To investigate the phase equilibria and structural properties of microemulsions, we study a simple phenomenological model on the basis of the cubic lattice cell with which the oil- and water-filled cells are connected one another, respectively. The surfactant is assumed to be insoluble in both oil and water, and to be adsorbed at the oil-water interface. The Schulman condition, according to which the lateral pressure of the surfactant layer is compensated by the oil-water interfacial tension, is found to hold to good approximation in the middle-phase microemulsion. Our results show that the oil- and water-filled domains in that microemulsion are about 50-150 $\AA$ across, and depend sensitively on the curvature parameters. The phase diagram is not symmetric in this model. It may be asymmetrized intrinsically by non-equivalency of oil and water. The two- and tree-phase equilibria including critical points and critical endpoints are found.
The performance of a hydrate anti-agglomerant (AA) on cyclopentane (CyC5) hydrate anti-agglomeration at various concentrations (0-1 wt%, based on the oil phase) using MMF apparatus has been investigated. At low AA concentrations up to 0.01 wt%, the AA reduces the cohesion force (capillary force) by reducing the CyC5-water interfacial tension. At concentrations higher than 0.1 wt%, hydrate hydrophobicity alternation and AA's thermodynamic inhibition effects are the main part of AA's mechanism. Additionally, a "temporary agglomeration" phenomenon caused by surface melting of the hydrate particles is also observed, which may indicate the AA's weak ability to produce stable water-CyC5 interface.
In this study, the modeling of the transverse connection of fully precast steel-UHPC (Ultra-High-Performance Concrete) lightweight composite bridges were conducted. The transverse connection between precast components plays a critical role in the overall performance and safety of the bridge. To achieve an accurate and reliable simulation of the interface behavior, the cohesive model in ABAQUS was employed, considering both bending-tension and compression-shear behaviors. The parameters of the cohesive model are obtained through interface bending and oblique shear tests on UHPC samples with different surface roughness. By validating the numerical simulation against actual joint tests, the effectiveness and accuracy of the proposed model in capturing the interface behavior of the fully precast steel-UHPC lightweight composite bridge were demonstrated.
원유회수증진 중 하나인 화학적 공법은 원유의 특성에 맞는 화학물질들의 종류와 비율에 따라 회수되는 오일의 양이 다르기 때문에 오일 특성에 맞는 알칼리-계면활성제 용액을 제조하는 것이 중요하다. 본 연구 알칼리-계면활성제 용액과 인도네시아 A중질유와의 염도 측정 실험을 통해 마이크로에멀젼의 상 거동을 분석하여 인도네시아 A중질유와 적합한 알칼리-계면활성제 용액을 제조 및 적합한 비율을 선별하였다. 알칼리-계면활성제에 사용되는 계면활성제는 AK켐텍에서 제조된 $C_{16}-PO_7-SO_4$ 계면활성제를 사용하였고, 알칼리 물질과 조용매는 탄산나트륨, IBA 그리고 TEGBE를 사용하였다. 알칼리-계면활성제 용액과 인도네시아 A중질유를 혼합했을 때, 0.0~3.6 wt%의 염도에서 Type III의 마이크로에멀젼이 형성되었으며, 염도가 증가할 때 마이크로에멀젼은 물층(Type I)에서 중간층(Type III)에서 오일층(Type II)으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 Huh 방정식을 통해 A중질유와 알칼리-계면활성제 용액의 계면장력을 계산한 결과 원유회수증진을 위해 적용 가능한 계면장력 값을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 특성들을 통해 국내산 알칼리-계면활성제를 이용한 화학적 공법의 적용 가능성을 확인하였다.
