KR102518739B1 - Process for preparing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin in situ - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동일반응계에서 이뤄지는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 폴리올레핀계 수지와 말레산 무수물 및 사이클로덱스트린을 동일반응계에 투입하여 그라프트 반응을 하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin in situ. More specifically, it relates to a manufacturing method in which a polyolefin-based resin, maleic anhydride and cyclodextrin are introduced into the same reaction system to carry out a graft reaction.
Description
본 발명은 동일반응계에서 이뤄지는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀 제조방법에 관한 것이다. 더욱 구체적으로 폴리올레핀계 수지와 말레산 무수물 및 사이클로덱스트린을 동일반응계에 투입하여 그라프트 반응을 하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin in situ. More specifically, it relates to a manufacturing method in which a polyolefin-based resin, maleic anhydride and cyclodextrin are introduced into the same reaction system to carry out a graft reaction.
사이클로덱스트린은 전분을 액화하여 얻은 포도당 잔기 6 ~ 12개를 CGTase로 환화시킨 원통형 화합물이다. 사이클로덱스트린은 6개, 7개, 8개의 글루코피라노사이드 유닛(α-D-glucopyranose units)이 1 → 4 결합된 화합물을 각각 α-사이클로덱스트린(α-CD), β-사이클로덱스트린(β-CD), γ-사이클로덱스트린(γ-CD)이라고 한다.Cyclodextrin is a cylindrical compound obtained by cyclizing 6 to 12 glucose residues obtained by liquefying starch with CGTase. Cyclodextrin is a compound in which 6, 7, and 8 α-D-glucopyranose units are linked 1 → 4, respectively, into α-cyclodextrin (α-CD) and β-cyclodextrin (β-cyclodextrin). CD), and γ-cyclodextrin (γ-CD).
사이클로덱스트린의 내부에 빈 공간의 사이즈는 α-CD가 0.57 nm, β-CD가 0.78 nm, γ-CD가 0.95 nm이며, 이러한 소수성 내부 공동은 다양한 소수성 화합물과 소수성 상호작용(hydrophobic interaction)을 통해 host-guest interaction을 하여 포접 화합물(inclusion complex)을 형성할 수 있기 때문에 다양한 분야에 적용이 가능하다.The size of the empty space inside the cyclodextrin is 0.57 nm for α-CD, 0.78 nm for β-CD, and 0.95 nm for γ-CD. It can be applied to various fields because it can form an inclusion complex through host-guest interaction.
사이클로덱스트린을 이용하여 섬유나 포장재에 소취기능을 부여하려는 시도가 있다.There is an attempt to impart a deodorizing function to fibers or packaging materials using cyclodextrin.
대한민국 등록특허공보 제10-1120203호(2012.02.17)에는 폴리올레핀 수지와 화학적으로 그라프트 된 폴리올레핀 수지의 혼합물을 포함하는 열가소성 폴리머조성물로서, 상기 화학적으로 그라프트된 폴리올레핀 수지는 폴리메틸렌 골격을 포함하며, 상기 폴리메틸렌 골격은 사이클로덱스트린 화합물을 포함하고 상기 사이클로덱스트린 화합물은 상기 폴리메틸렌 골격에 결합되어 있고; 상기 사이클로덱스트린 화합물은 사이클로덱스트린 고리의 중앙 공동에 화합물이 없는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리머 조성물이 개시되어 있다.Korean Patent Registration No. 10-1120203 (2012.02.17) discloses a thermoplastic polymer composition comprising a mixture of a polyolefin resin and a chemically grafted polyolefin resin, wherein the chemically grafted polyolefin resin includes a polymethylene skeleton , the polymethylene backbone includes a cyclodextrin compound and the cyclodextrin compound is bonded to the polymethylene backbone; The thermoplastic polymer composition is disclosed in which the cyclodextrin compound is characterized in that there is no compound in the central cavity of the cyclodextrin ring.
상기 특허는 작용기를 가지는 폴리올레핀 폴리머 상에 사이클로덱스트린을 화학적으로 그라프트 하여 제조하였으며, 그라프트 반응은 혼합기의 첫번째 배럴구역으로 작용기를 가진 폴리올레핀을 주입하고, 두번째 추가 주입부에 건조된 사이클로덱스트린을 주입하여 그라프트 반응을 실시한다. 그러나 상기 특허의 경우, 작용기를 가지는 폴레올레핀을 제조하기 위한 전 공정이 요구된다. 또한 작용기가 붙어있는 폴리올레핀의 경우 작용기의 변성으로 인해 반응 효율이 저하될 수 있다. 변성된 작용기의 존재에 의해 사이클로덱스트린의 접근을 저해하는 입체장애효과로 인한 반응효율이 높지 않은 문제가 있다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 작용기 변성을 최소화하고 입체장애효과를 극복하는 방법과, 공정의 간소화를 통해 말레산무수물의 그라프트 효율 및 사이클로덱스트린의 높은 치환도를 갖는 그라프트 중합체를 제조할 수 있는 제조방법에 대한 연구가 필요하였다.The patent was prepared by chemically grafting cyclodextrin onto a polyolefin polymer having a functional group, and the graft reaction injects polyolefin having a functional group into the first barrel section of the mixer, and injects dried cyclodextrin into the second additional injection part to carry out the grafting reaction. However, in the case of the above patent, the entire process for producing a polyolefin having a functional group is required. In addition, in the case of a polyolefin having a functional group attached thereto, reaction efficiency may decrease due to modification of the functional group. There is a problem that the reaction efficiency is not high due to the steric hindrance effect that inhibits the access of cyclodextrins due to the presence of modified functional groups. Therefore, in order to solve these problems, a method for minimizing functional group modification and overcoming the steric hindrance effect, and a method for preparing a graft polymer having maleic anhydride graft efficiency and high substitution degree of cyclodextrin through a simplified process A study on the manufacturing method was needed.
상기 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 과제는 폴리올레핀계 수지와, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 동일반응계에 투입하여 그라프트 반응을 수행함으로써 제조공정이 간소화되고, 사이클로덱스트린의 함량 조절이 용이하며, 말레산무수물의 그라프트 효율 및 사이클로덱스트린의 치환도를 높이고, 우수한 고내구성 및 소취성을 갖는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.One problem of the present invention to solve the above conventional problems is to perform a graft reaction by introducing polyolefin-based resin, maleic anhydride and cyclodextrin into the same reaction system, thereby simplifying the manufacturing process and easily adjusting the content of cyclodextrin In addition, it is intended to provide a method for preparing cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin having high maleic anhydride graft efficiency and cyclodextrin substitution degree, and excellent durability and deodorization.
또한 본 발명의 일 과제는 수세 후에도 우수한 소취성을 갖는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin having excellent deodorization even after washing with water.
또한 말레산무수물의 그라프트 효율 및 사이클로덱스트린의 높은 치환도를 갖는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a method for preparing cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin having high maleic anhydride graft efficiency and high substitution degree of cyclodextrin.
또한, 회분식 방법뿐만 아니라, 원료를 지속적으로 투입하여 연속적으로도 제조가 가능하여 생산성이 향상되는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a method for producing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, which can be produced continuously by continuously introducing raw materials as well as a batch method, thereby improving productivity.
