KR20240038430A - Composition for producing cyclic olefin polymer and preparation method of cyclic olefin polymer - Google Patents

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cyclic olefin
olefin polymer
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norbornene
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채창근
김용석
박보근
김동균
박성민
이우화
고용민
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한국화학연구원
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Abstract

본 발명은 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물 및 환형 올레핀 중합체 제조방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 수평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP) 제조용 조성물 및 환형 올레핀 중합체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for producing a cyclic olefin polymer and a method for producing a cyclic olefin polymer, and more specifically, to a composition for producing an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer (UHMWCOP) with a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more. It relates to compositions and methods for producing cyclic olefin polymers.

Description

환형 올레핀 중합체 제조용 조성물 및 환형 올레핀 중합체 제조방법{Composition for producing cyclic olefin polymer and preparation method of cyclic olefin polymer}Composition for producing cyclic olefin polymer and preparation method of cyclic olefin polymer {Composition for producing cyclic olefin polymer and preparation method of cyclic olefin polymer}

본 발명은 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물 및 환형 올레핀 중합체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for producing a cyclic olefin polymer and a method for producing a cyclic olefin polymer.

지글러-나타 촉매(Ziegler-Natta catalysts)에 의해 폴리에틸렌, 폴리프로필렌이 생산된 이래로, 촉매기술의 발전과 더불어 새로운 유형의 단량체를 활용하게 되면서 환형 올레핀 중합체(cyclic olefin polymers)가 탄생하기에 이르렀다.Since the production of polyethylene and polypropylene using Ziegler-Natta catalysts, the development of catalyst technology and the use of new types of monomers have led to the creation of cyclic olefin polymers.

환형 올레핀 중합체는 사슬에 육중한 환형 골격을 구성하고 있는 비정질 탄화수소 중합체로서, 높은 광학 투명도, 높은 기계적 강도, 높은 열/화학적 안정성, 낮은 수증기 투과성, 낮은 유전상수 등의 물리적 특성을 가지고 있다. 현재, 환형 올레핀 중합체는 유리를 대체할 수 있는 가볍고, 내구성이 높은 플라스틱 윈도우로써 다양한 분야에 활용되고 있으며, 그 예시로 패키징, 의료용 플라스틱, 진단용 소재, 광학렌즈 전자소자기판, 안테나용 소재 등을 포함한다.Cyclic olefin polymers are amorphous hydrocarbon polymers consisting of a heavy cyclic skeleton in the chain, and have physical properties such as high optical transparency, high mechanical strength, high thermal/chemical stability, low water vapor permeability, and low dielectric constant. Currently, cyclic olefin polymers are used in a variety of fields as lightweight, highly durable plastic windows that can replace glass. Examples include packaging, medical plastics, diagnostic materials, optical lens electronic device substrates, and antenna materials. do.

환형 올레핀 중합체의 가장 일반적인 형태는 값싼 원료인 에틸렌과 노보넨의 공중합체(ethylene/norbornene copolymer)로, 전이금속 촉매(transition metal catalyst)를 이용한 두 단량체의 비닐첨가공중합(vinylic addition copolymerization)에 의해 얻어진다. 이러한 에틸렌/노보넨 공중합체는 강도가 뛰어난 대신 깨지기 쉬운 특성으로 인해 응용 분야가 제한적이다. 이러한 한계를 극복하기 위해 비특허문헌 1(Macromolecules 2021, 54, 14, 6762-6771)에서는 에틸렌 대신 유연한 치환체를 함유한 단량체를 도입하여 약화된 사슬간 인력으로 말미암아 연신능력이 증대된 환형올레핀 공중합체가 개발되었다. 그러나 이러한 화학적 구조는 소재의 강도에 손실을 일으키게 하므로 기계적 성질에 약점을 가지고 있다.The most common form of cyclic olefin polymer is the ethylene/norbornene copolymer, which is an inexpensive raw material, obtained by vinyl addition copolymerization of two monomers using a transition metal catalyst. Lose. Although these ethylene/norbornene copolymers have excellent strength, their application fields are limited due to their brittle nature. To overcome this limitation, Non-Patent Document 1 (Macromolecules 2021, 54, 14, 6762-6771) introduces a monomer containing a flexible substituent instead of ethylene, thereby creating a cyclic olefin copolymer with increased stretching ability due to weakened interchain attraction. was developed. However, this chemical structure has a weakness in mechanical properties because it causes a loss in the strength of the material.

이에, 환형올레핀 중합체의 강도를 유지하면서 특유의 잘 깨지는 특성을 해결하려면, 앞선 가소화 방식 대신 중합체 사슬에 물리적 가교(physical cross-linking)를 도입하여 중합체 사슬을 강인화(toughening) 함으로써 파단에 대한 내성을 향상시키는 것이 근본적으로 필요하다. 물리적 가교는 사슬얽힘, 소수성 상호작용, 이온결합, 수소결합, 결정화등 다양한 방식이 있으나 사슬얽힘(chain entanglement)을 통한 네트워크(network) 형성이 가장 기본적이다.Therefore, in order to maintain the strength of cyclic olefin polymers while solving their unique brittleness, physical cross-linking is introduced into the polymer chain instead of the previous plasticization method to toughen the polymer chain to prevent fracture. Improving tolerance is fundamentally necessary. There are various methods of physical crosslinking, such as chain entanglement, hydrophobic interaction, ionic bonding, hydrogen bonding, and crystallization, but network formation through chain entanglement is the most basic.

한편 환형 올레핀 중합체는 경직된 사슬 골격으로 인해 사슬얽힘 밀도(chain entanglement density)가 상당히 낮기 때문에, 얽힘 네트워크(entanglement network)를 형성하기 위해 높은 분자량이 요구된다.Meanwhile, cyclic olefin polymers have a fairly low chain entanglement density due to their rigid chain backbone, so a high molecular weight is required to form an entanglement network.

이에, 본 발명자들은 환형 올레핀 중합체에 대하여 얽힘 네트워크(entanglement network)를 형성시켜 기계적 강도 손실없이 연신 능력을 향상시키기 위해, 중합체의 분자량을 높이기 위한 연구를 수행하던 중, 포스핀 및 이민이 킬레이트 구조를 갖는 팔라듐 촉매를 이용하여 환형 올레핀 단량체를 첨가 중합함으로써, 수평균 분자량(number-average molecular weight, Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP)를 제조할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Accordingly, while conducting research to increase the molecular weight of the polymer in order to improve stretching ability without loss of mechanical strength by forming an entanglement network for the cyclic olefin polymer, the present inventors discovered that phosphine and imine formed a chelate structure. By adding and polymerizing cyclic olefin monomers using a palladium catalyst, an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer (UHMWCOP) with a number-average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more is produced. It was confirmed that it could be done, and the present invention was completed.

Macromolecules 2021, 54, 14, 6762-6771Macromolecules 2021, 54, 14, 6762-6771

일 측면에서의 목적은The purpose in terms of work is

환형 올레핀 중합체 제조용 조성물 및 환형 올레핀 중합체 제조방법을 제공하는 데 있다.The object is to provide a composition for producing a cyclic olefin polymer and a method for producing a cyclic olefin polymer.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above purpose,

일 측면에서는,In terms of work,

노보넨계 단량체; 및norbornene monomer; and

아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매;를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물이 제공된다:A composition for producing a cyclic olefin polymer is provided, including a catalyst comprising a compound represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

상기 노보넨계 단량체는 아래의 화학식 2로 표시되는 노보넨계 단량체일 수 있다:The norbornene-based monomer may be a norbornene-based monomer represented by Chemical Formula 2 below:

<화학식 2><Formula 2>

(여기서 R4, R5 각각은 독립적으로 수소 또는 C1-C30의 알킬이다).(Where R 4 and R 5 are each independently hydrogen or C 1 -C 30 alkyl).

또한, 상기 노보넨계 단량체는 2종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물일 수 있다.Additionally, the norbornene-based monomer may be a mixture of two or more types of norbornene-based monomer.

상기 촉매는 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The catalyst may further include one or more of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound.

이때, 상기 이온성 알루미늄 화합물은,At this time, the ionic aluminum compound is,

메틸알루미녹산(methylaluminoxane, MAO), 변성메틸알루미녹산(modified methylaluminoxane, MMAO), 트리메틸 알루미늄(trimethyl aluminum, TMA), 트리에틸 알루미늄(triethyl aluminum, TEA), 트리이소부틸 알루미늄(triiso-butyl aluminum, TIBAL), 디메틸클로로 알루미늄(dimethylchloro aluminum, DMCA) 및 디에틸클로로 알루미늄(diethylchloro aluminum, DECA)으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.Methylaluminoxane (MAO), modified methylaluminoxane (MMAO), trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), triiso-butyl aluminum (TIBAL) ), dimethylchloro aluminum (DMCA), and diethylchloro aluminum (DECA).

또한, 상기 이온성 붕소 화합물은,In addition, the ionic boron compound is,

트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐]보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(2,4,6-트리플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라페닐보레이트, 트리부틸암모늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디페닐아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 및 리튬테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.Triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate, Triphenylcarbenium tetrakis(2,4,6-trifluorophenyl)borate, triphenylcarbenium tetraphenylborate, tributylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl)borate, N,N-diethylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-diphenylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate and lithium tetrakis(pentafluorophenyl)borate. It may be one or more types selected from the group consisting of lophenyl)borate.

다른 일 측면에서는On the other side

아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 촉매가 제공된다:A catalyst for producing a cyclic olefin polymer is provided, comprising a compound represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

또 다른 일 측면에서는,In another aspect,

노보넨계 단량체로부터 환형 올레핀 중합체를 제조하는 방법에 있어서, 아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매를 사용하는, 환형 올레핀 중합체 제조방법이 제공된다:In a method for producing a cyclic olefin polymer from a norbornene monomer, a method for producing a cyclic olefin polymer is provided, using a catalyst containing a compound represented by the following formula (1):

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

상기 촉매는 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.The catalyst may further include one or more of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound.

또한, 상기 환형 올레핀 중합체 제조방법은 In addition, the method for producing the cyclic olefin polymer is

상기 노보넨계 단량체 및 이온성 알루미늄 화합물을 포함하는 제1 용액 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이온성 붕소 화합물을 포함하는 제2 용액을 혼합하여 상기 노보넨계 단량체를 첨가 중합하는 것일 수 있다.The norbornene-based monomer may be added and polymerized by mixing a first solution containing the norbornene-based monomer and an ionic aluminum compound and a second solution containing the compound represented by Formula 1 and an ionic boron compound.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 제조방법으로 제조되며, 수 평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인, 환형 올레핀 중합체가 제공된다.A cyclic olefin polymer prepared by the above production method and having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more is provided.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 환형 올레핀 중합체를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 필름이 제공된다.A cyclic olefin polymer film comprising the cyclic olefin polymer is provided.

본 발명은 수평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP)를 제조할 수 있다.The present invention can produce an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer (UHMWCOP) having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more.

본 발명의 환형 올레핀 중합체는 우수한 기계적 강도를 나타내는 동시에 연신 능력이 증대된 장점을 갖는다.The cyclic olefin polymer of the present invention has the advantage of exhibiting excellent mechanical strength and increased stretching ability.

