• 대한환경공학회지
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• 제35권1호
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• pp.70-73
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• 2013

토양정화를 위한 토양 세정 및 세척 공정에서 계면활성제 선택 기준과 가장 중요한 설계인자는 오염물질의 용해도이다. 계면활성제의 오염물질 용해도는 오염물질과 평형상태를 만든 후 Dichrolomethane을 이용한 추출, 증발, 농축 등의 전처리과정을 거쳐야 한다. 따라서 계면활성제 용액 내 유류 오염 물질의 용해도 분석은 많은 시간과 재료를 필요로 한다. 계면장력은 계면활성제용액과 유류오염물질 사이에 유지되는 힘을 지칭하는 것으로 용해도와 밀접한 관계를 가진다. 본 연구는 계면활성제용액과 경유 간 계면장력과 용해도를 측정하여 계면장력과 용해도간 상관관계를 정립하므로 신속한 계면 장력 측정을 통한 용해도를 가늠할 수 있는 방안을 제시하였다. 계면장력과 유류용해도간 상관관계를 평가한 결과 두 특성은 기하급수적인 반비례관계를 보였다. 즉, 계면장력이 5 dyne/cm 이상조건에서 경유의 용해도는 크게 차이를 보이지 않다가 1 dyne/cm 이하에서 경유의 용해도는 급격하게 증가하였다. 앞으로 계면활성제용액 간 계면장력을 우선적으로 측정해 본다면 토양정화에 적합한 계면활성제 종류 및 농도를 매우 신속하고 효율적으로 선택할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-10
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• 1996

Gibbs' adsorption isotherms을 이용하여, 계면에서 보조계면활성제 분자의 분자 면적과 계면장력거동에 미치는 ethylene oxide(EO)와 propylene oxide(PO)의 영향을 조사하였다. 일반식 $C_4H_9O(EO)m(PO)_nH$를 갖는 alcohol들의 보조계면활성제로서의 특성을 연구하였는데, 이 alcohol들은 일반적으로 사용되는 보조계면활성제에 비해서 분자량이 크며 계면활성 또한 큰 특성을 갖고있다. EO와PO의 몰수와 이들이 첨가된 상대적 순서는 물/기름 계면에서 alcohol 분자의 분자면적과 계면장력 특성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 다음의 결론을 얻었다. 1) PO는 EO에 비해서 계면흡착 효율은 낮으나, 계면장력 저하 능력은 더 크다. 2) 분자량은 같으나 구조가 다른 분자들, 즉 EO와PO의 첨가 순서만 다른 분자들의 경우는, 계면흡착 효율이 큰 (계면에서의 분자면적이 작은) 분자들이 계면장력 저하 능력이 더 크다. 3) 동일한 친유기에 EO나 PO가 많이 첨가될수록, 분자들의 계면에서의 분자면적은 커지나 계면장력 저하능력도 커진다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.677-682
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• 2015

격자 볼츠만 기법(Lattice Boltzmann method)을 사용하여 에멀전의 유변학적 특성을 파악하기 위한 시뮬레이션을 수행하였다. 간단한 전단 유동하에서 온도와 전단속도, 계면장력에 변화를 주어 에멀전(decane-in-water)의 상대점도를 계산하고 이를 분석하였다. 에멀전의 상대점도는 온도가 증가함에 따라 감소하였고, 전단속도가 증가함에 따라 감소하는 전단박하(Shear thinning) 현상을 보여주었다. 이는 크로스 모델(Cross model)을 통해 검증하였고 일치하는 경향을 보여주었다. 계면에 존재하는 계면활성제(Surfactant)를 통해 제어되는 계면장력이 증가할수록 상대점도는 감소하는 경향을 보여주었다. 이것은 큰 계면장력에서는 기름방울의 변형이 억제되고 점도가 상대적으로 높은 기름방울의 표면적이 감소하면서 나타난다고 해석할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.31-37
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• 2009

