발포 폴리스티렌으로부터 증류수로의 잠재적 저분자 물질의 이행을 측정하고 수학적 모델을 이용하여 이행속도를 분석하고 예측하고자 하였다. 총괄 이행의 지표로 사용되는 KMnO$_4$ 소비량, 증발잔류물 등과 특정 이행으로는 styrene monomer를 측정하였다. Fick의 법칙을 사용하여 폴리스티렌으로부터의 이행과 확산에 대한 정량적 모델을 확립하고, 온도 및 용매조건에 따른 확산계수를 구하였다. 이로부터 다양한 사용조건에 대한 이행량을 예측하고, 현실적인 의미를 제시하였다. 발포 폴리스티렌으로부터의 증류수로의 이행물질로서 KMnO$_4$소비량, styrene monomer의 이행은 6$0^{\circ}C$에서 각각 0.030 $\textrm{mm}^2$/h과 6.8${\times}$$10^{-5}$$\textrm{mm}^2$/h의 값을 보였다. 온도의존성을 나타내는 활성화에너지 값은 KMnO$_4$ 소비량, styrene monomer에 대해 각각 80.5 kJ/㏖ 및 98.6 kJ/㏖로 나타났다. 이행량 측정에서 적절한 이행의 정도를 얻을 수 있는 실험조건을 제시하고, 몇 가지 예상조건에 대해서 styrene monomer의 이행거동을 예측 제시하였다.
본 연구에서는 스틸렌(styrene)과 부틸아크릴레이트(butyl acrylate)를 모노머 비에 따라 합성 제조하고, 합성 제조 된 시멘트 혼화용 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 물리적 성질과 내구성에 대한 특성을 보통 시멘트 모르타르와 기존에 생산되어 현장에 적용되고 있는 St/BA계 폴리머 시멘트 모르타르를 비교 분석하고자 하였다. 실험 결과, St/BA의 모노머 비가 50:50, 60:40일 경우에는 시멘트 혼화용으로 사용하기에 가장 적합하였으며, 세공용적의 분포나 강도 특성에서도 우수한 결과를 나타냈다. 또한 방수성능과 염화물 이온에 대한 침투 저항성도 St/BA의 모노머비가 증가할수록, 폴리머 시멘트 비가 증가할수록 증진 효과가 우수한 결과를 나타냈다. 따라서 본 연구를 통해 합성제조된 St/BA 라텍스를 시멘트 모르타르에 혼입할 경우 우수한 성능개선 효과를 얻을 수 있었다.
새로운 acrylimide로서 N-acrylylpyrrolidone을 합성하였다. N-Acrylylpyrrolidone은 N-methacrylyl-lactam과는 다르게 homopolymerization을 열적으로도 함을 관찰하였다. Styrene과 N-acrylylpyrrolidone의 공중합시 각 monomer의 reactivity ratio를 구하였다. 그 결과 생성되는 copolymer는 pyrrolidone의 음이온 중합에 적절한 acyl-lactam function을 가지고 있음을 알았다.
본 연구에서는 스티렌(styrene; St)과 부틸아크릴레이트(butyl acrylate; BA)를 단량체 비에 따라 합성 제조하고, 합성제조된 시멘트 혼화용 폴리머를 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르의 물리적 성질과 내구성에 대한 특성을 보통 시멘트 모르타르와 기존에 생산되어 현장에 적용되고 있는 St/BA계 폴리머 시멘트 모르타르를 비교 분석하고자 하였다. 실험결과, St/BA의 단량체 비가 50:50, 60:40일 경우에는 시멘트 혼화용으로 사용하기에 가장 적합하였으며, 강도특성에서도 우수한 결과를 나타냈다. 또한, 방수성능과 염화물 이온에 대한 침투 저항성, 그리고 중성화 저항성도 St/BA의 단량체 비가 증가할수록, 폴리머 시멘트 비가 증가할수록 증진효과가 우수한 결과를 나타냈다. 따라서, 본 연구를 통해 합성제조된 St/BA 라텍스를 시멘트 모르타르에 혼입할 경우 우수한 성능개선 효과를 얻을 수 있었다.
