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신형의 고효율 희토촉매제 개발 및 산업화 응용
  • 등록일2014.12.05
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중국과학원 장춘응용화학연구소는 합성고무용 신형 고효율 희토 촉매체계 개발 및 산업화 응용에서 많은 성과를 올렸다. 최근에는 2014년 길림성 기술발명상 1등상을 수상했다.

희토 촉매합성고무는 지난 1960년대 장춘응용화학연구소의 전 세계 합성고무 분야에서의 중대한 기여로, 배위 중합이론과 방법을 다양화하였고, 세계적으로 천연고무를 대체할 수 있는 희토 이소프렌고무와 안전하고도 에너지절약효과가 있는 타이어요구를 충족시키는 희토 이소프렌고무의 대규모 산업화 발전을 선도하였다.

그후 50년이 지났지만 희토 촉매체계의 합성고무는 여전히 중합 활성이 낮고, 합성고무 사슬구조, 미시구조, 분자량 및 그 분포 제어성이 약한 것이 병목문제가 되었다.

장춘응용화학연구소는 다년간 축적한 연구개발 노하우와 양호한 연구기반을 토대로, 희토 원소 특징과 희토 촉매합성고무의 기초이론에서 착수하여 희토 촉매제 결합이 심한 문제점을 해결하였다. 또한 새로운 배위 중합 합성고무의 미시적 구조형성 메커니즘을 도출하였고, 배위 가역성 체인 이동 중합방법을 개발하였다. 희토 촉매체계의 고활성, 고도의 입체구조 방향성과 분자질량 및 그 분포 제어성 등에서 창의적인 연구성과를 올렸다.

희토 화합물 고도 결합은 희토 촉매제 중합 활성이 낮고, 분자질량 분포 폭이 넓은 첫 번째 요인임을 처음으로 제출하였다. 또한 특정 구조의 배위체를 통해 희토 촉매제 결합 분자단을 단일 분자 촉매제로 전환시키며 고활성, Cis-rich 방향성, 고도 균질상의 안정된 희토 촉매제를 개발하는데 성공하였다.

배위 가역성 체인 이동 중합 합성고무 이론과 방법을 도출하여 전통적인 중합 합성고무의 체인 이동 반응을 비가역성에서 가역성으로 바꿈으로써, 체인 이동으로 반응이 중단되었던 것을 방지하였고 희토원소의 이용률을 높였을 뿐만 아니라 중합반응이 제어가 불가능하던데서 제어가 가능해졌다. 이리하여 협소 분자 질량분포 합성고무 및 그 체인 기능을 실현하였다.

개발한 고활성 희토 촉매체계를 1만톤급 희토이소프렌고무 산업화장치에 응용하여, 톤당 이소프렌고무제품 촉매제 원가를 400원이하로 줄였고 중합시간도 평균 7시간에서 2.5시간으로 단축시켜 생산원가를 크게 줄였으며 생산효율을 높여 제품 품질을 국내외 동류 최고 수준에 도달시켰다. 게다가 처음으로 희토 이소프렌고무로 천연고무를 100% 대체하였다. 또한 1만톤급 희토 부타디엔고무 산업화장치에 응용하여 촉매제 톤당 부타디엔고무 제품의 촉매제 원가를 300원이하로 줄였으며 제품 품질을 국내외 동류제품수준에 도달시켰다.

정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201412/t20141204_4268548.shtml
https://www.kostec.re.kr/sub020405/view/id/34217