지료화학, 표면화학

 지난 시간에 이어서 콜로이드 표면화학과 지료존재하는 이온의 농도를 구하는 공부

 

고분자 표면에 전하를 띔, 고분자 표면과 중화하는 중화하는 약품이 접촉하기 위해서는 mixing이 중요하다. 용액안에 섬유가 저농도로 존재하고, 섬유와 중화될 약품도 저농도로 존재하므로  충분한 접촉 기회를 제공하기 위해서 믹싱과 분산이 매우 중요한 요소

 

일반적인 산염기의 중화 반응, 굉장히 작은 입자들, 수소이온과 수산기 음이온 사이에 물이 생기면서 중화가 되는 데 그렇기 때문에 신속히 중화가 될 수 있는 반면

 

고분자는 산염기를 표면에도 전하, 내부에도 전하가 있어서 산 염기 중화처럼 신속하게 중화반응이 일어나지 않다, 표면은 적정하기 쉽지만, 또한가지 표면 전하 뿐만 아니라, 표면의 음전하들도 있으면, 스턴레이어 층의 양전하도 있고, 이 외에도 전체적으로 뒷편 음전하 성질도 있으니 느리게 반응함, 분산과 교반이 굉장히 중요, 입자와 입자, 우리가 원하는 고분자 입자와 이 고분자의 입자의 표면을 중화 시키기 위해서 어떤 물질이 흡착이 되는 또다른 고분자 물질이 있는 데

이 두개의 물질이 사이에 충돌히 일어나져야 한다. 잡아다 당겨져야하는 힘 작용해야한는 산과 염기 사이엔 반대 이온이 작용해서 크게 잡아 당기는 힘이 작용, 수소 결합이나 반데르 발스의 힘에 의해서 잡아 당기는 힘이 작용한다. 이렇게 고분자 표면에 흡착을 시킬 때 처음 과정은 굉장히 빠르게 일어난다. 왜 그럴까요, 충분하 충돌 기회가 있다면, 스턴 레이어의 해당하는 부분은 굉장히 빠르게 흡착되어짐, 하지만 스턴 레이어 이외의 음이온은 이 바깥 부분은 양이온과 음이온 부분이 섞여 있어서, 이 부분의 흡착은 느리다. 그래서 초기엔 굉장히 빠른 흡착, 대부분 스턴레이어의 것들은 몇초 만에 그리고 순식간에 평형에 도달

그렇다고 고분자 표면 음이온들이 바깥의 물질에 의해서 흡착되고 중화 되지는 않는다. 얼마나 빨리 흡착되는 가? 하나는 섬유에다가 흡착, 하나는 미세분에 흡착을 시키고 그래서 양이온성 전분을 가지고 흡착을 시켰는데 미세분과 일반 펄프 섬유의 차이는 뭘까요, 미세분은 목재가 작은 크기가 쪼개진 것, 크기가 작을수록 비표면적 : 단위 무게당 표면적이 입자가 작아질수록 커진다. Fine 굉장히 큰 비표면적을 가짐, 그러면 이렇게 펄프와 미세분이 다른 표면적을 가지는 것이 흡착에 어떤 영향을 미치는 지 테이블 5.8에 정리 함

 

크게 3가지 라인이 있다. 만약 양이온성 전분을 펄프에 가한다. 그것들이 전부 표면에 흡착된다면

100% 흡착 라인을 따라간다. 초기 조건에서는 펄프나 미세분이나 전분 흡착이 된다. 왜 그럴까요

초기에는 바깥 섬유의 여러 개의 전하가 있는 데 최 외각 바깥의 표면의 급속도로 양이온성 전분이 흡착하기 때문에 양이온성 전분, 이유는 섬유 표면에 음이온이 띄고 있기 때문에 자일란의 글루크로녹엑시드는 카복실기는 음이온으로 쉽게 이온화가 되는 데 중성초지 조건에서는 대부분 이온화 , 산성 초지 조건에서도 ph4.5-5.5에서도 90퍼센트가 이온화, 표면에 급격히 달라 붙고 나서 z포텐셜을 스턴층이 붙은 다음에 나머지층이 붙는 것은 느리게 진행된다. 스턴층은 매우 빠르게 흡착되고 그 나머지는 느리게 흡착, 주의할 점은 두 번쨰 라인이 미세분, 세번째 라인은 펄프

