KR20160057929A - Polyalkylene carbonate resin with improved thermal stability - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a polyalkylene carbonate resin. More specifically, provided is a polyalkylene carbonate resin which exhibits biodegradability while having high molecular weight and improved thermal stability. To this end, the polyalkylene carbonate resin includes each of repeating units represented by chemical formula 1, 2, and 3.

Description

향상된 열적 안정성을 갖는 폴리알킬렌 카보네이트 수지{POLYALKYLENE CARBONATE RESIN WITH IMPROVED THERMAL STABILITY}POLYLKYLENE CARBONATE RESIN WITH IMPROVED THERMAL STABILITY TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyalkylene carbonate resin having improved thermal stability,

본 발명은 향상된 열적 안정성을 갖는 폴리알킬렌 카보네이트 수지에 관한 것이다.The present invention relates to polyalkylene carbonate resins having improved thermal stability.

산업 혁명 이후, 인류는 화석 연료를 대량 소비함으로써, 현대 사회를 구축하여 왔지만, 한편으로 대기 중의 이산화탄소 농도를 증가시키고, 게다가 삼림 파괴 등의 환경 파괴에 의해 이 증가를 더욱 촉진시키고 있다. 지구 온난화는 대기 중의 이산화탄소, 프레온이나 메탄과 같은 온실 효과 가스가 증가한 것이 원인이 되는 점에서, 지구 온난화에 대한 기여율이 높은 이산화탄소의 대기 중 농도를 감소시키는 것은 매우 중요하고, 이 배출 규제나 고정화 등의 여러 가지 연구가 세계적인 규모로 실시되고 있다.Since the Industrial Revolution, mankind has built a modern society by consuming a large amount of fossil fuels, while increasing the atmospheric carbon dioxide concentration and further promoting this increase by environmental destruction such as deforestation. Since global warming is caused by the increase of greenhouse gases such as carbon dioxide in the atmosphere and freon or methane, it is very important to reduce the atmospheric concentration of carbon dioxide which contributes to global warming. Are being carried out on a global scale.

그 중에서도 이노우에 등에 의해 발견된 이산화탄소와 에폭사이드의 공중합 반응은 지구 온난화 문제의 해결을 담당할 반응으로서 기대되고 있고, 화학적 이산화탄소의 고정과 같은 관점뿐 아니라, 탄소 자원으로서의 이산화탄소의 이용이라는 관점에서도 활발히 연구되고 있다. 특히, 최근 들어, 상기 이산화탄소와 에폭사이드의 중합에 의한 폴리알킬렌 카보네이트 수지는 생분해 가능한 수지의 일종으로서 크게 각광받고 있다. Among them, the copolymerization reaction of carbon dioxide and epoxide found by Inoue et al. Is expected as a reaction to solve the problem of global warming. It is actively studied not only in terms of fixation of chemical carbon dioxide but also in the use of carbon dioxide as carbon resources . Particularly, in recent years, the polyalkylene carbonate resin obtained by the polymerization of carbon dioxide and epoxide is widely regarded as a kind of biodegradable resin.

하지만, 폴리알킬렌 카보네이트 수지는 기본적으로 생분해성을 갖는 선형 구조의 수지로서, 열적 안정성이 취약한 문제점이 있다. 특히, 이러한 폴리알킬렌 카보네이트 수지를 제품에 적용하기 위해 열 경화시키거나, 이러한 수지 제품이 열에 노출되면, 상기 수지의 주쇄가 백-바이팅(back-biting) 등에 의해 분해될 수 있다. 이는 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 보다 다양한 용도에 대한 적용을 방해하는 요소로 작용하고 있다.However, the polyalkylene carbonate resin is basically a linear structure resin having biodegradability and has a problem of poor thermal stability. In particular, when such a polyalkylene carbonate resin is thermally cured for application to a product, or when such a resin product is exposed to heat, the main chain of the resin can be decomposed by back-biting or the like. This serves as an obstacle to the application of the polyalkylene carbonate resin to a wider variety of uses.

이에 폴리알킬렌 카보네이트 수지의 물성 개선을 위해, 촉매의 분산성을 향상시키거나 (특허문헌 1), 중합 반응시 유기산을 첨가하여 분자량을 제어하거나 (특허문헌 2), 또는 중합 반응에 사용되는 용매의 종류를 변경하는 등 (특허문헌 3) 다양한 기술들이 제안되고 있다.In order to improve the physical properties of the polyalkylene carbonate resin, it is desired to improve the dispersibility of the catalyst (Patent Document 1), to control the molecular weight by adding an organic acid in the polymerization reaction (Patent Document 2) (Patent Document 3) Various techniques have been proposed.

하지만, 이러한 방법에 따르더라도, 에폭사이드와 이산화탄소의 중합 반응에서 중합 속도가 포화(saturation)되어 전환율이 더 이상 상승하지 않는 시점이 짧고, 부산물의 생성량이 늘어나는 등의 한계가 여전히 존재한다.However, even according to this method, there is still a limit such that the polymerization rate is saturated in the polymerization reaction of epoxide and carbon dioxide, the conversion rate is not further increased, and the amount of by-products is increased.

일본 등록특허 제 2732475 호 (1997.12.26)Japanese Patent No. 2732475 (December 26, 1997) 미국 등록특허 제 4943677 호 (1990.07.24)US Patent No. 4943677 (Jul. 24, 1990) 일본 공개특허 제 2007-126547 (2007.05.24)Japanese Patent Laid-Open No. 2007-126547 (May 24, 2007)

본 발명은 향상된 열적 안정성을 갖는 폴리알킬렌 카보네이트 수지를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a polyalkylene carbonate resin having improved thermal stability.

이하, 발명의 구현 예들에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지 및 이의 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a polyalkylene carbonate resin according to embodiments of the present invention and a method for producing the same will be described in detail.

그에 앞서, 본 명세서 전체에서 명시적인 언급이 없는 한, 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 그리고, 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 또한, 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
Prior to that, and unless explicitly stated throughout the present specification, the terminology is used merely to refer to a specific embodiment and is not intended to limit the present invention. And, the singular forms used herein include plural forms unless the phrases expressly have the opposite meaning. Also, as used herein, the term " comprises " embodies certain features, areas, integers, steps, operations, elements and / or components, It does not exclude the existence or addition of a group.

I. I. 폴리알킬렌Polyalkylene 카보네이트Carbonate 수지 Suzy

일반적으로, 중합 반응에서 중합 속도가 포화(saturation)되어 전환율이 더 이상 상승하지 않는 시점이 관찰된다. 그리고, 중합 속도의 포화 시점 이상으로 중합이 유지될 경우 부산물의 생성이 급격히 증가하게 된다.Generally, a point in time at which the polymerization rate saturates in the polymerization reaction and the conversion rate no longer increases is observed. And, if the polymerization is maintained above the saturation point of the polymerization rate, the production of by-products will increase sharply.

그런데, 본 발명자들의 연구 결과, 폴리알킬렌 카보네이트 수지 (이하 'PAC 수지')의 제조시 에폭사이드로서 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드를 특정 비율로 동시에 사용할 경우, 보다 높은 분자량을 갖는 PAC 수지를 얻을 수 있으면서도 부산물의 생성이 현저히 억제될 수 있음이 확인되었다.As a result of research conducted by the inventors of the present invention, it has been found that, when a polyalkylene carbonate resin (hereinafter, referred to as a 'PAC resin') is produced using an alkylene oxide and a cycloalkylene oxide as epoxides simultaneously, But the formation of byproducts can be remarkably suppressed.

즉, 본 발명을 통해 제공되는 PAC 수지는 이산화탄소, 알킬렌 옥사이드 및 사이클로알킬렌 옥사이드의 삼원 공중합에 의해 형성된다. 특히, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 상기 삼원 공중합을 통해 형성된 PAC 수지는 이산화탄소와 알킬렌 옥사이드에 의한 메인 반복 단위를 포함하고, 상기 메인 반복 단위들은 이산화탄소와 사이클로알킬렌 옥사이드에 의한 반복 단위에 의해 연결된 구조를 갖는다. 바꾸어 말하면, 상기 이산화탄소와 사이클로알킬렌 옥사이드에 의한 반복 단위는 상기 메인 반복 단위들을 연결하는 링커(linker)로써 작용한다. 그에 따라, 이러한 구조를 만족하는 PAC 수지는, 통상적인 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소의 중합만으로는 달성하기 어려운, 높은 분자량을 가질 수 있고, 이를 통해 보다 향상된 열적 안정성과 기계적 물성을 나타낼 수 있다. 그리고, 상기 PAC 수지는 유변학적으로도 이점을 가지며, 보다 다양한 용도로 적용될 수 있다.
That is, the PAC resin provided through the present invention is formed by ternary copolymerization of carbon dioxide, alkylene oxide and cycloalkylene oxide. In particular, according to the results of the present inventors' study, the PAC resin formed through the ternary copolymerization contains main repeating units of carbon dioxide and alkylene oxide, and the main repeating units are composed of repeating units of carbon dioxide and cycloalkylene oxide And has a connected structure. In other words, the repeating unit of carbon dioxide and cycloalkylene oxide functions as a linker connecting the main repeating units. Accordingly, the PAC resin satisfying such a structure can have a high molecular weight, which is difficult to attain only by polymerization of a common alkylene oxide with carbon dioxide, and thereby exhibit improved thermal stability and mechanical properties. The PAC resin has advantages of rheological properties and can be applied to various applications.

