KR20180060098A - 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통상의 용융지수(MI, Melt index)가 0.1~500 g/10분인 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하고, 압출 시 온도, 체류시간 등의 압출조건을 최적화하여 압출함으로써 용융지수를 조절할 수 있으며, 간단한 공정에 의해 폴리부텐-1 수지의 유동성을 조절하여 사용용도에 따라 요구 물성조건에 적합한 특정 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지의 제조가 가능한 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CONTROLLED RHEOLOGY POLYBUTENE-1 RESIN}
본 발명은 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통상의 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하고, 압출 시 온도, 체류시간 등의 압출조건을 최적화하여 압출함으로써 유기 과산화물의 완전 반응으로 제품을 안정하게 유지시키고 용융지수를 증가시키는 동시에 폴리부텐-1 수지의 사용용도에 따라 간단한 공정에 의해 요구 물성조건에 적합한 특정 용융지수로 조절할 수 있는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로　폴리부텐-1은 1-부텐을 단량체로 하는 반결정성 고분자로, 폴리에틸렌 그리고 폴리프로필렌과 유사한 일반적 물성을 갖는 고분자량의 폴리올레핀이다.
폴리부텐-1은 내크리프성과 다른 폴리머와의 혼합성이 높고, 유변학적 특성, 결정거동 등 독특한 성질을 가지고 있고, 폴리프로필렌, 저밀도 폴리에틸렌과 유사한 밀도 및 선형저밀도 폴리에틸렌과 유사한 녹는점을 보인다.
그러나 이러한 폴리부텐-1를 용융온도가 매우 높은 성형공정, 발포공정, 압출코팅 공정 등의 여러가지 성형 공정에 적용하기 위해서는 공정 특성 상 폴리부텐-1 수지 용융액의 유동성이 커야 한다. 폴리부텐-1 용융 수지의 유동성은 용융지수(MI)로 평가할 수 있다.
이러한 폴리부텐-1 수지는 성형용도에 따라 각 제조공정에서 요구되는 폴리부텐-1의 용융지수가 각각 다르며, 통상적으로는 0.5 ~ 1,000 g/분 수준의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1을 사용한다.
각 성형용도 및 제조공정에서 요구되는 폴리부텐-1 수지의 용융지수로, 보통 압출용 수지는 1~10 g/10분, 사출용 수지는 5~30 g/10분, 원사용 수지는 3~50 g/10분, 부직포용 수지는 30~1,000 g/10분 정도의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 사용하며, 이러한 용융지수를 만족하지 않을 경우 가공공정에서 폴리부텐-1 수지를 사용하여 제품화하는 것이 어렵다.
그러나 공정별 요구되는 용융지수를 갖는 폴리부텐-1 수지를 직접 중합하기 위해서는 용융지수를 변화시키는 동안 제품 불량이 다량 발생하게 되며, 생산성이 낮아지고, 제조 단가가 증가하는 문제가 발생된다.
종래 한국등록특허 제10-1496711호에서는 입체규칙성과 용융점성이 다른 1종의 폴리부텐-1 중합체를 사용하여 강성이 우수하면서도 성형 가공성이 유리한 폴리부텐-1 중합체 조성물을 제조하는 방법이 개시되어 있으나, 이렇게 제조된 폴리부텐-1 중합체 조성물은 현재 파이프 재료 용도에 국한되고 있으며, 사출물, 원사, 부직포와 같은 고유동성이 필요한 제품에는 방사 또는 사출이 어려운 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1496711호
각 성형용도 및 제조공정에서 요구되는 폴리부텐-1 수지의 용융지수로, 보통 압출용 수지는 1~10g/10분, 사출용 수지는 5~30g/10분, 원사용 수지는 3~50g/10분, 부직포용 수지는 30~1,000 g/10분 정도의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 사용하며, 이러한 용융지수를 만족하지 않을 경우 가공공정에서 폴리부텐-1 수지를 사용하여 제품화하는 것이 어렵다.
