| 초록 |
에멀젼은 서로 불용성인 두 액체중 한 액체가 다른 액체속에 액적형태의 미세한 입자로 분산되어 있는 불균일계로서, 열역학적으로 불안정한 상태이므로 언젠가는 분리되어 원래의 이층상으로 되어서 결국 에멀젼은 분리된다. 일반적으로 에멀젼의 경우 원하는 크기의 액적의 형성과안정성을 유지하기 위해 유화제나 보호콜로이드 등과 같은 첨가제가 요구되며, 이러한 첨가제는작은 분산 액적의 형성을 촉진할 뿐 아니라 원하는 에멀젼 형태를 만들어내는 특성을 가져야 하고 액적 형성에 필요한 에너지를 낮추거나(즉 표면장력을 줄임), 액적이 깨져 bluk phase와 분리되는 것을 억제(즉 액-액 계면에 흡착하여 막 형성 또는 응집의 barrier 형성)하는 기능을 하게된다. 이러한 에멀젼의 유화제로는 무기 전해질, colloidal sol, 고분자 물질과 같은 안정제 역할을하는 것과 표면장력을 낮추어 유화작용을 촉진하는 계면활성제가 있다. 계면활성제는 액-액 계면에 흡착하여 액적 응집에 대한 전기적, 기계적, 입체적 barrier로 작용하게 된다 [1]. 고분자물질을분산상에 첨가하면 입자면과의 상호 작용에 의하여 표면에 흡착이 일어나 흡착층이 형성되거나표면과의 반발력에 의하여 표면 주위의 농도가 낮게 되어 결핍층(depletion layer)이 형성된다. 따라서 첨가된 고분자는 표면간의 콜로이드 에너지를 변화시킴으로써 분산계 안정성에 많은 영향을미친다. 일반적으로 고분자가 입자의 표면에 흡착될 때 흡착된 고분자의 농도가 매우 낮은 경우에는 고분자 사슬의 가교형성에 의하여 응집(bridging flocculation)이 일어나 분산계의 안정성이깨어지고 농도가 높을 때에는 촘촘한 흡착층의 입체 반발력(steric repulsion)에 의하여 안정화된다[2]. 입체안정화(steric stabilization) 효과를 줄 수 있는 고분자의 유형은 단일중합체(homopolymer), 블록공중합체(block copolymer), 표면과 공유결합을 형성하는 고분자 등이 있다.단일중합체는 입자 충돌 과정에서 안정한 흡착 유지를 못하여 anchor group과 stability moieties의 역할을 동시에 수행 못하므로 응용성에 제한이 있다. 블록공중합체는 표면과 친화성이 있는단위 anchor group 존재여부와 탄화수소 등으로 이루어진 무극성 단위가 분산계와 잘 혼합을 함으로 응용성이 크다. 본 연구에서는 전보 [3]에서 제조된 poly(vinyl alcohol) monothiol(PVAMT)와 polyvinyl alcohol(PVA)를 보호콜로이드로 사용하여 합성한 폴리초산비닐 에멀젼의 안정성을 비교 검토하였다. 폴리초산비닐(PVAc) 에멀젼 중합시 PVAMT를 첨가한 에멀젼이 PVA를 첨가한 에멀젼보다도안정성이 우수하였으며 아울러 PVAMT의 농도가 증가함에 따라서 생성입자의 크기는 감소하고방치안정성, 기계적 안정성 그리고 동결안정성 등이 더 우수함을 알 수 있었다. 이것은 PVAMT존재하에서 수용성 개시제인 KPS-SBS 레독스계를 사용하여 VAc를 무유화제 유화중합하면PVAMT의 thiol기에서 -S·가 쉽게 생성하고, PVAMT-b-PVAc가 생성하여 유화제 역할을 하므로써 공간장애 작용과 정전기적 반발력이 동시에 나타남에 기인하며, 주로 공간장애 작용에의하여 이루어지는 것으로 사료된다. 즉 블록고분자인 PVAMT-b-PVAc의 사이 또는 빈공간에R-SO-4가 공존함으로써 유화파괴를 억제함을 알 수 있었다.
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