KR20220088104A - Manufacturing method for polymer - Google Patents

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최동철
김현주
최종영
최재훈
김현희
이정용
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Abstract

본 명세서는 니켈 착물 전구체를 제1 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 상기 제1 연속식 반응기로 리간드를 공급하는 단계; 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계; 니켈 착물을 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 단량체를 상기 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 및 중합반응을 진행하는 단계를 포함하고, 상기 제1 연속식 반응기 및 상기 제2 연속식 반응기 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기인 것인 중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present specification includes the steps of continuously supplying a nickel complex precursor to a first continuous reactor; supplying a ligand to the first continuous reactor; preparing a nickel complex by reacting the nickel complex precursor and a ligand; continuously feeding the nickel complex to a second continuous reactor; continuously supplying monomers to the second continuous reactor; and conducting a polymerization reaction, wherein at least one of the first continuous reactor and the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor or a semi-batch reactor It relates to a method for producing a polymer.

Description

중합체의 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR POLYMER}Polymer manufacturing method {MANUFACTURING METHOD FOR POLYMER}

본 발명은 중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a polymer.

종래 중합체를 제조하는 여러 공지된 방법들이 존재하며, 그 예로는 예를 들면 국제 특허 출원 공개 제 WO 00/53656 호에 기재된 스즈키(Suzuki) 중합 및 예를 들면 문헌[T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable ð-Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205]에 기재된 야마모토(Yamamoto) 반응을 포함한다. 이러한 중합 기법은 둘 다 금속 착체 촉매의 금속 원자가 단량체의 이탈기와 아릴 기 사이에 삽입되는 "금속 삽입"을 통해 작동된다. 야마모토 반응을 이용한 중합의 경우, 니켈 착물 촉매가 사용되고, 스즈키 반응을 이용한 중합의 경우, 팔라듐 착체 촉매가 사용된다.There are several known methods for preparing polymers in the prior art, examples of which include, for example, Suzuki polymerization described in WO 00/53656 and, for example, T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable ð-Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205]. Both of these polymerization techniques operate via "metal insertion" in which a metal atom of the metal complex catalyst is inserted between the leaving group of the monomer and the aryl group. In the case of polymerization using the Yamamoto reaction, a nickel complex catalyst is used, and in the case of polymerization using the Suzuki reaction, a palladium complex catalyst is used.

중합체의 특성은 중합체의 제조에 사용되는 모노머의 특성, 성질 및 조성에 의해 정해진다. 그 외에도, 중합체는 반응 회차 또는 반응 규모에 구애받지 않고 일정한 제품을 생산할 수 있는 재현성(reproducibility)와 같은 공정적인 특성도 요구된다. 그러나, 이러한 재현성은 종래의 배치 반응식 제조 공정에서 구현하기가 현실적으로 어렵다.The properties of a polymer are determined by the properties, properties and composition of the monomers used to make the polymer. In addition, the polymer also requires process characteristics such as reproducibility to produce a constant product regardless of the number of reaction cycles or reaction scale. However, such reproducibility is practically difficult to implement in a conventional batch reaction manufacturing process.

중합체의 특성은 반응기의 모양, 모노머 투입 속도, 반응 온도와 같은 다양한 반응 조건의 영향을 받게 되는데, 이러한 반응 조건을 반응 회차 별로 일정하게 조절하는 것이 어렵기 때문이다.The properties of the polymer are affected by various reaction conditions such as the shape of the reactor, the monomer input rate, and the reaction temperature, because it is difficult to uniformly control these reaction conditions for each reaction cycle.

J Org Chem (1990), 4229-4230J Org Chem (1990), 4229-4230

본 발명은 니켈 착물을 이용한 중합체의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a polymer using a nickel complex.

상기 야마모토 반응에 사용되는 니켈 착물 촉매로는 Ni(COD)2와 같은 니켈 화합물과 리간드를 반응시켜 니켈 착화합물의 형태로 제조한 것을 사용하는데, Ni(COD)2이 공기, 물 또는 빛에 쉽게 반응하여 산화되는 불안정한 물질에 해당하여, 반응 수율이 낮고 재현성이 떨어지는 문제가 있었다.The nickel complex catalyst used in the Yamamoto reaction is prepared in the form of a nickel complex by reacting a nickel compound such as Ni(COD) 2 with a ligand, and Ni(COD) 2 reacts easily with air, water or light. Corresponding to an unstable substance that is oxidized, there was a problem in that the reaction yield was low and the reproducibility was low.

또한, 배치 방식으로는 대량 생산 시 부산물이 많아져 순도가 낮아지고 수율이 떨어지는 문제점이 있고, 배치마다 제품 수율과 특성이 달라져 최종 제품의 성능이 일정하지 않아 상업적 생산에 적용하기 어렵다.In addition, in the batch method, there are many by-products during mass production, which lowers the purity and lowers the yield, and since the product yield and characteristics are different for each batch, the performance of the final product is not constant, so it is difficult to apply it to commercial production.

일반적인 배치 반응기는 상업적 규모의 생산 시 반응기 조작이 어렵고, 투자비 및 운전비가 상승하는 문제가 있다. 또한, 배치 반응기를 사용한 운전은 대개 승온, 반응물 주입, 반응, 냉각 및 생성물 배출 등의 일련의 조작을 반복해야 한다. 따라서, 배치 운전당 생산성이 낮기 때문에 대량 생산을 하기 위해서는 반응기 부피 혹은 반응기 개수를 증가시켜야 하는 문제점이 있다.A typical batch reactor has problems in that it is difficult to operate the reactor during commercial-scale production, and investment and operating costs increase. In addition, operation using a batch reactor usually requires repeating a series of operations such as temperature increase, reactant injection, reaction, cooling, and product discharge. Therefore, since productivity per batch operation is low, there is a problem in that the volume of the reactor or the number of reactors must be increased for mass production.

또한, 제조된 착물 전구체를 리간드와 반응시키는 경우, 별도의 정제 공정이 필요한 문제가 있다.In addition, when the prepared complex precursor is reacted with a ligand, there is a problem in that a separate purification process is required.

한편, 일반적인 연속 공정에 사용되는 플러그 흐름 반응기(Plug Flow Reactor)는 단량체를 중합시킬 때 중합체의 물성 제어가 어려웠으나, 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor)와 세미 배치(semi-batch) 반응기는 단량체 투입 비율과 공간 시간(space time)을 쉽게 조절할 수 있어 제조된 중합체의 분자량, 분산도(PDI) 등의 물성 제어가 용이한 장점이 있다.On the other hand, in a plug flow reactor used in a general continuous process, it was difficult to control the properties of a polymer when polymerizing a monomer, but a continuous stirred tank reactor and a semi-batch reactor Since the monomer input ratio and space time can be easily controlled, there is an advantage in that it is easy to control physical properties such as molecular weight and dispersion degree (PDI) of the prepared polymer.

본 발명의 일 실시상태는 니켈 착물 전구체를 제1 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;An exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of continuously supplying a nickel complex precursor to a first continuous reactor;

상기 제1 연속식 반응기로 리간드를 공급하는 단계;supplying a ligand to the first continuous reactor;

상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계;preparing a nickel complex by reacting the nickel complex precursor and a ligand;

상기 니켈 착물을 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;continuously supplying the nickel complex to a second continuous reactor;

단량체를 상기 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 및continuously supplying monomers to the second continuous reactor; and

중합반응을 진행하는 단계를 포함하고,Including the step of proceeding the polymerization reaction,

상기 제1 연속식 반응기 및 상기 제2 연속식 반응기 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기인 것인 중합체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer that at least one of the first continuous reactor and the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor (Continuous Stirred Tank Reactor) or a semi-batch reactor.

본 발명의 일 실시상태에 따른 중합체의 제조방법은 기존의 배치(batch) 방식이 아닌 연속식 반응 공정을 사용함으로써 높은 수율과 우수한 재현성을 확보할 수 있다.The method for producing a polymer according to an exemplary embodiment of the present invention can secure high yield and excellent reproducibility by using a continuous reaction process rather than a conventional batch method.

도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 중합체의 제조방법의 예시적인 공정도이다.1 is an exemplary process diagram of a method for producing a polymer according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

상술한 바와 같이 기존의 배치 반응기는 상업적 규모의 생산 시 반응기 조작이 어렵고, 투자비 및 운전비가 상승하는 문제가 있다. 또한, 중합체 제조용 촉매에 해당하는 니켈 착물 제조에 사용되는 니켈 착물 전구체는 취급이 어려우므로, 공정에 적용 시 별도의 정제 공정을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.As described above, the conventional batch reactor has problems in that it is difficult to operate the reactor during commercial scale production, and investment and operating costs increase. In addition, since it is difficult to handle a nickel complex precursor used for preparing a nickel complex corresponding to a catalyst for preparing a polymer, there is a problem in that a separate purification process is required when applied to the process.

본 발명의 일 실시상태는 니켈 착물 전구체를 제1 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;An exemplary embodiment of the present invention comprises the steps of continuously supplying a nickel complex precursor to a first continuous reactor;

상기 제1 연속식 반응기로 리간드를 공급하는 단계;supplying a ligand to the first continuous reactor;

상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계;preparing a nickel complex by reacting the nickel complex precursor and a ligand;

상기 니켈 착물을 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;continuously supplying the nickel complex to a second continuous reactor;

단량체를 상기 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 및continuously supplying monomers to the second continuous reactor; and

중합반응을 진행하는 단계를 포함하고,Including the step of proceeding the polymerization reaction,

상기 제1 연속식 반응기 및 상기 제2 연속식 반응기 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기인 것인 중합체의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer that at least one of the first continuous reactor and the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor (Continuous Stirred Tank Reactor) or a semi-batch reactor.

