양이온성 계면활성제(DTAB, TTAB 및 CTAB)에 의한 4-할로겐화 아닐린의 가용화상수 (k8)값을 UV-Vis법으로 측정하였다. 그 결과, 모든 아닐린 유도체에서 온도의 증가에 따라 k8값은 모두 감소하였으며, 할로겐 치환기의 반지름과 계면활성제의 소수기길이를 증가할수록 k8값은 더욱 증가하였다. 이들 가용화상수 값을 이용하여 계산한 ΔG0와 ΔH0값은 측정한 범위 내에서 모두 음의 값을 그리고 ΔS0값은 모두 양의 값을 나타내었다. 모든 아닐린 유도체에서 온도를 증가함에 따라 ΔG0값은 감소하는 경향을 보였다. 그러나 온도의 증가에 따라 ΔH0와 ΔS0값은 모두 증가하는 경향을 보였다. 한편 할로겐치환기의 반지름을 증가할수록 이들 열역학 함수 값들은 대체적으로 감소하는 경향을 보였다. 그러나 계면활성제의 소수기길이를 증가하였을 때 이들 열역학 함수 값은 아닐린유도체의 종류에 따라 다르지만 대체적으로 증가하는 경향을 보였다. 이런 열역학 함수 값들의 변화로부터 4-할로겐화 아닐린과 미셀과의 상호작용의 종류와 세기를 그리고 이들이 미셀 내에서 가용화되는 위치를 추정할 수 있었다.

가용화현상에 있어서 유기물(피가용화물)과 계면활성제와의 상호관계를 조사하고자 UV-Vis 법을 이용하여 가용화상수(Ks)값을 구하였다. 유기물의 para-위치에 알킬치환기가 도입된 4-alkylanilines 과 양이온계면활제인 소수기 길이가 서로 다른 DTAB, TTAB, CTAB를 이용하여 유기물과 계면활성제 간의 소수성 상호작용에 따른 가용화 상수값과 그에 따른 열역학함수들을 다양한 온도에서 구하여 서로 비교하였다. 그 결과 유기물에서 알킬치환기에 의한 소수성효과는 탄소사슬의 길이가 증가할수록 일정한 비율로 증가하였고, 또한 계면활성제에서 소수기의 길이효과도 일정한 비율로 증가하였다. 그런데 이러 한 소수성 효과는 유기물에서 알킬치환기에 의한 효과가 계면활성제에서 소수기의 효과 보다 더 크게 나타났다. 또한 계산된 열역학 함수값들의 결과들로부터 유기물의 소수성이 증가할수록 그리고 계면활성제의 소수성이 증가할수록 유기물은 미셀내부의 더 깊은 곳으로 가용화됨을 알 수 있었다. 등구조온도는 실험 조건 범위 내에서 큰 차이를 보이지 않았으며, 최대값과 최소값의 차이가 1K미만으로 차이가 거의 없는 것으로 나타났다.

양이온성 계면활성제 (DTAB, TTAB 및 CTAB)에 의한 아닐린의 가용화현상을 연구하기 위하여 UV-Vis법을 이용하여 가용화상수(Ks)와 열역학 함수들을 계산하고 비교하였다. 그리고 이온염과 유기물의 첨가가 가용화상수에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 또한 온도변화에 따른 Ks값의 변화를 계면활성제 종류별로 비교하고 분석하였으며, 가용화상수로부터 구한 여러 열역학적 함수를 비교하고 검토함으로써 아닐린의 가용화현상을 미시적으로 분석하고 해석하고자 하였다. 그 결과 양이온성 계면활성제에 의한 아닐린의 가용화현상에 대한 Gibbs 자유에너지와 엔탈피 변화 값은 모두 음의 값을 그리고 엔트로피 변화값은 모두 양의 값을 나타내었다. 가용화상수 값은 온도가 증가함에 따라 감소하고 계면활성제의 탄소사슬의 길이가 증가할수록 증가하였다. 이온염의 농도가 증가함에 따라 가용화에 대한 Gibbs 자유에너지값은 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 그리고 n-부탄올의 농도가 증가함에 따라 Gibbs 자유에너지는 계속 증가하는 경향을 보였다.

