우리는 decalin 용액으로부터 결정화 통해 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 입자를 제조하였다. 열 유도 상 분리 (TIPS) 공정에서 입자의 형성은 LLDPE/decalin 용액을 제어하여 냉각하는 동안에 형성되었다. 높은 폴리머 농도에서 결정화를 위한 핵 생성과 성장속도의 증가에도 불구하고, 일반적으로 저 농도에서 보다 큰 입자를 초래하였으며, 결과적으로 LLDPE는 decalin 용액에서 농도가 증가할수록 LLDPE 입자의 평균 직경이 증가했습니다. FE-SEM 의 현미경사진에서, 다양한 농도로부터 관찰된 입자는 10 ${\mu}m$ 보다 작았으며, 구형 형태를 나타내었다. 부가적으로 그 크기에 대한 효과를 보면, LLDPE 입자 크기 분포는 폴리머 농도가 높을 때가 폭이 컸다.
우리는 decalin 용액으로부터 결정화 통해 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE) 입자를 제조하였다. 열 유도 상 분리 (TIPS) 공정에서 입자의 형성은 LLDPE/decalin 용액을 제어하여 냉각하는 동안에 형성되었다. 높은 폴리머 농도에서 결정화를 위한 핵 생성과 성장속도의 증가에도 불구하고, 일반적으로 저 농도에서 보다 큰 입자를 초래하였으며, 결과적으로 LLDPE는 decalin 용액에서 농도가 증가할수록 LLDPE 입자의 평균 직경이 증가했습니다. FE-SEM 의 현미경사진에서, 다양한 농도로부터 관찰된 입자는 10 ${\mu}m$ 보다 작았으며, 구형 형태를 나타내었다. 부가적으로 그 크기에 대한 효과를 보면, LLDPE 입자 크기 분포는 폴리머 농도가 높을 때가 폭이 컸다.
We fabricated linear low density polyethylene (LLDPE) particles via crystallization from decalin solution. In the thermally induced phase separation (TIPS) process, formation of particles occurred during controlled cooling of LLDPE/decalin solution. Despite an increase of nucleation and growth rate ...
We fabricated linear low density polyethylene (LLDPE) particles via crystallization from decalin solution. In the thermally induced phase separation (TIPS) process, formation of particles occurred during controlled cooling of LLDPE/decalin solution. Despite an increase of nucleation and growth rate for crystals at higher polymer concentrations, which generally results in larger particles than at lower concentration, the average diameter of LLDPE particles increased as LLDPE was more concentrated in decalin solution. In the FE-SEM micrographs, the observed particles from various concentrations were smaller than 10 ${\mu}m$, showing spherical morphologies. In addition to its effect on size, concentration of LLDPE had an broadening effect on the particle size distribution.
We fabricated linear low density polyethylene (LLDPE) particles via crystallization from decalin solution. In the thermally induced phase separation (TIPS) process, formation of particles occurred during controlled cooling of LLDPE/decalin solution. Despite an increase of nucleation and growth rate for crystals at higher polymer concentrations, which generally results in larger particles than at lower concentration, the average diameter of LLDPE particles increased as LLDPE was more concentrated in decalin solution. In the FE-SEM micrographs, the observed particles from various concentrations were smaller than 10 ${\mu}m$, showing spherical morphologies. In addition to its effect on size, concentration of LLDPE had an broadening effect on the particle size distribution.
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문제 정의
본 연구에서 기존에 사용하고 있는 300 micro 이상의 LLDPE 계통의 입자를 20 micro 이하로 제조하여 기존에 사용되고 있는 코팅에 대한 질적 향상과 경제성을 개선하기 위하여 용액상에서 micro/nano LLDPE 입자의 결정화를 시도하였다.
제안 방법
LLDPE 결정화 입자를 형성할 때 용매로 decaline을 사용하여 LLDPE 입자를 제조한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
선형저밀도 폴리에틸렌 입자는 모두 동일 가열 속도로 40℃에서 150℃ 까지 가열할 때 decaline-tetraglyme 및 온도에 의해 유도 결정화가 형성된다. LLDPE의 입자를 제조하기 위하여 용액의 냉각속도를 10℃/min로 일정하게 유지한 조건에서 냉각시켰으며, 선형저밀도 폴리에틸렌의 농도를 0.05%에서 0.25%로 변화시켜 제조된 저밀도 폴리에틸렌 입자의 광학 현미경 사진을 Fig. 2에 나타내었다. 사진으로 부터 입자의 형상은 대체적으로 구형임을 알 수 있었으며, 농도를 증가시킴에 따라 입경이 커졌다.