도 1에 상기 중합체의 제조방법의 일 예가 도시되어 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태는 니켈 착물 전구체(1)를 제1 연속식 반응기(4)로 연속적으로 공급하는 단계; 상기 제1 연속식 반응기(4)로 리간드(2)를 공급하는 단계; 상기 니켈 착물 전구체(1) 및 리간드(2)를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계; 상기 니켈 착물을 제2 연속식 반응기(5)로 연속적으로 공급하는 단계; 단량체(3)를 상기 제2 연속식 반응기(5)로 연속적으로 공급하는 단계; 및 중합반응을 진행하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 제1 연속식 반응기(4) 및 상기 제2 연속식 반응기(5) 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기일 수 있다. 상기 제조방법을 통해 제조된 중합체(6)는 반응기 외부로 배출 및 회수된다.An example of a method for preparing the polymer is shown in FIG. 1 . Specifically, one embodiment of the present invention comprises the steps of continuously supplying the nickel complex precursor (1) to the first continuous reactor (4); supplying a ligand (2) to the first continuous reactor (4); reacting the nickel complex precursor (1) and the ligand (2) to prepare a nickel complex; continuously supplying the nickel complex to a second continuous reactor (5); continuously feeding the monomer (3) to the second continuous reactor (5); and conducting a polymerization reaction. In this case, at least one of the first continuous reactor 4 and the second continuous reactor 5 may be a continuous stirred tank reactor or a semi-batch reactor. The polymer (6) prepared through the above manufacturing method is discharged and recovered to the outside of the reactor.

상기 중합체의 제조방법에 의하면, 공정 별로 품질 편차가 발생하는 것을 최소화함으로써, 대규모 연속 공정에 적합한 장점이 있다. 구체적으로, 상기 품질을 평가하는 항목은 이 기술이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 비교하고 편차를 계산하는 방법을 들 수 있다. 예를 들어, 제조된 중합체의 수율과 분자량 등을 계산하여 공정 별로 비교하는 방법을 사용할 수 있다.According to the manufacturing method of the polymer, there is an advantage suitable for a large-scale continuous process by minimizing the occurrence of quality deviation for each process. Specifically, the item for evaluating the quality may include a method of comparing and calculating a deviation by a method generally used in the field to which this technology belongs. For example, a method of calculating the yield and molecular weight of the prepared polymer and comparing them for each process may be used.

또한, 기존의 배치 반응기를 사용하는 경우 반응기 내부를 비활성 환경으로 조성하기 어려워, 인화성이 높은 반응물로 인해 사고의 위험이 증가되는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시상태에 따른 중합체의 제조방법은 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기와 같은 연속식 반응기를 사용함으로써, 반응기 내부를 비활성 환경으로 조성하는 것이 용이하므로, 인화성이 높은 반응물을 사용하더라도 안정성이 개선된 장점을 갖는다.In addition, when using a conventional batch reactor, it is difficult to create an inert environment inside the reactor, and there is a problem in that the risk of an accident is increased due to a highly flammable reactant. However, in the method for producing a polymer according to an exemplary embodiment of the present invention, by using a continuous reactor such as a continuous stirred tank reactor or a semi-batch reactor, the inside of the reactor is turned into an inert environment. Since the composition is easy, even if a highly flammable reactant is used, stability is improved.

본 명세서에 있어서, "니켈 착물 전구체"는 니켈 착물을 제조하기 위해 사용되는 전구체 물질을 의미하며, 착물 형태일 수 있다. 또한, 0가 니켈 화합물 형태일 수 있다. 상기 0가 니켈 화합물은 니켈의 산화수가 0으로 조절된 니켈 화합물을 의미하며, 구체적으로 비스(1,5-사이클로옥타디엔) 니켈{bis (1, 5-cyclooctadiene) nickel: Ni(COD)2}일 수 있다.As used herein, the term “nickel complex precursor” refers to a precursor material used to prepare a nickel complex, and may be in the form of a complex. Also, it may be in the form of a zero-valent nickel compound. The zero-valent nickel compound refers to a nickel compound in which the oxidation number of nickel is adjusted to 0, and specifically, bis (1,5-cyclooctadiene) nickel {bis (1, 5-cyclooctadiene) nickel: Ni(COD) 2 } can be

본 명세서에 있어서, "니켈 착물"은 니켈과 리간드가 착화된 화합물을 의미한다. 구체적으로, Ni(L)n 으로 표시되며, n은 2 내지 4의 정수이고 L은 리간드를 의미한다. 상기 n이 2 이상인 경우 괄호 안의 L은 동일하거나 상이할 수 있다.As used herein, the term “nickel complex” refers to a compound in which nickel and a ligand are complexed. Specifically, it is represented by Ni(L)n, n is an integer of 2 to 4, and L means a ligand. When n is 2 or more, L in parentheses may be the same or different.

상기 L은 리간드를 의미하며, 피리딘계 리간드, 포스핀계 리간드, 카르복실산계 리간드, 니트릴계 리간드 또는 할라이드계 리간드일 수 있다.L means a ligand, and may be a pyridine-based ligand, a phosphine-based ligand, a carboxylic acid-based ligand, a nitrile-based ligand, or a halide-based ligand.

상기 구체적으로 상기 니켈 착물은 t-BuNC [Ni(t-BuNC)2], [Ni(nbd)2], [Ni(cod)(bpy)], [Ni(AN)2], [Ni(PPh3)4], [Ni(cod)(PPh3)2], [NiBr(C3H5)2], [NiBr(C3H5)2] 또는 NiCl(C3H5)(PPh3)일 수 있다. 이때, nbd는 bicycle[2.2.1]hepta-2,5-dien을 의미하며, bpy는 2,2'-biphyridyl, AN은 ancrylonitrile을 각각 의미한다. 상기 예시 외에도 종래의 논문[J Org Chem (1990), 4229-4230, Tetrahedron lettres 39, 3375~3378(1975), Organometallics 2017,36,3508-3519, Chem.Soc.Rev., 1985,14,93-120 등]에 예시된 다양한 종류의 니켈 착물을 의미할 수 있다.Specifically, the nickel complex is t-BuNC [Ni(t-BuNC) 2 ], [Ni(nbd) 2 ], [Ni(cod)(bpy)], [Ni(AN) 2 ], [Ni(PPh) 3 ) 4 ], [Ni(cod)(PPh 3 ) 2 ], [NiBr(C 3 H 5 ) 2 ], [NiBr(C 3 H 5 ) 2 ] or NiCl(C 3 H 5 )(PPh 3 ) can be Here, nbd means bicycle[2.2.1]hepta-2,5-dien, bpy means 2,2'-biphyridyl, and AN means ancrylonitrile. In addition to the above examples, conventional papers [J Org Chem (1990), 4229-4230, Tetrahedron lettres 39, 3375-3378 (1975), Organometallics 2017,36,3508-3519, Chem.Soc.Rev., 1985,14,93 -120, etc.] may refer to various types of nickel complexes.

본 명세서에 있어서, "연속식 반응기"는 반응에 사용되는 반응물을 연속적으로 투입하면서 반응을 진행시키는 반응기로서, 반응물의 공급과 생성물의 배출이 동시에 수행될 수 있다.In the present specification, a "continuous reactor" is a reactor in which the reaction proceeds while continuously inputting the reactants used for the reaction, and the supply of the reactants and the discharge of the product may be performed simultaneously.

본 명세서에 있어서, 특별한 언급이 없는 한, "연속식 반응기"에 대한 설명은 제1 연속식 반응기 및 제2 연속식 반응기 모두에 적용될 수 있다.In the present specification, unless otherwise specified, the description of "continuous reactor" may be applied to both the first continuous reactor and the second continuous reactor.

본 명세서에 있어서, "제1 연속식 반응기"는 니켈 착물(complex)을 제조하는 반응기를 의미한다. 이때, 상기 제1 연속식 반응기는 다른 연속식 반응기와 서로 연속적으로 연결된 것일 수 있다. 상기 연결 수단은 특별히 제한되지 않으며, 화학 공정에서 사용되는 관을 통해 연결될 수 있다.In the present specification, the "first continuous reactor" means a reactor for producing a nickel complex (complex). In this case, the first continuous reactor may be continuously connected to another continuous reactor. The connecting means is not particularly limited, and may be connected through a tube used in a chemical process.

본 명세서에 있어서, "제2 연속식 반응기"는 니켈 착물(complex)을 이용하여 중합체를 제조하는 반응기를 의미한다. 이때, 상기 제2 연속식 반응기는 다른 연속식 반응기와 서로 연속적으로 연결된 것일 수 있다. 상기 연결 수단은 특별히 제한되지 않으며, 화학 공정에서 사용되는 관을 통해 연결될 수 있다.As used herein, the "second continuous reactor" refers to a reactor for producing a polymer using a nickel complex. In this case, the second continuous reactor may be continuously connected to another continuous reactor. The connecting means is not particularly limited, and may be connected through a tube used in a chemical process.

