International Journal of Advanced Culture Technology
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제3권2호
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pp.100-109
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2015
Environmental problems from petroleum-based plastic wastes have been rapidly increasing in recent years. The alternative solution is focus on the development of environmental friendly plastic derived from renewable resource. Poly(lactic acid) (PLA) is a biodegradable polymer synthesized from biomass having potential to replace the petroleum-based non-degradable polymers utilizations. PLA can be synthesized by two methods: (1) ring-opening of lactide intermediate and (2) direct polycondensation of lactic acid processes. The latter process has advantages on high yields and high purity of polymer products, materials handling and ease of process treatments. The polymerization process of PLA synthesis has been widely studied in a laboratory scale. However, the mass scale production using direct polycondensation of lactic acid has not been reported. We have investigated the kinetics and scale-up process of direct polycondensation method to produce PLA in a pilot scale. The order of reaction is 2 and activation energy of lactic acid to lactic acid oligomers is 61.58 kJ/mol. The pre-polymer was further polymerized in a solid state polymerization (SSP) process. The synthesized PLA from both the laboratory and pilot scales show the comparable properties such as melting temperature and molecular weight. The appearance of synthesized PLA is yellow-white solid powder.
Poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM)는 체온과 비슷한 온도에서 부피상 변화 혹은 온도 감응성 팽윤 거동의 특성을 보여 약물전달시스템에서 중요하게 연구되고 있다. 그러나 PNIPAM의 친수성 특징 때문에 소수성 약물을 그 네트워크 안에 고르게 넣기는 쉽지 않다. 항산화제인 알파 리포익산은 개환중합으로 고분자화(polylipoic acid, PLA) 될 수는 있으나, 분자량이 낮고 분해되기 쉬워 고분자 재료로 사용되기에는 어려움이 많다. 이러한 결점들을 극복하기 위해 소수성 활성성분인 알파 리포익산을 NIPAM과 반응시켜 안정적인 하이드로젤을 만들었다. 단순한 혼합과 가열에 의한 라디칼 반응으로 하이드로젤(PNIPAM/PLA)이 성공적으로 만들어졌고, 이를 DSC, FTIR, Raman spectroscopy를 통해서 확인하였다. PNIPAM/PLA는 온도 감응성 특성을 보여주며, 리포익산의 함량이 증가할수록 부피팽창 정도는 감소하였다. 이러한 하이드로젤을 사용하여 PNIPAM에 소수성 약물을 쉽게 담지할 수 있고 리포익산은 항산화제로 효과가 있어, 본 하이드로젤은 최종 약물전달체로서도 유용하다.
The Urechis unicinctus sperm and spermatogenic cells prepared from the testis are investigated to identify $\alpha-tubulin$ of axoneme microtubules using mouse monoclonal $anti-\alpha-tubulin$ as the first Ab and Gold(10nm) conjugated goat anti-mouse IgG as the Ab marker. The Ag-Ab reaction analyzed excellently the localization of $\alpha-tubulin$ and the gold particles incorporated with the proximal and distal centrioles, manchette microtubules, and flagellum. The gold particles can be also observed in the spermatogenic cells while the cells are still in sperm ball which is composed of a somatic cell and spermatogenic cells. The sperm ball is the functional unit of sperm production in U unicinctus testis. The spermatids are developed from the spermatogenic cells in the sperm ball and released into the testis cavity through a cortical cytoplasmic opening. The spermatid architectures are similar with the mature sperm of the testis cavity in aspects of shape of discoid acrosome, degree of nuclear condensation and ring type of mitochondrion. However, the distal centriole connecting with the flagella can be observed from the mature sperm while the both proximal and distal centrioles reveal only in the spermatids. The proximal centriole is directly connected with nuclear outer membrane during the stage of nuclear condensation and oriented perpendicularly to the distal centriole whose axis coinciding with the longitudinal axis of the spermatozoon. There are indications that the distal centriole is intimately associated with the polymerization of the flagellum. The manchette microtubules appear during spermatid development but the mature sperm have round head and no conspicuous middle piece.
