HWAHAK KONGHAK, Vol.25, No.6, 623-633, December, 1987
폴리염화비닐수지의 탈염화수소반응 연구
Kinetic Study of Dehydrochlorination Reaction of Poly(vinyl chloride)
초록
폴리염화비닐수지의 탈염화수소반응을 연속식 관상형 반응기에서 온도, 시료용기의 재질, 티타니움 옥사이드의 첨가, 자외선 조사 등 여러 가지 조건에서 연구하였다. 반응속도는 생성되는 HCl에 의한 pH 변화를 연속적으로 측정하였다. 이 방법은 종래의 방법보다 감응도가 우수하여서 전환율이 1 % 미만인 경우에도 정확하게 측정할 할 수 있었다. 모든 실험조건에서 탈염화수소반응은 염화수소에 대해서 자가촉매현상을 보여주고 있다. 유도기간（induction period）이 들어가는 두 정수 모델에서 얻어지는 n값이 자가촉매현상 정도를 잘 나타내 주고 있다. 처음으로 HCl의 자가촉매현상을 branched chain radical mechanism으로 설명하였다. 반응온도가 올라감에 따라 n값이 증가하였으며, 시료용기의 재질이 철인 경우에는 철의 촉매 효과가 관찰되었다. TiO2 첨가에 따라 반응속도 및 n의 값이 증가되었고, 자외선 조사는 211.6 ℃에서는 30분 정도까지 반응속도가 증가하나 그 후에는 감소 경향을 보였으며, 반응온도가 221.8 ℃ 이상에서는 처음에는 속도가 증가하나 그 후에는 자외선 조사기간에 큰 영향을 받지 않는다.
The effects of reaction temperatures, reactor materials, addition of TiO2, and irradiation of UV on the PVC sample on the dehydrochlorination reaction were studied in the continuous tubular reactor. The extent of reaction was measured with the changes in pH due to the evolution of HCl, which is the most sensitive method ever. The autocatalytic effect of HCl was observed in all experiments. Reaction rates were fitted with two parameter models which include the induction time and the degree of autocatalysis（n）. For the first time, branched chain radical mechanism was proposed to explain the autocatalytic effect of HCl. As the reaction temperature increased, n increased. In the case of Fe sample holder, the promoting effect of Fe was observed. The addition of TiO2 into PVC sample increased reaction rate and n.