KR20230081417A - Methods for predicting quality of polymers - Google Patents

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KR20230081417A
KR20230081417A KR1020210169460A KR20210169460A KR20230081417A KR 20230081417 A KR20230081417 A KR 20230081417A KR 1020210169460 A KR1020210169460 A KR 1020210169460A KR 20210169460 A KR20210169460 A KR 20210169460A KR 20230081417 A KR20230081417 A KR 20230081417A
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Abstract

본 발명의 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 측정하는 단계(S1), 상기 측정된 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차를 계산하는 단계(S2) 및 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 내압 예측 값을 계산하는 단계(S3)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법에 관한 것이다.Measuring the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the polymer of the present invention (S1), calculating the average value and deviation of the crystal generating unit of the polymer from the measured molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the polymer It relates to a polymer quality prediction method comprising step (S2) and step (S3) of calculating a predicted value of withstand pressure from the average value and deviation of crystal forming units of the polymer.

Description

고분자 품질 예측 방법{METHODS FOR PREDICTING QUALITY OF POLYMERS}Polymer quality prediction method {METHODS FOR PREDICTING QUALITY OF POLYMERS}

본 발명은, 고분자 품질 예측 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 고분자를 제품화하기 전에 고분자 제품의 장기 내압 특성을 예측하고, 상기 장기 내압 특성을 만족하는 최적의 짧은 사슬 가지(short chain branch, SCB) 분포를 도출할 수 있는 고분자의 품질 예측 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for predicting polymer quality, and more specifically, predicts the long-term withstand voltage characteristics of a polymer product before commercializing the polymer, and distributes an optimal short chain branch (SCB) that satisfies the long-term withstand voltage characteristics. It relates to a method for predicting the quality of polymers that can derive

고분자의 결정은 크랙 안정성 및 장기 내압 특성과 같은 기계적 물성을 결정하는 주요 인자이다. 특히, 고분자의 짧은 사슬 가지(short chain branch)의 개수, 분포도 및 구조는 고분자 내 결정성과 비결정성 영역의 분포 및 함량을 조절하기 때문에, 고분자 짧은 사슬 가지의 개수, 분포도 및 구조에 따른 고분자의 결정 분포를 모델링하는 것은 결정성 고분자 제품의 품질을 예측하는데 중요하다.The determination of the polymer is a major factor in determining mechanical properties such as crack stability and long-term withstand pressure. In particular, since the number, distribution and structure of short chain branches of a polymer control the distribution and content of crystalline and amorphous regions in the polymer, the determination of the polymer according to the number, distribution and structure of short chain branches in the polymer Modeling the distribution is important for predicting the quality of crystalline polymer products.

기존의 고분자의 결정 분포는 CRYSTAF(Crystallization Analysis Fractionation), TREF(Temperature Rising Elution Fractionation), 또는 DSC(Differential Scanning Calorimetry)를 사용하여 실험적으로 분석이 가능하였다. CRYSTAF은 용매에 고분자를 용해시킨 후, 냉각하면서 결정화되지 않은 고분자의 농도로부터 고분자의 결정 분포를 측정하는 방법이며, TREF은 고분자의 용리 온도에 따라 고분자의 결정 분포를 측정하는 방법이고, DSC는 고분자 시료가 흡수 또는 방출하는 에너지로부터 고분자의 결정 분포를 측정하는 방법이다. The crystal distribution of conventional polymers can be experimentally analyzed using CRYSTAF (Crystallization Analysis Fractionation), TREF (Temperature Rising Elution Fractionation), or DSC (Differential Scanning Calorimetry). CRYSTAF is a method of dissolving a polymer in a solvent and then measuring the crystal distribution of the polymer from the concentration of the non-crystallized polymer while cooling. TREF is a method of measuring the crystal distribution of the polymer according to the elution temperature of the polymer, and DSC is a method of measuring the polymer crystal distribution It is a method of measuring the crystal distribution of a polymer from the energy absorbed or emitted by a sample.

다만, 상기 방법들은 결정성 고분자를 제품화한 후 측정이 가능한 바, 결정성 고분자를 제품화 하기 전에는 제품의 품질을 예측할 수 없어, 요구되는 제품의 물성 목표치에 도달하기 위해 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있었다.However, since the above methods can be measured after commercializing the crystalline polymer, the quality of the product cannot be predicted before commercializing the crystalline polymer, so it takes a lot of time and money to reach the desired product properties. there was

KRKR 10-2002-0016086 10-2002-0016086 AA

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지(short chain branch)의 개수 분포를 측정하고, 고분자의 결정 분포를 예측함으로써, 고분자의 물성을 예측하고, 상기 물성을 만족하는 최적의 짧은 사슬 가지 분포를 도출할 수 있는 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above problems, by measuring the molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches, predicting the crystal distribution of the polymer, predicting the physical properties of the polymer, and It is intended to provide a method for deriving an optimal short chain branch distribution that satisfies .

(1) 본 발명은 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 측정하는 단계(S1), 상기 측정된 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차를 계산하는 단계(S2) 및 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 내압 예측 값을 계산하는 단계(S3)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(1) The present invention measures the molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches (S1), the average value and deviation of the crystal generating unit of the polymer from the measured molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches It provides a polymer quality prediction method comprising the step of calculating (S2) and the step of calculating the withstand pressure prediction value from the average value and deviation of the crystal forming units of the polymer (S3).

(2) 본 발명은 상기 (1)에 있어서, 상기 내압 예측 값으로부터 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포를 도출하는 단계(S4)를 더 포함하는 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(2) The present invention provides a method for predicting polymer quality according to (1), further comprising the step (S4) of deriving molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer from the predicted internal pressure value.

(3) 본 발명은 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 (S1) 단계에서 상기 고분자의 분자량 분포는 겔투과 크로마토그래피를 이용하여 측정하는 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(3) The present invention provides a polymer quality prediction method according to (1) or (2) above, wherein the molecular weight distribution of the polymer in step (S1) is measured using gel permeation chromatography.

(4) 본 발명은 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 (S1) 단계에서 상기 짧은 사슬 가지의 개수 분포는 적외선 분광법을 이용하여 상기 고분자의 주 사슬의 탄소 1,000개당 짧은 사슬 가지의 개수를 측정하는 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(4) In the present invention, in any one of (1) to (3), the number distribution of the short chain branches in step (S1) is measured by using infrared spectroscopy to determine the number of short chains per 1,000 carbon atoms of the main chain of the polymer. A method for predicting polymer quality by measuring the number of branches is provided.

(5) 본 발명은 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 내압 예측 값(P)은 하기 수학식 1로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(5) The present invention provides a method for predicting polymer quality according to any one of (1) to (4) above, wherein the withstand pressure prediction value (P) is calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

P = 11.0019 ×mccu -0.08 ×σccu -0.15 + 3.8414P = 11.0019 × m ccu -0.08 × σ ccu -0.15 + 3.8414

상기 수학식 1에서, 상기 mccu는 고분자의 결정생성단위의 평균값이며, 상기 σccu는 고분자의 결정생성단위의 편차이다.In Equation 1, m ccu is the average value of the crystal forming units of the polymer, and σ ccu is the deviation of the crystal forming units of the polymer.

(6) 본 발명은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 내압 예측 값은 10.2 초과인 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(6) The present invention provides a method for predicting polymer quality according to any one of (1) to (5) above, wherein the predicted withstand voltage is greater than 10.2.

(7) 본 발명은 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 2로 계산되는 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(7) The present invention provides a polymer quality prediction method according to any one of (1) to (6) above, wherein the average value of the crystal forming units of the polymer is calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 수학식 2에서, mccu,i는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, Lbb는 주사슬의 탄소수이며, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 2, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is the number of short chain branches.

(8) 본 발명은 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 이상일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 3으로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(8) In the present invention, in any one of (1) to (7), when the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the polymer is 20 or more, the average value of the crystal forming units of the polymer is expressed by Equation 3 below Provides a method for predicting polymer quality that is calculated.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식 3에서, In Equation 3 above,

mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,

M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of short chain branches, and SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons.

(9) 본 발명은 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 미만일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 4로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(9) In the present invention, in any one of (1) to (8) above, when the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the polymer is less than 20, the average value of the crystal forming units of the polymer is expressed by Equation 4 below Provides a method for predicting polymer quality that is calculated.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 수학식 4에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, In Equation 4, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,

M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of short chain branches, and SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons.

(10) 본 발명은 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 결정생성단위의 편차는 하기 수학식 5로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(10) The present invention provides a polymer quality prediction method according to any one of (1) to (9) above, wherein the deviation of the crystal forming unit is calculated by Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 수학식 5에서, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고,In Equation 5, σ ccu,i is the ith molecular weight crystal generation unit deviation of the polymer,

mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이며, Lbb는 주사슬의 탄소수이고, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is the number of short chain branches.

(11) 본 발명은 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 (S2) 단계는 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 하기 수학식 6을 이용하여 상기 고분자의 결정생성단위의 분포를 도출하는 단계(S21)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(11) In the present invention, in any one of (1) to (10), the step (S2) is performed by using Equation 6 below from the average value and deviation of the crystal generating unit of the polymer. Provides a polymer quality prediction method comprising the step (S21) of deriving the distribution of.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 수학식 6에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고,In Equation 6, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, σ ccu,i is the deviation of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,

상기 CCU 는 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, f(CCU,i)는 고분자의 i번째 분자량의 결정생성단위가 결정을 생성할 확률이며, P(CCU)는 고분자 전체의 결정생성단위 확률 분포를 나타낸다.The CCU is the value of the crystal generating unit of the entire polymer, f(CCU,i) is the probability that the crystal generating unit of the ith molecular weight of the polymer will generate a crystal, and P(CCU) is the probability distribution of the crystal generating unit of the entire polymer indicate

(12) 본 발명은 상기 (11)에 있어서, 상기 (S2) 단계는 상기 (S21) 단계에서 도출된 상기 고분자의 결정생성단위의 분포로부터 하기 수학식 7을 이용하여 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 예측하는 단계(S22)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(12) In the present invention, in the above (11), the (S2) step is the crystal distribution of the polymer according to the temperature using Equation 7 from the distribution of the crystal generating units of the polymer derived in the (S21) step. It provides a polymer quality prediction method comprising the step (S22) of predicting.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 수학식 7에서, CCU는 상기 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, In Equation 7, CCU is the value of the crystal generating units of the entire polymer,

T0는 평형(equilibrium) 온도이고, TC는 고분자의 결정화 온도이며, α 및 β는 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 통해 결정되는 α 10 내지 22이고, β는 -30 내지 -15이다.T 0 is the equilibrium temperature, T C is the crystallization temperature of the polymer, α and β are α 10 to 22 determined through the crystal distribution of the polymer according to temperature, and β is -30 to -15.

