AES 계면활성제 흡착에 따른 CaCO₃ 표면 특성 변화에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구의 목표는 음이온 계면활성제가 나노 CaCO₃ 표면에 흡착하여 그 표면 특성이 변하는 메커니즘을 이해하고, 궁극적으로 CaCO₃ 표면을 소수화하여 윤활유 첨가제로써 활용성을 높이는 것이다. 실험에 사용한 음이온 계면활성제는 AES (alcohol ethyoxy sulfate)와 각각을 칼슘, 마그네슘으로 중화한 계면활성제이다. 제타 전위 측정을 통해 등전점 이하의 pH에서 CaCO₃ 표면이 양전하를 띄는 것을 알 수 있었고, 따라서 양전하인 CaCO₃ 표면에 음전하를 띄는 음이온 계면활성제 head group이 정전기적 인력으로 흡착하게 되는 메커니즘을 확인하였다. CaCO₃를 음이온 계면활성제에 반응시켜 표면 개질한 후 FT-IR(Fourier transform infrared spectrometry)을 측정한 결과 음이온 계면활성제 피크가 나타났다. 또한 농도별 계면활성제 수용액을 이용하여 표면 소수화 된 CaCO₃ 위에 물을 떨어뜨려 접촉각을 측정하여, 계면활성제 농도가 증가하면 표면 소수성이 점점 커지다가 일정 농도 이상부터는 다시 작아지는 결과를 얻었다. Floating Test 실험에서도 접촉각 실험과 동일한 경향의 Active Ratio 결과를 얻었다. 또한 QCM-D (Quartz crystal microbalance) 측정으로 음이온 계면활성제의 농도가 커질수록 단위 면적당 계면활성제 분자의 흡착량, 흡착두께가 모두 증가하는 것을 확인 하였다.