화학공학소재연구정보센터
홈 로그인 로그아웃 연락처 사이트맵
Polymer(Korea), Vol.36, No.2, 216-222, March, 2012
Export Citation
시멘트 모르타르용 cPSMA-PSMA 마이크로캡슐 흡수제 제조 및 적용
Synthesis and Application of cPSMA-PSMA Microcapsule Absorbent for Cement Mortars
황기섭, 장석수1, 정용욱1, 이승한1, 하기룡†
  • 계명대학교 화학공학과
  • 1계명대학교 토목공학과
KiSeob Hwang, SeokSoo Jang1, YongWook Jung1, SeungHan Lee1, and KiRyong Ha†
  • Department of Chemical Engineering, Keimyung University, Deagu 704-701, Korea
  • 1Department of Civil Engineering, Keimyung University, Deagu 704-701, Korea
E-mail:
초록
콘크리트 제조 시 잉여수의 지연 흡수를 위하여 가교된 crosslinked poly(styrene-alt-maleic anhydride)(PSMA)가 core이고, PSMA가 shell인 마이크로캡슐 흡수제를 침전중합법으로 제조하였다. Shell의 두께를 조절하기 위하여 (core 단량체의 질량)/(shell 단량체의 질량) 비가 1/1, 1/2 및 1/3이 되도록 하여 cPSMA-PSMA를 중합하였다. FTIR spectrometer를 사용하여 시멘트 포화 수용액 내에서 PSMA가 가수 분해 반응이 일어남을 확인하였다. TEM 분석으로 core/shell 단량체 비가 1/2(cPSMA #3)일 때 마이크로캡슐 구조를 잘 형성하는 것을 관찰하였고, 1/1(cPSMA #2)과 1/3(cPSMA #4)은 불완전한 마이크로캡슐 구조임을 관찰하였다. 시멘트 포화 수용액에서 cPSMA #3의 팽윤비는 초기 20분까지 증가한 후 2시간까지는 감소하였으며, 그 후 24시간까지는 다시 증가하였다. 제조된 cPSMA #3을 시멘트 페이스트에 첨가한 후 시간에 따른 점도 측정 결과 1시간까지는 거의 변화가 없었지만, 그 후 급격한 점도 증가가 일어났다. Core로만 구성된 cPSMA #1을 0.5 wt% 첨가한 시멘트 모르타르의 압축강도는 무첨가 시멘트 모르타르에 비해 약 5% 높게 나타났으며, cPSMA #3을 첨가한 모르타르는 약 7% 증가로 가장 높게 나타났다.
We synthesized microcapsule absorbent with crosslinked poly(styrene-alt-maleic anhydride) (PSMA) as a core and PSMA as a shell by a precipitation polymerization method for the delayed absorption of excess water in cement mortar. cPSMA-PSMAs with core-shell structure were synthesized with ratios of 1/1, 1/2 and 1/3 as core monomer mass to shell monomer mass to control shell thickness. We observed the hydrolysis of PSMA in cement-saturated aqueous solution by a FTIR spectrometer. We observed good core-shell structure microcapsules for 1/2(cPSMA #3), but observed incomplete core-shell structure for 1/1(cPSMA #2) and 1/3(cPSMA #4) of core/shell monomer ratios. The swelling ratio of cPSMA #3 in cement-saturated aqueous solution was increased until 20 min. After that it was decreased until 2 hrs swelling time, and they started to increase again. The viscosities of cement paste with cPSMA #3 microcapsules were very slowly increased until 1 hr and increased fast after 1.5 hrs. Cement mortar with 0.5 wt% cPSMA #1 having only core part showed about 5% increase in compressive strength compared to that of plain cement mortar. cPSMA #3 added cement mortar showed the highest compressive strength with 7% increase.
Keywords:poly(styrene-alt-maleic anhydride);hydrolysis reaction;core-shell;microcapsule;absorbent.
  1. Williams DA, Saak AW, Jennings HM, Cement Concrete Res., 29, 1491 (1999)
  2. Rha CY, Seong JW, Kim CE, Lee SK, Kim WK, J. Mater. Sci., 34(19), 4653 (1999)
  3. Rha CY, Kim CE, Lee CS, Kim KI, Lee SK, Cement Concrete Res., 29, 231 (1999)
  4. Wang MT, Zhu XG, Wang SX, Zhang LD, Polymer, 40(26), 7387 (1999)
  5. Hou SS, Kuo PL, Polymer, 42(6), 2387 (2001)
  6. Yin XC, Stover DH, Macromolecules, 36(23), 8773 (2003)
  7. Sari A, Alkan C, Karaipekli A, Onal A, Energy Conv. Manag., 49(2), 373 (2008)
  8. Pompe T, Zschoche S, Herold N, Salchert K, Gouzy MF, Sperling C, Werner C, Biomacromolecules, 4(4), 1072 (2003)
  9. Henry SM, El-Sayed MEH, Pirie CM, Hoffman AS, Stayton PS, Biomacromolecules, 7(8), 2407 (2006)
  10. Tang CY, Ye SH, Liu HQ, Polymer, 48(15), 4482 (2007)
  11. Chou TM, Prayoonthong P, Aitouchen A, Libera M, Polymer, 43(7), 2085 (2002)
  12. Jonsson JE, Hassander H, Tornell B, Macromolecules, 27(7), 1932 (1994)
  13. Ogawa I, Yamano H, Miyagawa K, J. Appl. Polym. Sci., 47, 217 (1993)
  14. Luo YD, Dai CA, Chiu WY, J. Colloid Interface Sci., 330(1), 170 (2009)
  15. Li A, Zhang J, Wang A, Polym. Adv. Tech., 16, 675 (2005)
  16. Snuparek J, Cermark V, Eur. Polym. J., 33, 1345 (1997)
  17. Yin XC, Stover HDH, Macromolecules, 35(27), 10178 (2002)
  18. Atici OG, Akar A, Rahimian R, Turk. J. Chem., 25, 259 (2001)
  19. Ogawa N, Honmyo K, Harada K, Sugii A, J. Appl. Polym. Sci., 29, 2851 (1984)
  20. Meth PK, Monteiro PJ, Concreat Microstructure, Properties, and Materials, 3rd Ed., McGraw-Hill, N.Y. (2006)
  21. Jugroot CM, van de Ven TGM, Whitehead MA, J. Phys. Chem. B., 109, 7022 (2005)
  22. Wang YL, Dave RN, Pfeffer R, J. Supercrit. Fluids, 28(1), 85 (2004)