미세분의 경우 비표면적이 커서 아직도 100프로 흡착과 거의 비슷하게 되다. 마지막에 급격히 꺽임, 펄프는 처음부터 꺽이려고 함, 그 이유는 비표면적이 많아서 노출된 카르복실기의 양이 더 많다. 섬유가 깨지면서 더 많은 카르복실기가 노출되어 표면에 붙은 스턴층에 해당되는 훨씬 급격하게 흡착 할 수 있는 카르복실기가 펄프보다 많다. 화학적으로 미세분과 펄프가 동일하다면 이런 성질은 비표면적에 의해서, 확실 미세분이 펄프보다, 양이온의 전분을 더 많이 흡착

 

2번 째 시간 그래프 – 초기에 급격한 흡착 후 이 시간이 지나면, 느리게 진행이 된다. 이런 성질들은 일반적인 흡착 특성입니다. 섬유 표면에 수분이 흡착하거나 아니면 펄프 표면에 비표면적을 특정하기 위해서 BET를 측정할 때도 이런 성질을 보이는 가장 안층은 빠르게 다음으로 갈수록 느리게 흡착 이런 성질을 Langmuir adsorption라고 칭함

 

-표면의 성질-

표면에 장력 작용, 종이를 만드는 과정에서 주로 사용하는 용매는 물, 이 물은 지난 시간에도 공부했는 데 물과 공기가 맞다을 때 물이 공기로 이동하는 데 큰 문제 없을 것, 물과 공기의 친화력이 떨어져서 물은 극성이고 공기는 비극성이라서 비커에 물을 담아두면 물이 공기와 접촉하려는 성질이 약해진다. 그런 경계면에서 나타나는 현상을 공부한다. 그런 부분을 뒷부분에서 설명한다. 제지 공정에서 섬유는 고체이다. 물은 액체이다. 궁극적으로 물은 기체가 되서 초지 조건에선 날아가야 한다. 고액기가 함께 있는 데 이걸 해석하는 방법은 – young equation

 

유기용매의 표면장력

펜테인 탄소5개 h가 12개 존재

일반적 유기용매는 17 -28 표면 장력

물은 72

수은 484

물은 왜 이런 큰 표면 장력을 가질 까요, 물은 공기를 좋아하지 않기 때문에 물은 극성이 강해서 물 분자가 기체가 되서 공기중으로 가지 않고 액체 상태로 일정한 결합을 유지하려는 성질이 강하기 떄문에 앞에서 말한 유기 용매들은 물보다 극성이 훨 씬 약하다. 그래서 기화가 쉽게 이뤄진다. 이런 성질을 종이 분석하는 데 이용한다. 어떤 부분을 이용할 까 섬유내에 존재하는 표면, 비표면적을 계산하고 싶은데 만약 펄프를 공기중 건조하거나 오븐에 건조한다면, 섬유 내부의 미세공극은 어떻게 될 까요, 종이를 건조하는 과정에서 표면장력이 큰 물 때문에 날아가면서 미세 공극간의 거리가 가까워져서 그 부분들이 붙어버리고 미세공극이 사라질 것, 정확한 비표면적을 측정하고 싶은 데 이 부분과 이 부분은 각각 측정해야하는 데 달라붙으면 비표면적에서 사라진다. 이런 부분이 섬유 재활용시 섬유의 각질화의 원인. 그러면 이런 미세공극이 달라 붙지 않고, 원래 미세공극 상태로 유지하면서 건조하는 방법은 표면장력이 낮은 용매로 건조하면, 용매가 쉽게 제거 되면서 미세 공극간의 거리를 가깝게 하지 않고 건조가 가능하다. 그러면 펄프를 어떻게 표면장력이 낮은 이미 건조를 하면 미세공극이 폐쇠되 었죠, 미세공극이 폐쇠 되지 않게 하기 위해서 자유수를 제거하고 미세 공극 내에 물은 그대로 둬야한다. 미세공극의 물만 남기고 자유수 전부 제거는 힘드므로 펄프 현탁액을 용매 치환한다. 펄프와 물과 잘 섞이는 용매는 – 물과 에탄올은 잘 섞인다. 그러면 펄프를 원심 분리하여 대부분의 물을 제거한 후 다시 이 펄프를 에탄올에 현탁을 시킨다. 그리고 오랜 시간을 두면 자유수의 해당 물은 원심분리에서 제거, 펄프 내부의 물들이 남아 있는 데 이런 내부의 물들이 에탄올과 교환하는 형태가 될 것 외부는 에탄올 용도가 높고, 내부는 물의 농도가 높아지는 데 시간이 지나면서 세포 내강의 물과 에탄올이 희석에 의해

