한국응용과학기술학회지 (Journal of the Korean Applied Science and Technology)

  • 제29권2호
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  • Pages.278-285
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  • 2012
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  • 1225-9098(pISSN)
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  • 2288-1069(eISSN)
한국응용과학기술학회 (The Korean Society of Applied Science and Technology)
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Phenyl 고리를 갖는 고분자 겔의 팽윤거동에 대한 이온 특성화 효과

Effects of Ion Specificity on the Expansion Behavior of Polymer Gel with Phenyl Ring

  • 안범수 (대진대학교 자연과학대학 화학과)
  • 투고 : 2012.05.30
  • 심사 : 2012.06.25
  • 발행 : 2012.06.30
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초록

낮은 농도와 높은 농도의 염 용액에서 Poly(styrene sulfonic acid)(PSSA) 겔의 팽윤도에 대한 이온 특성화 효과를 ${SO_3}^-$와 페닐 고리의 수소결합을 통하여 조사하였다. 낮은 농도에서 PSSA 수화 겔의 수축 정도는 ${SO_3}^-$와 물 사이의 수소 결합에 대한 음이온의 불안정화 영향 때문에 음이온에서는 $SCN^-$<$Br^-$<$Cl^-$<$F^-$의 순서를 따랐다. 재 팽윤은 계에서 특별한 상호 작용이 있을 때 높은 농도에서 관찰되었다. 반면 양이온에서 PSSA 겔의 수축은 $Li^+$<$Na^+$<$K^+$<$Ca^{+2}$ 순서를 따랐다. $Ca^{+2}$ 이온에서의 큰 수축 효과는 이가 양이온(+2)에 의한 PSSA 겔의 물리적 가교 때문에 나타난 것으로 보인다. 양이온에서의 수축은 ${SO_3}^-$와 양이온 사이의 상호작용 정도에 비례하였다. PSSA의 팽윤에 대한 이온 특성화 효과는 ${SO_3}^-$와 페닐 고리의 수화 수소결합에 대한 이온의 영향 정도, 양이온과 ${\pi}$ 전자의 상호작용, 소수성 상호작용, 그리고 분산력 등이 복합적으로 작용하여 나타난다고 볼 수 있다.

Effects of ion species on the expansion behavior of Poly(styrene sufonic acid)(PSSA) hydrogel were investigated in aqueous solution of selected anions, cations and hydrophobic ions. The deexpansion extent of Poly(stylene sulfonic acid) gel follow the sequence $SCN^-$<$Br^-$<$Cl^-$<$F^-$ in low concentration solutions due to the destabilization of anions to hydrogen bond between ${SO_3}^-$ and water. The deexpansion in cations followed the sequence of counterion interactions between ${SO_3}^-$ and cations. It was discussed the effects of ions on the hydrogen bonding through ${SO_3}^-$ and phenyl ring in salt solutions. Other interactions, such as the cation-${\pi}$ interaction, hydrophobic interaction, and dispersion force, contributed to the ion specific swelling of PSSA hydrogel.

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