이러한 발명의 일 구현 예에 따르면,According to one embodiment of the invention,

하기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 각 반복 단위를 포함하며,And each repeating unit represented by the following general formula (1), (2) and (3)

상기 화학식 3로 표시되는 반복 단위는 상기 화학식 1로 표시되는 적어도 둘의 반복 단위를 연결하거나 또는 상기 화학식 1과 화학식 2의 조합에 의해 형성된 적어도 둘의 반복 단위를 연결하는, PAC 수지가 제공된다:Wherein the repeating unit represented by the above-mentioned formula (3) connects at least two repeating units represented by the above formula (1) or connects at least two repeating units formed by combination of the above-mentioned formula (1) and the formula (2)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 2](2)

Figure pat00002
Figure pat00002

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1 내지 3에서,In the above Formulas 1 to 3,

R1 및 R2는 각각 독립적으로 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌이고,R 1 and R 2 are each independently an alkylene having 1 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms,

A는 탄소수 4 내지 12의 사이클로알킬렌이고,A is cycloalkylene having 4 to 12 carbon atoms,

p는 2 내지 10의 정수이고, p is an integer of 2 to 10,

Ri는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, 인접하는 Ri들은 서로 연결되어 지방족 고리를 형성할 수 있으며,Each R i is independently hydrogen or alkyl of 1 to 5 carbon atoms, adjacent R i s may be connected to each other to form an aliphatic ring,

n은 10 내지 5,000의 정수이고, n is an integer from 10 to 5,000,

(n+l):m은 1:0.05 내지 1:3이다.
( n + 1 ): m is 1: 0.05 to 1: 3.

발명의 구현 예에 따른 PAC 수지는 이산화탄소, 알킬렌 옥사이드 및 사이클로알킬렌 옥사이드의 삼원 공중합에 의해 형성된 것이다. 이산화탄소, 알킬렌 옥사이드 및 사이클로알킬렌 옥사이드의 삼원 공중합 과정에서는 다양한 구조의 반복 단위들이 형성될 수 있는데, 상기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 반복 단위가 대표적인 반복 단위이다. 그 중 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위는 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소의 중합에 의해 형성되는 메인 반복 단위다. 그리고, 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위는 알킬렌 옥사이드의 중합에 의해 형성되는 반복 단위이고, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위는 사이클로알킬렌 옥사이드와 이산화탄소의 중합에 의해 형성되는 반복 단위이다.PAC resins according to embodiments of the invention are formed by ternary copolymerization of carbon dioxide, alkylene oxide, and cycloalkylene oxide. In the ternary copolymerization process of carbon dioxide, alkylene oxide and cycloalkylene oxide, it is possible to form repeating units having various structures, wherein the repeating units represented by the formulas (1), (2) and (3) are representative repeating units. Wherein the repeating unit represented by the formula (1) is a main repeating unit formed by polymerization of an alkylene oxide with carbon dioxide. The repeating unit represented by the formula (2) is a repeating unit formed by polymerization of an alkylene oxide, and the repeating unit represented by the formula (3) is a repeating unit formed by polymerization of a cycloalkylene oxide with carbon dioxide.

특히, 본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위는 수지의 말단에 위치하지 않고, 상기 화학식 1로 표시되는 적어도 둘의 메인 반복 단위를 연결하거나, 또는 상기 화학식 1과 화학식 2의 조합에 의해 형성된 적어도 둘의 반복 단위를 연결하는 링커(linker)로써 작용함이 확인되었다. In particular, according to the study results of the present inventors, it has been found that the repeating unit represented by the above-mentioned formula (3) is not located at the terminal of the resin, and at least two main repeating units represented by the above formula (1) Linker that connects at least two repeating units formed by a combination of two or more repeating units.

이와 관련하여, 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소를 공중합하여 형성된 통상적인 PAC 수지는 그 중합 과정에서 전환율의 한계가 있어 특정 범위 이상의 분자량을 갖기 어렵고, 그 이상으로 중합이 유지될 경우 부산물의 생성이 급격히 증가하게 된다.In this connection, a conventional PAC resin formed by copolymerization of an alkylene oxide and carbon dioxide has a limit of conversion ratio in the polymerization process, so that it is difficult to have a molecular weight exceeding a specific range, and when the polymerization is further maintained, the production of byproducts increases sharply do.

그런데, 발명의 구현 예에 따른 PAC 수지는 에폭사이드로 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드를 특정 비율로 동시에 사용함에 따라, 통상적인 PAC 수지에서는 관찰될 수 없는 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 갖는다. 특히, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위는 상기 화학식 1로 표시되는 적어도 둘의 메인 반복 단위를 연결하거나, 또는 상기 화학식 1과 화학식 2의 조합에 의해 형성된 적어도 둘의 반복 단위를 연결하는 형태로 PAC 수지에 포함된다.However, the PAC resin according to the embodiment of the present invention has repeating units represented by the above formula (3) which can not be observed in a conventional PAC resin due to simultaneous use of an alkylene oxide and a cycloalkylene oxide as epoxides in a specific ratio . In particular, the repeating unit represented by the above formula (3) may be obtained by connecting at least two main repeating units represented by the above formula (1) or connecting at least two repeating units formed by the combination of the above formula (1) Resin.

그에 따라, 높은 분자량을 갖는 반복 단위들이 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위에 의해 연결되어 보다 높은 분자량을 갖는 PAC 수지가 형성된다. 그리고, 이러한 PAC 수지는 상기 통상적인 PAC 수지에 비하여 보다 단시간 내에 더 높은 분자량을 나타낼 수 있다. 나아가, 이처럼 단시간 내에 형성된 높은 분자량의 PAC 수지는 부산물의 함량이 낮고, 특히 향상된 열적 안정성과 기계적 물성을 나타낼 수 있다.Thereby, the repeating units having a high molecular weight are linked by the repeating unit represented by the above-mentioned formula (3) to form a PAC resin having a higher molecular weight. Such a PAC resin can exhibit a higher molecular weight in a shorter period of time than the conventional PAC resin. Furthermore, the high molecular weight PAC resin formed in such a short period of time can exhibit a low content of byproducts, and in particular, can exhibit improved thermal stability and mechanical properties.

구체적으로, 상기 화학식 1 및 2에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬렌으로서, 상기 알킬렌에 포함된 수소는 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬로 치환 또는 비치환될 수 있다.Specifically, in the general formulas (1) and (2), R 1 and R 2 are each independently alkylene having 1 to 20 carbon atoms, and the hydrogen contained in the alkylene may be substituted with halogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms have.

그리고, 상기 화학식 3에서 A는 탄소수 4 내지 12의 사이클로알킬렌으로서, 상기 사이클로알킬렌에 포함된 각 수소는 Ri로 치환 또는 비치환될 수 있다. 즉, 상기 화학식 3에서 p는 2 내지 10의 정수일 수 있다. 상기 화학식 3에서 Ri는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, 인접하는 Ri들은 서로 연결되어 지방족 고리를 형성할 수 있다.In Formula 3, A is a cycloalkylene having 4 to 12 carbon atoms, and each hydrogen included in the cycloalkylene may be substituted or unsubstituted with R i . That is, in Formula 3, p may be an integer of 2 to 10. In the formula (3), R 1 is independently hydrogen or alkyl having 1 to 5 carbon atoms, and adjacent R 1 s may be connected to each other to form an aliphatic ring.

비제한적인 예로, 상기 A는 하기 구조식들 중 하나일 수 있다. 하기 구조식의 사이클로알킬렌에 포함된 각 수소는 탄소수 1 내지 5의 알킬로 치환 또는 비치환될 수 있으며, 인접한 알킬은 서로 연결되어 지방족 고리를 형성할 수 있다.As a non-limiting example, A may be one of the following formulas. Each hydrogen contained in the cycloalkylene of the following structural formula may be substituted or unsubstituted with alkyl having 1 to 5 carbon atoms, and adjacent alkyls may be connected to each other to form an aliphatic ring.

