The aim of this study was to improve dispersion stability of calcium carbonate (CaCO3) nanoparticles in aqueous medium using alkyl polyglucoside (APG). One hundred milligrams of CaCO3 nanoparticles was mixed with 30 mL of deionized water. Thereafter, APG was dissolved into the CaCO3 nanoparticle mixtures at approximate 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, and 0.9%, and subsequently, pH was adjusted to 7.0 and 10.0. Afterward, all CaCO3 nanoparticle mixtures were dispersed by ultrasonic processing treatment for 10 min. Dispersion stability and physicochemical properties of the CaCO3 nanoparticle mixtures were observed by measuring the change of absorbance and mean diameter for 96 h as well as the initial zeta-potential. As results, initial zeta-potentials of the CaCO3 nanoparticles in deionized water at pH 7.0 and 10.0 showed approximately +20 and 0, respectively. The positive surface charge at pH 7.0 had unfavorable impact on the adsorption of APG onto CaCO3 nanoparticles in the aqueous suspensions because APG is nonionic surfactant. Among all samples at pH 10, CaCO3 nanoparticles in 0.5% APG aqueous solution showed the smallest initial mean diameter and the slowest increase in mean diameter and decrease in absorbance. In conclusion, the pH 10.0 and 0.5% APG concentration was the most desirable condition in order to improve dispersion stability of CaCO3 nanoparticles in an aqueous medium.

본 연구에서는 분쇄공정에 의한 나노화에 따른 이화학적 특성 변화를 밝히기 위하여 칼슘 나노분말의 이화학적 특성을 칼슘 마이크로분말과 비교 분석하였다. 형태분석 위해 전자현미경을 이용한 결과 칼슘 나노입자의 크기는 약 100 nm였고 칼슘 마이크로 입자의 크기는 100 nm-3 μm 이었으며 칼슘 나노 및 마이크로 입자들의 형태는 육면체 모양의 표면이 날카롭고 거친 것으로 관찰되었다. 입도분석기를 이용해 크기 분포를 분석한 결과 칼슘의 농도가 0.5 mg/mL 일 때, 칼슘 나노 및 마이크로분말의 평균 입자크기는 각각 440.2±73.8 nm, 547.1±105.3 nm이었으며 칼슘의 농도가 1.0 mg/mL 일 때, 칼슘 나노 및 마이크로분말의 평균 입자크기는 각각 388.8±123.2 nm, 1001.9±160.4 nm이었다. 제타전위는 칼슘 나노 분말이 -9.94±1.78 mV이였으며 칼슘 마이크로 분말은 -2.42±2.38 mV으로 시료 두 가지 모두 수용액 상태에서 불안정 하지만 나노 분말이 상대적으로 안정한 것으로 나타났다. 칼슘 나노 및 마이크로 분말의 비표면적은 각각 6.99 m2/g, 4.26 m2/g으로 나노 분말이 더 높게 측정되었다. 겉보기 밀도는 칼슘 나노(0.47±0.01 g/mL)와 마이크로(0.45±0.03 g/mL)분말의 차이가 거의 없었으나, 다짐밀도에서 칼슘 마이크로 분말이 0.97±0.02 g/mL로 칼슘 나노분말 0.81±0.02 g/mL 보다 더 높았다. 안식각은 칼슘 나노분말이 35.40±1.32o로 칼슘 마이크로 분말의 안식각 39.37±2.46o 보다 작아 유동성이 큰 것으로 분석되었다. 본 연구 결과들은 분쇄 공정에 따른 나노화에 의한 칼슘 나노분말을 비롯한 다양한 무기질 나노분말의 이화학적 특성 변화를 밝힐 수 있는 연구로 확대될 수 있는 가능성이 있다.