KR20170085417A - Biodegradable and superabsorbent cured polyvinylalcohol resin and method for preparing the same - Google Patents

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KR20170085417A
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정용송
박웅철
정종식
한성호
김현준
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욱성화학주식회사
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Abstract

본 발명은 폴리비닐알코올; 및 폴리비닐알코올을 가교시킨 가교제; 를 포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제공한다. 본 발명은 수용성 및 생분해성을 가지고 있어 폐기에 의한 환경 부담이 적고, 높은 흡수성 및 흡수속도를 갖는 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제조하고, 이를 적용한 고품질의 흡수성 제품을 제공할 수 있다. 또한, 무독성 및 수용성을 갖는 폴리비닐알코올을 기반으로 하여 생분해성을 가지므로 환경부담이 적을 뿐만 아니라, 저가의 폴리카르복실산 무수물을 사용하여 제조비용을 감소시킴으로써 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to polyvinyl alcohol; And a crosslinking agent obtained by crosslinking polyvinyl alcohol; And a crosslinked polyvinyl alcohol resin. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a crosslinked polyvinyl alcohol resin having water solubility and biodegradability, which has a low environmental burden due to disposal and has a high water absorption and absorption rate, and can provide a high quality water absorbent product to which the polyvinyl alcohol resin is applied. In addition, since it has biodegradability based on polyvinyl alcohol having no toxicity and water solubility, it is not only environmentally friendly but also can be used to lower production cost by using low cost polycarboxylic acid anhydride, thereby improving price competitiveness.

Description

생분해성 고흡수성의 가교된 폴리비닐알코올 수지 및 그의 제조방법{BIODEGRADABLE AND SUPERABSORBENT CURED POLYVINYLALCOHOL RESIN AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crosslinked polyvinyl alcohol resin which is biodegradable and highly absorbent and a method for producing the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 고흡수성 생분해성 수지 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생분해성 및 고흡수성의 가교된 폴리비닐알코올 수지 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a superabsorbent biodegradable resin and a method for producing the same, and more particularly to a biodegradable and highly absorbent crosslinked polyvinyl alcohol resin and a method for producing the same.

고흡수성 수지는 높은 흡수성과 보수성을 갖고 있어 위생 용품을 시작으로 농업·원예, 유통 자재, 토목·건축, 의료, 장난감까지 폭넓은 소재로 사용이 되고 있다. 특히 최근에는 적절한 Gel 물성을 갖는 동시에 접착성을 소유한 흡수성 수지가 각종 전자기기의 부품소재로서도 활용되는 연구가 진행 중이다. High absorbency resin has high absorbency and water retention, and it is used as a wide range of materials from sanitary ware to agriculture, horticulture, distribution materials, civil engineering, architecture, medical, toy. Particularly in recent years, studies are underway to utilize water absorbent resin having proper gel property and adhesive property as a component material of various electronic devices.

고흡수성 수지의 합성에는, 일반적으로 원유로부터 정제 되는 폴리아크릴산 나트륨 가교체 등 아크릴산계 수지등을 원료로서 이용되곤 하지만 아크릴산계는 난분해성으로 일회용 기저귀 등에 사용되었을 때, 폐기시 환경 문제를 일으키는 것이 우려되고 있다. 따라서 최근에 생분해성을 가지며, 흡수력이 우수한 재료로서 셀룰로오스 유도체를 이용하는 것이 시도되고 있으며 특히 카르복실산염을 구조 중에 포함한 카르복시 메틸 셀룰로오스의 사용이 검토되어 왔다. 예를 들면 카르복시 메틸셀룰로오스를 화학적으로 가교하는 방법, 방사선 가교를 이용하여 자기 가교하는 방법이 알려져 있다. 그러나, 상기 기술에서는, 모두 셀룰로오스 유도체를 출발 물질로서 사용할 경우 제조 비용에 문제점이 있으며, 가교부와 카르복시메틸셀룰로오스 사이의 결합은 에테르 결합이므로 화학적으로 안정하여 생분해성 관점에서도 문제점이 있었다.In the synthesis of the superabsorbent resin, an acrylic acid resin or the like such as a crosslinked sodium polyacrylate generally purified from crude oil is used as a raw material, but when acrylic acid based is used for disposable diapers and the like, it is concerned that environmental problems are caused at the time of disposal . Recently, attempts have been made to use cellulose derivatives as biodegradable and excellent absorbent materials. In particular, the use of carboxymethylcellulose containing carboxylate in its structure has been studied. For example, a method of chemically crosslinking carboxymethyl cellulose, and a method of self-crosslinking using radiation crosslinking. However, in the above technology, there is a problem in production cost when using all of the cellulose derivatives as a starting material, and since the bond between the crosslinking moiety and carboxymethyl cellulose is an ether bond, it is chemically stable and has a problem from the viewpoint of biodegradability.

한편, 셀룰로오스, 키틴, 키토산 등을 원료로 생분해성과 흡수력 및 흡수속도가 기존의 아크릴산계 수지에 필적할 수 있는 고흡수성 수지의 합성 방법이 소개되었지만, 에스테르 가교반응을 진행시키기 위해 선택된 용매 들에 대한 용해도가 극히 낮아서 카르복실메틸셀룰로오스(CMC)등의 일부 천연물 재료에만 효과가 있었다. 그러나, 이 또한 용매의 용해도가 낮아서 고온의 장시간의 용해 및 분산 시간이 필요하였으며 생성된 수지의 수율도 낮은 문제점이 있었다. 그리고 셀룰로오스계 소재를 에테르 결합이 아닌 높은 생분해성을 나타내는 에스테르 결합으로 가교하는 방법으로서 호박산 무수물을 이용하는 방법이 발표되었으나, 얻을 수 있는 흡수성 재료 내에 포함된 카르복실산 나트륨염의 함유량이 적기 때문에, 흡수속도가 늦은 가교체 밖에는 얻을 수 없는 문제점이 있었다.On the other hand, a method of synthesizing a superabsorbent resin in which cellulose, chitin, chitosan or the like is used as a raw material and in which the biodegradability, the absorbing power and the absorbing speed are comparable to those of conventional acrylate resins has been disclosed. However, The solubility was extremely low and it was effective only for some natural materials such as carboxymethylcellulose (CMC). However, since the solubility of the solvent is also low, a long time of dissolution and dispersion at a high temperature is required, and the yield of the resulting resin is low. A method of using succinic anhydride as a method of crosslinking a cellulose-based material with an ester bond showing high biodegradability rather than an ether bond has been disclosed. However, since the content of the sodium carboxylate salt contained in the obtainable absorbent material is small, There is a problem that can not be obtained only at a late crosslinked body.