그러나 공정별 요구되는 용융지수를 갖는 폴리부텐-1 수지를 직접 중합하기 위해서는 용융지수를 변화시키는 동안 제품 불량이 다량 발생하게 되며, 생산성이 낮아지고, 제조 단가가 증가하는 문제가 발생된다.
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 통상의 용융지수(MI)가 0.1~500 g/10분인 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하여 용융 반응시킨 후 최적화된 압출조건 하에서 압출함으로써 유동지수(MI)가 1~2,000 g/10분으로 상승된 폴리부텐-1 수지를 간단한 공정에 의해 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 폴리부텐-1 수지를 제공하는데 있다.
본 발명은 (a) 압출기에 용융지수(MI)가 0.1~500 g/10분인 폴리부텐-1 수지와 유기 과산화물을 혼합하는 단계; (b) 상기 압출기 내에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시켜 화합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물의 화합물을 상기 압출기의 다이를 통해 연속적으로 압출하여 유동지수(MI)가 1~2,000 g/10분인 폴리부텐-1 수지를 제조하는 단계;를 포함하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지를 제공한다.
본 발명에 따른 폴리부텐-1 수지의 제조방법은 통상의 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하고, 압출 시 온도, 체류시간 등의 압출조건을 최적화하여 압출함으로써 유기 과산화물의 완전 반응으로 제품을 안정하게 유지시키고, 용융지수를 증가시킬 수 있다.
또한 간단한 공정에 의해 폴리부텐-1 수지의 유동성을 조절할 수 있으며, 낮은 용융지수를 가지는 하나의 폴리부텐-1 수지를 사용하여 사용용도에 따라 요구되는 물성 조건에 적합한 특정 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1-7 및 비교예 1에서 제조된 폴리부텐-1 수지의 용융지수 변화 그래프이다.
이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 통상의 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하여 용융 반응시킨 후 최적화된 압출조건 하에서 압출함으로써 유동지수(MI, Melt index)가 약 1~2,000 g/10분으로 크게 상승된 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.
구체적으로 본 발명의 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법은 (a) 압출기에 용융지수(MI)가 0.1~500 g/10분인 폴리부텐-1 수지와 유기 과산화물을 혼합하는 단계; (b) 상기 압출기 내에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시켜 화합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물의 화합물을 상기 압출기의 다이를 통해 연속적으로 압출하여 유동지수(MI)가 1~2,000 g/10분인 폴리부텐-1 수지를 제조하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (a) 단계에서 폴리부텐-1 수지는 통상의 중합방법에 의해 제조된 것으로 용융지수(MI)가 0.1~500 g/10분인 것을 사용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 폴리부텐-1 수지는 용융지수(MI)가 0.1~300 g/10분이고, 더욱 바람직하게는 0.1~100 g/10분인 것을 사용하는 것이 좋다. 가장 바람직하게는 용융지수(MI)가 0.1~20 g/10분인 것을 사용하는 것이 좋다.
또한, 상기 (a) 단계에서 폴리부텐-1 수지는 중량평균분자량(Mw)이 50,000 ~ 1,200,000인 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (a) 단계에서 유기 과산화물은 반응 온도가 증가할수록 반감기가 감소하기 때문에 수지의 가공온도 및 압출기 내 수지의 체류시간을 고려해 선정하는 것이 중요하다. 바람직하게는 상기 유기 과산화물은 폴리부텐-1의 적정 가공온도 180~250 ℃를 고려하여 상기 유기 과산화물의 0.1 시간 반감기 온도가 120~170 ℃인 것을 사용하는 것이 좋다. 상기 0.1 시간 반감기 온도가 120 ℃ 보다 낮으면 보관 및 이송 시 분해될 수 있고, 170 ℃ 보다 높으면 높은 온도로 인해 폴리부텐-1 수지의 열화(degradation)가 발생할 수 있다. 즉, 가공공정에서 잔류 유기 과산화물이 발생하지 않도록 하기 위해 가공온도를 높게 올리게 되면 폴리부텐-1 수지가 열화된다.
상기 (a) 단계에서 유기 과산화물은 가공조건에 적합한 형상인 것을 사용하는 것이 좋은데, 특히 일반적인 트윈스크류 압출기를 사용할 때 펠렛 형태의 폴리부텐-1에 고르게 분산시키기 위해서 분말 타입을 사용하는 것이 좋다.
