본 연구는 폴리에틸렌 중합에 이용되는 Ziegler-Natta 촉매와는 다른 Indene및 Cyclopent adien을 기반으로 하는 다양한 메탈로센 촉매를 사용하여 폴리에틸렌 왁스를 중합하고 중합한 폴리에틸렌 왁스의 특성에 대해 분석하고 평가 하였다. 폴리에틸렌 왁스 중합은 각 다른 구조의 리간드를 포함하는 메탈로센 촉매에 대하여 중합온도, 연쇄이동제로 사용되는 수소와 에틸렌가스의 비율을 조정하여 다양한 조건하에서 중합을 시도 하였으며 그에 따른 분자량과 분자량 분포, 촉매 수율을 비교 분석하였다. 결과적으로 본 연구를 통하여 저분자량을 가지며 좁은 분자량 분포를 가지기에 적합한 메탈로센 촉매의 구조를 제안하였으며 이상적인 폴리에틸렌 왁스를 중합 할 수 있었다.
본 연구에서 우리는 유기자외선차단제와 왁스를 함유하고 Tween 80과 Span 80의 혼합계면활성제를 이용한 o/w 나노에멀젼에서 자외선 흡광도의 상승에 대해 연구하였다. Tween 80/Span 80 유화시스템에서 칸데릴라 왁스를 함유하고 PIC (Phase Inversion Composition) 방법으로 제조된 나노에멀젼의 입자는 50 nm 이하였다. Tween 80/Span 80/칸데릴라 왁스/유기자외선차단제의 농도를 4.5:0.5/3.0/2.0 wt%로 고정하고 다양한 유기자외선차단제를 각각 첨가하여 에멀젼을 제조한 결과, Parsol MCX와 Escalol 587에서 안정한 나노에멀젼이 형성되었다. 또한 동일 시스템에서 Parsol MCX와 칸데릴라 왁스의 비율은 2.0 미만일 때 안정한 나노에멀젼이 형성되었다. 자외선 흡수 효과는 Parsol MCX와 칸데릴라 왁스를 혼용하였을 때 높은 상승효과를 보였다.
방출조절형 acetamiprid 2% 입제 개발을 목적으로 폴리에틸렌왁스를 사용하여 수불용성 매트릭스를 형성하였고, 방출 속도 조절제로 전분, 셀룰로즈, 미네랄(탄산칼슘) 3종에 대해 동일 조건에선 수중용출성을 비교 시험하였다. 그 결과, 탄산칼슘을 사용함으로써 시험원제의 방출속도를 가장 지연시킬 수 있었다. 폴리에틸렌왁스와 전분, 셀룰로즈와의 수중용출성 시험에서는 전분과 셀룰로즈의 함량이 증가할수록 원제의 수중용출율은 증가하였으며, 폴리에틸렌왁스와 탄산칼슘과의 수중용출성 시험에서는 탄산칼슘의 함량이 증가할수록 원제의 수중용출율은 감소하였다. 이에 따라 방출 속도 조절제로 탄산칼슘을 선발하였고 매트릭스 형성제인 폴리에틸렌왁스의 함량을 조절함으로써 여러 가지 수중용출율을 갖는 입제를 만들 수 있었다. 이 중 폴리에틸렌왁스를 2, 10, 20% 사용하여 $25^{\circ}C$, 24시간 후에 수중용출성이 각각 75, 50, 25%인 세 가지처방의 입제를 만들 수 있었고, 원제와 수중용출성을 가장 많이 지연시킬 수 있었던 폴리에틸렌왁스가 20%인 것에 대해 경구 및 경피 독성시험 결과, 매트릭스 형성제의 함량이 20%인 처방 제품이 안전한 것으로 나타났다.
볏짚 트레이의 과도한 흡습성을 억제하기 위하여 볏짚 트레이에 파라핀 왁스를 침지처리하고 이를 양송이 버섯의 소매용 간이포장에 적용하여 저장 중 버섯의 품질변화를 관찰함으로써 볏짚 포장트레이의 저장성 향상을 위한 왁스처리 볏짚 트레이의 흡습성 억제 효과를 살펴보았다. $0^{\circ}C$에서 7일간 저장하였을 때 왁스처리한 볏짚 트레이에 포장한 버섯의 중량감소율은 약 3%로서 무처리 볏짚 트레이와 발포폴리스 틸렌 트레이에 포장한 버섯의 중량감소율의 중간 정도로 나타났고, 트레이의 중량증가율도 무처리 볏짚 트레이가 저장기간 중 40%를 초과한 반면 왁스 처리한 볏짚 트레이는 약 15% 이하를 유지하였다. $20^{\circ}C$의 경우 버섯 중량감소율의 저하에 대한 왁스처리의 효과는 더욱 컸으며, 5일 경과 후 왁스처리를 실시한 트레이의 중량증가율은 약 25%로서 강도에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. $0^{\circ}C$에서는 트레이 종류에 따른 버섯의 색도에는 큰 차이가 없었으며, 20에서는 발포폴리스틸렌 트레이에 저장 한 버섯의 경우 Hunter L값이 비교적 작게 나타났다. $0^{\circ}C$의 경우 발포폴리스틸렌 트레이에 저장한 버섯의 경도가 약간 높게, $20^{\circ}C$에서는 무처리 볏짚 트레이에 저장한 버섯의 경도가 약간 낮게 나타났으나 전반적으로 트레이 종류에 따른 버섯의 경도 차이는 크지 않은 것으로 조사되었다. 무처리 볏짚 트레이에 저장한 버섯의 경우 버섯의 개열이 비교적 많이 진행되었으며 발포폴리스틸렌 트레이에 저장한 버섯의 개열이 가장 적게 발생하였다. 따라서 왁스처리를 통해 셀룰로오스 펄프로 구성된 볏짚 트레이의 과도한 흡습을 억제시킴으로써 흡습에 의한 내용물의 품질저하를 방지하는 것이 바람직할 것이다.
