정한 수의 물의 배위수를 가지는 상태에서 진행될 수 있도록 물이 첨가될 수 있다. 만약 물의 양이 예를 들어 헤테로폴리-음이온에 대한 물의 배위수가 20 이상이 되도록 존재하거나 또는 헤테로폴리 산에 대한 물의 몰 비가 예를 들어 0.1 이하가 되는 경우 중합 반응의 효율은 현저히 저하가 될 수 있다. 첨가되는 물의 양은 중합 반응의 진행 정도에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 PTMG의 제조 방법에 따르면, 물은 일정한 시간 동안 정해진 양이 주기적으로, 간헐적으로 반응기(11)로 투입된다. 예를 들어, 6시간 동안 2시간 간격으로 총 300 ㎖의 물이 3회에 걸쳐 반응기(11)에 투입될 수 있다. 바람직하게는 300ml를 6시간동안 연속 형태 인 0.83ml/min로 물을 투입 할 수 있다. Tetrahydrofuran is first introduced into the
이와 같이 반응기(11)에 일정 시간에 걸쳐 일정 주기로 물을 간헐적으로 또 는 불연속적으로 투입하는 것을 펄스 형태의 물 투입이라 한다. 반응기(11)에 헤테로폴리 산이 첨가되면, THF, 물 및 헤테로폴리 산의 반응 혼합물은 40 내지 80 ℃에서 2 내지 6시간 동안 교반이 된다. 이후 반응 혼합물은 상 분리 용기(12)로 이동되어 실온에서 30분 내지 2시간 동안 유지된다. 그리고 상분리 용기(12)에서 PTMG가 샘플링이 되어 수 평균 분자량 및 분자량 분포가 측정된다. 측정된 분자량 분포가 요구되는 값을 가지느냐 여부에 따라 위에서 설명한 것과 같은 펄스 형태의 물 투입을 위한 시간 간격, 총 투입량, 또는 각각의 시간 주기에서 투입되어야 하는 양이 검정될 수 있다.As such, the intermittent or discontinuous introduction of water into the
분자량분포를 위한 물 분할 투입은 하기와 같은 식에 의거하여 조절 가능하다.Split water input for molecular weight distribution can be adjusted based on the following equation.
Y= 1.4186e(0.0256X) Y = 1.4186e (0.0256X)
여기서 Y는 분자량 분포값(PD = Poly dispersity)Where Y is the molecular weight distribution (PD = Poly dispersity)
X= 물분할 투입 횟수 (12시간동안)X = number of water splits (12 hours)
(전제조건: 분할투입을 하지 않는 경우와 분할 투입 하는 경우의 시간당 투입되는 물의 총량은 동일하고, 분할투입 하지 않는 경우-연속투입의 분자량 분포는 1.45 수준을 가진다. 투입되는 물의 총량은 생성되는 PTMG의 mol수와 동일하다. ) (Prerequisite: The total amount of water to be added per hour in the case of no divided injection and the divided injection is the same, and the non-divided injection-the molecular weight distribution of continuous injection is 1.45. Same as mol of)
본 발명에 따른 제조공정에서 물의 역할은 반응 종결제인 동시에 반응의 활성(Activation)을 조절하는 중요한 인자가 된다. 반응 종결제로서의 역할은 THF의 개환 후 PTMG의 생성에 물분자가 결합하고 잉여분의 물이 존재하게 되면 촉매에 배위하게 되어 촉매의 활성을 낮추게 된다. 이러한 촉매 반응 활성의 조절에 의해서 생성되는 분자량의 폭이 훨씬 넓어지게 된다. 이러한 원리에 따라 투입되는 물의 총량은 변화시키지 않고 투입되는 횟수를 조절함으로써 원하는 분자량 분포를 얻을 수 있게 된다. 투입되는 물의 총량이 일정 하고 투입되는 물의 횟수만 증가하게 되면 (무수히 증가한다면 연속적인 형태(Continuous type)가 된다) 반응의 활성은 변화 없이 물은 반응 종지제로만 작용하게 된다. 그러나 투입되는 물의 총량은 유지하고 물의 투입 횟수를 줄이게 되면 일부는 반응 종지제로 작용하고 일부는 촉매의 배위수에 작용하여 반응의 활성이 떨어지고 그 이후 활성이 회복되어 생성되는 PTMG는 다양한 분포를 가지게 되지만 결과적으로 투입되는 물의 총량이 일정하게 되어 반응 후 생성되는 촉매의 활성은 이전과 같이 유지되므로 반응 매커니즘에 전혀 영향을 주지 않게 된다.The role of water in the production process according to the present invention is not only a reaction terminator but also an important factor for controlling the activation of the reaction. As a reaction terminator, water molecules bind to the production of PTMG after the ring opening of THF, and when excess water is present, the catalyst is coordinated to lower the activity of the catalyst. By controlling such catalytic reaction activity, the width of the resulting molecular weight becomes much wider. According to this principle, it is possible to obtain a desired molecular weight distribution by adjusting the number of inputs without changing the total amount of water added. If the total amount of water added is constant and the number of water inputs is only increased (increasing to an infinite number, it becomes a continuous type), the activity of the reaction does not change and water acts only as a reaction terminator. However, if the total amount of water input is maintained and the number of water inputs is reduced, some of them act as reaction terminators, and some of them act on the coordination number of the catalyst, which decreases the activity of the reaction. As a result, the total amount of water introduced is constant so that the activity of the catalyst produced after the reaction is maintained as before, so that the reaction mechanism is not affected at all.