PE용액의 상태변화에 따르는 LLDPE의 입자 제조시에도 전자의 경우와 같은 동일 조건을 유지시켰다. 용액의 냉각속도를 역시 10℃/min로 일정하게 유지한 조건에서 냉각시켰으며, 용매변화에 따르는 선형저밀도폴리에틸렌의 농도는 중간정도의 농도인 0.
그리고 decahydronaphthalene (decalin)은 Junsei사에서 제조한 특급시약과 tetraethylene glycoldimethyl ether (tetraglyme, TG) Sigma-Aldrich에서 제조한 99%를 사용하였다. 그리고 실험에서 결정화시킨 LLDPE 입자의 분석에 사용한 기기는 고분해능 투과전자현미경(Field Emission Transmission Electron Microscope, FE-TEM) 모델 CZC MIRA I LMH를 통하여 각각의 물질을 조사하였다 [11,12].
본 연구에서는 열유도상분리법을 사용하여 decaline 등을 150℃로 가온한 다음 여기에 LLDPE 괴상을 용융시킨다. LLDPE 용융액에 역시 150℃로 가온한 tetraglyme을 가한 후 이를 800 rpm으로 교반한 후 결정화를 행하여 이들 미세입자를 제조할 수 있었다.
대상 데이터
본 연구에 사용한 아세톤 등의 시약은 시판용의 EP급을 사용하였으며, LLDPE(평균분자량 128,600～131,700, CAS No: 9002-88-4)는 Sigma-Aldrich(USA)사에서 제조한 시판용을 사용하였다. 그리고 decahydronaphthalene (decalin)은 Junsei사에서 제조한 특급시약과 tetraethylene glycoldimethyl ether (tetraglyme, TG) Sigma-Aldrich에서 제조한 99%를 사용하였다. 그리고 실험에서 결정화시킨 LLDPE 입자의 분석에 사용한 기기는 고분해능 투과전자현미경(Field Emission Transmission Electron Microscope, FE-TEM) 모델 CZC MIRA I LMH를 통하여 각각의 물질을 조사하였다 [11,12].
본 연구에 사용한 실험 장치는 5구 플라스크에, 온도계 및 환류냉각기를 부착시킨 것으로 Fig. 1 에 나타내었다. 반응은 폴리에틸렌이 완전히 용해될 때까지 온도를 일정하게 유지하여, 완전히 용해시킨 다음 1시간 정도 동일온도로 유지시키고 계속 교반시키면서 냉각속도를 시간당 10℃로 제어하였다.
본 연구에 사용한 아세톤 등의 시약은 시판용의 EP급을 사용하였으며, LLDPE(평균분자량 128,600～131,700, CAS No: 9002-88-4)는 Sigma-Aldrich(USA)사에서 제조한 시판용을 사용하였다. 그리고 decahydronaphthalene (decalin)은 Junsei사에서 제조한 특급시약과 tetraethylene glycoldimethyl ether (tetraglyme, TG) Sigma-Aldrich에서 제조한 99%를 사용하였다.
성능/효과
실험결과로부터 TIPS법에 의해서 입자제조가 가능함을 알 수 있다. 0.05%의 농도에서는 제조된 입자가 2.0 - 4.0㎛범위에 집중적으로 분포를 하였으며, 0.2%와 0.25%의 농도에서는 2.8 - 6.0 ㎛ 범위와 3.2 - 6.4 ㎛ 범위에 입경이 집중적으로 분포되어 있음을 알 수 있었다.
1. TIPS법으로 setting하여 그 안정성을 측정한 결과 약 150℃ 부근에서 용융하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.
2. FE-SEM을 사용하여 제조된 각 PE 생성물의 이미지 분석을 보면 용액의 냉각속도를 10℃/min로 일정하게 유지한 조건에서 결정화시킨 선형 저밀도 폴리에틸렌의 농도가 0.05%에서 0.25%까지 농도를 0.05%씩 증가시켜 변화시킨 입자의 형상은 대체적으로 구형임을 알 수 있었으며, 농도를 증가시킴에 따라 입경이 커졌다. 또한, 농도가 증가함에 따라, 구형입자들 주위에 일부 중공사형 입자들이 소량 생성됨을 알 수 있다.
3. 결정화된 micro-LLDPE 입자의 평균입경은 고분자의 농도가 0.05%의 농도에서는 제조된 입자가 1.5 - 10 μm범위에 집중적으로 분포를 하였으며, 0.25%의 농도에서는 6.0 -10.5 μm 범위에 평균입경을 얻었다.
2에 나타내었다. 사진으로 부터 입자의 형상은 대체적으로 구형임을 알 수 있었으며, 농도를 증가시킴에 따라 입경이 커졌다.