본 발명의 환형 올레핀 중합체는 동일한 조성의 저분자량 환형 올레핀 중합체 대비 파괴 저항성이 우수해, 패키징, 의료용 플라스틱, 진단용 소재, 광학렌즈 전자소자기판, 안테나용 소재 등 환형 올레핀 중합체가 사용되는 다양한 응용 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.The cyclic olefin polymer of the present invention has superior fracture resistance compared to low molecular weight cyclic olefin polymers of the same composition, and is used in various application fields where cyclic olefin polymers are used, such as packaging, medical plastics, diagnostic materials, optical lens electronic device substrates, and antenna materials. It can be useful.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체의 Kelen-Tudos 그래프이다.
도 2는 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체의 SEC(size exclusion chromatography) 시스템을 이용하여 수평균 분자량(Mn)을 측정한 결과 그래프이다.
도 3은 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체의 시차 주사 열량계(DSC)을 이용하여 유리전이온도를 측정한 결과 그래프이다.
도 4는 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 자외선 가시광선(UV-Vis) 분광광도계를 이용하여 투과율을 측정한 결과 그래프이다.
도 5는 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 1차원 광각 X선 산란(1D WAXS) 분석을 수행한 결과 그래프이다.
도 6은 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 UTM(universal testing machine)을 사용하여 측정한 분자량에 따른 영률(Young's modulus) 그래프이다.
도 7은 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 UTM(universal testing machine)을 사용하여 측정한 분자량에 따른 인장 강도(tensile strength) 그래프이다.
도 8은 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 UTM(universal testing machine)을 사용하여 측정한 분자량에 따른 파단 신율(elongation at break) 그래프이다.
도 9는 일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 공중합체에 대하여 UTM(universal testing machine)을 사용하여 측정한 분자량에 따른 인장 인성(Tensile toughness) 그래프이다.
Figure 1 is a Kelen-Tudos graph of a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 2 is a graph showing the results of measuring the number average molecular weight (M n ) of a cyclic olefin copolymer prepared according to an example using a size exclusion chromatography (SEC) system.
Figure 3 is a graph showing the results of measuring the glass transition temperature of a cyclic olefin copolymer prepared according to an example using differential scanning calorimetry (DSC).
Figure 4 is a graph showing the results of measuring transmittance using an ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer for a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 5 is a graph showing the results of one-dimensional wide-angle X-ray scattering (1D WAXS) analysis on a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 6 is a graph of Young's modulus according to molecular weight measured using a universal testing machine (UTM) for a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 7 is a graph of tensile strength according to molecular weight measured using a universal testing machine (UTM) for a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 8 is a graph of elongation at break according to molecular weight measured using a universal testing machine (UTM) for a cyclic olefin copolymer prepared according to an example.
Figure 9 is a graph of tensile toughness according to molecular weight measured using a universal testing machine (UTM) for a cyclic olefin copolymer prepared according to an embodiment.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 예는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. However, the embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Additionally, the following examples are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the relevant technical field.

명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, “including” an element means that other elements may be further included rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.

일 측면에서는In terms of work

노보넨계 단량체; 및norbornene monomer; and

아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매;를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물이 제공된다:A composition for producing a cyclic olefin polymer is provided, including a catalyst comprising a compound represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

이하, 일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물을 상세히 설명한다.Hereinafter, a composition for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment will be described in detail.

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물은 보다 구체적으로는 수평균 분자량(number-average molecular weight, Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP) 제조용 조성물이다.More specifically, the composition for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment is for producing an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer (UHMWCOP) having a number-average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more. It is a composition.

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물은 노보넨계 단량체를 포함한다.A composition for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment includes a norbornene-based monomer.

이때 상기 노보넨계 단량체는 아래의 화학식 2로 표시될 수 있다:At this time, the norbornene-based monomer may be represented by the formula 2 below:

<화학식 2><Formula 2>

(여기서 R4, R5 각각은 독립적으로 수소 또는 C1-C30의 알킬이다).(Where R 4 and R 5 are each independently hydrogen or C 1 -C 30 alkyl).

상기 노보넨계 단량체는 2종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 상기 화학식 2로 표시되는 2종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물일 수 있다.The norbornene-based monomer may be a mixture of two or more types of norbornene-based monomers, and preferably may be a mixture of two or more types of norbornene-based monomers represented by Chemical Formula 2.

이에, 일 실시예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물은 노보넨계 단량체의 단독 중합체, 2종 이상의 노보넨계 단량체의 공중합체를 제조할 수 있다.Accordingly, the composition for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment can produce a homopolymer of norbornene-based monomers and a copolymer of two or more types of norbornene-based monomers.

일례로, 상기 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물은 노보넨(NB) 및 5-알킬-치환된 노보넨(NBCX: X=알킬 치환기의 탄소수로서 1 내지 30)의 공중합체를 제조할 수 있고, 보다 구체적으로는 노보넨 및 5-알킬-치환된 노보넨의 몰비가 0.6:0.4 내지 0.1: 0.9인 공중합체를 제조할 수 있다.As an example, the composition for producing a cyclic olefin polymer can produce a copolymer of norbornene (NB) and 5-alkyl-substituted norbornene (NBCX: Can prepare a copolymer where the molar ratio of norbornene and 5-alkyl-substituted norbornene is 0.6:0.4 to 0.1:0.9.

상기 화학식 2의 노보넨계 단량체는 상기 촉매 상에서 화학적으로 안정하며, 에틸렌, 알파올레핀 단량체에 의해 흔히 겪는 β-수소제거(beta-hydride elimination)와 같은 사슬전달반응(chain transfer reaction)이 일어나지 않고 동시에 알킬 치환기의 우수한 화학적 불활성 때문에 리빙중합(living polymerization), 즉 비가역적 사슬전달 반응과 종결반응이 없는 중합을 달성하기에 보다 적합한 장점이 있다.The norbornene-based monomer of Formula 2 is chemically stable on the catalyst, and does not undergo chain transfer reactions such as beta-hydride elimination, which are commonly experienced with ethylene and alpha-olefin monomers, and at the same time alkyl Because of the excellent chemical inertness of the substituent, it has the advantage of being more suitable for achieving living polymerization, that is, polymerization without irreversible chain transfer reaction and termination reaction.

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물은 아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매를 포함한다:A composition for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment includes a catalyst containing a compound represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬일 수 있다)(Here, R 1 , R 2 , and R 3 may each independently be alkyl of C 1 -C 6 )

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 전이금속으로서 팔라듐(Pd)을 포함하며, 포스핀(phosphine, P)및 이민(imine, N)이 킬레이팅 구조를 이루는 팔라듐(II) 착제로서, 상기 포스핀(phosphine, P) 및 이민(imine, N) 리간드는 중심 금속인 팔라듐의 친전자성을 감소시키는 강한 전자 공여체 역할을 하여 상기 팔라듐을 안정화시킬 수 있고, 또한 상기 금속촉매가 활성화될 경우 상당히 열린 배위 공간을 제공하여 노보넨 단량체가 잘 반응할 수 있도록 유도할 수 있는 구조를 갖는다. The compound represented by Formula 1 contains palladium (Pd) as a transition metal, and is a palladium (II) complex in which phosphine (P) and imine (N) form a chelating structure, and the phosphine ( The phosphine (P) and imine (N) ligands can stabilize palladium by acting as strong electron donors that reduce the electrophilicity of palladium, the central metal, and also create a significantly open coordination space when the metal catalyst is activated. It has a structure that can be induced to react well with the norbornene monomer.

이에, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 노보넨계 단량체의 리빙중합을 달성하도록 하여 수평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상 바람직하게는 1500 kDa 이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP)를 제조할 수 있으며, 제조된 초고분자량 환형 올레핀 중합체는 얽힘 네트워크(entanglement network)의 형성으로 인해 기계적 강도 손실 없이 연신 능력이 증대된 장점을 갖는다.Accordingly, the compound represented by Formula 1 is an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more, preferably 1500 kDa or more, to achieve living polymerization of norbornene-based monomers. polymer, UHMWCOP) can be produced, and the produced ultra-high molecular weight cyclic olefin polymer has the advantage of increased stretching ability without loss of mechanical strength due to the formation of an entanglement network.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 노보넨계 단량체 1 몰 대비 팔라듐(Pd)이 1×10-4미만 몰이 되도록 포함할 수 있고, 바람직하게는 1×10-3 내지 9×10-3몰이 되도록 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 1×10-3 내지 5×10-3몰이 되도록 포함할 수 있다.The compound represented by Formula 1 may contain less than 1 × 10 -4 moles of palladium (Pd) relative to 1 mole of the norbornene monomer, and preferably contains 1 × 10 -3 to 9 × 10 -3 moles. It can be done, and more preferably, it can be included in the amount of 1×10 -3 to 5×10 -3 moles.

상기 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 팔라듐 촉매를 활성화시키기 위한 조촉매로서 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함할 수 있고 보다 바람직하게는 이들 모두를 포함할 수 있다.The catalyst may further include one or more of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound as a co-catalyst for activating the palladium catalyst represented by Formula 1, and more preferably all of them.

상기 이온성 알루미늄 화합물은 메틸알루미녹산(methylaluminoxane, MAO), 변성메틸알루미녹산(modified methylaluminoxane, MMAO), 트리메틸 알루미늄(trimethyl aluminum, TMA), 트리에틸 알루미늄(triethyl aluminum, TEA), 트리이소부틸 알루미늄(triiso-butyl aluminum, TIBAL), 디메틸클로로 알루미늄(dimethylchloro aluminum, DMCA) 및 디에틸클로로 알루미늄(diethylchloro aluminum, DECA)으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.The ionic aluminum compounds include methylaluminoxane (MAO), modified methylaluminoxane (MMAO), trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), and triisobutyl aluminum ( It may be one or more selected from the group consisting of triiso-butyl aluminum (TIBAL), dimethylchloro aluminum (DMCA), and diethylchloro aluminum (DECA).

이때, 상기 이온성 알루미늄 화합물은 상기 팔라듐(Pd)에 대한 알루미늄의 몰비([Al]0 /[Pd]0)가 10 내지 20이 되도록 포함할 수 있고, 바람직하게는 15 내지 25가 되도록 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 18 내지 22가 되도록 포함할 수 있다.At this time, the ionic aluminum compound may be included so that the molar ratio of aluminum to palladium (Pd) ([Al] 0 / [Pd] 0 ) is 10 to 20, preferably 15 to 25. It can be included, and more preferably, it can be included to be 18 to 22.

또한 상기 이온성 붕소 화합물은 트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐]보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(2,4,6-트리플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라페닐보레이트, 트리부틸암모늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디페닐아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 및 리튬테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.In addition, the ionic boron compound is triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis[3,5-bis(trifluorophenyl)borate, Romethyl)phenyl]borate, triphenylcarbeniumtetrakis(2,4,6-trifluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetraphenylborate, tributylammoniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, N, N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-diethylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-diphenylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate and lithium tetrakis(pentafluorophenyl)borate.

이때, 상기 이온성 붕소 화합물은 상기 노보넨계 단량체 1 몰 대비 붕소(B)가 1.5×10-3 몰 이상, 2×10-3 몰 이상, 2×10-3 내지 5×10-3몰, 2×10-3 내지 3×10-3몰이 되도록 포함할 수 있다.At this time, the ionic boron compound has boron (B) of 1.5 × 10 -3 mol or more, 2 × 10 -3 mol or more, 2 × 10 -3 to 5 × 10 -3 mol, 2 based on 1 mol of the norbornene-based monomer. It may be included in the amount of ×10 -3 to 3 × 10 -3 moles.

한편, 상기 이온성 붕소 화합물은 중합체 제조시 노보넨계 단량체와 혼합될 때 스캐빈저(scavenger)로 불순물을 제거하는데 사용될 수 있으므로, 붕소가 팔라듐 대비 많은 양으로 포함되도록 상기 이온성 붕소 화합물을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, since the ionic boron compound can be used to remove impurities as a scavenger when mixed with norbornene-based monomer during polymer production, the ionic boron compound is included so that boron is contained in a large amount compared to palladium. This may be desirable.

일례로, 상기 촉매는 화학식 1로 표시되는 팔라듐 촉매로서 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2) (Mes = 2,4,6-Me3C6H2)를 포함하고, 이온성 알루미늄 화합물로서 트리이소부틸 알루미늄(iBu3Al)을 포함하고, 이온성 붕소 화합물로서 [Ph3C][B(C6F5)4]을 포함할 수 있고, 중합 반응시 상기 촉매는 [Pd i Bu(MesN=CHC6H4PPh2)][B(C6F5)4]의 활성 종을 형성할 수 있다.In one example, the catalyst is a palladium catalyst represented by Formula 1 and includes PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (Mes = 2,4,6-Me 3 C 6 H 2 ), and an ionic aluminum compound It may include triisobutyl aluminum (iBu 3 Al), and [Ph 3 C] [B(C 6 F 5 ) 4 ] as an ionic boron compound. During the polymerization reaction, the catalyst may be [Pd i Bu. (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 )][B(C 6 F 5 ) 4 ] can form an active species.

다른 일 측면에서는On the other side

아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 촉매가 제공된다:A catalyst for producing a cyclic olefin polymer is provided, comprising a compound represented by Formula 1 below:

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 노보넨계 단량체의 리빙중합을 달성하도록 하여 수평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상 바람직하게는 1500 kDa 이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체(ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer, UHMWCOP)를 제조할 수 있으며, 제조된 초고분자량 환형 올레핀 중합체는 얽힘 네트워크(entanglement network)의 형성으로 인해 기계적 강도 손실 없이 연신 능력이 증대된 장점을 갖는다.The compound represented by Formula 1 is an ultrahigh-molecular-weight cyclic olefin polymer having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more, preferably 1500 kDa or more, to achieve living polymerization of norbornene-based monomers. UHMWCOP) can be produced, and the produced ultra-high molecular weight cyclic olefin polymer has the advantage of increased stretching ability without loss of mechanical strength due to the formation of an entanglement network.

