• 제목/요약/키워드: hydrophilic and hydrophobic groups

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비이온 계면활성제에 대한 친수성기와 소수성기의 그룹 특성 (Hydrophilic and Hydrophobic Group Characteristics for Nonionic Surfactants)

  • 하윤식;손만식;백우현
    • 한국환경과학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.57-64
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    • 1994
  • On the basis of the principle of Bratch's electronegativity equalization, we calculated group partial charges and group electronegativities for nonionic surfactants with Pauling's elecoonegativity parameters by using numerical calculation method. From calculated outputs we have investigated structural stability of micelle, characteristics of hydrophilic and hydrophobic groups, and relation between CMC(Critical Micelle Concentraion) and group partial charge and group electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups for nonionic surfactants. We have known that CMC by micelle formation depends upon group partial charge and group electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups for surfactants. Also, the structural stability of micelle in H2O solution is related to the electric double layer by the hydrophilic group of nonionic surfactants with H atoms in water CMC is diminished by the decrease of repeating units in hydrophilic group at constant hydrophobic group and is diminished by the increments of alkyl chains in hydrophobic group at constant hydrophilic group for nonionic surfactants. In conclusion, CMC is diminished because there is no electrostatic repulsion and is diminished of Debye length by the increments of partial charge of hydrophobic group.

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계면활성제의 친수·소수성 그룹의 전기음성도와 CMC 특성 (Electronegativity and CMC Characteristics of Hydrophilic and Hydrophobic Group for Surfactants)

  • 하윤식;백우현;장윤호
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.914-919
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    • 1997
  • 본 연구에서는 Bratsch의 전기음성도 동등화 원리를 바탕으로 Pauling의 전기음성도 파라미터를 이용하여 음이온과 비이온 계면활성제의 전기음성도 동등화 및 그룹 전기음성도와 그룹 부분전하를 계산하여 계면활성제의 친수성기와 소수성기의 그룹 부분전하, 전기음성도와 CMC에 대한 특성을 조사하였다. 그 결과 계면활성제의 CMC는 친수성기와 소수성기의 그룹 부분전하와 그룹 전기음성도에 의존한다는 것을 알 수 있었다. 음이온 계면활성제인 경우 소수성기의 탄소수가 증가함에 따라 소수성기에도 음의 부분전하가 비편재화되어 전기음성도가 매우 큰 친수성 그룹의 음의 부분전하가 감소하여 친수성기간의 반발력이 상대적으로 줄어들기 때문에 CMC가 낮아짐을 알수 있다. 비이온 계면활성제의 경우에 소수성기의 탄소수가 증가하면 소수성기에서의 부분전하가 증가하게되며, 전기음성도의 증가가 친수성기의 전기음성도를 감소시켜 CMC가 낮아짐을 알수 있다. 그러나 친수성기의 반복단위가 증가하면 친수성기의 음의 부분전하가 증가하게 되고 따라서 수화능이 증가하기 때문에 계면활성제는 미셀로 존재하기 보다는 물속에 수화되기 때문에 CMC는 증가하게 된다.

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계면활성제의 친수.소수성 그룹의 부분전하와 CMC특성 (양이온 및 양쪽성 계면활성제) (Partial Charge and CMC Characteristics of Hydrophilic and Hydrophobic Group of Surfactants (Cationic and Amphoteric Surfactant))

  • 하윤식
    • 한국환경과학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.403-408
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    • 2000
  • On the basis of theory of Bratsch's electronegativity equalization the electronegativity equalization the group electronegativities and the group partial charges for cationic and amphoteric surface and amphoteric surfactants could be calculated using Pauling's electronegativity parameters. From calculated output we have investigated relationships between CMC(critical micelle concentration) and partial charge and group electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups structural stability of micelle for cationic and amphoteric surfactants. As a result CMC depends upon partial charge and electronegativity of hydrophilic group is decreased. With increasing the carbon number of hydrophilic group for cationic surfactant its partial charge is increased but CMC and its electronegativity are decreased. With increasing the carbon number of hydrophobic group for cationic and amphoteric surfactant its partial charge is increased but CMC andits electronegativity are decreased.

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실리카 에어로겔의 표면 개질 (Surface Modification of Silica Aerogels)

  • 현상훈;이찬호;김동준
    • 한국세라믹학회지
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    • 제33권12호
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    • pp.1319-1324
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    • 1996
  • Silica aerogels were synthesis by the sol-gel-supercritical drying process using isopropanol as a solvent. Effets of the heat-treatment and the surface modification through propoxylation on the structural reinforcement as well as the surface hydrophobic/hydrophilic characteristics of aerogels were investigated. Silica aerogels synthesized by supercritical drying were hydrophobic but aerogels heat-treated above 20$0^{\circ}C$ were transformed to be hydrophilic. In particular it was found that the skeletal structure of aerogels heat-treated at 50$0^{\circ}C$ was strong enough not to crack after adsorbing a large amount of water vapor. Hydrophilic aerogels modified by propoxylation at 28$0^{\circ}C$ for 20 h were reversed to the hydrophobic form. Transition between hydrophobicity and hydrophilicity was reversible. The hydrophobicvity and the hydrophilicity of silica aerogels were attributed to the Si-Oh bond and the nonpolar C-H bond groups of orgainc species respectively.

