종래에는 수백 미크론의 고분자 입자를 제조하기 위해서는 통상, 현탁안정제가 용해되어 있는 수성 매질 중에 소수성단량체(monomer) 함유액을 넣고, 교반 장치에 의해 분산시키고 중합하는 현탁중합공정이 사용되어 왔다. 현탁중합공정에서는 교반 속도를 제어하여 단량체 유적의 크기를 조절하면 고분자 입자의 크기를 어느 정도 제어할 수 있지만, 제조된 입자는 넓은 입도 분포를 가지며 평균입경이 크다는 단점이 있었다. 본 연구에서는 上昇현탁중합공정을 이용하여 수백 미크론의 균일계 ...
종래에는 수백 미크론의 고분자 입자를 제조하기 위해서는 통상, 현탁안정제가 용해되어 있는 수성 매질 중에 소수성단량체(monomer) 함유액을 넣고, 교반 장치에 의해 분산시키고 중합하는 현탁중합공정이 사용되어 왔다. 현탁중합공정에서는 교반 속도를 제어하여 단량체 유적의 크기를 조절하면 고분자 입자의 크기를 어느 정도 제어할 수 있지만, 제조된 입자는 넓은 입도 분포를 가지며 평균입경이 크다는 단점이 있었다. 본 연구에서는 上昇현탁중합공정을 이용하여 수백 미크론의 균일계 폴리스티렌 입자를 제조하는데 목적이 있다. 上昇현탁중합공정은 단량체 액적과 물의 밀도차이를 이용한 방법으로, 현탁안정제가 용해된 수용액이 채워져 있는 용기 하부에 여러개의 오리피스를 가지는 노즐이 위치하고, 오리피스를 통해 단량체를 수용액 중에 공급하는 동시에 진동을 가하여 균일한 단량체 액적을 분산시키고 상승시켜 중합하는 방법이다. 현탁안정제의 농도와 주파수, 중합개시제의 농도등 공정 변수의 영향을 실험적으로 확인함으로서 폴리스티렌 입자의 입도를 조절할 수 있었다. 폴리스티렌 입자의 크기는 주파수와 밀접한 연관을 가지고 있었으며, 입도 분포는 현탁안정제의 농도와 밀접한 연관을 가지고 있었다. 이러한 요인들을 조절함으로써 257~512㎛ 크기의 1.2이하의 균일 계수를 가지는 균일계 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있었다. 강산성 양이온 교환수지를 제조하기 위하여 제조된 폴리스티렌 입자에 황산을 이용한 술폰화 반응을 실시하였다. 술폰화 반응을 통하여 중합 조건에 따라 입자의 파손이 일어남을 알 수 있었으며, 이는 중합개시제의 농도를 조절함으로서 해결할 수 있었다. 또한 제조된 입자의 열분해 온도를 관찰하기 위하여 열중량 분석(TGA)을 실시하였으며, 가교도의 증가에 따라 열분해 온도가 증가함을 확인하였다.
종래에는 수백 미크론의 고분자 입자를 제조하기 위해서는 통상, 현탁안정제가 용해되어 있는 수성 매질 중에 소수성 단량체(monomer) 함유액을 넣고, 교반 장치에 의해 분산시키고 중합하는 현탁중합공정이 사용되어 왔다. 현탁중합공정에서는 교반 속도를 제어하여 단량체 유적의 크기를 조절하면 고분자 입자의 크기를 어느 정도 제어할 수 있지만, 제조된 입자는 넓은 입도 분포를 가지며 평균입경이 크다는 단점이 있었다. 본 연구에서는 上昇현탁중합공정을 이용하여 수백 미크론의 균일계 폴리스티렌 입자를 제조하는데 목적이 있다. 上昇현탁중합공정은 단량체 액적과 물의 밀도차이를 이용한 방법으로, 현탁안정제가 용해된 수용액이 채워져 있는 용기 하부에 여러개의 오리피스를 가지는 노즐이 위치하고, 오리피스를 통해 단량체를 수용액 중에 공급하는 동시에 진동을 가하여 균일한 단량체 액적을 분산시키고 상승시켜 중합하는 방법이다. 현탁안정제의 농도와 주파수, 중합개시제의 농도등 공정 변수의 영향을 실험적으로 확인함으로서 폴리스티렌 입자의 입도를 조절할 수 있었다. 폴리스티렌 입자의 크기는 주파수와 밀접한 연관을 가지고 있었으며, 입도 분포는 현탁안정제의 농도와 밀접한 연관을 가지고 있었다. 이러한 요인들을 조절함으로써 257~512㎛ 크기의 1.2이하의 균일 계수를 가지는 균일계 폴리스티렌 입자를 제조할 수 있었다. 강산성 양이온 교환수지를 제조하기 위하여 제조된 폴리스티렌 입자에 황산을 이용한 술폰화 반응을 실시하였다. 술폰화 반응을 통하여 중합 조건에 따라 입자의 파손이 일어남을 알 수 있었으며, 이는 중합개시제의 농도를 조절함으로서 해결할 수 있었다. 또한 제조된 입자의 열분해 온도를 관찰하기 위하여 열중량 분석(TGA)을 실시하였으며, 가교도의 증가에 따라 열분해 온도가 증가함을 확인하였다.
