[논문]폴리디메틸실록산-폴리비닐피롤리돈 빗살 공중합체 합성, 모폴로지 및 투과성질

라즈쿠마 파텔; 박정태; 박민수; 김종학

doi:10.14579/membrane_journal.2017.27.6.499

폴리디메틸실록산-폴리비닐피롤리돈 빗살 공중합체 합성, 모폴로지 및 투과성질
Synthesis, Morphology and Permeation Properties of poly(dimethyl siloxane)-poly(1-vinyl-2-pyrrolidinone) Comb Copolymer 원문보기

멤브레인 = Membrane Journal, v.27 no.6, 2017년, pp.499 - 505

라즈쿠마 파텔 (서울시립대학교 전기컴퓨터공학과) , 박정태 (건국대학교 화학공학과) , 박민수 (연세대학교 화공생명공학과) , 김종학 (연세대학교 화공생명공학과)

초록
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인위적인 온실 가스 배출로 인한 자연 재해가 증가하고 있으며 이로 인해 기체 분리막의 개발이 촉진되게 되었다. 이산화탄소($CO_2$)는 지구 온난화의 주요 원인이다. 고유의 유연성을 가지는 유기 고분자 막은 기체 분리막의 좋은 후보군 중 하나이며, 이 중 이산화탄소에 대한 높은 확산도를 가지고 있는 폴리디메틸실록산(PDMS)은 유망한 소재이다. 또한, 폴리비닐피롤리돈(PVP)은 이산화탄소에 대한 높은 용해도를 가지고 있는 고분자로 기체 분리막에 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 용이한 조건에서 간단한 단일 반응 자유 라디칼 중합에 의하여 다양한 조성의 폴리디메틸실록산-폴리비닐피롤리돈(PDMS-PVP) 빗살 공중합체를 합성하였다. PDMS와 PVP로 합성된 공중합체는 FTIR을 통해 분석하였다. 고분자의 형태학 및 열적 특성은 TEM, TGA 및 DSC를 통하여 분석하였다. PDMS-PVP 빗살 공중합체를 다공성 폴리설폰 지지체 위에 코팅하여 복합막을 제조했으며, 제조한 복합막의 기체 투과 특성을 분석하였다. 그 결과 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소/질소 선택도가 각각 140.6 GPU 및 12.0에 도달하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The increasing number of natural disasters resulting from anthropogenic greenhouse gas emissions has prompted the development of a gas separation membrane. Carbon dioxide ($CO_2$) is the main cause of global warming. Organic polymeric membranes with inherent flexibility are good candidates for use in gas separation membranes and poly(dimethyl siloxane)(PDMS) specifically is a promising material due to its inherently high $CO_2$ diffusivity. In addition, poly(vinyl pyrrolidine)(PVP) is a polymer with high $CO_2$ solubility that could be incorporated into a gas separation membrane. In this study, poly(dimethyl siloxane)-poly(vinyl pyrrolidine)(PDMS-PVP) comb copolymers with different compositions were synthesized under mild conditions via a simple one step free radical polymerization. The copolymerization of PDMS and PVP was characterized by FTIR. The morphology and thermal behavior of the produced polymers were characterized by transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC). Composite membranes composed of PDMS-PVP on a microporous polysulfone substrate layer were prepared and their $CO_2$ separation properties were subsequently studied. The $CO_2$ permeance and $CO_2/N_2$ selectivity through the PDMS-PVP composite membrane reached 140.6 GPU and 12.0, respectively.

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The chemical linking between PDMS and PVP was characterized by FT-IR and presented in Fig. 2. The carbonyl band from the amide group in PVP gives rise to the peak at 1656 cm^-1. The binary band in the vinyl pyridine is merged into one band after the formation of the PDMS-PVP copolymer.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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