초록 ▼

● MES형 계면활성제 합성연구
- 5ℓ급 batch 반응기를 설치하여 sulfonation 최적 운전조건 도출로 수율 95%, 순도 90% 이상 달성
- 연속식 버블링 술폰화 반응기 제작하여 sulfonation 최적운전조건 도출 및 수율 95%, 순도 90% 이상 달성.
- 연속식 3㎥/day pilot 공정 설치 후 최적운전조건 도출 및 수율 95%, 순도 90% 이상 달성
- 표백, 중화, 건조의 정제 기술 최적반응조건 도출
- 시제품 생산 및 제품의 환경 안전성/성능 평가
● FAM

● MES형 계면활성제 합성연구
- 5ℓ급 batch 반응기를 설치하여 sulfonation 최적 운전조건 도출로 수율 95%, 순도 90% 이상 달성
- 연속식 버블링 술폰화 반응기 제작하여 sulfonation 최적운전조건 도출 및 수율 95%, 순도 90% 이상 달성.
- 연속식 3㎥/day pilot 공정 설치 후 최적운전조건 도출 및 수율 95%, 순도 90% 이상 달성
- 표백, 중화, 건조의 정제 기술 최적반응조건 도출
- 시제품 생산 및 제품의 환경 안전성/성능 평가
● FAM형 계면활성제 합성연구
- 5ℓ급 batch 반응기 설치 후 반응의 최적 촉매 개발 완료하여 최적 반응조건 도출
- semi-continuos pilot (200ℓ)에서 최적의 반응조건 도출하여 수율 95%, 순도 90% 이상 달성
- 시제품 생산 시제품 생산 및 제품의 환경 안전성/성능 평가
● EO형 (FAMEO) 계면활성제 연구
- FAM에 EO를 5mol, 7mol, 10mol의 몰비로 합성을 실행하였으며 4.2, 6.9, 8.6의 EO 중합도를 가지는 새로운 EO계 계면활성제를 합성
● 고분자 계면활성제 / MES 혼합시스템의 성능향상 가능성 연구
- 세정제첨가물/세정보조제 등의 산업용품으로의 실용화 가능성을 살펴보기위해 고분자계면활성제/MES 혼합시스템을 구현
- 가용화 기능성에서는 두드러진 향상 작용을 보이지 않았으며, 유화 기능성에서는 고분자계면활성제의 첨가로 인해 유화기능성이 향상되는 작용을 확인할 수 있었음.

Abstract ▼

Surfactants from petroleum have excellent properties compared with them from natural raw material but their bad biodegradabilities and toxic properties provoke serious environmental pollution.
Many biodegradable surfactants have been developed recently because of demand for biodegradable surfact

Surfactants from petroleum have excellent properties compared with them from natural raw material but their bad biodegradabilities and toxic properties provoke serious environmental pollution.
Many biodegradable surfactants have been developed recently because of demand for biodegradable surfactant. In spite of this trend, the increase of petroleum originated surfactant is remarkable in the Asian and Pacific region because of economic and technological reasons. It is time to start the programs for development of biodegradable surfactants in Korea for the safe environment.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 보고서 초록 ...4
• 요약문 ...6
• SUMMARY ...10
• CONTENTS ...12
• 목차 ...14
• 그림목차 ...16
• 표목차 ...24
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ...28
• 제 1절 연구개발의 개요 ...29
• 제 2절 연구개발의 필요성 ...39
