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문제 정의
- 본 연구는 분리막 중 한 분야인 정밀 여과막의 제조에 관한 것으로 특히 전자 재료용 산업 용수에 적합한 여과수준 0.1㎛~0.45㎛의 평막형 정밀 여과막의 제조 방법에 관하여 연구가 진행되었다. 제조된 평막형 정밀여과막은 절곡형 필터(pleated filter)로 가공되어 사용이 가능하며 Depth 또는 Wound 형 필터에 비해 제거 효율이 월등하여 정밀화학 공정 용수의 생산에 널리 보급되어질 수 있다.
- 본 연구에서는 PES 고분자, PVP 팽윤제, TSA 응고제의 조성을 일정하게 유지한 상태에서 공정 조건에 따른 PES 멤브레인의 구조 변화를 살펴보았다. PVP와 같은 친수성 고분자는 다공도가 높은 막을 형성하는 것으로 알려져 있으며, TSA와 같은 유기산 응고제는 용매 DMF와 비용매 물의 섞임 현상이 일어날 때 균일한 PVP 웅고를 돕는 첨가제로 알려져 있다.
- 본 연구에서는 PES/TSA/PVP/DMF 고분자 용액계를 이용하여 제조 조건별 멤브레인의 구조 특성과 투과 특성을 살펴보았다.
- 이와 같은 현상은 멤브레인 형성 과정에서 내부의 disperse sol 상태의 안정화는 줄어들었지만 DMF와 표면을 통하여 침투한 물 간의 용매 치환이 덜 일어난 상태에서 탈리된 면으로 물이 직접 접촉함에 따라 탈리 시점에 PES-DMF-물 간의 삼상계 조성이 위치에 따라 일정하지 않아 발생한 것으로 보인다. 본 연구에서는 동일 조성의 고분자 용액으로 공정 인자의 제어를 통하여 다양한 구조 특성을 갖는 멤브레인 제조에 대한 가능성을 살펴볼 수 있었다. 특히 disperse sol 상태의 제어 인자를 파악하면 pore size distribution을 개선할 수 있다는 결과를 볼 수 있었다.
- 이러한 첨가제의 함량 조절은 고분자 용액에 비용매의 침투로 형성되는 disperse Sol 상태에서 멤브레인의 구조에 영향을 주는 인자이다. 본 연구에서는 캐스팅된 막의 빠른 상분리를 막기 위하여 응고 조에 빠른 침전을 시키는 대신 온도와 습도가 조절된 외기 환경을 조성한 후 접촉되어지는 비용매 (수증기), 용매의 증발 시간 등의 조성을 바꾸어 가며 구조 변화를 살펴보았다. 또한 비대칭성의 조절을 위하여 웅고조에서 탈리까지의 시간을 바꾸어가며 단면 및 표면 구조 변화, 순수 투과 시 유량 변화 및 평균 poer size, pore size distribution 등의 변화롤 비교하였다.
가설 설정
- 1. Characterization of PES membranes; (a) Pore size distribution, (b) Air Permeability.
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