KR20140004276A - Cycloolefin polymers and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cycloolefin polymer compound and a production method of the same, more specifically to a production method of a cycloolefin polymer compound which selectively removes a double bond contained in a hexagon ring of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene, and polymerizes the same for preventing the side reaction and gellation generated from producing the cycloolefin polymer compound; and the cycloolefin polymer compound obtained by the production method.

Description

환상올레핀계 고분자 화합물 및 그 제조방법{Cycloolefin Polymers and Method for Preparing the Same}Cycloolefin polymer compound and its manufacturing method {Cycloolefin Polymers and Method for Preparing the Same}

본 발명은 환상올레핀계 고분자 화합물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적으로 제거하고, 이를 중합시킴으로써 환상올레핀계 고분자 화합물 제조시 발생되는 부반응과 겔화를 방지할 수 있는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 환상올레핀계 고분자 화합물에 관한 것이다.
The present invention relates to a cyclic olefin polymer compound and a method for preparing the same, and more particularly, to a cyclic olefin by selectively removing a double bond contained in a hexagonal ring portion of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene and polymerizing the same. The present invention relates to a method for producing a cyclic olefin polymer compound capable of preventing side reactions and gelling occurring during the production of a polymer compound and a cyclic olefin polymer compound produced by the method.

나프타 크래킹의 산물 중 탄소 수가 4개 이하인 것은 분리 정제하여 석유화학 산업에 유용하게 사용하나, 탄소수가 5개인 C5-유분은 대부분 연소시켜 연료로 사용되고 일부만 일부 업체에서 분리 정제하여 산업적으로 이용하고 있다. 이에 C5-유분을 분리 정제하여 고부가가치의 화학제품을 제조하려는 노력이 상당히 이루어지고 있다. Among the products of naphtha cracking, the carbon number of 4 or less is separated and refined to be useful for the petrochemical industry, but most of the C5 oil having 5 carbon atoms is burned and used as fuel, and only some of them are separated and refined and used industrially. Therefore, efforts have been made to produce high value-added chemicals by separating and refining C5-oil.

그 일 예로, 노보넨계 단량체의 경우는 하기 반응식 1에서 보여 주는 바와 같이 ROMP(ring opening metathesis polymerization) 반응 후 수소화 반응을 통하여 수지를 제조할 수 있다(Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical , 213:81-87, 2004). 이렇게 얻어진 고분자를 환상올레핀 중합체(COP, cycloolefin polymer)라고 부른다. 물성 면에서 투명도가 높고, 복귤절율이 작은 장점이 있어 식품 및 의약품 포장제, DVD 소재, 디스플레이 용 광학필름 등에 용도 개발이 진행되고 있다. For example, in the case of the norbornene-based monomer, as shown in Scheme 1, a resin may be prepared by hydrogenation after a ring opening metathesis polymerization (ROMP) reaction (Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical , 213: 81-87, 2004). The polymer thus obtained is called a cycloolefin polymer (COP). In terms of physical properties, there is a high transparency and a small double cut ratio, and thus, the development of applications for food and pharmaceutical packaging, DVD materials, and optical films for displays is progressing.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

다른 일 예로, 노보넨에 사이클로펜타디엔을 한 번 더 딜스-알더 반응시켜 얻어지는 1,4,5,8-디메타노-1,2,3,4,4a,5,8,8a-옥타하이드로나프탈렌(1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphtalene, 이하, 'DMON'라 약칭한다.)과 같은 덩치가 큰 환상올레핀 화합물을 단량체로 ROMP 및 수소화 반응시켜 수지를 제조하려는 노력이 상당하다(Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 213:81-87, 2004). 그러나, 반응식 2에서 보여 주는 바와 같이 DMON은 디사이클로펜타디엔으로부터 두 단계에 의하여 제조되고 또한 제조공정이 쉽지 않아 고분자 단량체로서 사용하기에는 가격이 상당히 높아 문제가 된다. 따라서 현재는 경제적으로 DMON을 제조하는 것이 DMON을 근간으로 한 수지의 상업화에 중요한 관건이다. 상기 반응식 2의 고분자 물질은 Zeon사에 의하여 상품화되었다.As another example, 1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydro obtained by diels-alder reaction of cyclopentadiene once more with norbornene Large cyclic olefin compounds such as naphthalene (1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydronaphtalene, hereinafter abbreviated as 'DMON') are monomers. Efforts to produce resins by ROMP and hydrogenation are significant (Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 213: 81-87, 2004). However, as shown in Scheme 2, DMON is prepared from dicyclopentadiene in two steps, and the manufacturing process is not easy, so it is very expensive to use as a polymer monomer. Therefore, at present, manufacturing DMON economically is an important factor for commercializing resins based on DMON. The polymer material of Scheme 2 was commercialized by Zeon.

[반응식 2][Reaction Scheme 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

일본의 Zeon사에서는 하기 반응식 3에서 보여 주는 바와 같이 디사이클로펜타디엔의 5-6 탄소의 올레핀기의 ROMP(ring opening metathesis polymerization)반응을 통하여 선형 폴리머를 제조하고 이를 수소화 반응시킨 레진을 출시하고 있다 (Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical , 213:81-87, 2004). 이 경우에는 레진에 있는 이중 결합을 수소화 반응을 통해 완전히 제거하는 것이 필수적으로 요구된다. 이 레진의 경우에는 유리전이온도가 높지 않다는 단점이 있다.Zeon, Japan, has produced a linear polymer through a ring opening metathesis polymerization (ROMP) reaction of a 5-6 carbon olefin group of dicyclopentadiene and hydrogenated it, as shown in Scheme 3 below. (Masahiro Yamazaki, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical , 213: 81-87, 2004). In this case, it is essential to completely remove the double bond in the resin through a hydrogenation reaction. This resin has the disadvantage that the glass transition temperature is not high.

