KR20220118749A - Method for preparing polypropylene fine particles and polypropylene fine particles prepared by the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a preparation method of polypropylene microparticles which comprises the step of: preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent; phase separation by adding alcohol to the mixed solution; and an obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution and polypropylene microparticles prepared thereby.

Description

폴리프로필렌 미세입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리프로필렌 미세입자{METHOD FOR PREPARING POLYPROPYLENE FINE PARTICLES AND POLYPROPYLENE FINE PARTICLES PREPARED BY THE SAME}Method for producing polypropylene microparticles and polypropylene microparticles prepared thereby

본 발명은 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리프로필렌 미세입자에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing polypropylene microparticles and to polypropylene microparticles produced thereby.

현재 코로나바이러스감염증(COVID-19)으로 인한 영향으로, 일회용 컵과 그릇 등의 플라스틱 용기 사용이 크게 늘었으며, 폴리프로필렌 재질의 일회용 마스크의 사용이 급격하게 증가하였다.Due to the current coronavirus infection (COVID-19), the use of plastic containers such as disposable cups and bowls has increased significantly, and the use of disposable masks made of polypropylene has increased dramatically.

플라스틱 제품은 생활용품과 의료, 자동차 등의 산업용품으로 폭넓게 사용되고 있다. 특히, 폴리프로필렌으로 구성된 플라스틱 제품은 저렴하고 가벼우며 성형이 용이해 식품 용기, 라벨 등의 필름, 자동차 부품 뿐만 아니라 의료기기 등 폭넓게 사용되고 있다. Plastic products are widely used in household products, medical products, and industrial products such as automobiles. In particular, plastic products made of polypropylene are inexpensive, light, and easy to mold, so they are widely used in food containers, films such as labels, automobile parts, as well as medical devices.

현재 미세플라스틱의 생체 및 환경 영향 평가에는 폴리스타이렌이 가장 많이 쓰이고 있는데, 이는 크기 조절이 가장 용이하기 때문이다. 또한, 폴리스타이렌의 경우, 스타이렌의 단량체가 취급이 용이하며, 폴리스타이렌의 중합방법 또한 널리 보급되어 있어 접근이 용이한 장점이 있다.Currently, polystyrene is the most used in the evaluation of the biological and environmental impacts of microplastics because it is the easiest to adjust the size. In addition, in the case of polystyrene, the monomer of styrene is easy to handle, and the polymerization method of polystyrene is also widely spread, so there is an advantage of easy access.

그러나, 폴리스타이렌 외 대부분의 미세플라스틱은 기계적인 방식인 분쇄법을 통해 입자를 제조하는 경우이며, 이 경우 제조된 미세플라스틱 입자의 크기 및 형상에 대한 제한이 존재한다. 특히, 미세 조직에의 영향 평가 등의 소구경의 입자가 요구되는 생체 영향 평가에서의 입자 크기 제한의 문제점은 더 심각할 수 있다.However, most microplastics other than polystyrene are cases in which particles are manufactured through a mechanical pulverization method, and in this case, there are restrictions on the size and shape of the manufactured microplastic particles. In particular, the problem of particle size limitation in the evaluation of bio-effects requiring small-diameter particles, such as evaluation of effects on microstructures, may be more serious.

플라스틱 폐기물 중 현재 생활에 밀접하게 사용되고 있는 폴리프로필렌의 경우, 나노 및 마이크로 크기의 입자 공급에 있어 아주 제한적이다. 구체적으로, 폴리프로필렌의 경우, 프로필렌의 단량체가 상압에서 가스 형태이며 고압반응을 통한 중합과정이 진행되어야 하므로, 취급이 어렵고 중합반응 또한 까다로운 문제가 있다.Among plastic wastes, polypropylene, which is currently used closely in daily life, has very limited supply of nano- and micro-sized particles. Specifically, in the case of polypropylene, since the monomer of propylene is in gaseous form at normal pressure and the polymerization process through the high-pressure reaction must proceed, it is difficult to handle and the polymerization reaction is also difficult.

따라서, 제조방법이 간단하고 취급이 용이한 폴리프로필렌 미세입자 제조의 연구가 필요한 실정이다.Therefore, there is a need for research on the preparation of polypropylene microparticles with a simple manufacturing method and easy handling.

미국등록특허 3971749A(1976.07.27)US Patent 3971749A (1976.07.27)

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 폴리프로필렌의 단일성분으로 이루어지고, 제조가 쉽고 간단한 나노 크기인 구형의 폴리프로필렌 미세입자 또는 마이크로 크기인 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above problems, and the present invention is made of a single component of polypropylene, and is easy and simple to manufacture. Nano-sized spherical polypropylene fine particles or micro-sized non-spherical polypropylene fine particles To provide a method for producing particles.

또한 본 발명은 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법으로부터 제조된 폴리프로필렌 미세입자를 이용하여 플라스틱의 생체 및 환경 영향력 평가에 사용할 수 있는 폴리프로필렌 미세입자를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide polypropylene microparticles that can be used to evaluate the bio and environmental impact of plastics using the polypropylene microparticles prepared by the method for producing polypropylene microparticles.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved by the present invention is not limited to the problem(s) mentioned above, and another problem(s) not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 알코올을 첨가하여 상분리 시키는 단계; 및 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득하는 단계;를 포함하는 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent; phase separation by adding alcohol to the mixed solution; and obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution; provides a method for producing polypropylene microparticles comprising.

상기 혼합용액은 70 내지 140 ℃에서 제조되는 것일 수 있다.The mixed solution may be prepared at 70 to 140 °C.

상기 상분리는 상기 제조된 혼합용액을 상온에서 교반시키며, 알코올을 30 내지 60 ml/s의 속도로 빠르게 첨가시켜 상분리 시키는 것일 수 있다.The phase separation may be phase separation by stirring the prepared mixed solution at room temperature and rapidly adding alcohol at a rate of 30 to 60 ml/s.

상기 상분리는 상기 제조된 혼합용액을 70 내지 140℃의 온도에서 교반시키며, 알코올을 0.5 내지 5ml/s의 속도로 느리게 적하시켜 상분리 시키는 것일 수 있다.The phase separation may be phase separation by stirring the prepared mixed solution at a temperature of 70 to 140° C., and slowly dropping alcohol at a rate of 0.5 to 5 ml/s.

상기 혼합용액은 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 35 내지 175인 것일 수 있다.The mixed solution may have a mixing weight ratio of polypropylene and an organic solvent of 1:35 to 175.

상기 혼합용액은 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 10 내지 45인 것일 수 있다.The mixed solution may have a mixing weight ratio of polypropylene and an organic solvent of 1: 10 to 45.

상기 수득된 침전물로부터 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하는 것일 수 있다.It may be to obtain spherical polypropylene fine particles from the obtained precipitate.

상기 수득된 침전물로부터 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하는 것일 수 있다.It may be to obtain non-spherical polypropylene microparticles from the obtained precipitate.

