열유도 상분리법을 이용한 순수 투과 성능이 우수한 폴리에테르 에테르 케톤 분리막 제조와 모폴로지 분석 및 특성평가 (Polyether Ether Ketone Membrane with Excellent Pure Permeability Using Thermally Induced Phase Separation Method and Morphology Analysis with Characterization)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 35권 / 3호 / 214 ~ 221페이지
· 저자명 : 임광섭, 장성준, 임채홍, 남상용

초록

PEEK는 우수한 열안정성, 내화학성 및 높은 기계적 강도를 가져 분리막에서 많이 이용된다. 하지만 높은 용융온도로인해 성형이 어렵고 적합한 용매를 찾기 어렵다는 단점을 지닌다. 따라서 본 연구에서는 기계적 강도와 화학적 안정성이 우수한 분리막을 제조하기 위하여 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone, PEEK)과 벤조페논(diphenyl ketone, DPK)을 희석제로 사용하여 분리막을 제조하였다. 분리막은 PEEK의 단점을 보완하기 위해 열 유도 상분리법(thermally induced phase separation, TIPS)을 이용하여 분리막을 제조하였으며 이후 특성평가를 진행하였다. 먼저 분리막 제조 조건을 알아보기 위하여 고분자 함량에 따른 결정화 온도, cloud point를 이용하여 상평형도 작도를 하여 최적의 분리막 제조 조건을 확인하였다. 이후 전자주사현미경(scanning electron microscopy, SEM)을 통하여 고분자와 희석제의 함량에 따른 분리막의 모폴로지 변화를 확인하였고, 고분자 함량이 증가할수록 분리막의 두께가 증가하는 경향을 확인하였다. 분리막으로서 성능을 평가하기 위해 인장 강도와 DI-water 투과도 테스트를 진행하였다. 앞선 특성평가를 통해 PEEK를 사용한 분리막의 우수한 기계적 강도와 투과성능을 확인하였다.

영어초록

Polyether ketone (PEEK) has been widely used in membranes because of its excellent thermal stability, chemical resistance, and significant mechanical strength. However, the melting temperature is very high, making it difficult to find suitable solvents. Therefore, in this study, PEEK and benzophenone (DPK) were used as diluents to prepare a membrane with excellent mechanical strength and chemical stability using the thermally induced phase separation (TIPS) method to compensate for the shortcomings of PEEK membrane preparation and achieving the highest performances. The optimal membrane manufacturing conditions were confirmed through the crystallization temperature and cloud point according to the polymer content through the phase diagram. Subsequently, the morphological changes of the membrane, influenced by the polymer and diluent content, were confirmed through scanning electron microscopy (SEM). Additionally, the membrane thickness tended to increase with higher polymer content. Tensile strength and DI-water permeability tests were conducted to confirm the mechanical strength and permeability of the membrane. Through the previous characteristic evaluation, it was confirmed that the membrane using PEEK had excellent mechanical strength and permeability.

참고자료

· 없음