(13) 본 발명은 상기 (2)에 있어서, 상기 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포는 하기 수학식 8로 도출된 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(13) The present invention provides a polymer quality prediction method according to (2) above, wherein the molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer are derived from Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 수학식 8에서, M은 고분자의 분자량이며, In Equation 8, M is the molecular weight of the polymer,

SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이고, ao는 -21.444, a1는 13.409, a2는 -2.2117, a3는 0.1251이다.SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons, a o is -21.444, a 1 is 13.409, a 2 is -2.2117, and a 3 is 0.1251.

(14) 본 발명은 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 상기 고분자는 폴리올레핀인 것인 고분자 품질 예측 방법을 제공한다.(14) The present invention provides a polymer quality prediction method according to any one of (1) to (13) above, wherein the polymer is polyolefin.

(15) 본 발명은 상기 (14)에 있어서, 상기 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 중합한 것인 고분자의 품질 예측 방법을 제공한다.(15) The present invention, in the above (14), The polyolefin is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, Provided is a method for predicting the quality of a polymer obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of 1-octadecene and 1-eicosene.

본 발명의 고분자의 품질 예측 방법은 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지(short chain branch)의 개수 분포를 측정하여, 고분자의 결정 분포를 모델링할 수 있어, 제품을 제조하지 않더라도 실제 고분자 제품의 기계적 물성을 예측할 수 있다. 또한, 예측된 고분자 제품의 기계적 물성 값을 토대로 최적화된 고분자 구조를 제시함으로써, 고분자 제품의 개발 과정을 단축시킬 수 있다.The polymer quality prediction method of the present invention measures the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the polymer to model the crystal distribution of the polymer, so that the mechanical properties of the actual polymer product can be obtained without manufacturing the product. can predict In addition, by presenting an optimized polymer structure based on the predicted mechanical property values of the polymer product, it is possible to shorten the development process of the polymer product.

도 1은 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 나타낸 것이다.
도 2는 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 온도에 따른 결정 분포 실측 결과 및 본 발명의 예측 방법에 의한 온도에 따른 결정 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 고밀도 폴리에틸렌 15종의 실측한 내압 값을 표시하고, 수학식 1의 선형 회귀 함수를 나타낸 그래프이다.
도 4의 (a) 및 (b)는 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 35종 중 선택된 샘플 1 및 2의 고분자 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 그래프와 온도에 따른 결정 분포 그래프이고, (c) 및 (d)는 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 24종 중 선택된 샘플 3 및 4의 고분자 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 그래프와 온도에 따른 결정 분포 그래프이다.
도 5는 샘플명 opt_pert에 대해 예측한 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포와 실제 파일럿 제품의 분자량 분포를 나타낸 그래프이다.
1 shows the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of high-density polyethylene resin 184K.
2 is a graph showing the result of measurement of crystal distribution according to temperature of high-density polyethylene resin 184K and the result of crystal distribution according to temperature according to the prediction method of the present invention.
3 is a graph showing actually measured internal pressure values of 15 types of high-density polyethylene and a linear regression function of Equation 1.
4 (a) and (b) are high-density polyethylene (HDPE) samples 1 and 2 selected from 35 types of polymer molecular weight distribution and short chain branch number distribution graphs and crystal distribution graphs according to temperature, (c) and (d) is a graph of the molecular weight distribution of samples 3 and 4 selected from among the 24 types of linear low-density polyethylene (LLDPE), the number distribution graph of short chain branches, and the crystal distribution graph according to temperature.
5 is a graph showing the molecular weight distribution predicted for the sample name opt_pert, the distribution of the number of short chain branches, and the molecular weight distribution of the actual pilot product.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이때, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention. At this time, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be done.

본 발명의 고분자 품질 예측 방법은 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 측정하는 단계(S1), 상기 측정된 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차를 계산하는 단계(S2) 및 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 내압 예측 값을 계산하는 단계(S3)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법을 포함한다.The method for predicting polymer quality of the present invention includes measuring the molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches (S1), and the average value of crystal generating units of the polymer from the measured molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches. and calculating a deviation (S2) and a polymer quality prediction method comprising calculating a predicted withstand pressure value from the average value and deviation of crystal forming units of the polymer (S3).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 실측한 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 고분자의 결정생성단위(Critical Crystallizable Unit, 이하 CCU라고 함)의 평균값 및 편차를 계산하고, 상기 결정생성단위의 평균값 및 편차를 이용하여 고분자의 내압 예측 값을 계산하고, 상기 내압 예측 값으로부터 고분자 제품의 장기 내압 특성을 예측할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the average value and deviation of the Critical Crystallizable Unit (hereinafter referred to as CCU) of the polymer are calculated from the measured molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the polymer, and the crystallizable unit Using the average value and deviation of , it is possible to calculate the predictive value of the withstand voltage of the polymer, and predict the long-term withstand voltage characteristics of the polymer product from the predicted withstand voltage value.

한편, 파이프 압출 시 가공성을 향상시키기 위해 저분자량의 고분자 비율을 증가시키면 상대적으로 파이프의 내압 특성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 가공성과 내압을 동시에 향상시키기 위해, 고분자의 결정생성단위(Critical Crystallizable Unit, CCU)의 평균값 및 편차를 이용하여 내압 예측 값을 도출할 수 있는 파라미터를 제공한다. 이를 통해, 제품을 제조하지 않고도, 해당 고분자를 이용하여 제조될 고분자 제품의 장기 내압 특성을 정확하게 예측할 수 있다. On the other hand, when the ratio of low molecular weight polymer is increased to improve processability during pipe extrusion, there is a problem in that the pressure resistance of the pipe is relatively deteriorated. Accordingly, the present invention provides a parameter capable of deriving a predictive value of withstand pressure using an average value and deviation of a Critical Crystallizable Unit (CCU) of a polymer in order to simultaneously improve processability and withstand pressure. Through this, it is possible to accurately predict long-term withstand pressure characteristics of a polymer product to be manufactured using the polymer without manufacturing the product.

본 명세서에서 고분자의 결정생성단위(CCU)는 고분자의 주사슬에 위치한 짧은 사슬 가지(short chain branch, 이하 SCB라 함) 간의 단위 간격을 의미한다. 상기 고분자의 결정생성단위와 관련하여 Flory-Huggins 이론을 바탕으로, 고분자는 결정 부위와 비결정 부위를 동시에 가질 수 있으며, 상기 결정 부위는 샌드위치 모양과 유사한 라멜라(lamella) 구조를 형성할 수 있는데, 공단량체(comonomer)의 도입으로 주사슬에 짧은 사슬 가지(SCB)가 생성되면, 라멜라 결정구조 안에 짧은 사슬 가지(SCB)가 포함되어 주사슬의 원활한 라멜라(lamella) 구조의 성장을 방해하고 비결정성 영역에 기여한다. 이 때, 결정이 될 수 있는 짧은 사슬 가지(SCB) 사이의 간격을 결정생성단위로 정의할 수 있다.In the present specification, a crystal forming unit (CCU) of a polymer refers to a unit interval between short chain branches (hereinafter referred to as SCBs) located in the main chain of a polymer. Based on the Flory-Huggins theory in relation to the crystal generating unit of the polymer, the polymer may have both a crystalline region and an amorphous region, and the crystalline region may form a lamella structure similar to a sandwich shape. When a short chain branch (SCB) is created in the main chain by the introduction of a monomer, the short chain branch (SCB) is included in the lamellar crystal structure to hinder the growth of the smooth lamella structure of the main chain and an amorphous region contribute to At this time, the interval between the short chain branches (SCB) that can be crystals can be defined as a crystal production unit.

또한, 본 명세서에서 내압 예측 값은 밀도 0.92 내지 0.97 g/cm3 및 결정화도 30 내지 70 %를 갖는 고밀도 폴리에틸렌으로 제조된 구경 110 mm 내지 200mm 파이프 제품에 대해 ISO9080 방법을 이용하여 측정한 내압 값과 대응되는 것으로, 실제 파이프 제품으로 제조하기 전에 상기 고분자의 결정생성단위를 통해 상기 파이프 제품의 내압 값 및 장기 내압 특성을 예측할 수 있는 파라미터이다.In addition, the predicted withstand pressure value in this specification corresponds to the withstand pressure value measured using the ISO9080 method for pipe products with a diameter of 110 mm to 200 mm made of high-density polyethylene having a density of 0.92 to 0.97 g / cm 3 and a crystallinity of 30 to 70%. It is a parameter that can predict the withstand pressure value and long-term withstand pressure characteristics of the pipe product through the crystal forming unit of the polymer before actually manufacturing it as a pipe product.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내압 예측 값(P)은 하기 수학식 1로 계산된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the predicted internal pressure value P may be calculated by Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

P = 11.0019 ×mccu -0.08 ×σccu -0.15 + 3.8414P = 11.0019 × m ccu -0.08 × σ ccu -0.15 + 3.8414

상기 수학식 1에서, 상기 mccu는 고분자의 결정생성단위의 평균값이며, 상기 σccu는 고분자의 결정생성단위의 편차이다. In Equation 1, m ccu is the average value of the crystal forming units of the polymer, and σ ccu is the deviation of the crystal forming units of the polymer.

