• 공업화학
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• 제24권1호
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• pp.55-61
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• 2013

$Cp_2ZrCl_2$ 촉매를 Montmorillonite (MMT) 담체에 각기 다른 3가지 방법[MMT/$Cp_2ZrCl_2$, MMT/MAO/$Cp_2ZrCl_2$, MMT/(MAO + $Cp_2ZrCl_2$)]을 적용하여 불균일 촉매를 제조하였고, 이를 이용하여 에틸렌 중합 특성을 조사하였다. 유기점토인 30B-MMT에 담지한 불균일계 촉매가 자연점토인 $Na^+-MMT$에 담지한 촉매보다 높은 담지율을 나타내었고, 에틸렌 중합에서 높은 활성을 보였다. 이는 유기점토의 층간사이에 존재하는 하이드록시기가 MAO 및 촉매와의 화학적 결합을 유도한다고 할 수 있다. MMT에 직접 메탈로센을 담지하여 에틸렌 중합에 사용할 경우 균일계 촉매에 비해 낮은 활성을 보이지만, MMT를 MAO로 처리해서 만든 MMT/MAO/$Cp_2ZrCl_2$ 촉매에 MMAO의 조촉매를 사용하여 중합시에는 높은 활성을 나타내었다. MMT 담지촉매로 제조된 폴리에틸렌은 담지방법에 관계없이 균일계 촉매에 비해 높은 용융점, 분자량, 분자량 분포를 보였으며, 또한 입자형상에 있어 크기가 상당히 증가한 구형의 입자를 나타내었다. 또한 가장 안정적인 담지 반응과 높은 활성을 나타낸 30B-MMT/MAO/$Cp_2ZrCl_2$ 촉매로 최적의 중합조건을 찾기 위해 공정변수에 따라 에틸렌 중합을 수행하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권4호
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• pp.304-310
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• 2011

다리 구조 또는 비다리 구조의 메탈로센 촉매를 이용하여 새로운 구조의 poly(ethylene-ter-1-hexeneter-divinylbenzene) 삼원공중합체를 제조하였다. 다리구조의 rac-$Et[Ind]_2ZrCl_2$ 촉매가 비다리구조의 $Cp_2ZrCl_2$ 촉매보다 상대적으로 양호한 결과를 보여 주었다. 특히 조촉매/촉매 몰비가 3000일 때 촉매활성도는 8000(kg of polymer/$mol{\cdot}h$)이 넘는 매우 높은 수준의 활성도를 보여주었다. 또한, 중합 시간에 따라 중량 평균 분자량이 일정수준까지 점차 증가하는 경향을 나타내었고, 중합시간이 50분일 때 무정형 상태를 나타내었다. 삼원공중합체의 중량평균 분자량은 110,000~200,000, 밀도는 $0.85{\sim}0.89g/cm^3$ 수준이었다. 또한, 삼원 공중합체의 열적 성질과 구조를 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제48권4호
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• pp.269-275
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• 2013

본 연구에서는 여러가지 메탈로센 촉매 및 trityl tetrakis(pentafluorophenyl)borate/triisobutylaluminium 공촉매 시스템을 이용하여 에틸렌, high ${\alpha}$-olefin 및 divinylbenzene으로 구성된 삼원공중합체를 중합하였다. 우선 삼원공중합체 중합에 있어서, 최적의 촉매를 확보하기 위해 rac-$Et(Ind)_2ZrCl_2$, rac-$SiMe_2(Ind)_2ZrCl_2$, rac-$SiMe_2(2-Me-Ind)_2ZrCl_2$ 등의 메탈로센 촉매들과 trityl tetrakis(pentafluorophenyl)borate/triisobutylaluminium 공촉매 시스템을 이용하여 삼원공중합체의 촉매활성도, 분자량 및 분자량 분포도를 비교하였다. 공단량체로 투입되는 high ${\alpha}$-olefin의 사슬 길이 변화가 삼원공중합에 미치는 영향을 살펴보기 위해 여러 가지 중합 조건들은 동일하게 유지하면서 1-hexene, 1-octene, 1-decene 또는 1-dodecene을 도입한 삼원공중합체들을 각각 합성하였다. 이와 같이 준비한 삼원공중합체들의 화학 조성, 열적 특성 및 기계적 물성 등을 비교 분석하였다.