또한, 열화를 억제하여 황변이 적게 발생하면서 동시에 그라프트율을 증가시키기 위한 최적 조건을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide optimal conditions for increasing the graft rate while reducing yellowing by suppressing deterioration.
본 발명의 발명자들은 동일반응계에서 반응이 가능하고, 말레산무수물과 사이클로덱스트린이 폴리올레핀계 수지에 잘 결합되도록 하기 위한 최적조건을 도출하기 위하여 연구한 결과, 특정 반응조건에서 이를 달성할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention found that the reaction can be performed in the same reaction system and that this can be achieved under specific reaction conditions as a result of research to derive optimal conditions for maleic anhydride and cyclodextrin to bind well to polyolefin-based resins. Thus, the present invention was completed.
구체적으로 본 발명의 일 양태는 Specifically, one aspect of the present invention
a) 폴리올레핀계 수지, 말레산무수물, 사이클로덱스트린 및 과산화물 촉매를 혼합기의 동일반응계에 투입하는 단계; 및a) introducing a polyolefin-based resin, maleic anhydride, cyclodextrin, and a peroxide catalyst into the in situ reaction system of a mixer; and
b) 온도 100 내지 300 ℃에서 1 내지 60분 동안 그라프트 반응을 수행하는 단계;를 포함하는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법을 제공한다.b) performing a grafting reaction at a temperature of 100 to 300 °C for 1 to 60 minutes;
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서, 반응은 10 내지 100 rpm으로 수행하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, in step b), the reaction may be performed at 10 to 100 rpm.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계 후, c) 수득된 그라프트 중합체를 이용하여 성형체를 제조하는 단계;를 더 포함할 수 있다.In one aspect of the present invention, after step b), c) preparing a molded article using the obtained graft polymer; may further include.
상기 성형체로는 구체적으로 예를 들면, 필름, 섬유, 용기 등일 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.Specifically, the molded body may be, for example, a film, fiber, container, and the like, but is not limited thereto.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 폴리올레핀계 수지, 말레산무수물, 사이클로덱스트린 및 과산화물 촉매를 동일반응계에 동시투입하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, in step a), the polyolefin-based resin, maleic anhydride, cyclodextrin, and peroxide catalyst may be simultaneously introduced into the same reaction system.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 먼저 투입 후, 폴리올레핀계 수지와 과산화물 촉매를 투입하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, in step a), maleic anhydride and cyclodextrin may be first introduced, and then the polyolefin-based resin and the peroxide catalyst may be introduced.
본 발명의 일 양태에서, 상기 혼합기는 회전식 혼합기인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the mixer may be a rotary mixer.
본 발명의 일 양태에서, 상기 제조방법은 상기 a) 단계 및 b)단계가 연속하여 진행되는 연속공정인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the manufacturing method may be a continuous process in which steps a) and b) are continuously performed.
본 발명의 일 양태에서, 상기 a)단계에서, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 말레산무수물 2 내지 15 중량부, 사이클로덱스트린 2 내지 10 중량부를 사용하고, 상기 말레산무수물 100 중량부에 대하여, 과산화물 촉매 10 내지 100 중량부를 사용하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, in step a), 2 to 15 parts by weight of maleic anhydride and 2 to 10 parts by weight of cyclodextrin are used with respect to 100 parts by weight of polyolefin-based resin, and based on 100 parts by weight of maleic anhydride , 10 to 100 parts by weight of the peroxide catalyst may be used.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서, 상기 그라프트 반응을 수행한 후, 용매를 이용하여 미반응물을 제거하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the step b) may include a step of removing unreacted materials using a solvent after performing the graft reaction.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서, 반응은 150 내지 200 ℃ 온도 범위에서 수행하되, 제1온도(T1), 제2온도(T2) 및 제3온도(T3)로 순차적으로 수행하며, T2 > T1≥ T3를 만족하는 온도 조건에서 수행하는 것일 수 있다. In one aspect of the present invention, in step b), the reaction is carried out in a temperature range of 150 to 200 ° C., the first temperature (T1), the second temperature (T2) and the third temperature (T3), and carried out sequentially , T2 > T1 ≥ T3 may be performed under temperature conditions.
본 발명의 일 양태에서, 상기 제1온도(T1)에서의 반응시간 t1, 제2온도(T2)에서의 반응시간 t2, 제3온도(T3)에서의 반응시간 t3는 t2 < t1 ≤ t3를 만족하는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the reaction time t1 at the first temperature (T1), the reaction time t2 at the second temperature (T2), and the reaction time t3 at the third temperature (T3) are t2 < t1 ≤ t3 may be satisfactory.
본 발명의 일 양태에서, 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 하기 식 1에 따른 소취성 변화율이 50 % 이하인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the cyclodextrin maleic anhydride-grafted polyolefin may have a deodorization change rate of 50% or less according to Formula 1 below.
[식 1][Equation 1]
(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50 %(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50%
상기 식 1에서, 밀봉된 삼각플라스크 안에 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀 필름을 방치 후, 암모니아수를 적하하여 암모니아 분위기를 형성하고, 가스검지기 및 가스검지관을 통해 암모니아가스의 농도를 측정한 것으로, 상기 W2는 수세 전 필름을 사용한 경우의 농도이고, W1은 수세 및 5일이 지난 필름을 사용한 경우의 농도이다.)In
본 발명의 일 양태에서, 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 FT-IR 분석 시, 수세 전과 수세 후 모두 C=O 및 C-O-C 피크가 관찰되는 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin may have C=O and C-O-C peaks observed both before and after washing with water upon FT-IR analysis.
본 발명의 일 양태에서, 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 그라프트율이 0.5 내지 2 %인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin may have a graft ratio of 0.5 to 2%.
본 발명의 일 양태에 따른 개질 그라프트 중합체의 제조방법은 간단하고, 공정제어가 용이하며, 사이클로덱스트린의 함량 조절이 용이하고, 우수한 고내구성 및 소취성을 갖는 개질 그라프트 중합체를 제조할 수 있다.The method for producing a modified graft polymer according to one aspect of the present invention is simple, easy to control the process, easy to control the content of cyclodextrin, and can produce a modified graft polymer having excellent durability and deodorization. .
구체적으로 동일반응계에 동시투입되어 제조되므로 종래의 제조공정에 비하여 제조공정이 간소화될 수 있고, 반응시간이 단축되므로 생산성이 더욱 향상될 수 있다. Specifically, since it is prepared by simultaneous introduction into the same reaction system, the manufacturing process can be simplified compared to the conventional manufacturing process, and the reaction time can be shortened, so productivity can be further improved.
또한 본 발명의 일 양태에 따른 개질 그라프트 중합체의 제조방법으로 제조된 개질 그라프트 중합체는 수세 후에도 우수한 소취성을 가지며, 반영구적인 소취성을 부여할 수 있고, 기능성 의류용 소재 및 포장재, 저장용기 등 다양한 플라스틱 산업의 응용성을 확장할 수 있는 효과가 있다.In addition, the modified graft polymer prepared by the manufacturing method of the modified graft polymer according to one aspect of the present invention has excellent deodorization even after washing with water, can impart semi-permanent deodorization, and can be used as a material for functional clothing, packaging material, and storage container. There is an effect that can expand the applicability of various plastic industries such as
도 1은 수세 전 그라프트 중합체의 FT-IR 분석 결과이다.