상기 내압 예측 값은 상기 설명한 바와 같이 고분자를 가공하여 제조된 파이프 제품의 내압 값 및 장기 내압 특성을 예측할 수 있는 파라미터로서, 상기 수학식 1로부터 도출될 수 있다. 상기 수학식 1은 고분자의 결정생성단위의 평균값과 고분자의 결정생성단위의 편차로부터 내압 선형 회귀 함수를 나타낸 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 결정생성단위의 평균값과 편차는 결정생성단위의 분포 및 온도에 따른 결정 분포를 모델링한 후 상기 결정 분포 모델링을 기초로 하기 설명할 수학식 2 내지 5에 의해 도출될 수 있다. The predicted withstand pressure value is a parameter capable of predicting the withstand pressure value and long-term withstand pressure characteristics of a pipe product manufactured by processing a polymer as described above, and may be derived from Equation 1 above. Equation 1 above may represent a pressure resistance linear regression function from the average value of the crystal forming units of the polymer and the deviation of the crystal forming units of the polymer. More specifically, the average value and deviation of the crystal producing units may be derived by Equations 2 to 5 to be described below based on the crystal distribution modeling after modeling the distribution of the crystal producing units and the crystal distribution according to temperature.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자 품질 예측 방법은 상기 내압 예측 값으로부터 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포를 도출하는 단계(S4)를 더 포함할 수 있다. 구체적인 예로, 상기 (S4) 단계는 상기 (S3) 단계에서 계산된 내압 예측 값이 10.2 MPa 초과인 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포를 도출하는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the polymer quality prediction method may further include deriving molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer from the withstand pressure prediction value (S4). As a specific example, the step (S4) may be to derive the molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer having an estimated withstand pressure value calculated in the step (S3) of greater than 10.2 MPa.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자 품질 예측 방법은, 상기 (S3) 단계에서 계산된 내압 예측 값을 통해 고분자 파이프 제품의 장기 내압 특성을 예측할 수 있다. 110 mm 내지 200 mm 의 대구경 파이프는 외부 압력에 의한 변형이나 파괴로부터 장기간 안정성을 가짐과 동시에 우수한 가공성을 가지도록 제조될 필요가 있는데, 이를 위해 요구되는 장기 내압 특성 값은 13 MPa 이상일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이에 대응되는 내압 예측 값은 10.2 MPa를 초과하는 것일 수 있다. 즉, 상기 고분자 품질 예측 방법에 따라, 상기 (S3) 단계에서 계산된 내압 예측 값이 10.2 MPa를 초과하는 경우, 고분자 파이프 제품의 장기 내압 특성 값이 13 MPa 이상에 해당하는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 내압 예측 값은 10.3 MPa 이상, 10.5 MPa 이상, 10.7 MPa 이상, 또는 10.9 MPa 이상일 수 있고, 또한 15 MPa 이하, 14.8 MPa 이하, 14.6 MPa 이하, 또는 14.4 MPa 이하 일 수 있다. 상기 내압 예측 범위에 해당하는 값을 갖는 경우, 고온에서 고분자 파이프 제품에 미치는 외력과 대응하여 장기간 동안 변형 없이 견딜 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the polymer quality prediction method can predict the long-term withstand pressure characteristics of the polymer pipe product through the predictive pressure value calculated in the step (S3). Large-diameter pipes of 110 mm to 200 mm need to be manufactured to have long-term stability from deformation or destruction by external pressure and excellent workability, and the long-term pressure resistance required for this purpose may be 13 MPa or more. According to one embodiment of the present invention, the predicted internal pressure value corresponding thereto may exceed 10.2 MPa. That is, according to the polymer quality prediction method, if the predicted withstand pressure value calculated in step (S3) exceeds 10.2 MPa, it may mean that the long-term withstand pressure characteristic value of the polymer pipe product corresponds to 13 MPa or more. Specifically, the predicted internal pressure may be 10.3 MPa or more, 10.5 MPa or more, 10.7 MPa or more, or 10.9 MPa or more, and may also be 15 MPa or less, 14.8 MPa or less, 14.6 MPa or less, or 14.4 MPa or less. When it has a value corresponding to the predicted internal pressure range, it can withstand without deformation for a long time in response to the external force exerted on the polymer pipe product at high temperature.

또한, 하기 설명할 바와 같이 임의의 고분자에 대해서 계산된 결정생성단위의 평균값과 편차를 통해 상기 내압 예측 값을 도출할 수 있는데, 상기 내압 예측 값은 임의의 고분자가 파이프 제품으로 제조되었을 때 원하는 장기 내압 특성을 가질 수 있는지 판단하는 기준점이 된다. 구체적으로, 상기 임의의 고분자의 상기 내압 예측 값이 10.2 MPa을 초과하는 경우에는 하기 설명할 수학식 8에 의해 상기 임의의 고분자의 분자량 분포와 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 도출할 수 있고, 상기 임의의 고분자의 내압 예측 값이 10.2 MPa 이하인 경우에는 파이프 제품으로 제조하기 위한 임의의 고분자로서 다시 새로운 임의의 고분자를 선택할 수 있다. 새롭게 선택된 임의의 고분자에 대해서 다시 결정생성단위의 평균값과 편차를 도출하여 상기 내압 예측 값을 도출한 후 10.2 MPa를 초과하는지 판단할 수 있다.In addition, as will be described below, the predicted withstand voltage can be derived from the average value and the deviation of the crystal forming units calculated for a given polymer, and the predicted withstand voltage can be obtained for a desired long-term when a given polymer is manufactured into a pipe product. It is a reference point for determining whether or not it can have withstand pressure characteristics. Specifically, when the predicted withstand voltage of the arbitrary polymer exceeds 10.2 MPa, the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the arbitrary polymer can be derived by Equation 8 described below, If the predictive pressure resistance of the polymer of is 10.2 MPa or less, a new arbitrary polymer may be selected again as an arbitrary polymer for manufacturing a pipe product. After deriving the average value and the deviation of the crystal forming units for the newly selected arbitrary polymer, it is possible to determine whether the withstand pressure exceeds 10.2 MPa after deriving the predicted value.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차는 고분자의 분자량 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 계산된 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the average value and deviation of the crystal forming unit of the polymer may be calculated from the molecular weight of the polymer and the number distribution of short chain branches.

상기 고분자의 결정생성단위는 상기 설명한 바와 같이 짧은 사슬 가지(SCB)와 짧은 사슬 가지 사이의 결정이 될 수 있는 단위 간격을 의미하며, 상기 고분자의 결정생성단위는 고분자의 분자량 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포의 영향을 받는다. 각 분자량에 해당하는 짧은 사슬 가지의 개수 및 분포를 통해 분자량 별 결정생성단위의 평균값을 계산할 수 있고, 짧은 사슬 가지의 개수에 따라 생성 가능한 결정생성단위가 달라지므로, 이러한 특성을 반영하여 고분자의 분자량 별 결정생성단위의 표준 편차 값을 계산하고, 상기 결정생성단위의 평균값과 편차로부터 가우스 분포를 이용하여 고분자 전체의 결정생성단위 확률 분포를 계산할 수 있다.As described above, the crystal generating unit of the polymer means a unit interval that can be crystallized between the short chain branch (SCB) and the short chain branch, and the crystal generating unit of the polymer is the molecular weight of the polymer and the number of short chain branches. distribution is affected. The average value of crystal generating units for each molecular weight can be calculated through the number and distribution of short chain branches corresponding to each molecular weight. A standard deviation value of each crystal-producing unit may be calculated, and a probability distribution of the crystal-producing unit of the entire polymer may be calculated using a Gaussian distribution from the average value and deviation of the crystal-producing unit.

한편, 고분자 주 사슬의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20개 이상일 때, 고분자의 지속 길이(persistence length)가 증가하게 되고, 이에 따라 고분자의 결정생성단위의 평균값이 감소하게 되고, 고분자 주 사슬의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20개 미만일 때, 고분자의 지속 길이는 감소하여 이에 따라 고분자의 결정생성단위의 평균값은 증가하게 된다. On the other hand, when the number of short chain branches per 1,000 carbons of the polymer main chain is 20 or more, the persistence length of the polymer increases, and accordingly the average value of the crystal forming unit of the polymer decreases. When the number of short chain branches per 1,000 carbons of the chain is less than 20, the polymer's persistence length decreases, and the average value of the crystal forming units of the polymer increases accordingly.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계에서 상기 고분자의 분자량 분포는 겔투과 크로마토그래피를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계에서 상기 짧은 사슬 가지의 개수 분포는 적외선 분광법을 이용하여 상기 고분자의 주사슬을 이루는 탄소 1,000개당 짧은 사슬 가지의 개수를 측정하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the molecular weight distribution of the polymer in the step (S1) can be measured using gel permeation chromatography. In addition, the number distribution of the short chain branches in the step (S1) may be measured by measuring the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms constituting the main chain of the polymer using infrared spectroscopy.

보다 구체적으로, 상기 (S1) 단계에서 상기 고분자의 분자량 분포는 분석 대상 고분자를 임의로 선택하고, 선택된 고분자에 대해 겔투과 크로마토그라피(GPC)를 이용하여 측정한 고분자의 분자량의 로그값을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포를 y축으로 하여 고분자의 분자량 분포 곡선을 도출함으로써 도출할 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계에서 상기 짧은 사슬 가지의 개수 분포는 선택된 고분자에 대해 적외선 분광법(FT-IR)을 이용하여 분자량의 로그값을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 고분자 주 사슬 각각이 갖는 탄소 1,000개당 짧은 사슬 가지의 개수(주사슬을 이루는 탄소 1,000개당 주사슬에 결합된 짧은 사슬 가지의 개수, 단위 개/1,000C, 짧은 사슬 가지는 주사슬에 결합된 탄소수 2 내지 7개의 분지된 사슬이다.)를 y축으로 하는 고분자의 짧은 사슬 가지의 개수 분포 곡선을 도출함으로써 도출할 수 있다. 또한, 상기 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 기초로 상기 결정생성단위의 평균값과 편차를 도출할 수 있다.More specifically, for the molecular weight distribution of the polymer in the step (S1), a polymer to be analyzed is arbitrarily selected, and the log value of the molecular weight of the polymer measured using gel permeation chromatography (GPC) for the selected polymer is used as the x-axis. And, it can be derived by deriving the molecular weight distribution curve of the polymer using the molecular weight distribution for the logarithmic value as the y-axis. In addition, in the step (S1), the distribution of the number of short chain branches is determined by using infrared spectroscopy (FT-IR) for the selected polymer, with the logarithmic value of molecular weight as the x-axis, and each polymer main chain for the logarithmic value The number of short chain branches per 1,000 carbons (number of short chain branches per 1,000 carbons constituting the main chain, units/1,000C, branched chains with 2 to 7 carbon atoms attached to the main chain) It can be derived by deriving the number distribution curve of the short chain branches of the polymer with ) as the y-axis. In addition, the average value and deviation of the crystal forming unit may be derived based on the molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 2로 계산되는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the average value of the crystal forming units of the polymer may be calculated by Equation 2 below.

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 수학식 2에서, mccu,i는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, Lbb는 주사슬의 탄소수이며, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 2, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is the number of short chain branches.

상기 수학식 2는 짧은 사슬 가지가 존재하는 모든 고분자에 적용 가능하며, 상기 수학식 2로 계산될 수 있는 고분자의 분자량 결정생성단위 평균값은 하기와 같이 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수에 따라 다르게 표현 할 수 있다.Equation 2 is applicable to all polymers in which short chain branches exist, and the average value of the molecular weight crystal generating units of the polymer, which can be calculated by Equation 2, depends on the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the polymer as follows. can be expressed differently.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 이상일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 3으로 계산될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the polymer is 20 or more, the average value of crystal forming units of the polymer may be calculated by Equation 3 below.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 수학식 3에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 3, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of the short chain branch, and SCB / C1000 is the short chain branch per 1,000 carbons is the number of

상기 수학식 3 및 하기 수학식 4는 고분자 분자량과 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 짧은 사슬 가지의 결정화 거동을 반영한 결정생성단위의 평균값을 도출하기 위한 것이다. 상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 이상인 경우에는 짧은 사슬 가지가 결정을 방해하는 요소로 작용하고, 그 영향을 무시하기 어려우므로, 상기 수학식 3에서 짧은 사슬 가지가 결정을 방해하는 정도를 나타내었다. 또한, 상기 수학식 3이 적용될 수 있는 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 이상인 경우의 고분자는 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)를 포함할 수 있다.The above Equation 3 and the following Equation 4 are for deriving the average value of the crystal forming unit reflecting the crystallization behavior of the short chain branch from the polymer molecular weight and the number distribution of the short chain branch. When the number of short chain branches per 1,000 carbons of the polymer is 20 or more, the short chain branches act as an element that hinders the crystal, and it is difficult to ignore the effect, so in Equation 3, the short chain branches interfere with the crystal. indicated the extent to which In addition, when the number of short chain branches per 1,000 carbons to which Equation 3 can be applied is 20 or more, the polymer may include linear low density polyethylene (LLDPE).