Figure pat00004
Figure pat00004

그리고, 상기 화학식 1 내지 3에서, 각 반복 단위의 중합도인 n, m, l은 상기 PAC 수지의 형성에 적용된 단량체들의 함량비에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 화학식 1에서 n은 10 내지 5,000, 바람직하게는 500 내지 2,500의 정수일 수 있다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 메인 반복 단위에 의한 분자량과 그에 따른 기본적인 물성이 확보될 수 있도록 하기 위하여, 상기 n은 상기 범위를 만족하는 정수인 것이 바람직하다.In the above formulas (1) to (3), the degree of polymerization n , m and l of the respective repeating units may be determined according to the content ratio of the monomers used for forming the PAC resin. For example, in Formula 1, n may be an integer of 10 to 5,000, preferably 500 to 2,500. That is, in order to ensure the molecular weight and the basic physical properties according to the main repeating unit represented by Formula 1, n is preferably an integer satisfying the range.

그리고, 상기 화학식 1 내지 3에서 (n+l):m은 1:0.05 내지 1:3, 바람직하게는 1:0.1 내지 1:2.5일 수 있다. 즉, 상기 화학식 3의 반복 단위 도입에 따른 고분자량의 달성 및 열적 안정성의 향상 효과가 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 (n+l):m은 1:0.05 이상인 것이 바람직하다. 다만, 상기 m의 비율이 필요 이상으로 높을 경우 PAC 수지 본연의 생분해성이 떨어질 수 있으므로, 상기 (n+l):m은 1:3 이하인 것이 바람직하다.In the above formulas (1) to (3), ( n + 1 ): m may be 1: 0.05 to 1: 3, preferably 1: 0.1 to 1: 2.5. That is, it is preferable that the ( n + 1 ): m is 1: 0.05 or more in order to achieve the high molecular weight and the improvement of the thermal stability according to the introduction of the repeating unit of the formula (3). However, if the ratio of m is higher than necessary, the inherent biodegradability of the PAC resin may deteriorate, so that ( n + 1 ): m is preferably 1: 3 or less.

발명의 구현 예에 따른 PAC 수지에서, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위의 존재는 NMR 스펙트럼 등을 통해 확인될 수 있다.In the PAC resin according to the embodiment of the present invention, the presence of the repeating unit represented by the above formula (3) can be confirmed through NMR spectroscopy or the like.

예를 들어, 상기 PAC 수지는 4.50 내지 4.70 ppm의 δ에서 적어도 하나의 피크를 갖는 1H NMR 스펙트럼 (300 MHz, CDCl3)을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 PAC 수지에 대한 1H NMR 스펙트럼을 살펴보면, 상기 화학식 3의 반복 단위에서 -A-와 -O-의 연결 부위에 위치하는 -CH- 에 따른 피크는 4.50 내지 4.70 ppm 부근에서 관찰될 수 있다.For example, the PAC resin may represent a 1 H NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) having at least one peak at δ of 4.50 to 4.70 ppm. That is, the 1 H NMR spectrum of the PAC resin shows that the peak along the -CH- located at the connecting site of -A- and -O- in the repeating unit of Formula 3 can be observed in the vicinity of 4.50 to 4.70 ppm have.

그리고, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위가 PAC 수지의 말단에 존재할 경우 약 3.74 ppm 부근에서 사이클릭 구조로부터 유래된 적어도 하나의 피크가 확인되어야 한다. 그런데, 실시예를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 PAC 수지는 3.74 ppm 부근의 피크를 나타내지 않는다. 이러한 NMR 스펙트럼을 통해서, 상기 PAC 수지에서 화학식 3의 반복 단위는 고분자 사슬 내부에 링커로서 삽입되어 있음을 추정할 수 있다.When the repeating unit represented by the above formula (3) is present at the end of the PAC resin, at least one peak derived from the cyclic structure should be identified at about 3.74 ppm. However, as can be seen from the examples, the PAC resin does not show a peak near 3.74 ppm. Through this NMR spectrum, it can be assumed that the repeating unit represented by the formula (3) is inserted as a linker in the polymer chain in the PAC resin.

그리고, 상기 PAC 수지에 대한 1H NMR 스펙트럼에서 상기 화학식 1 및 화학식 3으로 표시되는 반복 단위에 의한 피크의 적분값에 대하여 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위에 의한 피크의 적분값은 1:0.005 내지 1:5, 바람직하게는 1:0.1 내지 1:3의 비를 나타낼 수 있다.In the 1 H NMR spectrum of the PAC resin, the integrated value of the peak due to the repeating unit represented by the formula (2) relative to the integrated value of the peak due to the repeating unit represented by the above formulas (1) and (3) is 1: 1: 5, preferably 1: 0.1 to 1: 3.

한편, 발명의 구현 예에 따른 PAC 수지는 상술한 바와 같은 구조를 만족함에 따라, 50,000 내지 1,000,000, 바람직하게는 300,000 내지 950,000의 높은 중량 평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다.Meanwhile, the PAC resin according to the embodiment of the present invention may have a high weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 1,000,000, preferably 300,000 to 950,000, as described above.

그리고, 상기 PAC 수지는 2 내지 6, 바람직하게는 2.4 내지 3.5의 다분산 지수(PDI)를 가질 수 있다.And, the PAC resin may have a polydispersity index (PDI) of 2 to 6, preferably 2.4 to 3.5.

상기 PAC 수지는 10 내지 30℃, 바람직하게는 10 내지 25 ℃의 유리 전이 온도(Tg)을 가질 수 있다.The PAC resin may have a glass transition temperature (Tg) of 10 to 30 占 폚, preferably 10 to 25 占 폚.

이처럼 발명의 구현 예에 따른 PAC 수지는 통상적인 알킬렌 옥사이드와 이산화탄소의 중합만으로는 달성하기 어려운, 높은 분자량을 가질 수 있고, 이를 통해 보다 향상된 열적 안정성과 기계적 물성을 나타낼 수 있다. 상기 PAC 수지의 열적 안정성에 대해서는 시험예를 통해 살펴본다.
Thus, the PAC resin according to the embodiment of the present invention can have a high molecular weight, which is difficult to achieve by the conventional polymerization of an alkylene oxide with carbon dioxide alone, and thus can exhibit improved thermal stability and mechanical properties. The thermal stability of the PAC resin will be examined through a test example.

IIII . . 폴리알킬렌Polyalkylene 카보네이트Carbonate 수지의 제조 방법 Method of producing resin

한편, 발명의 다른 일 구현 예에 따르면, On the other hand, according to another embodiment of the invention,

유기 아연 촉매의 존재 하에 에폭사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체를 중합시키는 단계를 포함하고,Polymerizing monomers comprising epoxide and carbon dioxide in the presence of an organozinc catalyst,

상기 에폭사이드는, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드 및 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 20의 사이클로알킬렌 옥사이드를 1:0.01 내지 1:0.2의 몰비로 포함하는, PAC 수지의 제조 방법이 제공된다.Wherein the epoxide is an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with a halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a cycloalkylene group having 4 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with a halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Oxide in a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 0.2.

기본적으로, PAC 수지의 제조에는 에폭사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체가 사용된다. 특히, 발명의 일 구현 예에 따르면, 상기 단량체 중 에폭사이드로는 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드의 혼합물이 사용된다.Basically, monomers including epoxide and carbon dioxide are used for the production of the PAC resin. In particular, according to one embodiment of the invention, a mixture of an alkylene oxide and a cycloalkylene oxide is used as an epoxide in the monomer.

구체적으로, 상기 에폭사이드는 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드 및 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 탄소수 4 내지 20의 사이클로알킬렌 옥사이드를 포함한다.Specifically, the epoxide is a cyclic alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms which is unsubstituted or substituted with halogen or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Alkylene oxide.

바람직하게는, 상기 알킬렌 옥사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 1-부텐 옥사이드, 2-부텐 옥사이드, 아이소부틸렌 옥사이드, 1-펜텐 옥사이드, 2-펜텐 옥사이드, 1-헥센 옥사이드, 1-옥텐 옥사이드, 1-데센 옥사이드, 1-도데센 옥사이드, 1-테트라데센 옥사이드, 1-헥사데센 옥사이드, 및 1-옥타데센 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.Preferably, the alkylene oxide is selected from the group consisting of ethylene oxide, propylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, isobutylene oxide, 1-pentene oxide, 2-pentene oxide, 1-hexene oxide, At least one compound selected from the group consisting of 1-decene oxide, 1-dodecene oxide, 1-tetradecene oxide, 1-hexadecene oxide, and 1-octadecene oxide.