상기 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 팔라듐 촉매를 활성화시키기 위한 조촉매로서 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 이들 모두를 포함할 수 있다. The catalyst may further include one or more of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound as a cocatalyst for activating the palladium catalyst represented by Formula 1, and preferably includes both of them.

일례로, 상기 촉매는 조촉매로서 트리이소부틸 알루미늄(iBu3Al) 및 트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트([Ph3C][B(C6F5)4])를 포함할 수 있다.For example, the catalyst uses triisobutyl aluminum (iBu 3 Al) and triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate ([Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ]) as cocatalysts. It can be included.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

노보넨계 단량체로부터 환형 올레핀 중합체를 제조하는 방법에 있어서, 아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매를 사용하는, 환형 올레핀 중합체 제조방법이 제공된다:In a method for producing a cyclic olefin polymer from a norbornene monomer, a method for producing a cyclic olefin polymer is provided, using a catalyst containing a compound represented by the following formula (1):

<화학식 1><Formula 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).

이하, 일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the method for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment will be described in detail in each step.

일 실시예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조방법은 노보넨계 단량체 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매를 포함하는 용액에서 노보넨계 단량체를 첨가 중합하여 환형 올레핀 중합체를 제조하는 단계;를 포함한다.A method for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment includes the step of producing a cyclic olefin polymer by addition polymerizing a norbornene-based monomer in a solution containing a catalyst containing a norbornene-based monomer and the compound represented by Formula 1.

이때, 상기 노보넨계 단량체는 아래의 화학식 2로 표시될 수 있다:At this time, the norbornene-based monomer may be represented by the formula 2 below:

<화학식 2><Formula 2>

(여기서 R4, R5 각각은 독립적으로 수소 또는 C1-C30의 알킬이다).(Where R 4 and R 5 are each independently hydrogen or C 1 -C 30 alkyl).

상기 노보넨계 단량체는 2종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 상기 화학식 2로 표시되는 종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물일 수 있다. The norbornene-based monomer may be a mixture of two or more types of norbornene-based monomers, and preferably may be a mixture of two or more types of norbornene-based monomers represented by Chemical Formula 2.

이에, 일 실시예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조방법은 노보넨계 단량체의 단독 중합체, 2종 이상의 노보넨계 단량체의 공중합체를 제조할 수 있다. Accordingly, the method for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment can produce a homopolymer of norbornene-based monomers and a copolymer of two or more types of norbornene-based monomers.

일례로, 상기 환형 올레핀 중합체 제조방법은 노보넨(NB) 및 5-알킬-치환된 노보넨(NBCX: X=알킬 치환기의 탄소수로서 1 내지 30)의 공중합체를 제조할 수 있고, 보다 구체적으로는 노보넨 및 5-알킬-치환된 노보넨의 몰비가 0.6:0.4 내지 0.1: 0.9인 공중합체를 제조할 수 있다.As an example, the method for producing the cyclic olefin polymer can produce a copolymer of norbornene (NB) and 5-alkyl-substituted norbornene (NBCX: Can prepare a copolymer where the molar ratio of norbornene and 5-alkyl-substituted norbornene is 0.6:0.4 to 0.1:0.9.

상기 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 바람직하게는 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함할 수 있고 보다 바람직하게는 이들 모두를 포함할 수 있다.The catalyst includes a compound represented by Formula 1, and preferably may further include one or more of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound, and more preferably all of them.

일례로, 상기 촉매는 화학식 1로 표시되는 팔라듐 촉매로서 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2)(Mes = 2,4,6-Me3C6H2)를 포함하고, 이온성 알루미늄 화합물로서 트리이소부틸 알루미늄(iBu3Al)을 포함하고, 이온성 붕소 화합물로서 [Ph3C][B(C6F5)4]을 포함할 수 있고, 중합 반응시 상기 촉매는 [Pd i Bu(MesN=CHC6H4PPh2)][B(C6F5)4]의 활성 종을 형성할 수 있다.For example, the catalyst is a palladium catalyst represented by Formula 1 and includes PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (Mes = 2,4,6-Me 3 C 6 H 2 ), and an ionic aluminum compound It may include triisobutyl aluminum (iBu 3 Al), and [Ph 3 C] [B(C 6 F 5 ) 4 ] as an ionic boron compound. During the polymerization reaction, the catalyst may be [Pd i Bu. (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 )][B(C 6 F 5 ) 4 ] can form an active species.

상기 용액은 용매를 포함하며, 상기 용매는 톨루엔, 1,2-디클로로벤젠, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 클로로벤젠, 디클로로메탄, 클로로폼, 1,2-디클로로에탄 및 1,1,2,2-테트라클로로에탄로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으나 이에 제한된 것은 아니다.The solution includes a solvent, the solvent being toluene, 1,2-dichlorobenzene, n-pentane, n-hexane, n-heptane, chlorobenzene, dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroethane and 1, One or more species selected from the group consisting of 1,2,2-tetrachloroethane may be used, but are not limited thereto.

한편, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물은 상기 용매 내에서 용해되는 반면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물이 결합된 활성 종은 상기 용매 내에서 낮은 용해도를 나타낸다.On the other hand, the compound represented by Formula 1, the ionic aluminum compound, and the ionic boron compound are dissolved in the solvent, while the active species in which the compound represented by Formula 1, the ionic aluminum compound, and the ionic boron compound are combined shows low solubility in the solvent.

이에, 상기 촉매가 화학식 1로 표시되는 화합물, 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물을 포함할 경우, 상기 용액은 이온성 알루미늄 화합물 및 노보넨계 단량체를 포함하는 제1 용액 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이온성 붕소 화합물을 포함하는 제2 용액을 혼합하는 방법으로 형성될 수 있으며, 상기 혼합으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물이 결합된 활성 종이 형성되는 즉시 중합이 수행될 수 있어, 중합 개시 효율을 보다 높일 수 있다.Accordingly, when the catalyst includes a compound represented by Formula 1, an ionic aluminum compound, and an ionic boron compound, the solution is a first solution containing an ionic aluminum compound and a norbornene-based monomer and a compound represented by Formula 1. It may be formed by mixing a second solution containing a compound and an ionic boron compound, and as soon as an active species combining the compound represented by Formula 1, an ionic aluminum compound, and an ionic boron compound is formed by the mixing, Polymerization can be performed, and polymerization initiation efficiency can be further increased.

일례로, 상기 환형 올레핀 중합체는 iBu3Al, PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2)(Mes = 2,4,6-Me3C6H2)을 톨루엔 용매를 혼합한 제1 용액, [Ph3C][B(C6F5)4] 및 노보넨, 톨루엔을 혼합한 제2 용액을 제조한 후, 상기 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하는 방법으로 제조될 수 있다.In one example, the cyclic olefin polymer is a first solution of iBu 3 Al, PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (Mes = 2,4,6-Me 3 C 6 H 2 ) mixed with toluene solvent, It can be prepared by preparing a second solution by mixing [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ], norbornene, and toluene, and then mixing the first solution and the second solution.

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조방법은 평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체 또는 공중합체를 제조하여 가소화가 아닌, 얽힘 네트워크(entanglement network)를 형성시켜 환형 올레핀 중합체의 연신 능력을 향상시킴으로써 기계적 강도 손실없이 연신 능력이 향상된 환형 올레핀 중합체를 제조할 수 있다.A method for producing a cyclic olefin polymer according to an embodiment involves producing an ultra-high molecular weight cyclic olefin polymer or copolymer with an average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more, and forming an entanglement network, rather than plasticizing, the cyclic olefin polymer. By improving this ability, it is possible to produce cyclic olefin polymers with improved stretching ability without loss of mechanical strength.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 제조방법으로 제조되며, 수 평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인, 환형 올레핀 중합체가 제공된다.A cyclic olefin polymer prepared by the above production method and having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more is provided.

전술한 방법으로 제조된 환형 올레핀 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인 초고분자량 환형 올레핀 중합체 또는 공중합체로서, 제조된 초고분자량 환형 올레핀 중합체 또는 공중합체는 가소화가 아닌, 얽힘 네트워크(entanglement network)를 형성시킴으로 인해 환형 올레핀 중합체의 연신 능력을 향상시킨 것으로서 기계적 강도 손실없이 연신 능력이 향상된 장점을 갖는다.The cyclic olefin polymer prepared by the above-described method is an ultra-high molecular weight cyclic olefin polymer or copolymer with a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more. The ultra-high molecular weight cyclic olefin polymer or copolymer produced is not plasticized but is formed by entanglement network. It improves the stretching ability of cyclic olefin polymer by forming a network, and has the advantage of improved stretching ability without loss of mechanical strength.

또 다른 일 측면에서는In another aspect

상기 환형 올레핀 중합체를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 필름이 제공된다.A cyclic olefin polymer film comprising the cyclic olefin polymer is provided.

상기 필름은 우수한 기계적 강도 및 변형률을 나타내어, 패키징, 의료용 플라스틱, 진단용 소재, 광학렌즈 전자소자기판, 안테나용 소재 등 환형 올레핀 중합체가 사용되는 다양한 응용 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.The film exhibits excellent mechanical strength and strain rate, and can be useful in a variety of applications where cyclic olefin polymers are used, such as packaging, medical plastics, diagnostic materials, optical lens electronic device substrates, and antenna materials.

이하, 실시 예 및 실험 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and experimental examples.

단, 하기 실시 예 및 실험 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following examples and experimental examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

<재료준비><Material preparation>

중합에 사용된 시약 즉, 노보넨(NB: >99.0%, Tokyo Chemical Industry), 1-헥센(HX: 97%, Sigma-Aldrich), 5-Octyl-2-norbornene(NBC8), 트리이소부틸알루미늄 용액(iBu3Al: 헥산용매, 1.0 M, Sigma-Aldrich), 트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트([Ph3C][B(C6F5)4]: >98.0%, Tokyo Chemical Industry), 톨루엔(무수, 99.8%, Sigma-Aldrich)을 질소(99.9999%, DIG Airgas)가 채워진 글로브 박스(KK-011AS: Korea Kiyon)에 건조 조건(O2: <0.1 ppm, H2O: <0.1 ppm)에서 보관 및 처리하였다. Reagents used for polymerization, namely norbornene (NB: >99.0%, Tokyo Chemical Industry), 1-hexene (HX: 97%, Sigma-Aldrich), 5-Octyl-2-norbornene (NBC8), triisobutylaluminum. Solution (iBu 3 Al: hexane solvent, 1.0 M, Sigma-Aldrich), triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate ([Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ]: >98.0% , Tokyo Chemical Industry), toluene (anhydrous, 99.8%, Sigma-Aldrich) was placed in a glove box (KK-011AS: Korea Kiyon) filled with nitrogen (99.9999%, DIG Airgas) under dry conditions (O 2 : <0.1 ppm, H 2 O: <0.1 ppm).

iBu3Al 용액은 -30℃에서 유지하고, 염산 용액(HCl: 탈이온수 용매, 35-37%, 삼천화학)과 메탄올(99.8%, Duksan)은 종결 및 생성물 침전 공정을 위해 준비하였다. 테트라히드로푸란(THF: 부틸화 히드록시톨리엔으로 안정화됨, 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)에서 99.5% 이상임, J.T.Baker) 및 클로로포름-d(CDCl3: 99.8% D, 0.05% v/v 트리메틸실란(TMS) 포함, Cambridge Isotope Laboratories)은 도구 분석을 위한 용매로 준비되었다. 전술되지 않은 기타 다양한 화학 물질은 적절한 공급업체에서 구입하여 추가 정제 없이 사용하였다.The iBu 3 Al solution was maintained at -30°C, and hydrochloric acid solution (HCl: deionized water solvent, 35-37%, Samcheon Chemical) and methanol (99.8%, Duksan) were prepared for termination and product precipitation processes. Tetrahydrofuran (THF: stabilized with butylated hydroxytoliene, greater than 99.5% by high-performance liquid chromatography (HPLC), JTBaker) and chloroform-d (CDCl 3 : 99.8% D, 0.05% v/v trimethylsilane ( TMS) (including Cambridge Isotope Laboratories) was prepared as a solvent for instrumental analysis. Various other chemicals not mentioned above were purchased from appropriate suppliers and used without further purification.

<측정 장치 및 방법><Measurement device and method>

합성된 화합물의 양성자 및 탄소-13 핵 자기 공명(1H 및 13C NMR) 스펙트럼을 25℃에서 Avance Neo 분광계(Bruker Corporation)을 이용하여 기록하였다. 이때 NMR 분석을 위한 모든 샘플을 클로로포름-d에 용해시켰다. Proton and carbon-13 nuclear magnetic resonance (1H and 13C NMR) spectra of the synthesized compounds were recorded using an Avance Neo spectrometer (Bruker Corporation) at 25°C. At this time, all samples for NMR analysis were dissolved in chloroform-d.