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 미만일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 4로 계산될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the polymer is less than 20, the average value of crystal forming units of the polymer may be calculated by Equation 4 below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 수학식 4에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 4, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of the short chain branch, and SCB / C1000 is the short chain branch per 1,000 carbons is the number of

상기 수학식 4가 적용될 수 있는 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 미만인 경우의 고분자는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함 할 수 있다.When the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms to which Equation 4 can be applied is less than 20, high density polyethylene (HDPE) may be included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 결정생성단위의 편차는 하기 수학식 5로 계산될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the deviation of the crystal production unit may be calculated by Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 수학식 5에서, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이며, Lbb는 주사슬의 탄소수이고, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 5, σ ccu,i is the deviation of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is is the number of short chain branches.

상기 수학식 5를 이용하여, 상기 결정생성단위의 편차를 도출할 수 있다. The deviation of the crystal generating unit may be derived using Equation 5 above.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계는 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 가우스 분포를 이용하여 상기 고분자의 결정생성단위의 분포를 도출하는 단계(S21) 및 상기 (S21) 단계에서 도출된 고분자의 결정생성단위의 분포로부터 깁스-톰슨 방정식을 이용하여 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 예측하는 단계(S22)를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the step (S2) is the step (S21) of deriving the distribution of crystal forming units of the polymer using a Gaussian distribution from the average value and deviation of the crystal forming units of the polymer (S21) and the above (S21) ) using the Gibbs-Thomson equation from the distribution of crystal generating units of the polymer derived in step (S22) of predicting the crystal distribution of the polymer according to the temperature.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S21) 단계의 상기 고분자의 결정생성단위의 확률 분포는 결정생성단위의 평균값 및 편차 값으로부터 수학식 6으로 표시되는 가우스 분포를 이용하여 계산할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the probability distribution of the crystal producing units of the polymer in the step (S21) can be calculated using the Gaussian distribution represented by Equation 6 from the average value and the deviation value of the crystal producing units.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 수학식 6에서, mccu,i 및 σccu,i 는 상기 수학식 2 내지 5에서 정의한 바와 같으며, CCU 는 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, f(CCU,i)는 고분자의 i번째 분자량의 결정생성단위가 결정을 생성할 확률이며, P(CCU)는 고분자 전체의 결정생성단위 확률 분포를 나타낸다.In Equation 6, m ccu,i and σ ccu,i are as defined in Equations 2 to 5, CCU is the value of the entire crystal unit of the polymer, and f(CCU,i) is the i-th polymer It is the probability that the crystal generating unit of the molecular weight will produce a crystal, and P(CCU) represents the probability distribution of the crystal generating unit throughout the polymer.

상기 결정생성단위의 확률 분포가 높은 경우 생성될 수 있는 결정의 크기가 다양하다는 것을 의미하고, 상기 결정생성단위의 확률 분포가 낮은 경우 생성될 수 있는 결정의 크기가 한정적인 것을 의미할 수 있다.When the probability distribution of the crystal production unit is high, it means that the sizes of crystals that can be formed are diverse, and when the probability distribution of the crystal production units is low, it means that the size of crystals that can be generated is limited.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S22) 단계의 온도에 따른 고분자의 결정 분포는 상기 수학식 6에 의해 계산된 상기 결정생성단위 분포로부터 하기 수학식 7을 이용하여 계산할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, the crystal distribution of the polymer according to the temperature in the step (S22) can be calculated using Equation 7 below from the distribution of crystal generating units calculated by Equation 6 above.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 수학식 7에서, CCU는 상기 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, T0는 평형(equilibrium) 온도이고, TC는 고분자의 결정화 온도이며, α 및 β는 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 통해 결정되는 상수를 나타내는 것으로서, 상수 α는 고분자 결정화 과정의 계면 에너지 값을 의미하며 10 내지 22이고, β는 반경험칙 매개변수로서 측정되는 샘플 종류에 따라 -30 내지 -15이다.In Equation 7, CCU is the crystal production unit value of the entire polymer, T 0 is the equilibrium temperature, T C is the crystallization temperature of the polymer, and α and β are the crystal distribution of the polymer according to the temperature. As representing the constant to be determined, the constant α means the interfacial energy value of the polymer crystallization process and is 10 to 22, and β is a semi-empirical parameter and is -30 to -15 depending on the type of sample to be measured.

상기 수학식 7은 깁스-톰슨(Gibbs- Thomson)의 열역학적 결정화 이론에 기반한 깁스-톰슨 방정식(Gibbs- Thomson equation)을 기초로 도출한 것이다.Equation 7 is derived based on the Gibbs-Thomson equation based on the thermodynamic crystallization theory of Gibbs-Thomson.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계는 상기 수학식 7로 도출된 온도에 따른 고분자의 결정 분포와 실제 온도 상승 용리 분별법(TREF)를 이용하여 측정한 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 비교하였을 때, 정확도가 80 % 이상일 수 있고, 상기 정확도는 상기 수학식 3으로 표시된 선형 회귀 함수의 신뢰도가 높음을 의미한다. 구체적인 예로, 상기 정확도가 80 % 이상일 경우, 상기 (S2) 단계에서 계산된 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 도출된 내압 예측 값과 실제 측정한 내압 값의 오차 값이 낮고, 상기 수학식 3의 선형 회귀 함수의 정확도가 높다는 것을 의미한다. 특히, 밀도 0.92 내지 0.97 g/cm3 및 결정화도 30 내지 70 %를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 고분자의 경우 약 92.5 % 이상의 정확도를 가질 수 있고, 동일 조건의 선형 저밀도 폴리에틸렌 고분자의 경우 약 81.9 % 이상의 정확도를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step (S2), the crystal distribution of the polymer according to the temperature derived from Equation 7 and the determination of the polymer according to the temperature measured using the true temperature rising elution fractionation (TREF) When the distributions are compared, the accuracy may be 80% or more, and the accuracy means that the reliability of the linear regression function represented by Equation 3 is high. As a specific example, when the accuracy is 80% or more, the error value between the internal pressure prediction value derived from the average value and deviation of the crystal generating units calculated in step (S2) and the actually measured internal pressure value is low, and the linearity of Equation 3 is This means that the accuracy of the regression function is high. In particular, a high-density polyethylene polymer having a density of 0.92 to 0.97 g/cm 3 and a crystallinity of 30 to 70% may have an accuracy of about 92.5% or more, and a linear low-density polyethylene polymer under the same conditions may have an accuracy of about 81.9% or more. there is.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 내압 예측 값이 10.2 MPa를 초과하는 상기 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포는 하기 수학식 8로 도출할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer having the predicted withstand pressure value exceeding 10.2 MPa can be derived by Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 수학식 8에서, M은 고분자의 분자량이며, In Equation 8, M is the molecular weight of the polymer,

SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이고, ao는 -21.444, a1는 13.409, a2는 -2.2117, a3는 0.1251이다.SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons, a o is -21.444, a 1 is 13.409, a 2 is -2.2117, and a 3 is 0.1251.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 고분자 품질 예측 방법에서 상기 고분자는 폴리올레핀일 수 있고, 상기 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 중합한 중합체 또는 공중합체일 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, in the polymer quality prediction method of the present invention, the polymer may be polyolefin, and the polyolefin is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl- Polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of 1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene It can be a polymer or a copolymer.

본 발명의 고분자의 품질 예측 방법은 고분자 수지, 특히 폴리올레핀 수지를 사용하여 제조한 제품에서의 장기 내압 특성을 미리 예측할 수 있고, 바람직하게는 소구경 및/또는 대구경 고압 파이프 용으로 사용되는 폴리올레핀 수지의 장기 내압 특성 예측에 적합할 수 있다.The method for predicting the quality of a polymer of the present invention can predict in advance the long-term withstand pressure characteristics of a product manufactured using a polymer resin, particularly a polyolefin resin, and is preferably used for small diameter and/or large diameter high pressure pipes. It may be suitable for predicting long-term withstand pressure characteristics.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

실시예 1: 수학식 1의 선형 회귀 함수 도출Example 1: Derivation of the linear regression function of Equation 1

(1) 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 실측(1) Actual measurement of molecular weight distribution of polymer and number distribution of short chain branches

도 1은 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 나타낸 것이다.1 shows the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of high-density polyethylene resin 184K.

고밀도 폴리에틸렌 수지 184K(중량평균 분자량 184,000 g/mol, 밀도 0.947 g/cm3, 결정화도 65.2 %)을 겔투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 연속적인 분자량 분포를 측정하였다. 분자량의 로그값(LogM)을 x축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dw/dLogM)를 y축으로 하여 분자량 분포 곡선을 얻었으며, 하기 도 1에서 연속적인 실선으로 표시하였다.High-density polyethylene resin 184K (weight average molecular weight 184,000 g/mol, density 0.947 g/cm 3 , crystallinity 65.2%) was measured for continuous molecular weight distribution using gel permeation chromatography (GPC). A molecular weight distribution curve was obtained with the logarithmic value (LogM) of the molecular weight as the x-axis and the molecular weight distribution (dw/dLogM) relative to the logarithmic value as the y-axis, and shown as a continuous solid line in FIG. 1 below.

이후, 적외선 분광(FT-IR) 장치를 이용하여, 겔투과 크로마토그래피에 의해 얻어진 분자량의 로그값(LogM)을 x축으로 하고, FT-IR 장치에 의해 얻어진 상기 분자량 값에 대한 탄소 1,000개당 짧은 사슬 가지의 개수(주사슬을 이루는 탄소 1,000개당 주사슬에 결합된 짧은 사슬 가지의 개수, 단위 개/1,000C, 짧은 사슬 가지는 주사슬에 결합된 탄소수 2 내지 7개의 분지된 사슬이다.)를 y축으로 하는 짧은 사슬 가지의 개수 분포 곡선을 얻었으며, 하기 도 1에서 불연속적인 푸른 점선으로 표시하였다.Then, using an infrared spectroscopy (FT-IR) device, the log value (LogM) of the molecular weight obtained by gel permeation chromatography is set as the x-axis, and the short per 1,000 carbons for the molecular weight value obtained by the FT-IR device The number of chain branches (the number of short chain branches attached to the main chain per 1,000 carbon atoms constituting the main chain, units/1,000C, short chain branches are branched chains with 2 to 7 carbon atoms attached to the main chain) is y A distribution curve of the number of short chain branches serving as an axis was obtained, and is indicated by a discontinuous blue dotted line in FIG. 1 below.

