Sodium Hydroxide-urea 수용액을 이용하여 제조한 셀룰로오스계 에어로겔의 특성 (Characteristics of Cellulose Aerogel Prepared by Using Aqueous Sodium Hydroxide-urea)

서지정보

· 발행기관 : 한국목재공학회
· 수록지 정보 : 목재공학 / 41권 / 4호 / 302 ~ 309페이지
· 저자명 : 김은지, 권구중, 김대영

초록

Sodium hydroxide-urea 수용액을 이용한 다공성 셀룰로오스계 에어로겔은 용해, 겔화, 재생, 유기용매 치환과 동결건조과정에 의해 제조되었다. 에어로겔의 구조적 특성과 다공성은 주사전자현미경과 질소흡착장치를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 용해펄프는 완전히 용해되었지만, 여과지와 홀로셀룰로오스는 원심분리과정에서수용액에 용해된 부분과 용해되지 않은 부분으로 구분되었다. 용해펄프 에어로겔의 표면은 다공성 공극, 내부는그물모양의 망목상 구조가 관찰되었다. 여과지와 홀로셀룰로오스 에어로겔은 표면이 압축된 다공성 네트워크 형태였고, 내부는 open-pore 구조의 나노피브릴 네트워크로 구성되었다. 홀로셀룰로오스 에어로겔에서 수용액에용해되지 않는 형태의 섬유들이 관찰되었다. 용해펄프로부터 만들어진 에어로겔의 비표면적은 260～326 m2/g 범위였고, 농도 증가와 함께 감소하였다. 그러나 여과지 에어로겔의 비표면적(198～418 m2/g)은 농도 증가와함께 증가하였다. 홀로셀룰로오스 에어로겔은 2% 농도에서는 137 m2/g로 농도의 증가와 함께 증가하여 4% 농도에서 401 m2/g로 최댓값을 보여주었고, 5% 농도에서 감소하였다.

영어초록

The highly porous cellulosic aerogels were prepared by freeze-drying method using sodiumhydroxide-urea aqueous solution in the process of dissolution, gelation, regeneration and organicsolvent substitution. The structural characteristics of porous aerogel were analyzed using scanningelectron microscopy and nitrogen adsorption apparatus. As a result, the dissolving pulp was completely dissolved, but filter papers and holocellulose were divided into two layers (dissolvedand undissolved parts) in the process of centrifugation. The structure of aerogel from dissolvedpulp showed porous pores in the surface and net-shaped network in the inner part. Aerogels fromfilter paper and holocellulose had the condensed porous network surface and the open-porenano-fibril network inner structure. Undissolved form of fibers was observed in the aqueoussolution of aerogel from holocellulose. The BET value (SBET) of aerogel from dissolved pulp wasranged in 260∼326 m2/g, and it was decreased with the increase of concentration. Whereas, theSBET value of aerogel from filter paper (198∼418 m2/g) was increased with the increase ofconcentration. The SBET value of aerogel from holocellulose were 137 m2/g at 2% (w/w) ofcellulose, and it was increased to maximum 401 m2/g at 4% (w/w) of cellulose. Then, it wasdecreased at 5% (w/w) of cellulose.

참고자료

· 없음