양이온성 계면활성제 거품 지속성 증진방법 연구 (Enhancement in Stability of Foam Generated with Cationic Surfactant Solutions)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 34권 / 11호 / 735 ~ 742페이지
· 저자명 : 김홍열, 정승우

초록

계면활성제 거품(foam)을 아예 형성하지 못하거나 foam 지속도가 매우 낮은 양이온성 계면활성제의 foam 지속성을 높이는 방법에 대해 연구하였다. 음이온성 계면활성제를 보조제로 첨가하는 방법, 콜로이드를 혼합하는 방법, 수용성 수지인폴리비닐알콜을 첨가하는 방법 등 다양한 시도를 평가하였다. 각 5% 양이온성 계면활성제 용액의 foam 지속도를 평가한 결과,Cationic starch (CA-ST)는 foam이 전혀 발생되지 않았지만, Methyl triethanol ammonium methyl sulfate distearyl ester (CEQ90)의 foam 지속시간은 평균 46초, Cetyl trimethyl ammonium chloride (CM29)는 평균 31초로서 매우 낮았다. 음이온성 계면활성제 Sodium dodecyl sulfate (SDS) 첨가는 양이온성 계면활성제의 종류에 따라 지속도가 매우 다르게 나타났다. Cationic starch (CA-ST)의 foam 지속도는 매우 크게 증가된 반면 CEQ90와 CM29는 오히려 감소되었다. 콜로이드(SiO2, kaolin) 혼합이 양이온성 계면활성제 foam 지속도에 미치는 영향을 평가한 결과, CA-ST는 콜로이드 혼합시 foam이 전혀 발생되지 않았고, CEQ90과 CM29는 콜로이드를 주입하였을 경우 주입을 하지 않았을 때보다 지속도가 높아졌다. 수용성수지인 polyvinyl alcohol (PVA)첨가가 양이온성 계면활성제 foam 지속도에 미치는 영향을 평가한 결과, CA-ST는 PVA혼합에서도 foam이 전혀 발생 되지 않았지만, CEQ90과 CM29는 PVA의 농도가 높을수록 foam 지속도가 증가하였다. 양이온성 계면활성제에 음이온성 계면활성제SDS와 콜로이드를 동시에 첨가한 결과 콜로이드보다 음이온성 계면활성제에 의해 양이온성 계면활성제 foam 지속도가 결정되었다. 음이온성 계면활성제 SDS와 PVA를 동시에 첨가하여 평가한 결과 PVA보다 역시 음이온성 계면활성제에 의해 양이온성 계면활성제의 foam 지속도가 결정되었다. Foam을 전혀 형성하지 못했던 양이온성 계면활성제인 CA-ST는 음이온성 계면활성제 SDS 0.14%, PVA 2.5% 첨가 조건에서 foam 지속시간이 평균 8,780초로 획기적으로 증가하였고 타 양이온성 계면활성제CEQ90 보다 약 8배 이상의 지속시간을 보여주었다. 본 연구결과 foam이 형성되지 않거나 지속시간이 매우 짧은 양이온성 계면활성제는 음이온성 계면활성제를 첨가할 경우 foam형성에 도움을 받을 수 있고 colloid 및 PVA 등의 보조를 통해 양이온성 계면활성제의 지속도를 혁신적으로 증가시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 그리고 양이온 계면활성제의 foam 지속도는 음이온성 계면활성제의 첨가농도에 의해 가장 큰 영향을 받는 것으로 보인다.

영어초록

This study tried to find a suitable method for enhancing the foam stability of cationic surfactants that normally generate less foam or no foam. Several trials were made to enhance the foam stability: addition of anionic surfactant, colloids and polymer.
Cationic starch (CA-ST) did not form foam at all, while the foam stability of two other cationic surfactant also showed low levels;methyl triethanol ammonium methyl sulfate distearyl ester (CEQ90) for 46 sec. and Cetyl trimethyl ammonium chloride (CM29)for 31 seconds. Foam stability of cationic surfactants were significantly affected by addition of anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate (SDS). Foam stability of CA-ST was significantly enhanced by addition of SDS, while those of CEQ90 and CM29 were decreased. Addition of colloids (SiO2, kaolin) and polyvinyl alcohol (PVA) enhanced foam stabilities of CEQ90 and CM29. However,CA-ST did not form foam even in the presence of colloids or PVA. Effect of simultaneous addition of colloids and anionic surfactant on foam stability of cationic surfactant showed that foam stability of cationic surfactant was more influenced by addition of anionic surfactant than colloids. Effect of simultaneous addition of PVA and anionic surfactant on the foam stability of cationic surfactant also showed that presence of anionic surfactant significantly affect the foam stability of cationic surfactant. Foam stability of CA-ST was greatly increased to 8,780 seconds by addition of SDS 0.14% and PVA 2.5%. The foam stability of CA-ST was 8 times higher than CEQ 90. This study suggested that cationic surfactants not forming foam can generate foam by addition of anionic surfactant and its stability can be additionally increased by addition of colloids and PVA. The study results showed that enhancement in foam stability of cationic surfactant was prominently affected by the concentration of anionic surfactant added.

참고자료

· 없음