일반기술

순간 자발 중합성 부타디엔 유도체 및 그의 제조 방법

단량체 중 탄소수가 2개(에틸)∼8개(옥틸)인 카르복실레이트를 사용하여 부타디엔 단량체를 제조한다. 이는 메틸기를 함유하는 경우에는 단량체 수율이 떨어지고, 탄소수가 9개 이상인 카르복실레이트기를 사용하면 단량체 중합 속도가 느려지는 단점이 있기 때문이다. 이러한 부타디엔 단량체는 1,3-위치에 극성 치환기가 존재하여 기존의 1,1-위치에 치환된 부타디엔보다 반응성이 커서 순간적으로 자발 중합될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 열분해 공정에 중합 금지제를 사용하여 제조할 수 있다. 여러 중합 금지제 중 중합 반응시 쉽게 제거되는 염화티오닐을10∼100ppm로 사용한다.제조된 부타디엔 중합체는 치환기의 종류 및 치환 위치에 따라 일반 유기 용매에 대한 용해도, 유연성 및 열안정성이 개선되며, 고리 형성 온도가 낮아지는 등 기능성 고분자 원료로 응용될 수 있다비닐 단량체의 이중 결합에 시아노기, 에스테르기, 카르복실레이트기 등의 극성 치환기가 존재하는 단량체는 중합 반응성이 매우 크고, 특정한 경우에는 개시제 없이도 자발적인 라디칼 중합이나 음이온 중합을 일으키는 것으로 알려져 있다. 대표적인 예로는 순간 접착제의 원료로 사용되고 있는 알킬 시아노아크릴레이트를 들 수 있다. 또한, 부타디엔의 1,1-위치에 두 개의 극성 치환기가 있을 때에는 알킬 시아노아크릴레이트와 같이 자발적인 음이온 중합이 진행된다. 중합 속도가 매우 빠른 이러한 단량체는 여러 고분자 분야에 응용될 수 있으나, 수율이 낮고 열분해시 너무 빠른 속도로 중합되기 때문에 단량체 뿐만 아니라 중합체도 많이 생성되므로 응용에 제한이 있었다.부타디엔의 1,3-위치에 극성 치환기가 존재하여 순간적으로 자발 중합되는 고반응성 부타디엔 유도체를 개발하여 문제점을 해결하였다.개시제 및 촉매의 부재 하에 또는 라디칼 개시제를 사용하여 부타디엔 단량체 5∼90 중량%를 자발적으로 단독 중합시키거나, 또는 아크릴계 단량체와 공중합시킬 수 있는데, 제조된 부타디엔 중합체는 치환기의 종류 및 치환 위치에 따라 일반 유기 용매에 대한 용해도, 유연성 및 열안정성이 개선되며, 고리 형성 온도가 낮아지는 특성을 갖는다. 코팅제, 순간 접착제, 탄소 섬유 전구체 등의 기능성 고분자로 응용이 가능하다