내부는 에탄올 농도가 올라가고 외부는 물의 농도가 높아져서 이 혼합용액 미세공극의 물과 치환을 위해 집어논 물을 다시 원심 분리 후 제거를 하면, 세포 내강에 물과 에탄올이 들어있다. 다음번에 다시 에탄올 넣어서 다시 희석 시키면 이런 과정 반복하면 처음엔 미세공극엔 물이 들어있는 데 용매 치환에 의해서 에탄올로 바뀜, 그래서 표면장력이 72.9에서 22.3으로 바뀜, 일반적 비표면적을 측정할 때, 에탄올도 표면장력이 크다고 다른 용매로 치환함

 

용매 치환법 = 펄프안에 미세공극이 있으면 에탄올이 들어 있음, 이것을 액체 이산화탄소로 집어넣어서 바꿔주는 방법이 있다. 이산화 탄소는 에탄올보다 표면장력이 낮으므로 미세공극을 이산화 탄소로 채워서 훨씬 더 표면장력이 낮아서, 이산화 탄소에 의해서 건조시키면, 이런 방법들이

 

동결 건조 방법

동결 건조 = 물을 얼음으로 바꾸는 것 물리적 상태만 바뀜, 물이 증기가 되는 것과 , 얼음이 증기가 되는 승화가 저온의 진공 조건에서 표면장력이 작아서 세포 구조의 변함이 없이 높은 표면장력의한 변형이 없이 원형을 유지 할 수 없다. 펄프 표면에 존재하는 비표면적 측정 시 물은 표면장력이 크기 때문에 직접 기화 시키면 높은 비표면적에 의해서 찌그러져 버림

이 두 가지 방법으로 비표면적을 측정 가능

 

영스 이퀘이션 - 3가지 궤가 동시 존재

종이 표면이 있죠, 종이의 표면을 물을 좋아할 까 싫어할까, 어떤 방법으로 만들었느냐에 따라 다르다. 아무리 처리를 안한 종이는 셀룰로오스 수산기가 물을 물방울과 섬유가 최대한 접촉하려고 좋아해서 넓게 펴진 물방울 생성, 고체와 액체가 있고 공기인 기체가 있다 - 3가지가 공존

 

종이 표면에 물을 흡수를 막는 사이징 처리를 하면, 처리를 하면 물 표면 수산기를 사이징 약품이 덮어서 소수성 부여, 종이가 있는데 물방울이 종이와 안만나려고 한다. 최대한 접촉 면적을 좁게하려고 한다. 물방울 모양은 종이 표면의 특성에 따라 다른 모양을 가지게 된다.

이 각도는 물방울의 모양에 따라서 세타가 결정 3가 펙터로 설명

x축과 y축을 나누면 x축만 가지고 감마 SL = 감마 SV + 감마 LV COS세타

감마 SL = 감마 SV – 감마 LV COS 세타

감마 SV – 감마 SL = 감마 LV COS 세타

중요한 것 : COS 세타 = 0 물을 좋아함, 180도는 물을 싫어함

 