생분해성 고분자와 수화젤의 약물 전달 시스템과 조직 공학을 포함하는 다양한 생의학적인 응용이 점차 확대되고 있다. 하이드록실 pendant group을 갖고 있는 폴리아미노산의 하나인 PHEA는 뛰어난 생분해성과 우수한 생체적합성을 갖는 고분자로 알려져 있다 PHEA 및 그 유도고분자를 제조하고 이를 다양한 생의학적인 응용에 적용하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 유기용매에서 가교제인 HMDI를 사용하여 PHEA 수화젤을 제조하였다. PHEA는 아스팔트산의 열 축중합에 의해 합성한 polysuccinimide와 ethanolamine과의 고분자 반응으로부터 제조하였다. 제조한 수화젤에 대한 서로 다른 수용액과 pH용액에서의 팽윤 거동을 조사하였고, SEM을 통한 수화젤의 모폴로지와 가수분해 거동을 관찰하였다.
본 연구에서는 산화 방지 특성이 있는 가리워진 아민기를 함유한 산화 그래핀(hindered amine grafted graphene oxide, HA-GO)을 합성하여 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조한 후 고분자 전해질 막 연료전지 시스템에 응용하였다. HA-GO는 4-아미노-2, 2, 6, 6-테트라메틸-4-피페리딘(4-amino-2, 2, 6, 6-tetramethyl piperidine)에 존재하는 아민기와 GO 표면에 존재하는 에폭시기의 개환 반응을 통해 제조하였으며, 합성된 HA-GO의 함량을 달리한 복합 막을 제조하여 순수 Nafion 막과 성능 특성을 비교하였다. HA-GO가 첨가된 복합 막은 Nafion 단일 막에 비해 기계적 물성, 화학적 안정성 및 수소이온 전도 특성이 향상되었다. 특히 HA-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HA-GO가 첨가된 복합 막은 펜톤 평가(Fenton's test) 이후 수소이온 전도도의 유지 특성이 Nafion 단일 막에 비해 큰 폭으로 향상된 것을 확인할 수 있었다.
폴리디싸이클로팬타디엔 (p-DCPD) 수지를 경화하기 위해 개환반응이 사용된다. 이 반응은 텅스텐계 촉매를 이용한 반응이기 때문에 질소 조건에서 반응이 진행되어야 한다. 왜냐하면, 텅스텐계 수지는 촉매독 현상이 발생될 수 있기 때문에 대기조건에서는 사용이 어려운 것으로 알려져 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 연구에서는 대기 조건에서 텅스턴 (W)을 촉매로한 p-DCPD 대해 프레스 성형법을 이용하여 수지를 경화시켰다. 프레스 성형을 통해 p-DCPD (W) 수지를 경화시킬 경우 기계적 강도가 향상되는 결과를 얻었으며, 이는 DCPD 성형 단계에서 발생되는 기체를 압으로 눌러 미세 기공의 발생을 줄였기 때문이다. 촉매 독 현상이 발생되는 것은 반응시간이 길 때에 발생되지만, 짧은 성형을 시도하는 프레스 성형에서는 촉매 자체로 인한 물성 저하가 발생되지 않았다. 궁극적으로 p-DCPD 성형을 위해 대기 조건에서 성형이 가능하였으며, 경화 시간, 압력 변수를 조절할 경우 기계적 물성이 향상을 확인하였다.