도 2는 수세 후 그라프트 중합체의 FT-IR 분석 결과이다.
도 3은 실시예 3에 따른 중합체의 황변현상을 평가한 사진이다.
도 4는 실시예 9에 따른 중합체의 황변현상을 평가한 사진이다.1 is a result of FT-IR analysis of the graft polymer before washing with water.
2 is a result of FT-IR analysis of the graft polymer after washing with water.
Figure 3 is a photograph evaluating the yellowing of the polymer according to Example 3.
Figure 4 is a photograph evaluating the yellowing of the polymer according to Example 9.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples or examples including the accompanying drawings. However, the following specific examples or examples are only one reference for explaining the present invention in detail, but the present invention is not limited thereto, and may be implemented in various forms.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. Also, unless defined otherwise, all technical and scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms used in the description in the present invention are merely to effectively describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다. Also, the singular forms used in the specification and appended claims may be intended to include the plural forms as well, unless the context dictates otherwise.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
이하는 본 발명의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리올레핀계 수지는 통상적으로 사용되는 수지라면 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 단독중합체 또는 이들의 공중합체인 것일 수 있다. 더욱 좋게는 폴리프로필렌 단독중합체인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the polyolefin-based resin is not limited as long as it is a commonly used resin, and specifically, for example, it may be a homopolymer such as polyethylene or polypropylene or a copolymer thereof. More preferably, it may be a polypropylene homopolymer.
본 발명의 일 양태에서, 상기 말레산무수물은 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 2 내지 15 중량부, 더욱 좋게는 2 내지 5 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위로 사용함으로써 사이클로덱스트린과 동시투입에 따른 그라프트율을 더욱 향상시킬 수 있으며, 황변이 적은 중합체를 제공할 수 있어서 더욱 좋다. 상기 그라프트율은 말레산무수물의 그라프트율을 의미한다. 더욱 구체적으로 상기 함량범위에서 그라프트율이 0.5 내지 5%, 더욱 구체적으로 0.2 내지 2%인 중합체를 제공할 수 있다. In one aspect of the present invention, the maleic anhydride may be used in an amount of 2 to 15 parts by weight, more preferably 2 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyolefin-based resin. By using it within the above range, the graft rate due to co-injection with cyclodextrin can be further improved, and it is more preferable to provide a polymer with less yellowing. The graft rate means the graft rate of maleic anhydride. More specifically, it is possible to provide a polymer having a graft rate of 0.5 to 5%, more specifically 0.2 to 2% in the above content range.
본 발명의 일 양태에서, 상기 사이클로덱스트린은 α-사이클로덱스트린(α-CD), β-사이클로덱스트린(β-CD), γ-사이클로덱스트린(γ-CD) 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 상기 사이클로덱스트린으로 β-사이클로덱스트린을 사용하는 것일 수 있으며, 이를 사용함으로써 말레산무수물과 함께 폴리올레핀계 수지에 그라프트 반응 시 치환도를 더욱 높일 수 있다.In one aspect of the present invention, the cyclodextrin is any one or a mixture of two or more selected from α-cyclodextrin (α-CD), β-cyclodextrin (β-CD), γ-cyclodextrin (γ-CD), etc. it could be More specifically, β-cyclodextrin may be used as the cyclodextrin, and by using the cyclodextrin, the degree of substitution may be further increased during the graft reaction with maleic anhydride and polyolefin-based resin.
상기 사이클로덱스트린은 상기 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 2 내지 10 중량부, 더욱 좋게는 5 내지 8 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 상기 범위로 사용함으로써 말레산무수물과 동시투입에 따른 그라프트율을 더욱 향상시킬 수 있다.The cyclodextrin may be used in an amount of 2 to 10 parts by weight, more preferably 5 to 8 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyolefin resin. By using in the above range, the graft rate according to the simultaneous introduction of maleic anhydride can be further improved.
상기 과산화물 촉매는 폴리올레핀계 수지에 말레산무수물과 사이클로덱스트린의 그라프트 반응을 수행하기 위하여 사용하는 것으로, 구체적으로 예를 들면 디이소부틸퍼옥사이드(diisobutyl peroxide), t-아밀퍼옥시네오디카보네이트(t-amylperoxydicarbonate), 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트(di(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate), 디에틸헥실퍼옥시디카보네이트(diethylhexyl peroxydicarbonate), 디부틸퍼옥시디카보에니트(dibutyl peroxydicarbonate), 디이소프로필퍼옥시디카보네이트(diisopropyl peroxydicarbonate), 디세틸퍼옥시디카보네이트(dicetyl peroxydicarbonate), 디미리스틸퍼옥시디카보네이트(dimyristyl peroxydicarbonate), t-부틸퍼옥시피바레이트(tert-butyl peroxypivalate), 디라우로일퍼옥사이드(dilauroyl peroxide), 디데카노일퍼옥사이드(didecanoyl peroxide), 2,5-디메틸-2,5-디(2-에틸헥사노일퍼옥시)헥산(2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane), 1,1,3,3-테트라메틸부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate), t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(tert-amylperoxy-2-ethylhexanoate), 디벤조일퍼옥사이드(dibenzoyl peroxide), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate), t-부틸퍼옥시에틸아세테이트(tert-butylperoxy ethyl acetate), t-부틸퍼옥시이소부티레이트(tert-butylperoxy isobutylate) 및 1,4-디(t-부틸퍼옥시카보)시클로헥산(1,4-di(tert-butylperoxy carbo)cyclohexane) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다. 더욱 좋게는 디(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트(di(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate)를 사용함으로써 그라프트율이 높고, 수세 후에도 그라프트 유지가 되어 소취성 변화가 적어 소취성 변화율이 낮은 그라프트 중합체를 제공할 수 있다.The peroxide catalyst is used to carry out a graft reaction of maleic anhydride and cyclodextrin on a polyolefin resin, specifically, for example, diisobutyl peroxide, t-amylperoxyneodicarbonate ( t-amylperoxydicarbonate), di(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate (di(4-tert-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate), diethylhexylperoxydicarbonate, dibutylperoxydicarboxynite ( dibutyl peroxydicarbonate), diisopropyl peroxydicarbonate, dicetyl peroxydicarbonate, dimyristyl peroxydicarbonate, tert-butyl peroxypivalate, Dilauroyl peroxide, didecanoyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane (2,5-dimethyl-2,5 -di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane), 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate (1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate), t-amylfer Oxy-2-ethylhexanoate (tert-amylperoxy-2-ethylhexanoate), dibenzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate (tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate), t -Butylperoxyethyl acetate (tert-butylperoxy ethyl acetate), t-butylperoxyisobutyrate (tert-butylperoxy isobutylate) and 1,4-di (t-butylperoxycarbo) cyclohexane (1,4-di ( tert-butylperoxy carbo)cyclohexane) and the like, or a mixture of two or more selected from the group consisting of Even better, by using di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, the graft rate is high, and the graft is maintained even after washing with water, so the deodorant change is small, so the deodorant change rate is reduced. Low graft polymers can be provided.
상기 과산화물 촉매의 함량은 상기 말레산무수물 100 중량부에 대하여, 10 내지 100 중량부, 더욱 좋게는 25 내지 75 중량부를 사용하는 것일 수 있다.The content of the peroxide catalyst may be 10 to 100 parts by weight, more preferably 25 to 75 parts by weight, based on 100 parts by weight of the maleic anhydride.