상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자는 100 내지 1000nm일 수 있다.The spherical polypropylene microparticles may be 100 to 1000 nm.

상기 비구형의 폴리프로필렌 미세입자는 0.5 내지 10μm일 수 있다. The non-spherical polypropylene microparticles may be 0.5 to 10 μm.

상기 알코올은 상기 유기용매 1중량부에 대하여, 5 내지 15중량부로 첨가될 수 있다. The alcohol may be added in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 1 part by weight of the organic solvent.

상기 유기용매는 자일렌, 데칼린, 모노클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것일 수 있다.The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of xylene, decalin, and monochlorobenzene.

상기 수득된 침전물을 필터로 여과시킨 뒤 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.It may further include; filtering the obtained precipitate with a filter and then drying.

상기 알코올은 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The alcohol may include at least one selected from the group consisting of alcohols having 1 to 4 carbon atoms.

상기 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 10,000 내지 350,000인 것일 수 있다.The polypropylene may have a weight average molecular weight of 10,000 to 350,000.

또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법으로 제조된 폴리프로필렌 입자를 제공한다.In addition, the present invention provides polypropylene particles prepared by the method for producing the polypropylene microparticles.

상기 폴리프로필렌 미세입자는 100 내지 1000nm 크기를 가지는 구형의 폴리프로필렌 미세입자 또는 0.5 내지 10μm 크기를 가지는 비구형의 폴리프로필렌 미세입자인 것일 수 있다.The polypropylene microparticles may be spherical polypropylene microparticles having a size of 100 to 1000 nm or non-spherical polypropylene microparticles having a size of 0.5 to 10 μm.

또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 미세입자를 포함하는 미세플라스틱 환경평가용 시료를 제공한다.In addition, the present invention provides a sample for environmental evaluation of microplastics containing the polypropylene microparticles.

본 발명의 제조방법은 제조방법이 간단하고, 주변에서 손쉽게 구할 수 있는 폴리프로필렌 단일 성분을 이용하여 나노 크기인 구형의 폴리프로필렌 미세입자 또는 마이크로 크기인 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 제조가 가능하다. 이에 따라 플라스틱 또는 플라스틱 폐기물의 생체 및 환경 영향력 평가 연구로서의 적용이 가능하여, 주요 연구 분야에 재료 수급이 용이하고 연구 공백을 상쇄시킬 수 있다.The manufacturing method of the present invention is simple, and it is possible to prepare nano-sized spherical polypropylene microparticles or micro-sized non-spherical polypropylene microparticles using a single polypropylene component that is readily available in the vicinity. . Accordingly, it can be applied as a study to evaluate the bio and environmental impact of plastics or plastic waste, making it easy to supply and supply materials to major research areas and to offset the research gap.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The effects of the present invention are not limited to the above effects, and it should be understood to include all effects that can be inferred from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예1 및 2에 따라 제조된 폴리프로필렌 미세입자의 전자현미경 사진이며, 도 1(a)는 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 전자현미경 사진이고, 도 1(b)는 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 전자현미경 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예 1에 따라 제조된 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 입도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예 2에 따라 제조된 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 입도 분포를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 화학구조를 분석하기 위한 FT-IR 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따라 제조된 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 화학구조를 분석하기 위한 FT-IR 그래프이다.
1 is an electron micrograph of polypropylene microparticles prepared according to Examples 1 and 2 of the present invention, FIG. 1(a) is an electron micrograph of spherical polypropylene microparticles, and FIG. 1(b) is It is an electron micrograph of non-spherical polypropylene microparticles.
2 is a graph showing the particle size distribution of spherical polypropylene microparticles prepared according to Example 1 of the present invention.
3 is a graph showing the particle size distribution of non-spherical polypropylene microparticles prepared according to Example 2 of the present invention.
4 is an FT-IR graph for analyzing the chemical structure of spherical polypropylene microparticles prepared according to Example 1 of the present invention.
5 is an FT-IR graph for analyzing the chemical structure of non-spherical polypropylene microparticles prepared according to Example 2 of the present invention.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 수 있다는 점에 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention are described, and descriptions of other parts may be omitted in a range that does not disturb the gist of the present invention.

이때, 사용되는 기술 용어, 과학 용어 및 약어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다. 또한, 종래와 동일한 기술적 구성 및 작용에 대한 반복되는 설명은 생략하기로 한다.At this time, if there is no other definition in the technical terms, scientific terms and abbreviations used, they have the meanings commonly understood by those of ordinary skill in the technical field to which this invention belongs. In addition, repeated description of the same technical configuration and operation as in the prior art will be omitted.

본 명세서 내 용어 "구형의 미세입자" 또는 "구형"은 원형 또는 타원형을 의미하고, "비구형의 미세입자" 또는 "비구형"은 입자의 단면이 원형 또는 타원형이 아닌 임의의 3차원 형상을 의미한다. 예를 들어, "비구형의 미세입자" 또는 "비구형"은 질적으로 입방형, 직사각형, 육각형, 막대 모양 또는 바늘 모양을 포함할 수 있다. As used herein, the term "spherical microparticles" or "spherical" means round or oval, and "non-spherical microparticles" or "non-spherical" refers to any three-dimensional shape in which the cross section of the particle is not circular or elliptical. it means. For example, “non-spherical microparticles” or “non-spherical” may include qualitatively cubic, rectangular, hexagonal, rod-shaped or needle-shaped.

본 명세서 내 용어 "펠렛(pellet)은 원료물질의 압출에 의해 형성되는 작은 조각으로, 원형, 평판형, 인편형, 다각형, 막대 형태 등 당해 기술분야에서 펠렛으로 분류되는 형태를 모두 포함한다. 그 크기는 용도 및 형태에 따라 적절히 결정되는 것으로 특별히 한정되지 않으나, 통상 1mm 수준의 작은 평균 직경을 갖는 분말과 구분할 수 있도록 본 발명에 있어서의 펠렛은 평균 직경이 2~6mm 범주에 포함되는 것으로 정의한다. 이때 "직경 "은 펠렛상 외주면의 임의의 직선 거리 중 최장 거리이며, 영상 현미경 등을 이용하여 측정할 수 있다.As used herein, the term "pellet" is a small piece formed by extrusion of a raw material, and includes all shapes classified as pellets in the art, such as round, flat, scale, polygonal, and rod shape. The size is not particularly limited as being appropriately determined depending on the use and shape, but the pellet in the present invention is defined as having an average diameter of 2 to 6 mm so that it can be distinguished from a powder having a small average diameter of 1 mm level. At this time, the "diameter" is the longest distance among arbitrary linear distances of the outer peripheral surface of the pellet, and can be measured using an imaging microscope or the like.

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 혼합용액에 알코올을 첨가하여 상분리 시키는 단계; 및 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득하는 단계;를 포함하는 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent; phase separation by adding alcohol to the mixed solution; and obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution; provides a method for producing polypropylene microparticles comprising.

먼저, 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조한다.First, a mixed solution is prepared by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent.

