비용매-열유도상분리법(N-TIPS)을 활용한 polymethylpentene (PMP) 분리막 제조기술 (Fabrication of Polymethylpentene (PMP) Membranes Using Nonsolvent-Thermally-Induced Phase Separation (N-TIPS) Method)

서지정보

· 발행기관 : 한국막학회
· 수록지 정보 : 멤브레인 / 34권 / 4호 / 216 ~ 223페이지
· 저자명 : 김정, 송건탁, ⋅바오 트랜 두이 응우엔

초록

높은 내화학성과 소수성 특성을 갖는 polymethylpentene (PMP) 소재는 polypropylene 소재 대비 결정성이 낮아dense skin층을 갖는 비대칭 분리막을 제조하기 수월하지만 녹는점이 높아 가공이 용이하지 않다. 본 연구에서는 비용매 유도상분리법(NIPS)과 열유도 상분리법(TIPS)을 혼합한 N-TIPS 법을 활용하여 polymethylpentene (PMP) 고분자 분리막을 제조하고 성능과 특성을 평가하였다. Cyclohexane을 용매로 사용하여 PMP 도프용액을 제조하였으며, 상전이조로 물, EtOH, IPA 를 사용하였다. Cyclohexane과 섞이지 않는 물을 비용매로 상전이한 분리막은 TIPS 영향으로 인해 큰 기공과 높은 기체 투과도를 보였으나, 표면이 거칠고 구조가 불안정한 특성을 보였다. 반면, cyclohexane과 혼합될 수 있는 알코올류(ethanol, iso propanol)를 상전이조로 사용한 경우 NIPS 효과로 인해 dense skin층이 형성됨을 확인하며, 높은 기계적 강도를 보였다. 추가적인 기공형성을 위해 polyethylene glycol (PEG)를 첨가한 경우 기체투과도가 높아지는 결과를 얻을 수 있었다.

영어초록

In comparison to commonly employed polypropylene (PP) material, polymethylpentene (PMP) exhibits low surface energy and reduced crystallinity, allowing fabrication of asymmetric membranes with a dense skin layer. However, its higher melting point poses significant challenges with respect to polymer processability. In this work, we utilized the N-TIPS method, which combines the advantages of non-solvent induced phase separation (NIPS) and thermally induced phase separation (TIPS), to fabricate PMP membranes. Cyclohexane was employed as the solvent for preparing the PMP dope solution, while water, ethanol (EtOH), and isopropanol (IPA) were used as nonsolvents. When cyclohexane-immiscible water was used as the nonsolvent, the resulting membrane exhibited TIPS morphology with unifrom pore structure but lacked suface uniformity. In contrast, when cyclohexane-miscible alcohols (EtOH, IPA) were employed, the membranes dis played NIPS morphology with a dense skin layer with higher mechanical strength. Furthermore, the effect of polyethylene glycol (PEG) as a pore forming agent was investigated to better control the surface pore size

참고자료

· 없음