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폴리에틸렌 혼합의 혼화성 개관

전문가 제언: ○ 본문은 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌과 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한 Ziegler-Natta와 메탈로센 촉매로 제조된 폴리에틸렌의 주로 2성분 시스템의 혼화성에 대한 현재의 이해에 관한 내용이다. 세 가지 폴리에틸렌 혼합을 다룬 3성분 시스템도 약간 다루었다.

○ Ziegler-Natta 촉매는 주기율표 1에서 3족의 유기금속 화합물과 4 내지 8족의 전이원소 화합물로 이루어진 계통의 촉매를 말한다. 대표적으로 트리-알킬알루미늄과 염화티탄의 2성분계가 있다. 이 촉매는 올레핀의 중합, 특히 특이성 중합에 주로 활용된다. 메탈로센 촉매는 하나의 금속이 하나 또는 두 개의 사이클로 펜타디엔 고리와 결합하여 만들어진 유기금속의 배위화합물 촉매를 말한다.

○ 본문의 내용을 가장 간단히 농축하면 두 폴리에틸렌의 가지 함량의 차이가 그 혼화성을 지배하는 가장 중요한 요소로 그 외의 평균 분자량의 차이, 분자량 분포와 가지의 길이는 부차적이라는 것이다. 즉 LLDPE의 가지가 많을수록 혼화성이 감소한다.

○ 본문에 나오는 Flory-Huggins 상호작용 파라미터 X는 폴리머 혼합물의 열역학적 해석으로 그 근원은 순전히 열역학적 엔탈피의 양이지만 무차원 수로 표시된다. 폴리머 혼합의 열역학은 Flory-Huggins의 격자이론을 기반으로 한다. 한 격자 자리는 오직 한 개의 모노머만 차지할 수 있다고 가정하고 부분 간의 배척하는 힘을 계산하였다. 결합하지 않은 모노머 간의 인력은 평균 장이론을 모델로 하였다. 혼합은 X 값이 대단히 작을 때만 가능한데 그것은 혼합 엔트로피가 작기 때문이다.

○ 마지막으로 본문에 나오지만 분석하지 않은 Crist와 Hill이 현재의 폴리올레핀 혼합물의 혼화성 연구상태를 간단하게 표현한 말을 여기에 소개한다. “폴리올레핀 혼합물의 상 양태를 조절하는 미묘한 상호작용에 현재와 장래의 이론적 접근에 필요한 풍부한 열역학적 데이터가 있다. 모델 폴리머 합성이 계속해서 진전된다면 폴리올레핀 사슬의 2성분과 복수성분 혼합물의 합리적인 계량적 모사가 가능하도록 실험기술과 이론이 발전할 것이라는 희망을 준다.”

저자: Zhao, LY; Choi, P
자료유형: 학술정보