비이온 계면활성제 수용액에서의 Hydrocarbon Oil의 가용화

임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1

C₁₂E₈ 비이온 계면활성제 수용액에 의한 탄화수소 오일 혼합물의 가용화 특성에 관한 연구

임종주,Lim, JongChoo 한국공업화학회 2008 공업화학 Vol.19 No.1

비이온 계면활성제 $C_{12}E_8$ 마이셀에 의한 이성분 탄화수소 오일 혼합물 시스템의 가용화도(equilibrium solubilization capacity)를 $23^{\circ}C$에서 기체 크로마토그래피(GC)를 이용하여 측정하였다. 단일 성분의 탄화수소 오일 가용화도는 탄화수소 오일의 탄소수(ACN)가 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소하였다. 한편 탄화수소 오일의 이성분 시스템은 사용한 두 탄화수소 오일의 탄소수(alkane carbon number, ACN) 차이에 따라 선택적 가용화 혹은 비선택적 가용화 경향을 나타내었다. 본 연구에서 가용화도 실험을 수행한 n-octane/n-nonane, n-nonane/n-decane과 n-decane/n-undecane 혼합물 시스템과 같이 이성분 탄화수소 혼합물의 탄소수 차이가 1인 경우에는 비선택적(non-selective) 가용화 경향을 나타내었다. 반면에 n-octane/n-decane과 n-octane/n-undecane 혼합물 시스템과 같이 탄소수 차이가 1보다 큰 경우에는 선택적(selective) 가용화 경향을 나타내었다. The equilibrium solubilization capacity of the mixture of hydrocarbon oils by $C_{12}E_8$ nonionic surfactant micellar solution was measured at $23^{\circ}C$ by gas chromatography (GC) analysis. Experimental results indicated that the solubilization capacity for pure alkanes was found to decrease almost linearly with the alkane carbon number (ACN) of the hydrocarbon oil. For the binary mixture systems of the hydrocarbon oils both selective and nonselective solubilization behaviors were observed depending on the difference in ACN of the two hydrocarbon oils. Equilibrium solubilization tests for the hydrocarbon oil mixtures in $C_{12}E_8$ surfactant solutions such as the three n-octane/n-nonane, n-nonane/n-decane and n-decane/n-undecane mixture systems suggest almost non-selective solubilization. On the other hand, the n-octane/n-decane and n-octane/n-undecane systems, where difference in ACN of the two hydrocarbon oils is greater than 1, selective solubilization in favor of n-octane was conclusively demonstrated.

C₁₂E₈ 비이온 계면활성제 수용액에 의한 탄화수소 오일의 가용화에 관한 연구

임종주,Lim, JongChoo 한국화학공학회 2007 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.45 No.3

비이온 계면활성제 $C_{12}E_8$ 수용액의 탄화수소 오일에 대한 가용화도(equilibrium solubilization capacity)를 $30^{\circ}C$에서 기체 크로마토그래피(GC)를 이용하여 측정하였다. 탄화수소 오일의 가용화도를 실험에 사용한 계면활성제의 농도로 나눈 값으로 표시한 molar solubilization ratio(MSR)는 순수한 단일 성분의 탄화수소 오일 경우, 탄화수소 오일의 탄소수(ACN)가 증가함에 따라 거의 선형적으로 감소함을 알 수 있었다. 한편 탄화수소 오일의 이성분 시스템은 사용한 두 탄화수소 오일의 탄소수(alkane carbon number, ACN) 차이에 따라 선택적 가용화 혹은 비선택적 가용화 경향을 나타내었다. 본 연구에서 가용화도 실험을 수행한 n-octane/n-nonane과 n-nonane/n-decane 혼합물 시스템의 경우, 비선택적 (non-selective) 가용화 경향을 나타내었으며, 반면에 n-octane/n-decane 혼합물 시스템의 경우에는 선택적(selective) 가용화 경향을 따르는 것을 GC 분석 결과로부터 확인할 수 있었다. The equilibrium solubilization capacity of pure hydrocarbon oils by 2.5 wt% $C_{12}E_8$ nonionic surfactant solution was measured at $30^{\circ}C$ by gas chromatography (GC) analysis. Experimental results indicated that the molar solubilization ratio (MSR) for pure alkanes was found to decrease almost linearly with the alkane carbon number (ACN) of the hydrocarbon oil. For the binary mixture systems of the hydrocarbon oils both selective and nonselective solubilization behaviors were observed depending on the difference in carbon number of the two hydrocarbon oils. Equilibrium solubilization tests for the two n-octane/n-nonane and n-nonane/n-decane mixture systems in $C_{12}E_8$ surfactant solutions suggest slightly selective solubilization in favor of n-octane, but the small difference in solubilization rates between two hydrocarbon oils does not allow ruling out non-selective solubilization for these particular systems. This is certainly not the case for the n-octane/n-decane mixture, for which selective solubilization was conclusively demonstrated by GC analysis data.