상기 혼합용액 제조는 상기 유기용매에 상기 폴리프로필렌을 용해시켜 제조하는 것일 수 있다. The mixed solution may be prepared by dissolving the polypropylene in the organic solvent.

상기 혼합용액은 70 내지 140℃에서, 바람직하게는 90 내지 120℃ 제조되는 것일 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 혼합용액을 제조하는 경우 폴리프로필렌의 용매 내에서의 용해 안정성을 유지할 수 있다.The mixed solution may be prepared at 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 ℃. When the mixed solution is prepared within the above temperature range, it is possible to maintain the dissolution stability of the polypropylene in the solvent.

폴리프로필렌은 그 입체규칙성에 의하여 제한된 정도의 용매 용해도를 갖는다. 본 발명의 제조법을 진행하기 위해서는 혼합용액 상태가 안정한 상태로 유지되어야 한다. 이를 위해, 유기용매의 가열을 통해 폴리프로필렌의 용매에 대한 용해도를 올리고, 혼합용액의 일정한 온도 유지를 통해 폴리프로필렌의 용해 안정성을 유지한다. Polypropylene has a degree of solvent solubility limited by its stereoregularity. In order to proceed with the manufacturing method of the present invention, the state of the mixed solution must be maintained in a stable state. To this end, the solubility of the polypropylene in the solvent is increased by heating the organic solvent, and the dissolution stability of the polypropylene is maintained by maintaining a constant temperature of the mixed solution.

이때, 상기 혼합용액은 상기 폴리프로필렌이 유기용매에 완전히 용해될 때까지, 구체적으로 폴리프로필렌과 유기용매를 0.1 내지 5시간, 바람직하게는 0.1 내지 1 시간 동안 70 내지 140℃로, 바람직하게는 90 내지 120℃로 가열하면서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조할 수 있다.At this time, the mixed solution is prepared by mixing the polypropylene and the organic solvent at 70 to 140° C. for 0.1 to 5 hours, preferably 0.1 to 1 hour, preferably at 90° C. until the polypropylene is completely dissolved in the organic solvent. A mixed solution can be prepared by mixing and stirring while heating to 120°C.

상기 폴리프로필렌은 일상생활에서 쉽게 구할 수 있는 폴리프로필렌 제품군의 제조에 사용되는 상용화된 폴리프로필렌을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 10,000 내지 350,000의 중량평균 분자량을 가지는 폴리프로필렌인 것을 사용할 수 있다. 이 때, 상기 폴리프로필렌의 녹는점은 157 내지 165℃일 수 있다.As the polypropylene, a commercially available polypropylene used in the production of a polypropylene family that can be easily obtained in daily life may be used, and preferably, a polypropylene having a weight average molecular weight of 10,000 to 350,000 may be used. At this time, the melting point of the polypropylene may be 157 to 165 ℃.

상기 중량평균 분자량 및 녹는점을 가지는 폴리프로필렌을 사용하는 경우 유기용매에 대한 용해성이 우수할 수 있다.When polypropylene having the above weight average molecular weight and melting point is used, solubility in an organic solvent may be excellent.

상기 유기용매는 자일렌, 톨루엔, 데칼린, 모노클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 자일렌 일 수 있다.The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of xylene, toluene, decalin, and monochlorobenzene, preferably xylene.

상기 자일렌은 오쏘-자일렌, 메타-자일렌 및 파라-자일렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 조합으로 이루어진 것일 수 있다.The xylene may be made of a combination of any one or more selected from the group consisting of ortho-xylene, meta-xylene, and para-xylene.

다음으로, 상기 혼합용액에 알코올을 첨가하여 상분리 시킨다.Next, phase separation is performed by adding alcohol to the mixed solution.

상기 혼합용액에 알코올을 첨가하여 상분리 시키는 것은, 상기 제조된 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃의 혼합용액을 상온에서 교반시키며, 알코올을 30 내지 60 ml/s의 속도로 빠르게 첨가시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리 시키거나, 또는 상기 제조된 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃ 의 혼합용액을 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃의 온도에서 교반시키며, 알코올을 0.5 내지 5ml/s의 속도로 느리게 적하시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리 시키는 것일 수 있다.Phase separation by adding alcohol to the mixed solution involves stirring the prepared mixed solution at 70 to 140°C, preferably 90 to 120°C at room temperature, and rapidly adding alcohol at a rate of 30 to 60 ml/s. Phase separation into the supernatant and the lower precipitate, or the prepared 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 ℃ mixed solution is stirred at a temperature of 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 ℃, alcohol It may be to phase-separate into a supernatant and a lower precipitate by dropping it slowly at a rate of 0.5 to 5 ml/s.

상기 상층액은 유기용매 및 알코올을 포함하는 용액일 수 있으며, 상기 하부 침전물은 폴리프로필렌 미세입자일 수 있다.The supernatant may be a solution containing an organic solvent and alcohol, and the lower precipitate may be polypropylene microparticles.

상기 알코올은 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 부탄올 등일 수 있으며, 보다 더 바람직하게는 에탄올 일 수 있다.The alcohol may include at least one selected from the group consisting of alcohols having 1 to 4 carbon atoms, preferably methanol, ethanol, 1-propanol, butanol, and the like, and more preferably ethanol.

구체적으로, 본 발명의 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법은 상기 알코올의 처리 방식에 따라 아래와 같이 구형의 미세입자 또는 비구형의 미세입자로 제조가 가능하다. Specifically, the method for producing polypropylene microparticles of the present invention can be produced into spherical microparticles or non-spherical microparticles as follows according to the alcohol treatment method.

(1) 구형의 미세입자의 제조 (1) Preparation of spherical fine particles

상기 구형의 미세입자의 제조방법은, 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 제조된 혼합용액을 상온에서 교반시키며, 알코올을 빠르게 첨가시켜 상분리 시키는 단계; 및 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.The manufacturing method of the spherical microparticles comprises the steps of: preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent; stirring the prepared mixed solution at room temperature, and rapidly adding alcohol to phase-separate; and obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution.

먼저, 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조한다.First, a mixed solution is prepared by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent.

상기 혼합용액 제조는 상기 유기용매에 상기 폴리프로필렌을 용해시켜 제조하는 것일 수 있다.The mixed solution may be prepared by dissolving the polypropylene in the organic solvent.

상기 혼합용액은 70 내지 140 ℃, 바람직하게는 90 내지 120℃에서 제조되는 것일 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 혼합용액을 제조하는 경우 폴리프로필렌의 용매 내에서의 용해 안정성을 유지할 수 있다.The mixed solution may be prepared at 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 ℃. When the mixed solution is prepared within the above temperature range, it is possible to maintain the dissolution stability of the polypropylene in the solvent.