이때, 겔투과 크로마토그라피의 측정기기 및 측정 조건은 하기와 같다.At this time, the measuring equipment and measuring conditions of the gel permeation chromatography are as follows.

<측정기기><Measuring device>

Water Pl-GPC220Water Pl-GPC220

<측정 조건><Measurement conditions>

Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300mm 길이 칼럼을 이용하여 Waters PL-GPC220 기기를 이용하여 평가하였다. 평가 온도는 160 ℃이며, 1,2,4-트리클로로벤젠(1,2,4-Trichlorobenzene)을 용매로서 사용하였고, 유속은 1 mL/min이며, 샘플은 10 mg/10mL의 농도로 조제한 다음 200 μL의 양으로 공급하고, 폴리스티렌 표준(분자량: 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2.000.000 g/mol, 4,000,000 g/mol, 10,000,000 g/mol)을 이용하여 형성된 검정 곡선을 이용하여 분자량의 값을 구하였다. A Polymer Laboratories PLgel MIX-B 300 mm long column was used for evaluation using a Waters PL-GPC220 instrument. The evaluation temperature is 160 ℃, 1,2,4-trichlorobenzene (1,2,4-Trichlorobenzene) was used as a solvent, the flow rate was 1 mL / min, and the sample was prepared at a concentration of 10 mg / 10 mL Supplied in an amount of 200 μL, polystyrene standards (molecular weight: 2,000 g/mol, 10,000 g/mol, 30,000 g/mol, 70,000 g/mol, 200,000 g/mol, 700,000 g/mol, 2.000.000 g/mol, 4,000,000 g/mol, 10,000,000 g/mol) was used to determine the molecular weight using a calibration curve.

또한, FT-IR 장치 및 측정 조건은 하기와 같다.In addition, the FT-IR apparatus and measurement conditions are as follows.

<측정기기><Measuring device>

PerkinElmer Spectrum 100 FT-IRPerkinElmer Spectrum 100 FT-IR

<측정 조건><Measurement conditions>

GPC(PL-GPC220)와 연결된 PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR을 이용하여 측정하였다.It was measured using a PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR connected to GPC (PL-GPC220).

구체적으로는 중량평균분자량(M)의 로그값(log M)을 X축으로 하고, 상기 로그값에 대한 분자량 분포(dwt/dlog M)를 Y축으로 하여 분자량 분포 곡선을 그렸을 때, 전체 면적 대비 좌우 끝 20 %를 제외한 가운데 60 %의 좌측 및 우측 경계에서 SCB(Short Chain Branch) 함량(주사슬을 이루는 탄소 1,000개당 주사슬에 결합된 짧은 사슬 가지의 개수, 단위 개/1,000C, 짧은 사슬 가지는 주사슬에 결합된 탄소수 2 내지 7개의 분지된 사슬이다.)을 측정하여 하기 수학식 9를 이용하여 BOCD Index를 산출하였다. 상기 BOCB(Broad Orthogonal Comonomer Distribution)은 알파 올레핀과 같은 공단량체의 함량이 고분자량 주 사슬에 얼마나 집중되어 있는지를 나타낸 값이다. 짧은 사슬 가지의 개수가 고분자량 쪽으로 갈수록 BOCD값이 높아진다. 이 때, 고분자량 쪽 SCB 함량과, 저분자량 쪽 SCB 함량은 각각 가운데 60 % 범위의 우측 및 좌측의 경계에서의 SCB 함량값을 의미하고, 시료를 PL-SP260을 이용하여 BHT 0.0125 %가 포함된 1,2,4-Trichlorobenzene에서 160 ℃, 10시간 동안 녹여 전처리한 후, 고온 GPC(PL-GPC220)와 연결된 PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR을 이용하여 160 ℃에서 측정하였다.Specifically, when the molecular weight distribution curve is drawn with the log value (log M) of the weight average molecular weight (M) as the X-axis and the molecular weight distribution (dwt/dlog M) for the log value as the Y-axis, the total area SCB (Short Chain Branch) content (number of short chain branches per 1,000 carbons constituting the main chain, units/1,000C, short chain branches) at the left and right borders of 60% of the middle except for the 20% of the left and right ends It is a branched chain having 2 to 7 carbon atoms bonded to the main chain.) was measured and the BOCD Index was calculated using Equation 9 below. The BOCB (Broad Orthogonal Comonomer Distribution) is a value indicating how concentrated the content of a comonomer such as an alpha olefin is in a high molecular weight main chain. As the number of short chain branches increases toward the high molecular weight, the BOCD value increases. At this time, the SCB content on the high molecular weight side and the SCB content on the low molecular weight side mean the SCB content values at the right and left boundaries of the middle 60% range, respectively. After pretreatment by melting in 1,2,4-Trichlorobenzene at 160 °C for 10 hours, measurement was performed at 160 °C using a PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR connected to high-temperature GPC (PL-GPC220).

[수학식 9][Equation 9]

 BOCD Index = (고분자량쪽 SCB 함량 - 저분자량쪽 SCB 함량) / (저분자량쪽 SCB 함량)BOCD Index = (high molecular weight side SCB content - low molecular weight side SCB content) / (low molecular weight side SCB content)

(2) 온도에 따른 고분자의 결정 분포 실측 결과 및 본 발명의 예측 방법에 의한 온도에 따른 고분자의 결정 분포 결과 비교(2) Comparison of the result of measuring the crystal distribution of polymer according to temperature and the result of crystal distribution of polymer according to temperature according to the prediction method of the present invention

도 2는 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 온도에 따른 결정 분포 실측 결과 및 본 발명의 예측 방법에 의한 온도에 따른 결정 분포 결과를 나타낸 것이다.Figure 2 shows the result of measuring the crystal distribution according to the temperature of the high-density polyethylene resin 184K and the result of the crystal distribution according to the temperature according to the prediction method of the present invention.

상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K를 TREF(Temperature Rising Elution Fractionation) 방법을 이용하여 온도에 따른 결정 분포를 측정하였다. 온도(T)를 x축으로 하고, 상기 온도에 대한 분자량 분포(dw/dT)를 y축으로 하여 온도에 따른 결정 분포 곡선을 얻었으며, 하기 도 2에서 연속적인 검은색 실선으로 표시하였다.The crystal distribution of the high-density polyethylene resin 184K according to temperature was measured using a TREF (Temperature Rising Elution Fractionation) method. A crystal distribution curve according to temperature was obtained with temperature (T) as the x-axis and molecular weight distribution (dw/dT) with respect to the temperature as the y-axis, and indicated by a continuous black line in FIG. 2 below.

이와 비교하여, 도 2로 나타나는 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포의 실측 결과를 전술한 수학식 4 내지 7에 적용하여, 고밀도 폴리에틸렌 수지의 온도에 따른 결정 분포를 예측하였으며, 예측 결과는 하기 도 2에서 불연속적인 붉은 점선으로 표시하였다. In comparison, the measured results of the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches of the high-density polyethylene resin 184K shown in FIG. 2 were applied to Equations 4 to 7 to predict the crystal distribution according to the temperature of the high-density polyethylene resin , The prediction results are indicated by discontinuous red dotted lines in FIG. 2 below.

이때, TREF의 측정방법은 하기와 같다.At this time, the measurement method of TREF is as follows.

TREF는 PolymerChar의 TREF 기계를 사용하였으며 o-디클로로벤젠을 용매로 하여 -20 ℃ 내지 120 ℃ 범위에서 측정하였다. 상세하게는, 80 mg의 중합체 샘플을 20 ml의 o-디클로로벤젠 용매 하에서 135 ℃에서 30분간 용해시킨 후 95 ℃에서 30분간 안정화시켰다. 이것을 TREF 컬럼에 도입한 후, 0.5 ℃/분의 강온 속도로 -20 ℃까지 냉각 후, 2분간 유지하였다. 그 후 -20 ℃에서 130 ℃까지 1 ℃/min의 강온 속도로 가열하면서 용매인 o-디클로로벤젠을 0.5 mL/분의 유속으로 컬럼에 흘리면서 용출되는 중합체의 농도를 측정하였다.TREF was measured using PolymerChar's TREF machine and using o-dichlorobenzene as a solvent in the range of -20 °C to 120 °C. Specifically, 80 mg of the polymer sample was dissolved in 20 ml of an o-dichlorobenzene solvent at 135° C. for 30 minutes and then stabilized at 95° C. for 30 minutes. After introducing this into a TREF column, it was cooled to -20°C at a temperature decreasing rate of 0.5°C/min, and held for 2 minutes. Thereafter, while heating from -20 °C to 130 °C at a temperature decrease rate of 1 °C/min, o-dichlorobenzene as a solvent was flowed through the column at a flow rate of 0.5 mL/min to measure the concentration of the eluted polymer.

상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 184K의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포의 실측 결과를 바탕으로 온도에 따른 결정 분포를 예측하기 위해 사용된 수학식 4 내지 7는 다음과 같다.Equations 4 to 7 used to predict the crystal distribution according to temperature based on the measured results of the molecular weight distribution of the high-density polyethylene resin 184K and the number distribution of short chain branches are as follows.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 수학식 4에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 4, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of the short chain branch, and SCB / C1000 is the short chain branch per 1,000 carbons is the number of

상기 수학식 4가 적용될 수 있는 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 미만인 경우의 고분자는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 포함 할 수 있다.When the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms to which Equation 4 can be applied is less than 20, high density polyethylene (HDPE) may be included.

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 수학식 5에서, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이며, Lbb는 주사슬의 탄소수이고, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.In Equation 5, σ ccu,i is the deviation of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is is the number of short chain branches.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 수학식 6에서, mccu,i 및 σccu,i 는 상기 수학식 4 내지 7에서 정의한 바와 같으며, CCU 는 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, f(CCU,i)는 고분자의 i번째 분자량의 결정생성단위가 결정을 생성할 확률이며, P(CCU)는 고분자 전체의 결정생성단위 확률 분포를 나타낸다.In Equation 6, m ccu,i and σ ccu,i are as defined in Equations 4 to 7, CCU is the value of the entire crystal generating unit of the polymer, and f(CCU,i) is the i-th polymer It is the probability that the crystal generating unit of the molecular weight will produce a crystal, and P(CCU) represents the probability distribution of the crystal generating unit throughout the polymer.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 수학식 7에서, CCU는 상기 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, T0는 평형(equilibrium) 온도이고, TC는 고분자의 결정화 온도이며, α 및 β는 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 통해 결정되는 상수를 나타낸다.In Equation 7, CCU is the crystal production unit value of the entire polymer, T 0 is the equilibrium temperature, T C is the crystallization temperature of the polymer, and α and β are the crystal distribution of the polymer according to the temperature. Indicates the constant to be determined.