본 연구에서는 보조계면활성제 첨가가 nonylphenol ethoxylate (NP) 계면활성제, 물, 탄화수소 오일의 3성분으로 이루어진 시스템의 평형 및 동적 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험에서 사용한 펜탄올, 옥탄올, 데칸올 등의 보조계면활성제는 모두 소수성 첨가제로 작용하였으며, 소수성 증가 효과는 알코올의 사슬 길이 증가 및 첨가량 증가에 따라 증가하였다. 계면활성제 시스템이 친수적인 조건에서는 비극성 오일의 종류에 상관없이 시간에 따라 오일의 크기가 감소하였으며, 마이셀 용액에 의한 탄화수소 오일의 가용화는 diffusion-controlled 메커니즘이 아닌, interface-controlled 메커니즘을 따름을 확인할 수 있었다. 반면에 소수성 조건에서는 과포화로 인하여 일어나는 자발적 유화 현상과 물과 계면활성제의 오일상으로의 확산으로 인한 오일의 크기 증가가 관찰되었다. 비극성 탄화수소 오일과 계면활성제 수용액 사이의 시간에 따른 계면장력 측정 결과는 동적 거동 실험결과와 일치하는 경향을 나타내었다. 한편 middle-phase 마이크로에멀젼을 포함한 3상이 형성되는 조건에서는 매우 낮은 계면장력으로 인하여 오일이 수용액 상에 빠른 속도로 가용화되었고 작은 방울 형태로 유화되었다.
본 연구에서는 에틸렌 옥사이드가 부가된 3 종류의 아민 옥사이드 양쪽성 계면활성제에 대하여 임계 마이셀 농도, 표면장력, 계면장력, 접촉각, 점도, 기포 안정성 등을 측정하였다. 또한 계면활성제 수용액에 대한 제타전위 측정과 QCM (quartz crystal microbalance) 실험을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제에서 비이온 계면활성제로 작용이 전환되는 등전점을 결정하였다. 제타전위 측정을 통하여 결정한 양쪽성 계면활성제의 등전점은 QCM 실험을 통하여 결정한 등전점 결과가 거의 일치하였으며, 표면 마찰 시험기를 사용하여 측정한 유연력 측정 결과와도 일치하는 경향을 나타내었다. 본 연구에서 사용한 3종류 계면활성제 모두, pH가 중성인 조건에서 섬유 유연 효과가 큰 것을 확인하였는데, 이러한 결과는 등전점 보다 낮은 산성 혹은 중성 조건에서 양이온 계면활성제로 작용함으로써 세탁 후 린스 과정에서 유연제로서 효과적으로 작용할 수 있음을 의미한다.
본 연구는 기존의 HPLC방법과는 달리 고정상과 이동상이 모두 액상으로 구성되어 분리하고자 하는 물질의 활성을 상실하지 않고 비교적 높은 순도로 분리, 정제할 수 있는 HSCCC 방법을 이용하여 인체에 유효한 약리작용을 나타내는 생리활성 물질을 분리하기 위한 기초 연구로써 수행 하였다. HSCCC의 운용변수에 따른 분리 효율을 알아보기 위하여 용매시스템의 물리화학적 특성이 생리활성 물질의 분리에 미치는 영향을 알아보기 위하여 용매시스템의 pH, KCl의 농도 및 극성에 따라 분리효율에 미치는 영향을 알아보았다. 용매시스템의 pH가 2.0에서 10.0으로 증가할수록 컬럼내 고정상의 유지율은 각각 73.8%에서 68.9%로 감소하는 경향을 나타내었다. 용매시스템의 상하층부 사이의 계면장력은 계속증가 하여 pH 8.0에서 최대로 증가한 후에 pH 10.0에서 감소하였다. 용매시스템의 pH에 따른 ginkgo flavonoid 표준품의 분획계수는 pH가 증가함에 따라 증가하였으며 특히 quercetin의 경우 pH 10.0에서 크게 증가하여 용매시스템의 pH를 적절히 조절하여 분리하고자 하는 물질의 분획계수를 쉽게 조절할 수 있음을 알 수 있었다. 용매시스템의 염농도가 HSCCC의 분리효율에 미치는 영향을 알아본 결과 KCl의 농도에 따른 컬럼내 고정상 유지율 변화 및 용매시스템의 계면장력에는 크게 영향을 미치지 않았다. 은행잎 flavonoid 표준품에 대한 분칙계수는 KCl의 농도가 변화함에 따라서 약간의 변화를 나타내었다. 용매시스템의 극성에 따른 분획계수의 변화는 blending solvent인 methanol 함량의 증가로 인하여 용매시스템의 극성 차이가 감소함에 따라 상하층부에 대한 물질의 친화성 차이가 감소하여 분획계수 값이 1에 근접하는 경향을 나타내었다.
