초록 ▼

□ 연구개요
긴 알킬 탄화수소, 벤젠 그룹, 아미드 그룹이 포함된 새로운 결정성 아크릴계 단량체와 스티렌을 현탁(또는 라디칼)중합시킨 후 후처리(가교필름제조, 전기방사 및 광가교)공정을 통하여, 오염된 물에 포함된 벤젠, 톨루엔, 클로로포름 등과 같은 휘발성 유기용매(VOCs)을 선택적으로 흡착시켜 겔화할 수 있는 새로운 고분자 흡착제(입자, 필름, 또는 섬유 형태)를 제조하였다. 이들 흡착제의 흡유물성(흡유능, 흡유속도, 흡착겔 강도)을 조사하여 수처리(폐수/해수) 혹은 공기 정화용 흡착제로서의 응용 가능성을 조사하였다. 이

□ 연구개요
긴 알킬 탄화수소, 벤젠 그룹, 아미드 그룹이 포함된 새로운 결정성 아크릴계 단량체와 스티렌을 현탁(또는 라디칼)중합시킨 후 후처리(가교필름제조, 전기방사 및 광가교)공정을 통하여, 오염된 물에 포함된 벤젠, 톨루엔, 클로로포름 등과 같은 휘발성 유기용매(VOCs)을 선택적으로 흡착시켜 겔화할 수 있는 새로운 고분자 흡착제(입자, 필름, 또는 섬유 형태)를 제조하였다. 이들 흡착제의 흡유물성(흡유능, 흡유속도, 흡착겔 강도)을 조사하여 수처리(폐수/해수) 혹은 공기 정화용 흡착제로서의 응용 가능성을 조사하였다. 이외에, 제조된 구형입자, 필름 및 섬유 형태의 흡착제들이 파란 빛을 방출하는 새로운 형광특성을 발견하여 그 메카니즘을 규명하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종 목표를 달성하기 위하여 다음의 다섯 가지 연구를 3년 동안 체계적으로 수행하였다. 1) 자기조립 및 결정화 거동을 일으키는 기능성 그룹을 갖는 3가지 종류의 새로운 결정성 아크릴아미드계 단량체들을((DOPAM, TEPAM, HEPAM) 합성한 다음, 2) 현탁중합법을 이용하여 새로운 단량체 단독 또는 비닐 단량체인 스티렌과 공중합시켜 다양한 조성의 입자 형태의 새로운 고분자 흡착제(호모 또는 공중합체 구조의 가교고분자)를 제조하였다. 3) 새로운 결정성 단량체를 라디칼중합법을 이용하여 호모(공)중합체를 제조한 다음, 제조된 새로운 호모(공)중합체에 스티렌 단량체와 라디칼개시제 및 가교제를 첨가한 후 일정한 크기의 용기에 담고 다시 라디칼중합시켜 IPN(interpenetrating network) 구조의 필름 형태의 고분자 흡착제를 제조하였다. 4) 새로운 결정성 단량체를 라디칼중합시켜 얻은 고분자량의 호모중합체 및 스티렌 단량체와 (광)개시제 및 가교제를 혼합한 고분자 용액을 전기방사 장치를 이용하여 500 nm – 5 um의 일정한 직경을 갖는 섬유형태의 고분자 흡착제를 제조하였다. 5) 전술한 방법으로 만든 입자, 필름 및 섬유 형태의 고분자 흡착제들의 (휘발성)유기용매들에 대한 흡유 특성을 조사하였다. 그 결과 새로운 단량체와 스티렌으로부터 제조된 가교공중합체의 입자들의 경우, 톨루엔 및 클로로포름에 대한 흡유능은 약 25배 및 23배로 매우 높았다. 반면에, 이들 구조의 고분자 가교필름 및 전기방사 섬유들은 가교 입자에 비해 흡유능은 약 13-10배 사이로 다소 낮았지만 흡유속도는 상대적으로 훨씬 빨랐다. 한편, 입자/필름/섬유 형태로 제조된 가교고분자 흡착제들에 대한 n-옥탄, 개솔린, 케로센, 디젤 등에 대한 흡유능은 약 3-5 배 사이로 매우 낮았다. 하지만, 지금까지 개발된 기존의 고분자 흡착제들과 달리, 본 연구에서 제조된 마이크로 섬유 또는 입자 형태의 가교고분자들은 방향족 유기용매 및 클로로포름/THF에 대한 흡유속도가 수초 이내 또는 15 초 정도로 매우 빠르기 때문에, 폐수/강/바다에 유출된 유기용매들에 대한 흡착 및 포집제로의 산업적 활용성을 발견하였다. 이외에, 새로운 아크릴아미드계 가교고분자들로부터 제조된 필름의 경우 가시광선에 대한 투과도가 90% 이상이며, 고분자의 주사슬이 비공액계의 구조임에도 불구하고 365 nm의 자외선이 조사되면 파란빛을 발광하는 독특한 형광 특성이 보임을 처음으로 발견하였다. 또한, 전기방사 섬유 및 구형의 입자들도 동일한 형광 성질을 나타냈으며, 이들의 산업적 응용이 매우 기대된다.

□ 연구개발결과의 중요성
학술적 효과로서 1) 새로운 구조의 단량체 및 입자, 필름, 섬유 등 다양한 형태의 고분자계 다공성 흡착제의 제조에 대한 원천기술을 확보하였으며, 2) 흡착제의 화학구조-흡착특성의 상관관계를 확립하였고, 3) 흡착반응기구에 대한 이론적 토대를 a 마련하였다.
산업적 경제적 기대 효과로서 4) 방출된 유기용매 흡착용 수처리제, 5) 환경호르몬계 화합물인 비스페놀A를 선택적 흡착제로의 활용, 6) 공기 중에 포함된 유해한 휘발성 유기용매 (VOCs: 벤젠, 톨루엔, 클로로포름 등)를 포집할 수 있는 공기 정화 용도로의 응용성이 기대되며, 7) 관련 제품의 제조 및 응용 기술의 경쟁력제고에 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1) 새로운 결정성 아크릴계 단량체 합성 ... 4
• 2) 새로운 가교제 합성 ... 5
• 3) 현탁중합에 의한 입자 형태의 가교고분자의 제조 ... 6
• 4) 새로운 아크릴아미드계 가교고분자 필름의 제조 및 흡유 거동 ... 11
• 5) 새로운 아크릴아미드계 전기방사 가교 섬유의 제조 및 흡유 거동 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 끝페이지 ... 18