따라서, 흡수성 제품에 적용될 수 있는 소재로 폴리아크릴산 나트륨 가교체의 대체하기 위하여 무독성 및 수용성을 갖는 폴리비닐알코올을 기반으로 한 생분해성, 고흡수성, 환경친화성을 만족시키는 흡수성 수지의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to replace the crosslinked sodium polyacrylate as a material that can be applied to absorbent products, development of a biodegradable, highly absorbent and environmentally friendly water absorbent resin based on polyvinyl alcohol having no toxicity and water solubility is required have.

본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수용성 및 생분해성을 가지고 있어 폐기에 의한 환경 부담이 적으며, 높은 흡수성 및 흡수속도를 갖는 생분해성 고흡수성 수지인 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a crosslinked polyvinyl alcohol resin which is a biodegradable superabsorbent resin having water solubility and biodegradability and has a low environmental burden due to disposal and high absorption and absorption rate I have to.

또한, 무독성 및 수용성을 갖는 폴리비닐알코올을 기반으로 제조된 흡수성 수지가 생분해성을 가지므로 폐기시 환경부담이 적을 뿐만 아니라, 저가의 폴리카르복실산 무수물을 사용하여 제조비용을 감소시킴으로써 가격경쟁력을 향상시키는 데 있다.In addition, since the water absorbent resin produced on the basis of polyvinyl alcohol having no toxicity and water solubility has biodegradability, the environmental burden upon disposal is small and the production cost is reduced by using a low cost polycarboxylic acid anhydride, .

본 발명의 일 측면에 따르면, 폴리비닐알코올; 및 상기 폴리비닐알코올을 가교시킨 가교제; 를 포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided a polyvinyl alcohol; And a crosslinking agent obtained by crosslinking the polyvinyl alcohol; A crosslinked polyvinyl alcohol resin is provided.

상기폴리비닐알코올의 분자량(Mw)이 500 내지 500,000일 수 있다.The molecular weight (Mw) of the polyvinyl alcohol may be 500 to 500,000.

상기 폴리비닐알코올의 수화도(Hydrolysis Degree)가 50 내지 100%일 수 있다.The hydrolysis degree of the polyvinyl alcohol may be 50 to 100%.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 에스테르 가교된 삼차원 가교 구조일 수 있다. The crosslinked polyvinyl alcohol resin may be an ester crosslinked three-dimensional crosslinked structure.

상기 가교제가 폴리카르복실산 무수물일 수 있다.The crosslinking agent may be a polycarboxylic anhydride.

상기 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르본산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실 디언하이드라이드(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오로아이소프로필리딘)다이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4.4'-옥시다이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Wherein the crosslinking agent is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride (DSDA), biphenyltetracarboxylic acid 2 anhydride (BPDA), Meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-biphthalic anhydride (4,4 '-Biphthalic anhydride, 4,4' - (hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, and 4,4'-oxydiphthalic anhydride ( 4,4'-Oxydiphthalic Anhydride).

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 폴리비닐알코올에 치환된 아세틸기, 카르복실산기, 아크릴기 및 우레탄기 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may include at least one selected from an acetyl group, a carboxylic acid group, an acrylic group and a urethane group substituted with polyvinyl alcohol.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 고흡수성일 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may be highly absorbent.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 생분해성일 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may be biodegradable.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 가교된 폴리비닐알코올 수지를 포함하는 흡수성 소재가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an absorbent material comprising the crosslinked polyvinyl alcohol resin.

본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 상기 흡수성 소재를 포함하는 흡수성 제품이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an absorbent article comprising the absorbent material.

본 발명의 또 다른 하나의 측면에 따르면, 가교제 및 용매를 에스테르 가교 반응시켜 가교된 폴리비닐알코올을 제조하는 단계(a); 를 포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a process for producing a crosslinked polyvinyl alcohol, comprising: (a) preparing an crosslinked polyvinyl alcohol by ester crosslinking reaction of a crosslinking agent and a solvent; A method for producing a crosslinked polyvinyl alcohol resin is provided.

상기 폴리비닐알코올과 가교제의 반응 질량비가 99.9:0.1 내지 0.1:99.9일 수 있다.The reaction mass ratio of the polyvinyl alcohol and the crosslinking agent may be 99.9: 0.1 to 0.1: 99.9.

단계 (a)에서, 염기성 촉매가 추가로 포함될 수 있다.In step (a), a basic catalyst may be further included.

상기 염기성 촉매가 4-다이메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine, DMAP)일 수 있다.The basic catalyst may be 4-dimethylaminopyridine (DMAP).

상기 용매가 극성 유기용매일 수 있다.The solvent may be polar organic solvents.

상기 극성 유기용매가 N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide), 디메틸설폭사이드 (Dimethyl sulphoxide), 디메틸포름알데히드(Dimethylformamide), 불화테트라부틸 암모늄(Tetra-n-butylammonium fluoride TBAF), 및 염화리튬 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.Wherein the polar organic solvent is selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulphoxide, dimethylformamide, tetrabutyl fluoride Ammonium chloride (Tetra-n-butylammonium fluoride TBAF), and lithium chloride.

단계 (a) 이후, 중화제를 첨가하여 중화처리 하는 단계(a’); 를 추가로 수행할 수 있다.(A ') after the step (a), a neutralizing agent is added and neutralized; Can be performed.

상기 중화제가 아민기를 포함하는 화합물 및 히드록시기를 포함하는 화합물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The neutralizing agent may be at least one selected from compounds containing an amine group and compounds containing a hydroxy group.

