Multiple Injection Method for Bulk Syndiospecific Polymerization of Styrene with Homogeneous Metallocene Catalyst

At the early stage of a bulk syndiotactic polymerization of styrene, the homogeneous reactant mixture transforms to a slurry state consisting of a precipitated solid syndiotactic PS and a liquid reactant mixture. As the reaction proceeds, the slurry transforms into a wet and then a dried powder if proper methods are used to prevent agglomeration. When a large amount of catalyst and co-catalyst is added to the styrene to achieve a high conversion rate, the reactant mixture becomes a lumpy agglomeration and further control of the reaction is impossible. In this study, we introduce a novel approach to avoid such agglomeration while maintaining a high conversion rate. Instead of adding the catalyst and co-catalyst at once, the total amount of the catalyst and co-catalyst is divided into several parts and added successively. This method is found to be very effective to avoid the formation of agglomerate and to maintain a fairly high conversion rate of slurry into powdery product (up to 70 %). It is also observed that this method produces syndiotactic PS of a higher molecular weigh.

메탈로센 촉매를 이용한 신디오탁틱 폴리스타이렌의 벌크 중합에 관한 연구

신디오탁틱 폴리스타이렌의 벌크 중합 시, 반응의 초기단계에서 균일하던 반응혼합물은 반응이 진행됨에 따라 점차 침전된 고형 sPS와 액체 반응생성물로 형성된 슬러리 상태로 변해간다. 반응이 더 진행되면 고형 침전물의 양이 많아지고 반응물이 엉겨 붙는 현상을 적절한 방법으로 해소하면 슬러리 상태에서 젖은 분말 형태 더 나가서는 마른 분말 형태의 반응 생성물을 얻게 된다. 전화율을 높이기 위해 촉매와 조촉매의 양을 늘리는 경우 반응성생물은 어느 순간 한 덩어리가 되어 더 이상의 반응 제어가 불가능해진다. 이 연구에서는 이렇게 덩어리로 응집되는 현상을 막고 고 전화율의 반응이 가능하도록 특별한 방법을 사용하였다. 촉매와 조촉매를 한 번에 투입하지 않고 여러 단계로 나누어 투입하는 경우 반응물의 응집을 막고 전화율을 높게 유지할 수 있었다. 또한 이 방법은 sPS의 분자량을 높이는데도 도움이 되는 것을 알 수 있었다.