양쪽성 계면활성제는 등전점 이하의 pH 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 유연력을 나타낼 수 있으며, 등전점 이상의 pH 조건에서는 음이온 혹은 비이온 계면활성제로 작용하여 세정력을 나타낼 수 있다. 따라서 pH에 따른 양쪽성 계면활성제의 특성을 활용하면 한 종류의 계면활성제 분자로 세정력과 유연력을 동시에 발휘할 수 있다. 본 연구에서는 betaine 양쪽성 계면활성제에 대하여 계면활성제의 기본적인 물성(CMC, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 계면활성제 시스템의 상거동 등)을 측정하였으며, 또한 계면활성제 수용액에 대하여 QCM(quartz crystal microbalance) 실험과 zeta potential 측정을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 음이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. Betaine 계면활성제의 CMC는 약 $10^{-4}mol/L$ 이며, CMC에서의 표면장력은 약 32 mN/m이었다. Spinning drop tensiometer를 사용하여 1 wt% 계면활성제 수용액과 n-decane 오일 사이의 계면장력을 pH 2~10의 조건에서 측정한 결과, 계면장력은 pH 5까지 증가하다가 그 이후 감소하는 경향을 보였으며, 평형에 도달하는 시간도 유사한 경향을 나타내었다. 본 연구에서 사용한 betaine 양쪽성 계면활성제의 등전점을 QCM 실험을 통하여 측정한 결과, 등전점은 pH 3.0~3.3에 존재하였으며, 이 결과는 zeta potential 측정 결과와 동일함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권1호
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• pp.38-45
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• 2009

본 연구에서는 섬유 유연제, 분산제, 대전방지제, 표백 활성제, 유화제 등으로 널리 사용되고 있는 이미다졸린 양이온 계면활성제의 계면 특성을 측정하였다. 계면활성제의 CMC는 약 $6{\times}10^{-5}mol/L$ 이고 CMC에서의 표면장력은 약 32 mN/m이며, 또한 이미다졸린 계면활성제의 표면장력은 계면활성제 농도에 관계없이 비교적 일정하고, 일정한 계면활성제 농도 조건 하에서 수용액의 pH가 증가하면 표면장력은 감소하였다. 1 wt% 계면활성제 수용액과 n-dodecane 오일 사이의 계면장력은 약 0.01 mN/m이고 평형에 도달하는 시간은 pH에 관계없이 거의 일정하였다. $30{\sim}60^{\circ}C$ 의 온도 범위에서 계면활성제 수용액은 pH에 관계없이 마이셀 수용액의 $L_1$만을 형성하였고 계면활성제-물-오일로 이루어진 3성분 시스템은 lower phase 마이크로에멀젼을 포함한 2상 영역만이 존재하였다. 1 wt% 계면활성제 수용액의 거품 안정성은 수용액의 pH가 증가할수록 증가하며, 이러한 결과는 pH가 증가함에 따라 1 wt% 계면활성제의 표면장력이 감소하는 결과와 일관된 경향을 나타내었다. QCM(quartz crystal microbalance) 측정에 의하면 계면활성제 흡착은 농도 증가에 따라 증가하며, pH 증가에 따라 감소하였다. 또한 마찰 계수 측정으로부터 수용액의 pH가 알칼리 조건 하에서 이미다졸린 양이온 계면활성제의 섬유 유연 효과가 가장 우수함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.282-291
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• 2012