본 명세서에 있어서, "연속적으로 공급"하는 것은 반응물을 흐름(Flow)에 의해 반응기로 공급하는 것으로, 반응물의 공급과 반응물로부터 전환된 생성물의 배출이 동시에 일어날 수 있다.In the present specification, "continuous supply" refers to supplying the reactants to the reactor by a flow, and the supply of the reactants and the discharge of the products converted from the reactants may occur at the same time.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기와 상기 제2 연속식 반응기는 서로 연속적으로 연결된 것일 수 있다. 이는 상기 제1 연속식 반응기와 상기 제2 연속식 반응기 사이에 반응물과 생성물의 연속 흐름이 가능한 부재만 존재하는 것을 의미한다. 이 경우, 반응기 내부를 비활성 환경으로 조성하기 유리하며, 각 반응기에서 생성물이 제조됨과 동시에 다른 반응기로 공급할 수 있는 장점이 있다. 상기 연결 수단은 특별히 한정되지 않으며, 제1 연속식 반응기와 제2 연속식 반응기를 직접 연결하거나, 화학 공정에서 사용되는 관을 통해 연결할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor and the second continuous reactor may be continuously connected to each other. This means that only members capable of continuous flow of reactants and products exist between the first continuous reactor and the second continuous reactor. In this case, it is advantageous to create an inert environment inside the reactor, and there is an advantage that a product can be produced in each reactor and supplied to another reactor at the same time. The connection means is not particularly limited, and the first continuous reactor and the second continuous reactor may be directly connected or may be connected through a pipe used in a chemical process.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기 및 상기 제2 연속식 반응기 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치 반응기(semi-batch) 인 특징을 갖는다. 상기 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor)와 세미 배치 반응기(semi-batch)는 단량체 투입 비율과 공간 시간(space time)을 쉽게 조절할 수 있어 제조된 중합체의 분자량, 분산도(PDI) 등의 물성 제어가 용이한 장점이 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, at least one of the first continuous reactor and the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor or a semi-batch reactor. have The continuous stirred tank reactor (Continuous Stirred Tank Reactor) and the semi-batch reactor (semi-batch) can easily control the monomer input ratio and space time (space time), so that the molecular weight of the prepared polymer, dispersion (PDI), etc. There is an advantage in that it is easy to control the physical properties.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기가 PFR 반응기이고,In one embodiment of the present invention, the first continuous reactor is a PFR reactor,

상기 제2 연속식 반응기가 연속 교반형 탱크 반응기(CSTR) 또는 세미 배치 반응기(semi-batch)일 수 있다. 상기 반응기 조합을 사용할 때, 공정을 안정적으로 수행할 수 있고, 중합 시간 조절이 용이하며, 제조된 중합체의 분자량, PDI 등의 물성 제어가 용이한 장점이 있다.The second continuous reactor may be a continuous stirred tank reactor (CSTR) or a semi-batch reactor. When the reactor combination is used, the process can be performed stably, polymerization time can be easily controlled, and physical properties such as molecular weight and PDI of the prepared polymer can be easily controlled.

구체적으로, 상기 제1 연속식 반응기에서 니켈 착물이 제조되는데, 니켈 착물 전구체는 공기, 물 또는 빛에 쉽게 반응하여 산화되는 불안정한 물질에 해당하여 비활성 환경 하에서 니켈 착물을 제조하는 것이 바람직하다. PFR 반응기는 완전한 밀폐 공간(Closed System)을 구현하는 것이 용이하여, 반응기 내부를 비활성 환경으로 조성하는 것이 용이하다는 장점이 있다.Specifically, the nickel complex is prepared in the first continuous reactor, and the nickel complex precursor corresponds to an unstable material that is easily oxidized by reacting with air, water or light, so it is preferable to prepare the nickel complex under an inert environment. The PFR reactor has the advantage that it is easy to implement a completely closed space (Closed System), and it is easy to create an inert environment inside the reactor.

상기 제2 연속식 반응기에서 중합체가 중합되는데, 중합 과정에서 부산물이 발생할 수 있다. 제2 연속식 반응기로 플러그 흐름 반응기(Plug Flow Reactor)를 사용하는 경우, 제조된 중합체 또는 상기 부산물이 반응기 내부에 침적되어 반응기 흐름을 막아 역류 현상(clogging)이 일어날 수 있다. 반면에, 제2 연속식 반응기로 연속 교반형 탱크 반응기(CSTR) 또는 세미 배치 반응기(semi-batch)를 사용하는 경우, 반응기 탱크 내에서 숙성 시간을 비교적 쉽게 조절할 수 있어, 상기 역류 현상을 방지하면서도 중합체의 물성을 쉽게 조절할 수 있는 장점이 있다.The polymer is polymerized in the second continuous reactor, and a by-product may be generated during the polymerization process. When a plug flow reactor is used as the second continuous reactor, the produced polymer or the by-product is deposited inside the reactor to block the reactor flow, which may cause clogging. On the other hand, when a continuous stirred tank reactor (CSTR) or a semi-batch reactor is used as the second continuous reactor, the aging time in the reactor tank can be controlled relatively easily, so that the countercurrent phenomenon is prevented while There is an advantage in that the physical properties of the polymer can be easily controlled.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 각 반응기의 원료 공급과 생성물 배출이 동시에 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 니켈 착물 전구체를 제1 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 상기 제1 연속식 반응기로 리간드를 공급하는 단계; 및 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계가 동시에 수행될 수 있다. 또한, 상기 니켈 착물을 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 단량체를 상기 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 및 중합반응을 진행하는 단계가 동시에 수행될 수 있다. 상기 동시에 수행된다는 것의 의미는, 별도의 보관 시간 없이 원료의 공급과 생성물의 배출이 동시에 수행되는 것을 의미한다.In an exemplary embodiment of the present invention, raw material supply and product discharge of each reactor may be performed simultaneously. Specifically, continuously supplying the nickel complex precursor to a first continuous reactor; supplying a ligand to the first continuous reactor; and reacting the nickel complex precursor and the ligand to prepare a nickel complex may be simultaneously performed. In addition, continuously supplying the nickel complex to a second continuous reactor; continuously supplying monomers to the second continuous reactor; And the step of proceeding the polymerization reaction may be carried out at the same time. The meaning of being performed at the same time means that the supply of raw materials and discharge of the product are performed simultaneously without a separate storage time.

이 경우, 연속식 반응기에서 생성물을 제조함과 동시에 생성물을 배출할 수 있으며, 원료의 투입, 반응 및 생성물의 배출이 일련의 공정으로 연속적으로 수행될 수 있다. 이와 같은 연속 공정을 이용하면, 기존의 배치식 반응기를 사용할 때 대비 공정에 필요한 반응기의 용량을 훨씬 줄일 수 있고, 반응 조건의 제어가 용이하며 일정한 반응 환경을 유지할 수 있다. 또한, 일정한 속도 또는 비율로 반응 원료를 투입함으로써, 일정한 조성의 성능의 니켈 착물과 중합체를 제조할 수 있어 많은 양을 생산하더라도 제품의 편차를 최소화할 수 있다.In this case, the product may be produced and discharged at the same time as the product is produced in the continuous reactor, and the input of the raw material, the reaction, and the discharge of the product may be continuously performed as a series of processes. By using such a continuous process, it is possible to significantly reduce the capacity of the reactor required for the process compared to when using a conventional batch reactor, it is possible to easily control the reaction conditions, and it is possible to maintain a constant reaction environment. In addition, by introducing the reaction raw material at a constant rate or ratio, it is possible to manufacture a nickel complex and a polymer having a constant composition, so that even if a large amount is produced, product deviation can be minimized.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 물질의 혼합율을 높여 미반응물의 발생을 감소시킬 수 있고, 제열 효과를 향상시킬 수 있으며 결과적으로 전환율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드를 혼합한 이후에, 이를 제1 연속식 반응기에 구비된 하나의 반응물 투입구로 공급할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the method may further include mixing the nickel complex precursor and the ligand. In this case, it is possible to reduce the generation of unreacted substances by increasing the mixing rate of the materials, to improve the heat removal effect, and consequently to improve the conversion rate. On the other hand, after mixing the nickel complex precursor and the ligand, it may be supplied to one reactant inlet provided in the first continuous reactor.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드를 혼합하는 단계는 혼합기를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 혼합기는 상기 제1 연속식 반응기의 내부에 장착될 수 있다.In one embodiment of the present invention, mixing the nickel complex precursor and the ligand may be performed using a mixer. The mixer may be mounted inside the first continuous reactor.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 혼합기는 스태틱 믹서, T 믹서 및 마이크로 반응기 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 스태틱 믹서는 플레이트 믹서, 케닉스 믹서(kenics), 또는 슐쳐(Sulzer) 믹서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment of the present invention, the mixer may include any one or more of a static mixer, a T mixer, and a micro-reactor. The static mixer may be a plate mixer, a kenics mixer, or a Sulzer mixer, but is not limited thereto.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 마이크로 반응기는 분기 및 합류를 반복하는 복수의 미세채널을 포함할 수 있다. 상기 미세채널을 포함함에 따라 반응물의 혼합 효율을 더 높일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the microreactor may include a plurality of microchannels that repeat branching and confluence. By including the microchannel, the mixing efficiency of the reactants may be further increased.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 미세채널은 다양한 수력학적 구조를 가지는 것일 수 있으며, 예를 들어 하나의 유로가 깊은 물결 형상을 이루오 있는 것일 수 있고, 2개 이상의 유로가 분기 및 합류를 반복하며 복수의 분기점을 이루면서 연결된 형태일 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the microchannel may have various hydrodynamic structures, for example, one flow path may form a deep wave shape, and two or more flow paths may branch and merge. It may be in a form connected by repeating and forming a plurality of branch points.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 또는 리간드를 상기 제1 연속식 반응기로 공급하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 상기 제1 연속식 반응기는 하나 이상의 반응물 투입구를 포함하고, 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 각각 상기 반응물 투입구로 공급되는 것일 수 있다. 이때, 공급 동력은 별도로 연결된 공급 장치 또는 펌프를 통해 수행될 수 있다. 상기 장치를 통해 원료들을 반응기로 일정한 속도로 투입할 수 있으며, 투입되는 양을 측정할 수도 있다. 상기 공급 장치는 질량 유량 제어기(Mass Flow Controller: MFC), 시린지 펌프(Syringe Pump), 연동 펌프(Peristaltic Pump) 등 공기와 접촉을 막고 유량을 균일하게 조절할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용 가능하다.In one embodiment of the present invention, the method of supplying the nickel complex precursor or ligand to the first continuous reactor is not particularly limited, but, for example, the first continuous reactor includes one or more reactant inlets and , the nickel complex precursor and the ligand may be supplied to the reactant inlet, respectively. In this case, the supply power may be performed through a separately connected supply device or a pump. The raw materials may be introduced into the reactor at a constant rate through the device, and the input amount may be measured. The supply device is a mass flow controller (MFC), a syringe pump (Syringe Pump), a peristaltic pump (Peristaltic Pump), etc. It can be used without limitation as long as it can prevent contact with air and control the flow rate uniformly.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드는 각각의 물질이 포함된 보관 용기로부터 공급될 수 있다. 이들의 유량비 및 공급 속도는 상기 보관 용기의 후단에 연결된 공급 장치 또는 펌프를 통해 조절될 수 있다. 이때, 공급 장치에 대한 설명한 상술한 바와 같다.In one embodiment of the present invention, the nickel complex precursor and the ligand may be supplied from a storage container containing each material. Their flow rate and supply rate can be adjusted through a pump or a supply device connected to the rear end of the storage container. At this time, the description of the supply device is the same as described above.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응물 투입구는 반응 물질을 반응기로 투입하기 위한 구성이다. 상기 반응물 투입구는 연속식 반응기 내에서 각 원료의 투입량을 조절하기 위한 투입부(또는 주입부)를 의미할 수 있다. 이때, 각각의 반응물 투입구로 주입되는 원료의 투입량이 조절될 수 있으며, 반응 환경에 따라 각각의 투입량을 조절할 수 있어 부반응을 최소화할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the reactant inlet is configured to introduce the reactant into the reactor. The reactant inlet may mean an input part (or an injection part) for controlling the input amount of each raw material in the continuous reactor. In this case, the input amount of the raw material injected into each reactant inlet may be adjusted, and each input amount may be adjusted according to the reaction environment, thereby minimizing side reactions.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 제1 내지 제N(N은 1 내지 10의 양의 정수)의 반응물 투입구를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor may include first to Nth reactant inlets (N is a positive integer of 1 to 10).

