이중 금속 시안화물 촉매를 이용한 폴리에테르 폴리올 제조에 관한 연구 (Study on Preparation of Polyether Polyols using Double Metal Cyanide Catalysts)

서지정보

· 발행기관 : 한국환경기술학회
· 수록지 정보 : 한국환경기술학회지 / 18권 / 5호 / 463 ~ 471페이지
· 저자명 : 김수빈, 조장호, 안호근

초록

본 연구에서는 염기성 촉매가 아닌 Double metal cyanide(DMC) 촉매를 사용하여 불포화도가 낮은 폴리올[Polypropylene glycol(PPG)]을 제조하고자 하였다. DMC 촉매는 Zn과 Co의 몰 비, 촉매의 제조온도 및 건조온도를 변화시켜 제조하였고, 촉매의 성능은 제조된 PPG의 물성을 측정하여 평가하였다. DMC 촉매의 물성은 SEM 이미지, XRD 패턴 및 BET 비표면적으로 조사하였으며, PPG의 물성은 수산기가, 점도 및 불포화도로 평가하였다. PPG의 제조에는 통상적인 회분식 가압반응장치를 이용하였다. 제조한 DMC(Zn/Co) 촉매에서 Zn의 함량이 증가함에 따라 BET 비표면적은 증가하였다. Zn 함유량이 가장 많은 10:1-Zn/Co 촉매는 DMC 구조를 가짐을 알 수 있었다. 50℃의 제조온도와 100℃의 건조온도에서 제조된 촉매가 효과적이었고, Zn/Co의 몰 비를 10:1로 하여 제조한 촉매(10:1-Zn/Co)의 활성이 가장 높게 나타났다. 제조된 폴리올의 분자량은 사용한 촉매량에 비례하여 증가하였으며, 불포화도는 사용한 촉매량과는 무관하게 거의 일정하였다. 140℃ 이상의 반응온도에서 촉매의 활성이 가장 높게 나타났다. 10:1-Zn/Co 촉매상에서 반응온도를 140℃로 하였을 때, 수산기가 40.4(KOHmg/g), 분자량 2,770(g/mol), 점도 610(cp) 및 불포화도 0.0051(meq/g)인 폴리올이 얻어졌다. 본 연구에서 제조한 촉매는 불포화도가 낮으면서 분자량이 높은 폴리올의 제조에 효과적인 것으로 생각되었다.

영어초록

In this study, we tried to produce polyol[Polypropylene glycol(PPG)] with low unsaturation by using Double metal cyanide(DMC) catalyst instead of basic catalyst. The DMC catalysts were prepared by varying molar ratio of Zn to Co, catalyst preparation temperature and drying temperature. The catalyst performance was evaluated by measuring the physical properties of the prepared PPG. The characterization of DMC catalysts was performed with BET specific surface areas, XRD patterns, and SEM images. OH value, molecular weight, viscosity, and degree of unsaturation for the obtained PPG were measured as physical properties. For the production of PPG, a conventional pressurized batch reactor was used. The BET specific surface area was increased with increasing Zn content in the prepared DMC (Zn/Co) catalysts. The 10:1-Zn/Co catalyst with the highest Zn content had a DMC structure. The catalyst prepared at a preparation temperature of 50℃ and a drying temperature of 100℃ was effective, and the catalyst (10:1-Zn/Co) prepared with a Zn/Co molar ratio of 10:1 showed the highest activity. The molecular weight of the prepared polyol was increased in proportion to the amount of catalyst used, and the degree of unsaturation was almost constant regardless of the amount of catalyst used. The activity of the catalyst was the highest at the reaction temperature of 140℃ or higher. When the reaction temperature was 140℃ over a 10:1-Zn/Co catalyst, the OH value, molecular weight, viscosity, and degree of unsaturation of PPG obtained were 40.48(KOHmg/g), 2,770(g/mol), 610(cp), and 0.0051(meq/g), respectively. The catalysts prepared in this study were thought to be effective for producing polyols with high molecular weight and low degree of unsaturation.

참고자료

· 없음