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고체산 촉매를 사용하는 저환경 부하형 테트라히드로푸란 개환 중합프로세스

전문가 제언: ○ poly(tetramethylene glycol)(PTMG)는 tetrahydrofuran(THF)의 개환중합으로 얻어지는 수평균분자량 1000~3000정도의 폴리머로서 통칭 스판덱스(Spandex)로 불리는 우레탄계 탄성섬유 또는 열가소성 엘라스토머의 원료로서 중요한 화합물이다. 과거 15년간 생산량은 연 10% 정도로 착실한 증가 경향을 보이고 있다. 특히 중국을 필두로 동아시아 전체로는 20만톤/년 이상이 생산되고 있다.

○ PTMG는 종래에 촉매로서 플루오로황산(FSO3H)을 사용하여 배치프로세스로 생산하였으나 FSO3H는 고부식성과 자극성이 있고, 가열공정, 반응공정, 냉각공정, 중화, 분리공정 등 배치 조작이 조합된 공정으로 생산성이 낮았다. 또한 PTMG 톤당 150kg에 달하는 산업폐기물이 발생하여 이를 처리해야 하는 문제 등으로 새로운 프로세스 개발이 요망되어 왔다.

○ PTMG 제조용 THF의 개환중합 촉매로서 필요한 기능은 열화가 적고 폐기물이 산출되지 않으며 수평균분자량은 1600~2000정도의 산 촉매로서 부식성이 없고 생산성이 높으며 연속프로세스에 적합할 것 등이 요구된다.

○ 본고에서 소개하는 기술은 탄성섬유원료로서 근래 시장이 확대되고 있는 PTMG의 새로운 제조법으로서, 메소 세공을 가지는 고체산을 이용하여 무수 초산 존재 하에서 THF를 연속적으로 중합하는 저환경 부하형의 공업 프로세스이다. 이미 다년간 운전 실적이 있고 중국에 동일한 공정의 공장이 건설 중에 있다.

○ 메소 다공체에 대한 연구는 활발하게 수행되고 있지만, 본 기술은 특히 부피가 큰 생성물의 확산이라는 관점에서 메소 다공체의 촉매 담체로서의 유용성, 가능성을 제시하는 것으로 향후의 발전이 기대된다.

저자: Tohru Setoyama
자료유형: 학술정보