구체적으로 상기 유기 과산화물은 유기 과산화물은 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(터트-부틸퍼옥시)헥산, 쿠밀히드로퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 터트-부틸퍼옥시아세테이트, 터트-부틸퍼옥시메틸에틸케톤퍼옥사이드, 터트-부틸쿠밀퍼옥사이드, 터트-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 1,4-디(터트-부틸퍼옥시카보)시클로헥산 및 (터트-부틸퍼옥시)-부틸레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 유기 과산화물로 하기 화학식 1로 표시되는 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠을 사용하는 것이 좋다.
[화학식 1]
Figure pat00001
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (a) 단계에서는 폴리부텐-1 수지 100 중량부에 유기 과산화물 0.01~3 중량부를 혼합할 수 있다. 이때, 상기 유기 과산화물의 혼합비율이 0.01 중량부 보다 낮으면 유기 과산화물의 함량이 적어 균일한 분산이 어렵고, 개질 전의 폴리부텐-1 수지 흐름성과 큰 차이가 없다. 또한, 3 중량부 보다 초과이면 폴리부텐-1 수지의 용융지수가 너무 높아져 보편적인 압출설비의 커팅기에서 압출된 폴리부텐-1 수지를 커팅하는 것이 어려운 문제가 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (b) 단계에서는 상기 압출기 내에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시켜 화합물을 제조할 수 있다.
구체적으로 상기 (b) 단계에서는 상기 폴리부텐-1 수지와 유기 과산화물을 혼합 후 분해온도 이상에서 반응시키면 상기 폴리부텐-1 수지의 고분자 사슬이 절단되면서 분해가 일어난다. 특히, 상기 유기 과산화물의 산소라디칼은 주로 상기 폴리부텐-1 수지의 주사슬과 반응하여 고분자 사슬을 절단시킨다. 이러한 반응을 통해 상기 폴리부텐-1 수지의 고분자 사슬을 절단하여 사용용도와 목적에 맞게 상기 폴리부텐-1 수지의 분자량 및 용융지수를 조절할 수 있다.
이에 대한 반응 매커니즘은 다음과 같다.
첫번째는, 열에 의해 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠(perkadox)을 분해시켜 산소 라디칼을 형성한다. 상기 분해단계에서는 반응온도(가공온도)에 따라 반감기가 달라지는 특징이 있다.
[반응식 1]
Figure pat00002
상기 반응식 1을 살펴보면, 하나의 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠에서 2개의 산소라디칼이 생성되는 것을 알 수 있다.
두번째는, 이렇게 생성된 산소라디칼의 반응에 의한 폴리부텐-1 수지의 고분자 사슬을 절단하는 것이다.
[반응식 2]
Figure pat00003
상기 반응식 2를 살펴보면, 산소라디칼에 의해 폴리부텐-1의 주사슬이 끊어지는 것을 알 수 있다.
이러한 원리로 폴리부텐-1 수지의 분자량을 조절하기 위해서는 유기 과산화물의 종류, 압출기의 가공온도 및 체류시간(압출기 내 수지 체류시간)을 모두 고려한 조건에서 수행되어야 한다. 즉, 이러한 조건들은 하기와 같이 최적화함으로써 폴리부텐-1 수지의 유동성을 제어할 수 있다.
