비누, 합성세제, 계면활성제

소개글

비누, 합성세제, 계면활성제에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 세제의 역사와 발달

2. 세제의 성질 및 종류

3. 세제의 안전성 및 환경오염

4. 비누
(1) 비누의 역사
(2) 비누의 특성
(3) 비누의 제조

5. 계면활성제의 정의와 구조

6. 계면활성제의 종류와 역할
(1) 음이온계 계면활성제
(2) 양이온계 계면활성제
(3) 양쪽성계 계면활성제
(4) 비이온계 계면활성제

7. 합성세제의 정의와 특성

8. 합성세제의 종류
(1) Light duty detergent
(2) Heavy duty detergent

9. 활성제의 기능과 종류
(1) 알킬벤젠술폰산염 (ABS, LAS)
(2) 고급알코올의 황산에스테르(AS)
(3) 고급알코올의 폴리옥시에틸렌에테르염(AES)
(4) 알파올레핀술폰산나트륨(AOS)
(5) 고급알코올 및 알킬페놀의 폴리옥시에틸렌에테르
(6) 고급지방산의 폴리옥시에틸렌에스테르
(7) 지방산 에탄올아미드

10. 합성세제의 조제
(1) 황산나트륨
(2) 인산나트륨
(3) 제올라이트
(4) 재오염방지제
(5) 형광증백제

11. 환경오염 및 생분해 관련 실험과 그 결과
(1) 활성오니법
1) 개요
2) 결과
3) 결론
(2) LAS와 AOS의 생분해
1) 개요
2) 결과
3) 결론

