• Title/Summary/Keyword: 고분자 농도

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수질화학 조성이 수자원환경에서의 미세 부유입자 응집 거동에 미치는 영향 연구 (Investigation of the effect of water chemistry on biologically mediated flocculation in the aquatic environment)

  • 최정우;이병준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권11호
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    • pp.715-723
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    • 2017
  • 생체고분자물질은 수자원환경에서 점토, 미생물, 바이오매스 등 부유입자들을 응집시키고, 침전, 퇴적시키는 역할을 한다. 본 연구는 다양한 수질화학 조건이 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집에 미치는 영향을 파악하고자, 수질화학 조건을 제어하여 응집실험을 수행하였다. 각 응집실험은 이온강도, 2가 양이온 농도, 휴믹물질 분율이 제어된 실험조건에서 Kaolinite 현탄액에 생체고분자물질인 Xanthan Gum을 주입하여 수행하였다. 수체가 가지는 응집능은 응집체 크기 및 잔류 고형물 농도를 측정을 통하여 평가하였다. 본 연구에서, 이온강도 증가는 점토입자 및 생체고분자물질 간 정전기적 반발력을 감소시키고 생체고분자물질이 점토입자 간 가교를 형성하여 응집을 증대시킨 것으로 파악되었다. 이온강도가 0.001에서 0.1 M NaCl로 증대될 경우, 응집을 증진시켜 응집체 크기는 약 3배 이상 증대되고 부유고형물농도는 약 2.5배 이상 저감되었다. 또한, 2가 양이온이 수체에 존재하는 경우, 점토입자-생체고분자물질 혹은 생체고분자물질 상호 간 가교를 형성하여, 즉 점토-$Ca^{2+}$-고분자 또는 고분자-$Ca^{2+}$-고분자 가교를 형성하여, 생체고분자물질에 의한 부유입자 응집을 증대시켰다. 수체에 $Ca^{2+}$가 낮은 농도라도 존재할 경우, 응집을 크게 증진시켜 부유고형물농도가 원 주입농도에 비하여 20배 이상 저감되는 것으로 나타났다. 하지만, 휴믹물질이 존재하는 경우, 점토입자 표면에 흡착되어 점토입자의 정전기적 반발력을 증대시켜 생체고분자물질의 흡착을 방해하고 응집을 감소시켰다. 수체에 휴믹물질이 존재할 경우, 응집을 저감시켜 부유고형물농도는 저감되지 않고 원 주입농도와 유사하게 나타났다. 본 연구의 결과는 수자원환경에서 부유입자 및 퇴적물 거동을 이해하고 수질 및 퇴적물에 대한 최적 관리 방안을 도출하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.

고분자 재료의 오손 특성 측정 (Mesurement on Pollution Property of Polymer Composite Materials)

  • 김한주;김규식;박종은;류부형;박대희;손원근;박수길
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.454-458
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    • 1999
  • 절연재료의 성능 개선과 전력계통의 신뢰성을 확보하기 위해 고분자 재료가 많이 사용되고 있다. 고분자 절연재료는 절연저항 및 절연파괴 강도가 우수하며, 유전손실이 낮고 기계적 강도가 우수하며 대량생산 및 제조가 용이하고, 경량이며 유지비용이 절감되는 등의 장점이 있으나 연구의 역사가 짧고 운전 실적이 적어 불분명한 점이 많으며, 내열성 및 내트랙킹성이 비교적 약하며 표면에 오손이 축적되어 열화가 발생, 진행되거나 수분침투에 의한 파괴사고가 발생하는 단점이 있다. 따라서, 고분자 절연재료의 기본적인 화학적 구조 및 인공적 인 오손 환경을 만들어, 오손 환경의 농도 및 시간대별로 오손환경하에서 우수한 특성을 보이는 샘플을 이용하여 LDPE전체에 대한 실험을 진행했다. 또한 측정법으로서는 화학적인 구조 및 함량을 측정하기 위하여 FT-lR, DSC, TGA를 이용했고, 전기적인 측정으로서는 각각의 조건별로 전도도 및 부분방전특성을 평가하였다.

