KR940007319B1 - 폴리에스테르의 제조방법 - Google Patents
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내용 없음.
Description
본 발명은 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배치식 중합방법에 의한 폴리에스테르로서 최종 가공제품의 물성이 우수하고, 품질변동이 종래에 비해 크게 감소된 섬유 및 필름, 플라스틱등으로 가공 가능한 폴리에스테르의 제조방법에 관한 것이다.
폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 그 뛰어난 물리적, 화학적, 전기적 특성에 기인하여,전기 절연용, 사진용, 자기테이프용, 포장용 등의 각종 산업용 필름류로부터 섬유류, 플라스틱류에 이르기까지 널리 이용되어지고 있다.
이러한 폴리에스테르는 에스테르화 또는 에스테르화 교환반응과, 중축합 반응의 2단계 반응을 거쳐 합성되어지는 것이 보통이며, 중합시 사용되는 원료 성분의 종류나 촉매, 활제, 보강제 등의 각종 첨가제, 반응온도와 압력등의 반응조건, 중합설비의 기능에 따라서 다양한 형태의 중합이 가능하며, 또한 그에 따라 다양한 물성과 특성을 나타낼 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 2단계 중합 반응 방법에 있어서는, 제반조건에 따라(그 정도는 물론 다르지만) 에스테르 교환반응 또는 에스테르화 반응 말기에는 반응속도가 느려지고, 또한 동시에 고온 상태에서 반응이 진행되기 때문에 반응을 세분화하지 않고서는 필연적으로 올리고머의 물성저하와, 중합시기에 따른 경시적인 물성변동, 또한 그로인한 중축합 반응에의 영향으로 중축합 반응 특성이 나빠지게 되고, 그로인해 최종 폴리머의 물성저하 및 경시적인 변동이 따르게 되는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명자들은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구, 실험을 행한 결과, 종래의 에스테르화 또는 에스테르 교환반응을 2단계로 분리하여 실시한 후 중축합 반응을 실시하는 3단계 중합반응을 수행함으로써 종래에 비해 물성을 크게 향상시킬 수 있고, 또한 품질의 경시적인 변동을 최소화할 수 있다는 것을 알아내어 본 발명을 완성하게 되었다.
그러므로, 본 발명의 목적은, 최종 가공제품의 물성이 우수하고, 품질의 경시 변동이 최소화된 폴리에스테르의 제조방법을 제공하는데에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 에스테르화 또는 에스테르 교환반응에 이어 중축합반응을 수행하여 폴리에스테르를 제조하는 방법에 있어서, 에스테르화 또는 에스테르 교환반응의 반응율이 70% 내지 95%에 다다랐을 때에 반응조내의 진공도를 700 내지 200mmHg, 반응온도를 210 내지 250℃로 조절하여 l5 내지 60분간 반응시킨 다음 중축합 반응을 수행하는 폴리에스테르의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하는 폴리에스테르를 제조하는 원료성분으로는, 통상의 폴리에스테르의 제조에서와 같이 디메틸테레프탈레이트와 테레프탈산을 원료산성분으로, 에틸렌 글리콜을 디올성분으로 사용하며, 경우에 따라서는 기타의 디카르복실산 성분이나 그 유도체, 각종 디올성분과 폴리알킬렌 글리콜 등을 공중합 성분으로 함께 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 방법에 있어서는 반응 촉매 및 안정제 등의 성분으로, 공지의 화합물들을 모두 그대로 사용가능하다.
본 발명의 특징은, 종래의 2단계식 폴리에스테르의 제조공정중 제1공정인 에스테르화 또는 에스테르 교환반응을 2단계로 분리하여 실시하는데에 있다.
즉, 본 발명에서는, 에스테르화 또는 에스테르 교환반응을 수행함에 있어, 반응율이 70∼95%에 다다를때까지는 종래의 공지방법과 동일하게 실시한다. 그러나, 반응율이 70∼95%에 다다르면 반응조내의 진공도를 700∼200mmHg, 반응온도를 230∼250℃로 하여 15∼60분간 반응시킨다. 이다음에 수행되는 중축합 반응은 공지의 중축합 반응을 그대로 수행하여 이루어진다.