다음으로 제조방법에 대해 구체적으로 설명한다.Next, the manufacturing method will be described in detail.
먼저 본 발명의 a) 단계는 말레산무수물이 그라프트 된 폴리올레핀 수지를 먼저 용융시키고, 여기에 사이클로덱스트린을 투입하는 종래 기술과 달리, 폴리올레핀계 수지, 말레산무수물, 사이클로덱스트린 및 과산화물 촉매를 혼합기의 동일반응계에 투입하는 단계이다. First, in step a) of the present invention, unlike the prior art in which the maleic anhydride-grafted polyolefin resin is first melted and cyclodextrin is added thereto, the polyolefin-based resin, maleic anhydride, cyclodextrin, and peroxide catalyst are mixed in a mixer. This is the step of injecting into the in situ reaction system.
이때 투입은 정량투입기를 이용하여 각 원료를 동일반응계에 정량적으로 투입되는 것일 수 있으며, 또는 폴리올레핀계 수지, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린, 과산화물 촉매를 미리 정량으로 혼합한 후 한번에 투입하는 것일 수 있다. 이와 같이 동시투입을 함으로써 연속적으로 생산이 가능하며, 사이클로덱스트린의 함량 제어가 용이할 수 있다. 또한 말레산무수물이 그라프트 된 폴리올레핀에 사이클로덱스트린을 투입하여 반응시키는 것에 비하여 더욱 소취율이 높고, 소취성의 유지율이 높은, 즉, 수세 및 5일 후에도 소취성의 변화가 적은 그라프트 중합체를 제공할 수 있다.In this case, each raw material may be quantitatively introduced into the same reaction system using a quantitative injector, or the polyolefin resin, maleic anhydride, cyclodextrin, and peroxide catalyst may be mixed in advance in a quantitative amount and then introduced at once. By such simultaneous introduction, continuous production is possible, and the content of cyclodextrin can be easily controlled. In addition, it is possible to provide a graft polymer having a higher deodorization rate and a higher deodorization retention rate, that is, less change in deodorization property even after washing with water and 5 days, compared to reacting by introducing cyclodextrin into polyolefin grafted with maleic anhydride. there is.
또는 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 먼저 투입하여 용융혼합한 상태에서, 폴리올레핀계 수지 및 과산화물 촉매를 투입하는 것일 수 있다. Alternatively, maleic anhydride and cyclodextrin may be first introduced and melt-mixed, and then polyolefin-based resin and peroxide catalyst may be introduced.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계는 온도 100 내지 300 ℃에서 1 내지 60분 동안 그라프트 반응을 수행하는 단계;이다. 더욱 좋게는 150 내지 200 ℃에서 5분 내지 30분 동안 수행하는 것일 수 있다. 상기 범위에서 그라프트 반응이 더욱 잘 이루어지는 것일 수 있다. 이 때, 제한되는 것은 아니지만 교반은 10 내지 100 rpm으로 수행하는 것일 수 있다. 상기 반응을 위한 혼합기는 회전식 혼합기인 것일 수 있다. 상기 회전식 혼합기란 용융물을 혼합하기 위한 스크류 등이 설치된 혼합기를 의미하며, 밀폐형 회전식 혼합기인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, step b) is a step of performing a graft reaction at a temperature of 100 to 300 ° C. for 1 to 60 minutes. More preferably, it may be performed at 150 to 200 ° C. for 5 minutes to 30 minutes. Graft reaction may be more well achieved in the above range. At this time, although not limited to, stirring may be performed at 10 to 100 rpm. A mixer for the reaction may be a rotary mixer. The rotary mixer refers to a mixer equipped with a screw or the like for mixing melts, and may be a closed rotary mixer.
더욱 좋게는, 상기 b)단계에서 반응은 150 내지 200 ℃ 온도 범위에서 수행하되, 제1온도(T1), 제2온도(T2) 및 제3온도(T3)로 순차적으로 수행하며, T2 > T1≥ T3를 만족하는 온도 조건에서 수행하는 것일 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제1온도)에서 반응 후, 160 내지 200 ℃ 온도 범위(제2온도)로 승온하여 반응하고, 다시 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제3온도)로 온도를 낮추어 반응함으로써, 열화를 방지하여 황변현상이 적은 중합체를 제공할 수 있으며, 그라프트율이 더욱 증가된 중합체를 제공할 수 있다. More preferably, the reaction in step b) is carried out in a temperature range of 150 to 200 ° C, but is performed sequentially at a first temperature (T1), a second temperature (T2) and a third temperature (T3), T2 > T1 It may be performed under a temperature condition that satisfies ≥ T3. Specifically, for example, after reacting in a temperature range of 150 to 160 ° C (first temperature), reacting by raising the temperature to a temperature range of 160 to 200 ° C (second temperature), and reacting again in a temperature range of 150 to 160 ° C (third temperature) By reacting by lowering the furnace temperature, deterioration can be prevented to provide a polymer with less yellowing, and a polymer with a further increased graft rate can be provided.
또한, 상기 제1온도(T1)에서의 반응시간 t1, 제2온도(T2)에서의 반응시간 t2, 제3온도(T3)에서의 반응시간 t3는 t2 < t1 ≤ t3를 만족하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들면, 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제1온도)에서 3 내지 20분간 반응 후, 160 내지 200 ℃ 온도 범위(제2온도)로 승온하여 1 내지 10분간 반응하고, 다시 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제3온도)로 온도를 낮추어 3 내지 20분간 반응함으로써, 열화를 방지하고, 그라프트율을 더욱 증가시키는 것일 수 있다.In addition, the reaction time t1 at the first temperature T1, the reaction time t2 at the second temperature T2, and the reaction time t3 at the third temperature T3 may satisfy t2 < t1 ≤ t3. . More specifically, for example, after reacting for 3 to 20 minutes in a temperature range of 150 to 160 ° C (first temperature), raising the temperature to a temperature range of 160 to 200 ° C (second temperature), reacting for 1 to 10 minutes, and then reacting for 1 to 10 minutes, and By lowering the temperature to 160 ℃ temperature range (third temperature) and reacting for 3 to 20 minutes, deterioration may be prevented and the graft rate may be further increased.
또한, 일 양태로 상기 a)단계에서, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 먼저 투입 후, 폴리올레핀계 수지와 과산화물 촉매를 투입하는 경우는 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 투입한 후, 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제1온도)에서 3 내지 20분간 반응 후, 이어서 폴리프로필렌 및 과산화물 촉매를 투입하고 160 내지 200 ℃ 온도 범위(제2온도)로 승온하여 1 내지 10분간 반응하고, 다시 150 내지 160 ℃ 온도 범위(제3온도)로 온도를 낮추어 3 내지 20분간 반응하는 것일 수 있다.In addition, in one embodiment, in step a), maleic anhydride and cyclodextrin are first introduced, and then, when polyolefin-based resin and peroxide catalyst are introduced, maleic anhydride and cyclodextrin are added, and then the temperature range is 150 to 160 ° C. After reacting at (first temperature) for 3 to 20 minutes, then polypropylene and peroxide catalyst are added, and the temperature is raised to 160 to 200 ℃ temperature range (second temperature) to react for 1 to 10 minutes, and then to 150 to 160 ℃ temperature range It may be to react for 3 to 20 minutes by lowering the temperature to (third temperature).