• 제 3절 연구개발의 목적 및 통합과제의 연계성 ...48
• 제 2장 국내 . 외 기술개발 현황 ...52
• 제 1절 국내 . 외 기술개발 현황 개요 ...53
• 제 2절 연구 분야별 기술개발 현황 ...58
• 1. MES 기술 현황 ...58
• 2. FAM계통 계면활성제 기술현황 ...65
• 3. FA계통 기술현황 ...70
• 4. 양친성 고분자 기술개발 현황 ...73
• 제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...78
• 제 1절 연구개발 수행 내용 개요 ...79
• 1. 연구개발 최종 목표 ...79
• 2. 기관별 연차별 주요 사업 내용 및 결과 ...81
• 제 2절 MES 계면활성제 연구개발 수행 결과 ...84
• 1. MES 계면활성제 Bench scale 연구 ...84
• 2. 3㎥/day 규모 Pilot에서 MES 합성 ...121
• 제 3절 FAM 계면활성제 연구개발 수행 결과 ...203
• 1. 연구 내용 ...203
• 2. 시험 및 분석 방법 정립 ...203
• 3. 균질촉매를 이용한 FAM의 합성 기술 연구 ...206
• 4. 비균질 고체촉매를 이용한 FAM의 합성 기술 연구 ...213
• 5. semi-continuous pilot에서 FAM의 scale-up 연구 ...222
• 6. Fatty acid ethanolamide의 순도 향상 연구 ...230
• 7. 무촉매하에서 fatty acid ethanolamide 합성 ...238
• 제 4절 지방산 알코올 환원 연구개발 수행 결과 ...242
• 1. 포화계 지방산 알코올의 합성공정 개발 ...242
• 2. 불포화계 지방산 알코올의 합성공정 개발 ...242
• 제 5절 EO형 계면활성제 연구개발 수행 결과 ...243
• 1. 지방산 알코올의 EO부가 반응 ...243
• 2. FAM의 EO부가 반응을 통한 FAMEO합성 연구 ...253
• 제 6절 양친성 고분자 계면활성제 연구개발 수행 결과 ...267
• 1. PHEA-g-C12 고분자계면활성제의 제조와 자기조립 나노구조체의 효과적인 구조변이 ...267
• 2. 식물 유래의 ME 결합된 고분자계면활성제 PHEA-g-Palm ME의 제조 ...267
• 제 7절 고분자 계면활성제 / MES 혼합시스템의 성능향상 가능성 연구수행 결과 ...268
• 1. 연구 개요 ...268
• 2. 고분자계면활성제/MES 혼합시스템의 구현과 특성화 ...269
• 3. 고분자계면활성제/coconut MES 혼합시스템을 이용한 난용성 용제의 가용화 기능성 성능평가 ...280
• 4. 고분자계면활성제/coconut MES 혼합시스템을 이용한 상분리성 유성상의 유화기능성 성능평가 ...289
• 5. 결 론 ...294
• 제 8절 연구개발 결론 ...295
• 1. MES형 계면활성제 개발 ...295
• 2. FAM형 계면활성제 개발 ...295
• 3. FAMEO형 계면활성제 개발 ...296
• 4. 고분자계면활성제/MES의 물리적 혼합시스템 구현 및 물성 연구 ...296
• 제 4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...298
• 제 1절 연차별 연구개발 목표의 달성도 ...299
• 제 2절 최종 목표의 달성도 ...301
• 제 3절 기술 발전에의 기여도 ...302
• 1. 단위기술의 기여도 ...302
• 2. 통합기술의 기여도 ...304
• 제 4절 연구개발 기술의 파급효과 ...305
• 1. 환경적 효과(환경개선효과, 제도개선효과) ...305
• 2. 직접적 경제적 효과 ...305
• 3. 간접적 경제적 효과 ...305
• 4. 기타 기대효과 ...305
• 제 5장 연구개발결과의 활용계획 ...306
• 제 1절 추가연구의 필요성 ...307
• 제 2절 연구개발 사업성과의 사업화 가능성 ...307
• 제 6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...314
• 제 1절 북미지역: 미국 ...315
• 제 2절 유럽지역 ...315
• 제 3절 아시아: 일본 ...316
• 제 4절 한국 ...316
• 제 7장 참고문헌 ...318
• 표지 ...324
• 제출문 ...326
• 보고서 초록 ...328
• 요약문 ...330
• SUMMARY ...342
• CONTENTS ...344