그리고, 상기 사이클로알킬렌 옥사이드는 사이클로펜텐 옥사이드, 사이클로헥센 옥사이드, 사이클로옥텐 옥사이드, 사이클로도데센 옥사이드, 알파-파이넨 옥사이드, 및 2,3-에폭시노보넨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물일 수 있다.And, the cycloalkylene oxide may be at least one compound selected from the group consisting of cyclopentene oxide, cyclohexene oxide, cyclooctene oxide, cyclododecene oxide, alpha-pinene oxide, and 2,3-epoxy norbornene have.

특히, 발명의 구현 예에 따르면, 상기 에폭사이드는 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드를 1:0.01 내지 1:0.2, 또는 1:0.01 내지 1:0.15, 또는 1:0.01 내지 1:0.1의 몰비로 포함한다. 즉, 사이클로알킬렌 옥사이드의 혼합 사용에 따른 효과가 충분히 발현될 수 있도록 하기 위하여, 상기 에폭사이드는 사이클로알킬렌 옥사이드를 알킬렌 옥사이드에 대하여 1:0.01의 몰비 이상으로 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 사이클로알킬렌 옥사이드가 과량으로 첨가될 경우, 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드의 상호 작용이 제대로 일어날 수 없어 중합 활성이 떨어지고, 부산물의 생성량이 늘어나는 문제점이 나타날 수 있다. 이 경우, 중합 시간을 늘려 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드의 상호 작용이 이루어질 수 있는 시간을 다소 확보할 수 있다. 하지만, 상기 조건에서 중합 시간을 늘리면 부산물의 생성량이 더욱 늘어나기 때문에, 생산 공정의 scale up 적용시 경제성이 떨어지는 결과를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 에폭사이드는 사이클로알킬렌 옥사이드를 알킬렌 옥사이드에 대하여 1:0.2의 몰비 이하로 포함하는 것이 바람직하다.In particular, according to an embodiment of the invention, the epoxide may be prepared by reacting an alkylene oxide with a cycloalkylene oxide in a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 0.2, or 1: 0.01 to 1: 0.15, or 1: 0.01 to 1: . That is, in order to sufficiently exhibit the effect of the mixed use of the cycloalkylene oxide, the epoxide preferably contains the cycloalkylene oxide in a molar ratio of 1: 0.01 to the alkylene oxide. However, when the cycloalkylene oxide is added in an excess amount, the interaction between the alkylene oxide and the cycloalkylene oxide may not occur properly, resulting in a decrease in the polymerization activity and an increase in the amount of byproducts generated. In this case, the polymerization time may be increased so that the time required for the interaction between the alkylene oxide and the cycloalkylene oxide can be somewhat secured. However, if the polymerization time is increased under the above conditions, the production amount of the byproduct is further increased, so that the economical efficiency can be lowered when the scale up of the production process is applied. Therefore, it is preferable that the epoxide contains a cycloalkylene oxide in a molar ratio of 1: 0.2 based on the alkylene oxide.

그리고, 발명의 구현 예에 따르면, 에폭사이드 및 이산화탄소의 중합시 이산화탄소의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 중합 반응의 효율 등을 감안하여 1 내지 200 bar, 또는 1 내지 150 bar, 또는 1 내지 100 bar, 또는 1 내지 50 bar의 범위 내에서 조절될 수 있다.
According to an embodiment of the present invention, the pressure of the carbon dioxide during the polymerization of the epoxide and the carbon dioxide is not particularly limited, but may be 1 to 200 bar, or 1 to 150 bar, or 1 to 100 bar, Or in the range of 1 to 50 bar.

한편, 에폭사이드와 이산화탄소를 포함한 단량체의 중합은 유기 아연 촉매의 존재 하에 수행된다. 상기 유기 아연 촉매는 아연 전구체와, 지방족 디카르복실산 또는 방향족 디카르복실산을 반응시켜 얻어진 촉매로서, 이산화탄소와 에폭사이드로부터 PAC 수지를 얻는 공중합 반응에 높은 중합 활성을 나타낼 수 있다.On the other hand, polymerization of monomers including epoxide and carbon dioxide is carried out in the presence of an organozinc catalyst. The organic zinc catalyst is a catalyst obtained by reacting a zinc precursor with an aliphatic dicarboxylic acid or an aromatic dicarboxylic acid, and can exhibit a high polymerization activity in a copolymerization reaction of obtaining a PAC resin from carbon dioxide and epoxide.

여기서, 상기 아연 전구체로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 산화아연, 황산아연 (ZnSO4), 염소산 아연 (Zn(ClO3)2), 질산아연 (Zn(NO3)2), 초산아연 (Zn(OAc)2), 수산화아연 등과 같은 무기 또는 유기 아연 화합물이 사용될 수 있다. 그 중에서도, 높은 활성을 나타내는 유기 아연 촉매가 얻어진다는 점에서 산화아연과 수산화아연이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 아연 전구체는 각각 단독으로 사용되거나 2 종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.The zinc precursor is not particularly limited and examples thereof include zinc oxide, zinc sulfate (ZnSO 4 ), zinc chlorate (Zn (ClO 3 ) 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3 ) 2 ) (Zn (OAc) 2 ), zinc hydroxide, and the like can be used. Of these, zinc oxide and zinc hydroxide may preferably be used in that an organic zinc catalyst exhibiting high activity can be obtained. Each of these zinc precursors may be used alone or in combination of two or more.

그리고, 상기 유기 아연 촉매의 합성에 사용되는 디카르복실산은 탄소수 3 내지 20의 지방족 디카르복실산과 탄소수 6 내지 40의 방향족 디카르복실산을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 디카르복실산으로는 말론산, 글루타르산, 숙신산, 및 아디프산과 같은 지방족 디카르복실산; 테레프탈산, 이소프탈산, 호모프탈산, 및 페닐글루타르산과 같은 방향족 디카르복실산을 예로 들 수 있다. 그 중에서도, 높은 활성을 나타내는 유기 아연 촉매가 얻어진다는 점에서 글루타르산이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 디카르복실산은 각각 단독으로 사용되거나 2 종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.The dicarboxylic acid used in the synthesis of the organic zinc catalyst may include an aliphatic dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms and an aromatic dicarboxylic acid having 6 to 40 carbon atoms. Specific examples of the dicarboxylic acid include aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, glutaric acid, succinic acid, and adipic acid; Aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, homophthalic acid, and phenylglutaric acid. Of these, glutaric acid can be preferably used in that an organic zinc catalyst exhibiting high activity is obtained. These dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.

그리고, 상기 디카르복실산은 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량의 몰로 사용될 수 있으며, 구체적으로, 상기 아연 전구체 1 몰에 대해 약 1 내지 1.5 몰, 혹은 약 1.1 내지 1.3 몰의 비율로 사용될 수 있다. 이처럼 상기 디카르복실산이 상기 아연 전구체와 동등 또는 과량 상태를 유지할 경우, 균일하게 분산된 아연 전구체를 과량의 디카르복실산 분자나 이온들이 둘러싼 형태로 반응이 서서히 진행될 수 있다. 그에 따라, 아연 전구체가 서로 거의 뭉치지 않으면서 디카르복실산과 반응을 일으킬 수 있어, 보다 균일하고도 미세한 입경을 가지며 향상된 활성을 나타내는 유기 아연 촉매가 형성될 수 있다.The dicarboxylic acid may be used in the same or an excessive molar amount as the zinc precursor. Specifically, the dicarboxylic acid may be used in a proportion of about 1 to 1.5 moles, or about 1.1 to 1.3 moles per mole of the zinc precursor. When the dicarboxylic acid is maintained in an equimolar or excess state with the zinc precursor, the reaction may proceed slowly in the form of an excessive amount of the dicarboxylic acid molecule or ions surrounding the zinc precursor dispersed uniformly. As a result, the zinc precursor can react with the dicarboxylic acid while hardly aggregating with each other, so that an organic zinc catalyst having a more uniform and fine particle size and exhibiting improved activity can be formed.

상기 유기 아연 촉매를 얻기 위한 반응은 아연 전구체와 디카르복실산을 포함하는 반응물이 존재하는 액상 매질 내에서 진행(예를 들어, 상기 반응물이 용해 또는 분산된 용액 또는 분산액 상태로 진행)될 수 있다. 이때 사용 가능한 용매는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 벤젠, 톨루엔 및 자일렌과 같은 방향족 탄화수소계 용매; 디에틸에테르, 테트라하이드로퓨란 및 디옥산과 같은 에테르계 용매; 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 및 프로필카보네이트와 같은 카보네이트계 용매; 아세토니트릴, 디메틸포름아마이드, 디메틸술폭사이드, 헥사메틸포스포트리아마이드 등일 수 있다. 그 중에서도 반응 용매의 재사용이 용이하다는 점에서 벤젠, 톨류엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소계 용매가 바람직하게 사용될 수 있다.The reaction for obtaining the organozinc catalyst may proceed in a liquid medium in which a reactant comprising a zinc precursor and a dicarboxylic acid is present (e.g., proceeding in the form of a solution or dispersion in which the reactant is dissolved or dispersed) . The solvent usable here is not particularly limited, but aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; Ether-based solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane; Carbonate-based solvents such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and propyl carbonate; Acetonitrile, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoramide, and the like. Among them, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene can be preferably used in that reaction solvents can be easily reused.

