• 제목/요약/키워드: Metal-working Fluids

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수용성 금속가공유 폐액의 생물학적 처리 (Biological Treatment on Wastewater of Soluble Metal Working Fluids)

  • 차미선;한창민;박근태;조순자;손홍주;이상준
    • 생명과학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.917-923
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    • 2003
  • P. aeruginosa EMS1에 의한 수용성 절삭유의 생물학적 처리를 위한 환경요인과 최적조건을 검토한 결과는 다음과 같다. 절삭유속에 함유된 각종 성분을 이용한 P aeruginosa EMSl의 생육 및 절삭유 분해 가능성을 검토하기 위하여 증류수에 절삭유를 1% 농도로 첨가하여 멸균한 후, P aeruginosa EMSl를 접종하여 균체 생육도 및 COD 제거율을 조사한 결과, 균주의 생육도는 극히 미약하고 약 12%의 COD 제거능을 가지고 있었다. 이것은 균주의 생육과 효율적인 COD제거능을 위하여 절삭유 속에 함유된 성분 외의 다른 일반적인 배지성분이 필요함을 시사한다. P. aeruginosa EMS1에 의한 1% 수용성 절삭유의 COD 제거율과 균주 생육도 향상을 위한 최적 배지조성은 0.3% NH_4NO_3,\; 0.05%\; K_2HPO_4,\; 0.04% KH_2PO_4,\; 0.05%\; MgSO_4.7H_2O,\; 0.03%\; CaCl_2.2H_2O,\; 0.04%\; FeSO_4.7H_2O$이었고, 최적배양 조건은 pH 7,$30^{\circ}C$, 50m$\ell$ / 300m$\ell$flask이었다. 이 조건에서 배양 4일 후, 87%의 COD가 제거되었다. 최적배지에서 COD 제거에 미치는 절삭유 농도의 영향을 조사한 결과, 절삭유 농도가 낮을수록 relative COD(%)가 낮았으며, 균체 생육도가 높음을 알 수 있었다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 현재 폐절삭유의 처리를 위해 시행되고 있는 물리화학적 처리 시스템의 후속 공정으로 생물학적 처리시스템을 구축하고, 표준 균주로서 P. aeruginesa EMS1이 사용될 경우, 잔여 절삭유의 완전 분해가 가능할 것으로 사료된다.

사용후핵연료 건식 용기의 단기운영공정 열전달 평가 (ANALYSIS OF HEAT TRANSFER ON SPENT FUEL DRY CASK DURING SHORT-TERM OPERATIONS)

  • 김형진;이동규;강경욱;조천형;권오준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.54-61
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    • 2016
  • When spent fuel assemblies from the reactor of nuclear power plants(NPPs) are transported, the assemblies are exposed to short-term operations that can affect the peak cladding temperature of spent fuel assemblies. Therefore, it needs to perform the analysis of heat transfer on spent fuel dry cask during the operation. For 3 dimensional computational fluid dynamnics(CFD) simulation, it is proposed that the short-term operation is divided into three processes: Wet, dry, and vacuum drying condition. The three processes have different heat transfer mode and medium. Metal transportation cask, which is Korea Radioactive Waste Agency(KORAD)'s developing cask, is evaluated by the methods proposed in this work. During working hours, the boiling at wet process does not occur in the cask and the peak cladding temperatures of all processes remain below $400^{\circ}C$. The maximum peak cladding temperature is $173.8^{\circ}C$ at vacuum drying process and the temperature rise of dry, and vacuum drying process occurs steeply.