상기 중화처리에 의해 폴리비닐알코올 간의 수소결합이 촉진되어 폴리비닐알코올의 인터페니트레이팅 하이드로젤 네트워크(Interpenetrating hydrogel networks)가 형성할 수 있다.Hydrogen bonding between the polyvinyl alcohols is promoted by the neutralization treatment to form interpenetrating hydrogel networks of polyvinyl alcohol.

본 발명은 수용성 및 생분해성을 가지고 있어 폐기에 의한 환경 부담이 적으며, 높은 흡수성 및 흡수속도를 갖는 생분해성 고흡수성 수지인 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제공할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a crosslinked polyvinyl alcohol resin which is a biodegradable superabsorbent resin having water solubility and biodegradability so that it has a low environmental burden due to disposal and has a high water absorption and absorption rate.

또한, 무독성 및 수용성을 갖는 폴리비닐알코올을 기반으로 하여 생분해성을 가지므로 환경부담이 적을 뿐만 아니라, 저가의 폴리카르복실산 무수물을 사용하여 제조비용을 감소시킴으로써 가격경쟁력을 향상시킬 수 있다.In addition, since it has biodegradability based on polyvinyl alcohol having no toxicity and water solubility, it is not only environmentally friendly but also can be used to lower production cost by using low cost polycarboxylic acid anhydride, thereby improving price competitiveness.

도 1은 본 발명의 가교된 폴리비닐알코올 수지의 예상되는 개략도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 고흡수성 수지의 0.9% NaCl 수용액에 의한 팽윤(Swelling) 전/후의 현상을 나타낸 사진이다.
도 3은 폴리비닐알코올과 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA)의 반응 질량비에 따른 흡수성 및 수득량을 나타낸 그래프이다.
도 4는 폴리비닐알코올의 분자량에 따른 흡수성 및 수득량을 나타낸 그래프이다.
도 5는 폴리비닐알코올의 수화도에 따른 흡수성 및 수득량을 나타낸 그래프이다.
도 6은 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 시차주사 열량측정법(Differential Scanning Calorimetry, DSC) 분석 그래프를 나타낸 것이다.
1 shows an anticipated schematic view of the crosslinked polyvinyl alcohol resin of the present invention.
2 is a photograph showing the phenomenon before and after swelling by a 0.9% NaCl aqueous solution of the superabsorbent resin of the present invention.
3 is a graph showing absorbency and yield according to the reaction mass ratio of polyvinyl alcohol and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA).
4 is a graph showing absorbency and yield according to the molecular weight of polyvinyl alcohol.
5 is a graph showing absorbency and gain according to the degree of hydration of polyvinyl alcohol.
Figure 6 shows the FT-IR spectrum.
7 is a graph showing a differential scanning calorimetry (DSC) analysis graph.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The invention is capable of various modifications and may have various embodiments, and particular embodiments are exemplified and will be described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 "형성되어" 있다거나 "적층되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 표면 상의 전면 또는 일면에 직접 부착되어 형성되어 있거나 적층되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 더 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, when an element is referred to as being "formed" or "laminated" on another element, it may be directly attached or laminated to the front surface or one surface of the other element, It will be appreciated that other components may be present in the < / RTI >

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

이하, 본 발명의 가교된 폴리비닐알코올 수지를 설명하도록 한다.Hereinafter, the crosslinked polyvinyl alcohol resin of the present invention will be described.

본 발명은 폴리비닐알코올; 및 상기 폴리비닐알코올을 가교시킨 가교제; 를 포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제공한다.The present invention relates to polyvinyl alcohol; And a crosslinking agent obtained by crosslinking the polyvinyl alcohol; And a crosslinked polyvinyl alcohol resin.

상기 폴리비닐알코올의 분자량(Mw)은 500 내지 500,000 바람직하게는 500 내지 100,000, 더욱 바람직하게는 1,000 내지 100,000일 수 있다. The molecular weight (Mw) of the polyvinyl alcohol may be 500 to 500,000, preferably 500 to 100,000, more preferably 1,000 to 100,000.

수화도(Hydrolysis Degree)는 50 내지 100%, 바람직하게는 60 내지 100%, 더욱 바람직하게는 70 내지 99%일 수 있다. The degree of hydrolysis may be from 50 to 100%, preferably from 60 to 100%, more preferably from 70 to 99%.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지는 에스테르 가교된 삼차원 가교구조일 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may be an ester crosslinked three-dimensional crosslinked structure.

상기 가교제는 폴리카르복실산 무수물일 수 있으며, 바람직하게는 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르본산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실산 2무수물(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈무수물(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오르아이소피리딘)다이프탈무수물(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4,4'-옥시다이프탈무수물(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride)등일 수 있다.The cross-linking agent may be polycarboxylic acid anhydride, preferably 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid Acid dianhydride (DSDA), biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), Meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-biphthalic anhydride, 4,4 '- (hexafluoroisopyridine) diphthalic anhydride, and 4,4'- (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 4'-oxydiphthalic anhydride, and the like.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지는 폴리알코올에 치환된 아세틸기, 카르복실산기, 아크릴기, 우레탄기 등을 포함할 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may include an acetyl group, a carboxylic acid group, an acrylic group, a urethane group, and the like substituted with a polyalcohol.

상기 가교된 폴리비닐알코올 수지는 고흡수성일 수 있으며, 생분해성일 수 있다.The crosslinked polyvinyl alcohol resin may be highly absorbent and may be biodegradable.

본 발명의 가교된 폴리비닐알코올 수지를 포함하는 흡수성 소재를 제공한다.An absorbent material comprising the crosslinked polyvinyl alcohol resin of the present invention is provided.

본 발명의 상기 흡수성 소재를 포함하는 흡수성 제품을 제공한다.An absorbent article comprising the absorbent material of the present invention is provided.

이하, 본 발명의 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for producing a crosslinked polyvinyl alcohol resin of the present invention will be described.

상기 폴리비닐알코올, 가교제 및 용매를 에스테르 가교 반응시켜 가교된 폴리비닐알코올을 제조한다(단계 a).The polyvinyl alcohol, the cross-linking agent and the solvent are subjected to an ester cross-linking reaction to prepare cross-linked polyvinyl alcohol (step a).