그리고, 상기 유기 아연 촉매를 얻기 위한 반응에서 용매의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 촉매 합성 반응이 원활하게 수행될 수 있도록 하기 위하여, 상기 아연 전구체 100 중량부에 대하여 300 내지 10000 중량부로 조절될 수 있다.The amount of the solvent used in the reaction for obtaining the organic zinc catalyst is not particularly limited but may be adjusted to 300 to 10000 parts by weight based on 100 parts by weight of the zinc precursor so that the catalyst synthesis reaction can be performed smoothly .

또한, 상기 촉매 합성 반응은 반응 효율을 감안하여 20 내지 150℃ 하에서 수행될 수 있다. 이때 반응 시간은 반응 온도에 따라 달라질 수 있으며, 상기 반응 온도 범위 내에서는 통상적으로 1 내지 10 시간으로 조절될 수 있다.
Also, the catalyst synthesis reaction may be carried out at 20 to 150 ° C in consideration of the reaction efficiency. In this case, the reaction time may vary depending on the reaction temperature, and the reaction time may be generally adjusted to 1 to 10 hours.

한편, 발명의 구현 예에 따르면, 상기 PAC 수지의 제조는 유기 아연 촉매가 분산된 유기 용매 내에서 용액 중합으로 진행될 수 있다. 이를 통해 반응열이 적절히 제어될 수 있으며, 얻고자 하는 PAC 수지의 분자량 또는 점도 제어가 용이해질 수 있다.On the other hand, according to the embodiment of the present invention, the production of the PAC resin can be carried out by solution polymerization in an organic solvent in which an organic zinc catalyst is dispersed. As a result, the heat of reaction can be appropriately controlled and the molecular weight or viscosity of the PAC resin to be obtained can be easily controlled.

이러한 용액 중합에서, 상기 유기 용매로는 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 디클로라이드, 트리클로로 에탄, 테트라클로로에탄, 클로로포름, 아세토나이트릴, 프로피오나이트릴, 디메틸포름아마이드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸 설폭사이드, 니트로메탄, 1,4-다이옥산, 헥산, 톨루엔, 테트라하이드로퓨란, 메틸에틸케톤, 메틸아민케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 아세톤, 사이클로헥사논, 트리클로로 에틸렌, 메틸 아세테이트, 바이닐 아세테이트, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸로락톤, 카프로락톤, 니트로프로판, 벤젠, 스티렌, 자일렌, 및 메틸프로파졸(methyl propasol)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있다. 이 중에서도, 보다 효과적인 중합 반응의 진행이 가능하다는 점에서 메틸렌 클로라이드와 에틸렌 디클로라이드가 바람직하게 사용될 수 있다.In this solution polymerization, the organic solvent may be an organic solvent such as methylene chloride, ethylene dichloride, trichloroethane, tetrachloroethane, chloroform, acetonitrile, propionitrile, dimethylformamide, N- Methyl acetate, vinyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, One or more compounds selected from the group consisting of acetate, propyl acetate, butylolactone, caprolactone, nitropropane, benzene, styrene, xylene, and methyl propasol may be used. Of these, methylene chloride and ethylene dichloride can be preferably used in that polymerization reaction can be more effectively proceeded.

상기 유기 용매는 에폭사이드 100 중량부에 대하여 50 내지 10000 중량부로 사용될 수 있고, 적절하게는 100 내지 1000 중량부로 사용될 수 있다. 즉, 반응 매질로서 제대로 작용할 수 있도록 하기 위하여, 상기 유기 용매는 에폭사이드 100 중량부에 대하여 50 중량부 이상으로 사용되는 것이 바람직하다. 다만, 유기 용매가 과량으로 사용될 경우 에폭사이드의 농도가 낮아져 생산성이 저하될 수 있고, 형성된 수지의 분자량이 낮아지거나 부반응이 증가할 수 있다. 그러므로, 상기 유기 용매는 에폭사이드 100 중량부에 대하여 10000 중량부 이하로 사용되는 것이 바람직하다.The organic solvent may be used in an amount of 50 to 10000 parts by weight, preferably 100 to 1000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxide. That is, the organic solvent is preferably used in an amount of 50 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the epoxide. However, when an organic solvent is used in an excessive amount, the concentration of the epoxide may be lowered, resulting in a decrease in productivity, and the molecular weight of the resin formed may be lowered or the side reaction may increase. Therefore, the organic solvent is preferably used in an amount of 10000 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the epoxide.

그리고, 상기 유기 아연 촉매는 에폭사이드 100 중량부에 대하여 0.001 내지 100 중량부로 사용될 수 있고, 적절하게는 0.01 내지 50 중량부로 사용될 수 있다. 즉, 용액 중합시 충분한 촉매 활성이 나타날 수 있도록 하기 위하여, 상기 유기 아연 촉매는 에폭사이드 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 이상으로 존재하는 것이 바람직하다. 다만, 촉매가 과량으로 존재할 경우 부산물이 형성되거나 고분자의 백 바이팅(back-biting)이 일어날 수 있다. 따라서, 상기 유기 아연 촉매는 에폭시아드 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하로 존재하는 것이 바람직하다.The organic zinc catalyst may be used in an amount of 0.001 to 100 parts by weight, preferably 0.01 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the epoxide. That is, it is preferable that the organic zinc catalyst is present in an amount of 0.001 part by weight or more based on 100 parts by weight of the epoxide. However, when the catalyst is present in excess, by-products may be formed or back-biting of the polymer may occur. Therefore, the organic zinc catalyst is preferably present in an amount of 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the epoxy compound.

그리고, 상술한 중합 반응은 20 내지 100 ℃의 온도 하에서 수행될 수 있다. 반응 온도가 20 ℃ 미만일 경우 반응에 장시간을 필요로 할 우려가 있고, 그로 인해 부반응이 증가할 수 있다. 또한 반응 온도가 100 ℃를 초과할 경우 부반응의 증가로 인해 수율이 저하될 우려가 있다. 이때 반응 시간은 반응 온도에 따라 달라질 수 있으며, 상기 반응 온도 범위 내에서는 통상적으로 1 내지 40 시간으로 조절될 수 있다. 특히, 발명의 구현 예에 따르면, 상술한 중합 반응에는 알킬렌 옥사이드와 사이클로알킬렌 옥사이드가 특정 함량비로 사용됨에 따라, 그렇지 않은 경우에 비하여, 촉매의 활성이 길게 유지될 수 있어 중합 속도의 포화 시점이 지연될 수 있다. 그에 따라, 중합 시간이 상대적으로 길게 유지되더라도 부산물 (예를 들어 에틸렌 카보네이트 등)의 생성이 억제될 수 있다.And, the above-mentioned polymerization reaction can be carried out at a temperature of 20 to 100 캜. If the reaction temperature is lower than 20 ° C, there is a fear that a long time is required for the reaction, which may increase the side reaction. If the reaction temperature exceeds 100 ° C, the yield may be lowered due to an increase in the side reaction. In this case, the reaction time may vary depending on the reaction temperature, and the reaction temperature may be generally adjusted to 1 to 40 hours. Particularly, according to the embodiment of the present invention, since the alkylene oxide and the cycloalkylene oxide are used in a specific content ratio in the above-mentioned polymerization reaction, the activity of the catalyst can be maintained longer than that of the alkylene oxide and the cycloalkylene oxide, Can be delayed. Accordingly, even if the polymerization time is kept relatively long, the production of by-products (for example, ethylene carbonate and the like) can be suppressed.

상기 중합 반응에 있어서, 유기 아연 촉매와 에폭사이드와 이산화탄소를 혼합하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 혼합의 용이성 측면에서 상기 유기 아연 촉매와 에폭사이드를 혼합한 후 이산화탄소를 첨가하는 방법이 바람직할 수 있다.The method of mixing the organic zinc catalyst, the epoxide and the carbon dioxide in the polymerization reaction is not particularly limited, but a method of mixing the organozinc catalyst with the epoxide and then adding carbon dioxide may be preferable in terms of ease of mixing .

상술한 방법으로 얻어지는 PAC 수지는 여과 또는 세정에 의해 촉매 등을 제거한 후, 건조하여 최종 수지로 제공될 수 있다.The PAC resin obtained by the above-mentioned method can be provided as a final resin after removing the catalyst etc. by filtration or washing and drying.