Assocoation colloids 1

처음 콜로이드 화학 설명시 섬유는 길이 방향은 어마 어마 커서 콜로이드 범위 벗어나고, 폭이 콜리이드 범위에 들어감, 이건 반대 이야기, 너무 작은 입자라서 콜로이드 범주에 속하지 않은 데 연합체는 콜로이드 범위에 해당한다. 어떤 경우에 연합체를 만들 수 있을 까요, 자연계에선 미쉘을 형성하는 방법이다. 일반적으로 어소시에에션 콜로이드를 형성하는 것들은 암프페띡 성질을 짐 ,물을 좋아하는 부분과 물을 싫어하는 부분을 둘 다 가지는 것, 가장 대표적인 것 계면활성제에 해당, 계면 활성제의 특징을 이용해서 미쉘 형성, 자연계에서 모두 형성하는 것은 아님, 일정한 농도보다 더 높아서 기본 미쉘이 형성될 정도는 있어야함, 이런 것들은 세척 능력을 가지고 있다. 에멀젼이나 거품을 만드는 데 응용하기도 한다.

 

어소시에션 폴리머를 설명할 수 있는 그림

물 속에 세제를 집어 넣으면 물은 어떤 성질? 극성이 강하다. 세제는 어떤 성질을 가지는 가

극성과 비극성을 다 가지고 있어서, 거대한 분자를 만들면서 쭉 비극성 유지하다가, 마지막 극성을 만들면 되는 것이다. 기다란 탄화수소는 비극성, 끝 카복실 그룹은 극성을 가진다. 이런 물질들은 물 속에 넣으면 안정될까? 극성은 물을 좋아하고 비극성은 물을 싫어해서 물과 최대한 접촉을 꺼릴 것, 나중에 surfactant 농도가 높아지면 일정 배열을 하게 됨, 물을 좋아하는 부분은 물쪽 노출, 물을 싫어하면 물에 닿지 않게 모여듬, 나중에는 쭉 둘러싸서 내부엔 물이 없는 어떤 집합체를 형성, 이런 덩어리가 콜로이드 이 세재 각각의 구조가 콜로이드가 아니라 덩어리가 콜로이드 어소시에이션 콜로이드 즉 연합체 콜로이드라고 한다. 이런 집합체를 만들면 그림에서 12개가 사용됨, 만약에 6개의 분자가 있다면, 완벽하게 원형 구조를 만들지 못할 것, 가운데 물이 들이가서 최소 단위가 필요하다, CMC라는 단위를 사용, critical miceller 컨센트레이션  (카복시 메틸 셀룰로오스가 아님 주의

 

이런것들이 세제로 작용을 한다. 어떤 원리 자연계의 이물질은 때라는 것은 물을 좋아할 까요 싫어할 까요, 세제가 제거하는 오염물질들을 물을 싫어함, 예로 손을 물로만 씻었을 때 손에 오염물질은 제거되지 않아서 그렇다, 비누에는 물을 싫어하고 좋아하는 성분이 있는 데 콜로이드의 물을 안닿으려는 면이 소수성 물질을 너무 좋아해서 우리가 문지르는 동안 표면의 소수성 물질을 다 끌고 들어옴, 계면 활성제가 세척하는 원리는 다 똑같다.

 

5장 콜로이드화학과 표면화학과 어떻게 양이온성 물질이 흡착되는 지 살펴봄

 

섬유 표면들의 이온을 측정하는 방법, 6장 설명

1번 왜 우리가 전하 밀도를 측정해야하는 가?

전하밀도를 알아야지 미세분을 보류 시키는 데 이용가능, 충전제의 보류도 섬유에 존재하는 전하 밀도와 밀접한 관련, 사이즈제, 피그먼트 준비, 사이즈 에멀젼 준비 등을 이용해서 섬유 표면에 정착을 시키는 데 섬유 내의 전하 밀도를 정확히 측정해야만 한다.

 

흡착이나 보류 여러가지 제지용 첨가제에서 건조 지력 증강제와 수분 지력 증강제, 리텐션 에이드의 작용에도 중요, 흡성 유기 염료 사용에도 표면에 달라 붙게 하는데도 정전기적 전하가 중요한 역할을 하기 때문에 전하 밀도를 측정한다.

