초록 ▼

1) 당초계획
본 과제의 당초계획은 다음과 같다. 과제 수행을 마칠 시 시제품의 핵심 성능을 평가하는 TRL 4단계까지 마치는 것을 목표로 한다. 또한 평가를 위한 10mL 이상의 부피를 갖는 다공성의 고흡수성 수지를 합성하고 이를 평가하는 것이 목표이다.

세부적인 평가항목은 다음과 같다. 건조한 흡수제가 얼마만큼의 물을 흡수할 수 있는지에 대한 값인 흡수력(absorbency), 압력 하의 흡수력(absorbency under load, AUL), 통액성(permeability)을 평가한다. 본 과제에서는 SAP

1) 당초계획
본 과제의 당초계획은 다음과 같다. 과제 수행을 마칠 시 시제품의 핵심 성능을 평가하는 TRL 4단계까지 마치는 것을 목표로 한다. 또한 평가를 위한 10mL 이상의 부피를 갖는 다공성의 고흡수성 수지를 합성하고 이를 평가하는 것이 목표이다.

세부적인 평가항목은 다음과 같다. 건조한 흡수제가 얼마만큼의 물을 흡수할 수 있는지에 대한 값인 흡수력(absorbency), 압력 하의 흡수력(absorbency under load, AUL), 통액성(permeability)을 평가한다. 본 과제에서는 SAP의 흡수력, AUL을 기존과 같은 수준으로 유지하면서 통액성(permeability)를 현저히 증가시키는 것이 궁극적인 목표이다. 위 목표를 달성하기 위한 전략은 다음과 같다. 계면활성제 기반의 polyHIPE(고내부상 에멀젼을 활용하여 중합된 고분자)가 아닌 콜로이드 입자만을 사용하여 에멀젼을 만드는 Pickering　polyHIPE template을 사용해 SAP 내부에 기공을 만듦으로써, 부피를 효율적으로 사용하게 하여 부피 대비 SAP의 사용량을 기존의 10% 수준으로 낮춘다. 또한 가교 정도를 높여, 기존 SAP의 흡수력과 압력 하의 흡수력은 유지하면서, 부피증가율(약 30배)을 5배 수준으로 낮춰 위생용품으로써의 상품성을 증대시킨다는 것이 기존의 목표이다.

2) 주요성과
본 주제에서는 가교 정도를 높여, 부피증가율은 1.8 – 5배 정도로 낮았다. 내부기공을 85%까지 활용함으로써, 부피 대비 SAP의 사용량을 15%로 낮추었다. 이외에 세부적인 평가항목 수치는 다음과 같다. 흡수력은 높은 가교 정도일 때(단량체 대비 가교제 4 mol %), 11.8 g/g, 낮은 가교 정도 일 때(단량체 대비 가교제 0.1 mol %), 약 64.8 g/g 정도의 값을 가졌다. AUL은 기존 SAP에 대해 측정된 것과 같이 0.3, 0.6, 0.9 psi(0.3 psi = 2068 Pa)에서 0.9% NaCl 용액의 흡수력을 측정하였다. 본 주제의 샘플은 높은 가교 정도 일 때, 0.3 psi의 압력이 존재함에도 불구하고, 11.8 g/g (DI water, No load 조건)에서 11.7 g/g로 감소하는, 거의 차이가 없는 양상을 보였으며, 0.9 psi로 압력이 높아져도 10.6 g/g 정도의 값을 보이는 등 압력에 강한 물성을 지님을 확인하였다. 통액성 항목에서는, 기존의 SAP와 수치를 비교하기 위하여, 시판되고 있는 기저귀 내부의 SAP+pulp 조합체를 다공성 SAP를 측정할 때와 같이 두께가 1 cm 일 때 통액성을 측정하였으나, 물이 통과하지 못하는 것을 확인하였다. 본 주제의 경우 높은 가교 정도(단량체 대비 가교제 4mol %)일 때 최소 0.1 Darcy에서 20 Darcy 의 값을 가졌으며, SAP 층이 같은 두께이거나 더 두꺼울 때 물이 잘 통과하는 것을 확인하였다.

(출처 : 요약)

목차 Contents

• 표지 ... 1성과보고서 ... 2요약 ... 3목차 ... 41. 주요 추진계획 대비 수행성과 ... 5 1) 과제개발 달성도 ... 52. 연구 배경 및 수행 내용 ... 6 1) 연구 배경 및 동향 ... 6 A. 고흡수성 수지(Super absorbent polymer, SAP) ... 6 B. 고내부상 에멀젼(High internal phase emulsion, HIPE) ... 8 2) 연구 개발 내용의 차별성 ... 9 3) 연구 수행 내용 ... 11 A. 다공성 고흡수성 수지 제조 ... 11 B. 기본 및 핵심 성능 측정 ... 14 4) 개선 필요 사항 ... 18 A. 낮은 흡수력 ... 18 B. 낮은 통액성 ... 213. 과제수행 성과 ... 23 1) 정성적 성과내용 ... 23 2) 정량적 성과 ... 25References ... 26끝페이지 ... 27