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 하나 이상의 반응물 투입구를 포함하고, 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드는 동일하거나 상이한 반응물 투입구를 통해 공급될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor includes one or more reactant inlets, and the nickel complex precursor and ligand may be supplied through the same or different reactant inlets.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 1개 이상의 반응물 투입구를 포함하고, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드는 동일한 반응물 투입구를 통해 공급될 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor may include one or more reactant inlets, and the nickel complex precursor and the ligand may be supplied through the same reactant inlet.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드는 각각 이를 포함하는 용액 형태로 공급되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the nickel complex precursor and the ligand may be supplied in the form of a solution containing them, respectively.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 탄화수소 용매일 수 있고, 예컨대 펜탄, 헥산 및 옥탄과 같은 선형 탄화수소 화합물; 겹 가지를 갖는 이의 유도체들; 시클로헥산 및 시클로헵탄 등의 고리 탄화수소 화합물; 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 등의 방향족 탄화수소 화합물; 및 디메틸에테르, 디에틸에테르, 아니솔 및 테트라하이드로퓨란 등의 선형 및 고리형의 에테르류; 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드(이하, DMF)의 아미드계 용매 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 유기 용매는 시클로헥산, 헥산, 테트라하이드로퓨란 디에틸에테르 또는 디메틸포름아미드일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solvent may be a hydrocarbon solvent, for example, linear hydrocarbon compounds such as pentane, hexane and octane; its derivatives having double branches; cyclic hydrocarbon compounds such as cyclohexane and cycloheptane; aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene and xylene; and linear and cyclic ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, anisole and tetrahydrofuran; It may be at least one selected from amide solvents of dimethylacetamide and dimethylformamide (hereinafter, DMF). Specifically, the organic solvent may be cyclohexane, hexane, tetrahydrofuran diethyl ether or dimethylformamide.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드는 각각 용매에 용해된 조성물 형태로 공급될 수 있으며, 상기 조성물은 상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 각각 0.1 내지 35 중량%로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the nickel complex precursor and the ligand may be supplied in the form of a composition dissolved in a solvent, respectively, and the composition may include 0.1 to 35 wt% of the nickel complex precursor and the ligand, respectively .

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드의 공급 속도는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 0.1 g/min 내지 500 g/min, 바람직하게는 0.2 g/min 내지 200 g/min일 수 있다. 상기 공급 속도는 질량 유량 제어기(MFC) 또는 펌프를 통해 조절될 수 있다. 상술한 범위 내에서 각각의 반응물 투입구로 주입되는 물질의 급격한 투입량 변화 없이 부반응을 최소화하는 효과가 있다. 상기 공급 속도의 무게(g)는 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드 자체; 또는 이들을 포함하는 용액의 전체무게일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the supply rates of the nickel complex precursor and the ligand are the same or different from each other, and each is 0.1 g/min to 500 g/min, preferably 0.2 g/min to 200 g/min. can The feed rate may be regulated via a mass flow controller (MFC) or a pump. Within the above-described range, there is an effect of minimizing side reactions without a sudden change in the amount of material injected into each reactant inlet. The weight (g) of the feed rate is the nickel complex precursor and the ligand itself; Or it may be the total weight of the solution containing them.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드의 몰비는 1:10 내지 10:1, 바람직하게는 1:5 내지 5:1일 수 있고, 더욱 바람직하게는 1:0.9 내지 0.9:1일 수 있다. 상기 범위일 때, 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드의 반응이 원활하게 일어날 수 있으며, 니켈 착물 전구체와 리간드가 동일 당량으로 반응할 수 있다. 구체적으로, 상기 니켈 착물 전구체로 Ni(COD)2를 사용하고, 리간드로 BPD를 사용하는 경우 Ni(COD)2, Ni(BPD)2, Ni(COD)(BPD) 등의 혼합물이 생성된다. 이 중 Ni(COD)(BPD)의 활성이 가장 우수하므로, 이를 제조하기 위해서는 상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드의 몰비를 상기 범위로 조절하는 것이 바람직하다.In an exemplary embodiment of the present invention, the molar ratio of the nickel complex precursor and the ligand may be 1:10 to 10:1, preferably 1:5 to 5:1, more preferably 1:0.9 to 0.9 It can be :1. In the above range, the reaction of the nickel complex precursor and the ligand may occur smoothly, and the nickel complex precursor and the ligand may react with the same equivalent. Specifically, when Ni(COD)2 is used as the nickel complex precursor and BPD is used as a ligand, a mixture of Ni(COD) 2 , Ni(BPD) 2 , Ni(COD)(BPD), etc. is produced. Among them, since Ni(COD)(BPD) has the best activity, it is preferable to adjust the molar ratio of the nickel complex precursor and the ligand to the above range in order to prepare it.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 -78℃ 내지 70℃의 온도 및 1bar 내지 10bar의 압력 조건으로 유지될 수 있다. 상기 범위로 조절될 때 니켈 착물 제조시의 발열반응을 제어하고, 반응속도를 용이하게 제어할 수 있다. 상기 온도는 연속식 반응기에 구비된 예비온도 유지 장치(pre-temperature coil) 및 항온 유지 장치(Constant-T bath)를 통해 달성할 수 있다. 상기 압력은 반응기에 유입되는 반응 물질들의 유량과 공급속도를 조절함으로써 달성할 수 있다. 구체적으로, BPR(back pressure regulator)을 사용하여 조절할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor may be maintained at a temperature of -78 °C to 70 °C and a pressure of 1 bar to 10 bar. When adjusted to the above range, it is possible to control the exothermic reaction during the preparation of the nickel complex, and to easily control the reaction rate. The temperature may be achieved through a pre-temperature coil and a constant-T bath provided in the continuous reactor. The pressure may be achieved by controlling the flow rate and feed rate of the reactants introduced into the reactor. Specifically, it can be controlled using a back pressure regulator (BPR).