• 목차 ...348
• 그림목차 ...352
• 표목차 ...360
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ...364
• 제 1절 연구개발의 목적 ...365
• 제 2절 연구개발의 필요성 및 현황 ...368
• 제 3절 연구개발의 범위 ...375
• 1. 연구개발의 최종목표 및 범위(2005.4～2008.3) ...375
• 2. 1차연도연구의 목표 및 범위(2005.4～2006.3) ...376
• 3. 2차년도 연구의 목표 및 범위(2006.4～2007.3) ...376
• 4. 3차년도 연구의 목표 및 범위(2007.4～2008.3) ...377
• 5. 평가의 착안점 및 기준 ...379
• 제 2장 국내 . 외 기술개발 현황 ...380
• 제 1절 국외 기술개발 현황 ...381
• 제 2절 국내 기술개발 현황 ...384
• 제3절 국내 . 외의 연구현황 ...384
• 제 3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ...386
• 제 1절 서 론 ...387
• 제 2절 사용기기 및 시약 ...396
• 1. 사용기기 ...396
• 2. 시약 ...396
• 제 3절 수소화 촉매의 합성 및 분석 ...397
• 1. 포화계 알코올 합성용 수소화 반응촉매의 합성 및 분석 ...397
• 가. 촉매의 합성 ...397
• 나. 합성한 수소화촉매의 분석 ...404
• (1) EDS 분석 ...404
• (2) XRD(X-ray Diffractometry) 분석 ...405
• (3) SEM 분석 ...408
• 2. 불포화계 알코올(Oleyl alcohol) 합성용 수소화 반응촉매의 합성 및 분석 ...422
• 가. Zinc chromite 촉매의 합성(건식법) ...422
• 나. Zn-Cr-O의 합성(습식법) ...422
• (1) 기존의 습식법(분산제 미첨가) ...424
• (2) 개량된 습식법(분산제 첨가-100%) ...425
• (3) 구리가 미량 첨가된 촉매의 제조 ...426
• (4) 개량된 습식법(분산제 첨가-20%) ...431
• (5) 지방산의 구리-카드뮴 염 촉매의 합성 ...433
• 다. 촉매의 성형(pellet) ...433
• 라. 촉매의 물성 분석 ...434
• (1) BET 분석 ...434
• (2) SEM 분석 ...435
• 제4절 수소화 반응 ...447
• 1. 포화계 알코올 합성을 위한 수소화 반응 ...447
• 가. Methyl laurate로부터 lauryl alcohol의 합성 ...447
• 나. 촉매의 영향 ...452
• (1) 습식과 건식법으로 합성된 copper chromite의 반응성 ...452
• (2) 사용된 분산제에 따른 copper chromite의 반응성 ...453
• (3) Cu 및 Zn-based 촉매의 반응성 ...453
• 다. 반응조건의 적합화: 구리-크롬 산화물(CuCr2O4) 촉매 ...453
• (1) 온도에 따른 수소화 반응 ...454
• (2) 압력에 따른 수소화 반응 ...455
• (3) 촉매량에 따른 수소화 반응 ...456
• (4) 반응 시간에 따른 수소화 반응 ...457
• (5) 포화알코올의 합성 ...458
• 라. 수소화 반응 종료 후 반응 생성물 및 촉매의 회수 ...460
• 2. 불포화계 알코올(Oleyl alcohol) 합성을 위한 수소화 반응(Slurry reactor) ...461
• 가. 수소화 반응 과정 ...461
• 나. 촉매에 따른 반응성 ...462
• (1) 건식법으로 합성한 ZnCr2O4 ...462
• (2) 습식법으로 합성한 S-ZnCr2O4 ...463
• (3) 습식법으로 합성한 N-ZnCr2O4 ...467
• (4) 구리가 첨가된 N-ZnCr2O4 ...471
• (5) 지방산의 구리-카드뮴 염 촉매 ...476
• 다. 조건에 따른 반응성 ...482
• (1) 온도에 따른 수소화 반응 ...482
• (2) 압력에 따른 수소화 반응 ...485
• (3) 촉매의 양에 따른 수소화 반응 ...487
• 라. 촉매의 회수 ...490
• 3. Fixed bed reactor에서의 수소화반응 ...491
• 가. 수소화 반응 과정 ...491
• 나 촉매에 따른 반응성 ...492
• (1) 구리-크롬 산화물(CuCr2O4) 촉매 ...492