Pseudomonas aeruginosa KS47에 의한 절삭유의 생물학적 분해 (Biodegradation of Cutting Oil by Pseudomonas aeruginosa KS47)

  • 김란희;이상섭
    • 미생물학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.22-28
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    • 2008
  • 본 실험은 생분해가 어려운 절삭유를 단일 균주에 의해 생물학적 처리를 하는 데에 목적이 있다. 절삭유, 절삭폐유로부터 호기 균주 81개를 분리하여 이중 절삭유 분해능이 가장 높은 균주로, 48시간 내에 90.4%를 제거한(초기농도 699.1 mg/L) KS47을 선별하였다. KS47은 형태학적, 생리 화학적, 16S rDNA 염기서열, 그리고 지방산 분석을 통해 Pseudomonas aeruginosa로 동정되었다. P. aeruginosa KS47은 절삭유를 탄소원으로 사용하여 성장 할 수 있었으며, 절삭유 분해시, 최적 분해 조건은 1.5 g/L(wet weight), pH 7.0, $30^{\circ}C$이었다. 최적 조건 하에서 절삭유의 제거능을 본 결과, 1,060 mg/L의 절삭유를 12시간 내에 83.7% 제거함을 확인하였다.

금속가공유용 수용성 폴리에스테르의 합성 및 용액특성(II) (Synthesis and Solution Properties of Water Soluble Polyester for Metal-Working Fluids (II))

  • 윤유정;김영운;정근우;황도혁
    • 공업화학
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    • 제16권6호
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    • pp.834-841
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    • 2005
  • 아디픽산 및 세바식산의 이염기산을 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 축합 반응하여 여러종류의 PEG-ester를 합성하였다. 합성된 PEG-ester의 화학적 구조 및 분자량을 FT-IR, $^1H-NMR$, HPLC 및 GPC에 의하여 분석하였다. 또한, 임계미셀농도(CMC), 표면장력, 알루미늄판에 대한 접촉각 등을 통하여 수용액상에서 계면활성제의 역할을 함을 알 수 있었다. PEG-ester의 농도에 따라 표면장력은 72.5에서 45~50 dyne/cm로 감소함을 알 수 있었고, 세바식산을 사용하여 합성한 PEG-ester가 아디픽산을 사용하여 합성한 PEG-ester보다 같은 농도에서 낮은 표면장력을 나타내었다. CMC는 구조에 따라 차이를 나타내었는데 세바식산을 함유한 PEG-ester의 CMC는 $0.9{\times}10^{-5}{\sim}5.3{\times}10^{-3}mol/L$로 폴리옥시알킬렌 단위체가 길어질수록 증가하였으며 아디픽산을 함유한 PEG-ester의 경우, 변곡점을 뚜렷하게 관찰할 수가 없었다. 알루미늄에 대한 젖음성을 알루미늄 시편에 대한 접촉각을 측정하여 검토하였는 바, PEG-ester의 농도가 증가할수록 작아짐을 알 수 있었고 임계점을 관찰할 수가 있었다. 2.5 wt% PEG-ester를 함유한 수용액의 알루미늄에 대한 접촉각은 $45{\sim}53^{\circ}$이었으며 알루미늄 가공 절삭시간은 CMC를 나타내는 농도에서 가장 짧게 관찰되었으며 CMC 농도보다 큰 농도에서 길게 나타났다. 즉, 알루미늄을 가공할 때 PEG-ester의 CMC가 절삭성능에 중요한 영향을 미치는 것으로 판단되었다.

숙신산 알킬 하프-아마이드 유도체의 합성 및 해수에 대한 방청성능 (Synthesis and Anti-corrosion Properties of Succinic Acid Alkyl Half-amide Derivatives)