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표면개질에 의한 혈액적합성 폴리우레탄의 제조 (Preparation of blood-compatible polyurethanes by surface modification)

  • 한동근;정서영;김영하;민병구
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1990년도 추계학술대회
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    • pp.61-63
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    • 1990
  • To develop better blood compatibility of commercial polyurethane(PU), PU surface was chemically modified wi th a hydrophobic perfluorocarhon or a hydrophilic polyethylene oxide(PEO) and/or sulfonated groups, respectively. The water contact angle of modified PUs varied from $110^{\circ}$ to $0^{\circ}$. All the modified PUs were more blood compatible than untreated PU. In particular, PEO-sulfonate grafted PUs showed a very enhanced antithrombogenicity due to the synergistic effect of PEO and $SO_3$ groups. Therefore more hydrophobic and hydrophilic PU surfaces are promising for improving the blood compatibility.

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나노실리카를 함유한 불소실란으로 코팅된 유리 표면의 발수 특성 (Water repellency of glass surface coated with fluorosilane coating solutions containing nanosilica)

  • 이수;김건민
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.531-540
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    • 2019
  • 친수성 및 소수성 나노실리카를 tetraethyl orthosilicate(TEOS)를 커플링제로 사용하여 유리 표면에 거친 스파이크 구조 형성과 반응성 hydroxyl기를 동시에 도입한 후 불소를 함유한 실란으로 2차 코팅처리하여 궁극적으로 발수성 유리 표면 형성의 최적 조건을 확립하는 연구를 수행하였다. 소수성 나노실리카인 실리카 에어로졸을 이용한 초소수 도막의 형성은 나노실리카 표면에 반응성인 -OH기가 존재하지 않아 내구성이 있는 소수성 도막을 형성할 수 없었다. 이에 반하여 친수성기를 가진 나노실리카와 가수분해된 TEOS를 포함하는 코팅액 이용하여 유리 표면을 1차 코팅한 후 2차로 trichloro-(1H,1H,2H,2H)perfluorooctylsilane(TPFOS) 용액으로 코팅하여 $150^{\circ}$ 이상의 수접촉각을 가지는 초소수 표면을 제조하였으며, $1^{\circ}$ 이하의 물 슬라이딩각을 보여 초발수성도 동시에 가지고 있었다. 이에 덧붙여 친수성 나노실리카의 함량이 증가할수록 광투과도가 감소하였으며, TPFOS 용액에 의해서도 광투과도가 감소하였다. 코팅된 유리시편의 내구성 50회 문지름까지는 초소수성을 유지하였으나, 200회 문지름에서는 단지 소수성만을 유지하였다. 결론적으로 최적의 코팅액의 조건은 친수성 나노실리카의 함량이 0.3 g인 HP3 코팅액을 2회 코팅한 후 2차로 TPFOS 용액으로 코팅하는 것이었다. 이렇게 제조된 코팅액은 광투과도가 중요한 솔라셀의 표면 처리제로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

응집제 주입에 따른 NOM과 저압막의 막오염 특성에 관한 연구 (A study on the fouling characteristics of low-pressure membranes and NOM with coagulation pretreatment)

  • 박상혁;홍종현;유명진;구자용
    • 상하수도학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.237-246
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    • 2010
  • This study was carried out to compare the performances of hydrophobic and hydrophilic membranes in the filtration of the pretreatment waters using coagulants such as PAC and PAHCs, and to investigate the influence of NOM characteristics on the fouling of membranes. As a result, the hydrophobic fraction was more effectively removed by PAHCs, however the transphilic and hydrophilic fraction were more effectively removed by PAC on NOM removal. Raw water showed the highest response in the range of humic substances, and pre-coagulated waters with PAC and PAHCs followed. It was also observed that the fouling effect for a hydrophobic membrane was greater than that of a hydrophilic membrane with a similar pore size, due to fouling caused by adsorption. Foulants causing significant flux decline were alcoholic compounds (polysaccharide-like) and humic substances including aromatic groups. Especially, it appeared that alcoholic compounds such as polysaccharide-like substances which mostly remained after coagulation pretreatment had most influence on fouling. It was found that fouling were influenced by each fraction NOM components depending on coagulants used. And PAHCs was more efficient for membrane fouling than PAC.

