Highly monodisperse polystyrene (PS) nanospheres were fabricated by surfactant-free emulsion polymerization in water using styrene, 2,2'-azobis(2-methyl propionamidine) dihydrochloride (AIBA), and poly(vinyl pyrrolidone) (PVP). The size and distribution of the PS nanospheres were systematically investigated in terms of initiator concentration, stabilizer concentration, reaction temperature, reaction time, and reactant concentration. With increasing AIBA initiator concentration, PS particle sizes are raised proportionally, and can be controlled from 120 to 380 nm. Particle sizes were reduced with increasing PVP concentration. This decrease occurs because a high PVP concentration leads to a large number of primary nuclei in the early stage of polymerization. When the reaction temperature increased, the sizes of the PS particles decrease slightly. The particles grew quickly during the initial reaction stage (1-3 h) and the growth rate became steady-state after 6 h. The PS sizes approximately doubled when the reactant (styrene, PVP, azo-initiator) concentrations were increased by a factor of eight.
BTEX로 오염된 혼합토(사질토/점토)의 정화를 위한 계면활성제 기법의 적용성 및 제거효율에 대한 연구를 진행하였다. 초기농도 275mg/kg으로부터 1975mg/kg의 BTEX로 오염시킨 8개의 컬럼에 물, methyl alcohol과 계면활성제 용액을 주입하였고 이때 계면활성제와 첨가물의 혼합과 비혼합시에 대해 제거거동을 비교 분석하였다. 물을 이용한 흙 세척법의 적용 결과 850 간극부피의 물을 주입하여 98%의 제거 효율을 보였으나 8mg/kg 이하의 저농도에서는 더 이상 제거가 이루어지지 않고 일정한 양상을 가지는 tailing effect를 보였다. 본 실험 결과 가장 우수한 조건은3% ethyl alcohol과 3% SXS를 첨가한 4% SOFTANOL(equation omitted)-90을 간헐적으로 주입한 경우였으며 이 때 95 간극부피에서 99.5%의 제거효율을 보였다. 실험결과 물을 주입하였을 경우 850 간극부피를 주입한 반면, 계면활성제 적용시 95-165 간극부피에서 84.5%-99.5%의 제거효율을 보였는데 이는 계면활성제 기법을 오염된 지반 정화에 효율적으로 적용할 수 있음을 나타내는 것이다.
토양 슬러리 시스템에서 유해물질의 미생물 분해시 계면활성제를 고려한 속도론적 모델을 개발하였다. 이 모델은 오염물질과 계면활성제의 분배, 미생물의 수용액상, 미셀상, 흡착상 분해, 계면활성제 첨가에 의한 대상물질 용해, 대상물질의 물질전달을 포함한다. 오염물질은 phenanthrene, 계면활성제는 Triton X-100, Triton NP-10, Igepal CA-720, Brij 30을 적용하였다. 미셀상 분해가 존재할 경우 매우 낮은 미셀상 이용도에서도 전체 분해속도를 크게 향상시킬 수 있었다. 미셀상 이용성이 존재하는 경우와 그렇지 않은 경우 모두 계면활성제 농도가 증가할수록 수용액상 농도가 감소하여 전체 분해속도는 감소하였다. 흡착상 분해는 수용액상 분해나 미셀상 분해와 비교하여 전체 분해속도에 미치는 영향이 적었다. 본 모델은 계면활성제를 이용한 오염토양 생물복원시 계면활성제 탐색과 최적 공정 설계에 활용될 수 있을 것이다.
In this study, we evaluated the characteristics by the addition of 3 different kinds of nonionic surfactant to improve the dispersion stability of slurries. Slurry stability is an issue in any industry in which settling of particles can result in poor performance. So we observed the variation of particle size and settling rate when the concentration and addition time of surfactant are changed. When the surfactant is added after milling process, the particle size and pH became low. It is supposed that the particle agglomeration was disturbed by adsorption of surfactant on alumina abrasive. The settling rate was relatively stable when nonionic surfactant is added about 0.1~1.0 wt%. When molecular weight(MW) is too small like Brij 35, it was appeared low effect on dispersion stability. Because it can't prevent coagulation and subsequent settling with too small MW. The proper quality of MW for slurry stability was presented about 500,000. Consequently, the addition of nonionic surfactant to alumina slurry has been shown to have very good effect on slurry stabilization. If we apply this results to copper CMP process, it is thought that we will be able to obtain better yield.
본 연구에서는 불소계 계면활성제 FS-606 첨가가 탄화수소계 계면활성제 CDP-W에 의한 n-헥산 가용화에 미치는 영향에 관한 실험을 수행하였다. 오일 방울 접촉 실험방법을 사용하여 측정한 가용화 속도는 초기 n-헥산 오일 방울 크기에 상관없이 일정하게 나타났으며, 계면활성제 농도에 따라 거의 선형적으로 증가함을 알 수 있었다. 이러한 결과로부터 FS-606과 CDP-W의 혼합 계면활성제에 의한 n-헥산 오일의 가용화는 계면 조절 메커니즘을 따르는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 FS-606과 CDP-W의 혼합 계면활성제 시스템에서의 FS-606 조성 증가에 따라 가용화 속도는 증가하여 최대를 나타낸 후 다시 감소하였다. 반면에 FS-606 조성 증가에 따라 계면활성제 수용액과 n-헥산 오일 사이의 계면장력은 감소하여 최소를 나타낸 후 다시 증가하였다.