상 분리 용기(12)에서 HPA 층 및 THF 모노머 층이 균일하게 반응을 하면서 상층 및 하층으로 분리가 된다. 이후 상 분리 용기(12)로부터 회수된 액체는 증류 컬럼(14)에 공급되어 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)이 얻어진다.In the
이와 같이 본 발명에 따르면, 반응기(12)에 반응 종결자로 일정량의 물을 펄 스 형태로 투입하여 제조된 폴리테트라메틸렌에테르글리콜(PTMG)의 분자량 분포를 조절할 수 있다. 즉, 투입되는 물을 펄스로 투입하여 촉매 활성에 변화를 가능하도록 한다. 펄스 형태로 투입되어야 하는 물의 총량, 시간 주기 또는 각각의 시간 주기 동안 투입되어야 하는 양은 반응 중간에 PTMG를 샘플링하여 수평균 분자량을 측정하고 그리고 GPC(Gel Permeation Chromatography)를 사용하여 수평균 분자량(Mn)에 대한 중량평균 분자량(Mw)의 비를 결정하여 조절될 수 있다. As described above, according to the present invention, the molecular weight distribution of the polytetramethylene ether glycol (PTMG) prepared by adding a certain amount of water in the form of a pulse as a reaction terminator to the
아래에서 본 발명에 따른 PTMG의 제조방법에 대한 실시 예를 제시한다. Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of PTMG according to the present invention.
실시 예Example
실시 예 1Example 1
60 kg의 테트라히드로 푸란 단량체를 반응기에 투입하고 그리고 촉매 및 생성되는 PTMG의 몰 수와 동일한 양과 같은 소량의 물과 함께 인텅스텐산 60 kg을 반응기에 첨가하였다. 반응기의 온도를 60 ℃로 유지하고 그리고 THF 단량체를 6 kg/hour의 속도로 지속적으로 공급하였다. 그리고 이와 동시에 물 공급기를 통하여 총 72 ml/12hr의 물을 6회에 걸쳐 (1회 투입에 12 ml식 2시간 간격) 반응기 내 혼합물을 교반하면서 지속적으로 혼합물을 상 분리 용기로 흘려 보내 촉매층을 분리하였다. 그리고 다시 물을 상 분리 용기로부터 반응기로 순환시키면서 상층부의 PTMG는 오버플로우(Overflow)의 형성을 통하여 누적 시켰다. 중합이 시작이 되어 약 24시간이 경과한 후 누적된 PTMG를 샘플링하여 수 평균 분자량 및 분자량 분포 를 측정하였다. 수평균 분자량은 1790 그리고 분자량 분포는 1.51이 되었다. 분자량 분포를 유지하기 위하여 동일한 양의 THF 및 물을 지속적으로 공급하였다. 60 kg of tetrahydrofuran monomer was charged to the reactor and 60 kg of phosphorus tungstic acid was added to the reactor with a small amount of water equal to the molar number of catalyst and the resulting PTMG. The temperature of the reactor was maintained at 60 ° C. and THF monomer was continuously fed at a rate of 6 kg / hour. At the same time, a total of 72 ml / 12 hr of water through a water supply was added six times (12 ml of two hours at a time), while continuously stirring the mixture in the reactor to separate the catalyst layer. It was. And again while circulating water from the phase separation vessel to the reactor PTMG of the upper layer was accumulated through the formation of overflow (Overflow). After 24 hours of polymerization, the accumulated PTMG was sampled to determine the number average molecular weight and molecular weight distribution. The number average molecular weight was 1790 and the molecular weight distribution was 1.51. The same amount of THF and water were fed continuously to maintain molecular weight distribution.