본 발명에 따르면, 생분해성을 나타내면서도 높은 분자량과 향상된 열적 안정성을 갖는 PAC 수지가 제공된다.According to the present invention, a PAC resin exhibiting biodegradability and having a high molecular weight and improved thermal stability is provided.

도 1은 발명의 일 실시 예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지에 대한 NMR 스펙트럼이다.
도 2는 발명의 일 실시 예에 따른 폴리알킬렌 카보네이트 수지에 대한 GPC 분석 그래프이다.
1 is an NMR spectrum of a polyalkylene carbonate resin according to an embodiment of the present invention.
2 is a GPC analysis graph of a polyalkylene carbonate resin according to an embodiment of the present invention.

이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들을 제시한다. 그러나 하기의 실시예들은 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. However, the following embodiments are intended to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.

합성예Synthetic example

(유기 아연 촉매의 제조)(Preparation of organic zinc catalyst)

250ml 크기의 둥근 바닥 플라스크에서, 100ml 톨루엔에 7.93g(0.06mol)의 글루타르산을 가하여 환류 하에 분산시켰고, 55℃의 온도에서 30 분간 가열하였다. 이와 별도로, 50ml의 톨루엔에 4.1g(0.05mol)의 ZnO를 가하고 교반하여 ZnO 용액을 준비하였다. 상기 ZnO 용액 중 25%를 먼저 글루타르산 용액에 가하여 반응을 진행시켰고, 나머지 75% 중 25%는 1 시간 후에 가하여 반응을 진행하고, 다음 25%는 추가로 1 시간 대기 후에 가하여 반응을 진행하였다. 이후, 1시간 추가 경과 후에, 마지막 25%를 가하여 반응을 진행하였다. 상기 혼합 용액을 110℃에서 2 시간 동안 가열하였다. 흰색 고체가 생성된 후, 이를 여과하고, 아세톤/에탄올로 세척하고, 130℃에서 진공 오븐으로 건조하여 유기 아연 촉매를 제조하였다.7.93 g (0.06 mol) of glutaric acid was added to 100 ml toluene in a 250 ml round-bottomed flask and dispersed under reflux and heated at 55 ° C for 30 minutes. Separately, 4.1 g (0.05 mol) of ZnO was added to 50 ml of toluene and stirred to prepare a ZnO solution. 25% of the ZnO solution was first added to the glutaric acid solution to conduct the reaction. 25% of the remaining 75% was added after 1 hour to conduct the reaction. The next 25% was further added for 1 hour after the reaction was completed . Thereafter, after an elapse of 1 hour, the last 25% was added to proceed the reaction. The mixed solution was heated at 110 DEG C for 2 hours. After a white solid was formed, it was filtered, washed with acetone / ethanol and dried in a vacuum oven at 130 ° C to produce an organozinc catalyst.

실시예Example 1 One

Glove box 내에서, 고압 반응기 내에 0.4g의 유기 아연 촉매와 8.52g의 디클로로메탄을 넣은 후, 8.9g의 에폭사이드 (에틸렌 옥사이드: 사이클로헥센 옥사이드 = 1: 0.01 몰)를 넣었다. 그 후 반응기 내에 이산화탄소를 투입하여 30 bar로 가압하였다. 중합 반응은 70 ℃에서 3 시간 동안 진행되었다. In the glove box, 0.4 g of organozinc catalyst and 8.52 g of dichloromethane were placed in a high-pressure reactor and then 8.9 g of epoxide (ethylene oxide: cyclohexene oxide = 1: 0.01 mol) was added. Then, carbon dioxide was introduced into the reactor and the pressure was increased to 30 bar. The polymerization reaction was carried out at 70 DEG C for 3 hours.

반응 종료 후 미반응의 이산화탄소와 에폭사이드는 용매인 디클로로메탄과 함께 제거되었다. 제조된 폴리에틸렌 카보네이트 수지의 양을 알기 위해, 남아있는 고체를 완전 건조 후 정량하였다. 이러한 중합 결과에 따른 촉매의 활성 및 수율을 하기 표 1에 나타내었다.After completion of the reaction, the unreacted carbon dioxide and epoxide were removed together with the solvent dichloromethane. In order to determine the amount of the polyethylene carbonate resin produced, the remaining solid was completely dried and quantified. The activity and the yield of the catalyst according to the polymerization results are shown in Table 1 below.

실시예Example 2 2

에틸렌 옥사이드: 사이클로헥센 옥사이드 = 1: 0.05 몰로 혼합된 에폭사이드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that an epoxide mixed with ethylene oxide: cyclohexene oxide = 1: 0.05 mol was used.

실시예Example 3 3

에틸렌 옥사이드: 사이클로헥센 옥사이드 = 1: 0.2 몰로 혼합된 에폭사이드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that an epoxide mixed with ethylene oxide: cyclohexene oxide = 1: 0.2 mole was used.

실시예Example 4 4

중합 반응이 70 ℃에서 6 시간 동안 진행된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polymerization reaction was conducted at 70 캜 for 6 hours.

실시예Example 5 5

중합 반응이 70 ℃에서 6 시간 동안 진행된 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 2 except that the polymerization reaction was conducted at 70 캜 for 6 hours.

실시예Example 6 6

중합 반응이 70 ℃에서 6 시간 동안 진행된 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 3 except that the polymerization reaction was conducted at 70 캜 for 6 hours.

비교예Comparative Example 1 One

에폭사이드로 에틸렌 옥사이드만을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다. 이러한 중합 결과에 따른 촉매의 활성 및 수율 등을 하기 표 2에 나타내었다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that only ethylene oxide was used as the epoxide. The catalyst activity and yield according to the polymerization results are shown in Table 2 below.

비교예Comparative Example 2 2

에틸렌 옥사이드: 스티렌 옥사이드 = 1: 0.01 몰로 혼합된 에폭사이드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that an epoxide mixed with ethylene oxide: styrene oxide = 1: 0.01 mol was used.

비교예Comparative Example 3 3

에틸렌 옥사이드: 스티렌 옥사이드 = 1: 0.05 몰로 혼합된 에폭사이드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 제조하였다.A polyethylene carbonate resin was prepared in the same manner as in Example 1 except that an epoxide mixed with ethylene oxide: styrene oxide = 1: 0.05 mol was used.

비교예Comparative Example 4 4

에틸렌 옥사이드: 사이클로헥센 옥사이드 = 1: 0.25 몰로 혼합된 에폭사이드를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 폴리에틸렌 카보네이트를 제조하였다.A polyethylene carbonate was prepared in the same manner as in Example 1 except that an epoxide mixed with ethylene oxide: cyclohexene oxide = 1: 0.25 mol was used.

시험예Test Example 1 One

실시예 및 비교예에 따른 각각의 폴리에틸렌 카보네이트에 대하여 1H NMR 스펙트럼 (300 MHz, CDCl3)을 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 그 중 실시예 1의 폴리에틸렌 카보네이트에 대한 NMR 스펙트럼을 도 1에 나타내었다. 1 H NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 ) was observed for each of the polyethylene carbonate according to Examples and Comparative Examples, and the results are shown in Tables 1 and 2 below. Among them, NMR spectrum of the polyethylene carbonate of Example 1 is shown in Fig.

Yield
(g-PEC)
Yield
(g-PEC)
Activity
of cat.
(gPEC/gCat.hr)
Activity
of cat.
(gPEC / gCat.hr)
NMR integral values (Crude)NMR integral values (Crude)
EC a EC a PEC b PEC b PEC-PEG c PEC-PEG c PEG d PEG d PCHC e PCHC e 실시예 1Example 1 4.244.24 2121 1.61.6 100100 6.966.96 2.32.3 1.521.52 실시예 2Example 2 10.510.5 5353 1.781.78 100100 6.976.97 2.192.19 1.781.78 실시예 3Example 3 8.708.70 4747 1.751.75 100100 6.186.18 2.022.02 2.022.02 실시예 4Example 4 15.0215.02 7575 1.661.66 100100 6.286.28 2.192.19 1.351.35 실시예 5Example 5 14.9114.91 7979 1.51.5 100100 3.513.51 0.120.12 1.571.57 실시예 6Example 6 13.2413.24 6565 1.571.57 100100 4.74.7 1.521.52 3.243.24

Yield
(g-PEC)
Yield
(g-PEC)
Activity
of cat.
(gPEC/gCat.hr)
Activity
of cat.
(gPEC / gCat.hr)
NMR integral values (Crude)NMR integral values (Crude)
EC a EC a PEC b PEC b PEC-PEG c PEC-PEG c PEG d PEG d PCHC e PCHC e 비교예 1Comparative Example 1 13.4813.48 5151 3.653.65 100100 4.694.69 0.770.77 -- 비교예 2Comparative Example 2 55 2525 3.053.05 100100 1.91.9 1.991.99 -- 비교예 3Comparative Example 3 8.558.55 4646 3.173.17 100100 2.622.62 -- -- 비교예 4Comparative Example 4 7.717.71 4141 1.781.78 100100 6.896.89 2.052.05 2.092.09