[반응식 3]Scheme 3

Figure pat00003
Figure pat00003

이에 따라, 본 발명자들은 한국등록특허 제1135291호에서 종래 디사이클로펜타디엔으로부터만 얻어지는 환상올레핀계 고분자 화합물이 갖는 유리전이 온도가 낮은 문제점을 해결하기 위해, 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔 중합시킨 다음, 수소화 반응을 통해 환상올레핀계 고분자 화합물을 개시한 바 있으나(반응식 4), 상기 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔은 각각의 단량체가 가지는 2개의 이중결합으로 인해 개환중합시 겔화(gelation)가 진행되거나, 반응식 5와 같은 부반응(side reaction)이 발생되었다. 이는 중합반응을 안정적으로 진행시킬 수 없을 뿐만 아니라, 고분자 물성(분자량, 분포도, 용융지수 등)에서 좋지 않은 영향을 미친다는 문제점이 있다.Accordingly, in order to solve the problem of low glass transition temperature of the cyclic olefin polymer compound obtained only from the conventional dicyclopentadiene in Korean Patent No. 1135291, dicyclopentadiene and tricyclopentadiene were polymerized. Next, although a cyclic olefin polymer compound has been disclosed through a hydrogenation reaction (Scheme 4), the dicyclopentadiene and tricyclopentadiene are gelled during ring-opening polymerization due to two double bonds of each monomer. Or a side reaction such as in Scheme 5 occurred. This may not only stably proceed the polymerization reaction, but also has a problem that adversely affect the polymer properties (molecular weight, distribution, melt index, etc.).

[반응식 4][Reaction Scheme 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

[반응식 5][Reaction Scheme 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술의 문제점을 해결하고자 예의 노력한 결과, 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 수첨반응을 통해 선택적으로 제거한 다음, 이를 중합시킬 경우, 부반응과 겔화 없이 유리전이온도가 높은 환상올레핀계 고분자 화합물을 안정적으로 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made diligent efforts to solve the problems of the prior art, when selectively removing the double bonds contained in the hexagonal ring portion of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene by hydrogenation, and then polymerizing them, It was confirmed that the cyclic olefin polymer compound having a high glass transition temperature could be stably produced without side reaction and gelation, and thus, the present invention was completed.

본 발명의 주된 목적은 종래 디사이클로펜타디엔으로부터만 얻어지는 환상올레핀계 고분자 화합물이 갖는 유리전이온도가 낮은 문제점을 해결할 수 있는 환상올레핀계 고분자 화합물을 제공하는데 있다.The main object of the present invention is to provide a cyclic olefin polymer compound that can solve the problem of low glass transition temperature of the cyclic olefin polymer compound obtained only from conventional dicyclopentadiene.

본 발명은 또한, 부반응과 겔화 없이 유리전이온도가 높은 환상올레핀계 고분자 화합물을 안정적으로 제조할 수 있는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법을 제공하는데 있다.
The present invention also provides a method for producing a cyclic olefin polymer compound capable of stably producing a cyclic olefin polymer compound having a high glass transition temperature without side reactions and gelling.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300이다.In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of the molar ratio, n is an average value of 100 to 300.

본 발명은 또한, (a) 촉매 존재하에 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물을 제조하는 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법을 제공한다.The present invention also (a) in the presence of a catalyst to selectively hydrogenate the double bonds contained in the hexagonal ring portion of the dicyclopentadiene represented by the formula (2) and tricyclopentadiene represented by the formula (3) Generating a compound and a compound represented by Formula 5; And (b) polymerizing the compound represented by Chemical Formula 4 and the compound represented by Chemical Formula 5 to prepare a cyclic olefin polymer compound including a repeating unit represented by Chemical Formula 1 below. It provides a method for producing a cycloolefin-based polymer compound comprising a repeating unit represented.

[화학식 2](2)

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 3](3)

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00009
Figure pat00009

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00010
Figure pat00010

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300이다.
In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of the molar ratio, n is an average value of 100 to 300.

본 발명에 따르면, 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적 선수첨반응을 통해 각각 제거함으로써, 중합반응에서 발생되는 부반응과 겔화를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 트리시클로펜타디엔을 새로운 환상올레핀 단량체로 도입함으로써 디사이클로펜타디엔 중합체와 비교했을 때보다 우수한 고분자 물성을 얻을 수 있는 동시에, 트리시클로펜타디엔 단량체를 포함하는 정도에 따라서 고분자 물성 또한 용이하게 조절할 수 있어, 제조된 환상올레핀계 고분자 화합물은 포장제, DVD 소재, 광학 필름 등과 같은 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
According to the present invention, by removing the double bonds contained in the hexagonal ring portions of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene through selective addition reaction, respectively, not only side reactions and gelation occurring in the polymerization reaction can be prevented, By introducing tricyclopentadiene as a new cyclic olefin monomer, polymer properties superior to those of dicyclopentadiene polymers can be obtained, and polymer properties can be easily adjusted according to the degree of containing tricyclopentadiene monomers. The cyclic olefin polymer compound may be usefully used in various fields such as packaging materials, DVD materials, optical films, and the like.

도 1은 디사이클로펜타디엔 및 트리사이클로펜타디엔 혼합물의 가스크로마토그래피 측정 그래프이다.
도 2는 실시예에서 수득된 트리사이클로펜타디엔의 가스크로마토그래피 측정 그래프이다.
도 3은 실시예 4에서 수득된 트리사이클로펜타디엔의 수소화 반응 전(a)과 후(b)의 1H-NMR 측정 그래프이다.
1 is a gas chromatography measurement graph of a dicyclopentadiene and tricyclopentadiene mixture.
2 is a gas chromatography measurement graph of the tricyclopentadiene obtained in the Example.
3 is a graph of 1H-NMR measurement before (a) and after (b) hydrogenation of tricyclopentadiene obtained in Example 4. FIG.