상기 에스테르 가교반응으로 얻어진 반응물을 메탄올, 아세톤 등의 유기용매에 침전시켜 염기성 수용액에 의해서 중화를 수행한다. 이 중화반응에 의해, 카르복실기가 카르복실산염으로 변환되고, 흡수성의 역할을 하는 카르복실산염과 보수성의 역할을 하는 에스테르 가교된 삼차원 가교 구조를 가지는 가교된 폴리비닐알코올 수지를 얻을 수 있다. The reaction product obtained by the ester cross-linking reaction is precipitated in an organic solvent such as methanol or acetone, and is neutralized with a basic aqueous solution. By this neutralization reaction, a carboxyl group is converted into a carboxylate, and a crosslinked polyvinyl alcohol resin having an ester crosslinked three-dimensional crosslinked structure serving as a water-retaining property can be obtained.

단계 a 에서는, 상기 가교제에 의해 분자간 에스테르 결합(Intermolecular Ester Linkage)은 일반적으로 두 단계로 진행될 수 있다.In step a, the intermolecular ester linkage by the cross-linking agent can generally proceed in two steps.

먼저, 가교제인 폴리카르복실산 무수물 분자 중 한 개의 카르복실기의 산무수물에 의해 환상의 산무수물 중간체가 형성될 수 있다. 다음으로, 에스테르를 형성하기 위해 산무수물 중간체와 수산기 사이의 반응이 일어난다. 이때 탈수소화 반응을 통하여 가교제로서의 역할이 원활하게 진행되도록 염기성 촉매를 추가로 포함할 수 있다. First, a cyclic acid anhydride intermediate may be formed by an acid anhydride of one of the polycarboxylic acid anhydride molecules which is a crosslinking agent. Next, a reaction between the acid anhydride intermediate and the hydroxyl group takes place to form the ester. At this time, a basic catalyst may be further added so that the dehydration reaction can smoothly proceed as a crosslinking agent.

상기 폴리비닐알코올과 가교제의 반응 질량비가 99.9:0.1 내지 0.1:99.9일 수 있으며, 바람직하게는 99:1 내지 1:99 더욱 바람직하게는 90:1 내지 1:90일 수 있다. The reaction mass ratio of the polyvinyl alcohol and the crosslinking agent may be 99.9: 0.1 to 0.1: 99.9, preferably 99: 1 to 1:99, more preferably 90: 1 to 1:90.

단계 (a)에서, 염기성 촉매가 추가로 포함될 수 있으며, 상기 염기성 촉매로서는 일반적으로 유기합성 반응에 널리 사용되는 친핵성 아실화 촉매류가 사용가능하며, 바람직하게는, 4-다이메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine, DMAP)을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.In step (a), a basic catalyst may be further included. As the basic catalyst, a nucleophilic acylation catalyst generally used in an organic synthesis reaction may be used. Preferably, 4-dimethylaminopyridine ( 4-dimethylaminopyridine, DMAP) can be used. However, the scope of the present invention is not limited thereto.

상기 용매는 극성 유기용매일 수 있으며, 바람직하게는 N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide), 디메틸설폭사이드 (Dimethyl sulphoxide), 디메틸포름알데히드(Dimethylformamide), 불화테트라부틸 암모늄(Tetra-n-butylammonium. fluoride TBAF)등일 수 있으며, 용해성을 증가하기 위하여 염화 리튬을 소량 섞어서 사용할 수도 있다.The solvent can be a polar organic solvent and is preferably a solvent such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulphoxide, Dimethylformamide, tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF), or the like, and a small amount of lithium chloride may be used to increase solubility.

단계 (a) 이후, 중화제를 첨가하여 중화처리 하는 단계(a’); 를 추가로 수행할 수 있다.(A ') after the step (a), a neutralizing agent is added and neutralized; Can be performed.

상기 중화제는 아민기를 포함하는 화합물 및 히드록시기를 포함하는 화합물 등일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 수산화나트륨을 사용할 수 있다.The neutralizing agent may be a compound containing an amine group and a compound containing a hydroxyl group, and more preferably, sodium hydroxide may be used.

상기 중화제는 카르복실기를 부분 중화시키며, 중화는 산성 단량체를 임의의 염기, 예컨대 일가 무기 염기, 예를 들어 M+[OH-]x (여기서 M은 나트륨, 칼륨, 리튬으로부터 선택된 양이온성 모이어티(moiety)를 나타내고 x는 중화염을 제공하는 값을 가짐)로 처리하여 완수할 수 있다. 게다가, 비-금속 수산화물, 예컨대 수산화암모늄뿐만 아니라, 알킬 아민, 예컨대 모노메틸 아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민 등의 1급 아민을 포함하여 유기 염기 화합물 및/또는 하이드록실(OH)기 관능기를 함유하는 유기 화합물을 사용할 수 있는 것이 본원에서 고려된다.The neutralizing agent partially neutralizes the carboxyl group and the neutralization is carried out by neutralizing the acidic monomer with an optional base such as a monovalent inorganic base such as M + [OH-] x where M is a cationic moiety selected from sodium, potassium, And x has a value that provides a neutralized salt). In addition, non-metal hydroxides such as ammonium hydroxide, as well as organic amines including primary amines such as alkyl amines such as monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, monoethylamine, diethylamine, triethylamine and the like, / RTI > and / or an organic compound containing a hydroxyl (OH) group functional group can be used.

중화반응에 의해, 카르복실기가 카르복실산염으로 변환되고, 흡수성의 역할을 하는 카르복실산염과 보수성의 역할을 하는 에스테르성 가교된 삼차원 가교 구조를 가지는 생분해성 고흡수성 수지를 얻을 수 있다.By the neutralization reaction, the carboxyl group is converted into the carboxylic acid salt, and a biodegradable superabsorbent resin having an ester crosslinked three-dimensionally crosslinked structure serving as a water-retaining property and a carboxylate salt serving as an absorbing property can be obtained.