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1kW급 고분자 연료전지용 통합형 천연가스 개질 수소 제조 시스템의 성능 및 운전 특성 (Performance and Operational Characteristics of Natural Gas Fuel Processor for 1kW Class PEMFCs)

  • 서유택;서동주;서용석;노현석;정진혁;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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    • pp.17-20
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    • 2006
  • 한국에너지기술연구원에서는 가정용 고분자연료전지 열병합 발전시스템을 위한 통합형 천연가스 연료처리 시스템을 개발해 왔다. 가정용 시스템으로서 필수적인 소형화와 고효율을 현실화하기 위해, 연료처리 시스템의 각 단위 공정 즉 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 공정 등을 이중 동 심관형 반응기에 통합하여 상호 열교환이 용이하도록 반응기를 설계하였다. 현재 시험 운전 중인 Prototype-I 연료 처리 시스템은 1kW급 고분자 연료전지 열병합 발전 시스템에 개질 가스를 공급하기 위해 설계되었으며, 기초 성능은 정격 부하 운전시 열효율 78% (HHV 기준), 메탄 전환율 91%이다. 개질 가스 내 일산화탄소 농도는 고분자 연료전지 전극의 피독을 피하기 위해 10ppm 이하로 유지되어야 하며, Prototype-I 연료 처리 시스템은 백금과 루테늄 촉매를 적용한 선택적 산화 반응기를 통해 개질 가스 내 일산화탄소 농도를 10ppm 이하로 제거하였다. 일반 가정에서는 고분자 연료전지 시스템의 부하 변동이 예상되기 때문에 연료 처리 시스템의 부하 변동 운전 특성도 살펴보았다 정격 부하에서 80%, 60%, 40%로 부하를 변동하며 운전하였고, 각 부하에서 안정한 메탄 전환율과 10ppm이하의 일산화탄소 농도를 보였다. 80%까지는 열효율이 77%로 큰 변화를 보이지 않았으며, 60%에서는 76%, 40%에서는 72%로 열효율이 감소하는 현상을 보였다 연료 처리 시스템의 일일 시동-정지 운전시 내구성을 테스트 중이다. 현재까지 50여회의 일일-시동 정지를 시도하였다 시동 후 약 세 시간가량의 정력 부하 운전을 실시한 후 부하 변동을 실시하였고, 총 운전 시간 8시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다

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탄소나노튜브 첨가 고분자 나노복합재료의 정량적 분산도 평가 (Quantitative Dispersion Evaluation of Carbon Nanotubes Reinforced Polymer Nano-composites)

  • 이상복;정보화;이진우;이원오;엄문광
    • 폴리머
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    • 제35권1호
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    • pp.60-65
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    • 2011
  • 고분자 나노복합재의 성능을 극대화 하기 위해서는 나노업자 분산도의 향상과 더불어 분산상태가 물성 변화에 미치는 영향을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 탄소나노튜브 첨가 고분자 복합재의 분산상태를 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제시하고자 하였다. 자외선-가시광선 분광광도법을 이용하여 탄소나노튜브의 분산상태에 따른 투과도를 측정하였으며, 동일 농도에서 분산상태가 향상됨에 띠라 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 기존의 Beer-Lambert 투과도 법칙에 분산상태의 변화를 포함할 수 있는 새로운 분산도 평가인자인 유효 농도 인자를 제시하였다. 이를 통해 탄소나노튜브의 분산상태의 변화와 함께 다양한 탄소나노튜브의 농도 및 시편 두께에 따른 투과도 결과를 분석함으로써 제시한 분산도 평가방법과 유효 농도 인자의 유효성을 확인하였다.

고분자용액의 수면전개 특성 및 박막구조 (Characteristics of Spreading of Polymer Solution and Morphology of Ultrathin Membrane Prepared by Water-Casting Method)

  • 남석태;최성부;최호상;김병식
    • 멤브레인
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    • 제1권1호
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    • pp.55-64
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    • 1991
  • 본 연구는 수면전개법으로 고분자 박막을 제조하기 위한 연구로서 PVC 및 CA의 고분자용액의 수면전개 거동과 생성된 박막의 구조특성을 검토하였다. 고분자용액의 수면전개성은 고분자용액의 용매선정에 따른 표면장력, 점도의 변화와 고분자의 농도변화에 따라 영향을 받았다. 또한 수면온도가 증가함에 따라 전개성은 저하되었다. 수면전개 박막의 구조는 고분자농도가 증가할수록 치밀하여 졌으며, 막의 응집상태는 공기면측과 수면측이 다르게 나타나 공기면측의 상태가 다소 치밀하였다. 또한 수면의 온도가 증가할수록 막의 구조는 더 치밀함을 보였다. 한편 3 wt.%의 CA용액으로부터 $0.1{\mu}$의 두께를 갖는 박막을 얻었다.