 

전하 밀도는 어디서 올까요, 섬유 내 전하는 양전하인가 음전하인가? , 이 전하는 어디서 올까요

섬유 내 전하는 음전하, 전하 기원은 해미 셀룰로오스의 자일란, 침엽수 아라비노 클루크루노 자일란 활엽수는 글루크로노 자일란, 글루클로노라는 치환기는 그루크로노 엑시드가 달라 붙어있는 것을 말하는 것, 자연계에 알파 12 결합연결, 글루코 엑시드의 1번과 자연계의 2번

4번은 메톡실기 붙음. 마지막에 카복실기인데 음이온을 띄고 있다. 음이온을 몇 개 띄고 있는 지가 흡착이나 리텐션에 밀접한 영향을 끼침

 

정전기적 전하는 중요한 역할을 한다. 대부분이 음이온 성질을 가진다, 카르복실기

지료안에 우리가 원하는 섬유 표면에 있는 글루크로노 자일란, 카복실 그룹 뿐만 아니라 다른 오염물도 오염된다 interefering substance – 방해물질 4장에 해당하는 음이온성 방해물질, 음이온성 쓰레기도 문제가 된다. 우리는 섬유 표면에 있는 음이온에 첨가하고자 하는 것들이 하는 데 지류 안에 음이온성 쓰레기에 사용 – 이걸 해결

 

섬유에 존재하는 섬유, 펄프 미세분 작용하는 작용기에 대한 것들

Sulponic acid 설포닉 그룹 – 아황산 펄프에서 나오는 전 ph범위에서 이온화가 된다. 우리가 사용하는 펄프엔 설포닉 그룹이 포함되지 않은다. 화학펄프가 아황산 펄프가 시장에서 팔리는 비중이 적기 때문에, 만약 있다면 BCTMP 의 설포나 과정으로 화학적 처리 후, 서머위캔 어나 펄핑을 하고 표백한 펄프해 일부 잔류한 리그닌이나 탄수화물에 이 설포닉 그룹이 잔류가 가능

 

가장 대표적으로 종이는 어느 PH? 4.5-6.5 산성 초지, PH 9까지는 중성 또는 알칼리 초지

4.5-7은 설포닉 그룹이 없다고 가정하면 이온화 될수 있는 그룹은 SUGAR COOH 정도가 있다. 카복실기그룹은 자일란 사슬의 글루크로노 엑시드에서 기원함, 이 카르복실 그룹은 여러 방법에 따라 다른 함량을 가지고 있다.

 

산성 조건에서 펄프를 만들면 산 가수분해 반응해서 자일란이 쉽게 가수분해 이런 카르복실 구조의 덩어리들이 용해되서 펄프내에 존재하지 않습니다. 아황산 펄프 공정을 만들었다면 슈가 COOH의 농도가 제한 되지만 설포닉 그룹은 많이 가질 것

 

염기성 조건 펄프 = Peeling off와 스톱핑 반응, 이 중 절반 정도의 자일란이 잔류함, 그러나

절반의 정도의 자일란이 잔류한다고 카르복실기가 잔류하는 것은 아님, 복잡한 반응에 의해서 카르복실기가 잔류하는 것은 아니다. 복잡한 반응에서 카르복실기가 잘려나가는 반응이 일어나고 그래서 카르복실기에 농도가 달라지게 된다. 그러면 어떤 펄프에 카르복실기를 많이 가질 까

기계펄프가 제일 많이 가짐, 화학적으로 자일란을 잘라내지도 않았고, 펄프 만드는 과정에서 자일란 사슬의 카르복실기를 잘리지도 않아서 기계 펄프에서 함량이 높음 ,또는 BCTMP에서 많음

화학 버진 펄프보다 리싸이클링 펄프를 사용하는 경우 카르복실의 함량이 많음, 왜냐 BCTMP또는 기계적 펄프가 섞여서 들어오므로

 

마지막으로 리그닌에 존재하는 페놀성 수산기는 영향을 미치는 가?

