초록 ▼

모세관 흐름에서 콜로이드입자의 반경방향 이동(migration)과 농도분포에 대한 기초연구를 수행하였다. 모세관 유동분취(CHDF) 와 연관된 구형입자의 모세관 흐름에 대한 해석에서, 수력적 힘과 콜로이드 힘이 농도분포와 체류인자(ratention factor)의 결정에 복합적으로 기여함을 확인할 수 있었다. 벽면 부근에서의 농도결핍(concentration depletion)은 유속이 증가될수록, 혹은 용매의 이온농도가 감소할수록 심화도었다. 잔탄(xanthan)과 같은 봉형(rodlike)고분자입자에서의 응력유도 이동(st

모세관 흐름에서 콜로이드입자의 반경방향 이동(migration)과 농도분포에 대한 기초연구를 수행하였다. 모세관 유동분취(CHDF) 와 연관된 구형입자의 모세관 흐름에 대한 해석에서, 수력적 힘과 콜로이드 힘이 농도분포와 체류인자(ratention factor)의 결정에 복합적으로 기여함을 확인할 수 있었다. 벽면 부근에서의 농도결핍(concentration depletion)은 유속이 증가될수록, 혹은 용매의 이온농도가 감소할수록 심화도었다. 잔탄(xanthan)과 같은 봉형(rodlike)고분자입자에서의 응력유도 이동(stress-induced migration)에 의해 농도분포가 변화되는데, 모델식을 수치적으로 풀어서 완전 발달된 경우의 농도분포와 농도 결핍층을 예측하였다. 전단속도가 커질수록 입자 이동에 의한 농도결핍이 심화되어 잔탄의 평균속도가 상승됨을 보았다. 벽면과 봉형입자간에 존재하는 콜로이드 힘이 농도분포에 주는 영향을 고찰하기 위해 각 포텐셜에 배양효과를 부여한 모델식을 구성하였다. 이온농도가 감소하면, 농도분포는 정전(eletrostatic) 반발력의 증가로 중심쪽으로 이동되어 농도결핍층이 확장됨으로 나타났다. CHDF 실험결과는, 충분히 낮은 유속에서는 이론적 예측에서와 같이 입자의 속도상승인자(velocity enhancement factor)가 이온농도에 의존됨을 확연히 보여 주었으나, 유속이 커지면 수력적 힘의 영향으로 이론적 거동에서 벗어났다.

Abstract ▼

This work concerns a fundamental analysis of the radial migration and concentration profile of colloidal particles in the capilary. From the study of the capillary flow of spherical particles involved in CHDF, it is known that the concentration profile and retention factor are determined by both hy

This work concerns a fundamental analysis of the radial migration and concentration profile of colloidal particles in the capilary. From the study of the capillary flow of spherical particles involved in CHDF, it is known that the concentration profile and retention factor are determined by both hydrodynamic and colloidal forces. The concentration depletion is enhanced by either increasing the fluid velocity or by decreasing the eluantionic strength. A theoretical model which describes the stress-induced migration of polymers in a capillary is presented. Fully developed concentration profiles of xanthan are obtained from the numerical solution. It is noted that the changes in concentration profiles become more pronounced as shear rate increases, which can be explained by an increase of the migration of xanthan towards the tube center. The corresponding behavior of velocity enhancement of particle is also presented. The entropic and colloidal interactions between rodlike polymers and nearby boundary in a narrow channel are examined by a theoretical model developed to predict concentration depletion profiles. As the ionic strength is devreased, predicted concentration profile shifts toward the center region due to the increase in the repulsive force, so that the mean depleted layer becomes enlarged. Capillary hydrodynamic fractionations of xanthan show that the velocity enhancement factor is obviously afected by the ionic strengyth of eluant in low eluant velocity limit. In a strong flow field, however, the theoretical prediction loses its accuracy due to the hydrodynamic force.

목차 Contents

• 제1장 서 론...9
• 제1절 모세관 유동분취(CHDF)에 의한 콜로이드 입자분석...9
• 제2절 연구내용...12
• 제2장 구형입자의 유동과 농도분포...14
• 제1절 확산 방정식...14
• 제2절 구형입자의 속도해석...17
• 2.2.1 측방향 및 반경방향 속도...17
• 2.2.2 콜리이드 힘...18
• 제3절 농도분포와 체류인자 거동...19
• 2.3.1 반경방향 이동의 영향...19
• 2.3.2 콜로이드 힘의 방향...26
• 제3장 봉형 고분자입자의 모세관 흐름...30
• 제1절 벽면 배제에 의한 농도분포...30
• 제2절 Stress-induced migration...32
• 제3절 농도분포의 변화...33
• 제4장 Wall/rod interaction에서 콜로이드 힘의 해석...38
• 제1절 모델설정...38
• 4.1.1 Rod configuration...38
• 4.1.2 반데르 발스 유인력...41
• 4.1.3 정전 반발력...42
• 제2절 농도분포의 변화...43
• 제3절 잔탄의 CHDF 실험...48
• 4.3.1 CHDF 시스템의 구성...48
• 4.3.2 모델 고분자:잔탄...49
• 4.3.3 실험결과...51
• 제5장 결 언...54
• 참고문헌...55
• 논문발표실적 및 계획/학위배출 실적...58
• 연구비집행내역...59