In the past, to produce hundreds micron size of polymer beads, the suspension polymerization was mostly used. That is the hydrophobic monomer was dispersed in stabilizer dissolved water by agitating and polymerized. In the suspension polymerization, the size of polymer beads can be controled to some...
In the past, to produce hundreds micron size of polymer beads, the suspension polymerization was mostly used. That is the hydrophobic monomer was dispersed in stabilizer dissolved water by agitating and polymerized. In the suspension polymerization, the size of polymer beads can be controled to some extent by controlling agitating velocity and regulating the size of monomer droplets, but in this method, a defect may be produced such as broad size distribution of beads. In this study we are going to produce the monodisperse polystyrene beads in size of hundreds micron by the ascension polymerization method. The ascension polymerization method is the polymerization of rising monomer droplets by radical polymerization in water using the density difference between monomer droplet and water. The monomer droplet were produced by vibration at the nozzles, to which the monomer is supplied, located at the lower part of an instrument. So the size and the size distribution of polystyrene beads can be controlled by processing variables such as the quantity of suspension stabilizer and the polymerization initiator and the vibration frequency. It was found that the vibration frequency affected the size of polystyrene beads, while the quantity of suspension stabilizer affected the size distribution of beads. By controlling those factors, monodisperse polystyrene beads with the size of 257~512㎛ and the uniformity coefficient less than 1.2 was produced. In order to produce strong-acid cation exchange resin, the polystyrene beads sulfonated by sulphuric acid. Depending the conditions of polymerization, the beads were broken during sulfonation, but we resolved the problem by controlling the quantity of polymerization initiator. By the thermo gravimetric analysis(TGA) characterized thermal property of the polymer beads. The decomposition temperature of the polystyrene beads increased with increasing cross-linking density.
In the past, to produce hundreds micron size of polymer beads, the suspension polymerization was mostly used. That is the hydrophobic monomer was dispersed in stabilizer dissolved water by agitating and polymerized. In the suspension polymerization, the size of polymer beads can be controled to some extent by controlling agitating velocity and regulating the size of monomer droplets, but in this method, a defect may be produced such as broad size distribution of beads. In this study we are going to produce the monodisperse polystyrene beads in size of hundreds micron by the ascension polymerization method. The ascension polymerization method is the polymerization of rising monomer droplets by radical polymerization in water using the density difference between monomer droplet and water. The monomer droplet were produced by vibration at the nozzles, to which the monomer is supplied, located at the lower part of an instrument. So the size and the size distribution of polystyrene beads can be controlled by processing variables such as the quantity of suspension stabilizer and the polymerization initiator and the vibration frequency. It was found that the vibration frequency affected the size of polystyrene beads, while the quantity of suspension stabilizer affected the size distribution of beads. By controlling those factors, monodisperse polystyrene beads with the size of 257~512㎛ and the uniformity coefficient less than 1.2 was produced. In order to produce strong-acid cation exchange resin, the polystyrene beads sulfonated by sulphuric acid. Depending the conditions of polymerization, the beads were broken during sulfonation, but we resolved the problem by controlling the quantity of polymerization initiator. By the thermo gravimetric analysis(TGA) characterized thermal property of the polymer beads. The decomposition temperature of the polystyrene beads increased with increasing cross-linking density.
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