13배씩 증가하였다. 실험결과로부터 TIPS법에 의해서 입자제조가 가능함을 알 수 있다. 0.
또한, 농도가 증가함에 따라, 구형입자들 주위에 일부 판상형 입자들이 많이 생성됨을 알 수 있다. 제조된 입자의 평균입경에 대한 경향을 살펴보면 고분자의 농도가 0.05%일 때 4.0 ㎛, 0.10%일 때는 4.8 ㎛ 1.20배 0.15%일 때 5.6 ㎛, 0.2%일 때 6.0 ㎛, 그리고 0.25%일 때 6.4 ㎛의 평균입경을 얻었으며, 입경이 대략적으로 1.13배씩 증가하였다. 실험결과로부터 TIPS법에 의해서 입자제조가 가능함을 알 수 있다.
제조된 입자의 평균입경을 보면 1.5～10.0 μm 의 입자분포도를 얻었으며, 가장 안정한 입자의 형성을 볼 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
선형저밀도폴리에틸렌의 개발 시기는?
Phillips Petroleum사가 저압에서 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE)을 1968년에 개발하였다. 선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.
선형저밀도 폴리에틸렌의 개발사는?
Phillips Petroleum사가 저압에서 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE)을 1968년에 개발하였다. 선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.
선형저밀도 폴리에틸렌의 밀도는?
Phillips Petroleum사가 저압에서 선형저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE)을 1968년에 개발하였다. 선형저밀도폴리에틸렌은 밀도가 0.915 -0.940 g/cm3로 보통 저밀도에틸렌과 동일하지만 긴 측쇄가 없고 공중합에 의해 짧은 측쇄가 있는 분자구조를 가진다[1]. 선상저밀도폴리에틸렌의 제법 중 액상 법은 보통 고밀도 폴리에틸렌을 제조하는 저압 법과 같이 지글러(Zigeler)촉매계에서 중합이 실시되고 있다.
참고문헌 (15)
D. E. James "Encyclopedia of Polymer Science and Engineering", ed by H. F. Mark, N. M. Bikales, C. G. Overberger, G. Menges, and J. I. Krcschwitz, John Wiley& sons Inc., New York, 6(2), 385 (1985).
Y. P. Huang, J. W. Tang, F. M. Chang, and C. H. Tien, Effect of Surface Treatment on Titania- Modified PET Fiber Using Polyethylene Nanoparticles, Ind. Eng. Chem. Res. 48, 8487 (2009).
V. Monteil, J. Stumbaum, R. Thomann, and S. Mecking, Silica/polyethylene Nanocomposite Particles from Catalytic Emulsion Polymerization, Macromolecules, 39, 2056 (2006).
K. H. Park and Y. M. Jang, A Study on the Crystallization of Low Density Polyethylene Microparticles in n-Dodecanol Solution, J. Kor. Oil Chem. Soc., 28(3), 306 (2011).
V. La Carrubba, F. Carfi Pavia, V. Brucato, S. Piccarolo, and G. Ghersi, PLLA Biodegradable Scaffolds for Angiogenesis via Diffusion Induced Phase Separation (DIPS), Int. J. Ma.t. Form., 1(1), 623, 1960 (2008).
W. H. Hou and T. B. Lloyd, A New Technique for Preparing Mono Disperse Polymer Particles, J. App. Poly. Sci., 45, 1783 (1992).
P. Schaaf, B. Lotz, and J. C. Wittmann, Liquid-liquid Phase Separation and Crystallization in Binary Polymer Systems, Polymer, 28, 193 (1987).
J. K. Kim and K. J. Kim, Phase Equilibrium of Polyethylene- dodecanol System, Theo. App. Chem. Eng., 8(2), 3481 (2002).
K. H. Park, Electrochemistry Characterization of Metal Using Corrosion Inhibitors Containing Amide Functional Group, J. Kor. Oil Chem. Soc., 28(1), 48 (2011).
K. H. Park and Y. M. Jang, A Study on the Preparation of a Linear Low Density Polyethylene Particles by Thermally Induced Phase Separation, J. Kor. Oil Chem. Soc., 28(4), 386 (2011).
J. Brandrup, E. H .Immergut, E. A. Grulke, "Polymer Handbook" 4th. ed., John Wiley & Sons, (1999).
K. H. Park, J. W. Seo, and Y. M. Jang, Preparation of Micro-Particles Polymer by Thermally Induced Phase Separation (TIPS) Method, KOCS International Symposium- 2011, Kor. Oil Chem. Soc., P. 161 (2011).
K. H. Park, J. W. Seo, and Y. M. Jang, A Study on the Crystallization of The Linear Low Density Polyethylene, Theories and Applications of Chemical Engineering, 359 (2012).
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