EC a: ethylene carbonate 단량체에 의한 피크EC a : peak due to ethylene carbonate monomer

PEC b: polyethylene carbonate 반복 단위에 의한 피크PEC b : peak due to polyethylene carbonate repeating unit

PEC-PEG c: (polyethylene carbonate)-(polyethylene glycol) copolymer 반복 단위에 의한 피크PEC-PEG c : (polyethylene carbonate) - (polyethylene glycol) copolymer peak by repeating unit

PEG d: polyethylene glycol 반복 단위에 의한 피크PEG d : polyethylene glycol peaks due to repeating units

PCHC e: polycyclohexene carbonate 반복 단위에 의한 피크
PCHC e : polycyclohexene carbonate peak by repeating unit

에폭사이드로 에틸렌 옥사이드와 스티렌 옥사이드가 사용된 비교예 2 및 비교예 3의 고분자는, 스티렌 옥사이드의 도입을 통해 고분자 백-본 또는 말단 부분의 분해 메커니즘을 완화시킬 수 있는 구조가 도입될 수 있고, 이를 통해 고분자 사슬의 degradation으로 인한 cyclic carbonate 형성 및 고분자 사슬의 분해 속도를 감소시킬 수 있다.The polymer of Comparative Example 2 and Comparative Example 3 in which ethylene oxide and styrene oxide were used as epoxides can be introduced with a structure capable of alleviating the decomposition mechanism of the polymer back-bone or terminal portion through the introduction of styrene oxide, This can reduce cyclic carbonate formation and degradation rate of polymer chain due to degradation of polymer chains.

한편, 에폭사이드로 에틸렌 옥사이드와 사이클로헥센 옥사이드가 사용된 실시예들의 고분자는, 스티렌 옥사이드보다 높은 활성화 에너지 장벽(activation energy barrier)을 갖는 사이클로헥센 옥사이드의 도입을 통해 고분자의 alkoxide backbiting mechanism이 보다 더 감소될 수 있을 것으로 예상된다.On the other hand, the polymers of Examples in which ethylene oxide and cyclohexene oxide were used as epoxides were found to be more reduced in the alkoxide backbiting mechanism of the polymer through the introduction of cyclohexene oxide having a higher activation energy barrier than styrene oxide Is expected to be.

그리고, 실시예들에 따른 제조 방법은 비교예들의 제조 방법에 비하여 동등 또는 그 이상의 고분자 합성 수율과 촉매 활성이 관찰되었고, 특히 에틸렌 카보네이트 등의 부산물 생성량이 현저히 낮음을 확인할 수 있었다.In addition, the production method according to the examples showed the same or higher polymer synthesis yield and catalytic activity as compared with the production method of the comparative examples, and the production amount of the by-product such as ethylene carbonate was remarkably low.

그리고, 실시예들 중에서, 실시예 4 및 5는 실시예 1 및 2에 비하여 중합 반응 시간을 두 배로 늘렸음에도 불구하고, 부산물 생성량이 비슷한 수준으로 나타나면서도 촉매 활성이 높게 나타났다. 이러한 결과를 통해, 실시예들의 제조 방법은 촉매의 활성이 길게 유지될 수 있어 중합 속도가 포화되어 전환율이 더 이상 상승하지 않는 시점을 지연시킬 수 있으면서도 부산물의 생성을 억제시킬 수 있음이 확인되었다.In Examples 4 and 5, although the polymerization reaction time was doubled as compared with Examples 1 and 2, the amounts of by-products were similar to each other, and the catalytic activity was high. From these results, it was confirmed that the activity of the catalyst can be maintained for a long time in the production method of the examples, and the polymerization rate is saturated, thereby delaying the point at which the conversion rate is no longer increased, and the production of by-products can be inhibited.

하지만, 비교예 4의 경우, 에폭사이드의 함량비가 바람직한 범위를 벗어남에 따라 촉매 활성이 떨어지는 것으로 나타났다. 그리고, 비교예 4에 대한 NMR 분석 결과, 부산물 중 에틸렌 카보네이트(EC)의 생성량은 상대적으로 낮게 나타났지만, 폴리사이클로헥센 카보네이트(PCHC) 등 다른 부산물의 함량이 높게 나타났다. 이는 에틸렌 옥사이드와 사이클로헥센 옥사이드의 상호 작용이 제대로 이루어지지 않은 상태에서 과량의 사이클로헥센 옥사이드가 투입됨에 따른 것으로 예측된다.However, in the case of Comparative Example 4, the catalytic activity was lowered as the content ratio of the epoxide was out of the preferable range. As a result of NMR analysis for Comparative Example 4, the amount of ethylene carbonate (EC) produced in the by-product was relatively low but the content of other by-products such as polycyclohexene carbonate (PCHC) was high. This is presumably due to the excessive addition of cyclohexene oxide in the state where the interaction between ethylene oxide and cyclohexene oxide is not properly performed.

한편, 도 1에 나타낸 실시예 1의 폴리에틸렌 카보네이트 수지에 대한 NMR 스펙트럼을 살펴보면, 약 4.38 ppm에서 폴리에틸렌 카보네이트의 메인 반복 단위에 의한 CH2 피크가 확인되었다. 또한, 약 4.66 ppm에서 카보네이트 그룹과 사이클로헥센 옥사이드의 중합에 의한 CH 피크를 HMBC (Heteronuclear multiple-bond correlation spectroscopy) 패턴 (~154 ppm과의 correlation)에서 찾을 수 있었다. 그리고, 약 3.09 ppm에서의 CH는 모노머로 존재하는 사이클로헥센 옥사이드로부터 기인한 것이었다 (4.66 ppm과 유사한 COSY 패턴을 보이지만 carbonate와의 HMBC 패턴이 나타나지 않음). 이 밖에도 모노머로 추정되는 피크들이 소량 발견되었다. 이러한 NMR 스펙트럼의 분석 결과, 실시예 1에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지는 상기 화학식 1의 반복 단위 또는 상기 화학식 1과 화학식 2의 조합에 의해 형성된 반복 단위를 포함하는 메인 사슬의 내부에 상기 화학식 3의 반복 단위가 랜덤하게 분포한 구조를 갖는 것으로 예측된다.On the other hand, an NMR spectrum of the polyethylene carbonate resin of Example 1 shown in Fig. 1 was observed, and a CH 2 peak due to the main repeating unit of polyethylene carbonate was confirmed at about 4.38 ppm. In addition, CH peaks due to the polymerization of the carbonate group and cyclohexene oxide at about 4.66 ppm could be found in the HMBC (correlation with ~ 154 ppm) pattern of HMBC (Heteronuclear multiple-bond correlation spectroscopy). And CH at about 3.09 ppm was due to the cyclohexene oxide present in the monomer (a COZY pattern similar to 4.66 ppm but no HMBC pattern with the carbonate). In addition, a small amount of peaks, which are presumed to be monomers, were found. As a result of the analysis of this NMR spectrum, the polyethylene carbonate resin according to Example 1 was found to have the repeating units of the above formula (1) or the repeating units of the above formula (3) in the main chain containing the repeating units formed by the combination of the above- Is expected to have a randomly distributed structure.

시험예Test Example 2 2

실시예 1 및 실시예 2에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지 1g을 각각 메틸렌클로라이드에 녹여 고분자 용액을 만들다. 이어서, 5 중량%의 염산을 함유하는 메탄올에 상기 고분자 용액을 점적하여 변성 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 얻었다. 그리고, 상기 변성 폴리에틸렌 카보네이트 수지에 대하여 10℃/min의 조건으로 열중량 분석(TGA)을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.1 g of the polyethylene carbonate resin according to Example 1 and Example 2 was dissolved in methylene chloride to prepare a polymer solution. Subsequently, the polymer solution was dropped into methanol containing 5% by weight of hydrochloric acid to obtain a modified polyethylene carbonate resin. Then, thermogravimetric analysis (TGA) was performed on the modified polyethylene carbonate resin at a rate of 10 ° C / min. The results are shown in Table 3 below.

99 %99% 95 %95% 90 %90% 50 %50% ResidualResidual MnMn MwMw PDIPDI 실시예 1Example 1 119.33119.33 194194 198.33198.33 215215 0.32%0.32% 371000371000 910000910000 2.462.46 실시예 2Example 2 189.79189.79 206.5206.5 211.333211.333 223223 0.60%0.60% 248000248000 710000710000 2.862.86

상기 표 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지는 매우 높은 분자량 (Mw 910,000)을 갖는 것으로 확인되었다. 그리고, 실시예 3에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지는 실시예 1의 수지에 비하여 분자량은 낮았으나, 보다 향상된 열 안정성을 갖는 것으로 확인되었다.Referring to Table 3 above, it was confirmed that the polyethylene carbonate resin according to Example 1 had a very high molecular weight (Mw 910,000). It was confirmed that the polyethylene carbonate resin according to Example 3 had a lower molecular weight than the resin of Example 1, but had improved thermal stability.