XAD 및 FT-IR을 이용한 영산강수계 광주시 유역 자연유기물질의 분포특성 연구 (A Study on Characteristics of Natural Organic Matter using XAD and FTIR in Yeongsan River System)

  • 이동진;전강민;김상돈;정수정;이경희;황태희;임병진;조재원
    • 생태와환경
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    • 제44권4호
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    • pp.358-363
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    • 2011
  • 본 연구는 영산강수계 광주지역에 대하여 XAD와 FTIR를 이용하여 자연유기물질에 대한 분포특성을 연구하였다. XAD 8/4 resin을 이용한 NOM fractionation 분석은 친수성 및 소수성을 변별하는데 사용되어졌다. FT-IR은 자연유기물의 구조에서 기능족을 분석하는데 사용되어졌다. XAD 조사에서 영산강본류의 광주상류지점(GJ-1), 광주하류지점(GJ-2), 광주천(GJC), 광주하수처리장(GJS) 등 4개 지점에서 대부분 친수성으로 조사되었다. 다만, 3월에 GJ-1 지점에서는 소수성이 주를 이루었다. 5월에는 수온의 상승과 함께 미생물의 활성의 증가로 4개 지점 공통적으로 친수성으로 조사되었고, 10월에는 3월과 매우 유사한 결과가 되었다. FT-IR 조사에서는 넓거나 높아 뚜렷한 피크들이 주로 지방족 화합물, 특히 OH 그룹, CH, $C-H_2$, $C-H_3$ 및 C-O 알코올 그룹들로 나타났고, 이들은 친수성 물질들이다. FT-IR 조사에서 그 외의 피크들은 약간의 방향족 화합물, 특히 C=O (Ketone) 그룹이 나타났다. 결과적으로 본 연구에서 영산강수계 광주지역은 주로 친수성 물질들이며, 지방족 화합물(OH, C-H etc.)인 것으로 조사되었다.

함산소불소화가 저밀도 폴리에틸렌 표면의 그라프트 중합 및 그 표면 특성에 미치는 영향 (Effects of Oxyfluorination on Surface Graft Polymerization of Low Density Polyethylene Film and Its Surface Characteristics)

  • 윤석민;우상욱;정의경;배병철;박인준;이영석
    • 공업화학
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    • 제21권3호
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    • pp.343-348
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    • 2010
  • 저밀도 폴리에틸렌(low density polyethylene, LDPE) 필름의 표면을 다양한 반응 조건하에서 함산소불소화하여 hydroperoxide 관능기를 도입시켜 표면특성을 변화시켰다. 또한 생성된 hydroperoxide 관능기를 반응 개시제로 친수성 그룹을 가지는 단량체인 acryl amide (AM)와 소수성 그룹을 가지는 단량체인 methyl methacrylate (MMA)를 그라프트 중합시켜 LDPE 필름의 표면을 2차 개질하였다. 또한 LDPE, 함산소불소화 된 LDPE (OFPE), AM 및 MMA 단량체가 그라프트 된 OFPE 필름의 표면특성은 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 감쇠전반사 분광법, 시차주사 열량분석기 및 접촉각 측정법 등으로 분석하였다. DPPH 라디칼 분석법의 결과로부터, OFPE의 hydroperoxide 관능기의 양은 함산소불소화 총압력과 F2 가스의 부분압이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있었다. 접촉각 및 표면 자유에너지 분석결과로부터, 함산소불소화에 의해서 생성된 hydroperoxide 관능기와 AM과 같은 친수성 그룹을 가지는 단량체의 그라프트 중합은 LDPE 필름 표면에서 물과 같은 친수성 용매의 접촉각을 감소시키고, MMA와 같은 소수성 그룹을 가지는 단량체의 경우는 LDPE 필름 표면에서 methylene diiodide와 같은 비극성 용매의 표면 접촉각을 감소시켰다. 이는 AM 및 MMA 단량체의 그라프트 중합에 의한 것으로, LDPE 필름 표면은 친수성 및 소수성 용매에 대한 젖음성이 향상되었다.

고분자 유기실리콘 계면활성제의 개발 동향 (Trend on Development of Polymeric Organosilicone Surfactants)

  • 랑문정
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.546-567
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    • 2015
  • 실리콘계 계면활성제는 소수성 유기실리콘 그룹에 하나 또는 그이상의 친수성 극성그룹이 결합되어 있다. 반면에 탄화수소 계면활성제의 소수성 그룹은 탄화수소이다, 실리콘 계면활성제는 낮은 계면장력, 윤활성, 퍼짐성, 발수성, 열 안정성, 화학적 안정성 때문에 폴리우레탄 폼을 시작으로 건설재료, 화장품, 페인트잉크, 농약 등 많은 산업분야에 사용되고 있다. 다양한 응용분야에서의 요구사항을 반영하기 위한 다양한 기능을 가진 폭 넓은 화학구조를 가진 실리콘 계면활성제들이 필요하다. 본 총설에서는 소수성 폴리실록산 중추로서의 폴리디메틸실록산과 반응성 폴리실록산의 성질과 합성방법, 반응성 폴리실록산을 친수성 그룹과 결합시키는 규소수소화반응 같은 주요 반응방법, 그리고 폴리에테르, 이온성, 카보하드레이트 타입 같은 주요 고분자 실록산 계면활성제들의 합성방법을 논의한다.