실시 예 2Example 2
60 kg의 테트라히드로 푸란 단량체를 반응기에 투입하고 그리고 촉매 및 생성되는 PTMG의 몰 수와 동일한 양과 같이 소량의 물과 함께 인텅스텐산 60 kg을 반응기에 첨가하였다. 반응기의 온도를 60℃로 유지하고 그리고 THF 단량체를 6 kg/hour의 속도로 지속적으로 공급하였다. 이와 동시에 물 공급기를 통하여 총 72 ml/12hr의 물을 3회에 걸쳐 (1회 투입에 24 ml식 4시간 간격) 반응기 내 혼합물을 교반하면서 지속적으로 혼합물을 상 분리 용기로 흘려 보내 촉매층을 분리하였다. 다시 물을 상 분리 용기로부터 반응기로 순환시키고 상층부의 PTMG는 오버플로우의 형성을 통하여 누적시켰다. 중합이 시작이 시작되고 약 24시간이 경과한 후 누적된 PTMG를 샘플링하여 수 평균 분자량 및 분자량 분포를 측정하였다. 측정된 수평균 분자량은 1808 그리고 분자량 분포는 1.56이 되었다. 전체 결과를 표 1로 나타내었다. 60 kg of tetrahydrofuran monomer was charged to the reactor and 60 kg of phosphotungstic acid was added to the reactor with a small amount of water in the same amount as the number of moles of catalyst and PTMG produced. The temperature of the reactor was maintained at 60 ° C. and THF monomer was continuously fed at a rate of 6 kg / hour. At the same time, a total of 72 ml / 12 hr of water was passed through the water feeder three times (24 ml every 4 hours for one input) while continuously stirring the mixture in the reactor to separate the catalyst layer by separating the catalyst bed. . Again water was circulated from the phase separation vessel to the reactor and PTMG at the top was accumulated through the formation of overflow. About 24 hours after the start of polymerization, the accumulated PTMG was sampled to determine the number average molecular weight and molecular weight distribution. The measured number average molecular weight was 1808 and the molecular weight distribution was 1.56. The overall results are shown in Table 1.
실시 예 3Example 3
반응기에 60 kg의 테트라히드로 푸란 단량체 및 예를 들어 생성되는 PTMG의 몰 수와 동일한 양과 같이 소량의 물과 함께 60 kg의 인텅스텐산을 투입하고 그리고 THF 단량체의 공급 속도를 6kg/hour, 그리고 반응기의 온도 60 ℃의 조건에서 반응을 진행하였다. 반응 과정에서 PTMG를 샘플링하여 수평균 분자량이 1795 그리고 분자량 분포가 약 1.65가 되도록 펄스 형태로 물 공급기를 통하여 총 72ml/12hr의 물을 2회에 걸쳐 (1회 투입에 36ml식 6시간 간격) 반응기 내 혼합물을 교반하면서 지속적으로 혼합물을 상 분리 용기로 흘려보내고 촉매층을 분리하였다. 다시 물을 상 분리 용기로부터 반응기로 순환시키고 상층부의 PTMG는 오버플로우를 형성을 통하여 누적시켰다. 중합이 시작되고 약 24시간이 경과한 후 누적된 PTMG를 샘플링하여 수 평균 분자량 및 분자량 분포를 측정하였다60 kg of phosphotungstic acid is charged with a small amount of water, such as 60 kg of tetrahydrofuran monomer and, for example, the number of moles of PTMG produced, and the feed rate of THF monomer is 6 kg / hour, and the reactor The reaction was carried out under the condition of a temperature of 60 ℃. In the course of the reaction, PTMG was sampled and subjected to a total of 72 ml / 12 hr of water twice in a pulsed form (36 ml for 6 hours at a time) so that the number average molecular weight was 1795 and the molecular weight distribution was about 1.65. While stirring the mixture, the mixture was continuously flowed into a phase separation vessel and the catalyst layer was separated. Again water was circulated from the phase separation vessel into the reactor and the upper layer PTMG accumulated through the formation of overflow. About 24 hours after the start of polymerization, the accumulated PTMG was sampled to determine the number average molecular weight and molecular weight distribution.
비교 예 Comparative example
비교 예 1Comparative Example 1
물의 공급량을 6㎖/hour로 조절하여 지속적으로 연속 공급하면서 실시 예 1과 동일한 방법으로 반응을 진행시켰다. 반응은 24시간 동안 진행하여 PTMG 를얻었다. 얻어진 PTMG의 수평균 분자량 및 분자량 분포는 1788 및 1.45이 되었다. 결과를 표 1로 나타내었다. The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 while controlling the supply amount of water to 6 ml / hour continuously. The reaction proceeded for 24 hours to obtain PTMG. The number average molecular weight and molecular weight distribution of the obtained PTMG were 1788 and 1.45. The results are shown in Table 1.