벙커 C유를 사용한 에멀젼 연료유의 배기가스 특성

임흥균 ( Heungkyoon Lim ),이명진 ( Myungjin Lee ),지경엽 ( Gyeong-yup Chi ),임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.2

본 연구에서는 OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 물/벙커 C 오일 비율, 계면활성제 농도 및 조성, 유화시간, 교반 속도 및 시간, 온도 등을 변화시키면서 유중수적형(water-in-oil, W/O) 에멀젼 연료를 제조하였다. OIMS90과 NP12 계면활성제 혼합물을 사용하여 제조한 에멀젼 연료는 벙커 C 오일에 비하여 미세먼지, NO₂, CO, CO₂ 및 SO₂ 등의 연소배기 가스 중의 대기 오염물 방출을 감소시키는데 효과적이며, 특히 계면활성제 조성 OIMS90/NP12 = 4 : 6, 계면활성제 농도 500 ppm, 수분 함량 10%을 사용하여 80 ℃에서 제조한 에멀젼 연료가 배기가스 오염물 저감 효과가 가장 큰 것을 확인하였다. 또한 보일러 효율 측정 시험 결과, 에멀젼 연료가 벙커 C 오일과 비교하여 우수한 디젤 엔진 에너지 효율을 나타내었다. In this study, water in oil (W/O) emulsion fuel was prepared with surfactant mixture of OIMS90 and NP12 by varying ratio of water to bunker-C oil, surfactant concentration and composition, emulsification time, stirring intensity, temperature and mixing time. Diesel engine performance and exhaust emissions were measured and analyzed with prepared emulsified fuel and compared with those measured using bunker Coil. The results indicated that bunker C emulsion fuel stabilized by surfactant mixture of OIMS90 and NP12 is efficient in reducing emissions of particulate matter, NO₂, CO, CO₂ and SO₂. The biggest reduction in exhaust emission was achieved by using emulsion fuel prepared by OIMS90/NP12 = 4 : 6, 500 ppm of total surfactant concentration and 10% water content at 80 ℃. Boiler efficiency test measured with emulsion fuel showed excellent energy efficiency compared with bunker C oil.

지방산 첨가가 리포좀 유동성에 미치는 영향에 관한 연구

이진선 ( Jinsun Lee ),지경엽 ( Gyeong-yup Chi ),임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.2