[실시예] [Example]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하도록 한다. 그러나 이는 예시를 위한 것으로서 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, this is for illustrative purposes only, and thus the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예Example 1 One

1) 가교된 폴리비닐알코올 수지 제조1) Preparation of cross-linked polyvinyl alcohol resin

교반기, 질소 투입기, 온도계를 장착한 질소로 치환된 500ml 유리 용기에 N-메칠-2-필로리돈(NMP) 30g과 폴리비닐알코올(PVA, 분자량(Mw)=44,000, 수화도(Hs)= 72%) 3g을 첨가하고 질소를 연속적으로 투입하여 혼합물을 제조하였다. 30 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 40 g of polyvinyl alcohol (PVA, molecular weight (Mw) = 44,000, degree of hydration (Hs) = 30 g) were placed in a 500 ml glass vessel, which had been charged with nitrogen, 72%) was added and nitrogen was continuously added to prepare a mixture.

상기 혼합물을 60℃로 가열시키고 1시간 가량 충분히 교반하면서 폴리카르복실산인 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 1g과 염기성 촉매인 디메칠아미노피리딘(DMAP) 1g을 첨가하여, 6시간 동안 중합을 진행하였다. 이후 온도를 상온까지 냉각 후 수산화나트륨(NaOH)을 적정량 주입하여 반응물을 중화시켜 갈색의 겔형 수지를 제조하였다. 제조된 겔형 수지를 아세톤으로 충분히 세척하여 입자상의 중합체를 제조한 후, 스테인레스 쟁반에 고르게 펼쳐 놓고 80℃ 열풍 오븐에서 15시간 동안 건조하여 가교된 폴리비닐알코올 수지를 제조하였다. 수득된 수지를 분쇄기를 이용하여 분쇄하고, ASTM 규격의 표준 망체로 분급하여 300~600㎛의 입자 크기를 갖는 가교된 폴리비닐알코올 수지 4g을 얻었다.The mixture was heated to 60 DEG C and sufficiently stirred for about 1 hour to obtain 1 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) as a polycarboxylic acid and 1 g of dimethyaminopyridine (DMAP) as a basic catalyst And polymerization was carried out for 6 hours. After cooling the temperature to room temperature, sodium hydroxide (NaOH) was injected in an appropriate amount to neutralize the reaction product to prepare a brown gel resin. The prepared gel resin was sufficiently washed with acetone to prepare a particulate polymer. The polymer was evenly spread on a stainless steel tray and dried in a hot air oven at 80 ° C for 15 hours to prepare a crosslinked polyvinyl alcohol resin. The obtained resin was pulverized using a pulverizer and classified with a standard mesh of ASTM standard to obtain 4 g of a crosslinked polyvinyl alcohol resin having a particle size of 300 to 600 mu m.

2) 보수능력 측정2) Measurement of maintenance ability

비이커에 증류수 200ml 이용하여 0.9% NaCl 수용액이 되도록 NaCl을 정량하여 투입하여 용해시키고, 상기 입자상의 가교된 폴리비닐알코올 수지 0.2g을 건조된 티백에 정량투입 후, NaCl 수용액이 담긴 비이커에 30분간 침적시켰다. 이후 원심분리기 300gravity로 3분 동안 원심분리시켜 표면에 단순 부착된 수분을 완전히 제거하여 팽윤된 티백 포함의 무게를 정확히 측량한 후 하기에 표시된 식 1에 따라 보수능력(Swelling Ratio)을 계산하였다.0.2 ml of the crosslinked polyvinyl alcohol resin on the particle was added to a dried tea bag in a predetermined amount, and then immersed in a beaker containing an aqueous NaCl solution for 30 minutes. . Then, centrifugation was performed for 3 minutes with a centrifuge (300 gravity) to completely remove the moisture adhering to the surface. The swelling ratio was calculated according to Equation 1 shown below.

보수능력(SR) = (Wt - W0) / W0 (SR) = (Wt - W0) / W0

Wt = 30분간 0.9wt% NaCl 수용액 내에서 팽윤된 SAP의 무게Wt = weight of swollen SAP in 0.9 wt% NaCl aqueous solution for 30 minutes

W0 = 처음 투입한 SAP의 무게W0 = Weight of the first SAP loaded

이러한 방법으로 측정한 가교된 폴리비닐알코올 수지의 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 9 이었다.The swelling ratio of the crosslinked polyvinyl alcohol resin to 0.9% NaCl aqueous solution measured by this method was 9.

실시예Example 2 2

1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 1g 대신에 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 2g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that 2 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) was added instead of 1 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) A biodegradable superabsorbent resin was prepared.

상기 제조된 수지의 무게는 5g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 8이었다.The weight of the resin thus prepared was 5 g, and the swelling ratio for an aqueous 0.9% NaCl solution was 8.

실시예Example 3 3

1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 1g 대신에 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 3g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) was added instead of 1 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) A biodegradable superabsorbent resin was prepared.

상기 제조된 수지의 무게는 5g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 8이었다.The weight of the resin thus prepared was 5 g, and the swelling ratio for an aqueous 0.9% NaCl solution was 8.

실시예Example 4 4

1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 1g 대신에 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 5g을 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that 5 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) was added instead of 1 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) A biodegradable superabsorbent resin was prepared.

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 6이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio of the aqueous solution of 0.9% NaCl was 6.

하기 표 1은 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 수지의 폴리비닐알코올과 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 반응 질량비에 따른 보수능력 및 수득량을 정리하여 나타낸 것이다.Table 1 summarizes the maintenance capacity and yield according to the mass ratio of the polyvinyl alcohol and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) of the resin prepared according to Examples 1 to 4 will be.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 PVA:BTCA 반응 질량비PVA: BTCA reaction mass ratio 3:13: 1 3:23: 2 3:33: 3 3:53: 5 보수능력Ability to maintain 99 88 88 66 수득량(g)Yield (g) 44 55 55 44

실시예Example 5 5

분자량(Mw)이 44,000인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 분자량이 10,000인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.A biodegradable superabsorbent resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight of 10,000 was used instead of polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight (Mw) of 44,000.

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 7이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio for an aqueous 0.9% NaCl solution was 7.

