역삼투막의 초박막 폴리아마이드 활성층은 계면중합을 통해 형성시키는데, 모노머를 녹인 수용액을 지지층 위에 코팅 시키는 과정이 필요하기 때문에 지지층은 비교적 친수성 성질을 지니는 고분자가 선호되며 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 ...
역삼투막의 초박막 폴리아마이드 활성층은 계면중합을 통해 형성시키는데, 모노머를 녹인 수용액을 지지층 위에 코팅 시키는 과정이 필요하기 때문에 지지층은 비교적 친수성 성질을 지니는 고분자가 선호되며 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 Polysulfone(PSf)이 사용되어왔다. 하지만 PSf의 경우 상대적으로 낮은 내압성과 기계적 물성을 지니고 있어 보다 내압성과 내염소성이 우수한 Polyvinylidene difluoride(PVDF)를 지지층으로 사용하고자 하는 연구가 진행되어왔다.. 본 연구에서는 폴리아마이드/PVDF 역삼투막을 제조하기 위해 비용매유도 상분리법을 활용한 새로운 계면중합법을 도입하였다. PVDF/DMF 시스템의 용액을 계면중합 모노머인 MPD가 녹아있는 비용매로 상분리 시켜 용매와 비용매의 교환 과정 속에서 MPD가 지지층으로 자연스럽게 침투되는 방법이다. 이러한 방법은 소수성이 강한 PVDF를 사용하는 만큼 고농도의 MPD 수용액을 사용해야하는 단점이 있지만 총 제조공정을 한 단계 감축시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한 지지층 표면을 친수화시키거나 압력을 가하는 별도의 과정을 요구하지 않는다는 점에서 기존 선행 연구들과 차이점이 있다. 용매, 비용매의 종류에 따라 상분리 속도를 조절하며 지지층의 표면구조 변화가 폴리아마이드 중합도에 미치는 영향을 확인하였으며 가장 알맞은 조건으로 제조된 막은 NaCl 10000 ppm, 40 bar 구동조건에서 98.89 %의 염제거율 성능을 보였다.
역삼투막의 초박막 폴리아마이드 활성층은 계면중합을 통해 형성시키는데, 모노머를 녹인 수용액을 지지층 위에 코팅 시키는 과정이 필요하기 때문에 지지층은 비교적 친수성 성질을 지니는 고분자가 선호되며 열적, 화학적 안정성이 뛰어난 Polysulfone(PSf)이 사용되어왔다. 하지만 PSf의 경우 상대적으로 낮은 내압성과 기계적 물성을 지니고 있어 보다 내압성과 내염소성이 우수한 Polyvinylidene difluoride(PVDF)를 지지층으로 사용하고자 하는 연구가 진행되어왔다.. 본 연구에서는 폴리아마이드/PVDF 역삼투막을 제조하기 위해 비용매유도 상분리법을 활용한 새로운 계면중합법을 도입하였다. PVDF/DMF 시스템의 용액을 계면중합 모노머인 MPD가 녹아있는 비용매로 상분리 시켜 용매와 비용매의 교환 과정 속에서 MPD가 지지층으로 자연스럽게 침투되는 방법이다. 이러한 방법은 소수성이 강한 PVDF를 사용하는 만큼 고농도의 MPD 수용액을 사용해야하는 단점이 있지만 총 제조공정을 한 단계 감축시킬 수 있다는 장점이 있다. 또한 지지층 표면을 친수화시키거나 압력을 가하는 별도의 과정을 요구하지 않는다는 점에서 기존 선행 연구들과 차이점이 있다. 용매, 비용매의 종류에 따라 상분리 속도를 조절하며 지지층의 표면구조 변화가 폴리아마이드 중합도에 미치는 영향을 확인하였으며 가장 알맞은 조건으로 제조된 막은 NaCl 10000 ppm, 40 bar 구동조건에서 98.89 %의 염제거율 성능을 보였다.
PVDF has several advantages over the other support membrane materials, but its hydrophobicity limited its use as a support for PA TFC membrane fabrication via interfacial polymerization of MPD with TMC. Since MPD in water phase was not effectively coated on solid PVDF support surface, MPD was dissol...
PVDF has several advantages over the other support membrane materials, but its hydrophobicity limited its use as a support for PA TFC membrane fabrication via interfacial polymerization of MPD with TMC. Since MPD in water phase was not effectively coated on solid PVDF support surface, MPD was dissolved in coagulant for PVDF support membrane formation via NIPS process. MPD was in-situ impregnated into PVDF matrix, and could be re-acted with TMC in n-hexane phase. DMF or NMP was used as solvent for PVDF, which affected the top surface morphology of support membrane and formation of active layer on it. Higher MPD concentration was required for in-situ process than that for conventional process. PA/PVDF TFC mem-brane showed enhanced performance than that of conventional process. Ethanol additives were tested to improve membrane performance. Ethanol affected on polymer coagulation rate and interface between aqueous solu-tion - organic solution. The TFC composite membrane characterizations were performed such as ATR, XPS, SEM, TEM, AFM, flux and rejection test. The membrane processed with the most proper condition exhibited 98.89 % rejection at NaCl 10000 ppm, 40 bar test condition.
PVDF has several advantages over the other support membrane materials, but its hydrophobicity limited its use as a support for PA TFC membrane fabrication via interfacial polymerization of MPD with TMC. Since MPD in water phase was not effectively coated on solid PVDF support surface, MPD was dissolved in coagulant for PVDF support membrane formation via NIPS process. MPD was in-situ impregnated into PVDF matrix, and could be re-acted with TMC in n-hexane phase. DMF or NMP was used as solvent for PVDF, which affected the top surface morphology of support membrane and formation of active layer on it. Higher MPD concentration was required for in-situ process than that for conventional process. PA/PVDF TFC mem-brane showed enhanced performance than that of conventional process. Ethanol additives were tested to improve membrane performance. Ethanol affected on polymer coagulation rate and interface between aqueous solu-tion - organic solution. The TFC composite membrane characterizations were performed such as ATR, XPS, SEM, TEM, AFM, flux and rejection test. The membrane processed with the most proper condition exhibited 98.89 % rejection at NaCl 10000 ppm, 40 bar test condition.
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