도 2를 참고하면, 본 발명의 예측 방법에 따라 고밀도 폴리에틸렌 수지의 결정 분포를 예측한 결과는 실제 고밀도 폴리에틸렌 수지의 TREF 분석 결과와 매우 유사하게 나타난다는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2 , it can be seen that the result of predicting the crystal distribution of the high-density polyethylene resin according to the prediction method of the present invention is very similar to the TREF analysis result of the actual high-density polyethylene resin.

(3) 수학식 1의 선형 회귀 함수 도출(3) Derivation of the linear regression function of Equation 1

상기 고밀도 폴리에틸렌 184K를 기초로 예측 방법에 따라 예측한 온도에 따른 결정 분포 결과와 실측한 TREF 분석 결과가 유사하다는 것을 확인한 후, 하기 표 1에 표시된 샘플명, 내압 및 내압 예측 값을 가지는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 15 종을 준비하였다. After confirming that the result of the crystal distribution according to the temperature predicted by the prediction method based on the high-density polyethylene 184K and the TREF analysis result actually measured are similar, the high-density polyethylene having the sample name, withstand pressure, and withstand pressure prediction value shown in Table 1 below ( HDPE) 15 types were prepared.

구분division 샘플명sample name 종류type 내압(MPa)Pressure resistance (MPa) 내압 예측(MPa)Pressure prediction (MPa) 1One PE 20PE 20 HDPEHDPE 10.3210.32 10.0682210.06822 22 PE 3PE 3 HDPEHDPE 11.4511.45 11.1869311.18693 33 PE 21PE 21 HDPEHDPE 10.1410.14 10.3694410.36944 44 PE 22PE 22 HDPEHDPE 9.639.63 9.686739.68673 55 PE 23PE 23 HDPEHDPE 10.2610.26 10.0585310.05853 66 PE 13PE 13 HDPEHDPE 10.4510.45 10.2088910.20889 77 PE 24PE 24 HDPEHDPE 10.310.3 10.3060710.30607 88 PE 25PE 25 HDPEHDPE 10.3510.35 10.5160610.51606 99 PE 26PE 26 HDPEHDPE 10.410.4 10.4305910.43059 1010 PE 27PE 27 HDPEHDPE 9.589.58 10.1011110.10111 1111 PE 16PE 16 HDPEHDPE 10.4210.42 10.1953610.19536 1212 PE 28PE 28 HDPEHDPE 10.0810.08 10.122810.1228 1313 PE 29PE 29 HDPEHDPE 10.4110.41 10.1444410.14444 1414 PE 12PE 12 HDPEHDPE 9.879.87 10.1222610.12226 1515 PE 17PE 17 HDPEHDPE 9.999.99 10.1512410.15124

상기 고밀도 폴리에틸렌 15종들에 대해 각각의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포의 실측 결과를 전술한 수학식 4 내지 7에 적용하여, 각각 고밀도 폴리에틸렌 15종의 온도에 따른 결정 분포 곡선을 도출하였다. 상기 각 고밀도 폴리에틸렌 15종의 온도에 따른 결정 분포 곡선을 바탕으로 각 고분자들의 전체 결정생성단위의 평균값(mccu) 및 전체 결정생성단위의 표준편차 값(σccu)을 산출하고, 상기 결정생성단위의 평균값 및 표준편차 값과 실제 ISO 9080 방법으로 측정한 내압 값으로부터 수학식 1로 나타나는 선형 회귀 함수를 도출하였다.도 3은 각 고밀도 폴리에틸렌 15종의 실측한 내압과 수학식 1에 의해 계산된 내압 예측 값을 표시한 그래프로서, 상기 도출한 수학식 1에 의해 계산한 각 샘플들의 내압 예측 값을 하기 도 3의 X축으로 표시하였고, 각 고밀도 폴리에틸렌 15종의 실측한 내압을 도 3의 Y축으로 표시하였다.[수학식 1]The measurement results of each molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches for the 15 types of high-density polyethylene were applied to Equations 4 to 7 to derive a crystal distribution curve according to the temperature of each of the 15 types of high-density polyethylene. Based on the crystal distribution curve according to the temperature of each of the 15 types of high-density polyethylene, the average value (m ccu ) and the standard deviation value (σ ccu ) of all crystal production units of each polymer are calculated, and the crystal production unit A linear regression function represented by Equation 1 was derived from the average value and standard deviation of , and the internal pressure value measured by the actual ISO 9080 method. As a graph displaying predicted values, the predicted values of the withstand pressure of each sample calculated by Equation 1 above are indicated on the X-axis in FIG. [Equation 1]

P = 11.0019 ×mccu -0.08 ×σccu -0.15 + 3.8414P = 11.0019 × m ccu -0.08 × σ ccu -0.15 + 3.8414

상기 수학식 1에서, 상기 mccu는 고분자의 결정생성단위의 평균값이며, 상기 σccu는 고분자의 결정생성단위의 편차이다. In Equation 1, m ccu is the average value of the crystal forming units of the polymer, and σ ccu is the deviation of the crystal forming units of the polymer.

실험예 1: 수학식 1의 선형 회귀 함수의 정확도 검증Experimental Example 1: Accuracy Verification of the Linear Regression Function of Equation 1

표 2에 표시된 밀도가 0.92 g/cm3 내지 0.97 g/cm3이며, 결정화도가 30% 내지 70%인 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 35종 및 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 24종을 준비하였다.35 types of high-density polyethylene resins (HDPE) and 24 types of linear low-density polyethylene (LLDPE) having a density of 0.92 g/cm 3 to 0.97 g/cm 3 and a crystallinity of 30% to 70% as shown in Table 2 were prepared.

구분division 샘플명sample name 종류type 밀도(g/cm3)Density (g/cm 3 ) Mw(g/mol)Mw (g/mol) BOCDBOCD 결정화도(%)Crystallinity (%) 1One PE 30PE 30 HDPEHDPE 0.94340.9434 160,043160,043 4.44.4 62.4362.43 22 PE 31PE 31 HDPEHDPE 0.94600.9460 170,997170,997 1.91.9 65.4365.43 33 PE 32PE 32 HDPEHDPE 0.94440.9444 180,379180,379 0.930.93 64.6264.62 44 PE 33PE 33 HDPEHDPE 0.94420.9442 210,294210,294 0.840.84 65.1665.16 55 PE 8PE 8 HDPEHDPE 0.94400.9440 212,654212,654 0.870.87 65.2265.22 66 PE 9PE 9 HDPEHDPE 0.94650.9465 166,876166,876 1.411.41 65.6965.69 77 PE 10PE 10 HDPEHDPE 0.94560.9456 198,182198,182 0.930.93 65.1765.17 88 PE 12PE 12 HDPEHDPE 0.94320.9432 184,763184,763 1.191.19 67.1867.18 99 PE 14PE 14 HDPEHDPE 0.94640.9464 185,664185,664 1.381.38 61.2661.26 1010 PE 13PE 13 HDPEHDPE 0.94770.9477 184,498184,498 1.451.45 62.7262.72 1111 PE 18PE 18 HDPEHDPE 0.94680.9468 176,324176,324 1.331.33 60.8160.81 1212 PE 16PE 16 HDPEHDPE 0.94440.9444 174,841174,841 0.910.91 62.3162.31 1313 PE 34PE 34 HDPEHDPE 0.94360.9436 191,971191,971 0.610.61 66.0166.01 1414 PE 17PE 17 HDPEHDPE 0.94660.9466 169,556169,556 0.510.51 61.5661.56 1515 PE 18PE 18 HDPEHDPE 0.94730.9473 178,087178,087 0.690.69 63.8963.89 1616 PE 28PE 28 HDPEHDPE 0.94520.9452 177,873177,873 0.650.65 67.7567.75 1717 PE 29PE 29 HDPEHDPE 0.94680.9468 187,457187,457 0.670.67 63.5263.52 1818 PE 23PE 23 HDPEHDPE 0.94750.9475 188,421188,421 1.011.01 61.4361.43 1919 PE 35PE 35 HDPEHDPE 0.94710.9471 175,568175,568 0.840.84 63.3763.37 2020 PE 36PE 36 HDPEHDPE 0.94760.9476 175,460175,460 0.950.95 57.3657.36 2121 PE 37PE 37 HDPEHDPE 0.94700.9470 150,693150,693 0.780.78 62.1962.19 2222 PE 38PE 38 HDPEHDPE 0.94800.9480 171,164171,164 0.750.75 64.3464.34 2323 PE 39PE 39 HDPEHDPE 0.94790.9479 145,539145,539 0.990.99 71.3271.32 2424 PE 40PE 40 HDPEHDPE 0.94730.9473 154,727154,727 0.960.96 63.4563.45 2525 PE 41PE 41 HDPEHDPE 0.94820.9482 151,207151,207 0.470.47 64.7664.76 2626 PE 42PE 42 HDPEHDPE 0.94800.9480 146,192146,192 0.490.49 65.5365.53 2727 PE 43PE 43 HDPEHDPE 0.94780.9478 146,379146,379 1.081.08 65.7065.70 2828 PE 44PE 44 HDPEHDPE 0.94640.9464 160,452160,452 1.341.34 61.3261.32 2929 PE 45PE 45 HDPEHDPE 0.94890.9489 152,992152,992 1.221.22 61.9461.94 3030 PE 46PE 46 HDPEHDPE 0.94670.9467 159,158159,158 1.031.03 63.3963.39 3131 PE 47PE 47 HDPEHDPE 0.94630.9463 167,276167,276 0.40.4 63.5763.57 3232 PE 48PE 48 HDPEHDPE 0.94750.9475 160,977160,977 0.650.65 63.3263.32 3333 PE 49PE 49 HDPEHDPE 0.94760.9476 160,655160,655 0.870.87 61.8561.85 3434 PE 50PE 50 HDPEHDPE 0.94820.9482 181,724181,724 2.12.1 62.1162.11 3535 PE 20PE 20 HDPEHDPE 0.94670.9467 203,081203,081 3.263.26 61.0961.09 3636 PE 51PE 51 LLDPELLDPE 0.91620.9162 143,000143,000 13.2598613.25986 -- 3737 PE 52PE 52 LLDPELLDPE 0.91710.9171 113,000113,000 9.0273589.027358 -- 3838 PE 53PE 53 LLDPELLDPE 0.91770.9177 126,000126,000 9.1046959.104695 -- 3939 PE 54PE 54 LLDPELLDPE 0.91980.9198 120,000120,000 7.3540537.354053 -- 4040 PE 55PE 55 LLDPELLDPE 0.91950.9195 99,00099,000 14.0159214.01592 -- 4141 PE 56PE 56 LLDPELLDPE 0.91910.9191 94,00094,000 15.2616415.26164 -- 4242 PE 57PE 57 LLDPELLDPE 0.91890.9189 98,00098,000 8.4553058.455305 -- 4343 PE 58PE 58 LLDPELLDPE 0.91890.9189 99,00099,000 9.4606639.460663 -- 4444 PE 59PE 59 LLDPELLDPE 0.92150.9215 120,000120,000 11.8221111.82211 -- 4545 PE 60PE 60 LLDPELLDPE 0.91950.9195 122,000122,000 6.2706746.270674 -- 4646 PE 61PE 61 LLDPELLDPE 0.91960.9196 115,000115,000 3.8429053.842905 -- 4747 PE 62PE 62 LLDPELLDPE 0.91980.9198 112,000112,000 4.1271374.127137 -- 4848 PE 63PE 63 LLDPELLDPE 0.91960.9196 116,000116,000 7.2857057.285705 -- 4949 PE 64PE 64 LLDPELLDPE 0.920.92 111,000111,000 6.8960746.896074 -- 5050 PE 65PE 65 LLDPELLDPE 0.92020.9202 117,000117,000 7.8131687.813168 -- 5151 PE 66PE 66 LLDPELLDPE 0.92150.9215 120,000120,000 1.3962531.396253 -- 5252 PE 67PE 67 LLDPELLDPE 0.92170.9217 113,000113,000 3.981123.98112 -- 5353 PE 68PE 68 LLDPELLDPE 0.92160.9216 114,000114,000 4.233854.23385 -- 5454 PE 69PE 69 LLDPELLDPE 0.92180.9218 117,000117,000 3.7428113.742811 -- 5555 PE 70PE 70 LLDPELLDPE 0.91990.9199 118,000118,000 7.3540537.354053 -- 5656 PE 71PE 71 LLDPELLDPE 0.91980.9198 120,000120,000 8.1279848.127984 -- 5757 PE 72PE 72 LLDPELLDPE 0.91980.9198 121,000121,000 8.9019168.901916 -- 5858 PE 73PE 73 LLDPELLDPE 0.920.92 109,000109,000 5.1558635.155863 -- 5959 PE 74PE 74 LLDPELLDPE 0.91960.9196 106,000106,000 6,929596,92959 --