리튬이차전지 실리콘 전극에 활용하기 위해, 유기용매에 용해성이 있는 폴리이미드(Polyimide, PI) 고분자 바인더를 두 단계 반응을 이용해 합성하였다. 두 가지 단량체(Bicyclo[2,2,2]oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic Dianhydride (BCDA)와 4,4-oxydianiline (ODA))의 개환 반응 및 축합 반응을 통해 PI 고분자 바인더를 합성하였다. 합성된 PI 고분자 바인더를 이용해 실리콘(silicon, Si) 음극 전극을 제조하였다. 또한 비교군으로써, Polyvinylidene Fluoride (PVDF)을 고분자 바인더로 사용하는 동일 조성을 가진 실리콘 전극을 제조하였다. PI 바인더를 사용한 Si 전극($2167mAh\;g^{-1}$)의 초기 쿨롱 효율은 기존 PVDF 바인더 조성의 Si 전극($1,740mAh\;g^{-1}$)과 유사했지만, 방전용량은 크게 개선되었다. 특히 수명 특성에서는 PI 바인더를 사용한 Si 전극이 우수한 특성을 나타내었는데, 이는 PI 바인더를 사용한 Si 전극접착력($0.217kN\;m^{-1}$)의 전극 접착력이 PVDF를 사용한 Si 전극($0.185kN\;m^{-1}$)보다 높아, 실리콘 부피팽창에 의한 전극 구조 열화가 적절히 제어되었기 때문이라고 판단된다. Si 전극 내의 접착력은 surface and interfacial cutting analysis system (SAICAS) 장비를 통해 검증하였다.
바이오디젤(BD)은 식물성 오일 또는 동물성 지방과 같이 재생산 가능한 원료로부터 유래된 긴 사슬 지방산의 단일 알킬에스테르로, 디젤연료에 비해 낮은 온도에서 연료특성이 열악한 것으로 알려져 있다. 디젤연료의 경우, 많은 저온 유동성 향상제가 개발되어 있지만 바이오 디젤은 디젤연료와 주요 구성성분이 다르기 때문에 디젤연료용 저온 유동성 향상제를 바이오디젤에 사용 시 저온 유동성 향상에 한계가 따른다. 이에 본 연구는 동절기에 바이오디젤의 저온 특성을 향상시키고자 에스테르 반응으로 합성한 알킬 메타크릴레이트 단량체(Stearyl methacrylate, Lauryl methacrylate)와 무수말레인산을 이용하여 저온 유동성 향상제를 합성하였고, 알킬아민을 이용한 개환 반응을 실시하였다. 이렇게 합성된 저온 유동성 향상제를 $^1H-NMR$ 및 FT-IR을 통해 분석하였으며, GPC로 분자량을 측정한 후 SoybeanBD와 PalmBD에 1000~10000 ppm의 농도로 첨가하여 저온특성을 조사하였다. 그 결과 SoybeanBD에 LMA2SMA6MA2-C8A 공중합체 첨가 시 유동점이 $12.5\;^{\circ}C$ 강하됨을 확인하였다.
Abu-Gharib, Ezz A.;EL-Khatib, Rafat M.;Nassr, Lobna A.E.;Abu-Dief, Ahmed M.
대한화학회지
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제55권3호
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pp.346-353
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2011
7-hydroxy-2H-chromen-2-one(HC)와 7-hydroxy-2H-chromen-2-one-4-acetic acid(HCA)의 염기성 가수분해반응을 aqueous-methanol과 aqueous-acetone 혼합물에서 283 K에서 313 K의 온도 범위에서 속도론적으로 연구하였다. 반응의 활성화 파라미터를 구하고 토의하였다. 게다가, 물, 물-에탄올, 물-아세톤 혼합물 내에서 화합물들에 대한 활성화 에너지 장벽의 변화를 속도론적 데이터로부터 추정하였다. 활성화 장벽의 변화는 HC and HCA의 가수분해 반응과 거의 같았다. HC와 HCA의 염기성 가수분해는 $k_{obs}=k_2[OH^-]$와 같은 속도법칙을 따른다. 메탄올 또는 아세톤의 비가 증가함에 따라 HC 와 HCA의 속도 상수들이 감소하는 것은 $OH^-$ 이온이 불안정해지기 때문이다. 활성화 엔트로피가 큰 음의 값을 갖는 다는 것은 반응이 중간 착물의 형성을 경유하며 진행된다는 것을 의미하며, 또한 중간 착물이 경직성과 안정도를 갖는다는 것을 의미한다. 그러므로, 중간 착물의 고리 열림이 속도 조절 단계가 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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