실시예Example 6 6

분자량(Mw)이 44,000인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 분자량이 31,000인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.A biodegradable superabsorbent resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight of 31,000 was used instead of polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight (Mw) of 44,000.

상기 제조된 수지의 무게는 5g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 7이었다.The weight of the resin thus prepared was 5 g, and the swelling ratio for a 0.9% NaCl aqueous solution was 7.

실시예Example 7 7

분자량(Mw)이 44,000인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 분자량이 85,000인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.A biodegradable superabsorbent resin was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight of 85,000 was used instead of polyvinyl alcohol (PVA) having a molecular weight (Mw) of 44,000.

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 8이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio to an aqueous 0.9% NaCl solution was 8.

하기 표 2는 실시예 1과 실시예 5 내지 7에 따라 제조된 수지의 폴리비닐알코올(PVA)의 분자량에 따른 보수능력과 수득량을 정리하여 나타낸 것이다.Table 2 summarizes the maintenance capacity and yield according to the molecular weight of the polyvinyl alcohol (PVA) of the resin prepared according to Example 1 and Examples 5 to 7.

구분division 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 1Example 1 실시예 7Example 7 PVA 분자량PVA molecular weight 10,00010,000 31,00031,000 44,00044,000 85,00085,000 보수능력Ability to maintain 77 77 99 8
8
수득량(g)Yield (g) 44 55 55 44

실시예Example 8 8

수화도(Hs)가 72%인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 수화도(Hs)가 80%인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that polyvinyl alcohol (PVA) having a hydration degree (Hs) of 80% was used in place of polyvinyl alcohol (PVA) having a hydration degree (Hs) of 72%, a biodegradable superabsorbent resin .

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 7이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio for an aqueous 0.9% NaCl solution was 7.

실시예Example 9 9

수화도(Hs)가 72%인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 수화도(Hs)가 88%인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that polyvinyl alcohol (PVA) having a degree of hydration (Hs) of 88% was used in place of polyvinyl alcohol (PVA) having a hydration degree (Hs) of 72%, a biodegradable superabsorbent resin .

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 8이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio to an aqueous 0.9% NaCl solution was 8.

실시예Example 10 10

수화도(Hs)가 72%인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 수화도(Hs)가 98%인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that polyvinyl alcohol (PVA) having a degree of hydration (Hs) of 98% was used in place of polyvinyl alcohol (PVA) having a degree of hydration (Hs) of 72%, the biodegradable superabsorbent resin .

상기 제조된 수지의 무게는 5g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 7이었다.The weight of the resin thus prepared was 5 g, and the swelling ratio for a 0.9% NaCl aqueous solution was 7.

실시예Example 11 11

수화도(Hs)가 72%인 폴리비닐알코올(PVA) 대신에 수화도(Hs)가 99%인 폴리비닐알코올(PVA)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 생분해성 고흡수성 수지를 제조하였다.Except that polyvinyl alcohol (PVA) having a degree of hydration (Hs) of 99% was used in place of polyvinyl alcohol (PVA) having a hydration degree (Hs) of 72%, a biodegradable superabsorbent resin .

상기 제조된 수지의 무게는 4g, 0.9% NaCl 수용액에 대한 보수능력(Swelling Ratio)은 8이었다.The weight of the resin thus prepared was 4 g, and the swelling ratio to an aqueous 0.9% NaCl solution was 8.

하기 표 3은 폴리비닐알코올(PVA) 수화도에 따른 실시예 1과 실시예 8 내지 11에 따라 제조된 수지의 보수능력 및 수득량을 정리하여 나타낸 것이다.Table 3 summarizes the maintenance capacity and yield of the resin prepared according to Example 1 and Examples 8 to 11 according to polyvinyl alcohol (PVA) degree of hydration.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 8Example 8 실시예 9Example 9 실시예 10Example 10 실시예 11Example 11 PVA의 수화도(Hs)The degree of hydration (Hs) 7272 8080 8888 9898 9999 보수능력 Ability to maintain 99 77 88 77 88 수득량(g)Yield (g) 55 44 44 55 44

[시험예][Test Example]

시험예 1: 팽윤(Swelling) 전 및 후의 가교된 폴리비닐알코올 수지 이미지Test Example 1: Crosslinked polyvinyl alcohol resin image before and after swelling

도 2는 실시예 1에 따라 제조된 공중합체의 0.9% NaCl 수용액 흡수 전과 후의 이미지는 나타낸 것이다. Fig. 2 shows an image before and after the absorption of 0.9% NaCl aqueous solution of the copolymer prepared according to Example 1. Fig.

도 2를 참조하면, 본 발명의 공중합체가 0.9% NaCl 수용액을 흡수하여 팽윤된 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 생분해성 고흡수성 수지의 수분흡수 능력이 우수한 것으로 판단된다. Referring to FIG. 2, it was visually confirmed that the copolymer of the present invention swelled by absorbing 0.9% NaCl aqueous solution. Therefore, it is judged that the biodegradable superabsorbent resin of the present invention has excellent water absorption ability.

시험예Test Example 2: 폴리비닐알코올과 1,2,3,4- 2: polyvinyl alcohol and 1,2,3,4- 부탄테트라카르복실산Butanetetracarboxylic acid 2무수물(BTCA)의2 anhydride (BTCA) 반응 질량비에 따른 보수능력 및 수득량 그래프 분석 Analysis of maintenance capacity and yield graphs according to reaction mass ratio

도 3은 실시예 1 내지 4에 따라 제조된 수지의 보수능력 및 수득량을 그래프로 나타낸 것이다. Fig. 3 is a graph showing the maintenance capacity and yield of the resin prepared according to Examples 1 to 4. Fig.

도 3을 참조하면, 폴리비닐알코올과 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA)의 반응 질량비가 3:1일 때, 보수능력이 가장 우수한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 보수능력과 수득량이 우수한 생분해성 고흡수성 수지를 얻기 위해 폴리비닐알코올(PVA)과 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA)을 적절한 질량비로 반응시켜야 하는 것으로 판단된다.Referring to FIG. 3, when the reaction mass ratio of poly (vinyl alcohol) and 1,2,3,4-butane tetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) was 3: 1, Therefore, in order to obtain a biodegradable superabsorbent resin having excellent maintenance ability and yield, it is necessary to react polyvinyl alcohol (PVA) with 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) at a proper mass ratio .

