[논문]고분자 유기실리콘 계면활성제의 개발 동향

랑문정

doi:10.12925/jkocs.2015.32.3.546

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

한국유화학회지 = Journal of oil & applied science, v.32 no.3, 2015년, pp.546 - 567

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper

Silicone-based surfactants consist of a hydrophobic organosilicone group coupled to one or more hydrophilic polar groups, while the hydrophobic groups of hydrocarbon surfactants are hydrocarbons. Silicone surfactants have been widely used in many industrial fields starting from polyurethane foam to construction materials, cosmetics, paints & inks, agrochemicals, etc., because of their low surface tension, lubricity, spreading, water repellency and thermal and chemical stability. A wide range of silicone surfactant structures are required to provide the functional diversity for reflecting the necessities in the various applications. This review covers the basic properties and the synthetic schemes of polydimethylsiloxane and reactive polysiloxanes as hydrophobic siloxane backbones, the main reaction schemes, such as hydrosilylation reaction, for coupling reactive polysiloxanes to hydrophilic groups, and the synthetic schemes of the main polysiloxane surfactants including polyether-, ionic-, carbohydrate-type surfactants.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이에 따라 실리콘계 계면활성제는 유화, 안료․분산, 기포조정, 표면장력 저하, 친수성 등의 특징을 가지고 화장품, 도료잉크, 폴리우레탄 기포조정, 소포, 농업용 전착, 김서림방지, 드라이크리닝 등 분야에 응용되고 있다 [8]. 본 총설에서는 고분자 유기실리콘 계면활성제의 소수성 그룹으로서의 유기규소화합물 폴리실록산에 대해 논의하고, 고분자 유기실리콘 계면활성제의 기본적인 화학 구조와 합성방법들을 포함하여 최근에 새롭게 추가 개발되고 있는 동향을 논의하고자 한다.

제안 방법

Dimethyldichlorosilane의 반응 몰 비율 x가 0인 경우는 Si-H functional siloxane만으로 구성된 polysiloxane이 합성되므로 x:y의 몰 비율 조절으로 polysiloxane내 Si-H 그룹의 빈도를 조절할 수 있다. 두번째 방법은 cyclotetrasiloxane를 이용하는 방법으로 dimethyl type인 octamethylcyclotetrasiloxane, Si-H functional tetramethylcyclotetrasiloxane, 그리고 endcapper로 hexamethyldisiloxane을 정해진 몰 비율(x:y:1)로 혼합하여 산 촉매 조건에서 ring opening polymerization의 평형반응을 통해 합성하는 것이다(Scheme 9). 이 반응에서도 octamethylcyclotetrasiloxane와 Si-H functional tetramethylcyclotetrasiloxane의 x:y의 몰 비율을 조절하여 polysiloxane내 Si-H 그룹의 빈도를 조절할 수 있다 [22].
반응성 organosiloxane을 기본 구조로 하고 여기에 functional group을 부가하여 합성된 functional siloxane surfactant에 대하여 논의한다.
여기에 1 wt% Speier’s catalyst를 0.72ml를 투입하고 allyl alcohol ethoxylate 27g을 20분에 걸쳐서 서서히 방울방울 투입한다.

후속연구

실리콘이 가지고 있는 독특한 물리화학적 성질 때문에 유기실리콘 계면활성제의 응용분야는 지속적으로 확대되고 있으며 따라서 고기능성과 복합기능성을 가진 새로운 화학구조 또는 변형된 화학구조를 가진 유기실리콘 계면활성제는 지속적으로 개발될 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	실리콘계 계면활성제의 화학구조는 어떻게 이루어져 있는가?	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.
	실리콘 계면활성제의 특징은 무엇인가?	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.
	대표적인 유기실리콘을 구성하는 단위체는 무엇인가?	탄소수소대신에 유기 규소화합물로 소수성을 부여한 계면활성제를 유기실리콘 또는 실리콘계 계면활성제라고 한다. 대표적인 실리콘계 계면활성제는 디메칠실록산[dimethylsiloxane :-(CH3)2SiO)-]을 소수기의 기본단위로 구성되어 실록산 계면활성제(siloxane surfactant)라고 부른다. 탄소와 실리콘은 주기율표에서 같은 IV A 족에 위치하여 원자가 전자수(4)와 oxidation number(산화수 : 4) 가 동일하지만 원자의 크기, 최외각 전자배열, 전기음성도 등이 상이함에 따라(Table 2), 다른 원자와 공유결합을 형성할 때 탄소공유결합과 실리콘공유결합들의 결합에너지(bond dissociation energy)와 결합길이가 달라진다 (Table 3)[9.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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