아닐린 수용액에서의 암모늄형 양이온성 계성면활성제 (DTAB, TTAB 및 CTAB)의 미셀화에 대한 임계미셀농도(CMC)값을 UV-Vis법으로 측정하였다. 290K ~ 314K 사이에서 측정된 양이온성 계면활성제의 CMC값의 변화로부터 미셀화에 대한 Gibbs 자유에너지(ΔG⁰)값을 구하고, 이 값으로부터 엔탈피(ΔH⁰)와 엔트로피(ΔS⁰)를 계산하고 분석하였다. 또한 n-부탄올 및 염화나트륨의 농도 변화가 미셀화에 미치는 영향을 열역학적 함수를 이용하여 비교·분석하였다. 실험한 온도 구간 및 첨가제의 농도 범위 내에서 측정된 모든 ΔG⁰ 값은 음의 값을 나타냈었으며, 엔탈피(ΔH⁰) 변화값은 모두 음의 값을 그리고 엔트로피(ΔS⁰) 변화값은 모두 양의 값을 나타내었다. 아닐린 수용액에서 양이온성 계면활성제의 미셀화는 자발적 발열반응이며, 열역학적 값들로부터 계산된 등구조온도에 의하면 이들 계면활성제의 미셀화는 엔탈피(ΔH⁰)와 엔트로피(ΔS⁰)가 거의 동일하게 기여하고 있음을 알 수 있었다.

본 연구에서는 오염된 점토 내 Cs을 제거하기 위하여, 계면활성제의 소수성 알킬사슬의 길이에 따른 Cs의 탈착특성을 연구 하였다. 양이온성 계면활성제로 Alkyl trimethyl ammonium bromide를 사용하였고, 소수성 알킬사슬은 octyl-, dodecyl-, cetyl- 으로 변화시켰다. 소수성 알킬사슬이 길어질수록 montmorillonite 내 계면활성제의 흡착량이 증가하였고, 계면활성제의 층간 흡착으로 층간거리가 증가하는 것으로 나타났다. Cs의 탈착률도 알킬사슬의 길이가 증가함에 따라 향상되었고 cetyl 그룹을 갖는 양이온성 계면활성제는 최대 99±2.9%의 Cs 제거율을 나타냈다.

양이온 계면활성제는 살균력을 가지고 있으며 이를 개발하기 위한 연구는 다양한 산업분야에 서 계속 진행되고 있다. 단순히 우수한 성능을 가질 뿐만 아니라 생분해성이 우수한 계면활성제를 개발 하기 위한 연구는 증가되고 있다. 본 연구에서는 Michael addition 반응을 통하여 ester-type의 양이온 계면활성제를 합성하였다. 실온에서 촉매없이 alkyl acrylate와 1차 아민을 가지는 화합물을 합성한 뒤 dimethyl sulfate 로 4차화시킨다. 2개의 소수기와 한 개의 친수기를 갖는 HQ21과 2개의 소수기와 2개 의 친수기를 갖는 HQ22를 합성하였다. 이들 합성화합물은 1H-NMR, HR-MS 와 FT-IR로 구조를 확인하였으며 생분해성을 측정하였다.

본 연구에서는 알킬체인의 길이가 서로 다른 benzyltrialkylammonium chloride계 화합물을 합성하여 리포좀 제조에 응용하였다. 제조된 리포좀의 평균 입도분포, 제타전위, 방출거동 및 항균성을 조사하였으며, 사슬 길이에 따른 특성을 비교하였다.리포좀의 평균 입도는 120~140 nm의 크기분포를 가졌으며 소수성 사슬의 길이가 증가할수록 큰 입 자크기를 가졌다. 리포좀 용액의 제타전위는 양이온성 계면활성제인 benzyltrialkylammonium chloride를 첨가함에 따라 +80~90 mV의 값을 가지며 향상된 분산 안정성을 보였다. 방출거동에서는 사슬 길이에 따라 방출 속도를 조절할 수 있었으며 긴 사슬의 계면활성제를 첨가한 리포좀은 증가된 서방형 방출특 성을 보였다. 또한, 리포좀의 포집효율은 25.9~27.5% 이었다.