본 연구에서는 스테아르산(SA), 올레산(OA), 리놀레산(LA) 등의 지방산이 지질 소포체 막과의 상호 작용에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 이를 위하여 지방산 종류 및 농도 변화에 따른 리포좀 평균 입자 크기 및 제타 전위, 리포좀 막의 deformability, fluorescence anisotropy ratio 등을 측정하고 TEM 관찰을 통하여 지방산 첨가가 리포좀 막의 유동성 변화에 미치는 역할에 관하여 살펴보았다. 기본적으로 SA, OA, LA 등의 지방산 첨가는 동일한 경향을 나타내었다. 즉, 지방산을 첨가함에 따라 리포좀이 보다 치밀한 패킹을 갖게 되어서 리포좀의 크기는 감소하고 제타 전위 값은 증가하였으나, 지방산의 과도한 첨가는 리포좀에서 다형(polymorphic) 구조를 가지는 지질 입자 응집체로의 전이를 일으켰다. SA, OA 및 LA 지방산 시스템에서의 최소 리포좀 크기와 가장 치밀한 리포좀 패킹은 레시틴 대비 지방산의 몰 비율이 각각 0.70, 0.50, 0.25인 조건에서 관찰되었으며, 리포좀 막의 deformability와 fluorescence anisotropy ratio 측정에 의한 리포좀 막의 유동성 측정 결과는 TEM 및 입자 크기 측정 결과와 일치함을 알 수 있었다. In the present work, the interaction of fatty acid with vesicle membrane of phospholipids was investigated using 3 different kinds of fatty acids such as stearic acid (SA), oleic acid (OA) and linoleic acid (LA). Basically, the same trend has been found in 3 fatty acid systems. The addition of fatty acid produced a close packing of liposome due to the penetration of fatty acid molecules into liposome vesicles, which resulted in a decrease in size and an increase in zeta potential of liposome. However, excessive addition of fatty acid produced a transition from liposomes to aggregates of lipid particles having polymorphic structure. The membrane fluidity, characterized by measuring membrane deformability and fluorescence anisotropy ratio of liposomes, was in good agreement with measurement results of transmission electron microscopy (TEM) and particle size. The minimum size and closest packing of liposome with SA, OA and LA were found when the molar ratios of fatty acid to lecithin were 0.70, 0.50, and 0.25 respectively.

실란 커플링제 프로필트리메톡시실란에 의해 표면 개질된 CaCO₃ 나노입자가 에멀젼과 기포 안정성에 미치는 영향에 관한 연구

이예진 ( Yejin Lee ),박기호 ( Kiho Park ),임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국공업화학회 2020 공업화학 Vol.31 No.1

본 연구에서는 실란 커플링제 프로필트리메톡시실란(propyltrimethoxysilane, PTMS)을 사용하여 CaCO₃ 나노입자의 표면을 개질하였으며, 개질된 CaCO₃ 나노입자를 에멀젼 유화제 및 기포 안정화제로의 적용 가능성을 시험하고자 나노입자 표면의 소수성 변화가 기포와 에멀젼의 안정성에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. PTMS에 의한 CaCO₃ 나노입자의 표면 개질은 FT-IR, TGA, DSC 분석을 통하여 확인하였으며, XRD 및 XPS 분석을 통하여 나노입자 표면의 원소 분석을 실행하였다. 또한 부상 시험과 접촉각 측정을 통하여 PTMS 농도가 CaCO₃ 나노입자의 표면 개질에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. In this study, surface modification of CaCO₃ nanoparticles by a silane coupling agent propyltrimethoxysilane (PTMS) was conducted and the effect of surface hydrophobicity on the stability of foam and emulsion was studied in order to test the potential applicability as a foam stabilizer or an emulsifier. The surface modification of CaCO₃ nanoparticles by PTMS was confirmed by FT-IR, DSC and TGA analysis. The atomic concentration of CaCO₃ particle surface treated by PTMS has been also identified by using XRD and XPS analyses. Both floating tests and contact angle measurements were also performed to examine the effect of PTMS concentration on the surface modification of CaCO₃ nanoparticles.

코코넛 오일로부터 유래된 아미노산계 음이온 계면활성제의 합성 및 계면 특성 연구

예다난 ( Danan Yea ),조선희 ( Seonhui Jo ),임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국공업화학회 2018 공업화학 Vol.29 No.5