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 연속식 반응기는 항온 유지 장치(Constant-T bath)를 포함할 수 있다. 이를 통해, 연속식 반응기 내에서 반응이 일어나는 동안 원하는 온도 범위로 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the continuous reactor may include a constant-temperature maintenance device (Constant-T bath). Through this, it is possible to control the desired temperature range during the reaction in the continuous reactor.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 총 공정 시간이 0.01초 내지 20분 또는 1초 내지 10분일 수 있다. 상기 총 공정 시간은 제1 연속식 반응기의 도입부에 반응물을 투입한 시점부터 제2 연속식 반응기로부터 제조된 중합체가 도출될 때까지 물질들이 반응기 내에 체류하는 총 시간을 더한 것이다.In one embodiment of the present invention, the total process time may be 0.01 seconds to 20 minutes or 1 second to 10 minutes. The total process time is the sum of the total time the materials stay in the reactor from the time the reactants are introduced into the introduction part of the first continuous reactor until the polymer prepared in the second continuous reactor is derived.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 비활성 환경일 수 있다. 비활성 환경을 조성하는 방법은 상기 반응기에 반응물을 공급하기 전에 반응기 내부의 수분과 산소를 제거하는 방법, 반응물을 공급하기 전에 반응기 내부에 비활성 기체를 공급하는 방법 등이 있다. 상기 비활성 기체의 예로는 아르곤(Ar) 또는 질소(N2)가 있다.In one embodiment of the present invention, the first continuous reactor may be an inert environment. Methods of creating an inert environment include a method of removing moisture and oxygen inside the reactor before supplying the reactants to the reactor, and a method of supplying an inert gas into the reactor before supplying the reactants. Examples of the inert gas include argon (Ar) or nitrogen (N 2 ).

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 연속식 반응기는 비활성 기체를 99% 이상의 몰농도로 포함할 수 있다. 이 경우, 산소와 수분에 민감한 니켈 착물 전구체가 비활성화되는 것을 최소화하여 높은 수율 및 재현성을 확보할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the first continuous reactor may include an inert gas in a molar concentration of 99% or more. In this case, it is possible to secure high yield and reproducibility by minimizing the inactivation of the nickel complex precursor, which is sensitive to oxygen and moisture.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 및 상기 단량체를 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 물질의 혼합율을 높여 미반응물의 발생을 감소시킬 수 있고, 제열 효과를 향상시킬 수 있으며 결과적으로 전환율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 니켈 착물 및 상기 단량체를 혼합한 이후에, 이를 하나의 반응물 투입구로 공급할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the method may further include mixing the nickel complex and the monomer. In this case, it is possible to reduce the generation of unreacted substances by increasing the mixing rate of the materials, to improve the heat removal effect, and consequently to improve the conversion rate. In addition, after mixing the nickel complex and the monomer, it may be supplied to one reactant inlet.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물 및 상기 단량체를 혼합하는 단계는 1분 내지 300분 동안 수행될 수 있다. 이때, 상기 니켈 착물 및 상기 단량체를 혼합함과 동시에 중합반응이 개시되는 경우가 있으므로, 상기 1분 내지 300분의 시간은 혼합 및 중합반응이 진행되는 시간을 합한 시간을 의미할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, mixing the nickel complex and the monomer may be performed for 1 minute to 300 minutes. At this time, since the polymerization reaction may be started at the same time as the nickel complex and the monomer are mixed, the time period of 1 minute to 300 minutes may mean the total time for mixing and polymerization reaction.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 니켈 착물의 공급 속도; 및 상기 단량체의 공급 속도는 서로 동일하거나 상이하고 각각 0.5 g/min 내지 500 g/min일 수 있다. 상기 공급 속도의 무게(g)는 니켈 착물 또는 단량체 조성물 자체; 또는 이들을 포함하는 용액의 전체무게일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the supply rate of the nickel complex; and feed rates of the monomers may be the same or different from each other and may be 0.5 g/min to 500 g/min, respectively. The weight (g) of the feed rate is the nickel complex or the monomer composition itself; Or it may be the total weight of the solution containing them.

상기 공급 속도는 별도로 연결된 질량 유량 제어기(MFC)를 통해 조절될 수 있다. 상술한 범위 내에서 각각의 반응물 투입구로 주입되는 물질의 급격한 투입량 변화 없이 부반응을 최소화하는 효과가 있다.The feed rate may be regulated via a separately connected mass flow controller (MFC). Within the above-described range, there is an effect of minimizing side reactions without a sudden change in the amount of material injected into each reactant inlet.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합반응은 비활성 환경 하에서 수행되는 것일 수 있다. 구체적으로, 반응기 내부를 비활성 환경으로 조성할 수 있으며, 부반응 또는 폭발이 일어나는 것을 방지하는 효과가 있다. 비활성 기체에 대한 내용은 상술한 바와 같다.In one embodiment of the present invention, the polymerization may be carried out under an inert environment. Specifically, it is possible to create an inert environment inside the reactor, and there is an effect of preventing side reactions or explosions from occurring. The content of the inert gas is the same as described above.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 각 연속식 반응기는 제열 장치를 포함할 수 있고, 상기 제열 장치는 각 연속식 반응기에 미리 연결된 것일 수 있다. 각 연속식 반응기에서 일어나는 반응은 발열반응이며, 이때 발생되는 반응열을 신속하게 제어하기 위해 항온조에서 반응이 진행될 수 있다. 구체적으로, 각 반응기 전단에 예비온도 유지 코일(pre-temperature coil)을 설치하고, 유량에 따라 열평형을 이룰 수 있도록 길이를 조절할 수 있다.In one embodiment of the present invention, each continuous reactor may include a heat removal device, and the heat removal device may be connected in advance to each continuous reactor. The reaction occurring in each continuous reactor is an exothermic reaction, and the reaction may proceed in a thermostat to quickly control the reaction heat generated at this time. Specifically, a pre-temperature coil may be installed at the front end of each reactor, and the length may be adjusted to achieve thermal equilibrium according to the flow rate.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 단량체는 베이스 단량체; 및 말단-캡핑 모노머(end-capper)를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the monomer is a base monomer; and an end-capping monomer.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 단량체는 이를 포함하는 용액 형태로 공급되는 것일 수 있다. 상기 용매는 상술한 것과 동일하다.In one embodiment of the present invention, the monomer may be supplied in the form of a solution containing the same. The solvent is the same as described above.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 단량체를 포함하는 조성물은 상기 단량체를 0.1 내지 35 중량%로 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the composition including the monomer may include 0.1 to 35% by weight of the monomer.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, "중합반응"은 니켈 착물이 촉매로 작용하여 단량체가 서로 중합하는 반응이 일어나는 것이다. 이 경우, 상기 단량체의 말단기를 상기 말단-캡핑 모노머로 대체시키는 반응이 일어날 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the "polymerization reaction" is a reaction in which the nickel complex acts as a catalyst and the monomers are polymerized with each other. In this case, a reaction may occur in which the terminal group of the monomer is replaced by the end-capping monomer.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합반응은 야먀모토 중합반응일 수 있다. 상기 야마모토 반응은 니켈 착물 촉매의 니켈 원자가 단량체 사이에 삽입되는 방식으로 중합이 이루어지며, 구체적인 중합 방법은 문헌[T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable π-Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205]에 기재된 것과 같다.In an exemplary embodiment of the present invention, the polymerization reaction may be a Yamamoto polymerization reaction. In the Yamamoto reaction, polymerization is performed in such a way that nickel atoms of the nickel complex catalyst are inserted between monomers, and a specific polymerization method is described in [T. Yamamoto, "Electrically Conducting And Thermally Stable π-Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes", Progress in Polymer Science 1993, 17, 1153-1205].

본 발명에 있어서, "베이스 단량체"는 중합되어 중합체를 형성하기 위한 원료이다. 단량체는 쇄를 형성하는 다른 단량체에 화학적으로 결합된다. 그 자체로, 각각의 단량체는 둘 이상의 "작용기"(즉, 단량체가 다른 단량체에 화학적으로 결합되는 위치)을 갖는 것으로서 간주될 수 있다. 단량체의 각각의 말단을 다른 단량체로 화학적으로 결합시킴으로써, 단량체의 쇄가 형성되어 중합체가 생성된다. 단량체는 상기와 같은 두 개 이상의 위치를 가질 수 있고, 이 경우, 분지쇄를 갖는 중합체를 제조할 수 있다.In the present invention, the "base monomer" is a raw material for polymerization to form a polymer. Monomers are chemically bound to other monomers to form chains. As such, each monomer can be considered as having two or more "functional groups" (ie, positions at which the monomer is chemically bonded to the other monomer). By chemically bonding each end of a monomer to another monomer, a chain of monomers is formed to form a polymer. The monomer may have two or more positions as described above, and in this case, a polymer having a branched chain may be prepared.

상기 단량체가 중합되는 경우, 반복 단위를 포함하는 중합체가 형성된다. 중합체는 바람직하게는 예를 들면 문헌[Adv. Mater. 2000 12(23) 1737-1750] 및 이의 인용문헌에 개시된 바와 같은 아릴렌 반복 단위로부터 선택되는 반복 단위를 포함한다. 예시적인 제 1 반복 단위로는 문헌[J. Appl. Phys. 1996, 79, 934]에 개시된 바와 같은 1,4-페닐렌 반복 단위; 유럽 특허 제 0842208 호에 개시된 바와 같은 플루오렌 반복 단위; 예컨대 문헌[Macromolecules 2000, 33(6), 2016-2020]에 개시된 바와 같은 인데노플루오렌 반복 단위; 및 유럽 특허 제 0707020 호에 개시된 바와 같은 스피로플루오렌 반복 단위가 포함된다. 이들 반복 단위는 각각 선택적으로 치환된다. 치환기의 예는 가용성 기, 예컨대 C1-20 알킬 또는 알콕시; 전자 끌기 기, 예컨대 플루오르, 나이트로 또는 사이아노; 및 중합체의 유리 전이 온도(Tg)를 증가시키는 치환기를 포함한다.When the monomer is polymerized, a polymer comprising repeating units is formed. The polymer is preferably described, for example, in Adv. Mater. 2000 12(23) 1737-1750] and its citations. Exemplary first repeating units include those described in J. Appl. Phys. 1996, 79, 934; fluorene repeat units as disclosed in European Patent No. 0842208; indenofluorene repeat units as disclosed, for example, in Macromolecules 2000, 33(6), 2016-2020; and spirofluorene repeat units as disclosed in European Patent No. 0707020. Each of these repeating units is optionally substituted. Examples of substituents include soluble groups such as C1-20 alkyl or alkoxy; electron withdrawing groups such as fluorine, nitro or cyano; and substituents that increase the glass transition temperature (Tg) of the polymer.

