ISSN : 1225-0112(Print)
ISSN : 2288-4505(Online)
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Research Papers : Synthesis of Organo-hectorite
Abstract
The hydrothermal syntheses of hectorite, Li-hectorite, and TEA-hectorite were carried out using precipitated silica, brucite, LiF and tetraethylammonium chloride (TEACI). Organo-hectorites were synthesized by intercalation of amine compounds into the interlayers of hectorite, Li-hectorite, and TEA-hectorite. The conditions of crystallization were investigated with XRD, SEM, and FT-IR. Hectorite, Li-hectorite, and TEA-hectorite were synthesized by 48 h crystallization at 100℃. The basal spacing of organo Li-hectorite increased to 24.08Å and 38.75 Å with intercalation of dodecylamine and octadecylamine, respectively. In order to investigate the possibility of using as an inorgnic filler of polymeric nanocomposite, hydrophilic hectorites were converted to hydrophobic (organo) hectorites by intercalation of alkylamine. The basal spacing of organo Li-hectorite also increased to 24.08 Å and 38.75 Å with intercalation of dodecylamine and octadecylamine, respectively. Also, the basal spacing of organo hectorite increased to 27.69 Å and 37.12 Å with intercalation of dodecylamine and octadecylamine, respectively. The results showed that the basal spacing of organo-hectorite increased by intercalation of alkylamine, and the size of basal spacing is deeply related to the chain length of alkylamine. As basal spacing of layered silicate increased, the layered silicate dispersed easily and exfoliated in the polymeric matrix. The large expansion of interlayer distance well illustrated the possible application of organo-hectorites as an inorganic filler of polymeric nanocomposite.
논문 : 유기 층상 헥토라이트의 합성 연구
초록
실리카, brucite, LiF 및 tetraethylammonium chloride (TEACI) 등을 이용하여 수열조건에서 헥토라이트, Li-헥토라이트와 TEA-헥토라이트를 합성하고, 여기에 아민계 화합물을 층간 삽입시켜 유기 층상 헥토라이트룰 제조하였다. 생성물들은 XRD, SEM, FT-IR 등을 이용하여 분석하고, 합성 및 층간삽입 조건을 조사하였다. 이 결과 헥토라이트는 100℃ 수열조건에서 48 h 동안 합성하면 결정이 잘 발달된 헥토라이트를 얻을 수 있었다 합성된 헥토라이트를 나노 복합재용 층상화합물로 사용 가능성에 대해서 조사하기 위해서 친수성인 헥토라이트를 친유성으로 전환하였다. 이를 위해서 층간에 알킬기의 길이가 각각 다른 알킬아민을 충간 삽입하였다. Li-헥토라이트에 dodecylamine 및 octadecylamine을 층간 삽입시킨 결과 (001)면의 d-spacing값이 24.08 Å 및 38.75 Å으로 증가함을 볼 수 있었다. 또한, 헥토라이트에 dodecylamine 및 octadecylamine을 충간 삽입시킨 결과 (001)면의 d-spacing값이 27.69 Å 및 37.12 Å 으로 증가함을 볼 수 있었다. 이러한 d-spacing 값의 증가로 보아 합성 헥토라이트의 유기화 처리로 인하여 층상간격이 넓어졌으며, 알킬체인의 길이에 따라 층간 간격이 변함을 알 수 있었다. 층간 간격이 넓을수록 고분자가 층 간에 보다 쉽게 삽입될 수 있으며, 고분자 매트릭스 안에서 충상화합물의 분산 및 박리가 용이해진다. 위의 결과로부터 합성된 유기 층상 헥토라이트는 나노복합재용으로 사용가능성을 제시하고 있다.