상기 (b) 단계에서 상기 압출기 내 바렐의 내부온도 200~220 ℃의 압출조건에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시킬 수 있다. 특히, 상기 바렐의 내부온도가 200 ℃ 보다 미만이면 압출된 수지 내에 잔류 유기 과산화물이 존재하게 되는데, 추후 가공 시 잔류 유기 과산화물이 미반응하여 유동지수를 증가시켜 원하는 수준의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 없다. 또한, 220 ℃ 보다 초과이면 용융지수의 편차 범위는 좁아지지만 폴리부텐-1 수지가 열화될 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 의하면, 상기 (c) 단계에서 압출기로부터 압출되는 폴리부텐-1 수지의 체류시간은 0.5~2.2 분인 것일 수 있다. 이때, 상기 체류 시간이 0.5 분 보다 미만이면 폴리부텐-1 수지가 열에 노출되는 시간이 길어져 열화를 일으킬 수 있고 생산성이 나빠지며, 2.2 분 보다 초과이면 압출기 내 수지 체류시간 감소로 잔류 유기 과산화물 발생으로 인해 원하는 수지의 용융지수를 얻기 어려워진다. 다만, 압출기가 커지면 생산량이 증대될 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계에서 압출된 폴리부텐-1 수지는 유동지수(MI)가 1~2,000 g/10분인 것일 수 있다. 각 성형용도 및 제조공정에서 요구되는 폴리부텐-1 수지의 용융지수로, 보통 압출용 수지는 1~10 g/10분, 사출용 수지는 5~30 g/10분, 원사용 수지는 3~50 g/10분, 부직포용 수지는 30~1,000 g/10분 정도의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 용도 및 가공방법에 따라 요구되는 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 방법으로 제조되는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지를 제공한다.
따라서, 본 발명에 따른 폴리부텐-1 수지의 제조방법은 통상의 폴리부텐-1 수지에 특정 유기 과산화물을 혼합하고, 압출 시 온도, 체류시간 등의 압출조건을 최적화하여 압출함으로써 유동지수가 크게 상승된 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있다.
또한 간단한 공정에 의해 폴리부텐-1 수지의 유동성을 조절할 수 있으며, 낮은 용융지수를 가지는 하나의 폴리부텐-1 수지를 사용하여 사용용도에 따라 요구되는 물성 조건에 적합한 특정 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실험예 1: 압출기 내 바렐 온도 변화에 따른 폴리부텐 -1 수지의 흐름성 평가
용융지수(MI)가 0.6 g/10분이고, 중량평균분자량(Mw)이 506,849인 폴리부텐-1 수지를 준비하였다. 또한 유기 과산화물로는 플레이크 형태의 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠을 준비하였다(AKZONOBEL사, PERKADOX 14S-FL). 상기 준비된 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠을 분쇄기를 이용하여 100 mesh의 분말 형태로 분쇄하였다.
그 다음 40 mm 트윈스크류 압출기(D/L 40)에 상기 폴리부텐-1 수지 100 중량부에 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 0.035 중량부를 투입한 후 압출기 내 바렐 5~9존(zone) 온도를 기준으로 180~230 ℃ 변화시키는 조건에서 용융 반응시킨 후 1.1분의 체류시간(압출량 30 kg/hr)을 거쳐 압출시켰다. 그 다음 압출된 폴리부텐-1 수지를 일정 간격으로 채취하여 용융지수를 2회 측정하되, 이를 총 5회 반복하여 평균값을 계산한 후 1차 및 2차의 편차를 확인하였다(기준: ±1 이내). 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
구분 180℃ 190℃ 200℃ 210℃ 220℃ 230℃
1차 2차 1차 2차 1차 2차 1차 2차 1차 2차 1차 2차
MI
(g/10분)		 1 12.9 16.2 13.6 15.1 14.6 15.4 14.9 15.1 14.9 15.1 15.8 16.2
2 11.5 14.2 13.5 15.8 14.3 14.9 14.6 15.0 14.7 15.1 15.9 16.2
3 12.1 13.3 13.7 17.3 14.3 14.9 14.7 15.1 15.0 15.1 15.8 16.1
4 13.8 17.2 13.1 15.3 14.2 14.8 14.6 15.2 14.9 15.2 16.0 16.2
5 11.2 15.7 14.1 16.2 14.6 15.0 15.0 15.2 14.9 15.2 15.9 16.2
5회
평균 MI
(g/10분)		 12.3 15.3 13.6 15.3 14.4 15.0 14.8 15.1 14.8 15.2 15.9 16.2
편차 3.0 1.7 0.6 0.3 0.4 0.3
차수 평균 MI
g/10분)		 13.8 14.5 14.7 15.0 15.0 16.1
상기 표 1의 결과에 의하면, 압출된 폴리부텐-1 수지의 1차, 2차의 5회 평균 용융지수의 편차가 바렐의 온도 200 ℃ 이상에서는 1 이하의 값을 나타내는 반면 바렐의 온도 180, 190 ℃에서는 1 이상으로 큰 것을 알 수 있었다. 이렇게 용융지수 값이 압출과정에서 편차가 크게 발생하는 것은 압출기 내 미반응된 잔류 유기 과산화물이 존재하여 정확한 용융지수 조절이 어려운 문제가 있다.
