| 초록 |
최근 메탈로센 촉매를 이용한 신디오택틱 폴리스티렌(sPS) 합성에 성공한 이후[1], 고활성, 고입체규칙성 촉매를 개발하기 위한 연구가 학계 및 산업계에서 진행되어 오고 있다[2,3]. Ishihara 등[4]은 여러 가지 티타늄계 촉매와 MAO(methylaluminoxane)를 공촉매로 사용하여 스티렌 중합을 수행한 결과, 1개의 거대 리간드를 가지는 CpTiCl3(cyclopentadienyl titanium trichloride), Cp*TiCl3(pentamethylcyclopentadienyl titanium trichloride)의 메탈로센계 촉매가 거대리간드를 가지고 있지 않은 티타늄화합물에 비해, 높은 활성 및 생성고분자의 높은 입체규칙성을 가진다고 보고하였다[4]. 반면에, 기존의 올레핀 중합에 좋은 활성을 가지는 2개의 거대리간드를 가지는 메탈로센 화합물은 스티렌 중합에 매우 낮은 활성을 보인다고 보고하였다[4]. Chien 등[5]은 거대리간드로써 cyclopentadienyl 리간드 대신, indenyl리간드로 치환된 IndTiCl3(indenyl titanium trichloride)를 합성하고 스티렌 중합에 촉매로써 적용한 결과, 비교적 높은 활성 및 생성고분자의 높은 입체규칙성을 가진다고 보고하였다. 이러한 메탈로센 촉매로 중합한 신디오택틱 폴리스티렌의 분자량 분포(MWD)는 매우 좁아서 가공에 어려운 경향을 보인다. 이를 극복하기 위한 연구들이 진행되고 있는데, 일반적으로 다단계 반응기를 이용하여 서로 다른 조건에서 중합한 폴리에틸렌의 혼합 또는 서로 다른 두 메탈로센 화합물을 혼합한 hybrid촉매를 이요하여 생성되 고분자의 분자량 분포가 bimodal의 경향을 나타내어 가공성 및 물성의 향상을 준다는 것은 문헌에 보고되고 있다[6,7]. 이에 본연구에서는 Half metallocene계 촉매인 LTiCl3(L=Cp, Cp*, Ind)는신디오택틱 폴리스티렌 제조에 우수한 활성을 보인다. 이 촉매계를 이용하여 중합한 폴리스티렌의 분자량 분포조절을 위하여 다음과 같은 관점에서 중합을 수행하였다. 하나의 중합 활성점을 가지는 메탈로센 촉매의 특성을 이용하여 서로 다른 중합 특성을 가진 두 메탈로센 성분을 혼성화하여 생성된 폴리스티렌의 분자량 분포에 미치는 영향을 고찰하였고, 중합 온도에 변화를 주어 생성 폴리스티렌의 분자량 분포에 주는 영향을 고찰하였으며, 마지막으로 담지 메탈로센 계에서의 두 촉매의 혼성화에 대한 영향을 살펴보았으며, 모든 중합은 Al/Ti = 1,000인 조건에서 수행하였다.
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