본 발명에 의하는 바와 같은 2단계 반응의 개시가 에스테르화 또는 에스테르 교환반응율이 70% 미만인때에 시작되는 경우에는 본 발명에 비해 반응속도 및 물성의 향상없이 때로 급격한 비등현상으로 인한 배관의 막힘현상등이 일어나기 쉽다.
한편, 반응율이 95%를 초과한 상태에서 2단계 반응이 시작되면 종전에 비해 반응속도 및 물성의 향상이 없게 된다.
2단계 반응을 수행함에 있어서, 진공도는 700∼200mmHg가 좋으며, 진공도가 700mmHg를 초과하는 경우에는 종전에 비해 반응속도 및 물성의 향상이 없게 되며, 진공도가 200mmHg 미만인 경우에는 급격한 비등현상이 야기되거나 또는 폴리머의 점도가 상승되어 중축합관으로의 이송이 어렵게 된다.
한편, 반응온도는 2l0∼250℃가 적당하며 에스테르화 반응 이후인 경우에는 반응온도를 다소 높은 쪽으로, 에스테르 교환반응 이후인 경우에는 반응온도를 다소 낮은 쪽으로 설정한다. 반응온도가 210℃ 미만인 경우에는 반응속도가 느려져 목적한 바 만큼의 성과를 거두기가 어렵고, 반응온도가 250℃를 초과하는 경우에는 고온화 반응으로 인한 물성의 저하로 인해 목적한 바 만큼의 물성을 얻기가 어렵다.
또한 반응시간은 15∼60분간이 바람직하며,1단계 반응율의 정도에 따라 반응시간을 설정한다. 즉, l단계반응율이 낮을수록 2단계 반응시간을 길게 설정한다. 반응시간이 l5분 미만인 경우에는 목적한 바 반응의 효과를 얻기가 어렵고, 60분을 초과하는 경우에는 더 이상의 효과없이 물성저하가 일어나기 쉽다. 2단계 반응종료후의 3단계의 중축합 반응은 290℃ 이하, 0.5mmHg 이하에서 상법에 의해 반응시킨다.
다음에, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 더욱 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것일뿐, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
디메틸테레프탈레이트 100중량부, 에틸렌글리콜 62중량부, 초산아연0.05중량부를 반응조에 넣고, 반응온도 140∼220℃로 2시간 15분동안 에스테르 교환반응을 실시하였다. 이때의 반응율은 82%였다.
이어, 반응조 내의 진공도를 400mmHg, 반응온도를 230℃로 조절한 후 2단계의 에스테르 교환반응을 35분간 실시하였다.
이어서, 반응물을 중축합관으로 이송하여, 진공도 0.3mmHg, 반응온도 285℃에서 3시간동안 반응시켜 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
얻어진 폴리머의 고유점도는 0.635였다.
[실시예 2]
테레프탈산 100중량부, 에틸렌글리콜 46중량부를 반응조에 넣고, 반응온도 190∼230℃로 2시간동안 에스테르화 반응을 실시하였다. 이때의 반응율은 78%였다.
이어, 반응조 내의 진공도를 400mmHg, 반응온도를 240∼250℃로 승온시키면서 2단계의 에스테르화 반응을 45분간 실시한 점을 제외하고는 상기한 실시예 1과 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
[실시예 3]
1단계의 에스테르 교환반응을, 반응온도 140∼210℃로 1시간 50분간 실시하여 반응율이 70%에 다다른때에, 반응조의 진공도를 200mmHg, 반응온도를 220∼230℃로 승온시키면서 60분간 2단계 에스테르 교환반응을 실시한 점을 제외하고는 상기한 실시예 1과 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
[실시예 4]
1단계의 에스테르 교환반응을 반응온도 140∼230℃로 3시간동안 실시하여 반응율이 95%에 다다를때에, 반응조의 진공도를 700mmHg, 반응온도를 230℃로 승온시켜 15분간 2단계 에스테르 교환반응을 실시한 점을 제외하고는 상기한 실시예 1과 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
[비교예 1]
디메틸테레프탈레이트 100중량부, 에틸렌글리콜 62중량부, 초산아연 0.05중량부를 반응조에 넣고 반응온도 140∼230℃로 3시간 30분간 에스테르 교환반응을 실시하였다.
