Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
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Size Control and Dispersion Properties of Illite Clay by Physicochemical Treatment

물리화학적 처리에 의한 일라이트 점토광물의 입도조절 및 분산특성

  • Lim, Jae Won (Department of Fine Chemical Engineering and Applied Chemistry, BK21-E2M, Chungnam National University) ;
  • Jeong, Euigyung (Department of Fine Chemical Engineering and Applied Chemistry, BK21-E2M, Chungnam National University) ;
  • Seo, Kyeong-won (Hyochang Corporation) ;
  • Lee, Young-Seak (Department of Fine Chemical Engineering and Applied Chemistry, BK21-E2M, Chungnam National University)
  • 임재원 (충남대학교 공과대학 정밀응용화학과) ;
  • 정의경 (충남대학교 공과대학 정밀응용화학과) ;
  • 서경원 ((주)효창산업) ;
  • 이영석 (충남대학교 공과대학 정밀응용화학과)
  • Received : 2010.09.13
  • Accepted : 2010.10.25
  • Published : 2011.04.10
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Abstract

In this study, illite was size-reduced using a wet-ball-milling treatment to improve its dispersion. Changes in illite particle size, size distribution, and dispersion characteristics after varying the treatment period were investigated. And the dispersion and dispersion stability of illite solution after 2 h wet ball milling treatment with different pH conditions were also evaluated. The illite particle size significantly decreased as the treatment time increased and the size reduction effect of wet ball milling deteriorated above 2 h treatment time. In addition, illite particle size was more evenly distributed as the treatment time increased. X-ray diffraction (XRD) analysis showed that no crystal structural changes of illite were induced, but the characteristic peak of illite the weaker due to the size reduction and exfoliation, as the treatment time increased. Zeta potential analysis showed that the illite dispersion improved, as the treatment time increased. The illite wet-ball-mill treated at pH 2 had the lowest dispersion stability. Illite dispersion and dispersion stability increased as pH increased, due to the increase in surface ionization. Hence, the results showed that as the treatment time increased, the illite particle size decreased, and dispersion and dispersion stability improved due to the increase in surface energy and repulsion force between particles.

본 연구에서는 다양한 용도로 사용되는 일라이트의 분산성 및 분산안정성을 향상시키고자, 습식 볼밀 분쇄법을 이용하여 일라이트의 입도를 저감하였다. 분쇄 시간에 따른 일라이트의 입도와 입도분포 및 분산특성의 변화를 고찰하였으며, 또한 여러 가지 pH조건에서 두 시간 동안 습식 볼밀 분쇄 처리하여 얻은 일라이트 분산용액의 분산성 및 분산안정성을 평가하였다. 일라이트의 입도분석 결과 분쇄시간의 증가에 따라 입자의 크기가 현저히 감소하였으며, 2 h의 분쇄시간을 기점으로 입도저감의 효과가 저하됨을 확인하였다. 또한, 입도분포분석 결과 분쇄시간의 증가에 따라 입자가 균일해지는 것을 확인하였다. X-선 회절분석 결과 분쇄에 의한 결정구조의 변화는 나타나지 않았으나 입도저감 또는 박리현상으로 인하여 특성 피크의 강도가 입도저감 시간의 증가에 따라 약해지는 것을 확인하였다. Zeta potential 분석 결과, 분쇄시간이 증가함에 따라서 분산성이 높아지는 것을 확인하였다. 분산 안정성 측정 결과 pH 2에서 분쇄처리한 일라이트의 분산안정성이 가장 낮았고 pH가 증가함에 따라서 표면 이온화도의 증가로 분산성 및 분산안정성이 향상되는 것을 확인하였다. 이러한 결과로부터 일라이트는 습식 볼밀 분쇄처리 시간을 증가시킬수록 입자 크기가 감소하고 표면 에너지 증가 및 입자간의 반발력 상승으로 분산성 및 분산안정성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 중소기업청

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