본 발명의 일 양태에서, 상기 a) 단계 및 b)단계가 연속하여 진행되는 연속공정인 것일 수 있다. 즉, 회분식 반응이 아니라 연속적으로 원료를 투입 및 그라프트 반응을 수행하여 연속적으로 그라프트 중합체를 제조할 수 있다.In one aspect of the present invention, it may be a continuous process in which steps a) and b) are continuously performed. That is, the graft polymer may be continuously produced by continuously introducing raw materials and carrying out the grafting reaction instead of batchwise reaction.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계에서, 상기 그라프트 반응을 수행한 후, 용매를 이용하여 미반응물을 제거하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 상기 미반응물은 미반응 말레산무수물 및 사이클로덱스트린인 것일 수 있다.In one aspect of the present invention, the step b) may include a step of removing unreacted materials using a solvent after performing the graft reaction. The unreacted material may be unreacted maleic anhydride and cyclodextrin.
상기 미반응물을 제거 시, 자일렌을 이용하여 반응물을 완전히 용해시킨 후, 아세톤에 재침전하여 미반응물이 제거된 그라프트 중합체를 수득하는 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 자일렌에 반응물을 첨가한 후, 130 내지 170 ℃에서 10분 내지 2시간 동안 교반하여 용해한 후, 이를 다시 아세톤에 재침전함으로써 미반응물이 제거된 그라프트 중합체를 수득하는 것일 수 있다. When the unreacted material is removed, the reactant may be completely dissolved using xylene, and then re-precipitated in acetone to obtain a graft polymer from which the unreacted material is removed. More specifically, for example, after adding a reactant to xylene, dissolving it by stirring at 130 to 170 ° C. for 10 minutes to 2 hours, and reprecipitating it again in acetone to obtain a graft polymer from which unreacted materials are removed it could be
본 발명의 일 양태에서, 상기 제조방법으로 제조된 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 하기 식 1에 따른 소취성 변화율이 50 % 이하인 것일 수 있다. 더욱 좋게는 10 내지 40 %인 것일 수 있다. 즉 종래 방법과 같이 무수말레인산이 그라프트 된 폴리올레핀 수지에 사이클로덱스트린을 그라프트 시키는 경우 소취성 변화율이 50 % 이상, 더욱 구체적으로 60 %이상을 보여 소취성이 크게 저하되는 것을 확인하였으나, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된, 즉, 동시투입에 의해 제조된 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 수세 후에도 소취성의 변화가 적은 것을 확인하였으며, 수세에 따른 내구성도 우수함을 확인하였다.In one aspect of the present invention, the cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin prepared by the above production method may have a deodorization change rate of 50% or less according to
[식 1][Equation 1]
(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50 %(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50%
상기 식 1에서, 밀봉된 삼각플라스크 안에 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀 필름을 방치 후, 암모니아수를 적하하여 암모니아 분위기를 형성하고, 가스검지기 및 가스검지관을 통해 암모니아가스의 농도를 측정한 것으로, 상기 W2는 수세 전 필름을 사용한 경우의 농도이고, W1은 수세 및 5일이 지난 필름을 사용한 경우의 농도이다.)In
본 발명의 일 양태에서, 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 FT-IR 분석 시, 수세 전과 수세 후 모두 C=O 피크가 관찰되며, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린이 그라프트 되어 있음을 확인할 수 있다.In one aspect of the present invention, upon FT-IR analysis of the cyclodextrin maleic anhydride-grafted polyolefin, C=O peaks were observed both before and after washing with water, confirming that maleic anhydride and cyclodextrin were grafted thereto. there is.
본 발명의 일 양태에서 상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 그라프트율이 0.5 내지 5 %인 범위, 더욱 구체적으로 0.9 내지 2 % 범위를 만족하는 것일 수 있으며, 상기 범위에서 황변이 적은 중합체를 제공할 수 있다. In one aspect of the present invention, the cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin may have a graft ratio of 0.5 to 5%, more specifically, 0.9 to 2%, to provide a polymer with low yellowing within the above range. can
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다. The present invention will be described in more detail based on the following Examples and Comparative Examples. However, the following Examples and Comparative Examples are only one example for explaining the present invention in more detail, and the present invention is not limited by the following Examples and Comparative Examples.
물성은 다음과 같이 측정하였다.Physical properties were measured as follows.
1. 소취기능1. Deodorization function
소취기능 평가는 '가스검지관법'으로 수행되었다. The deodorization function was evaluated by the 'gas detection tube method'.
제조된 필름을 물을 이용하여 수세 전과 수세 후(5days)로 나뉘어 밀봉된 삼각플라스크 안에 방치 후, 암모니아수를 적하하여 암모니아 분위기를 형성한다. 그리고 가스검지기 및 가스검지관을 통해 가스검지관의 농도(PPM)를 측정하는 방식으로 소취성을 평가한다.The prepared film is divided into before and after washing with water (5 days) and left in a sealed Erlenmeyer flask, and then ammonia water is added dropwise to form an ammonia atmosphere. In addition, deodorization is evaluated by measuring the concentration (PPM) of the gas detection tube through the gas detector and the gas detection tube.
시험조건은 다음과 같다.The test conditions are as follows.
1) 시료량 : 10cm x 10cm (1.6g)1) Sample amount: 10cm x 10cm (1.6g)
2) 시험가스 : 암모니아(NH3)2) Test gas: Ammonia (NH 3 )
3) 주입된 시험가스의 농도 : 500μg/mL3) Concentration of injected test gas: 500μg/mL
4) 용기의 부피 : 1000mL4) Container volume: 1000mL
5) 시험환경 : 온도 20℃, 습도 65%5) Test environment: temperature 20℃, humidity 65%
6) 소취성(%)=[(Blank가스농도-Sample가스농도)/Blank가스농도]x1006) Deodorization (%) = [(Blank gas concentration - Sample gas concentration) / Blank gas concentration] x 100
2. FT-IR 분석2. FT-IR analysis
제조된 그라프트 폴리머를 볼밀장치를 활용해 파우더화 한 후, 약 0.1g을 취하여 분광광도계(FT-IR: Thermo Scientific, Nicolet 380)를 활용하여 상온에서 분석을 진행한다. After the prepared graft polymer is powdered using a ball mill device, about 0.1 g is taken and analyzed at room temperature using a spectrophotometer (FT-IR: Thermo Scientific, Nicolet 380).
O : 1800cm-1 부근에서 말레산무수물에 의한 C=O(Carbonyl group) peak를 관측 할 수 있다.O: C = O (Carbonyl group) peak by maleic anhydride can be observed at around 1800 cm -1 .
△: 1000cm-1 ~ 1100cm-1 부근에서 사이클로덱스트린에 의한 C-O-C(Ethers group) peak를 관측 할 수 있다.△: A COC (Ethers group) peak by cyclodextrin can be observed in the vicinity of 1000 cm −1 to 1100 cm −1 .