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In general, the nomenclature used herein is well known and commonly used in the art.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본 발명은 일 관점에서, 다음 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물에 관한 것이다.The present invention relates to a cyclic olefin polymer compound including a repeating unit represented by the following general formula (1) in one aspect.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300이다.In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of the molar ratio, n is an average value of 100 to 300.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물은 화학식 1에 있어서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5에서 5 : 1까지 가능하다. 투명한 비결정질 수지를 제조하는 측면에서 바람직하게는 x : y는 몰비 기준으로 1 : 3에서 3 : 1이고, 더 바람직하게는 1 : 2에서 2 : 1이다.More specifically, the cyclic olefin polymer compound including a repeating unit represented by the formula (1) according to the present invention, in the formula (1), x: y may be from 1: 5 to 5: 1 on a molar ratio basis. In terms of preparing a transparent amorphous resin, preferably x: y is 1: 3 to 3: 1, more preferably 1: 2 to 2: 1 on a molar ratio basis.

고분자 사슬 내에서 x : y 몰비는 반응기에 투입하는 두 단량체의 몰비를 조절하여 조절할 수 있다. 중합도를 나타내는 n의 평균값은 100 내지 300이 가능하고, 적당한 기계적 강도를 갖기 위한 측면에서 바람직하게는 150 내지 200인 것이다.The x: y molar ratio in the polymer chain can be controlled by adjusting the molar ratio of the two monomers to the reactor. The average value of n which shows the degree of polymerization is 100-300, and is 150-200 from a viewpoint for having moderate mechanical strength.

본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물은 종래 디사이클로펜타디엔으로 중합된 고분자 화합물보다 단량체의 덩치가 큰 트리사이클로펜타디엔이 중합되어 고분자 화합물의 유리전이온도를 높일 수 있고, 또한 트리사이클로펜타디엔의 함량에 따라 유리전이온도를 조절할 수 있어 더욱 이용범위를 넓힐 수 있다.In the cyclic olefin polymer compound including the repeating unit represented by Formula 1 according to the present invention, tricyclopentadiene having a larger monomer size than the polymer compound polymerized with conventional dicyclopentadiene is polymerized to increase the glass transition temperature of the polymer compound. It can increase, and also the glass transition temperature can be adjusted according to the content of tricyclopentadiene can further extend the range of use.

본 발명은 다른 관점에서, (a) 촉매 존재하에 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및 (b) 상기 생성된 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합(ring opening metathesis polymerization)하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물을 제조하는 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention (a) in the presence of a catalyst selectively hydrogenated the double bonds contained in the hexagonal ring portion of the dicyclopentadiene represented by the formula (2) and tricyclopentadiene represented by the formula (3) to the formula Generating a compound represented by the compound represented by Formula 5; And (b) preparing a cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by the following Formula 1 by ring opening metathesis polymerization of the compound represented by Formula 4 and the compound represented by Formula 5; It relates to a method for producing a cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by the formula (1).

[화학식 2](2)

Figure pat00013
Figure pat00013

[화학식 3](3)

Figure pat00014
Figure pat00014

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure pat00015
Figure pat00015

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00016
Figure pat00016

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300이다.In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of the molar ratio, n is an average value of 100 to 300.

보다 구체적으로, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물은 촉매 존재하에 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적으로 수소화하여 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 생성한다. 이렇게 생성된 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합하여 제조할 수 있으며, 이를 요약하면 다음 반응식 6과 같다.More specifically, the present invention provides a cyclic olefin polymer compound including a repeating unit represented by Formula 1 in the hexagonal ring portion of the dicyclopentadiene represented by Formula 2 and tricyclopentadiene represented by Formula 3 in the presence of a catalyst. The contained double bonds are selectively hydrogenated to produce a compound represented by Formula 4 and a compound represented by Formula 5. The compound represented by Chemical Formula 4 and the compound represented by Chemical Formula 5 generated as described above may be prepared by polymerization, which is summarized in the following Scheme 6.

[반응식 6][Reaction Scheme 6]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔은 반응식 7에 나타난 바와 같이, 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔을 역 딜스-알더 반응을 통하여 사이클로펜타디엔을 생성하고, 생성된 상기 사이클로펜타디엔과 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔을 다시 딜스-알더 반응하여 제조할 수 있다. As shown in Scheme 7, tricyclopentadiene represented by Chemical Formula 3 generates a cyclopentadiene through a reverse Diels-Alder reaction of dicyclopentadiene represented by Chemical Formula 2, and generates the cyclopentadiene and the chemical formula. Dicyclopentadiene represented by 2 can be prepared by Diels-Alder reaction again.

[반응식 7][Reaction Scheme 7]

Figure pat00019
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이때, 상기 역 딜스-알더 반응은 150 ~ 160℃ 및 2 ~ 3bar 압력하에서 20 ~ 30분 동안 수행하는 것으로, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 반응이 진행되지 않거나, 사이클로펜타디엔의 과량생성으로 압력이 높아져 사이클로펜타디엔이 4개 혹은 그 이상이 합성되어 부생성물이 많이 생성될 수 있다. 한편, 딜스-알더 반응은 160 ~ 170℃ 및 3 ~ 4bar 압력하에서 100 ~ 120분 동안 수행하는 것으로, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 반응이 제대로 진행되지 않거나, 사이클로펜타디엔의 4개 혹은 그 이상이 합성된 부생성물이 많이 생성된다. In this case, the reverse Diels-Alder reaction is carried out at 150 to 160 ° C. and 2 to 3 bar pressure for 20 to 30 minutes. If the reaction is out of the range, the reaction does not proceed or the pressure is increased due to the excessive generation of cyclopentadiene. Four or more cyclopentadienes can be synthesized to produce many byproducts. Meanwhile, the Diels-Alder reaction is carried out at 160 to 170 ° C. and 3 to 4 bar pressure for 100 to 120 minutes. If the reaction is out of the above range, the reaction does not proceed properly, or four or more of cyclopentadiene are synthesized. A lot of byproducts are produced.