시험예Test Example 3 3

실시예 5에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지에 대하여 CHCl3를 사용하여 GPC 분석을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 4 및 도 2에 나타내었다.The polyethylene carbonate resin according to Example 5 was subjected to GPC analysis using CHCl 3 , and the results are shown in Table 4 and FIG.

MnMn MwMw MpMp PDIPDI 실시예 5Example 5 248000248000 710000710000 699000699000 2.862.86

도 2에서 고분자에 의한 피크 이외의 부분은 전체 분석 시간 24 분 중 18 분 이후에 검출된 것으로서 분자량이 매우 낮은 성분 (예를 들어 모노머 성분)이 소량 잔류함에 따른 것으로 판단된다. 따라서, 실시예 5의 수지는 주쇄에 에틸렌 글리콜 결합이 랜덤하게 들어간 구조를 가지며, 나아가 주쇄의 내부에 사이클로헥센 옥사이드로부터 기인한 부분이 랜덤하게 결합되어 있는 구조인 것으로 추정된다.In FIG. 2, the portion other than the peak due to the polymer was detected after 18 minutes of the total analysis time of 24 minutes, and it was judged that a small amount of the component (for example, monomer component) having a very low molecular weight remained. Therefore, it is presumed that the resin of Example 5 has a structure in which an ethylene glycol bond is randomly contained in the main chain, and further, a portion originated from cyclohexene oxide is randomly bonded in the main chain.

시험예Test Example 4 4

실시예 2 및 비교예 1에 따른 폴리에틸렌 카보네이트 수지를 각각 얇은 필름 형태로 가공하였다. 그리고, 각 수지 필름을 120℃의 오븐에서 고온에 노출시켜 열 분해 경향을 테스트하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.The polyethylene carbonate resins according to Example 2 and Comparative Example 1 were each processed into a thin film form. Each of the resin films was exposed to a high temperature in an oven at 120 DEG C to test the thermal decomposition tendency. The results are shown in Table 5 below.

경과
시간
lapse
time
고분자 내 함량 (중량%)Content in polymer (% by weight)
PEC-PEG 1 PEC-PEG 1 EC 2 EC 2 PEG 3 PEG 3 PCHC 4 PCHC 4 실시예 2Example 2 00 95.2795.27 0.600.60 0.070.07 4.064.06 1One 95.1995.19 0.440.44 0.040.04 4.334.33 22 94.8894.88 0.620.62 0.040.04 4.464.46 33 95.6595.65 0.400.40 0.060.06 3.983.98 비교예 1Comparative Example 1 00 98.3398.33 0.740.74 0.930.93 -- 33 95.9295.92 2.882.88 1.201.20 --

PEC-PEG 1: (polyethylene carbonate)-(polyethylene glycol) copolymer 함량PEC-PEG 1 : (polyethylene carbonate) - (polyethylene glycol) copolymer Content

EC 2: ethylene carbonate 함량EC 2 : ethylene carbonate content

PEG 3: polyethylene glycol 함량PEG 3 : polyethylene glycol content

PCHC 4: polycyclohexene carbonate 함량PCHC 4 : polycyclohexene carbonate content

상기 표 5를 참조하면, 실시예 2의 수지는 비교예 1의 수지에 비하여 고온에 노출되어도 고분자 내에 에틸렌 카보네이트의 함량 변화가 적어 우수한 열적 안정성을 갖는 것으로 확인되었다.Referring to Table 5, it was confirmed that the resin of Example 2 exhibited excellent thermal stability due to less change in the content of ethylene carbonate in the polymer even when exposed to high temperature, compared with the resin of Comparative Example 1. [

Claims (7)

하기 화학식 1, 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 각 반복 단위를 포함하며,
상기 화학식 3로 표시되는 반복 단위는 상기 화학식 1로 표시되는 적어도 둘의 반복 단위를 연결하거나 또는 상기 화학식 1과 화학식 2의 조합에 의해 형성된 적어도 둘의 반복 단위를 연결하는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지:
[화학식 1]
Figure pat00005

[화학식 2]
Figure pat00006

[화학식 3]
Figure pat00007

상기 화학식 1 내지 3에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 할로겐 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌이고,
A는 탄소수 4 내지 12의 사이클로알킬렌이고,
p는 2 내지 10의 정수이고,
Ri는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이고, 인접하는 Ri들은 서로 연결되어 지방족 고리를 형성할 수 있으며,
n은 10 내지 5,000의 정수이고,
(n+l):m은 1:0.05 내지 1:3이다.
And each repeating unit represented by the following general formula (1), (2) and (3)
Wherein the repeating unit represented by the formula (3) is a polyalkylene carbonate resin having at least two repeating units represented by the formula (1) or at least two repeating units formed by combining the repeating units represented by the formula (1)
[Chemical Formula 1]
Figure pat00005

(2)
Figure pat00006

(3)
Figure pat00007

In the above Formulas 1 to 3,
R 1 and R 2 are each independently an alkylene having 1 to 20 carbon atoms which is substituted or unsubstituted with halogen or an alkyl having 1 to 5 carbon atoms,
A is cycloalkylene having 4 to 12 carbon atoms,
p is an integer of 2 to 10,
Each R i is independently hydrogen or alkyl of 1 to 5 carbon atoms, adjacent R i s may be connected to each other to form an aliphatic ring,
n is an integer from 10 to 5,000,
( n + 1 ): m is 1: 0.05 to 1: 3.
제 1 항에 있어서,
4.50 내지 4.70 ppm의 δ에서 적어도 하나의 피크를 갖는 1H NMR (300 MHz, CDCl3) 스펙트럼을 나타내는 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
A polyalkylene carbonate resin exhibiting a 1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ) spectrum having at least one peak at delta of 4.50 to 4.70 ppm.
제 1 항에 있어서,
1H NMR 스펙트럼에서 상기 화학식 1 및 화학식 3으로 표시되는 반복 단위에 의한 피크의 적분값에 대하여 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위에 의한 피크의 적분값은 1:0.005 내지 1:5의 비를 나타내는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
In the 1 H NMR spectrum, the integral value of the peak due to the repeating unit represented by the formula (2) is 1: 0.005 to 1: 5 relative to the integral value of the peak due to the repeating unit represented by the formula (1) , Polyalkylene carbonate resin.
제 1 항에 있어서,
50,000 내지 1,000,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
And a weight average molecular weight (Mw) of 50,000 to 1,000,000.
제 1 항에 있어서,
2 내지 6의 다분산 지수(PDI)를 갖는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
Having a polydispersity index (PDI) of 2 to 6.
제 1 항에 있어서,
10 내지 30℃의 유리 전이 온도(Tg)을 갖는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
And a glass transition temperature (Tg) of 10 to 30 占 폚.
제 1 항에 있어서,
유기 아연 촉매의 존재 하에, 탄소수 2 내지 20의 알킬렌 옥사이드, 탄소수 4 내지 12의 사이클로알킬렌 옥사이드 및 이산화탄소를 포함한 단량체를 20 내지 100 ℃의 온도 하에서 3 내지 6 시간 동안 용액 중합시키는 공정에 의해 제조되는, 폴리알킬렌 카보네이트 수지.
The method according to claim 1,
Polymerizing the monomers containing an alkylene oxide having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene oxide having 4 to 12 carbon atoms and carbon dioxide in the presence of an organic zinc catalyst at a temperature of 20 to 100 DEG C for 3 to 6 hours Wherein the polyalkylene carbonate resin is a polyalkylene carbonate resin.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018182328A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 에스케이이노베이션 주식회사 Polymer composition and film using same
US11384199B2 (en) 2017-03-29 2022-07-12 Sk Innovation Co., Ltd. Polymer composition containing polyalkylene carbonate resin and film using the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4943677A (en) 1989-06-08 1990-07-24 Air Products And Chemicals, Inc. Making poly(alkylene carbonates) of controlled molecular weight
JP2007126547A (en) 2005-11-02 2007-05-24 Mitsui Chemicals Inc Polyalkylene carbonate production method
KR101456758B1 (en) * 2012-12-27 2014-10-31 롯데케미칼 주식회사 Carbon dioxide based terpolymer with ester and ether group and method for preparing same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018182328A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 에스케이이노베이션 주식회사 Polymer composition and film using same
US11384199B2 (en) 2017-03-29 2022-07-12 Sk Innovation Co., Ltd. Polymer composition containing polyalkylene carbonate resin and film using the same

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