X : C=O(Carbonyl group) peak 및 C-O-C(Ethers group) peak가 관찰되지 않음X: C=O (Carbonyl group) peak and C-O-C (Ethers group) peak are not observed
3. 그라프트율 (%)3. Graft rate (%)
1g의 시료를 250ml의 삼각 플라스크에 넣고 50ml의 자일렌을 첨가하여 항온 Oil bath에 넣고 환류관을 단다. 환류관에 냉각수를 연결하고, Oil bath의 온도를 150℃정도로 가열하여 시료가 완전히 용해될 때까지 환류 하도록 한다. 환류관이 설치되어 있는 삼각 플라스크를 Oil bath에서 벗어나도록 높이 올리고 100℃로 냉각시킨다. 용해액을 100ml 아세톤이 담겨있는 500ml 삼각 플라스크에 따라 넣어 침전 시킨다. 침전 후, 용액을 진공흡인여과장치에 붓고, 침전물의 용액이 최대한 깨끗하게 흡인여과 되게 한다. 그리고 샘플을 유리용기에 이동하여 80℃의 오븐에 넣어 2시간 가량 진공 건조시킨다. 샘플을 꺼내 분석 저울에서 건조된 샘플을 정확히 0.5g으로 무게를 달아내어, M으로 칭하여, 250ml 삼각 플라스크에 넣는다. 그리고 100ml의 자일렌을 첨가하고 환류관을 달아 Oil bath에 넣어 150℃, 30분정도 가열 환류 한다. 샘플이 완전히 용해되길 기다렸다가 환류관이 달려있는 삼각 플라스크를 Oil bath에서 벗어나도록 높이 올리고, 10분간 냉각시킨 후 피펫으로 정확히 채취한 10ml의 0.5N인 KOH-Ethanol 용액을 넣는다. 그리고 플라스크를 Oil bath에 넣어 10분간 130℃로 가열한 후 삼각 플라스크를 Oil bath에서 꺼내어 환류관에 환류액이 없는지 관찰하여 환류관을 뺀다. 페놀프탈레인 지시제 3방울을 넣고, 0.5N의 Acetic acid과 Xylene 혼합용액으로 종점까지 적정하여 변화치를 측정하여 M1로 칭한다. Put 1g of sample in a 250ml Erlenmeyer flask, add 50ml of xylene, put it in a constant temperature oil bath, and close the reflux tube. Connect cooling water to the reflux pipe, and heat the oil bath to about 150℃ to reflux until the sample is completely dissolved. Raise the Erlenmeyer flask equipped with the reflux tube to a higher level out of the oil bath and cool it to 100°C. The dissolved solution is poured into a 500 ml Erlenmeyer flask containing 100 ml acetone to precipitate. After precipitation, the solution is poured into a vacuum suction filter, and the solution of the precipitate is suction filtered as cleanly as possible. Then, the sample is moved to a glass container and put in an oven at 80° C. to vacuum dry for about 2 hours. The sample is removed and weighed exactly 0.5 g of the dried sample on an analytical balance, designated as M, and placed in a 250 ml Erlenmeyer flask. Then, add 100ml of xylene, attach a reflux tube, put it in an oil bath, and heat it at 150℃ for 30 minutes to reflux. After waiting for the sample to be completely dissolved, raise the Erlenmeyer flask with the reflux tube to the top so that it is out of the oil bath, cool for 10 minutes, and then add 10ml of 0.5N KOH-Ethanol solution accurately collected with a pipette. Then, put the flask in an oil bath and heat it at 130 ° C for 10 minutes, then take the Erlenmeyer flask out of the oil bath, observe whether there is no reflux liquid in the reflux tube, and remove the reflux tube. Add 3 drops of phenolphthalein indicator, titrate with a 0.5N mixed solution of acetic acid and xylene to the end point, measure the change, and call it M1.
말레산무수물 및 β-사이클로덱스트린을 사용하지 않은 폴리프로필렌을 위와 동일하게 적정 변화치를 측정하여 M0로 한다.For the polypropylene without maleic anhydride and β-cyclodextrin, the change in titration was measured in the same manner as above, and was defined as M0.
그라프트 중합체의 적정 값 M1 = Acetic acid과 Xylene 혼합용액 적정량 Titration value of graft polymer M1 = Titration amount of mixed solution of Acetic acid and Xylene
폴리프로필렌의 적정 값 M0 = Acetic acid과 Xylene 혼합용액 적정량Titration value of polypropylene M0 = Titration amount of mixed solution of acetic acid and xylene
MS = M1-M0MS = M1-M0
그라프트율 = MS÷M×4.9(GMA/100g-g-MA)Graft rate = MS÷M×4.9 (GMA/100 g-g-MA)
상기 식에서, M은 그라프트 중합체의 중량, GMA는 Graft 율, 100g-g-MA는 100g 중의 Graft양을 의미한다.In the above formula, M is the weight of the graft polymer, GMA is the graft rate, and 100g-g-MA means the amount of graft in 100g.
[실시예 1][Example 1]
회전식 혼합기(KDDCHEM, 밀폐형 회전식 혼합기(IM-1), Temperature max. 350℃, RPM max. 100, Motor 3마력)의 동일반응계에 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여, 말레산무수물 5 중량부, β-사이클로덱스트린 5 중량부, 과산화물 촉매(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)는 말레산무수물 100 중량부에 대하여 50 중량부를 동시투입하고, 회전식 혼합기 내에서 170 ℃에서 50 rpm으로 10분간 혼합하여 그라프트 폴리머를 제조하였다.Based on 100 parts by weight of polypropylene, 5 parts by weight of maleic anhydride, β- 5 parts by weight of cyclodextrin and 50 parts by weight of peroxide catalyst (Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) based on 100 parts by weight of maleic anhydride were simultaneously added, and mixed in a rotary mixer at 170 ° C. at 50 rpm for 10 minutes to obtain a graft polymer. was manufactured.
이후 제조된 그라프트 폴리머를 자일렌에 첨가한 후 170 ℃에서 1시간 동안 교반하여 완전히 용해한 후, 아세톤에 재침전시켜 미반응물을 제거하고, 150 ℃에서 2시간 동안 건조하였다. Thereafter, the prepared graft polymer was added to xylene, stirred at 170° C. for 1 hour to completely dissolve, then re-precipitated in acetone to remove unreacted materials, and dried at 150° C. for 2 hours.
건조된 그라프트 폴리머의 그라프트율을 측정한 결과 1.47%이었다.As a result of measuring the graft rate of the dried graft polymer, it was 1.47%.
수득된 그라프트 폴리머를 3g 취하여 필름 프레스기를 통해 170 ℃에서 60초간 압착을 가하여 평균 350㎛ 두께의 필름을 제조하였다. 3 g of the obtained graft polymer was taken and pressed through a film press at 170° C. for 60 seconds to prepare a film having an average thickness of 350 μm.
제조된 필름의 소취성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다. The deodorization of the prepared film was evaluated and shown in Table 1 below.
또한, 제조된 그라프트 중합체의 FT-IR 분석결과를 도 1, 도 2 및 하기 표 2에 나타내었다.In addition, the results of FT-IR analysis of the prepared graft polymers are shown in FIGS. 1 and 2 and Table 2 below.