화학 펄프엔 펄핑과정과 표백과정에서 페놀성 수산기를 제거해서 없음

기계 펄프엔 상당히 많은 리그닌이 남았지만, 종이 만드는 초지 조건이 페놀성 수산기가 이온화하는 과정보다 더 낮은 PH에서 조건이기 떄문에 페놀성 수산기가 이온화되지는 않음, 마지막 당을 이용한 SUGAR OH(당에 존재하는 알코올이기는 이 하이드록실그룹은 종이 만드는 조건에 이온화 하지 않음, 항상 신경 써야하는 것은 카르복실기 자일란 사이드 체인의 글루크로노엑시드에서 기원하는 카르복실기에서 오고, BCTMP나 설파이트 펄프라면 설포닉 그룹도 남음

 

충전제에서도 filler 양이온과 음이온이 존재하는 데 일반적으로 아이소 일렉트릭 포인트보다 높으면 음이온, 포인트에선 중성, 포인트보다 낮으면 양이온이 될 것임, ph가 (isoelectric PH)에 따라

그럼 어떤 방법으로 섬유 표면에 전하를 나타낼수 있을 까요?

3가지 방법

1번 방법 : 전하를 띈 입자에 전기를 걸어줌, 그럼 섬유가 음전하를 띄는 양쪽에서 전기를 걸면 양극과 음극을 전기를 걸어주면 이동, 음이온성질은 양이온으로 전극으로 이동 할 것, 그럼 어떤게 빨리 이동을 할까요? 두 가지 요소에 의해서 좌우 1번은 분자량, 2번은 전하 모든 건 아니지만 이동하는 데 크기가 크면 느려진다. 분자의 크기, 섬유 크기가 동일한 전하라면 섬유가 전부다 음전하를 1개 씩을 가진다면, 덩치가 작은 게 제일 빠르게 붙을 것, 길고 덩치가 큰 건 느리게

 

전하가 다르다, 어떤 입자는 전하 1개 어떤 입자는 전하 2개있다면 많은 전하가 있는 게 더 잘 달려 갈 것임 달려오는 속도를 잡는 것으로 속도는 거리 /시간이므로 달려온 시간을 재면 알 수 있다. 물리학적으로 풀면 식을 만들 수 있다

 

제타 포텐셜 식을 알수 있다. 중요한게 elextrophoretic (속도) , 매질의 유전율, 점도도 중요함

 

2번 방법 : streaming potential measuring cell를 이용

플러그를 만들어서 섬유가 이동하게 만들고 그리고 여기에 액체를 지나가게 한다. 그떄 이 표면전하에 따라 액체가 지날 떄 전전기적 포텐셜을 측정하여 , 전하의 밀도를 측정하는 방법

아까는 섬유 입자 이동이 가능해 속도와 시간 거리에 의해 측정 했다면, 일정하게 섬유를 끼우고 액체가 지날 때 포텐셜을 측정

Sp = streaming 포텐셜을 이용

 

3번째 : 샘플을 집어넣고 피스톤을 움직여서 피스톤 안에 elextrodes일렉트로드가 걸린 피스톤을 움직여서 포텐셜에너지가 얼마나 포텐셜이 생기는 가를 측정해서 섬유 표면에 전하 밀도를 측정함

4장의 그림과 유사한 그림

종이를 만드는 지료 시스템 안에 물이 깨끗하면 어떤 고분자를 집어 넣었을 때 고분자들이 섬유에 다 흡착이 될 것이다. FPR : first pass retention 첫번째 집어 넣은 게 얼마나 흡착될지 측정하는 방법, 깨끗한 계에선 집어 넣은 만큼, 어는 지점 가면 느려짐, 지료안에 음이온성 쓰레기가 많은 경우는 섬유보다는 가장 작은 입자들이 용해 되어있는 것 = 미세분 = 섬유, 아주 작은 용해된 음이온은 미세분이나 섬유보다도 비표면적이 크고 그리고 양이온을 첨가 했을 때 양이온을 빨아 드리는 속도와 경쟁해서 음이온이 더 잘 빨아드리게 됨, 그래서 어떤 양이온성 고분자를 초기에 투입하면 섬유에 보류되는 것없이 다 날아가는 것은 음이온성 쓰레기가 흡착되서 일어나는 것,그리고 나면 클린 시스템과 유사한 보류가 일어나는 것이 확인됨

음이온성 쓰레기 관리가 매우 중요한 안건

 

정확히 표면에 존재하는 전하를 측정하고자 하는 데 우리가 아는 산염기 중화를 쓸 수 없음.

