초록 ▼

- 나노입자 캡슐형 폴리스티렌 제조
- 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 폴리염화비닐과의 혼합소각시험 및 광분해처리시험을 통해 유해물질 무배출형 고분자 재료로의 응용 가능성 확인
- 폴리염화비닐(PVC) 중합공정설비 구축 및 결정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC 제조를 통한 캡슐화 조건 최적화
- 무정형 $TiO_2$ 나노입자 제조 및 무정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC 제조
- 무정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC

- 나노입자 캡슐형 폴리스티렌 제조
- 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 폴리염화비닐과의 혼합소각시험 및 광분해처리시험을 통해 유해물질 무배출형 고분자 재료로의 응용 가능성 확인
- 폴리염화비닐(PVC) 중합공정설비 구축 및 결정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC 제조를 통한 캡슐화 조건 최적화
- 무정형 $TiO_2$ 나노입자 제조 및 무정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC 제조
- 무정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC의 다이옥신 사전방지 효과 확인 및 다이옥신 분석 공인기관을 통한 공인인증
- 무정형 $TiO_2$ 나노입자 캡슐형 PVC의 원재료 특성, 기계적 특성, 열적 특성 등의 물성 분석을 통해 PVC 생산 업체의 기존 설비를 이용하여 제조 가능하고, 기존 PVC 수지처럼 가공하여 사용 가능한 신개념 PVC의 제품화 가능성 확인

Abstract ▼

Poly(vinyl chloride) (PVC) is widely used in extensive applications and more than 30 million tons of PVC are consumed annually in various commodities, so there is significant public concern about how the resulting wastes should be managed. Incineration has competitive advantage in waste management a