상기 베이스 단량체는 이탈기를 포함할 수 있으며, 상기 이탈기는 F, Cl, Br 또는 I와 같은 할로겐기일 수 있다.The base monomer may include a leaving group, and the leaving group may be a halogen group such as F, Cl, Br or I.

상기 베이스 단량체는 아래 화학식 1로 표시되는 단량체일 수 있다.The base monomer may be a monomer represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 수소; 하나 이상의 비이웃한 탄소 원자가 O, S, N, C=O 또는 -COO-로 대체될 수 있는 선택적으로 치환된 알킬; 알콕시, 아릴, 아릴알킬, 헤테로아릴 및 헤테로아릴알킬로 이루어진 군 중에서 독립적으로 선택된다. 보다 바람직하게는, R1 및 R2 중 하나 이상은 선택적으로 치환된 C4-C20 알킬 또는 아릴 기이다.In Formula 1, R 1   and R 2 are hydrogen; optionally substituted alkyl wherein one or more non-neighboring carbon atoms may be replaced by O, S, N, C=O or -COO-; independently selected from the group consisting of alkoxy, aryl, arylalkyl, heteroaryl and heteroarylalkyl. More preferably, at least one of R1 and R2 is an optionally substituted C4-C20alkyl or aryl group.

상기 화학식 1에 있어서, X1 및 X2는 독립적으로 각각 염소, 브롬 및 요오드이고, 가장 바람직하게는 브롬이다.In Formula 1, X1 and X2 are each independently chlorine, bromine and iodine, and most preferably bromine.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 말단-캡핑 모노머(end-capper)는 1개의 부착 지점을 갖는 1작용성 단위체일 수 있다.In an exemplary embodiment of the present invention, the end-capper may be a monofunctional unit having one attachment point.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 말단-캡핑 모노머(end-capper)는 가교결합기 또는 중수소화된 가교결합기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the end-capping monomer (end-capper) may include a crosslinking group or a deuterated crosslinking group.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 말단-캡핑 모노머(end-capper)는 탄화수소 아릴기 또는 중수소화된 탄화수소 아릴기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the end-capping monomer (end-capper) may include a hydrocarbon aryl group or a deuterated hydrocarbon aryl group.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 말단-캡핑 모노머(end-capper)는 페닐, 바이페닐, 다이페닐아미노, 이들의 치환된 유도체, 및 이들의 중수소화된 유사체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 일부 실시 형태에서, 치환체는 C1-10 알킬 기, 가교결합 기, 또는 이들의 중수소화된 유도체일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the end-capper is selected from the group consisting of phenyl, biphenyl, diphenylamino, substituted derivatives thereof, and deuterated analogs thereof. In some embodiments, the substituent can be a C 1-10 alkyl group, a crosslinking group, or a deuterated derivative thereof.

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 말단-캡핑 모노머(end-capper)는 아래 구조를 가질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the end-capping monomer (end-capper) may have the following structure.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 중합체의 제조방법의 중합반응에 의하여 제조된 중합체의 수율, 수평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw) 중 어느 하나 이상의 변동계수(CV)가 5% 이하, 4% 이하일 수 있다. 상기 변동계수(CV: coefficient of variation)는 각 물성의 표준 편차값과 평균값을 산출한 후, 표준 편차값을 평균값으로 나누어 산출할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the coefficient of variation (CV) of at least one of the yield, number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of the polymer prepared by the polymerization reaction of the method for preparing the polymer is 5% Hereinafter, it may be 4% or less. The coefficient of variation (CV) may be calculated by calculating the standard deviation value and the average value of each property, and then dividing the standard deviation value by the average value.

구체적으로, 상기 중합체의 수율의 변동계수(CV)가 5% 이하, 4% 이하 또는 3% 이하일 수 있다.Specifically, the coefficient of variation (CV) of the yield of the polymer may be 5% or less, 4% or less, or 3% or less.

상기 중합체의 수평균 분자량(Mn)의 변동계수(CV)가 5% 이하 또는 4% 이하일 수 있다.The coefficient of variation (CV) of the number average molecular weight (Mn) of the polymer may be 5% or less or 4% or less.

상기 중합체의 중량 평균 분자량(Mw)의 변동계수(CV)가 5% 이하일 수 있다.The coefficient of variation (CV) of the weight average molecular weight (Mw) of the polymer may be 5% or less.

상기 중합체의 수율, 수평균 분자량 및 중량 평균 분자량은 아래 식의 해당하는 물성값을 측정하여 계산하는 방식으로 산출될 수 있으며, 아래 물성값은 이 기술이 속하는 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 산출될 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체의 기체 크로마토그래피(GC) 또는 겔투과 크로마토그래피(GPC) 방법을 사용하여 계산할 수 있다.The yield, number average molecular weight and weight average molecular weight of the polymer can be calculated by measuring and calculating the corresponding physical property values of the formula below, and the following physical property values can be calculated by a method generally used in the field to which this technology belongs. . For example, it can be calculated using a gas chromatography (GC) or gel permeation chromatography (GPC) method of the polymer.

[수평균 분자량][Number average molecular weight]

Figure pat00004
Figure pat00004

[중량 평균 분자량][Weight Average Molecular Weight]

Figure pat00005
Figure pat00005

(Ni: 중합체 분자 mole수, Mi: 중합체의 분자량, wi: 중합체 중량)(N i : number of moles of polymer molecules, M i : molecular weight of polymer, w i : polymer weight)

아래에서는 실시예와 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Comparative Examples. However, this is intended to help the understanding of the present invention and is not intended to limit the scope.

실시예 1Example 1

아래 순서에 따라 중합체를 제조하였다.A polymer was prepared according to the procedure below.

첫번째 압력 용기에 니켈 착물 전구체 Ni(COD)2{Bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0)} 및 촉매 안정제 COD(cyclooctadiene)의 농도가 각각 3.5 wt% 및 1.37 wt%가 되도록 톨루엔 용매를 투입 및 용해하여 니켈 착물 전구체 용액을 제조하였다.In the first pressure vessel, a toluene solvent was added so that the concentrations of the nickel complex precursor Ni(COD) 2 {Bis(1,5-cyclooctadiene)nickel(0)} and the catalyst stabilizer COD (cyclooctadiene) were 3.5 wt% and 1.37 wt%, respectively. And dissolved to prepare a nickel complex precursor solution.

두번째 압력 용기에 리간드 2,2'-비피리딜(Bipyridyl)을 3.25 wt% 농도가 되도록 용매 디메틸포름아마이드(DMF)에 투입 및 용해하여 리간드 조성물을 제조하였다.Ligand composition was prepared by adding and dissolving ligand 2,2'-bipyridyl in a solvent dimethylformamide (DMF) to a concentration of 3.25 wt% in a second pressure vessel.

세번째 압력 용기에 단량체로 9,9-디옥틸-2,7-디브로모플루오렌(9,9-Dioctyl-2,7-dibromofluorene) 12.4g 및 브로모벤젠(bromobenzene) 0.4g을 톨루엔 987.2g에 투입 및 교반하여 단량체 조성물을 준비하였다.In the third pressure vessel, 12.4 g of 9,9-dioctyl-2,7-dibromofluorene and 0.4 g of bromobenzene as monomers were mixed with 987.2 g of toluene. A monomer composition was prepared by inputting and stirring to the .

공정 Line은 모두 항온조를 이용하여 섭씨 60도로 유지하였으며, 각 압력 용기의 압력을 상압으로 맞추어주었다.All process lines were maintained at 60 degrees Celsius using a thermostat, and the pressure of each pressure vessel was adjusted to normal pressure.

첫번째 압력 용기의 니켈 착물 전구체 용액 및 두번째 압력 용기의 리간드 조성물을 각각 2.5g/min의 공급 속도로 제1 연속식 반응기(Plug Flow Reactor: PFR)로 흘려주어 니켈 착물을 제조하였으며, 제조와 동시에 이를 제2 연속식 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor: CSTR)로 공급하였다. 이때, 제1 연속식 반응기와 제2 연속식 반응기는 공정 라인으로 연속적으로 연결되어 각 반응기의 원료 공급과 생성물 배출이 동시에 수행되도록 하였으며, 제1 연속식 반응기는 비활성 환경을 유지하였다.The nickel complex precursor solution in the first pressure vessel and the ligand composition in the second pressure vessel were each flowed into the first continuous reactor (Plug Flow Reactor: PFR) at a feed rate of 2.5 g/min to prepare a nickel complex, It was fed to a second continuous stirred tank reactor (CSTR). At this time, the first continuous reactor and the second continuous reactor were continuously connected with a process line so that the raw material supply and product discharge of each reactor were performed simultaneously, and the first continuous reactor maintained an inert environment.