12. Result & Discussion

13. 결론

14. 참고자료

본문내용

대한 Klebsiella pneumonia와 LAS에 대한 Azotobacter chroococcum의 경우와 마찬가지로 합성세제가 가지는 독성으로 초기 농도가 낮을수록 분해율이 높게 나타났다. 각각의 농도가 50ppm일때의 분해율은 LAS에서 76.4%와 AOS에서 78.2%이었다.
4. 최적 조건에서 Citrobacter diversus L-3에 의한 LAS와 Pseudomonas aeruginosa A-5에 의한 AOS의 분해
LAS의 공시균 Citrobacter diversus L-3와 AOS의 공시균 Pseudomonas aeruginosa A-5에서 각각의 합성세제 LAS와 AOS를 50ppm 함유하는 배지에서 최적조건으로 균을 배양하면서 1일 간격으로 생육도와 잔재 LAS의 농도 및 pH의 변화를 측정한 결과는 다음와 같다.
Fig. Effect of biodegradation of LAS by Citrobacter diversus L-3 & effect of biodegradation of AOS by Pseudomonas aeruginosa A-5 against time.
3) 결론
음 ion계 합성세제인 LAS와 AOS의 분해균은 각각 Citrobacter diversus와 Pseudomonas aeruginosa로 동정되었다. LAS와 AOS 분해세균의 분리와 최적조건을 찾기 위한 배지의 조성은 (NH4)2SO4 0.2%, K2HPO4 0.2%, KH2PO4 0.05%, MgSO4.7H2O 0.02%, Yeast extract 0.03%, LAS(AOS) 50ppm이었으며, pH는 7.0, 온도는 30℃에서 정치배양하였다. LAS 공시균 Citrobacter diversus L-3는 LAS 5,000ppm에서도 내성을 가지고 있었으며, 30℃와 pH 8.0에서 최적분해조건이었다. 최적조건에서의 Citrobacter diversus L-3에 의한 LAS의 분해율은 5일 배양으로 88.3%, 7일 배양의 경우 91.6%였다.
AOS의 공시균 Pseudomonas aeruginosa A-5는 AOS 100ppm에서는 어느 정도 내성을 보였으나, 500나 1,000ppm의 농도에서는 생육이 현저히 떨어지고 5,000ppm에서는 거의 생육을 하지 못하였다. Pseudomonas aeruginosa L-3의 AOS분해 최적 조건은 35℃, pH 7.0이었다. 최적조건에서의 Pseudomonas aeruhinosa의 AOS분해율은 배양초기에 급속한 분해율을 보여 2일 배양에 85.7%, 5일 배양의 경우에는 92.7%의 분해율을 나타내었다.
11. Result & Discussion
주로 자연에서 얻은 물질을 이용하거나 물리적 도구를 이용하여 불완전하게 오염을 제거해 온 인류는 비누의 발명으로 세척용 물질에 관심을 가져오다가 1차 세계대전 당시 유지공업이 발달한 독일에서 처음으로 합성세제를 개발한 이후 혁명적 발전을 맞게 된다. 합성세제는 친유기와 친수기가 결합하여 표면장력을 크게 줄여주는 물질인 계면활성제의 일종으로, 제조 과정에서 여러 가지 활성물이나 조제를 첨가하여 그 세탁능력을 강화시킨다. 계면활성제는 양이온, 음이온, 양쪽성, 비이온으로 분류할 수 있으며, 종류에 따라 그 용도가 달라진다.
1938년 획기적 세척물질인 하드형 알킬벤젠술폰산염(ABS)의 개발 이후 급격히 사용량이 늘던 합성세제는, 생분해성이 떨어진다는 이유로 알킬벤젠술폰산염(LAS)으로 대체되었다. 이후 세척력의 강화와 함께 물의 오염방지에 관심을 두는 쪽으로 연구가 진행되어 생분해도가 LAS보다 더 뛰어난 AOS와 같은 합성세제가 나오게 되었다. 현재 일반적으로 사용되는 합성세제는 LAS와 AOS의 혼합물이 그 주성분인데, 자연 상태에서 완전히 분해되지는 않기 때문에 세제의 사용으로 인해 발생한 오염과 폐수를 미생물 등을 이용하여 더 많이 생분해시키려는 연구가 활발하다.
먼저, LAS와 AOS를 분해하는 미생물을 이용하는 경우, Citrobacter diversus L-3으로 LAS를, Pseudomonas aeruginosa A-5로 AOS를 분해시킬 수 있다. 이들은 약 pH 7~8의 환경에서 가장 잘 분해하며, 온도와 Yeast Extract의 조건도 분해능력과 밀접한 관련이 있다.
한편, 생태학적 분해가 가능한 하수를 이용하여 폐수를 정화시키는 활성오니법이 현재 개발된 처리법 중에서는 가장 효율이 높은 것으로 알려져 있다.
12. 결론
과제를 받고 나서 우리는 자료 조사에 착수하였다. 먼저 학교 도서관에서 자료를 찾아보았으나 기대하던 자료는 전혀 찾을 수 없었다. 이어 인터넷상에서 검색에 나섰지만, 종합적이고 체계적인 자료를 제공하는 곳은 매우 드물었다. 특히, 미국의 경우 SDA라는 세제 회사들의 협회가 있어 그나마 나은 편이었지만 우리나라의 경우 변변한 자료 제공처가 없어서 애를 먹었다. 다음으로 국립중앙도서관을 찾았는데, 첫 방문에서 구한 자료들이 논문 위주여서 합성세제에 관한 기본적인 사항을 발견하기가 어려웠고, 2주 동안 주말을 도서관에서 보내다시피 하고 나서야 꽤 많은 양을 구하여 작업에 착수할 수 있었다.
이번 과제의 경우, 매우 고전적인 주제가 주어진 때문에 알맞는 자료가 대부분 6,70년대에 나온 것들이라 최근 실태와 동향을 적절히 반영하지 못하고 있어서 조사에 어려움을 겪었다. 특히 현재 주로 사용되는 LAS 이외에 AOS 등의 세제에 대한 자료가 절대적으로 부족함을 알 수 있었다. 이번 과제를 통해 최근 크게 대두되고 있으면서도 그저 추상적으로만 접해 왔던 환경오염문제, 특히 수질오염문제에 대해 그 원인과 심각성을 학문적으로 접근하여 심도있게 살펴보고 그 대책을 생각해 본 것은 큰 수확이었다.
13. 참고자료
유기공업화학, 박래정, 청문각
세제와 세탁의 과학, 김성련, 교문사
소비생활과 세제, 홍사욱외 4명, 신광문화사
음이온계 합성세제 LAS와 AOS의 생분해에 관한 연구, 민만기
합성세제와 계면활성성분(원료)의 과채류 및 식기류 잔류성에 관한 연구, 전성주
우리나라의 합성세제 오염실태와 관리대책에 관한 연구-서울 주변의 한강수계를 대상으로, 이병인

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