Poly(vinyl chloride) (PVC) is widely used in extensive applications and more than 30 million tons of PVC are consumed annually in various commodities, so there is significant public concern about how the resulting wastes should be managed. Incineration has competitive advantage in waste management and PVC waste management depends mainly on incineration, but the incineration of PVC wastes can cause serious environmental problems because of the resulting emission of toxic chlorinated organic by-products such as polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs) and polychlorinated dibenzofurans (PCDFs), generally known as dioxin.
Titanium dioxide ($TiO_2$) is a material of current interest due to their wide range of applications. It has been used in catalytic combustion processes as a catalyst for suppressing the emission of dioxins and their precursors through the absorption of chlorinated aromatic compounds followed by catalytic decomposition. In this study, we first prepared $TiO_2$ nanoparticle-encapsulating poly(vinyl chloride) (TEPVC) aiming at breakthrough to enhance the dispersibility of $TiO_2$ nanoparticles in PVC matrix to maximize catalytic activities of $TiO_2$ nanoparticles.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서 초록...2
• 요약문...3
• SUMMARY...10
• CONTENTS...11
• 목차...13
• 그림목차...16
• 표목차...21
• 제1장 연구개발과제의 개요...23
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성...23
• 제2절 연구개발의 범위...27
• 제2장 국내외 기술개발 현황...28
• 제1절 플라스틱 폐기물 처리현황 및 다이옥신 발생량...28
• 제2절 국외 기술개발 수준...30
• 제3절 국내 기술개발 수준...31
• 제4절 국내·외의 연구현황...32
• 제5절 국내외 유사기술과의 차별성...33
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...36
• 제1절 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 제조...36
• 1. 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 제조 컨셉...36
• 2. 스티렌 단량체에 TiO2 나노입자 분산...39
• 가. 분산안정제를 이용한 분산법...40
• (1) 현탁중합 공정상 나노입자의 분산안정성 평가...44
• (2) 유화중합 공정상 나노입자의 분산안정성 평가...46
• 나. TiO2 나노입자의 표면 개질을 이용한 입자의 분산성 향상...50
• 3. 최적의 캡슐화 중합 효율을 위한 개시제, 계면활성제, TiO2의 종류 및 농도결정...57
• 가. TiO2의 종류에 대한 영향...57
• 나. TiO2의 농도에 대한 영향...60
• 다. 계면활성제의 농도에 대한 영향...63
• 라. 개시제의 선정...66
• 4. TiO2 나노입자가 캡슐화된 폴리스티렌의 제조 및 최적화...67
• 5. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 일반적인 특성 분석...69
• 6. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리스티렌/폴리염화비닐 혼합플라스틱의 소각처리 시험...74
• 7. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리스티렌/폴리염화비닐의 혼합소각시 발생하는 부산물의 성분분석...80
• 가. 폴리염화비닐의 단독소각과 폴리스티렌과의 혼합소각시 발생되는 기체의 성분분석...81
• 나. 폴리염화비닐 단독소각과 폴리스티렌과의 혼합소각시 발생되는 기체의 성분분석...84
• 8. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리스티렌과 TiO2와 폴리스티렌을 기계적으로 혼합하여 제조한 컴파운드의 광분해 성능 비교...92
• 가. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리스티렌의 광분해 성능평가...92
• 나. TiO2와 폴리스티렌을 기계적으로 혼합하여 제조한 컴파운드의 광분해 성능 평가...99
• 제2절 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 제조...104
• 1. 고압반응기 구축 및 시험 운전을 통한 안전성 확보...104
• 가. 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐 제조를 위한 고압중합반응기 설계...105
• 나. 고압중합반응기의 구축 및 시험운전...111
• 2. 폴리염화비닐 제조를 위한 원료의 배합비율 및 중합조건 최적화...116
• 가. 기준중합조건 선정...116
• 나. 폴리염화비닐 중합원료의 배합비율 조절실험...122
• (1) 현탁제 농도 조절실험...122
• (2) 반응매질/단량체 비율 조절실험...123
• (3) 개시제 농도 조절실험...125
• (4) 스케일방지제 투입 여부에 대한 실험...126
• (5) 열안정제 투입 여부에 대한 실험...126
• 다. 폴리염화비닐 중합조건 조절실험...127
• 3. 제조된 폴리염화비닐의 각종 물성 및 특성 분석...133
• 4. TiO2 나노입자의 표면 개질을 통한 염화비닐 단량체상의 분산성 확보...135
• 5. TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐 제조의 배합비율 및 중합조건 최적화...142
• 가. 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐 제조 연구를 위한 상업용 나노입자 선정...142
• 나. 중합원료의 배합비율 조절실험...145
• 다. 폴리염화비닐 중합시의 중합조건 조절실험...148
• 6. 결정성 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 구성원소, 캡슐화 효율, 나노입자 분산성, 원재료 물성 분석...151
• 가. 에너지분산 X선 분광분석을 이용한 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐 표면 분석...151
• 나. X선 형광분광분석을 이용한 결정성 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 구성원소 및 캡슐화 효율 분석...155
• (1) X선 형광분광분석을 이용한 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 정성분석...156
• (2) X선 형광분광분석을 이용한 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 TiO2 정량분석...160
• (3) TiO2 나노입자 함량을 통한 나노입자 캡슐화 효율 계산...162
• 다. 투과전자현미경을 이용한 캡슐화 이미지 확인...163
• 라. 결정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 입자구조 및 원재료물성 분석...165
• 7. 무정형 구조의 TiO2 나노입자 제조와 표면개질 및 각종 특성 분석...167
• 8. 무정형 TiO2 나노입자를 적용한 TEPVC 제조 및 특성분석...175
• 가. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 제조 및 입자 모양 확인...176
• 나. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 캡슐화 확인 및 분산성 평가...180
• 다. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 나노입자 함량 분석...182
• 라. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 원재료 물성 분석...184
• 마. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 기계적 물성 분석...190
• 바. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐형 폴리염화비닐의 열적 물성 분석...192
• 9. 무정형 TiO2 나노입자 캡슐화 폴리염화비닐의 소각 후 발생되는 다이옥신 분석...194
• 가. 실험단계에서의 다이옥신 발생 억제성능 확인...194
• 나. 외부 공인 시험기관에 의한 다이옥신 분석 및 다이옥신 발생 억제효과 확인...203
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...213
• 제1절 연차별 목표 달성도 평가...213
• 제2절 목표 달성도 종합 평가...216
• 제3절 관련 분야 기술발전에의 기여도...216
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...218
• 제1절 기업화 추진방향...218
• 제2절 기업화 단계의 추가 연구...218
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...219
• 제7장 참고문헌...220