• 폴리머
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• 제32권6호
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• pp.566-572
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• 2008

메탈로센 [(TMDS)$Cp_2$]$ZrCl_2$, 촉매 1과 Exxon 촉매인 [$(n-Bu)_2Cp_2$]$ZrCl_2$, 촉매 2를 사용하여 폴리에틸렌 왁스를 제조하였다. 분자량을 조절하기 위하여 수소를 연쇄이동제로 사용하였다. 실험결과 수소의 주입량이 증가할수록 중합활성의 감소 생성된 폴리에틸렌 왁스의 분자량과 분자량 분포의 감소 그리고 폴리에틸렌 왁스의 융점 저하가 관찰되었다. 수소의 주입으로 폴리에틸렌의 분자량은 1500, 융점은 60 $^\circ$C까지 조절이 가능하였다. 수소의 양을 조절함으로써 메탈로센을 통해 분자량분포가 좁고 융점이 낮은 고품질의 폴리에틸렌 왁스의 제조가 가능하였다. 본 연구실에서 개발된 촉매 1은 알려진 가장 우수한 메탈로센인 촉매 2와 폴리에틸렌 왁스 제조에서 경쟁이 가능한 유사한 특성을 보였다.

• Elastomers and Composites
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• 제51권3호
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• pp.188-194
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• 2016

In this study, novel quaternary plastomers consisting of ethylene, 1-hexene, high ${\alpha}$-olefin, and divinylbenzene were prepared using Zr metallocene catalyst, borate type cocatalyst, and tri-isobutylaluminium. The molar ratio changes of 1-hexene and high ${\alpha}$-olefin (1-octene, 1-decene, and 1-dodecene) had an effect on the properties of the quaternary plastomers. The structure of the quaternary plastomers was characterized using $^1H$ NMR. Molecular weight properties, crystallinity, and thermal properties of the plastomers were determined by GPC, WAXS, and DMA, respectively. Compared with the terpolymers prepared in our previous study, molecular weight and molecular weight distribution of the quaternary polymers were very similar, whereas glass transition temperature ($T_g$) was very low. Also, hardness and tensile properties of the quaternary plastomers were measured.

• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.86-91
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• 2016

Ionic liquid 기능화 및 메탈로센 촉매 담지를 위해 세 종류의 무정형 실리카와 SBA-15를 담체로 사용하였다. Ionic liquid가 표면 기능화된 실리카는 1,3-bis(cyanomethyl)imidazolium chloride의 염소 음이온과 실리카 표면의 OH 그룹 사이의 상호작용에 의해 합성되었다. 에틸렌 중합을 위해 ionic liquid가 기능화된 실리카에 메탈로센과 조촉매 methylaluminoxane(MAO)을 담지하였다. SBA-15와 비교하여 큰 기공 크기를 갖는 ionic liquid가 표면 기능화된 XPO-2412와 XPO-2410에 담지된 촉매는 기능화되지 않은 실리카에 담지된 촉매보다 높은 활성을 보였다. 그러나 SBA-15에 담지된 촉매는 ionic liquid의 표면 기능화 후에 활성이 감소하였다. 이는 ionic liquid와 메탈로센 촉매, 조촉매 MAO가 담지되면 기공의 크기가 크게 줄어들기 때문에 중합 시 에틸렌 모노머와 조촉매가 기공 내 촉매 활성점으로 확산하는데 제한을 받기 때문이다. 또한 실리카 표면의 OH 그룹의 농도 변화에 따른 촉매의 중합 활성에 대한 영향을 연구하였다. 무정형 실리카의 OH 그룹의 농도가 증가할수록 중합 활성도 증가하였으며 실리카에 담지된 촉매의 중합 활성은 ionic liquid 표면처리 후에도 유사한 경향을 보였다.

• 응용화학
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• 제15권2호
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• pp.85-88
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• 2011

We synthesized ethylene-styrene copolymer by coordination polymerization using 2 types of pyrazolato metallocene catalysts ((1,2,4-Me₃C₅H₄)TiCl₂(3,5-iPr₂C₃HN₂), (tert-BuC₅H₄) TiCl₂(3,5-iPr₂C₃HN₂)). We observed the effects of styrene concentration on the catalytic activity, yield, molecular weight and molecular weight distribution.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.437-444
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• 2000