원유로 심각하게 오염된 쿠웨이트 토양에 대하여 대표적인 비이온계면활성제 용액을 이용한 토양세척법의 적용 가능성을 규명하기 위해, 다양한 세척조건에서 배치실험을 실시하였다. 쿠웨이트 지역의 증발된 원유소호(oil pond) 주변에서 채취한 토양의 평균 TPH농도는 223,754 mg/kg으로, 기존의 토양세정/세척 연구에서는 거의 적용되지 않았던 오염이 매우 심한 쿠웨이트 토양과, 유류나 유기오염물에 대하여 토양세척 효과가 높은 것으로 보고된 비이온계면활성제 9종(Tween 계열 4종, Tergitol 계열 4종, TritonX-100)을 사용하였다. 먼저 각 계면활성제 용액의 농도에 따른 원유의 용해도를 측정하기 위한 배치실험을 실시하였고, 높은 원유 용해도를 나타낸 세 종류의 계면활성제를 이용하여 토양세척 실험을 실시하였다. 사용된 계면활성제 중에서 TritonX-100이 5% 농도에서 67%의 가장 높은 원유 제거율을 나타냈지만, 1회 세척만으로는 정화목표(TPH 농도: 10,000 mg/kg)에 도달하지 않아 연속세척 실험을 실시하였다. 세 종류의 계면활성제에 대하여 2% 계면활성제 용액을 이용한 연속세척 실험 결과, 세척 횟수가 증가할수록 원유의 제거율이 증가하였고, 5회 연속세척 후 96% 이상의 제거율을 나타내며 제거목표에 도달하였다. 연속세척 실험 후 토양에 잔류하는 계면활성제의 탈착능력을 측정하기 위해 앞서 실시한 연속세척 실험과 동일한 방법을 이용하여 실리카 비드와 오염 토양을 TritonX-100 2% 계면활성제 용액으로 5회 세척한 경우, 각각 7.8%와 19.6%의 계면활성제가 흡착되어 비드와 토양 내에 잔류하였다. 계면활성제가 흡착된 비드와 토양을 증류수를 이용해 동일한 세척방법으로 추가 물세척을 실시한 결과, 비드에 잔류하는 계면활성제는 0.2%로, 토양에 잔류하는 계면활성제는 4.3%로 감소하여 흡착된 대부분의 계면활성제가 추가 물세척에 의해 탈착됨을 알 수 있었다. 본 실험의 결과로부터 TritonX-100, Tergitol S-15-7, Tergitol S-15-9 계면활성제를 이용한 토양세척법이 유류 오염이 매우 심한 원유오염 토양(TPH 농도 200,000 mg/kg 이상)을 정화하는데 효과적으로 적용될 수 있음을 입증하였다.
본 연구는 유류 화합물 중 phenol을 대표적인 친수성 유기 화합물로, phenanthrene을 대표적인 소수성 유기오염물로 선정하여 실내에서 인위적으로 오염시킨 세립질 지반에 EK 정화 실험을 실시하였다. 또한, 유기 오염물의 제거효율을 높이기 위해 기존의 양수처리에서 향상기법으로 사용하는 계면활성제를 이용한 향상기법을 연구하였다. 실내 bench 스케일 실험결과, 물에 대한 용해도가 높은 phenol은 비교적 쉽게 제거되었지만, 용해도가 낮은 phenanthrene은 거의 제거되지 않음을 알 수 있었다. 또한, 계면활성제를 적용한 향상기법에서 phenanthrene이 음극부 근처에서 누적되는 지연현상을 보였지만, 농도가 증가할수록 제거효율은 증가하였다. 가동시간을 증가시킨 실험을 통해 시간을 증가시키는 것이 계면활성제의 농도를 증가시키는 것보다 효과적인 것을 알 수 있었다.
환경친화적이면서 저가의 비이온성 계면활성제가 함유된 소화약제를 조제하고 이의 물성과 소화약제 성능시험을 수행하였다. 약제의 주된 계면활성제로서 에톡실레이티이드 솔비톨 셉타올레이트, 에톡실레이트 솔비톨 트리올레이트 그리고 선형 에톡실레이트 이차 알코올을 사용하였다. 본 연구에서는 휘발유의 부피보다 4배 가량의 6% 소화약제가 투입되는 경우 화재를 진압할 수 있는 능력을 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 1단위 B급 화재 진화 시험을 수행한 결과, 소화성능은 계면활성제의 농도에 정비례하는 것으로 나타났다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권8호
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pp.1239-1250
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2004
This research was concerned with the enhancement of heat transfer by surfactant added to the aqueous solution of LiBr. Different vertical tubes were tested with and without an additive of normal octyl alcohol. The test tubes are a bare inner surface. a groove inner surface, a corrugated inner surface and a spring inserted inner surface tubes. The additive concentration was about 0.08 mass%. The heat transfer coefficient was measured as a function of the film Reynolds number in the range of 20~200. Experiments were carried out at higher cooling water temperature of $35^{\circ}C$ to simulate an air cooling condition for several kinds of absorber testing tubes. The experimental results were compared with and without surfactant. The enhancement of heat transfer by Marangoni convection effect which was generated by addition of the surfactant is observed in each test tube. Especially, it is clarified that the tube with an inserted spring has the highest enhancement effect.
This research was concerned with the enhancement of heat transfer by surfactant added to the aqueous solution of LiBr. Different horizontal tubes were tested with and without an additive of normal octyl alcohol. The test tubes were a bare tube, floral tube and hydrophilic tube. The additive mass concentration was about 0.05${\sim}$5.5%. The heat transfer coefficient was measured as a function of solution flow rate for the range of 0.01${\sim}$0.034 kg/ms. The experimental results were compared with cases without surfactant. The enhancement of heat transfer by Marangoni convection effect generated by the addition of the surfactant is observed in each test tube. The increase of heat transfer coefficient by surfactant addition is about 35${\sim}$90% for bare tube, 40${\sim}$70% for the floral tube, 30${\sim}$50% for the hydrophilic tube and was higher for the cases with smaller a little solution flow rates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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