이때, 상기 혼합용액은 상기 폴리프로필렌이 유기용매에 완전히 녹을 때까지, 구체적으로 폴리프로필렌과 유기용매를 0.1 내지 5 시간, 바람직하게는 0.1 내지 1시간 동안 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃로 가열하면서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조할 수 있다.At this time, the mixed solution is prepared by mixing the polypropylene and the organic solvent with the polypropylene for 0.1 to 5 hours, preferably from 0.1 to 1 hour at 70 to 140° C., preferably from 90 to 120 until the polypropylene is completely dissolved in the organic solvent. A mixed solution can be prepared by mixing and stirring while heating to °C.

상기 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 10,000 내지 350,000인 것일 수 있다. 이 때, 상기 폴리프로필렌의 녹는점은 157 내지 165℃일 수 있다.The polypropylene may have a weight average molecular weight of 10,000 to 350,000. At this time, the melting point of the polypropylene may be 157 to 165 ℃.

상기 중량평균 분자량 및 녹는점을 가지는 폴리프로필렌을 사용하는 경우 유기용매에 대한 용해성이 우수할 수 있다.When polypropylene having the above weight average molecular weight and melting point is used, solubility in an organic solvent may be excellent.

상기 유기용매는 자일렌, 톨루엔, 데칼린, 모노클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 자일렌일 수 있다.The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of xylene, toluene, decalin, and monochlorobenzene, and preferably xylene.

상기 자일렌은 오쏘-자일렌, 메타-자일렌 및 파라-자일렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 조합으로 이루어진 것일 수 있다.The xylene may be made of a combination of any one or more selected from the group consisting of ortho-xylene, meta-xylene, and para-xylene.

다음으로, 상기 제조된 혼합용액을 상온에서 교반시키며, 알코올을 빠르게 첨가시켜 상분리 시킨다.Next, the prepared mixed solution is stirred at room temperature, and alcohol is rapidly added to phase-separate.

상기 알코올을 빠르게 첨가시켜 상분리시키는 것은, 상기 제조된 70 내지 140℃의 혼합용액을 상온으로 이동시켜 교반시키며, 알코올을 빠르게 첨가시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리 시키는 것일 수 있다.Phase separation by rapidly adding the alcohol may include moving the prepared mixed solution at 70 to 140° C. to room temperature and stirring, and rapidly adding alcohol to phase-separate the supernatant and the lower precipitate.

구체적으로, 폴리프로필렌과 유기용매를 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조한 후, 상기 70 내지 140℃의 혼합용액을 상온에서, 바람직하게는 15 내지 30℃에서 교반시키며, 알코올을 30 내지 60 ml/s의 속도를 유지하며 빠르게 첨가시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리 시키는 것일 수 있다.Specifically, a mixed solution is prepared by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent at 70 to 140°C, preferably 90 to 120°C, and then, the mixed solution at 70 to 140°C is heated at room temperature, preferably 15 to 30 While stirring at ℃, alcohol may be added rapidly while maintaining a rate of 30 to 60 ml/s to phase-separate the supernatant and the lower precipitate.

상기 알코올을 빠르게 첨가시키는 것은, 30 내지 60ml/s의 투입 속도를 유지하며, 끊어짐이나 나누어지는 것 없이 연속적으로 투입하는 것일 수 있다. The rapid addition of the alcohol may be to maintain an input rate of 30 to 60 ml/s, and to be continuously added without breaking or dividing.

상기 알코올을 상온의 혼합용액에 빠르게 첨가시켜 상분리 시키는 경우, 이후 단계인 상분리된 혼합용액으로부터 수득된 침전물로부터 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.When the alcohol is rapidly added to the mixed solution at room temperature to perform phase separation, spherical polypropylene fine particles can be obtained from the precipitate obtained from the phase-separated mixed solution, which is a subsequent step.

구체적으로, 상기 혼합용액의 온도가 15 내지 30℃로 내려갈 때까지 5 내지 24 시간 동안 교반시켜 상분리된 혼합용액으로부터 수득된 침전물로부터 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.Specifically, spherical polypropylene fine particles can be obtained from the precipitate obtained from the phase-separated mixed solution by stirring for 5 to 24 hours until the temperature of the mixed solution is lowered to 15 to 30°C.

상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자는 상기 혼합용액 제조 시, 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 35 내지 175일 수 있다. 상기 범위로 유기용매를 첨가하는 경우 입자 간의 엉김이 발생하지 않는 독립된 형태의 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 제조 할 수 있다.When preparing the mixed solution, the spherical polypropylene microparticles may have a mixing weight ratio of polypropylene and an organic solvent of 1: 35 to 175. When the organic solvent is added within the above range, it is possible to prepare independent spherical polypropylene microparticles in which agglomeration between particles does not occur.

상기 알코올은 유기용매 1중량부에 대하여, 5 내지 15중량부로 첨가되는 것일 수 있다. 상기 범위로 알코올을 첨가하는 경우 폴리프로필렌의 혼합용액 내 용해도 저하 및 이에 따른 상분리 유도와 상분리 시 입자 간의 엉김이 발생하지 않는 독립된 형태의 폴리프로필렌의 구형 미세입자를 제조할 수 있다.The alcohol may be added in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 1 part by weight of the organic solvent. When alcohol is added within the above range, it is possible to prepare spherical fine particles of polypropylene in an independent form that does not cause a decrease in solubility in the polypropylene mixed solution and thus induce phase separation and agglomeration between particles during phase separation.

다음으로, 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득한다.Next, a precipitate is obtained from the phase-separated mixed solution.

상기 수득된 침전물로부터 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.Spherical polypropylene fine particles can be obtained from the obtained precipitate.

상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 크기는 100 내지 1000nm일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 제조방법에 따른 상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자는 입자 크기가 큰 폴리프로필렌을 물리적 분쇄과정을 거쳐 분쇄할 때 얻기 어려운 미세입자로 제조되며, 플라스틱의 생체 및 환경 영향력 평가에 사용할 수 있다.The spherical polypropylene microparticles may have a size of 100 to 1000 nm. As described above, the spherical polypropylene fine particles according to the manufacturing method of the present invention are manufactured into fine particles that are difficult to obtain when polypropylene having a large particle size is pulverized through a physical grinding process, and can be used for evaluation of the biological and environmental impact of plastics. have.

한편, 상기 구형 미세입자의 제조방법은 상기 수득된 침전물을 필터로 여과시킨 뒤 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, the method for producing the spherical microparticles may further include; filtering the obtained precipitate with a filter and then drying.

상기 필터는 혼합용액 제조 시 사용되는 유기용매 및 상분리 시 사용되는 알코올에 변형되지 않는 재질이라면 어떠한 것이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 0.45μm의 멤브레인 필터, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 0.45μm의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 사용할 수 있다. 상기 필터를 사용함으로써, 필터의 표면과 필터로 여과되는 침전물인 입자 간의 상호 작용이 없기 때문에 건조 후 필터의 표면으로부터 제조된 미세입자의 분리가 용이할 수 있다.As the filter, any material that is not deformed by an organic solvent used for preparing the mixed solution and alcohol used for phase separation may be used, preferably a membrane filter of 0.1 to 0.45 μm, more preferably 0.1 to 0.45 μm of polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filters can be used. By using the filter, since there is no interaction between the surface of the filter and the particles, which are precipitates filtered by the filter, separation of the prepared fine particles from the surface of the filter after drying may be easy.

