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초임계 이산화탄소를 이용한 아크릴산의 합성

전문가 제언: ○ 초임계 유체는 유기 용매를 대신하는 환경친화성 균일매체의 유력한 후보이다. 유기용매는 기질이나 촉매를 용해할 뿐만 아니라 용매화에 의해 안정화시키는 역할을 가짐과 동시에 반응성을 저하시키는 경우도 있다.

○ 초임계유체 기술의 개발은 구미에 있어서도 환경 조화형 기술, 리사이클 기술로서 연구가 추진되고 있다. 또한 광범위한 프로세스 기술, 장치와 반응설계 수법이 확립되지 않아 실용화에 대한 연구가 추진되고 있다.

○ 환경 조화형 공업기술로서 주목되고 있는 초임계 유체이용 합성반응 기술의 실용화에는 몇 가지 연구과제가 있다. 그 중에서도 분자극성이 작은 이산화탄소를 반응매체나 반응기질로서 사용하는 경우에 유발되는 강한 분자간의 상호작용(친화력)에 기초한 용해, 회합, 응집, 침전, 석출 등의 물리적 현상은 화학반응계에 복잡한 상거동의 변화를 가져오고, 반응속도 및 반응선택성, 입체특이성에 대해서도 현저한 효과를 주는 것으로 생각된다.

○ 반응생성물의 극성이 출발물질에 비하여 현저하게 증가하는 경우나, 초임계 이산화탄소에 대한 용해도가 작은 반응기질이나 촉매를 사용하는 경우에는 시시각각으로 변화하는 생성물이 고분자화합물로 되는 중축합반응에 있어서는 분자량 및 분포와 같은 물리화학적 파라미터도 관여하여 보다 한층 복잡해진다. 초임계 이산화탄소 중에서 분자간의 상호작용(친화성)을 간편하고 정확히 평가할 수 있는 실험방법의 확립이 매우 중요하다.

○ 초임계 유체를 이용하는 기술에 있어서는 실험장치의 개발이 실용화의 성공 여부를 결정한다고 해도 과언이 아니다. 실험기술과 생산기술의 융합이 중요하며, 반응탐색과 실용화를 이미지 한 실험장치의 개발을 유기적으로 연대시킴으로써 장치 설계법, 프로세스 시뮬레이션, 프로세스 설계법의 요소기술을 개발하여 공학기반으로서 체계화해야 할 것이다.

저자: Takeshi Sako, Idzumi Okajima, Yoko Yamamoto
자료유형: 학술정보