또한 1차, 2차의 평균 용융지수가 바렐의 온도 220 ℃ 이하에서는 15 g/10분 이하로 유사하지만 바렐의 온도 230 ℃ 이상에서는 16.1 g/10분으로 1.0 g/10분 이상의 차이가 확인되었으며, 이것은 열화에 의한 용융지수 증가로 판단된다.
이에 반해, 바렐의 온도가 200~220 ℃에서는 압출된 폴리부텐-1 수지의 용융지수 편차가 거의 유사한 수준을 보이는 것을 확인하였다.
이와 같이, 압출기 내 바렐 6~9존에서의 온도는 200~220 ℃ 범위 내에서 용융지수의 평균편차가 적고 안정적인 폴리부텐-1 수지의 흐름성을 조절할 수 있음을 확인하였고, 원하는 범위의 용융지수를 가지는 폴리부텐-1 수지를 제조할 수 있음을 확인하였다.
실험예 2: 압출기의 체류시간( 압출량 )에 따른 폴리부텐 -1 수지의 흐름성 평가
상기 실험예 1과 동일한 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 준비하였다.
그 다음 40 mm 트윈스크류 압출기(D/L 40)에 상기 폴리부텐-1 수지 100 중량부에 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠 0.035 중량부를 투입한 후 상기 압출기 내 바렐 5~9존까지의 온도를 200 ℃로 고정하여 용융 반응시킨 후 체류시간을 0.4~2.5분(압출량 15~40 kg/hr)으로 변화시키면서 압출하였다. 그 다음 압출된 폴리부텐-1 수지를 일정 간격으로 채취하여 용융지수를 2회 측정하되, 이를 총 5번 반복하여 평균값을 계산한 후 1차 및 2차의 편차를 확인하였다(기준: ±1 이내). 그 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
Figure pat00004
상기 표 2의 결과에 의하면, 체류시간이 0.4분 이하인 경우 폴리부텐-1 수지의 용융지수 편차가 3.0 이상으로 체류시간 0.7분 이상의 편차값 1.0 보다 3배 이상 차이가 나며, 이런 현상은 체류(반응)시간이 짧아 압출된 수지 내에 미반응된 잔류 유기 과산화물이 존재하여 용융지수 측정 시 기기에서 잔류 유기 과산화물의 반응에 의하여 발생한다.
또한 체류시간이 2.5분인 경우 차수 평균 용융지수가 16.4 g/10분으로 체류시간 2.1분 이하의 차수 평균 용융 지수 15.4 g/10분 보다 1.0 g/10분의 차이가 발생되며 이는 열화로 판단된다.
이와 같이, 압출기 내의 수지 체류 시간이 0.7~2.1 분일 때 원하는 용융지수의 편차 범위 내에서 안정한 폴리부텐-1 수지의 흐름성을 조절할 수 있음을 확인하였다.
실험예 3: 유기 과산화물의 사용함량에 따른 폴리부텐 -1 수지의 흐름성 평가
<실시예 1~7 및 비교예 1, 2>
상기 실험예 1과 동일한 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 준비하였다.
그 다음 40 mm 트윈스크류 압출기(D/L 40)에 상기 폴리부텐-1 수지 100 중량부에 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠을 하기 표 3과 같은 함량으로 투입한 후 상기 압출기 내 바렐 5~9존까지의 온도를 200 ℃로 고정시켜 용융 반응시킨 후 1.1분(압출량 30 kg/hr)의 체류시간을 거쳐 압출시켰다. 그 다음 압출된 폴리부텐-1 수지를 채취하여 용융지수를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 3 및 도 1에 나타내었다.
