올레핀 제조를 위한 열분해 잔유물을 원료로, 황산화 및 황산에스테르 반응을 통하여 계면활성제를 합성 및 분석하고, 이를 감수능이 우수한 고강도 콘크리트 제조용에 적용하였다. 계면활성제를 합성하기 위하여 황산의 첨가량은 잔유 몰 비의 1.5~2.8, 반응 시간은 10~60 분, 반응 온도는 70~120 ℃, 알콜 종류는 C1~C5, 알콜 첨가량은 잔유 무게의 2~50 wt%를 변화하여 최적 반응조건을 결정하였다. 황산화 반응은 가역 반응이기 때문에 과량의 황산 첨가량이 요구되었다. 역반응의 진행을 억제하기 위한 잔유와 황산의 몰 비는 1 : 2.5 이었고, 반응 시간은 40 분이었다. 또한 황산화 반응은 강열한 발열반응이기 때문에 100 ℃ 이후에서는 저분자량으로 되어 분산능이 감소하였다. 황산화 반응 후 ...
올레핀 제조를 위한 열분해 잔유물을 원료로, 황산화 및 황산에스테르 반응을 통하여 계면활성제를 합성 및 분석하고, 이를 감수능이 우수한 고강도 콘크리트 제조용에 적용하였다. 계면활성제를 합성하기 위하여 황산의 첨가량은 잔유 몰 비의 1.5~2.8, 반응 시간은 10~60 분, 반응 온도는 70~120 ℃, 알콜 종류는 C1~C5, 알콜 첨가량은 잔유 무게의 2~50 wt%를 변화하여 최적 반응조건을 결정하였다. 황산화 반응은 가역 반응이기 때문에 과량의 황산 첨가량이 요구되었다. 역반응의 진행을 억제하기 위한 잔유와 황산의 몰 비는 1 : 2.5 이었고, 반응 시간은 40 분이었다. 또한 황산화 반응은 강열한 발열반응이기 때문에 100 ℃ 이후에서는 저분자량으로 되어 분산능이 감소하였다. 황산화 반응 후 에탄올을 잔유 무게의 25 wt%를 첨가하여 황산에스테르 반응을 유도하였다. 합성 계면활성제의 화학적 구조를 확인하기 위하여 적외선, 자외-가시선 분광 및 분자량 분석을 하였다. 적외선 흡수 곡선에서 술폰산기(-SO3H)의 흡수 피크 1200, 1050 cm-1에서 센 흡수 띠와, 자외선영역에서 나프탈렌 계와 동일한 흡수 피크를 확인 할 수 있었고, 중량 평균분자량은 2100~2400 정도로 나타났다. 산화철 입자에 대한 분산성 실험에서 PNS의 투광도에 비해 1.89~7.12% 낮고, LS에 비해 0.08~2.74% 높게 측정되었는데 이는 분자 구조에 함유된 수산기 (-OH)의 영향 때문이다. 시멘트 풀에서의 mini-slump test 결과 시멘트 대비 0.4 wt% 첨가 시 LS에 비하여 약 42%향상 되었으며, 경시변화는 2시간 경과 후 물과의 접수 초기 대비 mini-slump 슬럼프의 감소율이 32.7%로 나타난 반면 PNS의 슬럼프 감소율은 43.1%로 나타났다. 이는 분자 구조 중에 존재하는 황산에스테르기 때문으로 시간에 따른 경시변화를 억제하는 작용을 하였다. 시멘트 입자의 전자 현미경 사진을 분석한 결과 계면활성제를 처리한 시멘트 입자들의 정전기적 반발력으로 인해 응집이 완화 된 것을 관찰할 수 있었다. 탄산칼슘에 계면활성제를 2 wt% 처리하여 제타 전위를 측정한 결과 합성한 계면활성제는 -32.2 mV, PNS -33.8 mV로 나타났는데 이는 알콜 첨가로 인한 황산 에스테르 결합의 형성 때문이다. 제조된 계면활성제의 물리적 특성을 확인하고자, 콘크리트를 제조하였으며, 슬럼프시험, 공기량 측정, 감수율 및 강도 측정을 수행한 결과, Plain 콘크리트에 비하여 공기량이 4.5%, 감수율 17.5% 및 3, 7, 28일 강도의 증가는 각각 41.3, 28.5, 25.9% 로서 기존의 PSG와 범용 콘크리트용 계면활성제인 LS에 비하여는 매우 우수하고, 고가의 PNS계와는 유사한 성능을 나타내었다. PNS 반응 공정에 비하여 2 시간 이내의 짧은 반응시간에도 우수한 성능의 계면활성제를 제조할 수 있었다.