  • 백승엽;김영운;정근우;유승현;김남균
    • 청정기술
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    • 제17권4호
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    • pp.314-324
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    • 2011
  • 아마이드 유도체는 방청성능 및 윤활성능이 우수하여 금속가공유 및 유압작동유등의 첨가제로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 광유계 윤활기유의 방청제로 사용하기 위하여 알킬 무수 숙신산과 여러 가지 아민과의 링개환 반응을 행하여 카르복실 그룹과 아마이드 그룹을 동시에 포함하는 숙신산 알킬 하프-아마이드 유도체들을 97% 이상의 수율로 합성하였으며 합성구조에 따라 1 중량% 농도범위에서 광유계 오일에 용해되었다. 합성 유도체의 구조는 $^1H$-NMR 및 FT-IR 스펙트럼으로 행하였으며 GC 크로마토그램을 통하여 화합물의 순도를 확인하였다. 또한, 합성 유도체의 해수에 대한 방청성능을 ASTM D665 표준방법과 무게 중량법으로 평가한 결과, 합성 유도체의 농도가 증가하고 알킬기의 사슬이 짧고 2차 아민으로 합성한 숙신산 알킬 하프-아마이드의 방청성능이 1차 아민으로 합성한 유도체보다 상대적으로 방청성능이 우수하였다. 무게 중량법으로 평가한 방청효율% (IE%)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 우수한 방청효율을 나타내었으며 구조에 따라 방청효율에 차이를 나타내었다. 40 ppm 농도를 첨가한 오일의 IE%는 최고 93% 이상이었다. 또한, 발청속도(Corrosion Rate, CR)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 낮은 값을 나타내어 합성 유도체 40 ppm 농도를 첨가한 오일의 CR 값은 최고 0.5 mm/year 이하로 나타났다.

숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체의 합성 및 해수에 대한 방청성능 (Synthesis and Anti-corrosion Properties of Succinic Acid Alkyl Half-Ester Derivatives)

  • 백승엽;김영운;정근우;유승현
    • 공업화학
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    • 제22권4호
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    • pp.367-375
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    • 2011
  • 숙신산 에스테르 유도체는 방청성능 및 윤활성능이 우수하여 금속가공유 및 유압작동유 등의 첨가제로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 광유계 윤활기유의 방청제로 사용하기 위하여 알킬 무수 숙신산과 여러 가지 지방 알콜과의 개환반응을 행하여 카르복실 그룹과 에스테르 그룹을 동시에 함유하는 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체를 97% 이상의 수율로 합성하였으며 1 중량% 농도범위에서 광유계 오일에 잘 용해되었다. 합성 유도체는 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 구조를 확인하였으며, GC 분석을 통하여 화합물의 순도를 확인하였다. 또한, 합성 유도체의 해수에 대한 방청성능을 ASTM D665 표준방법과 무게 중량법으로 평가하여 카르복실산 그룹을 함유하지 않는 숙신산 알킬 에스테르 유도체와 비교하였다. 방청성능 평가 결과, 합성 유도체의 농도가 증가하고 분자 내에 포함된 알킬기의 사슬이 짧을수록 상대적으로 방청성능이 우수하였으며 비교물질인 숙신산 알킬 에스테르 유도체는 방청성능을 전혀 나타내지 않았다. 무게 중량법으로 평가한 80 중량ppm 농도를 첨가한 오일의 방청효율 % (IE%)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 높은 값을 나타내어 최고 95% 이상이었다. 또한, 발청속도(Corrosion rate, CR)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 낮은 값을 나타내어 80 중량ppm에서 최고 0.3 mm/year 이하를 나타내었다. 즉, 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체의 해수에 대한 방청성능은 분자 내에 함유되어 있는 카르복실산 그룹으로 인하여 나타나는 것으로 판단되었다.

한외여과막시스템을 이용한 금속가공폐수의 실험실적 처리 및 현장 적용 연구 (A Study on Laboratory Treatment of Metalworking Wastewater Using Ultrafiltration Membrane System and Its Field Application)