(2) 비구형 미세입자의 제조(2) Preparation of non-spherical microparticles

상기 비구형 미세입자의 제조방법은, 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하는 단계; 상기 제조된 혼합용액을 70 내지 140℃에서 교반시키며, 알코올을 느리게 적하시켜 상분리 시키는 단계; 및 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득하는 단계;를 포함할 수 있다.The manufacturing method of the non-spherical microparticles comprises the steps of: preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent; stirring the prepared mixed solution at 70 to 140° C., and slowly dropping alcohol to phase-separate; and obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution.

먼저, 폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조한다.First, a mixed solution is prepared by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent.

상기 혼합용액 제조는 상기 유기용매에 상기 폴리프로필렌을 용해시켜 제조하는 것일 수 있다.The mixed solution may be prepared by dissolving the polypropylene in the organic solvent.

상기 혼합용액은 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃에서 제조되는 것일 수 있다. 상기 온도 범위 내에서 혼합용액을 제조하는 경우 폴리프로필렌의 용매 내에서의 용해 안정성을 유지할 수 있다.The mixed solution may be prepared at 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 ℃. When the mixed solution is prepared within the above temperature range, it is possible to maintain the dissolution stability of the polypropylene in the solvent.

이때, 상기 혼합용액은 상기 폴리프로필렌이 유기용매에 완전히 녹을 때까지, 구체적으로 폴리프로필렌과 유기용매를 0.1 내지 5 시간, 바람직하게는 0.1 내지 1 시간 동안 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃로 가열하면서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조할 수 있다.At this time, the mixed solution is 70 to 140 ℃, preferably 90 to 120 for 0.1 to 5 hours, preferably 0.1 to 1 hour, specifically, polypropylene and the organic solvent until the polypropylene is completely dissolved in the organic solvent. A mixed solution can be prepared by mixing and stirring while heating to °C.

상기 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 10,000 내지 350,000인 것일 수 있다. 이 때, 상기 폴리프로필렌의 녹는점은 157 내지 165℃일 수 있다.The polypropylene may have a weight average molecular weight of 10,000 to 350,000. At this time, the melting point of the polypropylene may be 157 to 165 ℃.

상기 중량평균 분자량 및 녹는점을 가지는 폴리프로필렌을 사용하는 경우 유기용매에 대한 용해성이 우수할 수 있다.When polypropylene having the above weight average molecular weight and melting point is used, solubility in an organic solvent may be excellent.

상기 유기용매는 자일렌, 톨루엔, 데칼린, 모노클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있으며, 바람직하게는 자일렌일 수 있다.The organic solvent may be at least one selected from the group consisting of xylene, toluene, decalin, and monochlorobenzene, and preferably xylene.

상기 자일렌은 오쏘-자일렌, 메타-자일렌 및 파라-자일렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 조합으로 이루어진 것일 수 있다.The xylene may be made of a combination of any one or more selected from the group consisting of ortho-xylene, meta-xylene, and para-xylene.

다음으로, 상기 제조된 혼합용액을 70 내지 140℃에서 교반시키며, 알코올을 느리게 적하시켜 상분리 시킨다.Next, the prepared mixed solution is stirred at 70 to 140° C., and the alcohol is slowly added dropwise to phase-separate.

상기 알코올을 느리게 적하시켜 상분리시키는 것은, 상기 제조된 70 내지 140℃의 혼합용액을 70 내지 140℃의 온도를 유지하여 교반시키며, 알코올을 느리게 적하시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리 시키는 것일 수 있다.To perform phase separation by slowly dropping the alcohol, the prepared mixed solution of 70 to 140° C. is stirred while maintaining a temperature of 70 to 140° C., and the alcohol is slowly dropped to separate the phase into a supernatant and a lower precipitate.

구체적으로, 폴리프로필렌과 유기용매를 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조한 후, 상기 70 내지 140℃의 혼합용액을 70 내지 140℃, 바람직하게는 90 내지 120℃에서 계속 교반시키면서 알코올을 0.5 내지 5.0 ml/s의 속도로 느리게 적하시켜 상층액과 하부 침전물로 상분리시키는 것일 수 있다.Specifically, a mixed solution is prepared by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent at 70 to 140°C, preferably 90 to 120°C, and then, 70 to 140°C, preferably 90 to the mixed solution at 70 to 140°C. It may be to phase-separate the supernatant and the lower precipitate by slowly dropping the alcohol at a rate of 0.5 to 5.0 ml/s while continuously stirring at 120°C.

상기 알코올을 느리게 적하시키는 것은, 0.5 내지 5.0 ml/s의 속도를 유지하며, 끊어짐이나 나누어지는 것 없이 연속적으로 투입되어 적하되도록 하는 것일 수 있다. The slow dropping of the alcohol may be to maintain a rate of 0.5 to 5.0 ml/s, and to be continuously added and dropped without breaking or dividing.

상기 알코올을 70 내지 140℃의 혼합용액에 느리게 적하시켜 상분리 시키는 경우, 이후 단계인 상분리된 혼합용액으로부터 수득된 침전물로부터 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.When the alcohol is slowly dropped into the mixed solution at 70 to 140° C. to perform phase separation, non-spherical polypropylene fine particles can be obtained from the precipitate obtained from the phase-separated mixed solution, which is a later step.

구체적으로, 혼합용액에 알코올을 적하시킨 후 상기 70 내지 140 ℃의 혼합용액을 상온에서, 바람직하게 15 내지 30 ℃에서 5 내지 24 시간 동안 교반시킨 후 상분리된 혼합용액으로부터 수득된 침전물로부터 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.Specifically, after adding alcohol to the mixed solution dropwise, the mixed solution at 70 to 140° C. is stirred at room temperature, preferably at 15 to 30° C., for 5 to 24 hours, and then a non-spherical form from the precipitate obtained from the phase-separated mixed solution. Polypropylene microparticles can be obtained.

상기 비구형의 폴리프로필렌 미세입자는 상기 혼합용액 제조 시, 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 10 내지 45일 수 있다. 상기 범위로 유기용매를 첨가하는 경우 입자 간의 엉김이 발생하지 않는 독립된 형태의 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 제조 할 수 있다.In the non-spherical polypropylene microparticles, when the mixed solution is prepared, the mixing weight ratio of polypropylene and the organic solvent may be 1: 10 to 45. When the organic solvent is added within the above range, it is possible to prepare non-spherical polypropylene microparticles of independent form that do not cause agglomeration between particles.