• (2) 아연-크롬 산화물(ZnCr2O4) 촉매 ...492
• 4. 반응 생성물의 정제 ...493
• 가. lauryl alcohol의 정제 ...493
• 나. palmityl alcohol의 정제 ...494
• 다. stearyl alcohol의 정제 ...494
• 라. Oleyl alcohol의 정제 ...495
• 제 5절. Bench-scale 제조 ...496
• 1. Lauryl alcohol ...497
• 2. Palmityl alcohol(C16-OH) 및 Stearyl alcohol(C18-OH) ...498
• 3. Oleyl alcohol(Ole-OH) ...498
• 제 6절 지방산알코올의 에틸렌옥사이드 부가물 ...499
• 1. 합성1(Broad range distribution) ...500
• 2. 합성2(Narrow range distribution) ...504
• 3. 물성 ...509
• 제 7절 결 론 ...517
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...522
• 제 1절 1차년도목표 달성도(2005.4～2006.3) ...523
• 제 2절 2차년도 연구목표의 달성도(2006.4～2007.3) ...524
• 제 3절 최종연도 연구목표의 달성도(2007.4～2008.3) ...525
• 제 4절. 평가의 착안점 및 기준 ...526
• 제 5장 연구개발 결과의 활용 계획 ...528
• 제 1절 연구개발 사업성과의 사업화 가능성 ...529
• 1. 기업화 가능성 ...529
• 2. 사업화가능성 SWOT 분석 ...530
• 3. 사업화예상계획 ...531
• 가. 사업화예상계획 ...531
• 나. 예상되는 무역수지 개선효과 ...531
• 4. 추가기술 개발 및 기술이전 방안 ...531
• 제 2절. 파급효과 ...532
• 제 3절. 시장현황 ...533
• 제 6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...538
• 제 1절 북미지역 ...539
• 제 2절 유럽지역 ...539
• 제 3절 일본 ...539
• 제 4절 한국 ...540
• 제 7장 참고문헌 ...542
• 표지 ...546
• 제출문 ...548
• 보고서 초록 ...550
• 요약문 ...552
• SUMMARY ...554
• CONTENTS ...556
• 목차 ...558
• 그림목차 ...562
• 표목차 ...566
• 제 1장. 연구개발 과제의 개요 ...568
• 제 1절. 연구개발의 목적 ...569
• 제 2절. 기술개발의 중요성과 필요성 ...570
• 제 3절. 연구개발 개요 ...574
• 제 4절. 주요 목표 및 진행계획 ...576
• 제 2장. 국내 . 외 기술개발 현황 ...580
• 제 1절. 세계 계면활성제 시장 현황 ...581
• 제 2절. 국내 . 외 특허 출원 . 등록 현황 ...587
• 제 3절. 세계 계면활성제 기술개발 동향 ...587
• 제 3장. 연구개발 수행 내용 및 결과 ...590
• 제 1절. 연차별 연구수행 내용과 범위 ...591
• 1. 1차년도 수행내용 ...591
• 가. 목표 ...591
• 나. 폴리아미노산계 고분자계면활성제 제조 및 나노구조체 제조 ...591
• 다. 나노구조체 형성 방법 및 분석 ...593
• 라. 진행계획 ...594
• 2. 2차년도 수행내용 ...595
• 가. 목표 ...595
• 나. 친수성 강화 고분자계면활성제 PHEA-g-Cn-PEO의 제조 ...595
• 다. 식물 유래의 소수부가 접목된 고분자 계면활성제 제조 ...598
• 라. 생체적합성 및 생분해성 성능평가 ...598
• 마. 진행계획 ...599
• 3. 3차년도 수행내용 ...600
• 가. 목표 ...600
• 나. 고분자계면활성제가 산업적 용도에서 주로 기여하는 기능성 ...600
• 다. 고분자계면활성제로서의 주요 기능성 성능평가 방안 ...601
• 라. SPR 분석을 통한 표면흡착ㆍ대전방지 기능성 성능평가 ...602
• 마. 진행계획 ...605
• 4. 연구개발에 사용한 시약 ...606
• 5. 연구개발에 사용한 분석장비 . 방법 ...606
• 제 2절. 1차년도 연구개발 결과 ...608
• 1. 고분자계면활성제 제조 기술 확보 ...608
• 가. 전구체 고분자 PSI의 합성 ...608