  • 배재흠;황인국;전성덕
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권4호
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    • pp.487-494
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    • 2005
  • 자동차, 기계금속, 전자 등 여러 산업에서는 부품 가공 중의 세정 과정에서 금속가공유와 각종 세정첨가물이 함유된 많은 폐수를 발생시킨다. 본 연구에서는 수용성 또는 비수용성 금속가공유로 오염된 수계 및 준수계 세정폐수를 한외여과막시스템을 이용하여 처리하고자 하였다. 이 실험에서 막을 친수성인 polyacrylonitrile(PAN)을 사용하고 막의 크기 및 오염물의 농도 변화에 따른 한외여과막 투과수량과 유수분리 성능(COD제거율)을 측정하여 한외여과법 처리의 적정성 여부를 조사 분석하였다. 그 결과 수계 또는 준수계세정제와 수용성 가공유로 오염된 가공폐수의 경우 한외여과막의 크기가 10 kDa에서 100 kDa로 증가함에 따라 COD 제거율은 90 wt%-95 wt%로 거의 일정하지만 투과플럭스는 4배 이상 증가하였다. 그리고 금속가공폐수의 오염물 농도가 3 wt%에서 10 wt%로 증가할수록 한외여과막의 COD 제거율은 증가하지만 투과플럭스는 감소하였다. 그러나 수계 또는 준수계세정제와 비수용성 오일로 오염된 가공폐수의 경우 오염물의 농도가 증가할수록 COD 제거율은 거의 일정하지만 투과플럭스는 급격히 감소함을 보여 주었다. 이러한 현상은 한외여과막 재질이 친수성인 PAN이기 때문에 비수용성 오일이 막을 통과하지 못하고 막의 기공을 막기 때문인 것으로 추론된다. 따라서, 수용성 오일이 함유된 세정액은 막재질이 PAN이고 세공크기가 100 kDa인 한외여과법 처리가 적정한 것으로 판단되었다. 이러한 기초실험 결과를 활용하여 PAN 재질의 막(MWCO=100 kDa)을 사용한 한외여과 pilot 시스템을 설치 운전하여 수용성 인발유로 오염된 알칼리 세정 폐액을 처리하고 알칼리세정제와 인발유를 재활용하고자 하였다. 현장 실험 결과 한외여과 공정은 수계세정제와 수용성오일을 효과적으로 분리하여 재활용할 수 있었고 기존 공정에 비하여 세정제 사용수명을 12배 이상 증가시킬 수 있었다.

수종 임플랜트 금속의 내식성에 관한 전기화학적 연구 (AN ELECTROCHEMICAL STUDY ON THE CORROSION RESISTANCE OF THE VARIOUS IMPLANT METALS)

  • 전진영;김영수
    • 대한치과보철학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.423-446
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    • 1993
  • Titanium and its alloys are finding increasing use in medical devices and dental implants. The strong selling point of titanium is its resistance to the highly corrosive body fluids in which an implant must survive. This corrosion resistance is due to a tenacious passive oxide or film which exists on the metal's surface and renders it passive. Potentiodynamic polarization measurement is one of the most commonly used electro-chemical methods that have been applied to measure corrosion rates. And the potentiodynamic polarization test supplies detailed information such as open circuit, rupture, and passivation potential. Furthermore, it indicates the passive range and sensitivity to pitting corrosion. This study was designed to compare the corrosion resistance of the commonly used dental implant materials such as CP Ti, Ti-6A1-4V, Co-Cr-Mo alloy, and 316L stainless steel. And the effects of galvanic couples between titanium and the dental alloys were assessed for their useful-ness-as. materials for superstructure. The working electrode is the specimen , the reference electrode is a saturated calomel electrode (SCE), and the counter electrode is made of carbon. In $N_2-saturated$ 0.9% NaCl solutions, the potential scanning was performed starting from -800mV (SCE) and the scan rate was 1 mV/sec. At least three different polarization measurements were carried out for each material on separate specimen. The galvanic corrosion measurements were conducted in the zero-shunt ammeter with an implant supraconstruction surface ratio of 1:1. The contact current density was recorded over a 24-hour period. The results were as follows : 1. In potential-time curve, all specimens became increasingly more noble after immersion in the test solution and reached between -70mV and 50mV (SCE) respectively after 12 hours. 2. The Ti and Ti alloy in the saline solution were most resistant to corrosion. They showed the typical passive behavior which was exhibited over the entire experimental range. Therefore no breakdown potentials were observed. 3. Comparing the rupture potentials, Ti and Ti alloy had the high(:st value (because their break-down potentials were not observed in this study potential range ) followed by Co-Cr-Mo alloy and stainless steel (316L). So , the corrosion resistance of titanium was cecellent, Co-Cr-Mo alloy slightly inferior and stainless steel (316L) much less. 4. The contact current density sinks faster than any other galvanic couple in the case of Ti/gold alloy. 5. Ag-Pd alloy coupled with Ti yielded high current density in the early stage. Furthermore, Ti became anodic. 6. Ti/Ni-Cr alloy showed a relatively high galvanic current and a tendency to increase.