왜냐하면 섬유 표면에 음전하가 있고, 내부에도 음전하가 있다. 지료시스템에 관여하는 것은 표면에 음전하만 관여를 함, 근데 수소양이온을 집어넣어서 conductivity를 적정하면 표면에 음전하와 내부 음전하 까지 모두 적정, 그럼 표면 전하를 측정하는 것이 불가능, 고분자 표면에다가 고분자 전해질을 흡착 시키는 방법. 섬유표면에 고분자, 양이온이 있는 고분자를 흡착 시키면 양이온성 폴리머가 흡착되어 표면하고만 반응 할 수 있다. 일반적인 수소 이온, 수산기 이온으로 끝나는 게 아니라 고분자표면은 고분자를 두고 그 흡착 정도를 측정한다. 그래서 cationic polymer를 사용한다. 그냥 양이온이 아니라

 

용해된 음이온성 쓰레기로부터 양이온이 얼마나 필요한지 측정하는 것

1.     여과를 통해서 용해되지 않은 물질을 제거, 원심분리로 가라앉혀서 하던지 거기다가

Deionized water 증류수를 집어넣고 표준 고분자 물질을 집어넣고 타이트레이션(titrate)을 하면 됩니다.

이런 것들은 음이온성 쓰레기로부터 양이온성 물질이 얼마나 필요한지 알아보는 방법이다

 

여기에 사용되는 양이온 고분자들의 종류

4차 양이온 모든 ph범위에서 양이온을 띄므로 대부분 4차 양이온 구조

고분자 양이온에 사용

음이온은 설포네이트를 가진 음이온을 사용한다.

그리고 이것이 중화가 되었는지 확인하기 위해서 일부 지시약을 집어넣음

Ph를 따라서 컨주게이션 구조가 바뀌어서 중성 조건에서 산성에서 염기성으로 넘어가거나 할 때 색을 바꿔 적정이 완료 되었는 지 알려줌

 

아까는 용해된 음이온 쓰레기 측정, 이번엔 전체에 대한 것

서스펜디드 솔리드를 원심분리나 여과를 통해서 제거해야하는 과정이 없어지겠지,

섬유나 미세분을 포함하는 경우 단계적으로 양이온성 고분자를 사용해서 표면의 전하를 측정이 가능하다

 

이번 단원에서는 왜 섬유 표면의 전하밀도를 측정하는 가? 고분자를 이용해서

중요한 건 전체가 아니라 섬유 표면에 존재하는 전하이다. 왜냐하면 리텐션 에이드가 반응하는 것은 섬유 표면의 전하이기 때문에, 펄프내 전체 전하가 아니라 표면 전하가 여러 화학 반응과 관련, 작은 입자는 표면과 내부의 별로 중요가 없지만 큰건 내 외부는 차이가 있음

3가지 장비를 이용하여 측정

섬유 표면에 물리적 특성을 이해하면 이해 가능

 

섬유 표면의 전하는 xylan- glucuronic acid에서 기원

어떤 펄프에 많이 들어 있는 가? 이 펄프를 만드는 과정에서 자일란이 어떻게 반응하고 글루코 크로노 엑시드가 어떻게 반응하냐의 따라서 pulp내의 전하밀도가 차이가 나고, 자일란은 일반적으로 산가수분해에 빠른 분해, 염기성 조건 펄핑에서 절반이 잔류, 또다른 한 가지 조건은 펄핑과 표백과정에서 글루코크로닉 엑시드가 이탈이 발생함, 그래서 절반의 자일란이 살아남았다고 해서 절반이 살아남는 것은 아님

일반적으로 화학 펄프의 경우 상당히 제한 되어 있음, 그에 비해서 기계 펄프나 반화학 펄프는 카복시 그룹의 함량이 높다 이런 특성을 가지고 있어서 DIP의 경우에 화학 펄프보다 더 많은 카르복실 구조를 가지고 있습니다. 이렇게 지료화학에서 가장 어려운 콜로이드 화학에 대해서 알아봤습니다. 표면 전하를 측정하는 방법에 대해 공부하였다. 다음시간에 과정과 안료 반응에대해서 알아봄,