표 1: 실시 예 1 내지 3 및 비교 예 1Table 1: Examples 1-3 and Comparative Example 1
표 1을 참조하면, 공급되는 THF의 양에 따라 반응 종결자의 역할을 하는 물을 펄스 형태로 투입하여 생성되는 PTMG의 수평균 분자량 및 분자량 분포를 변화시킬 수 있다는 것을 알 수 있다. 반응기 내로 투입되는 물이 우선적으로 반응 종결자의 역할을 하므로 PTMG 말단에 붙은 H 및 OH에 따라 투입되는 물의 총 양이 결정될 수 있다. 만약 반응 종결자로 역할을 할 수 있는 양보다 더 많은 물이 공급되면, 잉여분은 촉매 배위수에 참여하게 되어 반응 활성에 영향을 준다. 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포에 영향을 미치는 다른 인자는 반응기 내의 온도가 될 수 있다. 위에서 제시한 본 발명에 따라 중합 반응의 중간 과정에서 PTMG를 샘플링하여 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포를 측정하고, 그리고 그 결과에 따라 펄스 형태의 물의 투입 방식을 변경하여 최종적으로 얻어지는 PTMG의 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포를 조절할 수 있다. 요구되는 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포에 가장 적합하도록 하기 위하여 샘플링은 수회에 걸쳐 행해질 수 있다. 다른 대안으로 미리 시험적으로 일정한 온도, THF에 대한 HPA 및 공급되는 물의 총량에 대한 펄스 형태에 물 투입 방식에 따른 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포 시험 곡선이 작성될 수 있다. 만약 일정한 값의 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포가 요구되는 경우 시험 곡선에 의하여 반응의 초기 조건이 결정될 수 있다. 그리고 초기 조건에 따라 중합 반응이 진행되는 과정에서 다시 샘플링이 이루어져 시험 곡선이 검정될 수 있다. 또한 이와 동시에 요구되는 수평균 분자량 및 중량평균 분자량 분포를 가지는 PTMG를 얻기 위하여 펄스 형태의 물 투입 방식이 조절될 수 있다. Referring to Table 1, it can be seen that the number average molecular weight and molecular weight distribution of the produced PTMG can be changed by adding water acting as a reaction terminator in the form of a pulse according to the amount of THF supplied. Since the water introduced into the reactor preferentially serves as a reaction terminator, the total amount of water introduced may be determined according to H and OH attached to the PTMG terminal. If more water is supplied than can act as a reaction terminator, the excess will participate in the catalyst coordination water and affect the reaction activity. Another factor influencing the number average molecular weight and weight average molecular weight distribution may be the temperature in the reactor. According to the present invention, the number average molecular weight and the weight average molecular weight distribution were measured by sampling PTMG in the middle of the polymerization reaction, and the number average of the finally obtained PTMG was changed by changing the input method of water in the form of pulse. The molecular weight and weight average molecular weight distribution can be controlled. Sampling may be carried out several times to best suit the required number average molecular weight and weight average molecular weight distribution. Alternatively, the number average molecular weight and weight average molecular weight distribution test curves according to the water input method can be prepared in advance in a test form at a constant temperature, HPA for THF and the total amount of water supplied. If constant number average and weight average molecular weight distributions are required, the initial curve of the reaction can be determined by the test curve. In addition, sampling may be performed again during the polymerization process according to the initial conditions, and the test curve may be verified. At the same time, the pulsed water input method may be adjusted to obtain PTMG having the required number average molecular weight and weight average molecular weight distribution.
폴리테트라메틸렌에테르글리콜은 폴리우레탄의 원료, 오일 첨가제 또는 연화제로 사용될 수 있는 중합체로 용도에 따라 특정 범위의 분자량 분포를 가지도록 제조될 필요가 있다. 본 발명에 따라 물을 펄스 형태로 투입하여 중합 반응의 진행 과정을 조절함에 따라 요구되는 특정 범위의 분자량 분포를 가지는 폴리테트라메틸렌에테르글리콜이 간단하게 제조될 수 있다. Polytetramethylene ether glycol is a polymer that can be used as a raw material, oil additive or softener of polyurethane and needs to be prepared to have a specific range of molecular weight distribution depending on the application. According to the present invention, polytetramethylene ether glycol having a specific range of molecular weight distribution can be prepared simply by controlling the progress of the polymerization reaction by adding water in a pulse form.
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