각 중합체 샘플의 수평균 분자량(Mn) 및 분산도(Ð)는 1515 Isocratic HPLC 펌프(Waters Corporation), 2707 자동 시료 주입기(Waters Corporation), 3개의 Shodex HPLC 컬럼(GPC KF-802.5, 804 및 805: Showa Denko K.K.) 및 2414 굴절률 검출기(refractive index detector, Waters Corporation)가 장착된 SEC(size exclusion chromatography) 시스템에서 결정되었다. 이때 SEC 시스템은 40℃에서 1 mL/min의 유속의 용리액으로 테트라히드로푸란을 사용하여 작동되었으며, Shodex Standard SM-105 키트(분자량 범위 = 1.31 ×103-3.64 ×106 Da, Showa Denko K.K.)의 10개의 폴리스티렌 표준을 사용하여 검량선을 얻었으며, GPC 분석을 위한 모든 시료는 THF에 1 mg/mL의 농도로 녹이고, 생성된 용액은 5.0 μm의 기공 크기를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 멤브레인 필터에 통과시켰다. The number average molecular weight (Mn) and dispersion (Ð) of each polymer sample were measured using a 1515 Isocratic HPLC pump (Waters Corporation), a 2707 autosampler (Waters Corporation), and three Shodex HPLC columns (GPC KF-802.5, 804, and 805: It was determined on a size exclusion chromatography (SEC) system equipped with a Showa Denko KK) and a 2414 refractive index detector (Waters Corporation). At this time, the SEC system was operated using tetrahydrofuran as the eluent at a flow rate of 1 mL/min at 40°C, using the Shodex Standard SM-105 kit (molecular weight range = 1.31 × 10 3 -3.64 × 10 6 Da, Showa Denko KK). A calibration curve was obtained using 10 polystyrene standards. All samples for GPC analysis were dissolved in THF at a concentration of 1 mg/mL, and the resulting solution was polytetrafluoroethylene (PTFE) with a pore size of 5.0 μm. Passed through a membrane filter.

열중량 분석(TGA)은 질소 분위기에서 10℃/min의 가열 속도로 0-600℃의 온도 범위에서 Rigaku Thermo plus EVO II TG8120 시리즈 열중량 분석기를 사용하여 수행되었다. 공중합체 샘플의 분해 온도(Td,5wt%)는 초기 5wt% 손실에 해당하는 온도로 결정하였다. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed using a Rigaku Thermo plus EVO II TG8120 series thermogravimetric analyzer in a temperature range of 0-600°C with a heating rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere. The decomposition temperature (T d,5wt% ) of the copolymer sample was determined as the temperature corresponding to the initial loss of 5 wt%.

시차 주사 열량계(DSC) 분석은 질소 분위기에서 10℃/min의 가열 속도로 0-250℃의 온도 범위에서 Rigaku Thermo plus EVO II DSC 8230 열량계를 사용하여 수행되었다. 공중합체의 유리전이온도(Tg)는 열용량의 흡열 변화가 발생한 온도 범위의 중간점으로 결정하였다. Differential scanning calorimetry (DSC) analysis was performed using a Rigaku Thermo plus EVO II DSC 8230 calorimeter in a temperature range of 0-250°C at a heating rate of 10°C/min in a nitrogen atmosphere. The glass transition temperature (T g ) of the copolymer was determined as the midpoint of the temperature range where the endothermic change in heat capacity occurred.

자외선 가시광선(UV-Vis) 분광광도계 분석은 Cary 5000 분광광도계(Agilent Technologies)를 사용하여 300-800nm의 파장 범위에서 공중합체 필름의 투과율을 기록하기 위해 수행되었다.Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometric analysis was performed to record the transmittance of the copolymer films in the wavelength range of 300-800 nm using a Cary 5000 spectrophotometer (Agilent Technologies).

광각 X선 산란(WAXS) 측정은 한국 포항 가속기 연구소(PAL)의 9A 빔라인에서 공중합체의 나노구조를 특성화하기 위해 수행되었다. Wide-angle

MX170-HS 2D CCD 검출기(Rayonix) 검출기는 샘플로부터의 0.38m의 위치에서 산란 데이터를 수집하였다. 1D 강도 프로파일 대 산란 벡터인 q = (4π/λ)sinθ는 기록된 2D 패턴에서 얻었다. 여기서 λ = 0.63 A(E = 19.81 KeV)는 X선의 파장이고 θ는 산란 각도이다.MX170-HS 2D CCD detector (Rayonix) detector collected scattering data at a position of 0.38 m from the sample. The 1D intensity profile versus scattering vector, q = (4π/λ)sinθ, was obtained from the recorded 2D pattern. Here, λ = 0.63 A (E = 19.81 KeV) is the wavelength of the X-ray and θ is the scattering angle.

공중합체 필름의 응력-변형률 곡선은 5 mm/min의 변형률 및 실온에서 UTM(universal testing machine, LLoyd LR5KPlus, LLoyd Instruments)을 사용하여 얻었다. 이때 공중합체 필름을 핸드 프레스로 절단하여 Dogbone 모양의 시편(게이지 길이: 10 mm, 너비: 4 cm, 두께: 161-182 μm)을 준비하였다. 각 시편 유형에 대해 최소 4번의 테스트를 수행하였다.The stress-strain curve of the copolymer film was obtained using a universal testing machine (UTM, LLoyd LR5KPlus, LLoyd Instruments) at a strain rate of 5 mm/min and room temperature. At this time, the copolymer film was cut with a hand press to prepare a dogbone-shaped specimen (gauge length: 10 mm, width: 4 cm, thickness: 161-182 μm). A minimum of four tests were performed for each specimen type.

<제조 예 1> (E)-1-(2-(디페닐포스파닐)페닐)-N-메시틸메탄이민) (MesN=CHC6H4PPh2, Mes = 2,4,6-Me3C6H2) 제조<Preparation Example 1> (E)-1-(2-(diphenylphosphanyl)phenyl)-N-mesitylmethanimine) (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 , Mes = 2,4,6-Me 3 C 6 H 2 ) Manufacturing

(디페닐포스피노)벤즈알데히드(261mg, 0.9mmol)를 톨루엔(7mL)을 용매로 사용한 2,4,6-트리메틸아닐린(0.14mL, 0.99mmol) 용액에 첨가하고, 반응 혼합물을 24시간 교반하면서 환류시켰다. 이후 상온으로 냉각하고 미반응 아닐린을 제거하여 조 생성물을 분말 형태로 얻었다. 순수한 리간드는 탈기된 에탄올로부터 재결정화하여 얻었다. 용매를 진공에서 제거하고, 황색 고체의 MesN=CHC6H4PPh2를 얻었다.(Diphenylphosphino)benzaldehyde (261 mg, 0.9 mmol) was added to a solution of 2,4,6-trimethylaniline (0.14 mL, 0.99 mmol) using toluene (7 mL) as a solvent, and the reaction mixture was refluxed with stirring for 24 hours. I ordered it. Afterwards, it was cooled to room temperature and unreacted aniline was removed to obtain the crude product in powder form. Pure ligand was obtained by recrystallization from degassed ethanol. The solvent was removed in vacuo, and MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 was obtained as a yellow solid.

수율: 334 mg (91.1%). 1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) 8.89 (d, 1H), 8.27 (m, 1H), 7.49 (t, 1H), 7.39-7.18 (m, 11H), 6.93 (m, 1H), 6.80 (s, 2H), 2.25 (s, 3H), 1.84 (s, 6H). 31P NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) -14.46.Yield: 334 mg (91.1%). 1H NMR (CDCl 3 , 500 MHz): δ (ppm) 8.89 (d, 1H), 8.27 (m, 1H), 7.49 (t, 1H), 7.39-7.18 (m, 11H), 6.93 (m, 1H) ), 6.80 (s, 2H), 2.25 (s, 3H), 1.84 (s, 6H). 31 P NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) -14.46.

<제조 예 2> 디클로로-(E)-1-(2-(디페닐포스파닐)페닐)-N-메시틸메탄이민)팔라듐 (PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2)) 제조<Preparation Example 2> Dichloro-(E)-1-(2-(diphenylphosphanyl)phenyl)-N-mesitylmethanimine)palladium (PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 )) Preparation

MesN(0.102g, 0.25mmol)를 디클로로메탄(DCM, 2mL)을 용매로 사용한 디클로로(1,5-시클로옥타디엔)팔라듐(PdCl2(cod), 0.102g, 0.25mmol) 용액에 첨가하고, 반응 혼합물을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 이후, 용매를 진공에서 제거하고 조 생성물을 헥산(10mL)으로 세척하고 감압하에 건조시켰다. 옅은 노란색 고체의 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2)를 얻고 글로브 박스에 보관하였다. MesN (0.102g, 0.25mmol) was added to a solution of dichloro(1,5-cyclooctadiene)palladium (PdCl 2 (cod), 0.102g, 0.25mmol) using dichloromethane (DCM, 2mL) as a solvent, and reacted. The mixture was stirred at room temperature for 4 hours. Afterwards, the solvent was removed in vacuo and the crude product was washed with hexane (10 mL) and dried under reduced pressure. A pale yellow solid of PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) was obtained and stored in a glove box.

수율: 0.138 g (97.8%). 1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) 8.05 (d, 1H), 7.79 (m, 1H), 7.70-7.56 (m, 8H), 7.47 (m, 4H), 7.10 (t, 1H), 6.81(s, 2H), 2.25 (s, 3H), 2.09 (s, 6H). 31P NMR (CDCl3, 500 MHz): δ (ppm) -34.45.Yield: 0.138 g (97.8%). 1 H NMR (CDCl 3 , 500 MHz): δ (ppm) 8.05 (d, 1H), 7.79 (m, 1H), 7.70-7.56 (m, 8H), 7.47 (m, 4H), 7.10 (t, 1H) ), 6.81(s, 2H), 2.25 (s, 3H), 2.09 (s, 6H). 31 P NMR (CDCl 3 , 500 MHz): δ (ppm) -34.45.

<실시 예 1> 폴리노보넨(PNB) 중합체 제조<Example 1> Polynorbornene (PNB) polymer production

이하의 방법으로 반응식 1에 따라 폴리노보넨(PNB)을 제조하였다.Polynorbornene (PNB) was prepared according to Scheme 1 by the following method.

[반응식 1][Scheme 1]

글로브 박스에서 20mL 바이알에 노보넨(NB)(0.942g, 10-2mol), 자기 교반기, 톨루엔(4.8mL) 및 [Ph3C][B(C6F5)4] (1.84 ×10-2 g, 2.0 ×10-5 mol)을 첨가해 NB 용액 용액을 제조하였다.In a 20 mL vial in a glove box, norbornene (NB) (0.942 g, 10 -2 mol), magnetic stirrer, toluene (4.8 mL) and [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] (1.84 ×10 - NB solution solution was prepared by adding 2 g, 2.0 × 10 -5 mol).

다른 20mL 바이알에 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2) (5.85 × 10-3 g, 10-5 mol), 자기 교반기, 톨루엔(4.0mL), iBu3Al(헥산용매, 0.2mL 용액, 2.0×10-4 mol)을 첨가해 Pd(II) 용액을 제조하였다. In another 20 mL vial, PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (5.85 × 10 -3 g, 10 -5 mol), magnetic stirrer, toluene (4.0 mL), iBu 3 Al (hexane solvent, 0.2 mL solution, A Pd(II) solution was prepared by adding 2.0×10 -4 mol).

상기 두 용액을 25℃에서 10분 동안 교반한 후, Pd(II) 용액을 NB 용액으로 옮겨 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 1 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 1 × 10-3 mol L-1)으로 혼합된 용액(아래의 표 1 참조)에서 NB의 단독중합을 수행하였다. After stirring the two solutions at 25°C for 10 minutes, the Pd(II) solution was transferred to the NB solution and [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 /[Pd] 0 = 20; Homopolymerization of NB was performed in a mixed solution (see Table 1 below ) with [B] 0 = 1

반응 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 반응 혼합물의 바이알을 글로브 박스에서 꺼내고 반응 혼합물에 10 부피% HCl 용액(메탄올으로 희석)을 첨가하여 중합체 사슬 말단을 탈금속화시켰다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 메탄올에 부었다. 침전물을 1시간 동안 교반 후 여과하고, 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켜 불용성 폴리노보넨(PNB)을 수득하였다. 수율: 0.820g(87%).The reaction mixture was stirred at 25°C for 24 hours. Afterwards, the vial of reaction mixture was removed from the glove box and 10 vol% HCl solution (diluted with methanol) was added to the reaction mixture to demetalize the polymer chain ends. After stirring for 1 hour, the mixture was poured into methanol. The precipitate was stirred for 1 hour, filtered, and dried under vacuum at 60°C for 24 hours to obtain insoluble polynorbornene (PNB). Yield: 0.820 g (87%).