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금속가공유를 취급하는 남성 근로자의 접촉피부염 (Contact dermatitis among male workers exposed to metalworking fluids)

  • 진영우;이준영;김은아;박승현;채창호;최용휴;김규상
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제30권2호
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    • pp.381-391
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    • 1997
  • 산업장에서 사용되는 오일의 종류와 그 폭로 형태의 차이에 따른 피부질환의 유병률과 접촉성 피부질환의 주요특성을 파악하기 위하여 사용오일의 분석, 1회의 방문진찰과 2회에 걸친 설문조사를 실시하였으며, 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 비수용성 절삭유의 분석결과, 탄소수 12-20개 사이의 지방탄화수소(do, tri, tetra... decane)가 49.04%였으며, methy-naphthalene 등의 방향족이 14.90% 기타지방 및 방향족탄화수소화합물이 36.04%였으며, 방청유의 분석결과 대부분(90.99%)이 탄소수 6-9개 사이의 지방족 화합물로 구성되어 있으며, 일부 알콜 및 에스테르계 화합물도 포함되어 있어 두 오일은 서로 다른 물질이며, 따라서 자극성도 다를 것으로 생각된다. 2. 피부과적 진찰 결과, 전 연구대상에서 전체 피부 질환의 빈도(시점유병률)는 17명(연구대상자 100명당 53.1)이었다. 접촉피부염, 오일 여드름과 모낭염의 빈도(시점유병률)는 7명(12.7), 11명(20.0)이었으며, 광알러지성 피부염, 염소성 여드름, 종양, 피부변색은 관찰되지 않았다. 3. 자기기입식 설문조사 결과, 두 군에서 접촉피부염의 누적유병률과 1년간 기간유병률은 연구대상자 100명당 28.4, 16.7와 15.3, 13.0로서 차이를 보였으나, 통계학적으로 유의하지 않았고(p>0.05), 연령과 접촉 기간에 따른 차이는 없었다(p>0.05). 4. 발생까지의 기간은 절삭유접촉군의 경우 4개월 미만이 8명(22.9%)이었고, 26명(74.3%)이 2년 이내인 것으로 나타났으나, 방청유접촉군의 경우 응답자 6명 중 4명(66.7%)이 2년 이후로 대답해 군간에 뚜렷한 차이를 보였으며(p<0.05), 10년 이상인 경우도 절삭유 접촉군에서 2명, 방청유접촉군에서 1명이 있었다. 호발계절은 절삭유접촉군의 경우 응답자 41명중 16명(42.1%)이 여름에 가장 많은 것으로 답하였으나 방청유접촉군의 경우 계절에 따른 차이를 보이지 않았다(p>0.05). 5. 유병기간은 양 군에 차이가 없었으며(p>0.05), 68.6%가 1개월 이내에 회복되는 것으로 나타났고, 6개월이상 잘 낫지 않는 정우도 3명(7.9%)이 있었다. 재발횟수는 절삭유접촉군에서는 1년에 수회가 응답자 15명(44.1%)로 가장 많았으나, 방청유접촉군에서는 1회로 끝난 경우가 3명(42.9%)로 가장 많았고, 전체 응답자 41명중 26명(63.4%)이 1년에 1회 이상 재발하는 것으로 나타났다. 6. 주요 발생형태로는 홍반성 구진이 절삭유접촉군과 방청유접촉군에서 각각 21명(60.0%), 6명(85.7%), 전체적으로는 27명(64.3%)으로서 가장 많았으며, 수포 형성이 각각 12명(34.3%), 1명(14.3%), 전체적으로 13명(31%)로 나타났다. 7. 처음 접촉피부염 발생시 보호구를 착용했다는 응답이 38명(86.8%)으로 대부분이었으나, 24명(68.6%)이 보호구의 종류로서 면장갑을 착용한다고 하였으며, 그 외 고무장갑이나 비닐장갑을 이용했던 것으로 나타났다. 8. 피부염발생시 치료 여부에 대해 22명(51.1%)이 약국이나 병원을 이용하는 것으로 나타났으며, 개인위생에 신경 쓴다, 별 조치를 취하지 않는다, 사내의무실을 이용한다가 각각 11명(27.9%), 6명(14.0%), 3명(7.0%)로 대부분 자비를 부담하여 치료를 하는 것으로 나타났다. 9. 피부염의 발생에 대해 느끼는 정도를 묻는 질문에 대해 절삭유접촉군에서는 16명(47.1%)이 심각하다라는 응답을 하였으나, 방청유접촉군에서는 응답한 6명 모두가 별로 심각하지 않다라고 하여 대조를 보였다. 이상의 결과, 오일로 인한 사업장의 피부질환조사 시에는 접촉 수준(빈도와 양), 접촉물질의 종류를 정확히 파악하는 것이 중요하고, 적절한 조사시기(계절)가 고려되어야 하며, 접촉피부염의 예방을 위해서는 적절한 보호구와 보건교육이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 또한 대규모 집단을 대상으로 접촉피부염의 유병률 특히, 기간유병률 등을 파악하는데 있어, 설문 조사가 주요한 도구가 될 수 있으므로, 이에 대한 연구가 필요하다고 생각된다.

