일반기술

폐수 및 토양오염처리용 양쪽성 가교 고분자 나노입자

본 기술은 양쪽성을 가지는 나노크기의 입자를 제조하고, 이를 이용해 폐수 및 토양으로부터 소수성의 오염물질을 제거하는 공정에 적용하는 것에 관한 것이다. 본 기술은 세가지 구조를 갖는 화합물로 이루어진 공중합체를 제조한다. (a)구조는 이온기인 카르복시기, 술폰기등의 음이온 또는 산과 반응하여 4차 아민을 이룰 수 있는 양이온성의 화합물이고, (a)에 속하는 화합물로는 소수성의 단량체로 메칠메타크릴레이트, 스티렌, 글리시딜 메타크릴레이트와 부틸 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 어느 하나의 것을 포함된다. (b)에 속하는 화합물로는 아크릴아미드, 아크릴로일옥시트리메칠암모늄 크로라이드, 디아릴디메칠암모늄 크로라이드, 비닐피리딘등의 비닐아민계 및 아크릴산, 스티렌 술폰산 나트륨염의 음이온 단량체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 것을 포함된다. (c)에 속하는 물질로는 중합 가능한 이중결합이 두 개 이상 함유되어 있는 디비닐벤젠 또는 트리에칠렌글리콜 디메타크릴레이트등 가교제를 포함된다. 본 기술에 의한 고분자 입자의 제조는 (a), (b)와 (c)의 무유화 중합에 의해서 가능하다. 즉, 수상에 (b)를 녹이고, 이에 (a), (b)와 중합 개시제를 첨가하여 200 rpm이상의 교반속도에서 80℃에서 5시간동안 중합을 행하여 양쪽성의 고분자 입자를 제조할 수 있다. 본 기술은 화학식(A-B-C-B-A)로 A는 이중결합과 하이드록시 또는 아미노기등의 반응기를 가지는 물질로, A에 속하는 화합물로는 하이드록시 메타크릴레이트와 하이드록시 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나를 포함한다. B는 A와 반응하여 우레탄 또는 우레아 결합을 이룰 수 있는 이소시아네이트기를 두개이상 가지는 물질로, B에 속하는 화합물로는 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 메칠렌 디이소시아네이트로 이루어진 그룹으로 부터 선택된 어느 하나를 포함된다. C는 디메칠올 프로피온 산, 메칠 에탄올 아민과 같이 이소시아네이트와 우레탄 또는 우레아 결합을 이룰 수 있는 두 개의 하이드록시기와 함께 이온기를 가지는 물질과 폴리테트라메칠렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리올로 이루어진 물질 중에 하나이다. 첨가되는 단량체로는 스티렌, 스티렌 술포네이트 나트륨염, 디비닐벤젠, 메칠 메타크릴레이트과 부틸 아크릴레이트와 같은 이중결합을 가지는 물질이다. 본 기술에 의한 고분자 입자의 제조는 우레탄 아크릴레이트와 이중결합을 가지는 단량체의 무유화 공중합에 의해서 가능하다. 우레탄 아크릴레이트, 단량체와 유용성 개시제의 혼합물을 상전이 유화법에 의해 에멀젼화 시킨 후, 100 rpm의 교반속도에서 70℃에서 5시간동안 중합을 행하여 양쪽성의 가교 고분자 입자 에멀젼을 제조할 수 있다.- 본 기술은 양쪽성을 가지는 나노 크기의 고분자 입자를 제조하여, 이를 폐수 및 토양으로부터 친수성, 소수성 오염물질을 제거하는 데 이용하기 위한 것으로, 소수성과 친수성의 조절에 따라 높은 제거 효율과 사용 후의 회수 및 재활용 효율이 용이한 입자를 이용한 공정임- 가교구조를 가지는 나노크기의 고분자 입자는 양쪽성을 가지므로, 물과 친하여 접촉을 쉽게 할 수 있을 뿐더러 내부에 소수성을 가지므로 소수성의 오염물질과도 높은 친화성을 보일 수 있음- 이온성과 소수성을 적절히 조절함으로써, 효율을 극대화시킬 수 있음- 나노 크기이므로 물과의 접촉 면적을 극대화시켜, 효율을 높일 수 있고, 가교 구조이므로 제거 및 재활용이 유리- 별다른 장치 없이 소량의 칼슘 클로라이드와 같은 염을 처리함으로써 쉽게 제거할 수 있음