이로 인해 생성된 사이클로펜타디엔과 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔 및 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔 혼합물을 온도에 따라 진공증류로 분리하여 얻어낼 수 있다. 부산물로부터 트리사이클로펜타디엔의 주요 이성질체만 순수하게 분리하기 위하여 부산물을 에탄올에 녹인후 온도에 따른 용해도 차이로 분리해내는 재결정 방법을 도입할 수 있다. 이렇게 제조 및 순수하게 분리하는 방법에 대해서는 보고되어 있다(Hyeong Cheol Park, Ahreum Kim and Bun Yeoul Lee, Journal of Polymer Science . Vol. 49:938-944, 2011).The cyclopentadiene and dicyclopentadiene represented by the formula (2) and tricyclopentadiene represented by the formula (3) produced by this can be obtained by separating the vacuum distillation according to the temperature. In order to purely separate only the main isomers of tricyclopentadiene from the by-products, a recrystallization method may be introduced in which the by-products are dissolved in ethanol and separated by temperature solubility. This method of manufacturing and pure separation has been reported (Hyeong Cheol Park, Ahreum Kim and Bun Yeoul Lee, Journal of Polymer Science . Vol. 49: 938-944, 2011).

본 발명에서는 이와 같이 방법으로 얻어질 수 있는 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔과 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합으로 인해 중합시 발생되는 부반응(side reaction)과 겔화되는 현상을 방지하기 위해 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔과 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적 수첨반응을 통해 제거하여 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 생성한 다음, 이들을 중합시켜 환상올레핀 중합체를 제조하는 것으로, 트리사이클로펜타디엔은 단량체의 덩치가 크기 때문에 디사이클로펜타디엔으로 중합된 고분자 화합물보다 유리전이온도를 높일 수 있는 장점이 있다.In the present invention, a side reaction generated during polymerization due to the double bond contained in the hexagonal ring portion of the tricyclopentadiene represented by the formula (3) and the dicyclopentadiene represented by the formula (2) obtained by the above method Compound represented by Formula 4 by removing the double bonds contained in the hexagonal ring portion of the tricyclopentadiene represented by the formula (3) and dicyclopentadiene represented by the formula (2) through selective hydrogenation to prevent gelation By producing a compound represented by the formula (5), and then polymerizing them to prepare a cyclic olefin polymer, tricyclopentadiene can increase the glass transition temperature than the polymer compound polymerized with dicyclopentadiene because of the large monomer size There is an advantage.

상기 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔 화합물은 엔도(endo) 및 엑소(exo) 방향성에 의하여 4개의 이성질체가 존재 가능하다. 또한, 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔 화합물은 통상적으로 endo-이성질체와 exo-이성질체가 9:1 이상으로 섞여 있는 혼합물이고, 여기에 노보넨-유형의 올레핀기와 사이클로펜타디엔이 딜스-알더 반응을 할 때, 또한 endo와 exo로 화합물이 형성될 수 있다. Zhongqiang Xiong, Zhentao Mi, Xiangwen Zhang이 React . Kinet . Catal . Lett . Vol. 85, 89-97 (2005)에 보고한 논문을 보면 이 중에 두 개의 화합물만 약 5:1의 비율로 형성된다고 보고하였다. In the tricyclopentadiene compound represented by Formula 3, four isomers may exist due to endo and exo aromaticity. In addition, the dicyclopentadiene compound represented by the formula (2) is usually a mixture of endo-isomers and exo-isomers mixed at 9: 1 or more, and the norbornene-type olefin group and cyclopentadiene are Diels-Alder reaction. In addition, compounds can also be formed with endo and exo. Zhongqiang Xiong, Zhentao Mi, Xiangwen Zhang, React . Kinet . Catal . Lett . Vol. 85, 89-97 (2005) reported that only two compounds were formed at a ratio of about 5: 1.

본 발명에 사용한 단량체는 이 혼합물 중 적게 나오는 화합물은 재결정법에 의하여 제거하여, 순수한 하나의 이성질체만 얻은 순수한 트리사이클로펜타디엔 화합물이다. 이는 새로 제조된 고분자 화합물을 면밀히 분석하기 위한 것으로 이성질체를 분리하지 않고 혼합물로 사용하여 고분자를 제조할 수도 있다. The monomer used in the present invention is a pure tricyclopentadiene compound obtained by removing only a small amount of compounds in this mixture by recrystallization, thereby obtaining only one pure isomer. This is to closely analyze the newly prepared high molecular compound, it is also possible to prepare a polymer using a mixture without separating the isomers.

본 발명에서는 촉매 존재하에 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 수소화시켜 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 각각 생성한다. 이때, 수소화 반응은 80 ~ 110℃에서 60 ~ 80분 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 반응온도가 80℃ 미만인 경우, 수소화 반응이 거의 진행되지 않고, 110℃를 초과하는 경우에는 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔의 육각형의 이중결합뿐만 아니라, 오각형의 이중결합에 존재하는 이중결합 부분에도 각각 수소화가 진행되어 중합 사이트(site)가 없어지는 문제점이 발생된다. In the present invention, the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (4) by hydrogenating a double bond contained in the hexagonal ring portion of the dicyclopentadiene represented by the formula (2) and the tricyclopentadiene represented by the formula (3) in the presence of a catalyst Create each of them. At this time, the hydrogenation reaction is preferably carried out for 60 to 80 minutes at 80 ~ 110 ℃. When the reaction temperature is less than 80 ℃, the hydrogenation reaction hardly proceeds, if it exceeds 110 ℃ not only the hexagonal double bond of dicyclopentadiene represented by the formula (2) and tricyclopentadiene represented by the formula (3) In addition, hydrogenation proceeds to the double bond portions present in the pentagonal double bonds, thereby causing a problem of disappearing the polymerization site.