글리시돌과 라우릭산으로부터 PGLE와 PGLE3 비이온 계면활성제를 합성하였으며, 합성한 계면활성제들의 구조를 $^1H$ 및 $^{13}C$ NMR 분석을 통하여 확인하였다. PGLE와 PGLE3 비이온 계면활성제의 CMC는 각각 $3.59{\times}10^{-2}$ mol/L, $8.80{\times}10^{-1}$ mol/L이며, CMC에서의 표면장력 값은 각각 26.09 mN/m과 28.68 mN/m이었다. 동적 표면장력 측정 결과에 의하면 PGLE와 PGLE3 비이온 계면활성제 모두, 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 비교적 짧은 시간 내에 포화되었으며, 1 wt% PGLE와 PGLE3 계면활성제 시스템들의 접촉각은 각각 $25.5^{\circ}$와 $9.5^{\circ}$ 나타내었다. 비극성 오일 n-decane과 1 wt% 계면활성제 수용액 사이의 계면장력은 시간에 따라 감소하며, PGLE와 PGLE3 시스템 모두 20분 이내에 평형에 도달하였고, 평형에서의 계면장력 값은 각각 0.42 mN/m와 0.53 mN/m를 나타내었다. PGLE 비이온 계면활성제가 PGLE3 비이온 계면활성제에 비하여 거품 안정성이 큼을 확인하였으며, 이러한 거품 안정성 측정 결과는 표면장력 측정 결과와도 일치하였다. 계면활성제, 물, 비극성 탄화수소 오일로 이루어진 3성분 시스템에 보조계면활성제를 첨가하여 $25{\sim}60^{\circ}C$의 온도에서 상평형 실험을 수행한 결과, lower phase 마이크로에멀젼 혹은 oil in water 마이크로에멀젼이 excess oil 상과 평형을 이루는 2상 영역만이 관찰되었다.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.37-44
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• 2011

합성한 sorbitan laurate SP 20의 CMC 값은 약 $7.216{\times}10^{-4}mol/L$로서 옥틸페놀 에톡실레이트 OPE 10에 비하여 약간 크지만, CMC에서의 표면장력은 26.0 mN/m로 OPE 10에 비하여 작았다. 또한 SP 20의 경우에는 OPE 10 계면활성제와 비교하며 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 포화되는 데 더 많은 시간이 소요되었다. SP 20 계면활성제 수용액의 접촉각은 계면활성제 농도가 증가함에 따라 감소하였으며, 동일한 계면활성제 농도에서 OPE 10에 비하여 접촉각이 큼을 알 수 있었다. OPE 10과 SP 20 계면활성제 수용액의 거품 반감기는 각각 770, 1268 s로서 SP 20 계면활성제가 OPE 10 계면활성제에 비하여 거품의 안정성이 크며, 이러한 결과는 표면장력 측정 결과와 일치하였다. OPE 10에 비하여 SP 20의 가용화 속도는 매우 낮으며, 이러한 결과는 foam stability, 접촉각 및 CMC 실험 결과와 일치하였다. OPE 10과 SP 20 시스템의 평형에서의 계면장력은 각각 0.659, 0.742 mN/m으로서 비슷한 값을 나타내었으나, OPE 10의 경우에는 비교적 짧은 시간 내에 계면장력이 평형에 도달하는 것에 비하여 SP 10의 경우에는 계면장력이 평형 값에 도달하는데 약 25 min이 소요되었다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.376-383
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• 2011

글리시돌과 라우릴 알코올을 반응시켜 합성한 LA와 LA3 비이온계면활성제의 CMC는 각각 $0.97{\times}10^{-3}mol/L$, $1.02{\times}10^{-3}mol/L$이며, 1 wt% 농도에서의 표면장력은 26.99 mN/m과 27.48 mN/m이었다. 동적 표면장력 측정 결과에 의하면 LA와 LA3 비이온 계면활성제 모두, 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 비교적 짧은 시간 내에 포화되었으며, 1 wt% LA와 LA3 계면활성제 시스템들의 접촉각은 각각 27.8, $20.9^{\circ}$를 나타내었다. 비극성 오일 n-decane과 1 wt% 계면활성제 수용액 사이의 시간에 따른 계면장력은 시간에 따라 감소하며, LA와 LA3 시스템 모두 2~3 min 이내의 짧은 시간에 평형에 도달하였고, 평형에서의 계면장력 값은 각각 0.1524, 0.1716 mN/n을 나타내었다. $25^{\circ}C$에서의 계면활성제 수용액은 두 시스템 모두 비교적 안정한 상태를 유지하였고, LA 비이온 계면활성제가 LA3 비이온 계면활성제에 비하여 거품 안정성이 큼을 확인하였으며, 이러한 거품 안정성 측정 결과는 표면장력 측정 결과와도 일치하였다. 계면활성제, 물, 비극성 탄화수소 오일로 이루어진 3성분 시스템에 대하여 $25{\sim}60^{\circ}C$의 온도에서 상평형 실험을 수행한 결과, lower phase 마이크로에멀젼 혹은 oil in water (O/W) 마이크로에멀젼이 excess oil 상과 평형을 이루는 2상 영역만이 관찰되었을 뿐, lamellar liquid crystalline phase 혹은 middle-phase 마이크로에멀젼을 포함한 3상 영역은 나타나지 않았다.