(상기 BOCB는 Broad Orthogonal Comonomer Distribution의 약자로 알파 올레핀과 같은 공단량체의 함량이 고분자량 주 사슬에 얼마나 집중되어 있는지를 나타낸 값이다. 짧은 사슬 가지의 개수가 고분자량 쪽으로 갈수록 BOCD값이 높아진다. 상기 BOCD는 상기 실시예 1의 (1)에서 측정한 방법과 동일하게 측정하였고, 상기 밀도는 METTLER TOLEDO사의 XS104 장치를 이용하고, ASTM D1505 기준에 따라 23 ℃에서 측정하였다.)우선, 겔투과 크로마토그래프(GPC)와 적외선 분광(FT-IR) 장치를 이용하여 분자량 분포 곡선 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 곡선을 도출하였다. 상기 겔투과 크로마토그래프(GPC)와 적외선 분광(FT-IR) 장치를 이용한 측정 방법은 상기 실시예 1의 (1)에서 설명한 바와 동일하다. (BOCB stands for Broad Orthogonal Comonomer Distribution and is a value indicating how concentrated the content of comonomers such as alpha olefins is in the high molecular weight main chain. The BOCD value increases as the number of short chain branches goes toward the high molecular weight. BOCD was measured in the same way as in (1) of Example 1, and the density was measured at 23 ° C. using a METTLER TOLEDO XS104 device according to ASTM D1505 standard.) First, gel permeation chromatograph The molecular weight distribution curve and the number distribution curve of short chain branches were derived using (GPC) and infrared spectroscopy (FT-IR). The measurement method using the gel permeation chromatograph (GPC) and infrared spectroscopy (FT-IR) apparatus is the same as described in (1) of Example 1.

이어서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 35종 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 24종에 대해 TREF(Temperature Rising Elution Fractionation) 방법을 이용하여 온도에 따른 결정 분포를 측정하였고, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 35종 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 24종의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포의 실측 결과를 전술한 수학식 4 내지 7에 적용하여 계산한 온도에 따른 결정 분포를 도출하였다. 상기 TREF를 이용한 측정 방법은 상기 실시예 1의 (2)에서 설명한 바와 동일하다.Then, the crystal distribution according to the temperature was measured using the TREF (Temperature Rising Elution Fractionation) method for the 35 types of high-density polyethylene resins and 24 types of linear low-density polyethylene, and the molecular weight of the 35 types of high-density polyethylene resins and 24 types of linear low-density polyethylene. A crystal distribution according to the calculated temperature was derived by applying the measurement results of the distribution and the number distribution of short chain branches to the above-described Equations 4 to 7. The measurement method using the TREF is the same as described in (2) of Example 1 above.

상기 표 4에 기재된 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 35종 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 24종에 대해 상기 실제 TREF 측정값과 상기 계산한 온도에 따른 결정 분포에 대해 각 온도 별로 결정 길이 값을 비교하여 본 결과, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지 35종에 대해서는 92.5 %의 정확도를 나타내고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 24종에 대해서는 81.9 %의 정확도를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. As a result of comparing the crystal length value for each temperature with respect to the actual TREF measured value and the calculated crystal distribution according to the temperature for the 35 types of high-density polyethylene resins and 24 types of linear low-density polyethylene described in Table 4, the high-density polyethylene It was confirmed that an accuracy of 92.5% was exhibited for 35 types of resin, and an accuracy of 81.9% was shown for 24 types of linear low-density polyethylene resin.

상기 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 35종 중 2종을 임의로 선택하고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 24종 중 2종을 임의로 선택하여, 표 3에 각각 샘플 1 내지 4로 나타내었고, 샘플 1 및 2의 고분자 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 그래프와 온도에 따른 결정 분포 그래프를 도 4의 (a) 및 (b)에 나타내었으며, 샘플 3 및 4의 고분자 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포 그래프와 온도에 따른 결정 분포 그래프를 도 4의 (c) 및 (d)에 나타내었다.Two of the 35 types of high-density polyethylene (HDPE) were arbitrarily selected, and two types of the linear low-density polyethylene (LLDPE) were randomly selected, and samples 1 to 4 were shown in Table 3, respectively. The polymer molecular weight distribution of sample 2, the distribution graph of the number of short chain branches, and the crystal distribution graph according to temperature are shown in (a) and (b) of FIG. 4, and the molecular weight distribution of samples 3 and 4 and the number distribution of short chain branches The graph and the crystal distribution graph according to temperature are shown in (c) and (d) of FIG. 4 .

구분division 샘플명sample name 종류type 밀도(g/cm3)Density (g/cm 3 ) Mw (g/mol)Mw (g/mol) BOCDBOCD 결정화도(%)Crystallinity (%) 샘플 1sample 1 PE 36PE 36 HDPEHDPE 0.94440.9444 180,379180,379 0.930.93 64.6264.62 샘플 2sample 2 PE 37PE 37 HDPEHDPE 0.94600.9460 170,997170,997 1.91.9 65.4365.43 샘플 3sample 3 PE 74PE 74 LLDPELLDPE 0.91960.9196 106,000106,000 6,929596,92959 -- 샘플 4sample 4 PE 59PE 59 LLDPELLDPE 0.92150.9215 120,000120,000 11.8221111.82211 --

도 4을 참고하면, 샘플 1(샘플명 PE 36) 및 샘플 2(샘플명 PE 37)는 HDPE로서, 실제 TREF로 측정한 온도에 따른 결정 분포와 상기 수학식 4 내지 7를 이용하여 계산한 온도에 따른 결정 분포는 저온 및 고온에서 상당히 유사한 것을 알 수 있다. 샘플 3(샘플명 PE 74) 및 샘플 4(샘플명 PE 59)의 경우 LLDPE로서, 상기 설명한 바와 같이 HDPE에 비해 유사 정도가 낮으나 90 ℃의 온도에서 결정 분포의 경향성이 유사하다는 것을 알 수 있다. 이와 같이 TREF 으로 실제 측정한 온도에 따른 결정 분포와 상기 계산한 온도에 따른 결정 분포가 유사하고, 결정생성단위의 평균값 및 편차의 정확도가 높은 것을 확인할 수 있었다.한편, 실제 상기 표 2에 기재된 샘플 중 PE 50의 경우, ISO9080 방법으로 측정한 실제 내압이 10.62 MPa이고, 상기 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 수학식 1을 이용하여 계산한 내압 예측 값은 10.2MPa인 것을 확인할 수 있고, 이로부터 내압 예측 값은 실제 내압과 비교하여 오차값 5% 이내의 정확도를 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 하기 수학식 1의 회귀식의 정확도도 높음을 확인할 수 있었다.[수학식 1]Referring to FIG. 4, sample 1 (sample name PE 36) and sample 2 (sample name PE 37) are HDPE, and the crystal distribution according to the temperature measured by the actual TREF and the temperature calculated using Equations 4 to 7 above. It can be seen that the crystal distribution according to is quite similar at low and high temperatures. Sample 3 (sample name PE 74) and sample 4 (sample name PE 59) are LLDPE, and as described above, the degree of similarity is lower than that of HDPE, but it can be seen that the crystal distribution tendency is similar at a temperature of 90 ° C. In this way, it was confirmed that the crystal distribution according to the temperature actually measured by TREF and the crystal distribution according to the calculated temperature were similar, and the accuracy of the average value and deviation of the crystal producing unit was high. In the case of medium PE 50, it can be confirmed that the actual internal pressure measured by the ISO9080 method is 10.62 MPa, and the predicted internal pressure calculated using Equation 1 from the average value and deviation of the crystal producing unit is 10.2 MPa, from which the internal pressure It was confirmed that the predicted value had an accuracy within 5% of the error value compared to the actual internal pressure. Accordingly, it was confirmed that the accuracy of the regression equation of Equation 1 below was also high. [Equation 1]

P = 11.0019 ×mccu -0.08 ×σccu -0.15 + 3.8414P = 11.0019 × m ccu -0.08 × σ ccu -0.15 + 3.8414

상기 수학식 1에서, 상기 mccu는 고분자의 결정생성단위의 평균값이며, 상기 σccu는 고분자의 결정생성단위의 편차이다. In Equation 1, m ccu is the average value of the crystal forming units of the polymer, and σ ccu is the deviation of the crystal forming units of the polymer.