또한, 수소화 반응식 수소의 압력은 8 ~ 15kg/cm2가 바람직하다. 상기 수소의 압력이 8kg/cm2 미만인 경우, 수소화 반응 속도가 너무 느리고, 15kg/cm2를 초과하는 경우에는 오각형의 이중결합에도 수소화가 진행되어 중합 사이트(site)가 없어지는 문제점이 발생되는 동시에, 고압의 반응조건으로 인한 추가의 장치가 필요하여 경제적이지 않다.In addition, the pressure of the hydrogenation reaction hydrogen is preferably 8 to 15 kg / cm 2 . When the pressure of the hydrogen is less than 8kg / cm 2 , the rate of hydrogenation reaction is too slow, if more than 15kg / cm 2 hydrogenation proceeds to the pentagonal double bond, the polymerization site (site) disappears at the same time occurs However, it is not economical because additional equipment is needed due to the high pressure reaction conditions.

수소화 반응에 사용되는 촉매는 Pd, Pd/C 및 Ni로 구성된 군에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 Pd/C이다. The catalyst used for the hydrogenation reaction may be selected from the group consisting of Pd, Pd / C and Ni, preferably Pd / C.

또한, 수소화 반응에 사용되는 촉매는 단량체 100 중량부에 대하여, 0.5 내지 0.7 중량부로 사용될 수 있다. 만약, 0.5 중량부 미만으로 첨가될 경우, 수소화 반응의 속도가 느려지고, 0.7 중량부를 초과할 경우에는 더 이상 수소화 반응의 속도가 증가하지 않아 의미없다.In addition, the catalyst used for the hydrogenation reaction may be used in 0.5 to 0.7 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer. If it is added less than 0.5 parts by weight, the rate of the hydrogenation reaction is slowed, and when it exceeds 0.7 parts by weight, the rate of the hydrogenation reaction is no longer increased, which is meaningless.

전술된 바와 같이, 수소화 반응으로 각각 생성된 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물은 중합으로 본 발명에 따른 환상올레핀계 고분자 화합물을 제조할 수 있다.As described above, the compound represented by the formula (4) and the compound represented by the formula (5) generated by the hydrogenation reaction, respectively, can be prepared by the polymerization of the cyclic olefin polymer compound according to the present invention.

이때, 중합은 바람직하게 상압에서 10 ~ 40℃로 120 ~ 180분 동안 수행할 수 있다. 만약, 중합의 온도가 10℃ 미만인 경우, 중합력이 저하되거나 중합이 이루어지지 않는 문제가 발생되고, 40℃를 초과하는 경우에는 초기 반응의 증가로 인해 촉매 뭉침과 수율 저하 등의 문제가 발생된다. In this case, the polymerization may be preferably performed at 10 to 40 ° C. for 120 to 180 minutes at normal pressure. If the temperature of the polymerization is less than 10 ℃, a problem that the polymerization power is lowered or polymerization is not generated, if the temperature exceeds 40 ℃, problems such as agglomeration of catalyst and yield decrease due to the increase of the initial reaction .

또한, 중합에 사용되는 촉매는 WCl6, WOCl4, Ru계 및 Mo계에서 구성된 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 사용할 수 있고, 1-헥센(1-hexene), 1-Octene 등과 같은 분자량 조절제, 트리이소부틸알루미늄(triisobutylaluminum), 디에틸알루미늄크롤라이드(Diethylaluminumchloride), 트리에틸알루미늄(triehtylaluminum) 등과 같은 조촉매, 이소부틸알코올(isobutylalcohol), 부틸알코올(butylalcohol), 이소프로필알코올(isopropylalcohol) 등과 같은 중합 조절제 등을 중합 반응시에 추가적으로 조절하여 첨가시킬 수 있다. In addition, the catalyst used in the polymerization may be one or more catalysts selected from the group consisting of WCl 6 , WOCl 4 , Ru-based and Mo-based, molecular weight regulators such as 1-hexene, 1-Octene, etc. , Promoters such as triisobutylaluminum, diethylaluminum chloride, triehtylaluminum, etc., isobutylalcohol, butylalcohol, isopropylalcohol, etc. A polymerization regulator and the like can be further adjusted and added during the polymerization reaction.

본 발명에 따른 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법은 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔의 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적 선수첨반응을 통해 각각 제거함으로써, 중합반응에서 발생되는 부반응과 겔화를 근본적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 트리시클로펜타디엔을 새로운 환상올레핀 단량체로 도입함으로써 디사이클로펜타디엔 중합체와 비교했을 때보다 우수한 고분자 물성을 얻을 수 있는 동시에, 트리시클로펜타디엔 단량체를 포함하는 정도에 따라서 고분자 물성 또한 용이하게 조절할 수 있어, 제조된 환상올레핀계 고분자를 포장제, DVD 소재, 광학 필름 등과 같은 다양한 분야에 유용하게 사용될 수 있다.
In the method for preparing a cyclic olefin polymer compound according to the present invention, by removing the double bonds contained in the hexagonal ring portions of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene, respectively, by selective addition reaction, side reactions and gelation occurring in the polymerization reaction. Not only prevents radically, but also introduces tricyclopentadiene as a new cyclic olefin monomer, thereby obtaining polymer properties superior to those of a dicyclopentadiene polymer and at the same time containing a tricyclopentadiene monomer. The physical properties of the polymer may also be easily adjusted, and thus the cyclic olefin polymer may be usefully used in various fields such as packaging materials, DVD materials, optical films, and the like.

이하, 본 발명을 실시예에 상세히 설명하면, 다음과 같은 바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by these Examples.

