폴리 염화메틸스티렌에의 옥사졸린 그라프트 중합반응에 관한 연구

Abstract

1980년 이후 새로운 기능성을 지니는 특수 기능성 고분자의 개발이 활발히 진행되고 있으며 분리기능성 고분자의 일종인 이온교환수지와 킬레이트 수지는 금속이온의 농축, 분리, 흡착을 비롯하여 여러분야에서 그의 활용성이 재인식되고 있다. 고분자基體에 킬레이트 구조를 도입시켜 금속이온에 대한 흡착능을 부여시키는 것은 매우 흥미있는 분야인데 그 중에서도 폴리에틸렌이민계는 우수한 성능을 지닌 대표적인 유기계 킬레이트 수지이다. 본 연구에서는 작용기로서 염화메틸기를 포함하고 있는 염화메틸스티렌(CMS)을 단량체로 하고 Divinylbenzene과 Ethylene glycol dimethacrylate를 가교제로 사용하여 다공형의 폴리염화메틸스티렌을 제조한 다음 가교제와 가교도가 고분자반응성에 미치는 영향, 자동가교현상등을 검토하였다. 수종의 가교 폴리염화메틸스티렌에 2-methyl-2-oxazoline(MeOZO)을 그라프트중합시킴으로써 불용성의 폴리에틸렌이민계 킬레이트 수지를 제조하였다. 그라프트 중합반응시 중합시간, 온도, 용매(DMF)와 촉매(KI, KBr)의 첨가유무등의 반응조건을 변화시킴으로써 가교도의 변화가 그라프트중합에 미치는 고분자효과, 중합반응속도론, 국부농도효과, 할로겐교환능 등을 고찰하였다. 그라프트 중합된 수지(PCMS- g-MeOZO)를 가수분해시켜 킬레이트 수지로서의 금속흡착능을 시험하였다. Cr^2+, Hg^2+, Pb^2+, Cu^2+, Co^2+등의 금속이온에 대한 흡착능을 조사한 결과 Cr과 Hg이온에 대하여 우수한 흡착능을 나타내었다. Cr의 회수율은 대략 90%, Hg의 회수율은 50~80%정도였다. ; The interest in polymeric chelating resins has been growing significantly in recent year. One of the important polymeric chelating resins is the water-insoluble polyethyleneimine resin. In this study, various types of the macroporous PCMS(poly CMS) resin matrix were firstly synthesized by crosslinking chloromethylstyrene(CMS) with Divinylbenzene or Ethyleneglycol dimethacrylate. The chlorine contents of the PCMS were determined by titration to investigate the extent of auto-crosslinking and the external structure of the PCMS had been pictured by SEM. Secondary, a resin matrix of PCMS-g-MeOZO was obtained by graft copolymerization of 2-methyl-2-oxazoline(MeOZO) onto the crosslinked PCMS. According to the reaction temperature and time, nitrgen contents of the PCMS-g-MeOZO were analyzed to see the degree of graft polymerization. The effects of catalysts (none, KI, and KBr) and addition of solvent on the reaction were investigated in point of polymeric reaction. Finally, the obtained polyethyleneimine ligand type chelate resins (PCMS-g-MeOZO) were hydrolyzed by NaOH solution and were found to be effective for the adsorption of heavy metal ions such as Cr, Hg, and Pb in the aqueous solution. The influence of pH and concentration of the ions on the retention was determined.