Alkyl ethoxylate 비이온 계면활성제, 산업용 윤활유, 물로 이루어진 3성분계에 대하여 $30{\sim}60^{\circ}C$의 온도 범위에서 상평형 실험을 수행한 결과, 세정력에 중요한 영향을 끼치는 가운데 상의(middle-phase) 마이크로에멀젼(${\mu}E$) D상은 매우 제한된 조건 하에서만 생성되며, 따라서 D상이 보다 넓은 온도 영역에서 형성되기 위해서는 보조계면활성제 첨가가 필수적임을 알 수 있었다. 비이온 계면활성제 $C_{12}E_4$ 시스템에 n-펜탄올과 n-헥산올을 보조계면활성제로 각각 첨가함에 따라 3상이 형성되는 온도는 A/S 증가에 따라 감소하였으나 3상 영역에서 생성된 가운데 상은 많은 양의 물을 함유한 $D^{\prime}(L_3)$상이었다. 한편 $C_{12}E_5$ 계의 경우에는 보조계면활성제로 n-펜탄올을 첨가한 경우에는 D'상이 형성되었으며, 반면에 n-헵탄올, 옥탄올, 노난올 등을 첨가할 경우에는 D상이 형성되었다. 한편 보조계면활성제로 n-헥산올을 첨가한 경우에는 $30{\sim}40^{\circ}C$의 온도 범위에서는 D'상을 형성하며, $45{\sim}60^{\circ}C$의 온도 범위에서는 D상이 형성되었다. 두 비이온 계면활성제 시스템의 차이는 거대한 윤활유 오일 분자가 계면활성제 필름 지역으로 관통하여 가용화될 수 있는 정도와 계면활성제의 오일 상에 대한 분배에 주로 기인하는 것으로 생각된다.
Microbial enhanced oil recovery (MEOR) is being used more widely, and the biological contributions involved in MEOR need to be identified and quantified for the improvement of field applications. Owing to the excellent interfacial activity and the wide distribution of producing strains in oil reservoirs, lipopeptides have proved to be an essential part of the complex mechanisms in MEOR. In this study, crude lipopeptides were produced by a strain isolated from an indigenous community in an oil reservoir. It was found that crude lipopeptides can effectively reduce the IFT (interfacial tension) to 10-1~10-2 mN/m under high salinity without forming stable emulsions, and the wettability of natural sandstone can be enhanced (Amott index, from 0.36 to 0.48). The results of core flooding experiments indicate that an additional 5.2% of original oil in place can be recovered with a 9.5% reduction of injection pressure. After the shut-in period, the wettability of the core, the reduction of injection pressure, and the oil recovery can be improved to 0.63, 16.2% and 9.6%, respectively. In the microscopic flooding experiments, the crude oil in membrane, cluster, and throat states contribute nearly 90% in total of the additional oil recovery, and the recovery of membranestate oil was significantly enhanced by 93.3% after shut in. Based on the results in macro and pore scale, the IFT reduction and the wettability alteration are considered primary contributors to oil recovery, while the latter was more dominant after one shut-in period.
PURPOSE. The mechanical and interfacial characterization of laser welded Co-Cr alloy with two different joint designs. MATERIALS AND METHODS. Dumbbell cast specimens (n=30) were divided into 3 groups (R, I, K, n=10). Group R consisted of intact specimens, group I of specimens sectioned with a straight cut, and group K of specimens with a $45^{\circ}$ bevel made at the one welding edge. The microstructure and the elemental distributions of alloy and welding regions were examined by an SEM/EDX analysis and then specimens were loaded in tension up to fracture. The tensile strength (TS) and elongation (${\varepsilon}$) were determined and statistically compared among groups employing 1-way ANOVA, SNK multiple comparison test (${\alpha}$=.05) and Weibull analysis where Weibull modulus m and characteristic strength ${\sigma}_0$ were identified. Fractured surfaces were imaged by a SEM. RESULTS. SEM/EDX analysis showed that cast alloy consists of two phases with differences in mean atomic number contrast, while no mean atomic number was identified for welded regions. EDX analysis revealed an increased Cr and Mo content at the alloy-joint interface. All mechanical properties of group I (TS, ${\varepsilon}$, m and ${\sigma}_0$) were found inferior to R while group K showed intermediated values without significant differences to R and I, apart from elongation with group R. The fractured surfaces of all groups showed extensive dendritic pattern although with a finer structure in the case of welded groups. CONCLUSION. The K shape joint configuration should be preferred over the I, as it demonstrates improved mechanical strength and survival probability.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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