<< 실시예Example 1 내지 6> 1 to 6>

(1) 트리사이클로펜타디엔 화합물의 합성 및 정제(1) Synthesis and Purification of Tricyclopentadiene Compound

디사이클로펜다이엔 1kg을 155℃에서 2bar 압력하에 20분 동안 역딜스알더 반응을 수행하였고, 역딜스알더 반응이 수행된 혼합물을 160℃에서 2bar 압력하에 120분 동안 딜스-알더반응을 수행하였다. 120분 후 70℃에서 진공 증류를(0.05mbar) 통하여 디사이클로펜다이엔 용액 750g을 분리하고, 130℃에서 트리사이클로펜타디엔 용액 190g을 분리 정제하였다. 분리된 트리사이클로펜타디엔을 상온까지 식혀 고체화한 후에 에탄올 500ml를 투입하여 40℃까지 가열하여 모두 녹인 후에 감압증류장치를 이용하여 300g 까지 농축시켰다. 농축이 완료된 후, -5℃에서 4h 동안 방치하여 재결정화한 다음, 여과하여 흰색 고체를 얻고(160g), 이와 같은 재결정 과정을 3회 반복한 후 여과하였다. 상기 여과된 흰색 고체를 40℃에서 감압 건조하여 최종적으로 140g 의 순수한 트리사이클로펜타디엔을 얻었다. 이와 같이 얻은 트리사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔의 합성에 사용된 디사이클로펜타디엔은 가스크로마토그래피(Aglient GC 7890)를 이용하여 분석하였다.1 kg of dicyclopentadiene was subjected to reverse Diels Alder reaction for 20 minutes at 155 ° C. under 2 bar pressure, and the mixture subjected to reverse Diels Alder reaction was subjected to Diels-Alder reaction for 120 minutes at 160 ° C. under 2 bar pressure. After 120 minutes, 750 g of dicyclopentadiene solution was separated through vacuum distillation (0.05 mbar) at 70 ° C., and 190 g of tricyclopentadiene solution was separated and purified at 130 ° C. After the separated tricyclopentadiene was cooled to room temperature and solidified, 500 ml of ethanol was added thereto, heated to 40 ° C. and dissolved therein, and then concentrated to 300 g using a vacuum distillation apparatus. After concentration was complete, the mixture was left for 4 h at -5 ° C to recrystallize and then filtered to obtain a white solid (160 g), and this recrystallization process was repeated three times, followed by filtration. The filtered white solid was dried under reduced pressure at 40 ° C. to finally obtain 140 g of pure tricyclopentadiene. The dicyclopentadiene used in the synthesis of tricyclopentadiene and tricyclopentadiene thus obtained was analyzed using gas chromatography (Aglient GC 7890).

그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 트리사이클로펜타디엔의 합성에 사용된 디사이클로펜타디엔의 피크는 가스크로마토그래피 그래프 상에 11~12분 전후로 나타남을 확인하였고, 도 2에 나타난 바와 같이, 전술된 과정으로 수득된 트리사이클로펜타디엔은 25~26분 전후하여 나타남을 확인하였다. 또한, 도 1과 도 2에 나타난 피크의 적분값을 각각 분석한 결과, 디사이클로펜타디엔은 약 77%, 트리사이클로펜타디엔은 약 21%가 생성되어 있음을 확인할 수 있습니다. 전술된 합성조건에서 온도를 180℃까지 높인 상태에서 16시간 동안 가열을 하였을 경우, 트리사이클로펜타디엔은 40%까지 수율이 높아지지만 부반응물인 중량의 사량체, 오량체 등의 물질이 20% 이상 생성되어 공정상 효율성이 떨어진 반면, 상기 반응 조건으로 합성하였을 경우 중량의 물질이 2% 내외로 나타나 재사용 및 사용이 가능한 풍부한 성분이 98% 정도로 높게 나타났다.
As a result, as shown in Figure 1, the peak of the dicyclopentadiene used in the synthesis of tricyclopentadiene was confirmed to appear 11 to 12 minutes on the gas chromatography graph, as shown in Figure 2, Tricyclopentadiene obtained by the process was confirmed to appear around 25 ~ 26 minutes. In addition, as a result of analyzing the integral values of the peaks shown in FIGS. 1 and 2, it can be seen that 77% of dicyclopentadiene and 21% of tricyclopentadiene are produced. In the above synthesis conditions, when the temperature is increased to 180 ° C. for 16 hours, tricyclopentadiene has a high yield of up to 40%, but more than 20% of substances such as tetramers and pentamers, which are by-reactants, by weight. While produced and inferior in process efficiency, when synthesized under the above reaction conditions, the weight of the material was about 2%, indicating that the rich components that can be reused and used were as high as 98%.

(2) 수소화 반응(2) hydrogenation reaction

실시예 (1)에서 각각 수득된 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔 모노머를 다양한 몰비(하기 표 1에 기재 함)로 섞은 용액 200g를 수소반응기에 투입하고, 톨루엔 100ml를 추가로 투입하였다. 여기에 Pd/C 촉매 분말 1g을 톨루엔 20ml와 섞어 반응기에 투입한 후 90℃까지 가열하여 반응을 수행하였다. 수소압력을 10bar 로 고정하여 1시간 동안 압력이 지속될 수 있도록 질량유량조절기(mass flow controler)로 조정하면서 반응을 진행하였다. 1시간 후 반응을 종료하고, 온도를 낮춘 후 Pd/C 촉매를 여과하여 제거하고, 감압증류장치를 이용하여 톨루엔을 제거하였다. 이와 같이 수소화 반응이 완료된 화합물 중 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔 모노머의 몰비가 70:30인 실시예 4의 디사이클로펜타디엔과 트리사이클로펜타디엔에 수소화가 이루어짐을 확인하기 위해서 NMR(Nuclear Magnetic Resonance, Bruker NMR 400MHz)을 측정하였다.200 g of a solution in which the dicyclopentadiene and tricyclopentadiene monomers obtained in Example (1) were mixed at various molar ratios (described in Table 1 below) was added to a hydrogen reactor, and 100 ml of toluene was further added. Here, 1 g of Pd / C catalyst powder was mixed with 20 ml of toluene, added to the reactor, and heated to 90 ° C. to carry out the reaction. The reaction was carried out while adjusting the hydrogen pressure to 10 bar and adjusting with a mass flow controller to maintain the pressure for 1 hour. After 1 hour, the reaction was terminated, the temperature was lowered, the Pd / C catalyst was filtered off, and toluene was removed using a vacuum distillation apparatus. As described above, NMR (Nuclear Magnetic) was used to confirm that hydrogenation is performed on the dicyclopentadiene and the tricyclopentadiene of Example 4 having a molar ratio of dicyclopentadiene and tricyclopentadiene monomers among the hydrogenated compounds. Resonance, Bruker NMR 400 MHz) was measured.