Gemini type of cationic surfactant, namely α,ω-alkane-bis(N-lauroyloxyethyl -N,N-dimethyl)-diammonium bromide was synthesized and confirmed by FT-IR and 1H-NMR spectroscopy. Their inhibition effect on corrosion of mild steel in 1 M HCl solution was tested by weight loss method. Surface tensions were measured by surface tensiometer Sigma 70. Their c.m.c. values evaluated by surface tension method was 4.01×10-5∼ 4.99×10-5 mol/L. The Krafft point of the these surfactants were < 0 ℃. The emulsifying properties of synthesized cationic gemini surfactants and sodium dodecyl sulfate (SDS), tetradecyl trimethyl ammonium bromide (TTAB) was investigated. Of these, α,ω-alkane-bis(N-lauroyloxyethyl-N,N-dimethyl)- diammonium bromide has been confirmed as a good emulsifier. The inhibition efficiency increases by increasing cationic gemini surfactant concentration. As a result, these surfactants are expected to be applied as corrosion inhibitors.

N,N,N-Trimethyl-10-nitrophenoxy decylammonium bromide (N10TAB) and N,N,N,N-Tetramethyl-bis-〔10-nitrophenoxy decyl〕-1,6-hexanediammonium dibromide (N10-6-10N), bearing aromatic nitrophenoxy group in the end of their hydrophobic chains have been prepared, and their properties in aqueous solutions have been studied by conductivity and H-NMR spectroscopy. Below the critical micelle concentration N10-6-10N form premicelle with two or three surfactant molecules. Beyond the critical micelle concentration two molecules have strong self-aggregation ability and form micelles of rather small size and with small aggregation numbers. H-NMR at different concentrations give the informations on the environmental changes of the surfactants on their micellization progress.

Cationic gemini-surfactant, namely 1,4-butane-bis(N-alkanoyloxyethyl-N,Ndimethyl)-diammonium bromide was synthesized and their inhibition effect on corrosion of mild steel in 1 M HCl solution was tested by weight loss method. The synthesized product was confirmed by FT-IR and 1H-NMR spectroscopy. Surface tensions were measured by surface tensiometer Sigma 70. Their c.m.c. values evaluated by surface tension method was 4.1×10-5~5.4×10-5 mol/L. The Krafft point of the these surfactants were 〈0~10.7℃. The emulsifying properties of synthesized cationic gemini surfactants and sodium dodecyl sulfate (SDS), tetradecyl trimethyl ammonium bromide (TTAB) was investigated. Of these, 1,4-butane-bis(N-lauroyloxyethyl-N,N-dimethyl)- diammonium bromide, CGL 14-4-14 has been confirmed as a good emulsifier. The inhibition efficiency increases by increasing cationic gemini surfactant concentration. As a result, these surfactants are expected to be applied as corrosion inhibitors.

On the basis of theory of Bratsch's electronegativity equalization, the electronegativity equalization, the group electronegativities and the group partial charges for cationic and amphoteric surfactants could be calculated using Pauling's electronegativity parameters. From calculated output, we have investigated relationships between CMC(critical micelle concentration) and partial charge and group electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups, structural stability of micelle for cationic and amphoteric surfactants. As a result, CMC depends upon partial charge and electronegativity of hydrophilic and hydrophobic groups for surfactants. In case of cationic surfactant, as the increment of carbon number in hydrophilic group, partial charge of hydrophilic group is increased, but CMC and electronegativity of hydrophilic group is decreased. With increasing the carbon number of hydrophilic group for cationic surfactant, its partial charge is increased, but CMC and its electronegativity are decreased. With increasing the carbon number of hydrophobic group for cationic and amphoteric surfactant, its partial charge is increased, but CMC and its electronegativity are decreased