등줄숭어알 지질조성은 왁스에스테르(56.6-62.2%), 인지질 (19.2-18.5%), 트리글리세리드 (17.8-14.4%)의 순이었다. 왁스에스테르의 주요지방산은 C16 : 1 (25.9-27.3%)>C18 : 1(14.7-18.5%)>$C20 : 5{\omega}3$(16.3-9.6%)의 순이었으며, 알콜은 C16 : 0(57.3-53.3%)>C18 : 0(9.3-11.7%)>C18 : 1(18.9-12.7%)의 순이었다. 이중결합 2개 이상의 고도불포화 알콜은 전혀 검출되지 않았다. 홀수지방산(6.4-8.5%)과 알콜(7.4-7.5%)도 상당량 존재하였다. 수소첨가한 왁스에스테르는 탄소수별로 분리되었으나, 같은 탄소수를 가진 이성체는 분리되지 않았다. 왁스에스테르 분자종의 조성을 보면 시료 A의 경우는 C32(45.0%)>C34(19.2%)>C30(12.2%)순이었고, 시료 B의 경우는 C34(36.3%)>C32(31.4%)C36(18.1%)의 순이었다. 왁스에스테르는 구성지방산과 알콜이 nonrandom combination으로 에스테르화 되었으며, 이를 $360^{\circ}C$에서 40분간 가열하면 완전히 random화 됨을 알 수 있었다. 등줄숭어에 존재하는 왁스에스테르의 생합성에 관여하는 효소는 기질인 지방산과 알콜 탄소수에 강한 특이성을 가지고 있음을 추측할 수 있었다.
외래 과실파리에 대한 모니터링은 검역에 필수적이다. 과실파리 유인물질을 왁스 재질로 제형화하여 비교적 장기간 모니터링 할 수 있는 기술이 금지급 과실파리 모니터링에 유효하였다. 본 연구는 이 왁스 제형의 유용성을 확장시키기 위해 금지급 과실파리가 자생하고 있는 태국 현지에 적용하였다. 포획된 개체들을 분자 동정한 결과 기존에 유인력이 입증된 오리엔탈과실파리(Bactrocera dorsalis)와 오이과실파리(Zeugodacus cucurbitae)는 물론이고 Zeugodacus caudata의 검역 과실파리가 유인된다는 것을 밝혔다.
정밀하고 복잡한 형상의 금속 부품을 제작하는데 사용되는 정밀주조법은 왁스형을 만드는 과정을 수작업으로 진행하므로 많은 시간과 비용이 소요되었다. 왁스형 제작공정을 개선하기 위해 쾌속조형기를 이용하는 방법을 제안하였다. SLS 형 쾌속조형기를 이용하여 캐스트폼형을 제작하고 여기에 용융된 왁스를 함침시켜 왁스형을 완성한다. 이 방법을 이용하여 스텐레스 스틸 소재의 금속 주분을 제작하였는데, 시간과 비용이 크게 절감되었으며 정밀도도 향상되었다.
산화형 폴리에틸렌 왁스 제조에 있어서 주요 반응인자인 사용 왁스의 물성, 산화시간, 산화온도, 공기의 주입량 등에 따른 산가의 변화와 산화에 따른 폴리머의 물성을 분석하였다. 실험결과 주어진 반응조건 하에서 산화온도에 대한 산가의 변화는 $160^{\circ}C$까지는 증가하였지만 $170^{\circ}C$에서는 오히려 산가가 감소하는 경향을 보였고, 공기 주입량에 비례하여 산가는 증가하였다. 또한 사용한 왁스의 분자량이 낮을수록 산가가 높았다. 분자량과 밀도차가 공존하는 시료의 산화반응에서는 가지의 길이, 수 등에 의한 밀도보다는 분자량에 의한 영향이 큰 것으로 생각되었다. 산화가 진행됨에 따라 분자량은 감소하고 분자량 분포는 넓어짐을 알 수 있었다. 온화한 조건 하에서 고산가를 얻기 위하여 자유라디칼 개시제를 촉매로 사용하였는데 같은 조건 하에서 무촉매인 경우에 비하여 고산가의 산화형 왁스를 얻을 수 있었다. 또한 DCPO(dicumylperoxide), HOPO(t-butyl peroxy 2-ethyl heaxanoate), BPO(butylperoxide) 순의로 반감기가 긴 촉매가 효율적이었다.
상변화 물질로 Paraffin wax를 사용한 잠열축열 시스템의 축열성능을 실험을 통하여 조사하였다. 가열유체로는 ethylene glycol을 사용하였고 왁스로의 전열을 위해 열싸이폰을 사용하였다. 왁스의 유효열전도율을 높이기 위해 여러장의 구리망을 왁스에 넣었고 실험은 체적비 2%, 3%, 4%에 대해 유량을 변화시키며 수행하였으며 몇가지 주요결과는 다음과 같다. (1) 구리망은 열전도를 촉진시켜 왁스의 온도를 균일화 하는 역할을 한다. (2) 구리망수의 증가는 열전도를 향상시키는 반면 응해된 왁스의 대류작용을 억제한다. (3) 축열시스템에 최적인 구리망의 수가 존재하며 이 연구에서는 체적비로 나타낼 때 $3{\sim}4%$인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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