[실시예 2][Example 2]
실시예 1과 동일한 회전식 혼합기의 호퍼에 말레산무수물 및 β-사이클로덱스트린을 먼저 투입한 후, 150 ℃에서 10분간 50 rpm으로 혼합하고, 이어서 폴리프로필렌 및 과산화물 촉매를 투입하고 170 ℃에서 10분간 50 rpm으로 혼합하였다. 상기 각 성분들의 함량은 실시예 1과 동일하게 사용하였다.Maleic anhydride and β-cyclodextrin were first put into the hopper of the same rotary mixer as in Example 1, and mixed at 50 rpm for 10 minutes at 150 ° C. Then, polypropylene and a peroxide catalyst were added and mixed at 170 ° C. for 10 minutes at 50 ° C. Mixed at rpm. The content of each component was used the same as in Example 1.
이렇게 제조된 그라프트 폴리머를 이용하여 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였으며, 소취성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.A film was prepared in the same manner as in Example 1 using the graft polymer thus prepared, and deodorization was evaluated and shown in Table 1 below.
[비교예 1][Comparative Example 1]
시중에서 판매되는 말레산무수물 그라프트 폴리프로필렌(㈜우성케미칼, NB1620) 100 중량부에 대하여, β-사이클로덱스트린 5 중량부를 회전식 혼합기에 투입하여 170 ℃에서 10분간 50 rpm으로 혼합하여 그라프트 폴리머를 제조하였다.Based on 100 parts by weight of commercially available maleic anhydride graft polypropylene (Woosung Chemical Co., Ltd., NB1620), 5 parts by weight of β-cyclodextrin was put into a rotary mixer and mixed at 170 ° C. for 10 minutes at 50 rpm to obtain a graft polymer. manufactured.
수득된 그라프트 폴리머를 필름 프레스기를 통해 상기 실시예 1과 동일하게 필름을 제조하였다.A film was prepared using the obtained graft polymer in the same manner as in Example 1 through a film press.
제조된 필름의 소취성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The deodorization of the prepared film was evaluated and shown in Table 1 below.
또한, 제조된 그라프트 중합체의 FT-IR 분석결과를 도 1, 도 2 및 하기 표 2에 나타내었다.In addition, the results of FT-IR analysis of the prepared graft polymers are shown in FIGS. 1 and 2 and Table 2 below.
[비교예 2][Comparative Example 2]
폴리프로필렌 100 중량부에 대하여, β-사이클로덱스트린 5 중량부를 회전식 혼합기에 투입하여 170 ℃에서 10분간 50 rpm으로 혼합하여 폴리머 조성물을 제조하였다.Based on 100 parts by weight of polypropylene, 5 parts by weight of β-cyclodextrin was added to a rotary mixer and mixed at 170° C. for 10 minutes at 50 rpm to prepare a polymer composition.
수득된 폴리머 조성물을 필름 프레스기를 통해 상기 실시예 1과 동일하게 필름을 제조하였다.A film was prepared using the obtained polymer composition through a film press in the same manner as in Example 1.
제조된 필름의 소취성을 평가하여 하기 표 1에 나타내었다.The deodorization of the prepared film was evaluated and shown in Table 1 below.
또한, 제조된 그라프트 중합체의 FT-IR 분석결과를 도 1, 도 2 및 하기 표 2에 나타내었다.In addition, the results of FT-IR analysis of the prepared graft polymers are shown in FIGS. 1 and 2 and Table 2 below.
상기 표 1에서 가스 농도(ppm)는 그 수치가 낮을수록 우수한 소취 성능을 나타낸다. 상기 표 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예 1 및 2는 수세 후에도 소취성의 변화가 작은 것을 확인하였다.In Table 1, the lower the gas concentration (ppm), the better the deodorizing performance. As shown in Table 1, Examples 1 and 2 of the present invention confirmed that the change in deodorization was small even after washing with water.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1의 경우 수세 전과 후에 모두 C=O 및 C-O-C 가 확인되었다. 이에 따라 수세 후에도 비교예 1 및 2에 비하여 내구성이 우수함을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, in Example 1, C=O and C-O-C were confirmed both before and after washing with water. Accordingly, it can be confirmed that the durability is excellent compared to Comparative Examples 1 and 2 even after washing with water.
도 1은 수세 전 FT-IR 분석결과이고, 도 2는 수세 후 FT-IR 분석결과이다. 그래프에서 확인한 바와 같이 수세 후에도 비교예 1 및 2에 비하여 실시예 1이 내구성이 우수함을 확인할 수 있다.1 is a result of FT-IR analysis before washing with water, and FIG. 2 is a result of FT-IR analysis after washing with water. As confirmed in the graph, it can be confirmed that Example 1 has excellent durability compared to Comparative Examples 1 and 2 even after washing with water.
[실시예 3][Example 3]
상기 실시예 1에서 하기 표 3과 같이 말레산무수물의 함량 및 과산화물 촉매(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)의 함량을 변경하였으며, 반응온도 및 시간은 아래와 같이 변경하였다. 하기 표 3에서 말레산무수물의 함량은 폴리프로필렌 100 중량부에 대한 함량이고, 과산화물 촉매의 함량은 말레산무수물 100 중량부에 대한 함량을 의미한다.In Example 1, as shown in Table 3 below, the content of maleic anhydride and the content of peroxide catalyst (Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) were changed, and the reaction temperature and time were changed as follows. In Table 3 below, the content of maleic anhydride is based on 100 parts by weight of polypropylene, and the content of the peroxide catalyst is based on 100 parts by weight of maleic anhydride.
회전식 혼합기(KDDCHEM, 밀폐형 회전식 혼합기(IM-1), Temperature max. 350℃, RPM max. 100, Motor 3마력)의 동일반응계에 폴리프로필렌, 말레산무수물, β-사이클로덱스트린 및 과산화물 촉매(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)를 하기 표 3과 같은 함량으로 동시투입하고, 회전식 혼합기 내에서 160 ℃에서 10분간 반응하고, 170 ℃에서 5분간 반응한 후, 다시 160 ℃에서 10분간 반응하여 그라프트 폴리머를 제조하였다.Polypropylene, maleic anhydride, β-cyclodextrin and a peroxide catalyst (Di( The graft polymer was manufactured.
이후 제조된 그라프트 폴리머를 자일렌에 첨가한 후 170 ℃에서 1시간 동안 교반하여 완전히 용해한 후, 아세톤에 재침전시켜 미반응물을 제거하고, 150 ℃에서 2시간 동안 건조하였다. Thereafter, the prepared graft polymer was added to xylene, stirred at 170° C. for 1 hour to completely dissolve, then re-precipitated in acetone to remove unreacted materials, and dried at 150° C. for 2 hours.
제조된 그라프트 폴리머의 그라프트율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었으며, 도 3에 나타낸 바와 같이 황변이 발생하지 않은 것을 확인하였다.The graft rate of the prepared graft polymer was measured and shown in Table 3 below, and as shown in FIG. 3, it was confirmed that yellowing did not occur.
[실시예 4 내지 17][Examples 4 to 17]
하기 표 3과 같이 말레산무수물의 함량 및 과산화물 촉매(Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)의 함량을 변경하였으며, 상기 실시예 3과 동일한 반응온도 및 시간으로 실시하였다. As shown in Table 3 below, the content of maleic anhydride and the content of the peroxide catalyst (Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene) were changed, and the reaction was carried out at the same reaction temperature and time as in Example 3.
