고분자전해질 종류에 따른 중질탄산칼슘의 LbL (Layer-by-Layer) 다층흡착 개질 특성과 종이 물성에 미치는 영향 구명 :

안정언

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자료유형: 학위논문

저자정보: 안정언 (서울대학교, 서울대학교 대학원)

발행연도: 2014

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이 논문의 연구 히스토리 (4)

2014

고분자전해질 종류에 따른 중질탄산칼슘의 LbL (Layer-by-Layer) 다층흡착 개질 특성과 종이 물성에 미치는 영향 구명

안정언 산림과학부 2014.01 학위논문

2012

Poly-DADMAC과 PSS의 분자량을 달리한 중질탄산칼슘의 개질과 종이 물성에 미치는 영향

안정언 , 이제곤 , 이혜윤 외 2명 펄프·종이기술 2012.10 학술저널

종이 물성 향상을 위한 고분자전해질 조합에 따른 중질탄산칼슘의 LbL (Layer-by-Layer) multilayering 처리

안정언 , 윤혜정 , 이제곤 외 3명 한국펄프·종이공학회 학술발표논문집 2012.10 학술대회자료

고분자전해질의 분자량을 달리한 중질탄산칼슘의 개질과 종이 물성에 미치는 영향

안정언 , 윤혜정 , 이제곤 외 3명 한국펄프·종이공학회 학술발표논문집 2012.04 학술대회자료

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인쇄용지 생산에 사용되는 충전물은 종이의 백색도, 불투명도 및 평활도를 높이고 종이의 구조를 치밀하게 하는 장점이 있다. 그러나 충전물을 다량 배합하면 충전물이 섬유간의 결합력을 방해하여 종이의 강도가 저하되는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 LbL 다층흡착 (Layer-by-Layer multilayering) 기술을 중질탄산칼슘에 적용하여 얻은 LbL 개질체의 개질 특성 및 흡착 양상을 평가하고 이를 종이에 적용했을 때 종이의 물성에 미치는 영향을 구명하고자 하였다.
고분자전해질의 종류, 분자구조 및 레이어 (layer) 횟수에 따른 제타전위 및 입자크기 결과를 통하여 LbL 개질체의 전기화학적 성질 및 입자크기를 제어할 가능성을 보았고 전단 및 경시 안정성을 확보하여 제지공정 현장적용 가능성을 기대할 수 있었다. 고분자전해질의 분자량이 종이 물성에 미치는 영향은 크지 않았으며 C-starch/A-PAM 조합을 적용한 수초지의 인장강도가 무처리 GCC 대비 최대 50%, 내부결합 강도가 최대 70% 증가하는 매우 높은 강도 향상 효과를 나타냈다. 이는 전분의 분지형 구조, 추가적인 수소결합 형성 및 응력집중완화 효과 등의 지력증강 효과와 더불어 QCM을 통해 구명한 C-starch/A-PAM 조합의 높은 흡착량과 안정적인 다층흡착 양상이 영향한 것으로 구명되었다.
이상과 같이 본 연구는 LbL 개질체의 다층흡착 개질 특성과 종이 물성에 미치는 영향을 구명함으로써 충전물의 하이로딩 시 발생하는 강도저하 문제를 극복하고 추후 LbL 개질체를 제조함에 있어 고려될 수 있는 여러 가지 인자들의 영향을 이해하는 데 기여한 것으로 판단된다.

#중질탄산칼슘 #고분자전해질 #LbL (Layer-by-Layer) 다층흡착 #제타전위 #인장강도

1. 서론 1
2. 연구사 4
2.1 충전물의 개질에 관한 연구 4
2.2 LbL 다층흡착 기술에 관한 연구 6
2.3 LbL 다층흡착 처리 시 고분자전해질의 영향 인자에 관한 연구 11
3. 재료 및 방법 12
3.1 공시재료 12
3.2. 실험방법 14
3.2.1 LbL 다층흡착 처리 시 고분자전해질의 투입량 선정 14
3.2.2 LbL 다층흡착 처리를 이용한 중질탄산칼슘 개질 16
3.2.3 LbL 다층흡착 처리한 중질탄산칼슘 개질체의 특성 평가 18
3.2.3.1 제타 전위 18
3.2.3.2 입자 크기 18
3.2.4 QCM을 이용한 흡착 특성 평가 19
3.2.5 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 전단 및 경시 안정성 21
3.2.5.1 전단력에 대한 저항성 평가 21
3.2.5.2 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 경시 안정성 평가 21
3.2.6 수초지 제작 22
3.2.7 수초지의 물성 평가 23
3.2.7.1 벌크 평가 23
3.2.7.2 인장강도 평가 23
3.2.7.3 내부결합 강도 평가 23
3.2.7.4 백색도 및 불투명도 평가 23
3.2.7.5 회분 함량 평가 24
3.2.8 FE-SEM을 이용한 LbL 중질탄산칼슘 개질체 및 수초지 관찰 24
4. 결과 및 고찰 25
4.1 LbL 다층흡착 처리한 중질탄산칼슘 개질체의 특성 25
4.1.1 고분자전해질의 분자량에 따른 영향 25
4.1.2 고분자전해질의 종류 및 분자 구조의 영향 31
4.2 QCM을 이용한 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 흡착 특성 33
4.3 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 전단 및 경시 안정성 42
4.3.1 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 전단 안정성 42
4.3.2 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 경시 안정성 46
4.3.2.1 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 전단 하의 경시 안정성 46
4.3.2.2 LbL 중질탄산칼슘 개질체의 보관 안정성 49
4.4 LbL 중질탄산칼슘 개질체가 적용된 수초지의 특성 53
4.4.1 고분자전해질의 분자량에 따른 영향 53
4.4.2 고분자전해질의 종류 및 분자 구조의 영향 62
5. 결론 76
6. 인용문헌 78

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