Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.8, 847-854, December, 2000
침강장-흐름 분획법을 이용한 폴리스티렌 입자의 신속한 분리 및 머무름 거동
Fast Separation and Retention Characteristics for Polystyrene Latex Beads by Sedimentation Field-Flow Fractionation
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초록
장-흐름 분획법(field-flow-fractionation, FFF)은 고분자, 콜로이드 및 입자 시료를 분리하고, 분자량, 크기 및 크기 분포 등의 물성을 측정하는 방법으로 본 연구에서는 이러한 장-흐름 분획법 중 원심력을 외부장(external field)으로 사용하는 침강장-흐름 분획법(aedimentation FFF, SdFFF)을 이용하여 폴리스티렌 라텍스(polystyrene latex) 입자의 신속한 분리 및 머무름 거동에 대해 연구하였다. 침강장-흐름 분획법의 normal mode 및 steric mode에서 분산제의 종류, 이온세기, 채널 내 유속 및 채널의 두께 등의 실험조건을 변경시키면서 확인하였다. 실험결과, 분산제와 이온세기 등은 시료의 머무름을 조절할 수 있는 요소임을 확인할 수 있었고, 또한, 채널의 두께도 시료의 머무름에 큰 영향을 나타내었다. 두께가 254 ㎛와 76 ㎛인 채널에서 시료의 분리는 모두 용이하였으나, 76 ㎛ 두께의 채널에서는 분리 시간을 1/2이하로 단축할 수 있었으며, steric mode에서 적용 가능한 입자의 최소 크기를 0.90 ㎛까지 확장할 수 있었다. 이를 통하여 기존의 채널에 비해 적은 시료 사용량과 따른 분리 시간 등의 장점을 갖는 얇은 두께의 채널이 실제 시료의 분리에도 적용 가능함을 확인하였다.
Sedimentation field-flow fractionation (SdFFF) is a well-known method for the separation and characterization of particulates and colloidal materials. In SdFFF, the separation is conducted by the combination of centrifugal force and parabolic laminar flow in a ribbon-like channel. In this research, polystyrene latex standards were selected as the sample materials. The particle retention behavior was observed at various experimental conditions using the normal and steric mode. The ionic strength of carrier, external field strength, species of dispersing agent, and thickness of channel were controllable factors for the particle retention. In the case of low ionic strength of carrier, standard samples showed a lower elution time than that of theoretical value. However, the concentration of dispersing agent was independent of the retention behaviors. The two channels having different thickness, 254 and 76 ㎛, showed relatively similar resolution for polystyrene lattices. In a narrow channel, the separation time was shorter than that in a wide channel, and the lower limit of applicable particle size in steric mode FFF was extended down to 0.9 ㎛.
Keywords:Sedimentation field-flow fractionation;Polystyrene latex;Particle size distribution;Retention behavior;Thin channel
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