이후, 세번째 압력용기로부터 제2 연속식 반응기로 단량체 조성물을 10g/min의 공급 속도로 흘려주어, 제1 연속식 반응기로부터 공급된 니켈 착물과 단량체가 반응하여 야마모토 커플링 반응이 일어나도록 유도하였다.Then, the monomer composition was flowed from the third pressure vessel to the second continuous reactor at a feed rate of 10 g/min, and the nickel complex supplied from the first continuous reactor reacted with the monomer to induce a Yamamoto coupling reaction.

상기 커플링 반응 완료 후 제2 연속식 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor: CSTR) 내에서 60분 간 숙성되었으며, 최종 중합체가 반응기 밖으로 배출되었다.After completion of the coupling reaction, it was aged in a second continuous stirred tank reactor (CSTR) for 60 minutes, and the final polymer was discharged out of the reactor.

이후, 최종 중합체를 포함하는 용액을 상온으로 냉각하고, 퀀칭(Quenching) 용액에 교반하여 떨어뜨렸다. 수득된 고분자 샘플을 2시간 동안 교반하여 완전히 퀀칭(Quenching) 시킨 후 여과하여 고체 성분만 수득하여 GPC 분석하였다.Then, the solution containing the final polymer was cooled to room temperature, and dropped into a quenching solution with stirring. The obtained polymer sample was completely quenched by stirring for 2 hours, and then filtered to obtain only the solid component and analyzed by GPC.

실시예 2Example 2

세번째 압력 용기에 4,4'-디브로모트리페닐아민(4,4'-Dibromotriphenylamine) 4.6g, 1,4-디브로모-2,5-디헥실벤젠(1,4-Dibromo-2,5-dihexylbenzene) 4.6g 및 브로모벤젠(bromobenzene) 0.4g을 톨루엔 990.4g에 투입 및 교반하여 단량체 조성물을 준비한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합체를 제조하였다.In a third pressure vessel, 4.6 g of 4,4'-Dibromotriphenylamine, 1,4-dibromo-2,5-dihexylbenzene (1,4-Dibromo-2, A polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 4.6 g of 5-dihexylbenzene) and 0.4 g of bromobenzene were added to 990.4 g of toluene and stirred to prepare a monomer composition.

실시예 3Example 3

제2 연속식 반응기의 종류를 세미 배치(Semi-Batch) 반응기로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합체를 제조하였다.A polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the type of the second continuous reactor was changed to a semi-batch reactor.

실시예 4Example 4

세번째 압력 용기에 단량체로 4,4'-디브로모트리페닐아민(4,4'-Dibromotriphenylamine) 4.6g, 1,4-디브로모-2,5-디헥실벤젠(1,4-Dibromo-2,5-dihexylbenzene) 4.6g 및 브로모벤젠(bromobenzene) 0.4g을 톨루엔 990.4g에 투입 및 교반하여 단량체 조성물을 준비한 것과 제2 연속식 반응기의 종류를 세미-배치(Semi-Batch) 반응기로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 중합체를 제조하였다.In a third pressure vessel, 4.6 g of 4,4'-dibromotriphenylamine as a monomer, 1,4-dibromo-2,5-dihexylbenzene (1,4-Dibromo- 2,5-dihexylbenzene) 4.6 g and bromobenzene 0.4 g were added to 990.4 g of toluene and stirred to prepare a monomer composition, and the type of the second continuous reactor was changed to a semi-batch reactor A polymer was prepared in the same manner as in Example 1 except for the above.

비교예 1Comparative Example 1

니켈 착물 전구체 Ni(COD)2 1.4g을 톨루엔 35g에 용해하여 200ml Schlenk flask에 투입하였으며, 사이클로옥타디엔(cyclooctadiene) 0.56g을 추가 투입하여 니켈 착물 전구체 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 제조는 글로브 박스(glove box)에서 수행하였다.1.4 g of nickel complex precursor Ni(COD) 2 was dissolved in 35 g of toluene and added to a 200 ml Schlenk flask, and 0.56 g of cyclooctadiene was additionally added to prepare a nickel complex precursor composition. At this time, the preparation was performed in a glove box.

리간드 2,2'-비피리딜(2,2'-Bipyridyl)를 0.82g을 25 ml Schlenk flask에 넣고 진공 건조한 후, 무수 DMF 10g을 추가 투입하여 리간드 조성물을 제조하였다.0.82 g of ligand 2,2'-bipyridyl (2,2'-Bipyridyl) was placed in a 25 ml Schlenk flask, dried under vacuum, and then 10 g of anhydrous DMF was additionally added to prepare a ligand composition.

9,9-디옥틸-2,7-디브로모벤젠(9,9-Dioctyl-2,7-dibromofluorene) 1.3g 및 bromobenzene 0.04g을 25ml Schlenk flask에 넣고 진공 건조한 후 무수 톨루엔 8g을 추가 투입하여 단량체 조성물을 제조하였다. 1.3 g of 9,9-dioctyl-2,7-dibromobenzene (9,9-Dioctyl-2,7-dibromofluorene) and 0.04 g of bromobenzene were placed in a 25 ml Schlenk flask, dried under vacuum, and 8 g of anhydrous toluene was additionally added. A monomer composition was prepared.

60℃의 오일 배쓰(oil bath)에 상기 니켈 착물 전구체 조성물이 담긴 플라스크를 침지한 후, 300 rpm으로 교반을 시작하고 상기 리간드 조성물을 syringe로 추출하여 상기 플라스크에 투입하였다.After immersing the flask containing the nickel complex precursor composition in an oil bath at 60° C., stirring was started at 300 rpm, and the ligand composition was extracted with a syringe and put into the flask.

상기 단량체 조성물을 시린지(syringe)로 추출하여 상기 플라스크에 투입하였다. 모든 반응물을 투입한 후 60분간 중합하여 중합체를 제조하였다.The monomer composition was extracted with a syringe and put into the flask. After adding all the reactants, polymerization was performed for 60 minutes to prepare a polymer.

비교예 2Comparative Example 2

니켈 착물 전구체 Ni(COD)2 1.4g을 톨루엔 35g에 용해하여 200ml Schlenk flask에 투입하였으며, 사이클로옥타디엔(cyclooctadiene) 0.56g을 추가 투입하여 니켈 착물 전구체 조성물을 제조하였다. 이때, 상기 제조는 glove box에서 수행하였다.1.4 g of nickel complex precursor Ni(COD) 2 was dissolved in 35 g of toluene and added to a 200 ml Schlenk flask, and 0.56 g of cyclooctadiene was additionally added to prepare a nickel complex precursor composition. At this time, the preparation was performed in a glove box.

리간드 2,2'-비피리딜(2,2'-Bipyridyl)를 0.82g을 25 ml Schlenk flask에 넣고 진공 건조한 후, 무수 DMF 10g을 추가 투입하여 리간드 조성물을 제조하였다.0.82 g of ligand 2,2'-bipyridyl (2,2'-Bipyridyl) was placed in a 25 ml Schlenk flask, dried under vacuum, and then 10 g of anhydrous DMF was additionally added to prepare a ligand composition.

4,4'-디브로모트리페닐아민(4,4'-Dibromotriphenylamine) 0.48g, 1,4-디브로모-2,5-디헥실벤젠(1,4-Dibromo-2,5-dihexylbenzene) 0.48g 및 브로모벤젠(bromobenzene) 0.042g을 25ml Schlenk flask에 넣고 진공 건조한 후 무수 톨루엔 8g을 추가 투입하여 단량체 조성물을 제조하였다. 4,4'-dibromotriphenylamine (4,4'-Dibromotriphenylamine) 0.48g, 1,4-dibromo-2,5-dihexylbenzene (1,4-Dibromo-2,5-dihexylbenzene) 0.48 g and 0.042 g of bromobenzene were placed in a 25 ml Schlenk flask, dried under vacuum, and 8 g of anhydrous toluene was further added to prepare a monomer composition.

60℃의 오일 배쓰(oil bath)에 상기 니켈 착물 전구체 조성물이 담긴 플라스크를 침지한 후, 300 rpm으로 교반을 시작하고 상기 리간드 조성물을 시린지(syringe)로 추출하여 상기 플라스크에 투입하였다.After immersing the flask containing the nickel complex precursor composition in an oil bath at 60° C., stirring was started at 300 rpm, and the ligand composition was extracted with a syringe and put into the flask.

상기 단량체 조성물을 시린지(syringe)로 추출하여 상기 오일 배쓰에 투입하였다. 모든 반응물을 투입한 후 60분간 중합하여 중합체를 제조하였다.The monomer composition was extracted with a syringe and put into the oil bath. After adding all the reactants, polymerization was performed for 60 minutes to prepare a polymer.

실험예Experimental example

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 중합체의 수평균 분자량(Mn), 중량 평균 분자량(Mw), 분산도(PDI: Mw를 Mn으로 나눈 값) 및 수율을 측정하여 아래 표 1에 나타내었다. 각 실시예 및 비교예에서는 동일한 조건에서 실험을 3회 반복(A~C) 실험하였으며, PS calibration GPC 방법(사용 장비: Agilent사의 1200 series)을 이용하여, 제조된 중합체의 수평균 분자량(Mn), 중량 평균 분자량(Mw), 분산도(PDI: Mw를 Mn으로 나눈 값)을 측정하였으며, 아래 계산식을 이용하여 수율을 계산하였다.The number average molecular weight (Mn), weight average molecular weight (Mw), dispersion (PDI: value obtained by dividing Mw by Mn) and yield of the polymers prepared in Examples and Comparative Examples were measured and shown in Table 1 below. In each Example and Comparative Example, the experiment was repeated 3 times (A to C) under the same conditions, and the number average molecular weight (Mn) of the prepared polymer using the PS calibration GPC method (equipment used: Agilent's 1200 series) , weight average molecular weight (Mw), and dispersion (PDI: the value obtained by dividing Mw by Mn) were measured, and the yield was calculated using the formula below.