올레핀 제조를 위한 열분해 잔유물을 원료로, 황산화 및 황산에스테르 반응을 통하여 계면활성제를 합성 및 분석하고, 이를 감수능이 우수한 고강도 콘크리트 제조용에 적용하였다. 계면활성제를 합성하기 위하여 황산의 첨가량은 잔유 몰 비의 1.5~2.8, 반응 시간은 10~60 분, 반응 온도는 70~120 ℃, 알콜 종류는 C1~C5, 알콜 첨가량은 잔유 무게의 2~50 wt%를 변화하여 최적 반응조건을 결정하였다. 황산화 반응은 가역 반응이기 때문에 과량의 황산 첨가량이 요구되었다. 역반응의 진행을 억제하기 위한 잔유와 황산의 몰 비는 1 : 2.5 이었고, 반응 시간은 40 분이었다. 또한 황산화 반응은 강열한 발열반응이기 때문에 100 ℃ 이후에서는 저분자량으로 되어 분산능이 감소하였다. 황산화 반응 후 에탄올을 잔유 무게의 25 wt%를 첨가하여 황산에스테르 반응을 유도하였다. 합성 계면활성제의 화학적 구조를 확인하기 위하여 적외선, 자외-가시선 분광 및 분자량 분석을 하였다. 적외선 흡수 곡선에서 술폰산기(-SO3H)의 흡수 피크 1200, 1050 cm-1에서 센 흡수 띠와, 자외선영역에서 나프탈렌 계와 동일한 흡수 피크를 확인 할 수 있었고, 중량 평균분자량은 2100~2400 정도로 나타났다. 산화철 입자에 대한 분산성 실험에서 PNS의 투광도에 비해 1.89~7.12% 낮고, LS에 비해 0.08~2.74% 높게 측정되었는데 이는 분자 구조에 함유된 수산기 (-OH)의 영향 때문이다. 시멘트 풀에서의 mini-slump test 결과 시멘트 대비 0.4 wt% 첨가 시 LS에 비하여 약 42%향상 되었으며, 경시변화는 2시간 경과 후 물과의 접수 초기 대비 mini-slump 슬럼프의 감소율이 32.7%로 나타난 반면 PNS의 슬럼프 감소율은 43.1%로 나타났다. 이는 분자 구조 중에 존재하는 황산에스테르기 때문으로 시간에 따른 경시변화를 억제하는 작용을 하였다. 시멘트 입자의 전자 현미경 사진을 분석한 결과 계면활성제를 처리한 시멘트 입자들의 정전기적 반발력으로 인해 응집이 완화 된 것을 관찰할 수 있었다. 탄산칼슘에 계면활성제를 2 wt% 처리하여 제타 전위를 측정한 결과 합성한 계면활성제는 -32.2 mV, PNS -33.8 mV로 나타났는데 이는 알콜 첨가로 인한 황산 에스테르 결합의 형성 때문이다. 제조된 계면활성제의 물리적 특성을 확인하고자, 콘크리트를 제조하였으며, 슬럼프시험, 공기량 측정, 감수율 및 강도 측정을 수행한 결과, Plain 콘크리트에 비하여 공기량이 4.5%, 감수율 17.5% 및 3, 7, 28일 강도의 증가는 각각 41.3, 28.5, 25.9% 로서 기존의 PSG와 범용 콘크리트용 계면활성제인 LS에 비하여는 매우 우수하고, 고가의 PNS계와는 유사한 성능을 나타내었다. PNS 반응 공정에 비하여 2 시간 이내의 짧은 반응시간에도 우수한 성능의 계면활성제를 제조할 수 있었다.
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