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숙신산 알킬 에스테르 유도체의 합성 및 윤활특성 (Synthesis and Lubricating Properties of Succinic Acid Alkyl Ester Derivatives)

  • 백승엽;김영운;정근우;유승현;박수진
    • 공업화학
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    • 제22권2호
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    • pp.196-202
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    • 2011
  • 폴리올 에스테르 등의 에스테르 윤활제는 생분해성 및 윤활성능이 우수하여 금속가공유 및 유압작동유등의 윤활기유로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 윤활성 향상제로 사용하기 위하여 알킬 무수 숙신산과 여러 가지 지방 알콜과의 축합반응을 행하여 알킬 숙시네이트 유도체를 합성하였다. 합성된 알킬 숙시네이트 유도체의 구조는 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 분석하였으며 GC 크로마토그램을 통하여 화합물의 순도를 확인하였다. 또한, 합성 유도체의 기본물성으로 점도특성, 굴절률, 전산가, 유동점 등을 측정하였으며 응용물성으로 윤활특성을 SRV 시험기와 4-ball 마모 시험기로 마찰계수(COF) 및 마모흔 직경(SRV WSD 및 4-ball WSD)을 측정하여 평가하였다. 기본물성 평가결과, 점도 특성, 굴절률 및 유동점은 알킬 숙시네이트 유도체에 함유된 알킬기의 탄소수가 증가할수록 높아졌으며 전산가는 0.2~4 mgKOH/g를 나타내어 금속가공유 및 유압작동유의 윤활제로 사용가능함을 알 수 있었다. 윤활성능 평가 결과, SRV WSD 0.391~0.689 mm, SRV COF 값은 0.110~0.138, 4-ball WSD 값은 0.49~0.55 mm를 나타내어 에스테르의 구조에 따라 차이를 나타내었다. 특히, SRV 시험에서 비교물질로 사용된 폴리올 에스테르인 TMPTO와 윤활성능을 비교하였을 때 SRV WSD 결과, 알킬기에 따라 다른 차이를 나타냈지만 비교물질에 비해 비교적 우수한 값으로, SRV COF 결과, 알킬기에 대한 영향을 받지 않고 비교물질에 비해 약간 떨어지는 값을 나타내었다.