얻어진 반응물을 증축합 관으로 이송하여 진공도 0.3mmHg, 반응온도 285℃로 3시간 30분간 반응시켜 폴리에스테르 폴리머를 얻었다(2단계 반응 : 기존방법).
얻어지는 폴리머의 고유점도는 0.635였다.
[비교예 2]
디메틸테레프탈레이트 100중량부, 에틸렌글리콜 46중량부를 반응조에 넣고 반응온도 180∼210℃로 1시간 30분간 반응시켜 에스테르 교환반응을 실시하여 반응율이 65%에 다다른 때에 반응조의 진공도 및 반응온도를 조절하여 상기한 실시예 3과 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
이때, 2단계 반응시작 5분후에 돌비 현상이 발생하였다.
[비교예 3]
1단계의 에스테르 교환반응을, 반응온도 140∼230℃로 3시간 20분동안 실시하여 반응율이 98%에 다다른때에, 반응조의 진공도를 700mmHg, 반응온도를 230℃로 승온시켜 15분간 2단계 에스테르 교환반응을 실시한 점을 제외하고는 상기한 실시예 4와 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스데르 폴리머를 얻었다.
[비교예 4]
2단계 반응에서 진공도를 l80mmHg로 변경한 점을 제외하고는 상기한 실시예 3과 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
이때, 진공도가 195mmHg로 되는 순간에 돌비가 발생하였고, 반응조절후 중축합관 이송시, 이송시간이 l5분간 소요되었다(정상은 8∼9분).
[비교예 5]
2단계 반응에서 반응온도를 260℃로 변경한 점을 제외하고는 상기한 실시예 2와 동일한 방법으로 처리하여 폴리에스테르 폴리머를 얻었다.
상기 실시예 1∼4 및 비교예 1∼5에서 얻어진 폴리에스테르 폴리머의 물성, 품질변동, 조업성 등을 측정하여 하기표에 나타내었다.
이들의 평가방법은 다음과 같다.
1. 고유점도 :
0-Chlorophenol을 용매로 하여 25℃에서 측정하였다.
2. 색 상 :
색차계를 이용하여 폴리머의 백색도 및 황색도를 측정하였다.
3. 디에틸렌 글리콜 함량 :
폴리머를 알칼리 분해하여 개스 크래마토그래피로 정량 분석하여 측정하였다.
4.-COOH 말단기 :
Pohl의 방법에 따라, 0.lN 가성소다·벤질알콜용액에서 적정하여 측정하였다.
5. 품질변동 :
20배치 생산분에 대한 상기 물성의 평균치와 편차를 구하여 측정하였다.
[표 1] 비교예 및 실시예에 대한 평가 결과
* 비교예 2∼5는 정규생산이 아니므로 품질변동 데이타 없음.
Claims (1)
- 에스테르화 또는 에스테르 교환반응에 이어 중축합 반응을 수행하여 폴리에스테르를 제조하는 방법에 있어서, 에스테르화 또는 에스테르 교환반응의 반응율이 70% 내지 95%에 다다랐을 때에 반응조내의 진공도를 700 내지 200mmHg, 반응온도를 210 내지 250℃로 조절하여 15 내지 60분간 반응시킨 다음 중축합반응을 수행하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르의 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910004203A KR940007319B1 (ko) | 1991-03-16 | 1991-03-16 | 폴리에스테르의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019910004203A KR940007319B1 (ko) | 1991-03-16 | 1991-03-16 | 폴리에스테르의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR920018104A KR920018104A (ko) | 1992-10-21 |
| KR940007319B1 true KR940007319B1 (ko) | 1994-08-13 |
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ID=19312178
Family Applications (1)
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| KR1019910004203A KR940007319B1 (ko) | 1991-03-16 | 1991-03-16 | 폴리에스테르의 제조방법 |
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| KR (1) | KR940007319B1 (ko) |
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1991
- 1991-03-16 KR KR1019910004203A patent/KR940007319B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR920018104A (ko) | 1992-10-21 |
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