상기 알코올은 유기용매 1 중량부에 대하여, 5 내지 15중량부로 첨가되는 것일 수 있다. 상기 범위로 알코올을 첨가하는 경우 폴리프로필렌의 혼합용액 내 용해도 저하 및 이에 따른 상분리 유도와 상분리 시 입자 간의 엉김이 발생하지 않는 독립된 형태의 폴리프로필렌의 비구형 미세입자를 제조할 수 있다.The alcohol may be added in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 1 part by weight of the organic solvent. When alcohol is added within the above range, it is possible to prepare non-spherical fine particles of polypropylene in an independent form that does not cause a decrease in solubility in the polypropylene mixed solution and thus induction of phase separation and agglomeration between particles during phase separation.

다음으로, 상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득한다.Next, a precipitate is obtained from the phase-separated mixed solution.

상기 수득된 침전물로부터 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득할 수 있다.Non-spherical polypropylene fine particles can be obtained from the obtained precipitate.

상기 비구형의 폴리프로필렌 미세입자는 0.5 내지 10μm일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 제조방법에 따른 상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자는 입자 크기가 큰 폴리프로필렌을 물리적 분쇄과정을 거쳐 분쇄할 때 얻기 어려운 미세입자로 제조되며, 플라스틱의 생체 및 환경 영향력 평가에 사용할 수 있다.The non-spherical polypropylene microparticles may be 0.5 to 10 μm. As described above, the spherical polypropylene fine particles according to the manufacturing method of the present invention are manufactured into fine particles that are difficult to obtain when polypropylene having a large particle size is pulverized through a physical grinding process, and can be used for evaluation of the biological and environmental impact of plastics. have.

한편, 상기 비구형 미세입자의 제조방법은 상기 수득된 침전물을 필터로 여과시킨 뒤 건조하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.On the other hand, the method for producing the non-spherical microparticles may further include the step of filtering the obtained precipitate with a filter and then drying.

상기 필터는 혼합용액 제조 시 사용되는 유기용매 및 상분리 시 사용되는 알코올에 변형되지 않는 재질이라면 어떠한 것이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 0.45 μm의 멤브레인 필터, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 0.45 μm의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 사용할 수 있다. 상기 필터를 사용함으로써, 필터의 표면과 필터로 여과되는 침전물인 입자 간의 상호 작용이 없기 때문에 건조 후 필터의 표면으로부터 제조된 미세입자의 분리가 용이할 수 있다.The filter may be any material that is not deformed by an organic solvent used for preparing the mixed solution and alcohol used for phase separation, preferably a membrane filter of 0.1 to 0.45 μm, more preferably 0.1 to 0.45 μm of polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filters can be used. By using the filter, since there is no interaction between the surface of the filter and the particles, which are precipitates filtered by the filter, separation of the prepared fine particles from the surface of the filter after drying may be easy.

또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법으로 제조된 폴리프로필렌 미세입자를 제공한다.In addition, the present invention provides a polypropylene microparticle prepared by the method for producing the polypropylene microparticle.

상기 폴리프로필렌 입자는 100 내지 1000nm 크기를 가지는 구형의 폴리프로필렌 미세입자 또는 0.5 내지 10μm 크기를 가지는 비구형의 폴리프로필렌 미세입자일 수 있다.The polypropylene particles may be spherical polypropylene microparticles having a size of 100 to 1000 nm or non-spherical polypropylene microparticles having a size of 0.5 to 10 μm.

또한, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 미세입자를 포함하는 미세플라스틱 환경평가용 시료를 제공한다.In addition, the present invention provides a sample for environmental evaluation of microplastics containing the polypropylene microparticles.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 일 구현예를 이용하여 설명한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에서 설명된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The above description describes the technical idea of the present invention using one embodiment, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to illustrate, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

실시예Example

실시예 1: 구형 폴리프로필렌 미세입자 제조Example 1: Preparation of spherical polypropylene microparticles

500ml 둥근 플라스크에 폴리프로필렌 펠렛(Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) 0.13g, 자일렌 17.6g을 110℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하고, 혼합용액 내 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해될 때까지 0.5시간 교반하였다. 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해된 110℃의 혼합용액을 25℃ 온도에서 교반시키며, 에탄올 160g를 40ml/s 속도로 빠르게 첨가하였다. 이후 혼합용액을 25℃에서 15 시간 동안 교반하고, 상분리된 침전물을 0.2μm 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 이용하여 여과하였다. 이후 80℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후 파우더 상태의 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 360±120nm이다. In a 500ml round flask, 0.13g of polypropylene pellets (Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) and 17.6g of xylene were mixed and stirred at 110℃ to prepare a mixed solution, , and stirred for 0.5 hours until the polypropylene pellets in the mixed solution were completely dissolved. The mixed solution at 110° C. in which the polypropylene pellets were completely dissolved was stirred at a temperature of 25° C., and 160 g of ethanol was rapidly added at a rate of 40 ml/s. Then, the mixed solution was stirred at 25° C. for 15 hours, and the phase-separated precipitate was filtered using a 0.2 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter. After drying in an oven at 80° C. for 24 hours, spherical polypropylene fine particles in a powder state were obtained, and the average particle diameter and deviation were 360±120 nm.

실시예 2: 비구형 폴리프로필렌 미세입자 제조Example 2: Preparation of non-spherical polypropylene microparticles

500ml 둥근 플라스크에 폴리프로필렌 펠렛(Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000)0.25g, 자일렌 8.8g을 110℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하고, 혼합용액 내 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해될 때까지 0.5시간 교반하였다. 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해된 혼합용액을 110℃를 유지하도록 교반시키며, 에탄올 39.5 g를 분별깔대기의 콕크를 이용하여 1.0 ml/sec의 속도로 서서히 첨가하였다. 에탄올의 첨가가 종료된 직후, 혼합용액을 25℃의 상온의 흄후드 내에서 15시간 동안 교반하고, 이후 상분리된 침전물을 0.2 μm 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 이용하여 여과하였다. 이후 80℃ 오븐에서 24 시간 동안 건조시킨 후 파우더 상태의 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 3.92±1.12μm이다.In a 500ml round flask, 0.25g of polypropylene pellets (Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) and 8.8g of xylene were mixed and stirred at 110℃ to prepare a mixed solution, , and stirred for 0.5 hours until the polypropylene pellets in the mixed solution were completely dissolved. The mixed solution in which the polypropylene pellets were completely dissolved was stirred to maintain 110° C., and 39.5 g of ethanol was slowly added at a rate of 1.0 ml/sec using the cock of a separatory funnel. Immediately after the addition of ethanol was completed, the mixed solution was stirred for 15 hours in a fume hood at room temperature at 25° C., and then the phase-separated precipitate was filtered using a 0.2 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter. After drying in an oven at 80° C. for 24 hours, non-spherical polypropylene fine particles in a powder state were obtained, and the average particle diameter and deviation were 3.92±1.12 μm.

실시예 3Example 3

상기 실시예 1에서 자일렌 17.6g 대신 8.8 g을 사용하였으며, 에탄올 160g 대신 80g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건 하에서 수행하여 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 580±240nm이다. In Example 1, 8.8 g was used instead of 17.6 g of xylene, and 80 g was used instead of 160 g of ethanol. It was carried out under the same method and conditions as in Example 1 to obtain spherical polypropylene fine particles, and The deviation is 580±240 nm.