제조된 그라프트 폴리머의 그라프트율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었으며, 황변 발생 여부를 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.The graft rate of the prepared graft polymer was measured and shown in Table 3, and yellowing was evaluated and shown in Table 3 below.
[실시예 18][Example 18]
상기 실시예 3과 말레산무수물의 함량 및 과산화물 촉매의 함량을 동일하게 사용하되, 반응 온도 및 시간을 210 ℃에서 15분간 반응하고, 170 ℃에서 10분간 반응하여 그라프트 폴리머를 제조하였다.The same content of maleic anhydride and peroxide catalyst as in Example 3 was used, but the reaction temperature and time were reacted at 210 ° C. for 15 minutes and reacted at 170 ° C. for 10 minutes to prepare a graft polymer.
제조된 그라프트 폴리머의 그라프트율을 측정하여 하기 표 3에 나타내었으며, 황변 발생 여부를 평가하여 하기 표 3에 나타내었다. 표 3에서 보는 바와 같이 초기 반응온도를 높게 설정한 상태에서 장시간 반응한 경우 황변이 발생함을 확인하였으며, 그라프트율이 감소됨을 확인하였다.The graft rate of the prepared graft polymer was measured and shown in Table 3, and yellowing was evaluated and shown in Table 3 below. As shown in Table 3, when reacting for a long time in a state where the initial reaction temperature was set high, it was confirmed that yellowing occurred and the graft rate was reduced.
상기 표 3에서 그라프트율은 하기 표 4와 같이 측정되었다.In Table 3, the graft rate was measured as shown in Table 4 below.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. As described above, the present invention has been described by specific details and limited embodiments and drawings, but this is only provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments, and the present invention Those skilled in the art can make various modifications and variations from these descriptions.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and it will be said that not only the claims to be described later, but also all modifications equivalent or equivalent to these claims belong to the scope of the present invention. .
Claims (14)
b) 온도 100 내지 300 ℃에서 1 내지 60분 동안 그라프트 반응을 수행하는 단계;
를 포함하고,
상기 a)단계에서, 폴리올레핀계 수지 100 중량부에 대하여, 말레산무수물 2 내지 5 중량부, 사이클로덱스트린 2 내지 10 중량부를 사용하며,
상기 말레산무수물 100 중량부에 대하여, 과산화물 촉매 10 내지 100 중량부를 사용하는 것인, 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.a) introducing a polyolefin-based resin, maleic anhydride, cyclodextrin, and a peroxide catalyst into the in situ reaction system of a mixer; and
b) performing a grafting reaction at a temperature of 100 to 300 ° C for 1 to 60 minutes;
including,
In step a), 2 to 5 parts by weight of maleic anhydride and 2 to 10 parts by weight of cyclodextrin are used based on 100 parts by weight of polyolefin resin,
A method for producing a cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, wherein 10 to 100 parts by weight of the peroxide catalyst is used based on 100 parts by weight of the maleic anhydride.
상기 b)단계에서, 반응은 10 내지 100 rpm으로 수행하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
In step b), the reaction is performed at 10 to 100 rpm.
상기 b)단계 후, c) 수득된 그라프트 중합체를 이용하여 성형체를 제조하는 단계;를 더 포함하는 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
A method for producing a cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, further comprising c) preparing a molded article using the obtained graft polymer after step b).
상기 a)단계에서, 폴리올레핀계 수지, 말레산무수물, 사이클로덱스트린 및 과산화물 촉매를 동일반응계에 동시투입하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
In step a), the polyolefin-based resin, maleic anhydride, cyclodextrin and peroxide catalyst are simultaneously introduced into the same reaction system.
상기 a)단계에서, 말레산무수물 및 사이클로덱스트린을 먼저 투입 후, 폴리올레핀계 수지와 과산화물 촉매를 투입하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
In step a), maleic anhydride and cyclodextrin are first introduced, and then a polyolefin-based resin and a peroxide catalyst are introduced.
상기 혼합기는 회전식 혼합기인 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
The mixer is a method for producing a cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, wherein the mixer is a rotary mixer.
상기 제조방법은 상기 a) 단계 및 b)단계가 연속하여 진행되는 연속공정인 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
The method for producing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, wherein the production method is a continuous process in which steps a) and b) are continuously performed.
상기 b)단계에서, 상기 그라프트 반응을 수행한 후, 용매를 이용하여 미반응물을 제거하는 단계를 포함하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
In the step b), after performing the graft reaction, the method for producing a cyclodextrin maleic anhydride grafted polyolefin comprising the step of removing unreacted materials using a solvent.
상기 b)단계에서, 반응은 150 내지 200 ℃ 온도 범위에서 수행하되,
제1온도(T1), 제2온도(T2) 및 제3온도(T3)로 순차적으로 수행하며, T2 > T1≥ T3를 만족하는 온도 조건에서 수행하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 1,
In step b), the reaction is carried out in a temperature range of 150 to 200 ° C,
Cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, which is sequentially performed at the first temperature (T1), the second temperature (T2), and the third temperature (T3), and is performed under temperature conditions satisfying T2> T1≥ T3 manufacturing method.
상기 제1온도(T1)에서의 반응시간 t1, 제2온도(T2)에서의 반응시간 t2, 제3온도(T3)에서의 반응시간 t3는 t2 < t1 ≤ t3를 만족하는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to claim 10,
Cyclodextrin male, wherein the reaction time t1 at the first temperature (T1), the reaction time t2 at the second temperature (T2), and the reaction time t3 at the third temperature (T3) satisfy t2 < t1 ≤ t3 Method for producing acid anhydride graft polyolefin.
상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 하기 식 1에 따른 소취성 변화율이 50 % 이하인 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.
[식 1]
(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50 %
상기 식 1에서, 밀봉된 삼각플라스크 안에 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀 필름을 방치 후, 암모니아수를 적하하여 암모니아 분위기를 형성하고, 가스검지기 및 가스검지관을 통해 암모니아가스의 농도를 측정한 것으로, 상기 W2는 수세 전 필름을 사용한 경우의 농도이고, W1은 수세 및 5일이 지난 필름을 사용한 경우의 농도이다.)According to any one selected from claims 1 to 7 and 9 to 11,
The method for producing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, wherein the cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin has a deodorant change rate of 50% or less according to the following formula 1.
[Equation 1]
(W2 - W1)/W1 × 100 ≤ 50%
In Equation 1, after leaving the cyclodextrin maleic anhydride-grafted polyolefin film in a sealed Erlenmeyer flask, ammonia water was dropped to form an ammonia atmosphere, and the concentration of ammonia gas was measured through a gas detector and a gas detector tube, The W2 is the concentration when using the film before washing with water, and W1 is the concentration when using the film after washing with water and 5 days.)
상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 FT-IR 분석 시, 수세 전과 수세 후 모두 C=O 및 C-O-C 피크가 관찰되는 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to any one selected from claims 1 to 7 and 9 to 11,
In the FT-IR analysis of the cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, C=O and COC peaks are observed both before and after washing with water.
상기 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀은 그라프트율이 0.5 내지 2 %인 것인 사이클로덱스트린 말레산무수물 그라프트 폴리올레핀의 제조방법.According to any one selected from claims 1 to 7 and 9 to 11,
The method for producing cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin, wherein the cyclodextrin maleic anhydride graft polyolefin has a graft ratio of 0.5 to 2%.
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