시험예 3: 폴리비닐알코올의 분자량에 따른 보수능력 및 수득량 그래프 분석Test Example 3: Analysis of the maintenance capacity and yield according to the molecular weight of polyvinyl alcohol

도 4는 실시예 1과 실시예 5 내지 7에 따라 제조된 수지의 보수능력 및 수득량을 그래프로 나타낸 것이다. Fig. 4 is a graph showing the maintenance capacity and yield of the resin prepared according to Example 1 and Examples 5 to 7. Fig.

도 4를 참조하면, 폴리비닐알코올의 분자량이 44,000일 때, 보수능력과 수득량이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 보수능력과 수득량이 우수한 생분해성 고흡수성 수지를 얻기 위해 폴리비닐알코올의 분자량은 44,000이 적절한 것으로 판단된다.Referring to FIG. 4, when the molecular weight of the polyvinyl alcohol was 44,000, it was confirmed that the maintenance ability and the yield were the highest. Therefore, it is considered that the molecular weight of polyvinyl alcohol is 44,000 in order to obtain a biodegradable superabsorbent resin having excellent maintenance ability and yield.

시험예Test Example 4: 폴리비닐알코올의  4: of polyvinyl alcohol 수화도(Hs)에The degree of hydration (Hs) 따른 보수능력 및  And 수득량Yield 그래프 분석 Graph Analysis

도 5는 실시예 1과 실시예 8 내지 11에 따라 제조된 수지의 보수능력 및 수득량을 그래프로 나타낸 것이다. Fig. 5 is a graph showing the maintenance capacity and yield of the resin prepared according to Example 1 and Examples 8 to 11. Fig.

도 4를 참조하면, 폴리비닐알코올의 수화도가 72%일 때, 보수능력과 수득량이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 보수능력과 수득량이 우수한 생분해성 고흡수성 수지를 얻기 위해 폴리비닐알코올의 수화도(Hs)는 72%가 가장 적절한 것으로 판단된다.Referring to FIG. 4, when the degree of hydration of polyvinyl alcohol was 72%, it was confirmed that the maintenance ability and yield were the highest. Therefore, the hydration degree (Hs) of polyvinyl alcohol is 72% in order to obtain a biodegradable superabsorbent resin having excellent water retention capacity and yield.

시험예 5: FT-IR 스펙트럼 분석Test Example 5: FT-IR spectrum analysis

도 6은 폴리비닐알코올, 가교된 폴리비닐알코올의 FT-IR 스펙트럼을 나타낸 것이다. 6 shows the FT-IR spectrum of polyvinyl alcohol and crosslinked polyvinyl alcohol.

도 6을 참조하면 폴리비닐알코올(PVA)의 하이드록실기(OH)와 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 사이에서 에스테르 가교반응을 통하여 폴리비닐알코올 분자 사이에 에스테르 가교를 형성하는 것을 확인할 수 있었고, 동시에 폴리비닐알코올 주쇄 간의 하이드록실기 상호작용에 의한 분자내(Intramolecular) 결합도 형성이 되어 중합계 내에서 생성된 전체 폴리머 간에는 상호침투 중합체 네트워크(Interpenetrating hydrogel networks, IPN)가 복합적으로 형성된 것을 확인할 수 있었다.Referring to FIG. 6, an ester crosslinking reaction between a hydroxyl group (OH) of polyvinyl alcohol (PVA) and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) is carried out between polyvinyl alcohol molecules Ester bridging. At the same time, intramolecular bond formation due to the hydroxyl group interaction between polyvinyl alcohol backbone chains was formed. Thus, all the polymers produced in the polymerization system were subjected to interfacial polymer networks , IPN) were formed in a complex manner.

시험예Test Example 6: 시차주사 열량측정법(Differential Scanning Calorimetry,  6: Differential Scanning Calorimetry, DSCDSC ) 그래프 분석) Graph analysis

도 7은 폴리비닐알코올과 가교된 폴리비닐알코올의 DSC 그래프를 나타낸 것이다. 7 is a DSC graph of polyvinyl alcohol and cross-linked polyvinyl alcohol.

DSC분석은 TA Instrument Korea에서 제조된 DSC Q10(모델명)를 사용하였으며, 시료무게는 7~8mg, 측정 온도는 40~300℃, 승온 속도는 10℃/min의 조건과 질소기체 분위기 하에서 측정하였다.DSC analysis was carried out using a DSC Q10 (model name) manufactured by TA Instrument Korea. The sample weight was 7 to 8 mg, the measurement temperature was 40 to 300 ° C, the heating rate was 10 ° C / min and nitrogen gas atmosphere.

도 7을 참조하면, 본 발명의 가교된 폴리비닐알코올 수지는 폴리비닐알코올(PVA)의 수산기와 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA) 사이에서 에스테르 가교반응을 통하여 폴리비닐알코올 분자 사이에 에스테르 가교를 형성하는 것을 확인할 수 있었고, 동시에 폴리비닐알코올 주쇄 간의 하이드록실기(OH) 상호작용에 의한 분자내(Intramolecular) 결합도 형성이 되어 중합계 내에서 생성된 전체 폴리머 사이에는 상호침투 중합체 네트워크(Interpenetrating hydrogel networks, IPN)가 복합적으로 형성된 것을 확인할 수 있었다. Referring to FIG. 7, the crosslinked polyvinyl alcohol resin of the present invention is obtained by ester crosslinking reaction between the hydroxyl group of polyvinyl alcohol (PVA) and 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA) It was confirmed that ester crosslinking was formed between the polyvinyl alcohol molecules and at the same time intramolecular bonding was formed due to the hydroxyl group (OH) interaction between the main chains of the polyvinyl alcohol, so that the total polymer It was confirmed that interpenetrating hydrogel networks (IPN) were formed in a complex manner.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is possible.