실시예 4Example 4

상기 실시예 1에서 폴리프로필렌 펠렛 0.13g 대신 0.25g을 사용하였으며, 자일렌 17.6g 대신 8.8 g을 사용하였으며, 에탄올 160g 대신 80g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건 하에서 수행하여 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 690±220nm이다. In Example 1, 0.25 g was used instead of 0.13 g of polypropylene pellets, 8.8 g was used instead of 17.6 g of xylene, and 80 g was used instead of 160 g of ethanol. of polypropylene microparticles were obtained, and the average particle diameter and deviation were 690±220 nm.

실시예 5Example 5

상기 실시예 2에서 에탄올 투입속도를 1.0 ml/sec 대신 5.0 ml/sec로 서서히 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법 및 조건 하에서 수행하여 구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 1.26±0.68μm 이다.Spherical polypropylene microparticles were obtained in the same manner and under the same conditions as in Example 2, except that in Example 2, the ethanol input rate was gradually added at 5.0 ml/sec instead of 1.0 ml/sec, and the average particle size and The deviation is 1.26±0.68μm.

비교예comparative example

비교예 1: 혼합용액의 농도가 범위를 벗어난 경우Comparative Example 1: When the concentration of the mixed solution is out of range

상기 실시예 1에서 자일렌17.6g 대신 35.2 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법 및 조건 하에서 수행하였다. 이 경우 입자간 분리가 안되고 서로 엉김 현상이 발생하였다.Example 1 was carried out under the same method and conditions as in Example 1, except that 35.2 g of xylene was used instead of 17.6 g of xylene. In this case, there was no separation between the particles and agglomeration occurred.

비교예 2: 에탄올을 첨가하지 않는 경우Comparative Example 2: When ethanol was not added

500ml 둥근 플라스크에 폴리프로필렌 펠렛(Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) 0.1g, 자일렌 8.8g을 110℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하고, 혼합용액 내 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해될 때까지 0.5시간 교반하였다. 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해된 110℃의 혼합용액을 25℃ 온도에서 15 시간 동안 교반하고, 상분리된 침전물을 0.2μm 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 이용하여 여과하였다. 이후 80℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후 파우더 상태의 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 240±60nm이다.In a 500ml round flask, 0.1g of polypropylene pellets (Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) and 8.8g of xylene were mixed and stirred at 110℃ to prepare a mixed solution, , and stirred for 0.5 hours until the polypropylene pellets in the mixed solution were completely dissolved. The mixed solution at 110° C. in which the polypropylene pellets were completely dissolved was stirred at 25° C. for 15 hours, and the phase-separated precipitate was filtered using a 0.2 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter. Thereafter, after drying in an oven at 80° C. for 24 hours, non-spherical polypropylene fine particles in a powder state were obtained, and the average particle diameter and deviation were 240±60 nm.

비교예 3: 에탄올을 첨가하지 않는 경우Comparative Example 3: When ethanol is not added

500ml 둥근 플라스크에 폴리프로필렌 펠렛(Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) 0.1g, 자일렌 17.6g을 110℃에서 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하고, 혼합용액 내 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해될 때까지 0.5시간 교반하였다. 폴리프로필렌 펠렛이 완전히 용해된 110℃의 혼합용액을 25℃ 온도에서 15 시간 동안 교반하고, 상분리된 침전물을 0.2μm 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터를 이용하여 여과하였다. 이후 80℃ 오븐에서 24시간 동안 건조시킨 후 파우더 상태의 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 획득하였으며, 평균 입경 및 편차는 21.91±8.52μm이다.In a 500ml round flask, 0.1g of polypropylene pellets (Sigma-Aldrich, Polypropylene, Product ID:427888, Isotactic, average Mw ~250,000, average Mn ~67,000) and 17.6g of xylene were mixed and stirred at 110℃ to prepare a mixed solution, , and stirred for 0.5 hours until the polypropylene pellets in the mixed solution were completely dissolved. The mixed solution at 110° C. in which the polypropylene pellets were completely dissolved was stirred at 25° C. for 15 hours, and the phase-separated precipitate was filtered using a 0.2 μm polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane filter. After drying in an oven at 80° C. for 24 hours, non-spherical polypropylene fine particles in a powder state were obtained, and the average particle diameter and deviation were 21.91±8.52 μm.

비교예 4Comparative Example 4

상기 실시예 2에서 에탄올 39.5g 대신 7.9g을 사용하였으며, 에탄올 투입속도를 1.0 ml/sec 대신 0.6 ml/sec로 서서히 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법 및 조건 하에서 수행하였다. 이 경우 입자간 분리가 안되고 서로 엉김 현상이 발생하였다.In Example 2, 7.9 g was used instead of 39.5 g of ethanol, and the same method and conditions as in Example 2 were performed except that the ethanol input rate was gradually added at 0.6 ml/sec instead of 1.0 ml/sec. In this case, there was no separation between the particles and agglomeration occurred.

실험예Experimental example

실험예 1: 구조분석Experimental Example 1: Structural Analysis

1) 전계 방사 주사 현미경 측정1) Field emission scanning microscopy measurements

실시예 1 내지 2에서 제조된 구형의 폴리프로필렌 미세입자와 비구형의 폴리프로필렌 미세입자를 형태를 확인하기 위해 전계 방사 주사 전자 현미경(field emission scanning electron microscope, Magellan400, FEI company(USA))을 측정하였다. 그 결과를 도 1에 나타냈었으며, 도 1(a)는 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 전계 방사 주사 전자 현미경 사진이며, 도 1(b)는 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 전계 방사 주사 전자 현미경 사진이다.In order to confirm the shape of the spherical polypropylene microparticles and non-spherical polypropylene microparticles prepared in Examples 1 and 2, a field emission scanning electron microscope (Magellan400, FEI company (USA)) was measured. did. The results are shown in Fig. 1, Fig. 1 (a) is a field emission scanning electron micrograph of spherical polypropylene microparticles, and Fig. 1 (b) is a field emission scanning electron micrograph of non-spherical polypropylene microparticles. It's a photo.

2) FT-IR 측정2) FT-IR measurement

실시예 1 내지 2에서 제조된 구형의 폴리프로필렌 나노 입자와 비구형의 폴리프로필렌 마이크로 입자의 폴리프로필렌 단일 성분을 확인하기 위하여 FT-IR 분광분석기(Fourier-transform infrared spectroscopy, ATR mode측정, Alpha-P, Bruker(USA))를 사용하여 측정하였다. 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었으며, 도 4는 구형의 폴리프로필렌 나노 입자의 FT-IR 그래프이며, 도 5는 비구형의 폴리프로필렌 마이크로 입자의 FT-IR그래프이다.FT-IR spectroscopy (Fourier-transform infrared spectroscopy, ATR mode measurement, Alpha-P , Bruker (USA)). The results are shown in FIGS. 4 and 5, where FIG. 4 is an FT-IR graph of spherical polypropylene nanoparticles, and FIG. 5 is an FT-IR graph of non-spherical polypropylene microparticles.