• 폴리머
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• 제39권3호
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• pp.388-393
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• 2015

PC와 SAN 사이의 계면장력 및 친화도에 미치는 저분자량 성분의 영향을 알아보기 위하여 용매 추출법으로 각 고분자에서 저분자량 성분을 추출하였다. GPC(gel permeation chromatography)로 분자량 분포를 확인한 결과, 각 고분자의 저분자량 성분은 용매 추출법에 의해 효과적으로 제거된 것을 확인하였다. 저분자량 성분이 제거된 고분자를 이용하여 계면장력 및 형태학 분석 결과, 저분자량 성분이 제거된 PC와 SAN은 계면장력이 높아졌고 친화도가 떨어진 것을 확인할 수 있었다. 즉 저분자량 성분이 두 고분자 사이에 상용화제와 같은 역할을 하는 것을 알 수 있었다. 두 고분자 중 SAN의 저분자량 성분이 PC의 저분자량 성분보다 상용화 효과에 더 많이 기여하는 것을 확인하였고, 이로서 PC/ABS 제조 시 저분자량 성분이 많이 포함된 SAN을 사용하는 것이 더 유리하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.1058-1065
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• 2017

단백질 계면활성제로서의 아미노산 계면활성제는 친환경적인 화합물이다. 따라서 아미노산계 계면활성제는 차세대 계면활성제로 기대된다. 아미노산계 계면활성제는 높은 생분해성, 낮은 독성 및 표면 활성 특성을 갖는다. 이 실험에서 아미노산 기반의 계면활성제인 cocoyl glycine은 코코넛 오일과 팜 오일과 같은 트리글리세라이드와 글리신에 의해 합성되었다. 그리고 이것은 표면 장력, 유화 특성, 거품 안정성 및 HLB 값을 측정하였다. 합성된 계면활성제는 FT-IR에 의해 확인되었다. 희석된 계면활성제 수용액에서 코코넛 오일로 합성된 계면활성제의 표면 장력은 $1.0{\times}10^{-4}mol/L$에서 31.2 dyne/cm 이었다. 희석된 계면활성제의 수용액에서 팜 오일에 의해 합성된 계면활성제의 표면 장력은 $3.2{\times}10^{-5}mol/L$에서 42.1 dyne/cm 이었다. 기포 안정성은 시간 경과에 따라 기포 높이를 측정했다. 코코넛 오일로 합성된 계면활성제의 초기 기포 높이는 14.5cm이고 5분 후 10.7cm였다. 팜 오일에 의해 합성 된 계면활성제의 초기 기포 높이는 3.0 cm이고, 5 분 후에 2.8 cm이다. 코코넛 오일로 합성한 계면 활성제의 기포 높이는 팜 오일로 합성한 계면 활성제보다 높았다. 그러나 팜 오일로 합성한 계면활성제의 기포 안정성은 코코넛 오일로 합성한 계면활성제보다 우수하였다. 합성된 계면활성제의 유화 특성은 벤젠과 콩기름에서 관찰되며 유기 용매에서의 유화 성질이 콩기름에서보다 우수하다.