고분자와 희석제 간의 interaction은 phase diagram의 형태로 결정하고 상분리 mechanism은 phase diagram에 의해 설명된다. Thermodynamic interaction이 TIPS 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PP/C20alkane, PP/C20acid, PP/TA 3가지 system을 선택하였다. 200$^{\circ}$C에서 25 $^{\circ}$C로의 급냉과 분당 10 $^{\circ}$C의 냉각조건을 적용하였다. 각 phase diagram의 형태와 냉각조건에 따라 상분리 mechanism이 달라져서 서론에서 언급한 바와 같이 각기 특유의 구조를 갖게됨을 확인하였다. 같은 종류의 희석제의 chain length가 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 희석제의 chain length에 따라 결정화 온도가 달라지며 PP와의 결정화 속도 차이에 의하여 구조가 다양하게 변화되었다. 또한 가 희석제의 확산계수의 차이에 의하여 PP 결정화 시 희석제의 외부 방출 정도가 달라 이에 의한 구조의 차이도 관찰되었다. TIPS 공정에서 용액의 조성이 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였는데, 조성에 의한 nucleation density의 차이에 따라 PP spherulite의 충돌 (impingment)등이 구조에 영향을 미쳤으며 porosity도 변화하였다. 또한 PP/TA system에서는 조성에 따라 상분리 mechanism이 달라져 현격한 구조의 차이를 보였다. 또한 냉각 속도에 따라 PP spherulitic structure가 변화함을 확인하였고, PP 결정화에 따른 희석제의 방출에 의하여 interspherulitic과 intraspherulitic pore를 갖는 2중 구조를 갖게 됨을 알 수 있다.

Membrane techology is reapidly replacing and/or augmenting the traditional separation processes in many industries. In some cases, it opens new markets. Research and development in academia and industry have proven that the new technology is cost effective and viable. The future of membrane technology looks bright.

This paper will begin by describing osmosis and how reverse osmosis works. It will show how osmotic pressure affects reverse osmosis operations. It uill explain salt rejection, membrane flux, and recovery rates and the affect that salt built up has on membrane performance. It wil 1 explain the limitations of RO performance and why pretreatment is important. It will describe the two basic types of membrane, asymmetric and thin-film composite and explain the difference between these types plus compare cellulose acetate types to aromatic polyamide type membranes. It will discuss operating efficiences as it compares to feedwater pressure, concentration, temperature and pH. Finally, it will discuss the differences between tubular, plate and frame, hollow fiber and spiral wound element design. It will be a paper that talks about the basics of RO systems and should give a person who is unfamiliar with RO a basic introduction to this type of separation technology.

The first membrane technology applied in the Japanese industry was a. electro-dialysis(ED) process using ion-exchange meabranes. These membranes were first developed in early 50ties and the Japanese government decided to use this method for concentration of sea water to produce salt, which was then produced by solar evaporation. This development program started from 1960 by the Japan monopoly Coop. (at that time). To apply ED process for sea-water concentrat ion it was necessary to develop ion-exchange membranes having very low electric resistance to avoid energy loss due to Joule heat, and those having selectivity to permeate single valent ions only to avoid scale formation in the ED stacks. These Japanese companies, Asahi Glass, Asahi Chemical and Tokuyama Soda, have succeeded to develop such membranes, and until 1971 all of the seven salt manufacturing companies had adopted ED for production of food salt.

본 연구에서는 Tobler[1]가 십자흐름여과 (crossflow filtration)의 개선책으로 제안한 동역학적 여과기를 제작하여 그 특성을 실험적으로 고찰하였다. 이 여과기는 두 개의 동심원통 사이를 유체가 흐를 때 내부원통의 회전속도가 외부원통의 회전속도보다 매우 빠를 경우 발생하는 Taylor 와류를 응용한 것이다.