본 연구에서는 천연 유래의 코코넛 오일을 원료로 사용하여 2종류의 아미노산계 음이온 생체계면활성제 포타슘 코코일 글루타메이트(potassium cocoyl glutamate, CTK)와 소듐 코코일 글루타메이트(sodium cocoyl glutamate, CTN)를 합성하였으며, 합성한 계면활성제의 구조를 FT-IR, ¹H-NMR 및 ¹³C-NMR 분석을 통하여 규명하였다. 합성한 계면활성제에 대하여 정적 및 동적 표면장력과 유화력 등의 계면 물성을 측정한 결과, CTK와 CTN 모두 계면 활성이 우수하고 계면 에너지를 낮추는데 효과적임을 알 수 있었다. 특히, CTK 계면활성제가 CTN 계면활성제와 비교하여 계면 에너지를 낮추는데 보다 효과적이었는데 이는 CTK가 소수성이 더 크고 계면활성제 단분자가 벌크 용액으로부터 공기와 수용액의 계면으로 이동하는 속도가 빨라서 공기와 수용액의 계면이 계면활성제 단분자에 의하여 더 짧은 시간에 포화되기 때문임을 알 수 있었으며, 생활용품이나 화장품 제조에 적용될 수 있을 것으로 기대된다. In this study, two types of amino acids-based anionic biosurfactants such as potassium cocoyl glutamate (CTK) and sodium cocoyl glutamate (CTN) were synthesized from coconut oils and the structure elucidation of CTK and CTN was carried out by using FT-IR, ¹H-NMR and ¹³C-NMR spectrophotometries. Measurements of interfacial properties such as static and dynamic surface tensions and emulsification activity showed that both CTK and CTN were surface-active and effective in lowering the interfacial free energy. In particular, the CTK surfactant was found to be more efficient in reducing the interfacial free energy since the larger number of CTK molecules was preferentially adsorbed at the air-water interface due to the higher hydrophobicity and larger mobility of CTK than those of using CTN, indicating possible uses in cosmetics and household products formulation.

아민 옥사이드 양쪽성 계면활성제 첨가가 리포좀 특성에 미치는 영향에 관한 연구

모다희 ( Dahee Mo ),이수민 ( Sumin Lee ),이주연 ( Juyeon Lee ),한동성 ( Dongsung Han ),임종주 ( Jongchoo Lim ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.3

본 연구에서는 pH 변화에 따른 양쪽성 계면활성제 첨가가 리포좀 특성에 미치는 영향에 관하여 살펴보았다. 이를 위하여 아민 옥사이드(amine oxide) 양쪽성 계면활성제를 합성하고 1H NMR, 13C NMR 및 FT-IR 분석을 통하여 구조를 규명하였으며, 계면활성제의 임계 마이셀 농도(critical micelle concentration, CMC) 및 표면장력 등의 계면 물성(interfacial property)을 측정하였다. 또한 제타 전위(zeta potential) 측정을 통하여 양쪽성 계면활성제가 양이온 계면활성제(cationic surfactant)에서 음이온 계면활성제(anionic surfactant)로 작용이 전환되는 등전점(isoelectric point)을 결정하였다. 이 결과를 바탕으로 등전점을 중심으로 한 pH 변화 및 아민 옥사이드 계면활성제의 탄화수소 사슬 길이가 리포좀의 평균 입자 크기 변화 및 제타 전위 등과 같은 안정성에 미치는 영향에 살펴보았다. 또한 pH 및 계면활성제의 탄화수소 사슬 길이 변화에 따른 및 리포좀과 계면활성제의 결합 정도(binding degree) 및 리포좀 막의 가변형성(deformability) 등의 측정을 통하여 리포좀 막의 유동성(fluidity) 변화에 미치는 영향을 이해하고자 하였다. In this study, zwitterionic surfactants were added to liposome systems at different pH conditions to understand the effect of surfactants on liposome characteristics. For this purpose, amine oxide surfactants having different hydrocarbon chain lengths were synthesized and the structure of the resulting product was elucidated by using 1H NMR, 13C NMR, and FT-IR. In addition, the physical properties of newly synthesized surfactants such as critical micelle concentration (CMC), surface tension and isoelectric point were measured. The stability characteristics of liposome systems including average particle sizes and zeta potentials were measured by varying pH and hydrocarbon chain lengths of an amine oxide surfactant. Effects of the pH and hydrocarbon chain length of an amine oxide surfactant on fluidity of a liposome membrane were also examined by measuring the deformability and the binding degree between the surfactant and liposome.