<실시 예 2><Example 2>

상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 중합하되, 혼합된 용액이 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 1 × 10-3 mol L-1)으로 혼합되도록 달리한 것을 제외하고, 실시 예 1과 동일한 방법을 수행하여 불용성 폴리노보넨(PNB)을 수득하였다. 수율: 80%(아래의 표 1 참조).Polymerization was carried out in the same manner as in Example 1, except that the mixed solution was [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 / [Pd] 0 = 20; [ B ] 0 = 2 Norbornene (PNB) was obtained. Yield: 80% (see Table 1 below).

<실시 예 3> 폴리(5-옥틸-2-노보넨)(PNBC8) 중합체 제조<Example 3> Preparation of poly(5-octyl-2-norbornene) (PNBC8) polymer

이하의 방법으로 반응식 2에 따라 폴리(5-옥틸-2-노보넨)(PNBC8)을 제조하였다.Poly(5-octyl-2-norbornene) (PNBC8) was prepared according to Scheme 2 by the following method.

[반응식 2][Scheme 2]

글로브 박스에서 20mL 바이알에 NBC8(2.06g, 10-2mol), 톨루엔(3.6mL), 자기 교반기, [Ph3C][B(C6F5)4] (1.84 × 10-2 g, 2.0 × 10-5 mol)을 첨가해 NBC8 용액을 제조하고, In a 20 mL vial in a glove box, NBC8 (2.06 g, 10 -2 mol), toluene (3.6 mL), magnetic stirrer, [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] (1.84 × 10 -2 g, 2.0 × 10 -5 mol) was added to prepare an NBC8 solution,

다른 20mL 바이알에 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2) (5.85 × 10-3 g, 10-5 mol), 자기 교반기, 톨루엔(4.0mL), iBu3Al(헥산용매, 0.2mL 용액, 2.0×10-4 mol)을 첨가해 Pd(II) 용액을 제조하였다. In another 20 mL vial, PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (5.85 × 10 -3 g, 10 -5 mol), magnetic stirrer, toluene (4.0 mL), iBu 3 Al (hexane solvent, 0.2 mL solution, A Pd(II) solution was prepared by adding 2.0×10 -4 mol).

상기 두 용액을 25℃에서 10분 동안 교반한 후, Pd(II) 용액을 NBC8 용액으로 옮겨 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 1 × 10-3 mol L-1)으로 혼합된 용액(아래의 표 1 참조)에서 NBC8의 단독중합을 수행하였다. After stirring the two solutions at 25°C for 10 minutes, the Pd(II) solution was transferred to the NBC8 solution and [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 /[Pd] 0 = 20; Homopolymerization of NBC8 was performed in a mixed solution (see Table 1 below) with [B] 0 = 2 × 10 -3 mol L -1 and [Pd] 0 = 1 × 10 -3 mol L -1

반응 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 반응 혼합물의 바이알을 글로브 박스에서 꺼내고 반응 혼합물에 10 부피% HCl 용액(메탄올으로 희석)을 첨가하여 중합체 사슬 말단을 탈금속화시켰다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 메탄올에 부었다. 침전물을 1시간 동안 교반 후 여과하고 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 생성물을 톨루엔에 용해시키고, 메탄올에 침전시키고, 1시간 동안 교반 후 여과하고, 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켜 가용성 폴리(5-옥틸-2-노르보르넨)(PNBC8)을 수득하였다. 수율: 1.65g(80%).The reaction mixture was stirred at 25°C for 24 hours. Afterwards, the vial of reaction mixture was removed from the glove box and 10 vol% HCl solution (diluted with methanol) was added to the reaction mixture to demetalize the polymer chain ends. After stirring for 1 hour, the mixture was poured into methanol. The precipitate was stirred for 1 hour, filtered, and dried under vacuum at 60°C for 24 hours. The product was dissolved in toluene, precipitated in methanol, stirred for 1 hour, filtered, and dried at 60°C for 24 hours under vacuum to obtain soluble poly(5-octyl-2-norbornene) (PNBC8). Yield: 1.65 g (80%).

<실시 예 4><Example 4>

상기 실시 예 3과 동일한 방법으로 중합하되, 혼합된 용액이 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 5 × 10-3 mol L-1)으로 혼합되도록 달리한 것을 제외하고, 실시 예 3과 동일한 방법을 수행하여 가용성 폴리(5-옥틸-2-노르보르넨)(PNBC8)을 수득하였다. 수율: 87%(아래의 표 1 참조).Polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, except that the mixed solution was [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 / [Pd] 0 = 20; [ B ] 0 = 2 (5-octyl-2-norbornene) (PNBC8) was obtained. Yield: 87% (see Table 1 below).

<실시 예 5><Example 5>

상기 실시 예 3과 동일한 방법으로 중합하되, 혼합된 용액이 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 2 × 10-4 mol L-1)으로 혼합되도록 달리한 것을 제외하고, 실시 예 3과 동일한 방법을 수행하여 가용성 폴리(5-옥틸-2-노르보르넨)(PNBC8)을 수득하였다. 수율: 93%(아래의 표 1 참조).Polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, except that the mixed solution was [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 / [Pd] 0 = 20; [ B ] 0 = 2 (5-octyl-2-norbornene) (PNBC8) was obtained. Yield: 93% (see Table 1 below).

<실시 예 6><Example 6>

상기 실시 예 3과 동일한 방법으로 중합하되, 혼합된 용액이 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 1 × 10-4 mol L-1)으로 혼합되도록 달리한 것을 제외하고, 실시 예 3과 동일한 방법을 수행하여 가용성 폴리(5-옥틸-2-노르보르넨)(PNBC8)을 수득하였다. 수율: 95%(아래의 표 1 참조).Polymerization was carried out in the same manner as in Example 3, except that the mixed solution was [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 / [Pd] 0 = 20; [ B ] 0 = 2 (5-octyl-2-norbornene) (PNBC8) was obtained. Yield: 95% (see Table 1 below).

<실시 예 7> NB 및 NBC8의 공중합체 제조<Example 7> Preparation of copolymers of NB and NBC8

이하의 방법으로 반응식 3에 따라 NB 및 NBC8의 공중합체를 제조하였다.A copolymer of NB and NBC8 was prepared according to Scheme 3 by the following method.

[반응식 3][Scheme 3]

글로브 박스에서 6개의 20mL 바이알 각각에 NB/NBC8를 특정 몰 조성(NBC8의 몰 분율(fNBC8) = 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 또는 0.9, 10-2 mol)으로 첨가하고, 자기 교반기, 톨루엔([NB/NBC8]0 = 1 mol L-2의 적절한 부피) 및 [Ph3C][B(C6F5)4](1.84 × 10-2 g, 2.0 × 10-5 mol)을 첨가하여 각 NB/NBC8 용액을 제조하였다. Add NB/NBC8 at the specified molar composition (mole fraction of NBC8 (f NBC8 ) = 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, or 0.9, 10 -2 mol) to each of six 20 mL vials in a glove box and stir on a magnetic stirrer. , toluene (appropriate volume of [NB/NBC8] 0 = 1 mol L -2 ) and [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] (1.84 × 10 -2 g, 2.0 × 10 -5 mol) Each NB/NBC8 solution was prepared by adding.

70 mL 바이알에 [Ph3C][B(C6F5)4] (1.84 × 10-2 g, 2.0 ×10-5 mol), 자기 교반기, 톨루엔(28.0 mL), iBu3Al(헥산용매, 1.4mL 용액, 1.4 mL × 10-3 mol)을 첨가하여 Pd(II) 용액을 제조하였다. In a 70 mL vial, [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] (1.84 × 10 -2 g, 2.0 × 10 -5 mol), magnetic stirrer, toluene (28.0 mL), iBu 3 Al (hexane solvent) , 1.4 mL solution, 1.4 mL × 10 -3 mol) was added to prepare a Pd(II) solution.

모든 용액을 25℃에서 10분 동안 교반한 후, 4.2mL의 Pd(II) 용액을 각 NB/NBC8 용액으로 옮겨서 6개의 상이한 공급 조성의 NB/NBC8 공중합을 수행하였다.After all solutions were stirred at 25 °C for 10 min, 4.2 mL of Pd(II) solution was transferred into each NB/NBC8 solution to perform NB/NBC8 copolymerization of six different feed compositions.

반응 혼합물을 25℃에서 50분 또는 60분 동안 교반한 후, 반응 혼합물의 바이알을 글로브 박스에서 꺼내고 각 혼합물에 10 부피% HCl 용액(메탄올으로 희석)을 첨가하여 공중합을 종료시켰다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 메탄올에 별도로 부었다. 침전물을 1시간 동안 교반한 후 여과하고, 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켜 6개의 NB/NBC8 가용성 공중합체를 10% 미만의 수율로 수득하였다.After the reaction mixture was stirred at 25°C for 50 or 60 minutes, the vials of the reaction mixture were removed from the glove box and 10 vol% HCl solution (diluted with methanol) was added to each mixture to terminate the copolymerization. After stirring for 1 hour, the mixture was poured separately into methanol. The precipitate was stirred for 1 hour, filtered, and dried under vacuum at 60°C for 24 hours to obtain 6 NB/NBC8 soluble copolymers in less than 10% yield.

공중합체 조성물은 각 샘플에 대한 공중합체에서 NBC8의 몰 분율을 결정하기 위해 1H NMR 분광법에 의해 특성화되었다. NB 및 NBC8(rNB 및 rNBC8)에 대한 단량체 반응성 비율을 결정하기 위해 공급물 및 각 공중합체의 조성 정보를 Kelen-Tudos 방법에 적용하였다.The copolymer composition was characterized by 1H NMR spectroscopy to determine the mole fraction of NBC8 in the copolymer for each sample. Composition information of the feed and each copolymer was applied to the Kelen-Tudos method to determine the monomer reactivity ratios for NB and NBC8 (rNB and rNBC8).

<실시 예 8> 사슬 전달제(chain transfer agent) 존재 하에서의 NB 및 NBC8의 공중합체 제조<Example 8> Preparation of a copolymer of NB and NBC8 in the presence of a chain transfer agent

이하의 방법으로 반응식 4에 따라 NB 및 NBC8의 공중합체를 제조하되, 사슬 전달제(chain transfer agent)인 1-헥센(HX)의 존재 유무에 따라 NB 및 NBC8의 공중합체 제조하였다.A copolymer of NB and NBC8 was prepared according to Scheme 4 using the following method, depending on the presence or absence of 1-hexene (HX), a chain transfer agent.

[반응식 4][Scheme 4]

글로브 박스에서 각 4개의 20mL 바이알에 NB(0.471g, 5.0 × 10-3mol), NBC8(1.03g, 5.0 × 10-3mol), 특정 양의 HX([HX]0/[NB/NBC8]0= 10, 5, 1 또는 0), 자기 교반기, 톨루엔(3.6mL) 및 [Ph3C][B(C6F5)4] (1.84 × 10-2 g, 2.0 × 10-5 mol) 을 첨가해 NB/NBC8 용액을 제조하였다.NB (0.471 g, 5.0 × 10 -3 mol), NBC8 (1.03 g, 5.0 × 10 -3 mol), and specific amounts of HX ([HX] 0 /[NB/NBC8]) in each of four 20 mL vials in a glove box. 0 = 10, 5, 1 or 0), magnetic stirrer, toluene (3.6 mL) and [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] (1.84 × 10 -2 g, 2.0 × 10 -5 mol) was added to prepare an NB/NBC8 solution.

70mL 바이알에 PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2) (2.92 × 10-2 g, 5.0 × 10-5 mol), 자기 교반기, 톨루엔(20mL), iBu3Al(헥산용매, 1.0mL 용액, 1.0× 10-3 mol)을 첨가하여 Pd(II) 용액을 제조하였다. PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 ) (2.92 × 10 -2 g, 5.0 × 10 -5 mol) in a 70 mL vial, magnetic stirrer, toluene (20 mL), iBu 3 Al (hexane solvent, 1.0 mL solution, A Pd(II) solution was prepared by adding 1.0×10 -3 mol).

