셀룰로오스에 아크릴산의 방사선 그라프트 반응과 암모니아의 흡착 특성

박종신; 권오현; 노영창

Polymer(Korea), Vol.21, No.5, 718-724, September, 1997

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셀룰로오스에 아크릴산의 방사선 그라프트 반응과 암모니아의 흡착 특성

Radiation-Induced Grafting and Its Ammonia Adsorption Characteristics

박종신, 권오현, 노영창

초록

흡착제의 기초 소재로서 셀룰로오스를 선택하고 단량체로서는 아크릴산을 방사선 그라프트 반응시켜 흡착제를 합성하였다. 방사선 조사선량, 조사시료의 저장온도, 반응온도, 반응시간, 단량체의 농도 및 금속염의 농도 등이 그라프트율에 미치는 효과에 대해 고찰하였다. 셀룰로오스를 방사선 조사함으로서 생성한 자유라디칼의 수명은 저장온도에 크게 의존하여서 상온에서 보관한 시료를 그라프트시키면 20일까지 그라프트율이 감소하지란 -130 ℃에서 보관한 시료는 보관시간에 관계없이 거의 일정한 값을 나타냈다. 그라프트 반응중 단일중합체의 생성을 줄이기 위해 FeSO₄, 7H₂O, FeSO₄(NH₄)₂SO₄·6H₂O 및 CuSO₄·5H₂O를 그라프트 용액에 첨가하였는데 사용한 금속염중에서 FeSO₄(NH₄)₂ SO₄4·6H₂O이 그라프트 반응에 가장 효과적이었다. 그라프트한 시료(6.79 mmol/g)의 암모니아 흡착량은 기존의 활성탄소, 활성탄소 섬유나 실리카 겔과 같은 기존 흡착제에 비하여 월등히 높은 흡착능을 지니고 있었으며, 아크릴산의 그라프느율이 90∼130%일 때 가장 높은 흡착능을 지니고 있었다.

An attempt was made to synthesize an adsorbent by the radiation grafting of acrylic acid (AAc) onto cellulose. The effects of the absorbed dose, the AAc concentration. reaction temperature, reaction time, metallic salt concentration, and storage temperature of irradiated sample on the grafting yield were determined. The grafting extent was found to be dependant on storage condition of irradiated cellulose, and the grafting yield at room temperature was found to decrease rapidly with storage time On the other hand, the grafting yield at storage temperature -130 ℃ remained constant until 20 days. To prevent homopolymerization. FeSO₄· 7H₂O, FeSO₄(NH₄)₂SO₄·6H₂O and CuSO₄· 5H₄O were added to the grafting solution. FeSO₄(NH₄)₂SO₄·6H₂O was found to be the most effective salt. The adsorption capacity of ammonia gas by AAc-grafted cellulose having 6.79 mmol/g was much higher than that of activated carbon, activated carbon fiber or silica gel. AAc-grafted cellulose ranging from 90 to 130 grafting percent showed effective adsorption properties for ammonia.

Keywords:acrylic acid;grafting;radiation grafting;homopolymer;cellulose

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