Hexamethyldisiloxane 플라즈마 중합막을 통한 영구기체 및 응축성 증기의 투과특성에 관한 연구 (A Study on the Permeation Properties of Permanent Gases and condensable Vapors through Hexamethyldisiloxane Plasma-Polymerized Membranes)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 19권 / 3호 / 699 ~ 706페이지
· 저자명 : 오세중

초록

플라즈마 고분자의 영구기체(He, H2, O2, N2, CH4) 및 응축성 증기(CO2, C2H4, C3H8)에 대한 투과 특성을 조사하였다. 플라즈마 고분자는 마이크로파 방전과 라디오파 방전을 이용하여 제조하였으며 플라즈마 중합의 단량체(monomer)로는 hexamethyldisiloxane(HMDS)을 사용하였다. 마이크로파를 이용하여 제조한 HMDS 플라즈마 고분자막의 투과도계수는 투과기체의 분자지름에 의존하는 경향을 나타내었으며 라디오파를 이용하여 제조한 플라즈마 고분자막보다 높은 산소/질소 투과선택도를 나타내었다. 반면에 라디오파를 이용하여 제조한 HMDS 플라즈마 고분자막의 투과도계수는 투과기체의 임계온도에 의존하는 경향을 나타내었으며 질소에 대한 에틸렌 및 프로판의 투과선택도가 우수한 특성을 나타내었다. 마이크로파로 중합시킨 고분자막은 가교결합도가 높기 때문에 기체의 투과도계수가 주로 확산계수(또는 분자지름)에 의존하게 된다. 그러나 라디오파의 에너지 밀도는 마이크로파의 에너지 밀도보다 낮기 때문에 라디오파로 중합시킨 플라즈마 고분자막의 구조는 마이크로파로 중합시킨 고분자 막에 비하여 가교결합도가 떨어지게 되며 이 막을 통한 투과도계수는 분자크기 보다는 기체의 임계온도에 의존하는 경향을 나타내었다. 따라서 라디오파를 이용하여 중합시킨 HMDS 플라즈마 고분자막은 영구기체 보다는 공기 중의 유기물질을 제거하는데 보다 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.

영어초록

The permeation properties of plasma polymer membranes were studied for permanent gases such as He, H2, O2, N2, CH4 and condensable vapors such as CO2, C2H4, C3H8. The plasma polymers were prepared by the discharge of microwave or radiofrequency(RF) wave. Hexamethyldisiloxane (HMDS) vapor was used as a monomer for plasma polymerization. In HMDS plasma-polymerized membranes prepared under microwave discharge, the permeability coefficient was dependent of the kinetic molecular diameter of the permeate gases. Additionally the membranes showed higher O2/N2 permselectivity compared to the plasma polymers from radiofrequency discharge. On the contrary, in the HMDS plasma-polymerized membranes prepared under radiofrequency discharge, the permeability coefficient was dependent of the critical temperature of the permeant gases. The membranes showed high selectivities of C2H4 and C3H8 over N2. The permeability coefficient of plasma polymerized membranes prepared under microwave discharge was dependent of the molecular diameter of permeant gases because of high crosslinking density of the membrane. However, the crosslinking density of the plasma polymerized membranes prepared under RF discharge was lower because the energy density of RF wave is weaker than that of microwave. Hence, the permeability of RF plasma polymerized membranes became dependent of the critical temperature rather than molecular diameter of the gases.

참고자료

· 없음