모든 용액을 25℃에서 10분 동안 교반한 후, 4.2mL의 Pd(II) 용액을 NBC8 용액으로 옮겨 NB/NBC8의 공중합을 수행하였다.After all solutions were stirred at 25°C for 10 minutes, 4.2 mL of Pd(II) solution was transferred to the NBC8 solution to perform copolymerization of NB/NBC8.

반응 혼합물을 25℃에서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 반응 혼합물의 바이알을 글로브 박스에서 꺼내고 반응 혼합물에 10 부피% HCl 용액(메탄올으로 희석)을 첨가하여 중합체 사슬 말단을 탈금속화시켰다. 1시간 동안 교반한 후, 혼합물을 메탄올에 별도로 부었다. 침전물을 1시간 동안 교반한 후 여과하고, 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켰다. 조 생성물을 톨루엔에 용해시키고, 메탄올에 침전시키고, 1시간 동안 교반한 후 여과하고, 진공 하에 60℃에서 24시간 동안 건조시켜 서로 다른 분자량을 갖는 4개의 가용성 폴리(노보넨-랜덤-5-옥틸-2-노보넨)(P(NB-r-NBC8)s)을 수득하였다. 수율: 1.22-1.29g(81-86%).The reaction mixture was stirred at 25°C for 24 hours. Afterwards, the vial of reaction mixture was removed from the glove box and 10 vol% HCl solution (diluted with methanol) was added to the reaction mixture to demetalize the polymer chain ends. After stirring for 1 hour, the mixture was poured separately into methanol. The precipitate was stirred for 1 hour, filtered, and dried under vacuum at 60°C for 24 hours. The crude product was dissolved in toluene, precipitated in methanol, stirred for 1 hour, filtered, and dried under vacuum at 60°C for 24 hours to produce four soluble poly(norbornene-random-5-octyl) with different molecular weights. -2-norbornene) (P(NB-r-NBC8)s) was obtained. Yield: 1.22-1.29 g (81-86%).

<실시 예 9> P(NB-r-NBC8) 필름의 제조<Example 9> Preparation of P(NB-r-NBC8) film

4개의 70mL 바이알 각각에 실시 예 8에서 제조한 서로 다른 분자량을 갖는 4개의 P(NB-r-NBC8)(0.4g) 및 톨루엔(45.7mL)을 채워 1wt% 공중합체 용액을 제조하고, 상기 용액을 60℃에서 3시간 이상 교반하였다. 4개 각각의 공중합체 용액을 5.0 μm의 공극 크기를 갖는 PTFE 멤브레인 필터가 장착된 50 mL 주사기를 사용하여 평행하고 진동이 최소화된 테이블에 놓인 유리 접시(직경 = 45mm, 높이 = 30mm)에 조심스럽게 첨가하였다. 공중합체 용액으로 채워진 4개의 접시를 더 큰 부피의 유리 접시로 덮고 톨루엔이 완전히 증발될 때까지 접시를 그대로 두었다. 이후 접시 위의 공중합체 필름을 12시간 동안 진공 분위기 100℃에서 건조시켰다. 이후, 공중합체 필름을 접시에서 분리하여 서로 다른 분자량을 갖는 폴리(노보넨-랜덤-5-옥틸-2-노보넨)(P(NB-r-NBC8)s)으로 이루어진 필름을 획득하였다.Each of four 70 mL vials was filled with four P(NB-r-NBC8) (0.4 g) and toluene (45.7 mL) having different molecular weights prepared in Example 8 to prepare a 1 wt% copolymer solution, and the solution was was stirred at 60°C for more than 3 hours. Carefully inject each of the four copolymer solutions into a glass dish (diameter = 45 mm, height = 30 mm) placed on a parallel, minimized vibration table using a 50 mL syringe equipped with a PTFE membrane filter with a pore size of 5.0 μm. Added. The four dishes filled with the copolymer solution were covered with a larger volume glass dish and the dishes were left undisturbed until the toluene was completely evaporated. Afterwards, the copolymer film on the plate was dried at 100°C in a vacuum atmosphere for 12 hours. Afterwards, the copolymer film was separated from the dish to obtain films made of poly(norbornene-random-5-octyl-2-norbornene) (P(NB-r-NBC8)s) having different molecular weights.

<실험 예 1> 단독 중합 결과 분석<Experimental Example 1> Analysis of independent polymerization results

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물의 환형 올레핀 중합체 제조성능을 평가하기 위하여, 실시 예 1 내지 6에 따라 노보넨계 단량체의 비닐 첨가 단독 중합을 수행하고 SEC(size exclusion chromatography)를 통해 분자량 및 분산도를 측정하였으며 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.In order to evaluate the cyclic olefin polymer production performance of the composition for producing cyclic olefin polymer according to an embodiment, vinyl addition polymerization of norbornene monomer was performed according to Examples 1 to 6, and molecular weight and dispersion were measured through SEC (size exclusion chromatography). The temperature was measured and the results are shown in Table 1 below.

실시예Example M
(molL-1)
M
(molL -1 )
[Pd]0
(mol L-1)
[Pd] 0
(mol L -1 )
[B]0
(mol L-1)
[B] 0
(mol L -1 )
시간
(h)
hour
(h)
수율
(%)
transference number
(%)
A1h A 1h Mn,theo
(kDa)
M n,theo
(kDa)
Mn
(kDa)
M n
(kDa)
ÐÐ Mn,theo/Mn M n,theo /M n
1One NB
1
N.B.
One
10-3 10 -3 10-3 10 -3 1One 생성안됨Not created -- -- -- -- --
1One 2424 -- -- -- -- -- 22 NB
l
N.B.
l
10-3 10 -3 2 × 10-3 2 × 10 -3 1One 7.87.8 7.36 × 103 7.36 × 10 3
2424 8787 33 NBC8 1NBC8 1 10-3 10 -3 2 × 10-3 2 × 10 -3 1One 1.41.4 2.86 × 103 2.86 × 10 3 2.892.89 302302 2.482.48 0.009570.00957 2424 8080 165165 11401140 1.561.56 0.1450.145 44 NBC81NBC81 5 × 10-4 5 × 10 -4 2 × 10-3 2 × 10 -3 1One 2.12.1 7.27 × 103 7.27 × 10 3 8.678.67 498498 2.222.22 0.01740.0174 2424 8787 359359 10201020 1.701.70 0.3520.352 55 NBC8
1
NBC8
One
2 × 10-4 2 × 10 -4 2 × 10-3 2 × 10 -3 1One 2.12.1 2.12 × 104 2.12 × 10 4 21.721.7 591591 2.422.42 0.03670.0367
2424 9393 960960 12601260 1.481.48 0.7620.762 66 NBC8
1
NBC8
One
10-4 10 -4 2 × 10-3 2 × 10 -3 1One 0.780.78 1.62 × 104 1.62 × 10 4 16.116.1 352352 3.883.88 0.04570.0457
2424 9595 19601960 631631 2.412.41 3.113.11

- M: 노보넨계 단량체 및 함량(molL-1)- [Pd]0: Pd 함량(mol L-1)- M: Norbornene monomer and content (molL -1 ) - [Pd] 0 : Pd content (mol L -1 )

- [B]0: 붕소 함량(mol L-1)- [B] 0 : Boron content (mol L -1 )

- A1h: 초기 1시간 동안의 촉매 활성량(gpolymermolPd -1h-1)- A 1h : Catalyst activity during the first 1 hour (g polymer mol Pd -1 h -1 )

- Mn,theo: [M]0/[Pd]0 × M의 분자량 × 중합체 수율/100%(kDa)- M n,theo : [M] 0 /[Pd] 0 × molecular weight of M × polymer yield/100% (kDa)

- Mn: 40℃에서 테트라히드로푸란의 SEC(size exclusion chromatography)에서 측정된 수평균 분자량(THF에서 PNB 중합체는 불용성으로 인해 측정불가)(kDa)- M n : Number average molecular weight measured by SEC (size exclusion chromatography) of tetrahydrofuran at 40°C (PNB polymer cannot be measured due to insolubility in THF) (kDa)

- Ð: 40℃에서 테트라히드로푸란의 SEC(size exclusion chromatography)에서 측정된 분산도(THF에서 PNB 중합체는 불용성으로 인해 측정불가)- Ð: Dispersity measured by SEC (size exclusion chromatography) of tetrahydrofuran at 40°C (PNB polymer cannot be measured in THF due to insolubility)

상기 표 1에 도시된 바와 같이, 노보넨(NB) 단독중합에서 [M]0 = 1 mol L-1, [Al]0/[Pd]0 = 20; [B]0 = 1 × 10-3 mol L-1, [Pd]0 = 1 × 10-3 mol L-1)으로 혼합된 용액에서 중합을 수행한 실시 예 1에서는 노보넨(NB) 단독중합이 진행되지 않은 반면 [B]0 = 2 × 10-3 mol L-1로 첨가한 용액에서는 87%의 수율로 중합됨을 확인할 수 있다. 이는 [Ph3C][B(C6F5)4]이 단량체 용액에서 스캐빈저(scavenger)로 작용하기 때문에, 실시 예 1에서는 대부분의 [Ph3C][B(C6F5)4]이 단량체와 혼합될 때 불순물을 제거함으로써 희생되었기 때문인 것으로 예상된다.As shown in Table 1, in norbornene (NB) homopolymerization, [M] 0 = 1 mol L -1 , [Al] 0 /[Pd] 0 = 20; In Example 1 , where the polymerization was performed in a mixed solution of [B] 0 = 1 While this did not proceed, it can be confirmed that polymerization was achieved with a yield of 87% in the solution added with [B] 0 = 2 × 10 -3 mol L -1 . This is because [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] acts as a scavenger in the monomer solution, and in Example 1, most of [Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 ] is expected to be sacrificed by removing impurities when mixed with the monomer.

상기 결과로부터 중합이 이뤄지기 위해서는 [M]0이 1 mol L-1일 때 [B]0이 적어도 2×10-3 몰 이상 필요함을 확인할 수 있다.From the above results, it can be confirmed that in order for polymerization to occur, at least 2×10 -3 moles of [B] 0 are required when [M] 0 is 1 mol L -1 .

또한, 실시 예 2를 통해 [Pd] 0 = 10-3 mol/L에서 초기 1시간(A1h) 동안의 촉매 활성은 10-4 gpolymermolPd -1 h-1미만인 것으로 관찰되었으며 24시간 동안 중합한 후, 불용성 PNB가 87%의 높은 수율로 중합되었음을 확인하였다.In addition, through Example 2, the catalytic activity during the initial 1 hour (A 1h ) at [Pd] 0 = 10 -3 mol/L was observed to be less than 10 -4 g polymer mol Pd -1 h -1 for 24 hours. After polymerization, it was confirmed that insoluble PNB was polymerized with a high yield of 87%.

또한, 실시 예 3에서 동일한 촉매 시스템에서 가용성 PNBC8을 제조한 결과, [Pd] 0 = 10-3 mol/L 에서 NBC8의 단독중합은 1시간 및 A1h에서의 수율을 통해 NB의 단독중합보다 느리게 중합되었으나 24시간 후 80% 수율을 달성하였다.In addition, as a result of preparing soluble PNBC8 in the same catalyst system in Example 3, the homopolymerization of NBC8 at [Pd] 0 = 10 -3 mol/L was slower than the homopolymerization of NB, with yields in 1 h and A 1h . Although polymerized, 80% yield was achieved after 24 hours.

상기 중합된 PNBC8에 대하여 SEC(size exclusion chromatography)을 이용하여 초기 1시간 및 24시간에서의 수평균 분자량(Mn) 측정 결과, 이론적인 Mn(Mn,theo) 값인 165kDa보다 훨씬 큰 1140kDa가 얻어졌고, 분산도Ð는 1.56로, 1000kDa이상의 초고분자량을 갖는 환형 올레핀 중합체가 제조됨을 확인하였다.As a result of measuring the number average molecular weight (M n ) of the polymerized PNBC8 at the first 1 hour and 24 hours using size exclusion chromatography (SEC), it was found to be 1140 kDa, which is much larger than the theoretical M n (M n,theo ) value of 165 kDa. was obtained, and the dispersion degree Ð was 1.56, confirming that a cyclic olefin polymer with an ultra-high molecular weight of 1000 kDa or more was produced.