• 나. 고분자계면활성제 PHEA-g-Cn의 합성 ...611
• 다. PHEA-g-Cn의 특성 분석 ...613
• 2. 나노구조체의 형성과 주요변수에 따른 구조 및 물성 ...626
• 가. 자기조립 나노구조체 형성 방법 결정 ...626
• 나. 알킬 접목도에 따른 나노구조체의 특성화 ...631
• 다. 고분자계면활성제 농도에 따른 나노구조체의 특성화 ...643
• 3. 전체 시스템에 대한 정리 ...649
• 제 3절. 2차년도 연구개발 결과 ...650
• 1. PHEA-g-Cn-PEO 연구 ...650
• 가. PHEA-g-Cn-PEO 합성 ...650
• 나. 나노구조체 관찰 및 PEO의 영향 분석 ...654
• 2. PHEA-g-FAM 연구 ...660
• 가. PHEA-g-Palm FAM 합성 ...660
• 3. PHEA-g-ME 연구 ...663
• 가. PHEA-g-Palm ME 합성 ...663
• 나. PHEA-g-Palm ME의 나노구조체 관찰 및 ME의 영향 분석 ...666
• 4. 생체적합성 및 생분해성 성능평가 ...668
• 가. 세포독성에 의한 생체적합성 검토 ...668
• 나. 생분해성 검토 ...672
• 5. 난용성 생리활성물질의 봉입 기능성 성능평가 ...678
• 가. 모델 시약을 이용한 난용성 생리활성물질 봉입 가능성 확인 ...678
• 나. 생리활성물질 레티놀 봉입 ...682
• 제 4절. 3차년도 연구개발 결과 ...686
• 1. 고분자계면활성제/MES 혼합시스템의 구현과 특성화 ...689
• 가. P-D12/coconut MES 혼합계 형성 회합체의 특성화 ...689
• 나. P-PM4/coconut MES 혼합계 형성 회합체의 특성화 ...693
• 다. 점도 측정에 의한 고분자계면활성제/coconut MES 혼합시스템 모델 제시 ...696
• 2. 고분자계면활성제/coconut MES 혼합시스템을 이용한 난용성 용제의 가용화 기능성 성능평가 ...700
• 가. UV/Vis spectrum 측정에 의한 가용화도의 정량적 분석 ...700
• 나. 거시적 관찰에 의한 가용화도의 확인 ...702
• 다. DLS 측정에 의한 크기 및 크기 분포 ...707
• 3. 고분자계면활성제/coconut MES 혼합시스템을 이용한 상분리성 유성상의 유화 기능성 성능평가 ...710
• 가. 거시적 관찰에 의한 유화력 ...710
• 나. DLS 측정에 의한 크기 및 크기 분포 ...711
• 4. 폴리아미노산 기재 변화에 의해 표면 전하를 제어하여 다양한 전하특성 고분자계면활성제 제조 ...716
• 5. 표면흡착성에 기인한 대전방지 기능성 성능평가 결과 ...721
• 제 5절. 연구개발 결론 ...727
• 1. 알킬 사슬 접목된 고분자계면활성제 개발 ...727
• 2. PEO가 부가 접목된 고분자계면활성제 개발 ...728
• 3. ME, FAM이 소수부로 접목된 고분자계면활성제 개발 ...728
• 4. 고분자계면활성제/MES의 물리적 혼합시스템 구현 및 물성 연구 ...729
• 5. 표면부착성 대전/재부착방지 세정보조제의 개발 ...730
• 제 4장. 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...732
• 제 1절. 연구목표에 따른 평가의 착안점과 달성도 ...733
• 1. 1차년도 ...733
• 2. 2차년도 ...734
• 3. 3차년도 ...735
• 제 2절. 대표 연구개발결과와 관련 분야 기여도 ...737
• 1. PHEA-g-C12 고분자계면활성제의 제조와 자기조립 나노구조체의 효과적인 구조변이 ...737
• 2. 식물 유래의 ME 결합된 고분자계면활성제 PHEA-g-Palm ME의 제조 ...737
• 3. 고분자계면활성제 첨가에 의한 가용화 . 유화 기능성 향상 ...738
• 4. 표면부착성 대전방지 기능의 양이온성 고분자계면활성제 개발 ...738
• 제 5장. 연구개발결과의 활용계획 ...742
• 제 1절. 연구 발표 실적 ...743
• 제 2절. 연구성과 활용방안 ...746
• 제 6장. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...750
• 제 1절. 섬유 . 세정 산업에서의 계면활성제 시장 동향 ...751
• 제 2절. 고분자계면활성제 및 특수계면활성제의 산업적 활용과 국내 . 외 특허 현황 ...753
• 제 7장. 참고문헌 ...760