| 학회 | 한국고분자학회 |
| 학술대회 | 2002년 봄 (04/12 ~ 04/13, 서울대학교) |
| 권호 | 27권 1호, p.17 |
| 발표분야 | 특별 심포지엄 |
| 제목 | 이산화탄소 청정용매용 고분자 계면활성제의 합성 및 응용 |
| 초록 | 전 세계적으로 수많은 양의 유기 또는 할로겐 용매가 공정조제, 세정제, 그리고 분산제로서 사용되고 있다. 따라서 용제를 많이 사용하는 산업에서는 환경보전적인 측면에서 유해한 용제의 대체 물질을 찾고 있다. 그동안의 연구에 의하여 액체와 초임계 상태의 이산화탄소가 이러한 환경적 문제를 극복하는 매우 좋은 용매 (green solvent)가 될 수 있음이 확인되었다. 이산화탄소 용매는 무독성이고, 불연성 물질이며, 값싸고, 또한 환경 친화적인 물질로서 대기나 화학 공정의 부산물로 풍부하게 얻을 수 있다. 또한, 쉽게 초임계 상태를 만들 수 있고, 초임계 상태에서 압력의 변화에 따라 용해력의 조절이 가능하고, 분리와 회수가 용이한 장점을 가진다. 따라서, 추출 및 분리 공정에서 활발하게 연구되어 카페인과 호프 향 추출 등에 실용화되어 있으며, 약리 성분 천연물 추출에도 응용되고 있다. 최근에는 촉매 반응, 중합 반응 등 화학 공정에 연구되어, 그 결과 불소계 고분자의 제조 공정에서 용매로 대체되고 있다. 단지 그동안 대부분의 극성 분자와 고분자 물질에 대한 용해성이 없는 단점 때문에 이산화탄소 용매의 응용 분야가 제한되었으나, 이산화탄소에서 작용할 수 있는 계면활성제의 설계와 합성에 의하여 이 독특한 용매를 넓은 분야에 적용할 수 있는 국면이 열렸다. 이러한 계면활성제의 획기적인 개발에 의하여 최근에는 드라이크리닝과 금속 부품 세정 분야에까지 이산화탄소 청정 용매가 실용화되기에 이르렀다. 고밀도의 이산화탄소는 비극성이며 매우 약한 반델 발스 인력을 가지므로 계면활성제의 친이산화탄소성(CO2 -philic) 작용기는 플루오르아크릴레이트, 플루오르에테르, 실록산 유도체와 같이 낮은 응집에너지 밀도를 가져야 한다. 이산화탄소의 특이한 용매성질을 고려할 때 계면성질과 계면활성제의 화학구조간의 상관관계에 대한 기초연구는 계면활성제를 설계하고 합성하는데 있어 매우 중요하다. 기존의 분산계가 water/oil 계면 만 가지는 반면에 이산화탄소를 포함하는 새로운 계는 oil/CO2 , water/CO2 , 그리고 oil/water 계면 등을 가지므로 새로운 개념이 필요하다. 실록산계와 불소계 중합체가 이산화탄소에서 뛰어난 계면활성을 나타내었으며, 특히 친수성 작용기의 도입으로 이산화탄소, 유기물질, 물의 3 계면에서 효과적으로 작용할 수 있었다. 또한 CO2 -philic / hydrophilic한 공중합체는 이산화탄소와 물로 구성된 미세 에멀젼을 형성할 수 있었다. 블록 공중합체의 성분과 분자량의 조절에 따라 계면활성제의 특성인 HCB (Hydrophilic - CO2 philic Balance)의 조절이 되었고, 이에 따라 미세 에멀젼의 구조 조절이 가능하였다. 이러한 에멀젼은 비 용매 코팅, 생체분자의 반응 및 분리, 고 표면적 재료 및 극 미립자의 제조 그리고 금속, 섬유, 반도체 및 오염된 토양의 세정, 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. |
| 저자 | 임권택 |
| 소속 | 부경대 |
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