이는 일 실시 예에 따른 촉매 시스템의 낮은 촉매 개시 효율에 기인된 것으로 보이며, PdCl2(MesN=CHC6H4PPh2)/iBu3Al/[Ph3C][B(C6F5)4]의 개시 효율이 낮은 이유는 비극성 톨루엔에서 초기 촉매종의 낮은 용해도로 인해 활성종과 비활성 클러스터의 평형을 이루기 때문인 것으로 예상된다.This appears to be due to the low catalyst initiation efficiency of the catalyst system according to one embodiment, PdCl 2 (MesN=CHC 6 H 4 PPh 2 )/iBu 3 Al/[Ph 3 C][B(C 6 F 5 ) 4 The reason for the low initiation efficiency of ] is expected to be due to the low solubility of the initial catalytic species in non-polar toluene, resulting in an equilibrium between active species and inactive clusters.

한편, 팔라듐 촉매의 농도에 따른 영향을 확인하기 위하여, [Pd]0 = 10, 5, 2, 1 × 10-4 molL-1로 달리한 실시 예 4 내지 6에서의 중합 결과, 1시간 중합에 대한 Mntheo/Mn 값은 모든 경우에 대해 0.1 미만으로 유지되었지만, 24시간 중합에 대한 Mntheo/Mn 값은 [Pd] 0이 감소함에 따라 증가하는 경향이 나타남을 확인하였으며, [Pd] 0= 1 × 10-4 mol/L을 사용한 실시 예 6에서 비정상적인 결과가 관찰되었으며, 이 결과는 잔류 iBu3Al로 사슬 전달이 발생했기 때문으로 예상된다.Meanwhile, in order to confirm the effect of the concentration of the palladium catalyst, the polymerization results in Examples 4 to 6 where [Pd] 0 = 10, 5, 2, 1 × 10 -4 molL -1 were varied, 1 hour polymerization Although the M ntheo /M n value for 24 hours polymerization remained below 0.1, it was confirmed that the M ntheo /M n value for 24-hour polymerization tended to increase as [Pd] 0 decreased. Abnormal results were observed in Example 6 using 0 = 1 × 10 -4 mol/L, which is expected to be due to chain transfer occurring to residual iBu 3 Al.

상기 결과로부터 화학식 1의 화합물을 포함하는 촉매를 이용하여 1000kDa이상의 초고분자량을 갖는 환형 올레핀 중합체가 제조할 수 있음을 확인할 수 있다.From the above results, it can be confirmed that a cyclic olefin polymer having an ultra-high molecular weight of 1000 kDa or more can be produced using a catalyst containing the compound of Formula 1.

<실험 예 2> 공중합 결과 분석<Experimental Example 2> Analysis of copolymerization results

일 실시 예에 따른 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물의 환형 올레핀 공중합체 제조성능을 평가하기 위하여, 실시 예 7에 따라 노보넨계 단량체의 비닐 첨가 공중합을 수행하고 양성자 및 탄소-13 핵 자기 공명(1H 및 13C NMR) 스펙트럼를 통해 공중합체 제조 여부를 확인하였으며 그 결과를 아래의 표 2 및 도 1에 나타내었다.In order to evaluate the cyclic olefin copolymer production performance of the composition for producing cyclic olefin polymer according to an example, vinyl addition copolymerization of norbornene monomer was performed according to Example 7, and proton and carbon-13 nuclear magnetic resonance (1H and 13C NMR) ) The production of the copolymer was confirmed through the spectrum, and the results are shown in Table 2 and Figure 1 below.

실시예Example fNB f N.B. fNBC8 fNBC8 FNB F NB FNBC8 F NBC8 ff FF αα ξξ ηη 7-17-1 0.60.6 0.40.4 0.6440.644 0.3560.356 1.50001.5000 1.80901.8090 0.04470.0447 0.78350.7835 0.42250.4225 7-27-2 0.50.5 0.50.5 0.5230.523 0.4770.477 1.00001.0000 1.09641.0964 0.04470.0447 0.72630.7263 0.07000.0700 7-37-3 0.40.4 0.60.6 0.4460.446 0.5540.554 0.66670.6667 0.80510.8051 0.04470.0447 0.61630.6163 -0.1802-0.1802 7-47-4 0.30.3 0.70.7 0.3530.353 0.6470.647 0.42860.4286 0.54560.5456 0.04470.0447 0.49480.4948 -0.5246-0.5246 7-57-5 0.20.2 0.80.8 0.2210.221 0.7790.779 0.25000.2500 0.28370.2837 0.04470.0447 0.39060.3906 -1.1191-1.1191 7-67-6 0.10.1 0.90.9 0.1150.115 0.8850.885 0.11110.1111 0.12990.1299 0.04470.0447 0.21650.2165 -1.6956-1.6956

- fNB: 공급된 NB 몰분율(fNB+fNBC8=1)fNBC8: 공급된 NBC8 몰분율- f NB : supplied NB mole fraction (f NB +f NBC8 =1)f NBC8 : supplied NBC8 mole fraction

- FNB: 공중체에서의 NB 몰분율(FNB+FNBC8=1)- F NB : NB mole fraction in aerial body (F NB +F NBC8 = 1)

- FNBC8: 공중체에서의 NBC8 몰분율- F NBC8 : NBC8 mole fraction in aerial body

- f: 아래의 식 1에 따라 계산된 값- f: Value calculated according to Equation 1 below

- α: 아래의 식 2에 따라 계산된 값- α: Value calculated according to Equation 2 below

- ξ, η: 아래의 식 3에 따라 계산된 값- ξ, η: Values calculated according to Equation 3 below

[식 1][Equation 1]

[식 2][Equation 2]

[식 3][Equation 3]

상기 표 2의 결과를 통해 제조된 공중합체는 공급 조성과 거의 일치하는 조성의 공중합체가 형성됨을 알 수 있으며, 도 1의 Kelen-Tudos 그래프를 통해 rNB = 1.21 및 rNBC8 = 0.859의 비율을 보여주었으며, 이로부터 실시 예 7을 통해 랜덤 공중합체P(NB-r-NBC8)를 생성하였음을 확인할 수 있다.From the results in Table 2, it can be seen that the prepared copolymer was formed with a composition that is almost identical to the supplied composition, and the Kelen-Tudos graph in Figure 1 showed the ratios of rNB = 1.21 and rNBC8 = 0.859. , From this, it can be confirmed that random copolymer P(NB-r-NBC8) was produced through Example 7.

<실험 예 3> 분자량에 따른 특성 분석<Experiment Example 3> Characteristic analysis according to molecular weight

일 실시 예에 따라 제조된 환형 올레핀 중합체의 기계적 특성을 분석하기 위해, NBC8 몰분율(fNBC8)을 0.5으로 하여 NB 및 NBC8의 공중합체를 제조하되, 사슬 전달제(chain transfer agent, CTA)인 1-헥센(HX)을 사용하여 제조한 공중합체(실시 예 8 및 9)에 대하여 물리적 특성을 분석하기 위하여, SEC(size exclusion chromatography) 시스템, 시차 주사 열량계(DSC), 자외선 가시광선(UV-Vis) 분광광도계, 광각 X선 산란(WAXS) 분석기, UTM(universal testing machine)을 사용하여 이용하여 분석하였으며 그 결과를 아래의 표 3, 도 2 내지 9에 나타내었다.In order to analyze the mechanical properties of the cyclic olefin polymer prepared according to one embodiment, a copolymer of NB and NBC8 was prepared with the NBC8 mole fraction (f NBC8 ) set to 0.5, and the chain transfer agent (CTA) 1 -To analyze the physical properties of the copolymers prepared using hexene (HX) (Examples 8 and 9), size exclusion chromatography (SEC) system, differential scanning calorimetry (DSC), and ultraviolet visible light (UV-Vis) were used. ) was analyzed using a spectrophotometer, wide-angle X-ray scattering (WAXS) analyzer, and universal testing machine (UTM), and the results are shown in Table 3 below and Figures 2 to 9.

[HX]0/[M]0 [HX] 0 /[M] 0 FNBC8 F NBC8 Mn
(kDa)
M n
(kDa)
ÐÐ Td,5wt%
(℃)
T d,5wt%
(℃)
Tg
(℃)
T g
(℃)
T
(%)
T
(%)
E
(MPa)
E
(MPa)
σB
(MPa)
σ B
(MPa)
εB
(%)
ε B
(%)
UT
(MJ m-3)
U T
(MJ m -3 )
1One 0.4810.481 504504 2.732.73 395395 162162 91-10091-100 1144 ± 681144 ± 68 24.3 ± 1.424.3 ± 1.4 13.6 ± 7.513.6 ± 7.5 2.85 ± 1.842.85 ± 1.84 0.50.5 0.4990.499 874874 1.821.82 393393 160160 90-10090-100 1113 ± 1901113±190 26.5 ± 2.926.5 ± 2.9 17.6 ± 0.417.6 ± 0.4 4.11 ± 0.764.11 ± 0.76 0.10.1 0.4890.489 11101110 1.621.62 396396 163163 92-10092-100 1094 ± 281094 ± 28 26.1 ± 0.826.1 ± 0.8 24.3 ± 1.224.3 ± 1.2 5.61 ± 0.135.61 ± 0.13 00 0.4710.471 15301530 1.311.31 389389 160160 93-10093-100 1058 ± 531058 ± 53 26.2 ± 1.026.2 ± 1.0 23.1 ± 1.323.1 ± 1.3 5.41 ± 0.465.41 ± 0.46

- FNBC8: 공중합체에서 NBC8의 몰 분율Td,5wt%: 5wt% 손실에서의 분해 온도(decomposition temperature at 5 wt %)- F NBC8 : mole fraction of NBC8 in the copolymerT d,5wt% : decomposition temperature at 5 wt% loss

- Tg: 유리 전이 온도(glass transition temperature)- T g : glass transition temperature

- T: 투과율(transmittance)- T: Transmittance

- E: 영률(Young's modulus). - E: Young's modulus.

- σB: 인장 강도(tensile strength) - σ B : tensile strength

- εB: 파단 신율(elongation at break)- ε B : elongation at break

- UT: 인장 인성(tensile toughness)- U T : tensile toughness

실시 예 8에서 제조된 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8)에 대하여 도 2는 SEC(size exclusion chromatography) 시스템을 이용하여 측정한 수평균 분자량(Mn) 결과 그래프이다.For the four copolymers P(NB-r-NBC8) prepared in Example 8, Figure 2 is a graph showing the number average molecular weight (M n ) results measured using a size exclusion chromatography (SEC) system.

상기 표 3, 도 2의 분석 결과, HX의 공급 비율을 1, 0.5, 0.1 및 0으로 달리했을 때 제조된 4가지 공중합체P(NB-r-NBC8) 모두에서 NBC8의 몰 분율(FNBC8)은 0.471 내지 0.499로 유지된 반면 수평균 분자량(Mn)은 504 내지 1530kDa이고, 분산도(Ð)는 각각 2.73 내지 1.31로 다르게 형성됨을 확인할 수 있다. 상기 결과로부터, 사슬 전달제(chain transfer agent, CTA)인 1-헥센(HX)의 공급량을 조절하여 분자량이 상이한 공중합체를 제조할 수 있음을 알 수 있다.As a result of the analysis of Table 3 and Figure 2, the mole fraction of NBC8 (FNBC8) in all four copolymers P (NB-r-NBC8) prepared when the supply ratio of HX was varied as 1, 0.5, 0.1, and 0. It can be seen that the number average molecular weight (M n ) is maintained at 0.471 to 0.499, while the number average molecular weight (M n ) is 504 to 1530 kDa, and the degree of dispersion (Ð) is formed differently at 2.73 to 1.31, respectively. From the above results, it can be seen that copolymers with different molecular weights can be prepared by adjusting the supply amount of 1-hexene (HX), a chain transfer agent (CTA).

또한, 실시 예 8에서 제조된 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8)(벌크)의 열 특성을 확인하기 위하여, 열중량 분석(TGA)으로 5wt% 손실에서의 분해 온도(Td,5wt%)를 측정하여 상기 표 3에 나타내고, 시차 주사 열량계(DSC)를 이용하여 유리 전이 온도를 측정하고 그 결과를 상기 표 3 및 도 3에 나타내었다. In addition, in order to confirm the thermal properties of the four copolymers P(NB-r-NBC8) (bulk) with different molecular weights prepared in Example 8, the decomposition temperature (T) at 5 wt% loss was measured by thermogravimetric analysis (TGA). d,5wt% ) was measured and shown in Table 3, and the glass transition temperature was measured using differential scanning calorimetry (DSC), and the results are shown in Table 3 and Figure 3.

측정 결과, 5wt% 손실에서의 분해 온도(Td,5wt%)는 389℃ 내지 396℃로, 유리전이 온도(Tg)는 약 160℃ 내지 163℃으로 유사하게 나타남을 확인할 수 있다. 상기 결과를 통해, 분자량이 상이한 4개의 공중합체P(NB-r-NBC8)의 열적 특성은 유사한 것을 확인할 수 있다.As a result of the measurement, it can be seen that the decomposition temperature (T d,5wt% ) at 5 wt% loss is similar to 389°C to 396°C, and the glass transition temperature (T g ) is similar to approximately 160°C to 163°C. Through the above results, it can be confirmed that the thermal properties of four copolymers P(NB-r-NBC8) with different molecular weights are similar.

