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서 론 메탈로센 촉매>제5강의>제1장


1,4-시스함량 100%의 천연고무와 같은 합성고무를 만들기 위한 과학기술자의 노력의 결과로 지글러-나타 촉매 (AlR3-TiCl4)를 이용하여1954년 Goodrich Gulf사로부터 “Heavea Brasiliensis”의 합성이 발표되었다. 이어 Phillips Petroleum에서 부타디엔과 펜타디엔을 이용한 입체중합이 성공을 거두면서 천연고무와 입체구조가 유사한 폴리디엔이 등장하기 시작했다.

현재 높은 시스 입체규칙성을 갖는 폴리디엔중에서, 사용량이 가장 많은 범용소재는 하이 1,4-시스 폴리부타디엔이다. 하이 1,4-시스 폴리부타디엔의 특징은 -100(C의 유리전이온도를 가지고 있어, 탄성이 높고, 저온특성과 내발열 특성이 좋다. 타이어의 트레드, 카커스, 사이드월에 주로 사용되며 다른 고무와의 배합을 통해 균형이 잡힌 물성을 가지게 된다. 티타늄(TiCl4/AlEt3)1, 코발트(CoCl2/AlEt2Cl)2, 니켈(Ni(carboxylate)2/BF3(OEt2/AlEt3)3 촉매를 이용하여 1,3-부타디엔과 중합하여 만들고 있다.

최근에는 타이어의 고기능화로 희토류 금속인 니오디뮴 (Nd(carboxylate)3/AlEt2Cl/Al(iBu)3)4 촉매를 이용하여 시스함량이 96% 이상(그림15)이며, 내피로성, 내발열성, 내마모성이 우수(그림 26)한 폴리부타디엔(Nd-BR)의 사용량이 증가 추세에 있다. 메탈로센을 이용한 (-올레핀중합으로 새로운 물성의 폴리올레핀이 등장한 것과 같이 디엔중합에서도 이를 이용한 새로운 고분자 합성이 학계를 중심으로 시도되고 있다.

본 강좌에서는 디엔중합 촉매의 최근 흐름인 희토류와 메탈로센 촉매를 대해 소개하고자 한다.


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