도 1은 상기 실시예 1-7 및 비교예 1에서 제조된 폴리부텐-1 수지의 용융지수 변화 그래프이다.
구분(중량부) 비교예 실시예
1 1 2 3 4 5 6 7
유기 과산화물 함량 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
MI 0.6 4.0 7.9 13.5 17.1 20.5 25.9 30.2
상기 표 3 및 도 1의 결과에 의하면, 상기 유기 과산화물의 첨가량에 따라 폴리부텐-1 수지의 용융지수가 증가하는 것을 확인하였다.
상기 도 1은 유기 과산화물 첨가에 따른 용융지수의 증가함수를 1차 함수 그래프로 나타낸 것이며, 함수식 (1) y=426χ + 0.04 로 나타낼 수 있다. (y=용융지수, χ=유기 과산화물 함량). 이는 유기 과산화물이 폴리부텐-1 수지의 고분자 사슬에 랜덤하게 반응하여 분자량을 조절할 수 있으며 이는 함수식 (1)을 따른다.
실험예 4: 유기 과산화물의 사용함량에 따른 폴리부텐 -1 수지의 분자량 비교평가
상기 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 폴리부텐-1 수지의 분자량 변화를 확인하기 위해 고온 GPC(High Temperature Gel Permeation Chromatography)를 이용하여 중량평균분자량 및 수평균분자량을 측정한 후 분자량 분포를 비교하였다. 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.
구분 MI 중량평균분자량 수평균분자량 분자량 분포
비교예 1 0.6 506,849 191,849 2.642
실시예 3 13.52 290,384 118,760 2.445
상기 표 4의 결과에 의하면, 상기 실시예 3의 경우 상기 비교예 1과 비교하여 용융지수값이 크게 증가하였으며, 이에 따라 중량평균분자량 및 수평균분자량에서도 큰 차이가 있음을 확인하였다.
이를 통해, 폴리부텐-1 수지에 유기 과산화물이 용융 반응하면서 폴리부텐-1 수지의 분자 사슬이 끊어지고, 이는 중량평균분자량 및 수평균분자량이 줄어들면서 용융지수를 조절할 수 있었다.
또한, 유기 과산화물이 폴리부텐-1 수지에 반응하는 위치는 랜덤이며, 상대적으로 분자 사슬 길이가 긴 분자에 반응할 확률이 높고, 이로 인해 분자량 분포가 감소 되었다.

Claims (8)

  1. (a) 압출기에 용융지수(MI)가 0.1~500 g/10분인 폴리부텐-1 수지와 유기 과산화물을 혼합하는 단계;
    (b) 상기 압출기 내에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시켜 화합물을 제조하는 단계; 및
    (c) 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물의 화합물을 상기 압출기의 다이를 통해 연속적으로 압출하여 유동지수(MI)가 1~2,000 g/10분인 폴리부텐-1 수지를 제조하는 단계;
    를 포함하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 폴리부텐-1 수지는 중량평균분자량(Mw)이 50,000 ~ 1,200,000인 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 유기 과산화물은 0.1 시간 반감기 온도가 120 ~ 170 ℃인 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 유기 과산화물은 디(터트-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(터트-부틸퍼옥시)헥산, 쿠밀히드로퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 터트-부틸퍼옥시아세테이트, 터트-부틸퍼옥시메틸에틸케톤퍼옥사이드, 터트-부틸쿠밀퍼옥사이드, 터트-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 1,4-디(터트-부틸퍼옥시카보)시클로헥산 및 (터트-부틸퍼옥시)-부틸레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서는 폴리부텐-1 수지 100 중량부에 유기 과산화물 0.01~3 중량부를 혼합하는 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서는 상기 압출기 내 바렐의 내부온도가 200~220 ℃인 조건에서 상기 폴리부텐-1 수지 및 유기 과산화물을 용융 반응시키는 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서는 압출기로부터 압출되는 폴리부텐-1 수지의 체류시간은 0.5~2.2 분인 것을 특징으로 하는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 유동 제어된 폴리부텐-1 수지.
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