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분자량 분포와 사슬구조가 엉킨유연성 고분자의 점탄성에 미치는 영향 (Effect of large-scale Molecular Structure on the Viscolastic Properties of Entangled Flexible Polymers)

  • 최광식;김희영;정인재
    • 유변학
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    • 제2권2호
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    • pp.45-55
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    • 1990
  • 분자량이 큰 고분자의 구조가 점탄성에 미치는 영향을 설명하기 위해 선형-선형 고 분자 블랜드에 적용되었던 equivalent primitive chain 모델을 블랜드의 긴 완화시간을 갖는 사슬이 엉킴이중용한 star 고분자를 포함하는 고농도 용액에 까지 확장한다. 긴 완화시간을 갖는 사슬의 완화현상에서 이 사슬의 국부에서 주의 사슬들의 제약이 해제되므로서 일어나 는 현상의 고려하여 분자량과 사슬구조는 다르나 화학적 성질은 같은 이성분계 고분자 블랜 드의 유변학적 거동을 설명한다.

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초임계 이산화탄소를 이용한 다공성 고분자 Monolith 제조 (Preparation of Porous Polymer Monoliths in Supercritical Carbon Dioxide)

  • 강세란;주창식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권1호
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    • pp.21-26
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    • 2005
  • 초임계 이산화탄소를 이용하여 다공성 고분자 모노리스를 제조하는 실험적 연구를 행하여, 단량체의 종류와 중합반응 조건들이 생성되는 고분자 모노리스의 물성에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 중합반응은 반응이 진행되는 동안 반응물의 상변화를 관찰할 수 있도록 사파이어 창을 부착한 고압 반응기 내에서 진행되었으며, 단량체의 농도가 매우 낮은 경우를 제외하고는 반응기 내부형태와 동일한 형상의 건조하고 다공성인 고분자 모노리스를 얻었을 수 있었다. 생성되는 고분자 모노리스의 비 표면적은 반응혼합물 중의 단량체 농도와 중합반응 압력에 따라 증가하였으며, 기계적 강도는 경도 보강제 MMA를 첨가하여 증대시킬 수 있었다.

에틸 알코올/물 혼합 용매에서 아크릴아미드의 분산 중합 (Dispersion Polymerization of Acrylamide in Ethanol/water Media)

  • 이기창;이성은;송봉근
    • 폴리머
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    • 제27권4호
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    • pp.358-363
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    • 2003
  • 하이드록시프로필 셀룰로오스와 암모니움 퍼설페이트를 각각 입자 안정제와 개시제로 사용하여 에틸 알코올/물 혼합 분산매에서 아크릴아미드의 분산 중합을 다양한 중합 조건하에서 수행하여 생성되는 poly(acrylamide) (PAM) 라텍스의 평균 입자경, 라텍스 고분자의 점도 평균 분자량, 수용화 정도 등을 관찰하였다. 일반적으로 PAM 라텍스의 평균 입자경은 개시제의 농도, 분산매 중의 물의 농도, 중합 온도가 증가함에 따라 증가하였으나 단량체의 농도, 입자 안정제의 농도는 감소함에 따라 증가하였다. 라텍스 상태로 얻어진 PAM 고분자의 점도 평균 분자량은 단량체의 농도, 입자 안정제의 농도, 분산매 중 물의 농도가 증가함에 따라, 또는 개시제의 농도, 중합 온도가 감소함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 얻어진 PAM 라텍스는 0.5~2.4 $\mu\textrm{m}$의 평균 입자경과 20000~335000g/㏖의 점도 평균 분자량을 나타내었으며 이들은 물중에 분산하였을 때 순간적으로 수용화되었다.

t-Butyl Alcohol/$H_2O$ 혼합 용매에서 아크릴아미드의 분산중합 (Dispersion Polymerization of Acrylamide in the Media of t-Butyl Alcohol/$H_2O$ Mixtures)

  • 이기창;이성은;송봉근;이동주
    • 폴리머
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    • 제24권5호
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    • pp.629-637
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    • 2000
  • Hydroxypropyl cellulose와 ammonium persulfate를 각각 입자안정제와 개시제로 사용하여 t-butyl alcohol/$H_2O$ 흔합 분산매에서 아크릴아미드의 분산중합을 다양한 중합 조건하에서 수행하여 생성되는 poly(acrylamide)(PAM) 라텍스의 평균입자경, 라텍스 고분자의 점도평균분자량, 수용화 정도 등을 관찰하였다. 일반적으로 PAM 라텍스의 평균입자경은 개시제의 농도, 분산매 중 물의 농도, 중합 온도가 증가함에 따라, 또는 단량체의 농도, 입자안정제의 농도가 감소함에 따라 증가하였다. 라텍스상태로 얻어진 PAM 고분자의 점도평균분자량은 단량체의 농도, 입자 안정제의 농도, 분산매 중 물의 농도가 증가함에 따라, 또는 개시제의 농도, 중합 온도가 감소함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 얻어진 PAM 라텍스는 0.1~0.5 $\mu\textrm{m}$의 평균입자경과 470000~2080000의 점도평균분자량을 나타내었으며 이들은 물에서 순간적으로 수용화되었다.

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