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초임계 이산화탄소 중에서의 중합반응

전문가 제언: ○ scCO2는 기체의 장점인 빠른 확산속도를 갖고 액체의 장점인 큰 용해능력과 용해도의 제어가 용이하며, 유전상수가 낮아 정전적으로도 안정하므로 중합 시에는 분산제도 많이 절감된다. 또한 대부분의 분자량이 큰 고분자는 scCO2에 불용이므로 scCO2에서의 침전중합 등에 의해 나노미터 및 마이크로미터 수준의 입도 분포가 고른 고분자 생성물이 고수율로 얻어진다.

○ 이 보고서는 scCO2에 의한 침전중합과 분산중합의 연구개발 상황에 대해 기본물성, 경제성 및 환경성 등의 관점에서 문제점과 대응책을 제시함으로써 저탄소 사회의 조기 실현을 위한 유력한 방안으로서의 가능성을 제시하고 있다.

○ scCO2 중에서의 중합반응은 1990년대 미국을 중심으로 기초연구가 진행되었으며, 듀퐁사는 최근 불소계 폴리머의 합성공정의 실용화에 성공했다. 일본은 환경 저부하의 그린 프로세스의 개발과 폴리머의 고기능화 연구를 중점적으로 진행 중이다. 우리나라는 부분 불소화된 공중합체 분산제의 합성법 등의 기초연구와 함께 상용 플랜트 제작 시의 주요 문제인 고압유체 중으로의 원료 및 폴리머의 연속 투입과 취출이 가능한 연속식 중합장치의 개발과 연속중합공정의 실용화에 비중을 두고 연구를 진행 중이다.

○ scCO2를 용매로 한 전해중합법이 티오펜 등의 전도성 고분자의 합성에 유용하며, 환경조화형의 새로운 고분자 제조 프로세스로서의 가능성도 시사되고 있다. scCO2의 특징인 높은 확산성을 살려 scCO2 중에 용해된 기능성 모노머를 모재 폴리머에 주입하는 기술과 초임계중합법을 조합시킴으로써, 전기저항 제어 등의 폴리머에의 신규 기능 부여나 유기-무기 하이브리드 재료의 개발이 가능하다. 한편 상용화의 조기 도입을 위해서는 scCO2 중에서 사용할 수 있는 고성능이면서 저렴한 분산제 및 연속식 중합장치의 개발에 대한 효과적인 대응이 필요하다.

저자: TAKESHI SAKO and IDZUMI OKAJIMA
자료유형: 학술정보