그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 5~6ppm 사이에서 나타나는 singlet peak 가 트리사이클로펜타디엔의 육각형에 포함된 이중결합 피크(붉은색 원으로 표시)로, 이 이중결합이 수소화 반응 후 사라졌음을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in Figure 3, the singlet peak appearing between 5 ~ 6ppm is a double bond peak (indicated by a red circle) included in the hexagon of tricyclopentadiene, the double bond disappeared after the hydrogenation reaction I could confirm it.

(3) 중합(3) Polymerization

실시예 (2)에서 수득된 디사이클로펜타디엔 12.1g과 트리사이클로펜타디엔 7.8g을 사이클로헥산 150ml에 넣고 녹인 후에 여기에 1-hexene 442mg을 첨가한 다음, 5분간 상온에서 교반하였다. 교반이 완료된 혼합물에 트리이소부틸알루미늄(1M in hexane solution) 137mg을 투입한 다음, 15분간 상온에서 교반하고, 이소부틸알코올 4.8mg을 투입한 후에 15분간 교반하였다. 교반완료 후, WCl6 26mg을 투입하여 중합을 진행하였다. 반응은 glove box내에서 산소와 수분이 1ppm 이하로 차단된 환경에서 진행하며 상온하에서 2시간 동안 진행하여 점성이 있는 연한 갈색의 액체의 환상올레핀계 고분자 화합물을 얻었다(점도 : 110 ~ 120cps / spidle 2).
12.1 g of dicyclopentadiene and 7.8 g of tricyclopentadiene obtained in Example (2) were dissolved in 150 ml of cyclohexane, and then 442 mg of 1-hexene was added thereto, followed by stirring at room temperature for 5 minutes. 137 mg of triisobutylaluminum (1M in hexane solution) was added to the mixture after stirring, and then stirred at room temperature for 15 minutes, and 4.8 mg of isobutyl alcohol was added thereto, followed by stirring for 15 minutes. After stirring was completed, 26 mg of WCl 6 was added to conduct polymerization. The reaction proceeds in an environment in which oxygen and moisture are blocked below 1 ppm in a glove box and proceeds for 2 hours at room temperature to obtain a viscous light brown liquid cyclic olefin polymer compound (viscosity: 110 ~ 120cps / spidle 2 ).

<< 비교예Comparative Example 1 내지 2> 1 to 2>

실시예 4 및 실시예 5와 동일하게 반응을 진행하되, 수소화 반응을 제외시켜 환상올레핀계 고분자 화합물을 제조하였다.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 4 and Example 5, except for the hydrogenation reaction to prepare a cyclic olefin polymer compound.

<< 실험예Experimental Example >>

상기 실시예 및 비교예로부터 얻어진 고분자 물질에 대하여 유리전이온도(Tg)를 시차 주사 열량측정기를 통하여 측정하였고, 분자량 및 분자량 분포를 겔침투크로마토그래피를 통하여 폴리스티렌을 스텐다드로 사용하여 측정하였다. 하기 표 1은 측정 결과를 종합하여 보여준다. 이때, 겔침투크로마토그래피(PL GPC-220)의 분석온도는 130℃이고, 이동상은 1,2,4-trichlorobenzene을 사용하여 분석을 진행하였다. 또한, 시차 주사 열량측정기의 승온속도는 10℃/min로 250℃까지 승온하여 측정하였고, N2 분위기 하에서 분석을 진행하여 2nd scan 까지 분석하였다.
The glass transition temperature (Tg) was measured using a differential scanning calorimetry for the polymer material obtained from the examples and the comparative examples, and the molecular weight and the molecular weight distribution were measured using polystyrene as a standard through gel permeation chromatography. Table 1 summarizes the measurement results. At this time, the analysis temperature of the gel permeation chromatography (PL GPC-220) was 130 ° C and the mobile phase was analyzed using 1,2,4-trichlorobenzene. In addition, the rate of temperature increase of the differential scanning calorimeter was measured by raising the temperature to 250 ℃ to 10 ℃ / min, the process proceeds to analysis under N 2 atmosphere was analyzed to 2nd scan.

구분division DCPD
(mol%)
DCPD
(mol%)
TCPD
(mol%)
TCPD
(mol%)
수소화
반응
시간(h)
Hydrogenation
reaction
Time (h)
중합
시간(h)
polymerization
Time (h)
수득률
(%)
Yield
(%)
중합후
Tg(℃)
After polymerization
Tg (占 폚)
Mw
(×103)
Mw
(× 10 3 )
PDIPDI
실시예1Example 1 100100 00 1One 22 9090 110110 78.278.2 2.82.8 실시예2Example 2 9090 1010 1One 22 9494 121121 82.982.9 3.13.1 실시예3Example 3 8080 2020 1One 22 9595 130130 77.177.1 2.62.6 실시예4Example 4 7070 3030 1One 22 9292 135135 81.581.5 2.92.9 실시예5Example 5 6060 4040 1One 22 9898 142142 81.381.3 2.92.9 비교예1Comparative Example 1 7070 3030 -- 22 6868 133133 232.1232.1 5.15.1 비교예2Comparative Example 2 6060 4040 -- 22 5252 139139 192.2192.2 4.64.6