[계산식][formula]

중합체 수율(%) = 제조된 중합체의 총 중량 (g) / 반응기에 투입된 단량체의 총 중량(g)Polymer Yield (%) = Total weight of the prepared polymer (g) / Total weight of monomers added to the reactor (g)

상기 계산된 Mn, Mw, PDI 및 수율에 대하여 각각 변동 계수(Coefficient of Variation: CV)를 계산하여 아래 표 1 및 표 2에 나타내었다. 상기 변동 계수는 각 공정에서 도출된 값에 대해, 표준편차와 평균값을 계산한 후 표준편차를 평균값으로 나눈 값을 의미한다.A coefficient of variation (CV) was calculated for the calculated Mn, Mw, PDI and yield, respectively, and is shown in Tables 1 and 2 below. The coefficient of variation means a value obtained by dividing the standard deviation by the average value after calculating the standard deviation and the average value for the values derived in each process.

Mn (g/mol)Mn (g/mol) Mw (g/mol)Mw (g/mol) PDIPDI 중합체 수율(%)Polymer Yield (%) 측정 공정measurement process 실시예 1Example 1 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 실시예 1Example 1 실시예 3Example 3 비교예 1Comparative Example 1 AA 8,5528,552 24,03124,031 11,67211,672 24,03124,031 28,52228,522 35,32035,320 2.812.81 2.852.85 3.023.02 9595 9393 7070 BB 8,8168,816 24,42024,420 7,6577,657 24,42024,420 28,71528,715 24,35524,355 2.772.77 2.842.84 3.183.18 9696 9696 8181 CC 8,1478,147 22,97422,974 8,3218,321 22,97422,974 29,21329,213 29,12329,123 2.822.82 2.872.87 3.503.50 9292 9595 7575 평균Average 8,5058,505 23,80823,808 9,2179,217 23,80823,808 28,81728,817 29,59929,599 2.82.8 2.852.85 3.233.23 9494 9595 7575 CV (%)CV (%) 3.93.9 3.13.1 23.323.3 3.13.1 1.21.2 18.518.5 0.90.9 0.50.5 7.57.5 2.22.2 1.61.6 7.37.3

Mn (g/mol)Mn (g/mol) Mw (g/mol)Mw (g/mol) PDIPDI 중합체 수율(%)Polymer Yield (%) 측정 공정 (h)Measurement process (h) 실시예 2Example 2 실시예 4Example 4 비교예 2Comparative Example 2 실시예 2Example 2 실시예 4Example 4 비교예 2Comparative Example 2 실시예 2Example 2 실시예 4Example 4 비교예 2Comparative Example 2 실시예 2Example 2 실시예 4Example 4 비교예 2Comparative Example 2 AA 3,5973,597 4,0124,012 3,6833,683 8,8498,849 10,31110,311 11,26011,260 2.462.46 2.572.57 3.063.06 8888 8989 7272 BB 3,4313,431 4,2774,277 3,3763,376 8,4068,406 10,77810,778 8,3618,361 2.452.45 2.522.52 2.482.48 9090 8686 7070 CC 3,3563,356 4,3484,348 4,4164,416 8,0218,021 11,30511,305 9,5059,505 2.392.39 2.62.6 2.292.29 8989 8787 7575 평균Average 3,4613,461 4,2124,212 3,8253,825 8,4258,425 10,79810,798 9,7099,709 2.432.43 2.562.56 2.612.61 8989 8787 7272 CV (%)CV (%) 3.563.56 4.24.2 13.913.9 4.94.9 4.64.6 15.015.0 1.51.5 1.51.5 15.315.3 1.11.1 1.71.7 3.43.4

실시예의 연속 공정을 이용하여 중합체를 제조하는 경우 수율이 우수하고, 각 평가항목의 변동 계수가 낮게 나타났다. 이를 통해, 실시예의 연속 공정을 이용하여 중합체를 제조하는 경우 중합체의 물성 재현성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.When the polymer was prepared using the continuous process of Examples, the yield was excellent and the coefficient of variation of each evaluation item was low. Through this, it was confirmed that when the polymer was prepared using the continuous process of the example, the reproducibility of the physical properties of the polymer was excellent.

반면에, 비교예의 배치 공정을 통해 중합체를 제조하는 경우 수율이 낮고, 각 평가항목의 변동 계수가 높게 나타났다. 이를 통해, 비교예의 배치 공정을 이용하여 중합체를 제조하는 경우 중합체의 물성 재현성이 낮은 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, when the polymer was prepared through the batch process of Comparative Example, the yield was low and the coefficient of variation of each evaluation item was high. Through this, it was confirmed that when the polymer was prepared using the batch process of the comparative example, the reproducibility of the physical properties of the polymer was low.

상기 결과를 통해, 종래의 배치 방식 대신 본 발명의 연속 공정을 적용하는 경우 중합체의 수율이 증가하고, 물성 재현성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.Through the above results, when the continuous process of the present invention is applied instead of the conventional batch method, it can be confirmed that the polymer yield is increased and the reproducibility of physical properties is greatly improved.

Claims (12)

니켈 착물 전구체를 제1 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;
상기 제1 연속식 반응기로 리간드를 공급하는 단계;
상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계;
상기 니켈 착물을 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계;
단량체를 상기 제2 연속식 반응기로 연속적으로 공급하는 단계; 및
중합반응을 진행하는 단계를 포함하고,
상기 제1 연속식 반응기 및 상기 제2 연속식 반응기 중 어느 하나 이상이 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기인 것인 중합체의 제조방법.
continuously supplying the nickel complex precursor to the first continuous reactor;
supplying a ligand to the first continuous reactor;
preparing a nickel complex by reacting the nickel complex precursor and a ligand;
continuously supplying the nickel complex to a second continuous reactor;
continuously supplying monomers to the second continuous reactor; and
Including the step of proceeding the polymerization reaction,
Any one or more of the first continuous reactor and the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor (Continuous Stirred Tank Reactor) or a semi-batch reactor.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 연속식 반응기와 상기 제2 연속식 반응기는 서로 연속적으로 연결된 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a polymer in which the first continuous reactor and the second continuous reactor are continuously connected to each other.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 연속식 반응기가 플러그 흐름 반응기(Plug Flow Reactor)이고,
상기 제2 연속식 반응기가 연속 교반형 탱크 반응기(Continuous Stirred Tank Reactor) 또는 세미 배치(semi-batch) 반응기인 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
the first continuous reactor is a plug flow reactor,
The method for producing a polymer wherein the second continuous reactor is a continuous stirred tank reactor (Continuous Stirred Tank Reactor) or a semi-batch reactor.
청구항 1에 있어서,
각 반응기의 원료 공급과 생성물 배출이 동시에 수행되는 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
A method for producing a polymer in which raw material supply and product discharge of each reactor are performed simultaneously.
청구항 1에 있어서,
상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 반응시켜 니켈 착물을 제조하는 단계는
상기 니켈 착물 전구체 및 리간드를 혼합하는 단계를 더 포함하는 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing a nickel complex by reacting the nickel complex precursor and a ligand
Method for producing a polymer further comprising the step of mixing the nickel complex precursor and the ligand.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 연속식 반응기는 하나 이상의 반응물 투입구를 포함하고,
상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드가 각각 상기 반응물 투입구로 공급되는 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
wherein the first continuous reactor comprises one or more reactant inlets;
The method for producing a polymer wherein the nickel complex precursor and the ligand are respectively supplied to the reactant inlet.
청구항 1에 있어서,
상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드는 각각 이를 포함하는 용액 형태로 공급되는 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The method for producing a polymer wherein the nickel complex precursor and the ligand are each supplied in the form of a solution containing the same.
청구항 1에 있어서,
상기 니켈 착물 전구체 및 상기 리간드의 공급 속도는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 0.1 g/min 내지 500 g/min인 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The supply rate of the nickel complex precursor and the ligand is the same or different from each other, each of 0.1 g / min to 500 g / min Method of producing a polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 연속식 반응기는 비활성 환경인 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first continuous reactor is an inert environment.
청구항 1에 있어서,
상기 니켈 착물의 공급 속도; 및
상기 단량체의 공급 속도는 서로 동일하거나 상이하고 각각 0.5 g/min 내지 500 g/min인 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
the feed rate of the nickel complex; and
The feed rate of the monomers is the same as or different from each other and each is 0.5 g/min to 500 g/min.
청구항 1에 있어서,
상기 중합반응은 야먀모토 중합을 이용하는 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymerization reaction is a method for producing a polymer using Yamamoto polymerization.
청구항 1에 있어서,
상기 중합반응에 의하여 제조된 중합체의 수율, 수평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw) 중 어느 하나 이상의 변동계수(CV)가 5% 이하인 것인 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
A method for producing a polymer wherein the coefficient of variation (CV) of any one or more of the yield, number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw) of the polymer prepared by the polymerization reaction is 5% or less.
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