선박에 적재된 화학물 스타이렌모노머(Styrene Monomer, SM)의 폭발/화재 사고가 울산항에서 발생하여 막대한 손실을 야기하였다. SM은 독성 화학물로서 항해자들이 쉽게 그 위해성을 알 수 없는 문제가 있고, 이러한 SM의 폭발/화재 사고의 원인 규명이 쉽지 않다. 아울러, 최근 들어 SM 이외에 LNG/LPG 등 고위험 화학 화물들의 폭발/화재는 물론 해기사들에게 가해질 수 있는 위해성의 증거가 날로 증가하고 있는 바, 이에 대한 체계적이고 과학적인 연구를 위한 자료의 수집과 분석 및 이를 통한 위해성 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 해기사들에게 SM의 위해성을 교육하기 위한 목적으로 SM의 화학적 반응과 신체 위해성 등을 조사하고, 그에 대한 대응방안을 조사하기 위한 것이다. 장차 해기사로 승선할 학부생의 입장에서 어떠한 위험이 있는지를 인지하는 것은 중요하다. 본 연구는 날로 증가하고 있는 고위험 화학 화물에 대한 경각심 고취와 위해성 이해의 증진에 기여할 것으로 기대된다.
비불소계 스티렌 고분자 전해질 막의 산화안정성을 개선하기 위해 p-methyl styrene, t-butyl styrene, ${\alpha}-methyl$ styrene과 같은 스티렌 유도체를 단독 또는 복합으로 도입하고 모노머 흡수법을 이용하여 막을 제조하였다. 제조된 막의 특성분석으로 중합무게비, 함수율, 이온교환용량, 수소이온 전도도 및 가속조건에서의 산화안정성을 조사하였다. 사용된 스티렌 유도체의 구조 및 특성에 따라 모노머 흡수, 중합 및 술폰화 단계가 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화적으로 안정한 고분자를 형성하는 ${\alpha}-methyl$ styrene은 중합 단계가 어렵기 때문에 스티렌 또는p-methyl styrene과 공중합하여 제조하였고 p-methyl styrene과 공중합된 ${\alpha}-methyl$ styrene 막은 스티렌과 공중합한 막보다 높은 전도도 및 안정성을 나타내었으나 낮은 분자량으로 인해 안정성의 개선을 크게 보이지 못하였다. 벤젠 고리에 큰 치환기를 갖는 t-butyl styrene은 모노머 흡수 및 술폰화과정이 용이하지 않기 때문에 제조된 막의 성능이 감소하였으며 이를 p-methyl styrene과 공중합할 때 우수한 성능과 스티렌막보다 크게 개선된 안정성을 보였다.
항균효과가 있는 sulfadiazine을 포함하는 아크릴형 단량체를 축합반응으로 합성하였으며, 합성된 아크릴형 단량체와 스티렌 단량체를 함께 라디칼 공중합으로 poly(styrene-co-sulfadiazine)을 합성하였다. 중합체의 중량평균분자량이 27800이었으며, 화학구조와 sulfadiazine과 스티렌 단량체간의 몰비는 핵자기공명분석을 통하여 확인하였다. 이 중합체를 이용하여 15 kV 하에서 전기방사를 수행하여 나노섬유 멤브레인을 제조하였으며, 멤브레인을 구성하고 있는 섬유의 직경은 약 500~800 nm 크기를 가졌다. 제조된 멤브레인의 항균성을 평가하기 위하여 양성균 S. Aureus와 음성균 E. Coli를 사용하였으며, 균주의 colony의 개수 증감으로 항균성을 평가하였다.
The runaway reaction was analyzed experimently and theoretically at the batch styrene suspension polymerization process. In the experiments, the reaction temperature with time was measured at various experimental conditions. According to the experimental results, the risk of the runaway reaction was increased with increasing the ratio of the monomer(styrene, M) to the dispersion medium(water, W), the concentration of the initiator(BPO), and the monomer mass, respectively. And simulation results showed that the runaway reaction was significantly affected by the reaction rate constant of the propagation and that the phenomena of the runaway reaction occurred at about 70% conversion. Also, we found that the runaway reaction did not occur under the operating condition of below 0.5 for M/W, approximate 3 wt% BPO, and below 75$^{\circ}C$ for the cooling temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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