또한, 실시 예 8에서 제조된 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8)의 광학 특성을 확인하기 위하여, 각각을 필름(두께 161-182 μm) 형태로 형성(실시 예 9 참조)한 후, 자외선 가시광선(UV-Vis) 분광광도계를 이용하여 투과율을 측정하여 그 결과를 도 4에 나타내었다.In addition, in order to confirm the optical properties of the four copolymers P(NB-r-NBC8) with different molecular weights prepared in Example 8, each was formed into a film (thickness 161-182 μm) (see Example 9). After that, the transmittance was measured using an ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometer, and the results are shown in Figure 4.

측정 결과, 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8) 필름 모두 가시광선 파장(400-800 nm) 범위에서 약 90% 이상의 투과율(T)이 나타남을 확인할 수 있다. 상기 결과를 통해, 분자량이 상이한 4개의 공중합체P(NB-r-NBC8)의 광학적 특성은 유사한 것을 확인할 수 있다.As a result of the measurement, it was confirmed that all four copolymer P(NB-r-NBC8) films with different molecular weights exhibited a transmittance (T) of about 90% or more in the visible light wavelength (400-800 nm) range. Through the above results, it can be confirmed that the optical properties of the four copolymers P(NB-r-NBC8) with different molecular weights are similar.

또한, 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8)의 나노 구조를 확인하기 위하여, 각각을 필름(두께 161-182 μm) 형태로 형성(실시 예 9 참조)한 후, 1차원 광각 X선 산란(1D WAXS) 분석을 수행하여 그 결과를 도 5에 나타내었다.In addition, in order to confirm the nanostructure of the four copolymers P(NB-r-NBC8) with different molecular weights, each was formed into a film (thickness 161-182 μm) (see Example 9), and then one-dimensional wide-angle X-ray scattering (1D WAXS) analysis was performed and the results are shown in Figure 5.

측정 결과, 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8) 필름 모두에서 두 개의 격자 간격(d-spacing, di = 2πqi -1)이 13.66 내지 13.96 Å(= d1) 및 4.69 Å(= d2)에 해당하는 2개의 주요 산란 피크 0.45 내지 0.46 Å-1(= q1) 및 1.34 Å-1(= q2)가 얻어졌고, 9.67 Å(= d1')의 d-간격에 해당하는 0.65 Å-1(q1')의 작은 피크가 얻어졌다. 상기 결과를 통해 분자량이 상이하지만 조성이 거의 동일한 4개의 공중합체 P(NB-r-NBC8)은 나노구조에서 기계적 성질의 차이를 만드는 어떠한 독특한 요소도 갖지 않는 것으로 예상해볼 수 있다.As a result of the measurements, the two lattice spacings (d-spacing, d i = 2πq i -1 ) in all four copolymer P(NB-r-NBC8) films with different molecular weights were 13.66 to 13.96 Å (= d 1 ) and 4.69 Å, respectively. Two main scattering peaks corresponding to Å(=d 2 ) from 0.45 to 0.46 Å -1 (=q 1 ) and 1.34 Å -1 (=q 2 ) were obtained, with a d- of 9.67 Å(=d 1 '). A small peak at 0.65 Å -1 (q 1′ ) corresponding to the gap was obtained. From the above results, it can be expected that the four copolymers P(NB-r-NBC8), which have different molecular weights but have almost the same composition, do not have any unique elements that cause differences in mechanical properties in the nanostructure.

실시 예 8에서 제조된 분자량이 상이한 4가지 공중합체 P(NB-r-NBC8)의 분자량 및 인장 특성의 관계를 확인하기 위하여, 각각을 필름(두께 161-182 μm) 형태로 형성(실시 예 9 참조)한 후, UTM(universal testing machine)을 사용하여 5 mm/min의 변형률 및 실온에서 인장실험을 수행하여 분자량에 따른 영률(Young's modulus), 인장 강도(tensile strength), 파단 신율(elongation at break), 인장 인성(tensile toughness)을 측정하고 그 결과를 상기 표 3 및 도 6 내지 도 9에 나타내었다.In order to confirm the relationship between the molecular weight and tensile properties of the four copolymers P(NB-r-NBC8) with different molecular weights prepared in Example 8, each was formed into a film (thickness 161-182 μm) (Example 9 After this, a tensile test was performed at a strain rate of 5 mm/min and room temperature using a universal testing machine (UTM) to determine Young's modulus, tensile strength, and elongation at break according to molecular weight. ), tensile toughness was measured and the results are shown in Table 3 and Figures 6 to 9.

도 6 및 도 7에 나타난 바와 같이, 영률(E)은 1058 MPa 내지 1144 MPa이고, 인장 강도(σB)는 24.3 MPa 내지 26.5 MPa로 분자량에 따라 차이가 미비한 반면 도 8에 나타난 바와 같이, 파단 신율(elongation at break)은 수평균 분자량(Mn)이 504kDa에서 1110kDa로 증가함에 따라 13.6%에서 24.3%로 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있으며, 이후 수평균 분자량(Mn)이 1530kDa까지 추가로 증가시켜도 더 이상 개선되지 않음을 확인할 수 있다. 한편, 수평균 분자량(Mn)이 504 kDa인 공중합체 필름에서 다른 3개의 필름에 비해 파단신율에서 큰 오차를 나타냈다. 높은 분산도(Ð = 2.73)를 고려할 때 많은 양의 짧은 사슬이 약점으로 불규칙하게 분포되어 이러한 큰 오차를 나타내는 것으로 예상해볼 수 있다. 또한, 인장 인성(tensile toughness)은 파단 신율과 유사하게, 수평균 분자량(Mn)이 1110kDa까지 증가하는 것을 확인할 수 있다. 상기 결과를 통해 사슬 얽힘(chain entanglement)을 통해 유사 또는 동일 조성의 환형 올레핀 공중합체P(NB-r-NBC8)의 인장 강도를 높이는 동시에 파단 신율을 높이기 위해서는 적어도 106 Da의 수평균 분자량(Mn)이 필요함을 확인할 수 있다.As shown in Figures 6 and 7, the Young's modulus (E) is 1058 MPa to 1144 MPa, and the tensile strength (σ B ) is 24.3 MPa to 26.5 MPa, with little difference depending on molecular weight, while as shown in Figure 8, fracture It can be seen that elongation at break significantly increases from 13.6% to 24.3% as the number average molecular weight (M n ) increases from 504 kDa to 1110 kDa, and then the number average molecular weight (M n ) further increases to 1530 kDa. You can see that there is no further improvement even if you do this. Meanwhile, the copolymer film with a number average molecular weight (M n ) of 504 kDa showed a large error in elongation at break compared to the other three films. Considering the high dispersion (Ð = 2.73), it can be expected that a large amount of short chains are irregularly distributed as weak points, resulting in such large errors. In addition, similar to tensile toughness and elongation at break, it can be seen that the number average molecular weight (M n ) increases up to 1110 kDa. From the above results, in order to increase the tensile strength of cyclic olefin copolymer P (NB-r-NBC8) of similar or identical composition through chain entanglement and at the same time increase elongation at break, a number average molecular weight (M n ) can be confirmed to be necessary.

Claims (12)

노보넨계 단량체; 및
아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매;를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물:
<화학식 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).
norbornene monomer; and
A composition for producing a cyclic olefin polymer, comprising a catalyst comprising a compound represented by Formula 1 below:
<Formula 1>

(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).
제1항에 있어서,
상기 노보넨계 단량체는 아래의 화학식 2로 표시되는, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물:
<화학식 2>

(여기서 R4, R5 각각은 독립적으로 수소 또는 C1-C30의 알킬이다).
According to paragraph 1,
The norbornene-based monomer is a composition for producing a cyclic olefin polymer, represented by the formula 2 below:
<Formula 2>

(Where R 4 and R 5 are each independently hydrogen or C 1 -C 30 alkyl).
제1항에 있어서,
상기 노보넨계 단량체는 2종 이상의 노보넨계 단량체의 혼합물인, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물.
According to paragraph 1,
A composition for producing a cyclic olefin polymer, wherein the norbornene monomer is a mixture of two or more norbornene monomers.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물.
According to paragraph 1,
The composition for producing a cyclic olefin polymer, wherein the catalyst further includes at least one of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound.
제4항에 있어서,
상기 이온성 알루미늄 화합물은,
메틸알루미녹산(methylaluminoxane, MAO), 변성메틸알루미녹산(modified methylaluminoxane, MMAO), 트리메틸 알루미늄(trimethyl aluminum, TMA), 트리에틸 알루미늄(triethyl aluminum, TEA), 트리이소부틸 알루미늄(triiso-butyl aluminum, TIBAL), 디메틸클로로 알루미늄(dimethyl chloro aluminum, DMCA) 및 디에틸클로로 알루미늄(diethyl chloroaluminum, DECA)으로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물.
According to paragraph 4,
The ionic aluminum compound is,
Methylaluminoxane (MAO), modified methylaluminoxane (MMAO), trimethyl aluminum (TMA), triethyl aluminum (TEA), triiso-butyl aluminum (TIBAL) ), a composition for producing a cyclic olefin polymer, which is at least one selected from the group consisting of dimethyl chloro aluminum (DMCA) and diethyl chloroaluminum (DECA).
제4항에 있어서,
상기 이온성 붕소 화합물은,
트리페닐메틸륨 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐]보레이트, 트리페닐카르베늄테트라키스(2,4,6-트리플루오로페닐)보레이트, 트리페닐카르베늄테트라페닐보레이트, 트리부틸암모늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디메틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디에틸아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, N,N-디페닐아닐리늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 및 리튬테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인, 환형 올레핀 중합체 제조용 조성물.
According to paragraph 4,
The ionic boron compound is,
Triphenylmethylium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbeniumtetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate, Triphenylcarbenium tetrakis(2,4,6-trifluorophenyl)borate, triphenylcarbenium tetraphenylborate, tributylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl)borate, N,N-diethylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-diphenylaniliniumtetrakis(pentafluorophenyl)borate and lithium tetrakis(pentafluorophenyl)borate. A composition for producing a cyclic olefin polymer, which is at least one selected from the group consisting of (lophenyl)borate.
아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조용 촉매:
<화학식 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).
Catalyst for producing a cyclic olefin polymer, comprising a compound represented by Formula 1 below:
<Formula 1>

(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).
노보넨계 단량체로부터 환형 올레핀 중합체를 제조하는 방법에 있어서, 아래의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 촉매를 사용하는, 환형 올레핀 중합체 제조방법:
<화학식 1>

(여기서, R1, R2, R3는 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬이다).
A method for producing a cyclic olefin polymer from a norbornene monomer, using a catalyst comprising a compound represented by Formula 1 below:
<Formula 1>

(Here, R 1 , R 2 , and R 3 are each independently alkyl of C 1 -C 6 ).
제8항에 있어서,
상기 촉매는 이온성 알루미늄 화합물 및 이온성 붕소 화합물 중 1종 이상을 더 포함하는, 환형 올레핀 중합체 제조방법.
According to clause 8,
A method for producing a cyclic olefin polymer, wherein the catalyst further includes at least one of an ionic aluminum compound and an ionic boron compound.
제9항에 있어서,
상기 환형 올레핀 중합체 제조방법은
상기 노보넨계 단량체 및 이온성 알루미늄 화합물을 포함하는 제1 용액 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이온성 붕소 화합물을 포함하는 제2 용액을 혼합하여 상기 노보넨계 단량체를 첨가 중합 단계;를 포함하는 환형 올레핀 중합체 제조방법.
According to clause 9,
The method for producing the cyclic olefin polymer is
Mixing a first solution containing the norbornene-based monomer and an ionic aluminum compound and a second solution containing the compound represented by Formula 1 and an ionic boron compound to add the norbornene-based monomer to the polymerization step; cyclic comprising a. Method for producing olefin polymer.
제8항의 제조방법으로 제조되며, 수 평균 분자량(Mn)이 1000 kDa이상인, 환형 올레핀 중합체.
A cyclic olefin polymer produced by the production method of claim 8 and having a number average molecular weight (M n ) of 1000 kDa or more.
제11항의 환형 올레핀 중합체를 포함하는, 환형 올레핀 중합체 필름.A cyclic olefin polymer film comprising the cyclic olefin polymer of claim 11.
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