본 연구는 metallocene 계열 촉매인 rac-Et(Ind)$_2$ZrCl$_2$촉매와 현재 상업용 공정에서 사용하고 있는 제3세대 Ziegler-Natta 촉매를 이용하여 반 회분식 반응기내에서 프로필렌 중합을 실시하였다. 이로부터 각 촉매계의 최적 중합 변수와 생성된 중합체의 각종 물성을 파악하였다. 두 촉매계로부터 생성된 중합체의 입자 크기 및 분포 결과와 중합 반응의 활성 측정 실험을 통해 Ziegler-Natta 촉매는 4$0^{\circ}C$에서, rac-Et(Ind)$_2$ZrCl$_2$는 5$0^{\circ}C$에서 각각 최적의 반응성을 나타냄을 알 수 있었다. 중합 온도는 추적의 중합 반응 활성 결과를 결정하는 중요한 인자이지만 과잉의 온도 조건에서는 중합체의 뭉침 현상이 현저함을 찰 수 있었다. 조촉매 농도 변화에 따른 중합 결과로부터 각 촉매계에서 조촉매의 농도 상한선을 구할 수 있었으며, 과량의 조촉매 농도는 오히려 중합 속도나 수율을 감소시킴을 알 수 있었다. Metallocene 촉매계에서 조촉매로 사용하는 methylaluminoxane (MAO)이나 triethylaluminum (TEAl)은 중합 활성에만 영향을 줄 뿐 중합체의 물성에는 영향을 주지 못하는 반면, Ziegler-Natta촉매계의 경우 para-ethoxyethylbenzoate (PEEB)는 중합 활성뿐 아니라 중합체의 입체 규칙성을 결정하는 중요한 인자로 작용함을 알 수 있었다. 본 실험에서는 단량체로 사용된 propylene의 분압과 중합체 수율간에는 1차의 선형관계가 성립됨을 발견할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.516-521
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• 2007

새롭게 합성된 $rac-Me_2Si(2-p-tolylindenyl)_2ZrCl_2$ 촉매와 인디닐 리간드에 치환체가 붙어 있지 않는 상용촉매인 $rac-Me_2Si(Ind)_2ZrCl_2$ 촉매들을 조촉매인 methylaluminoxane (MMAO)를 사용하여 에틸렌/1-옥텐 공중합을 실시하였고, 반응물 내 1-옥텐의 농도를 변화시키며 얻어진 공중합체의 특성을 조사하였다. 촉매활성에 있어서 $rac-Me_2Si(2-p-tolylindenyl)_2ZrCl_2$ 촉매를 이용하여 공중합을 실시한 경우 다리구조를 가진 다른 촉매들과 달리 촉매활성이 감소하여 comonomer의 첨가에 따라 활성이 증가하는 comonomer effect는 발견되지 않았다. $^{13}C$ NMR 분석에서 공중합체에 삽입된 1-옥텐의 양은 촉매 리간드에 붙은 치환체에 의존함을 보였으며, 2-p-tolyl 치환체가 붙은 촉매로 얻어진 공중합체에서 1-옥텐 삽입량이 더 높음을 보였다. DSC, GPC 분석에서 반응물 내 1-옥텐의 농도가 증가함에 따라 공중합체의 녹는점, 결정성, 분자량이 모두 감소하였으며 $rac-Me_2Si(Ind)_2ZrCl_2$ 촉매보다 $rac-Me_2Si(2-p-tolylindenyl)_2ZrCl_2$ 촉매의 경우 녹는점, 결정성 및 분자량의 감소폭이 더 크게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권4호
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• pp.574-581
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• 2016

본 연구에서는 탄소나노튜브에 다양한 아미노산과 알데히드의 1,3-dipolar cycloaddition 반응을 통해 pyrrolidine 고리를 도입하여 기능화된 탄소나노튜브를 합성하였다. 기능화된 탄소나노튜브에 메탈로센 촉매를 담지하였고 in-situ 에틸렌 중합을 통해 탄소나노튜브/폴리에틸렌 복합체를 합성하였다. 글리신과 벤즈알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Gly+BA-CNT)에 담지된 메탈로센 촉매는 낮은 지르코늄 함량에도 불구하고 높은 지르코늄 함량을 나타내는 N-benzyloxycarbonylglycine과 파라포름알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Z-Gly+PFA-CNT)에 담지된 촉매와 유사한 중합 활성을 보였다. N-Benzyloxycarbonylglycine과 파라포름알데히드로 기능화된 탄소나노튜브(Z-Gly+PFA-CNT)에 담지된 메탈로센 촉매의 경우 촉매 활성점의 분포가 조밀하여 에틸렌 중합 시 활성점으로 에틸렌 모노머와 공촉매 MAO가 확산하는데 입체적 방해를 주기 때문이다. 균일계 메탈로센 촉매로 생성된 폴리에틸렌과 비교하여 표면 기능화된 탄소나노튜브에 메탈로센을 담지한 촉매로 생성된 CNT/PE 복합체는 높은 분해 개시 온도($T_{onset}$)와 최대 중량 감소 온도($T_{max}$)를 가진다. 이는 pyrrolidine 고리가 기능화된 CNT는 PE 매트릭스 내에 균일하게 분산되고 CNT와 고분자 간의 강한 상호작용으로 인해 열적 안정성이 향상된 것으로 판단된다.