Claims (20)

폴리비닐알코올; 및
상기 폴리비닐알코올을 가교시킨 가교제; 를
포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
Polyvinyl alcohol; And
A crosslinking agent obtained by crosslinking the polyvinyl alcohol; To
Wherein the crosslinked polyvinyl alcohol resin is a crosslinked polyvinyl alcohol resin.
제1항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올의 분자량(Mw)이 500 내지 500,000인 것을 특징으로 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method according to claim 1,
Wherein the polyvinyl alcohol has a molecular weight (Mw) of 500 to 500,000.
제1항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올의 수화도(Hydrolysis Degree)가 50 내지 100%인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method according to claim 1,
Wherein the polyvinyl alcohol has a degree of hydrolysis of 50 to 100%.
제1항에 있어서
상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 에스테르 가교된 삼차원 가교 구조인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method of claim 1, wherein
Wherein the crosslinked polyvinyl alcohol resin is an ester crosslinked three-dimensional crosslinked structure.
제1항에 있어서,
상기 가교제가 폴리카르복실산 무수물인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method according to claim 1,
Wherein the crosslinking agent is a polycarboxylic acid anhydride.
제5항에 있어서,
상기 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 2무수물(BTCA), 3,3', 4,4'-디페닐 술폰 테트라카르복실산 2무수물(DSDA), 비페닐테트라카르본산 2무수물(BPDA), 메조-부탄-1,2,3,4-테트라카르복실 디언하이드라이드(Meso-Butane-1,2,3,4-tetracarboxylic Dianhydride), 4,4'-바이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-Biphthalic Anhydride), 4,4'-(헥사플로오로아이소프로필리딘)다이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic Anhydride), 및 4.4'-옥시다이프탈릭 언하이드라이드(4,4'-Oxydiphthalic Anhydride) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
6. The method of claim 5,
Wherein the crosslinking agent is 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid dianhydride (BTCA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride (DSDA), biphenyltetracarboxylic acid 2 anhydride (BPDA), Meso-butane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-biphthalic anhydride (4,4 '-Biphthalic anhydride, 4,4' - (hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, and 4,4'-oxydiphthalic anhydride ( 4,4'-oxydiphthalic anhydride). The cross-linked polyvinyl alcohol resin according to claim 1,
제1항에 있어서,
상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 폴리비닐알코올에 치환된 아세틸기, 카르복실산기, 아크릴기 및 우레탄기 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method according to claim 1,
Wherein the crosslinked polyvinyl alcohol resin comprises at least one selected from an acetyl group, a carboxylic acid group, an acrylic group and a urethane group substituted with polyvinyl alcohol.
제1항에 있어서,
상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 고흡수성인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
The method according to claim 1,
Wherein the crosslinked polyvinyl alcohol resin is highly water-absorbing.
제8항에 있어서,
상기 가교된 폴리비닐알코올 수지가 생분해성인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지.
9. The method of claim 8,
Wherein the cross-linked polyvinyl alcohol resin is biodegradable.
제1항의 가교된 폴리비닐알코올 수지를 포함하는 흡수성 소재.An absorbent material comprising the crosslinked polyvinyl alcohol resin of claim 1. 제10항의 상기 흡수성 소재를 포함하는 흡수성 제품.An absorbent article comprising the absorbent material of claim 10. 폴리비닐알코올, 가교제 및 용매를 에스테르 가교 반응시켜 가교된 폴리비닐알코올을 제조하는 단계(a); 를 포함하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.(A) preparing a crosslinked polyvinyl alcohol by ester crosslinking reaction of polyvinyl alcohol, a crosslinking agent and a solvent; ≪ / RTI > 제12항에 있어서,
상기 폴리비닐알코올과 가교제의 질량비가 99.9:0.1 내지 0.1:99.9인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the mass ratio of the polyvinyl alcohol and the crosslinking agent is 99.9: 0.1 to 0.1: 99.9.
제12항에 있어서,
단계 (a)에서, 염기성 촉매가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
A process for producing a crosslinked polyvinyl alcohol resin, characterized in that, in step (a), a basic catalyst is further included.
제14항에 있어서,
상기 염기성 촉매가 4-다이메틸아미노피리딘(4-dimethylaminopyridine, DMAP)인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the basic catalyst is 4-dimethylaminopyridine (DMAP). ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제12항에 있어서,
상기 용매가 극성 유기용매인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the solvent is a polar organic solvent.
제16항에 있어서,
상기 극성 유기용매가 N-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolidone), N,N-디메틸아세트아미드(N,N-Dimethylacetamide), 디메틸설폭사이드 (Dimethyl sulphoxide), 디메틸포름알데히드(Dimethylformamide), 불화테트라부틸 암모늄(Tetra-n-butylammonium. fluoride TBAF), 및 염화리튬 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
17. The method of claim 16,
Wherein the polar organic solvent is selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulphoxide, dimethylformamide, tetrabutyl fluoride Ammonium chloride (Tetra-n-butylammonium. Fluoride TBAF), and lithium chloride.
제12항에 있어서,
단계 (a) 이후, 중화제를 첨가하여 중화처리 하는 단계(a'); 를 추가로 수행하는 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
13. The method of claim 12,
(A ') after the step (a), a neutralizing agent is added and neutralized; Wherein the polyvinyl alcohol resin is a polyvinyl alcohol.
제18항에 있어서,
상기 중화제가 아민기를 포함하는 화합물 및 히드록시기를 포함하는 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
19. The method of claim 18,
Wherein the neutralizing agent is at least one compound selected from a compound containing an amine group and a compound containing a hydroxy group.
제18항에 있어서,
상기 중화처리에 의해 폴리비닐알코올 간의 수소결합이 촉진되어 폴리비닐알코올의 인터페니트레이팅 하이드로젤 네트워크(Interpenetrating hydrogel networks)가 형성하는 것을 특징으로 하는 가교된 폴리비닐알코올 수지의 제조방법.
19. The method of claim 18,
Wherein hydrogen bonding between the polyvinyl alcohols is promoted by the neutralization treatment to form interpenetrating hydrogel networks of polyvinyl alcohol. ≪ RTI ID = 0.0 > 8. < / RTI >
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