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1 및 비교예 2의 환상올레핀계 고분자 화합물의 수율은 68%이하인 반면, 실시예 1 내지 5는 90% 이상의 높은 수율로 환상올레핀계 고분자 화합물을 얻을 수 있다는 것을 확인하였고, 실시예 1 내지 5D의 분자량은 7만 내지 8만 사이로 안정적으로 측정되었으며, 수평균분자량(PDI)은 2.7 내지 3.0으로 측정되었다. 특히, 트리사이클로펜타디엔의 혼합비가 높을수록(실시예 4 및 실시예 5) 유리전이온도(Tg)가 높아진다는 것을 확인할 수 있었다. 이로써, 본 발명에 따른 환상올레핀계 고분자 화합물은 열적 안정성이 더 우수하여 광범위한 분야에 이용될 수 있을 것을 기대된다.
As shown in Table 1, the yield of the cyclic olefin polymer compound of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is 68% or less, while Examples 1 to 5 can obtain a cyclic olefin polymer compound with a high yield of 90% or more. It was confirmed that, the molecular weight of Examples 1 to 5D was measured stably between 70,000 to 80,000, the number average molecular weight (PDI) was measured to 2.7 to 3.0. In particular, it was confirmed that the higher the mixing ratio of tricyclopentadiene (Example 4 and Example 5), the higher the glass transition temperature (Tg). As a result, the cyclic olefin polymer compound according to the present invention is expected to be used in a wide range of fields because of excellent thermal stability.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Having described specific portions of the invention in detail, those skilled in the art will appreciate that these specific embodiments are merely preferred embodiments and that the scope of the invention is not limited thereby will be. It is therefore intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.

Claims (10)

다음 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물:
[화학식 1]
Figure pat00020

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300임.
The cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by the following formula (1):
[Chemical Formula 1]
Figure pat00020

In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of molar ratio, n is an average value of 100 to 300.
제1항에 있어서, 상기 x:y는 몰비 기준으로 1 : 2 내지 2 : 1이고, n은 평균값이 150 내지 200인 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물.
The cyclic olefin polymer compound of claim 1, wherein x: y is 1: 2 to 2: 1 on the basis of molar ratio, and n has an average value of 150 to 200. 3.
다음 단계를 포함하는, 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법:
(a) 촉매 존재하에 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔과 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔에 포함된 육각형 고리부분에 함유된 이중결합을 선택적으로 수소화하여 하기 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 생성시키는 단계; 및
(b) 상기 생성된 화학식 4로 표시되는 화합물과 화학식 5로 표시되는 화합물을 중합하여 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 포함하는 환상올레핀계 고분자 화합물을 제조하는 단계:
[화학식 2]
Figure pat00021

[화학식 3]
Figure pat00022

[화학식 4]
Figure pat00023

[화학식 5]
Figure pat00024

[화학식 1]
Figure pat00025

상기 화학식 1에서, x : y는 몰비 기준으로 1 : 5 내지 5 : 1이고, n은 평균값이 100 내지 300임.
Method for producing a cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by the formula (1) comprising the following steps:
(a) a compound represented by the following formula (4) by selectively hydrogenating a double bond contained in the hexagonal ring portion included in the dicyclopentadiene represented by the formula (2) and the tricyclopentadiene represented by the formula (3) in the presence of a catalyst Producing a compound represented by 5; And
(b) preparing a cyclic olefin polymer compound comprising a repeating unit represented by Formula 1 by polymerizing the compound represented by Formula 4 and the compound represented by Formula 5;
(2)
Figure pat00021

(3)
Figure pat00022

[Chemical Formula 4]
Figure pat00023

[Chemical Formula 5]
Figure pat00024

[Chemical Formula 1]
Figure pat00025

In Formula 1, x: y is 1: 5 to 5: 1 on the basis of molar ratio, n is an average value of 100 to 300.
제3항에 있어서, 상기 (a)단계의 촉매는 Pd, Pd/C 및 Ni로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 3, wherein the catalyst of step (a) is at least one selected from the group consisting of Pd, Pd / C and Ni.
제3항에 있어서, 상기 (a)단계는 80 ~ 110℃로 60 ~ 80분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 3, wherein step (a) is performed at 80 to 110 ° C. for 60 to 80 minutes.
제3항에 있어서, 상기 (a)단계의 수소화 압력은 8 ~ 15kg/cm2인 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 3, wherein the hydrogenation pressure of the step (a) is 8 ~ 15kg / cm 2 method for producing a cyclic olefin polymer compound.
제3항에 있어서, 상기 (b)단계의 중합은 상압하에서 10 ~ 40℃로 120 ~ 180분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
The method according to claim 3, wherein the polymerization in step (b) is performed at 10 to 40 ° C. for 120 to 180 minutes under normal pressure.
제3항에 있어서, 상기 화학식 3으로 표시되는 트리사이클로펜타디엔은 화학식 2로 표시되는 디사이클로펜타디엔을 역 딜스-알더 반응을 통하여 사이클로펜타디엔을 수득한 다음, 상기 수득된 사이클로펜타디엔과 디사이클로펜타디엔을 딜스-알더 반응을 통해 제조하는 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
According to claim 3, wherein the tricyclopentadiene represented by the formula (3) is obtained from the cyclopentadiene represented by the formula (2) through a reverse Diels-Alder reaction to obtain a cyclopentadiene, the cyclopentadiene and the obtained di Cyclopentadiene is produced by Diels-Alder reaction.
제8항에 있어서, 상기 역 딜스-알더 반응은 150 ~ 160℃ 및 2 ~ 3bar 압력하에서 20 ~ 30분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.
The method of claim 8, wherein the reverse Diels-Alder reaction is performed at 150 to 160 ° C. and 2 to 3 bar pressure for 20 to 30 minutes.
제8항에 있어서, 상기 딜스-알더 반응은 160 ~ 170℃ 및 3 ~ 4bar 압력하에서 100 ~ 120분 동안 수행하는 것을 특징으로 하는 환상올레핀계 고분자 화합물의 제조방법.The method of claim 8, wherein the Diels-Alder reaction is performed at 160 to 170 ° C. and 3 to 4 bar pressure for 100 to 120 minutes.
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