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ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
Applied Chemistry for Engineering Vol.14 No.7 pp.920-926
DOI :

Research Papers : A study on the Particle Size Control of Spherical Silica Powder Prepared by Colloid Aggregation

Lee Sang U

Abstract

Spherical silica powder was fabricated by using colloid aggregation method which involves polymerization of urea with formaldehyde. This aggregation process includes formation of urea-formaldehyde resin (UF resin) and growth of silica-UF resin aggregates. After the aggregation process, the UF resin could be burned off to form a pure spherical silica powder The effect of concentration of colloidal silica and formaldehyde. pH of reactants, type of acid catalysts, and solvents on particle size of spherical silica powder was investigated. The TGA traces and FT-IR spectra were collected to examine decomposition temperature of UF resin and the bond structure of silica Particle shape, size, and monodispersity was analyzed by SEM. Specific surface area, pore diameter and pore distribution were calculated from N₂ Adsorption using BET method. It was found that increase in the concentration of colloidal silica increased average particle size of silica powder. Optimum molar ratio of urea(fixed condition) and formaldehyde for preparing monodispersed silica powder was 1:1-1:1.2. In addition decrease in pH decreased average particle size of silica powder and increased monodispersity of silica powder.

연구논문 : 콜로이드 응집법에 의한 구형 실리카 분체 제조시 입자 크기 제어에 관한 연구

이상우,이창일

초록

Colloidal silica를 urea 및 formaldehyde의 중합공정을 통하여 얻어지는 urea-formaldehyde resin과 함께 응집시킨 후 유기물의 제거과정을 통하여 구형 실리카 분체를 제조하였다. 구형 실리카 분체 제조시 colloidal silica 및 formaldehyde의 농도와 반응물의 pH, 산의 종류, 용매의 부피 및 혼합용매의 종류를 변화시켜 입자크기에 대한 영향을 조사하였다. 열중량 분석 및 FT-IR 분석을 통하여 응집체 중의 유기물의 열분해 거동 및 순수 실리카의 특성 피크를 확인하고, SEM분석을 통해 입자의 형상 및 크기를 측정하여 평균입경과 균일도(monodispersity)를 분석하였으며, BET법을 이용하여 실리카 입자의 비표면적, 기공크기 및 기공분포를 측정하였다. 실험결과, colloidal silica의 농도가 높아질수록 입자 크기가 증가하는 경향을 관찰하였으며, formaldehyde의 농도를 변화시켰을 경우 urea와 formaldehyde의 몰비가 1:1~1:1.2일 경우 가장 단분산된 실리카 분체를 제조할 수 있었다. 또한, pH가 낮아질수록 입자크기가 작아지고 입도분포의 균일도가 증가되는 경향을 나타내었다.

Figure

Table