도 4 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예의 경우 혼합용액을 통한 미세입자의 제조 이후에도 실험에 사용된 폴리프로필렌과 동일한 화학성분을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이는 용매에 의한 단순한 용해 이후, 폴리프로필렌의 화학적 혹은 고분자 구조적인 변화 없이, 단순한 구성의 크기만이 변한 것을 확인할 수 있었다.As can be seen in Figures 4 and 5, in the case of the present invention, it can be confirmed that even after the preparation of the fine particles through the mixed solution has the same chemical composition as the polypropylene used in the experiment. It was confirmed that, after simple dissolution by a solvent, only the size of the simple composition was changed without chemical or polymer structural change of polypropylene.

실험예 2: 입도 분포 측정Experimental Example 2: Measurement of particle size distribution

실시예 1 내지 2에서 제조된 구형의 폴리프로필렌 나노 입자와 비구형의 폴리프로필렌 마이크로 입자의 입도 분포를 측정하였다.The particle size distribution of the spherical polypropylene nanoparticles and non-spherical polypropylene microparticles prepared in Examples 1 and 2 was measured.

입도 분포는 상기 도1의 SEM 이미지를 기준으로 ImageJ 프로그램을 이용하여 측정하였다. 그 결과를 도 3 및 도 4에 나타내었다.The particle size distribution was measured using the ImageJ program based on the SEM image of FIG. 1 . The results are shown in FIGS. 3 and 4 .

지금까지 본 발명에 따른 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.Although specific examples of the method for manufacturing polypropylene microparticles according to the present invention have been described so far, it is obvious that various implementation modifications are possible within the limits that do not depart from the scope of the present invention.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, and should be defined by the following claims as well as the claims and equivalents.

즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.That is, it should be understood that the above-described embodiment is illustrative in all respects and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims; All changes or modifications derived from the equivalent concept should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (18)

폴리프로필렌과 유기용매를 혼합교반시켜 혼합용액을 제조하는 단계;
상기 혼합용액에 알코올을 첨가하여 상분리 시키는 단계; 및
상기 상분리된 혼합용액으로부터 침전물을 수득하는 단계;를 포함하는 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
preparing a mixed solution by mixing and stirring polypropylene and an organic solvent;
phase separation by adding alcohol to the mixed solution; and
A method for producing polypropylene microparticles comprising; obtaining a precipitate from the phase-separated mixed solution.
제1항에 있어서,
상기 혼합용액은 70 내지 140℃에서 제조되는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The mixed solution is prepared at 70 to 140 ℃, the method for producing polypropylene fine particles.
제1항에 있어서,
상기 상분리는 상기 제조된 혼합용액을 상온에서 교반시키며, 알코올을 30 내지 60 ml/s의 속도로 첨가시켜 상분리 시키는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조 방법.
According to claim 1,
In the phase separation, the prepared mixed solution is stirred at room temperature, and alcohol is added at a rate of 30 to 60 ml/s to perform phase separation.
제1항에 있어서,
상기 상분리는 상기 제조된 혼합용액을 70 내지 140℃의 온도에서 교반시키며, 알코올을 0.5 내지 5ml/s의 속도로 적하시켜 상분리 시키는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조 방법.
According to claim 1,
In the phase separation, the prepared mixed solution is stirred at a temperature of 70 to 140° C., and alcohol is added dropwise at a rate of 0.5 to 5 ml/s to perform phase separation.
제3항에 있어서,
상기 혼합용액은 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 35 내지 175인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
4. The method of claim 3,
The mixed solution is a method for producing polypropylene microparticles, wherein the mixing weight ratio of polypropylene and organic solvent is 1: 35 to 175.
제4항에 있어서,
상기 혼합용액은 폴리프로필렌과 유기용매의 혼합중량비가 1: 10 내지 45인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The mixed solution is a method for producing polypropylene microparticles, wherein the mixing weight ratio of polypropylene and the organic solvent is 1: 10 to 45.
제3항에 있어서,
상기 침전물은 구형의 폴리프로필렌 미세입자인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
4. The method of claim 3,
The precipitate is a spherical polypropylene microparticles, the method for producing polypropylene microparticles.
제4항에 있어서,
상기 침전물은 비구형의 폴리프로필렌 미세입자인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
5. The method of claim 4,
The method for producing polypropylene microparticles, wherein the precipitate is non-spherical polypropylene microparticles.
제7항에 있어서,
상기 구형의 폴리프로필렌 미세입자의 크기는 100 내지 1000nm인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The spherical polypropylene microparticles have a size of 100 to 1000 nm, a method for producing polypropylene microparticles.
제8항에 있어서,
상기 비구형의 폴리프로필렌 미세입자의 크기는 0.5 내지 10μm인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The non-spherical polypropylene microparticles have a size of 0.5 to 10 μm, a method for producing polypropylene microparticles.
제1항에 있어서,
상기 알코올은 유기용매 1중량부에 대하여, 5 내지 15중량부로 첨가되는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The alcohol is added in an amount of 5 to 15 parts by weight based on 1 part by weight of the organic solvent, a method for producing polypropylene microparticles.
제1항에 있어서,
상기 유기용매는 자일렌, 톨루엔, 데칼린, 모노클로로벤젠으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The organic solvent is at least one selected from the group consisting of xylene, toluene, decalin, and monochlorobenzene.
제1항에 있어서,
상기 수득된 침전물을 필터로 여과시킨 뒤 건조하는 단계;를 더 포함하는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The method for producing polypropylene microparticles, further comprising; filtering the obtained precipitate with a filter and then drying.
제1항에 있어서,
상기 알코올은 탄소수 1 내지 4의 알코올로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The alcohol is a method for producing polypropylene microparticles comprising at least one selected from the group consisting of alcohols having 1 to 4 carbon atoms.
제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌의 중량평균 분자량은 10,000 내지 350,000인 것인, 폴리프로필렌 미세입자의 제조방법.
According to claim 1,
The weight average molecular weight of the polypropylene will be 10,000 to 350,000, the method for producing polypropylene fine particles.
제1항에 따른 제조방법으로 제조된 폴리프로필렌 미세입자.The polypropylene microparticles prepared by the manufacturing method according to claim 1 . 제16항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 미세입자는 100 내지 1000nm 크기를 가지는 구형의 폴리프로필렌 미세입자 또는 0.5 내지 10μm 크기를 가지는 비구형의 폴리프로필렌 미세입자인 것인, 폴리프로필렌 미세입자.
17. The method of claim 16,
The polypropylene microparticles are spherical polypropylene microparticles having a size of 100 to 1000 nm or non-spherical polypropylene microparticles having a size of 0.5 to 10 μm, polypropylene microparticles.
제17항에 따른 폴리프로필렌 미세입자를 포함하는 미세플라스틱 환경평가용 시료.A sample for environmental evaluation of microplastics comprising the polypropylene microparticles according to claim 17.
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