실험예 2: 고분자의 최적 짧은 사슬 가지의 개수 분포 도출Experimental Example 2: Derivation of number distribution of optimal short chain branches of polymer

본 실험예에서는 실제 제품에 필요한 내압 값을 10.2 MPa 초과인 것으로 설정하였으며, 전술한 수학식 1을 기반으로 10.2 MPa 초과인 내압 값 11.3695 MPa을 만족하는 샘플 5(샘플명 opt_pert)의 최적 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 하기 수학식 8로부터 도출하였다. In this experimental example, the internal pressure value required for the actual product was set to be greater than 10.2 MPa, and the optimum short chain branch of sample 5 (sample name opt_pert) satisfying the internal pressure value of 11.3695 MPa, which is greater than 10.2 MPa based on the above-mentioned Equation 1 The number distribution of was derived from Equation 8 below.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 수학식 8에서, M은 고분자의 분자량이며, In Equation 8, M is the molecular weight of the polymer,

SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이고, SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons;

ao는 -21.444, a1는 13.409, a2는 -2.2117, a3는 0.1251이다.a o is -21.444, a 1 is 13.409, a 2 is -2.2117, and a 3 is 0.1251.

또한, 도 5는 상기 샘플 5(샘플명 opt_pert)에 대해 상기 수학식 8에 의해 계산한 각 샘플들의 최적 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 나타낸 것이다. 도 5를 참고하면, 상기 샘플 5로부터 실제 제조된 파일럿 제품과 본 발명의 고분자 품질 예측 방법에 의해 도출된 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포가 유사하다는 것을 알 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 고분자 품질 예측 방법으로 파이프 제품을 제조하지 않고도 미리 최적의 장기 내압 특성을 갖는 고분자의 최적의 품질을 도출 할 수 있다.In addition, FIG. 5 shows the number distribution of optimal short chain branches of each sample calculated by Equation 8 for sample 5 (sample name opt_pert). Referring to FIG. 5, it can be seen that the pilot product actually manufactured from Sample 5 and the molecular weight distribution and the number distribution of short chain branches derived by the polymer quality prediction method of the present invention are similar. Through this, the polymer quality prediction method of the present invention can derive the optimal quality of polymers having optimal long-term pressure resistance characteristics in advance without manufacturing pipe products.

Claims (15)

고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포를 측정하는 단계(S1);
상기 측정된 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지의 개수 분포로부터 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차를 계산하는 단계(S2); 및
상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 내압 예측 값을 계산하는 단계(S3)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법.
measuring the molecular weight distribution of the polymer and the number distribution of short chain branches (S1);
Calculating average values and deviations of the crystal forming units of the polymer from the measured molecular weight distribution and the distribution of the number of short chain branches of the polymer (S2); and
A method for predicting polymer quality comprising the step (S3) of calculating an internal pressure prediction value from the average value and deviation of crystal forming units of the polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 내압 예측 값으로부터 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포를 도출하는 단계(S4)를 더 포함하는 고분자 품질 예측 방법.
The method of claim 1,
The method of predicting polymer quality further comprising the step (S4) of deriving molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer from the pressure resistance prediction value.
청구항 1에 있어서,
상기 (S1) 단계에서 상기 고분자의 분자량 분포는 겔투과 크로마토그래피를 이용하여 측정하는 것인 고분자 품질 예측 방법.
The method of claim 1,
In step (S1), the molecular weight distribution of the polymer is measured using gel permeation chromatography.
청구항 1에 있어서,
상기 (S1) 단계에서 상기 짧은 사슬 가지의 개수 분포는 적외선 분광법을 이용하여 상기 고분자의 주 사슬의 탄소 1,000개당 짧은 사슬 가지의 개수를 측정하는 것인 고분자 품질 예측 방법.
The method of claim 1,
In the step (S1), the number distribution of the short chain branches is measured by using infrared spectroscopy to measure the number of short chain branches per 1,000 carbon atoms of the main chain of the polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 내압 예측 값(P)은 하기 수학식 1로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 1]
P = 11.0019 ×mccu -0.08 ×σccu -0.15 + 3.8414
상기 수학식 1에서, 상기 mccu는 고분자의 결정생성단위의 평균값이며, 상기 σccu는 고분자의 결정생성단위의 편차이다.
The method of claim 1,
The polymer quality prediction method in which the pressure prediction value (P) is calculated by Equation 1 below:
[Equation 1]
P = 11.0019 × m ccu -0.08 × σ ccu -0.15 + 3.8414
In Equation 1, m ccu is the average value of the crystal forming units of the polymer, and σ ccu is the deviation of the crystal forming units of the polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 내압 예측 값은 10.2 MPa 초과인 것인 고분자 품질 예측 방법.
The method of claim 1,
The method for predicting polymer quality, wherein the predicted pressure value is greater than 10.2 MPa.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 2로 계산되는 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 2]
Figure pat00020

상기 수학식 2에서, mccu,i는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, Lbb는 주사슬의 탄소수이며, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.
The method of claim 1,
Polymer quality prediction method in which the average value of the crystal forming units of the polymer is calculated by Equation 2 below:
[Equation 2]
Figure pat00020

In Equation 2, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is the number of short chain branches.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 이상일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 3으로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 3]
Figure pat00021

상기 수학식 3에서,
mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고,
M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.
The method of claim 1,
When the number of short chain branches per 1,000 carbons of the polymer is 20 or more, the average value of the crystal forming unit of the polymer is calculated by Equation 3 below: Polymer quality prediction method:
[Equation 3]
Figure pat00021

In Equation 3 above,
m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,
M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of short chain branches, and SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자의 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수가 20 미만일 때 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값은 하기 수학식 4로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 4]
Figure pat00022

상기 수학식 4에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고,
M은 고분자의 분자량이며, Mbr은 짧은 사슬 가지의 분자량이고, SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이다.
The method of claim 1,
When the number of short chain branches per 1,000 carbons of the polymer is less than 20, the average value of the crystal forming units of the polymer is calculated by Equation 4 below: Polymer quality prediction method:
[Equation 4]
Figure pat00022

In Equation 4, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,
M is the molecular weight of the polymer, M br is the molecular weight of short chain branches, and SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons.
청구항 1에 있어서,
상기 결정생성단위의 편차는 하기 수학식 5로 계산된 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 5]
Figure pat00023

상기 수학식 5에서, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고,
mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이며, Lbb는 주사슬의 탄소수이고, nbr은 짧은 사슬 가지의 개수이다.
The method of claim 1,
Polymer quality prediction method in which the deviation of the crystal production unit is calculated by Equation 5 below:
[Equation 5]
Figure pat00023

In Equation 5, σ ccu,i is the ith molecular weight crystal generation unit deviation of the polymer,
m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, L bb is the number of carbon atoms in the main chain, and n br is the number of short chain branches.
청구항 1에 있어서,
상기 (S2) 단계는 상기 고분자의 결정생성단위의 평균값 및 편차로부터 하기 수학식 6을 이용하여 상기 고분자의 결정생성단위의 분포를 도출하는 단계(S21)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 6]
Figure pat00024

상기 수학식 6에서, mccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 평균값이고, σccu,i 는 고분자의 i번째 분자량 결정생성단위 편차이고,
상기 CCU 는 고분자 전체의 결정생성단위 값이고, f(CCU,i)는 고분자의 i번째 분자량의 결정생성단위가 결정을 생성할 확률이며, P(CCU)는 고분자 전체의 결정생성단위 확률 분포를 나타낸다.
The method of claim 1,
The step (S2) includes the step (S21) of deriving the distribution of the crystal forming units of the polymer using the following Equation 6 from the average value and deviation of the crystal forming units of the polymer:
[Equation 6]
Figure pat00024

In Equation 6, m ccu,i is the average value of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer, σ ccu,i is the deviation of the ith molecular weight crystal generating unit of the polymer,
The CCU is the value of the crystal generating unit of the entire polymer, f(CCU,i) is the probability that the crystal generating unit of the ith molecular weight of the polymer will generate a crystal, and P(CCU) is the probability distribution of the crystal generating unit of the entire polymer indicate
청구항 11에 있어서,
상기 (S2) 단계는 상기 (S21) 단계에서 도출된 상기 고분자의 결정생성단위의 분포로부터 하기 수학식 7을 이용하여 온도에 따른 고분자의 결정 분포를 예측하는 단계(S22)를 포함하는 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 7]
Figure pat00025

상기 수학식 7에서, CCU는 상기 고분자 전체의 결정생성단위 값이고,
T0는 평형(equilibrium) 온도이고, TC는 고분자의 결정화 온도이며, α은 10 내지 22이고, β는 -30 내지 -15이다.
The method of claim 11,
The (S2) step predicts the polymer quality including the step (S22) of predicting the crystal distribution of the polymer according to the temperature using Equation 7 below from the distribution of crystal generating units of the polymer derived in the step (S21). method:
[Equation 7]
Figure pat00025

In Equation 7, CCU is the value of the crystal generating units of the entire polymer,
T 0 is the equilibrium temperature, T C is the crystallization temperature of the polymer, α is 10 to 22, and β is -30 to -15.
청구항 2에 있어서,
상기 고분자의 분자량 분포 및 짧은 사슬 가지 분포는 하기 수학식 8로 도출된 것인 고분자 품질 예측 방법:
[수학식 8]
Figure pat00026

상기 수학식 8에서, M은 고분자의 분자량이며,
SCB/C1000 은 탄소 1,000개 당 짧은 사슬 가지의 개수이고, ao는 -21.444, a1는 13.409, a2는 -2.2117, a3는 0.1251이다.
The method of claim 2,
The polymer quality prediction method in which the molecular weight distribution and short chain branch distribution of the polymer is derived from Equation 8 below:
[Equation 8]
Figure pat00026

In Equation 8, M is the molecular weight of the polymer,
SCB/C1000 is the number of short chain branches per 1,000 carbons, a o is -21.444, a 1 is 13.409, a 2 is -2.2117, and a 3 is 0.1251.
청구항 1에 있어서,
상기 고분자는 폴리올레핀인 것인 고분자 품질 예측 방법.
The method of claim 1,
Polymer quality prediction method, wherein the polymer is polyolefin.
제14항에 있어서,
상기 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 단량체를 중합한 것인 고분자의 품질 예측 방법.
According to claim 14,
The polyolefin is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, A method for predicting the quality of a polymer obtained by polymerizing at least one monomer selected from the group consisting of 1-octadecene and 1-eicosene.
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