본 연구에서는 박막화를 위한 수면전개법을 이용하여 기체분리능을 향상시키기 위한 복합막을 개발하고자 수면전개 적층복합막을 제조하여 기체투과특성실험을 행하였다. 실험에 사용한 고분자재질은 투과성이 우수한 Cellulose Acetate(CA)와 Polystyrene(PS)을, 선택성이 우수한 Polyvinylchloride(PVC)이었다. 이들 막에 대한 적층형태와 방법에 대한 효과를 검토하고 blend막과도 기체투과특성을 비교하였다.

생물 반응기내에 미생물 농도를 높이기 위한 한 방법으로써 막을 이용한 미생물 재순환에 대한 연구가 이루어져 왔다. 이러한 연구들은 발효조 밖에서 막을 이용하여 미생물을 분리하여 다시 발효조 내로 순환시키는 방법이 주를 이루었으나 이들은 공정이 복잡하고 고분자 합성막을 이용한 경우 고온 멸균의 어려움 등 산업화하는데 여러가지 문제점을 가지고 있었다.

산업화, 선진화 및 인구의 급격한 도시집중화 현상 등으로 인하여 생활 및 공업 용수의 사용량은 급증하고 있으며, 이로인한 하.폐수의 발생량도 증가하고 있다. 그렇지만 한정된 수자원을 가지고 용수 확보를 위한 댐등의 건설도 한계가 있으며, 또한 하.폐수의 방류로 인한 환경오염의 측면도 신중히 다루어져야 한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 한가지 방법으로써 하.폐수 재활용 공정이 이용될수 있으며, 최근 역삼투막 system을 이용한 재활용 공정이 활발한 연구와 실제 적용 사례를 통하여 적용가능성을 입증하고 있다.

역삼투공정은 선택적 투과성을 가진 막을 이용하여 혼합용액으로부터 특정물질을 분리, 농축 또는 정제하기 위하여 널리 응용되는 분리막기술중의 하나이며, 연속공정이 용이하고 단순히 압력만을 가하는 물리적 조작이므로 원리 및 장치가 간단하여 해수 담수화, 폐수처리, 유용물질 회수, 초순수제조, 식품 및 의약품의 분리, 농축 등 여러 산업분야에서 응용되고 있다. 그러나 매우 큰 삼투압을 나타내는 용액의 농축을 위해서는 삼투압보다 큰 적용압력을 가해주어야 하나 사용된 막은 일정압력 이상에서는 수축되어 제기능을 발휘하지 못하게 되므로 일반적인 역삼투공정으로써는 큰 삼투압을 나타내는 용액의 농축에는 사용될 수 없다. 이는 용액의 삼투압이 씨스템에서 가해줄 수 있는 압력보다 커지기 때문으로, 이 삼투압차를 줄여줄 수 있다면 같은 압력에서도 더 큰 농축효과를 얻을 수 있다.

생체적합성이 우수하며 자연계에 널리 존재하는 chitin의 탈아세틸화물인 chitosan은 인공피부, 생분해성 고분자 재료 및 약물방출용 고분자막으로서 널리 사용되고 있다. 특히 chitosan은 cellulose와 유사한 화학구조를 가지고 있으며 보다 풍부한 반응성 작용기를 가지므로 이를 개질하려는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 따라서 본 연구실에서는 chitosan막이 산성 조건하에서 팽윤되는 성질을 이용한 pH-sensitive막을 이용한 약물방출 조절에 관한 연구를 진행하고 있다.

무기 분말과 고분자 용액을 함께 습식방사하여 제조된 중공사를 소결하여 이방성 구조를 갖는 Alumina 와 Alumina/Silica 중공사막을 제조 하였다. 중공사 제조 용액의 조성과 소결 온도에 따른 다공성 지지체막의 기공도 및 미세구조를 Mercury Porosimeter와 Surface Analyzer(Autosorb-1)를 이용하여 살펴 보았다. 무기 분말(Alumina, Silica)이 충진된 고분자 용액의 적정한 조성에 따라 소결 후에도 이방성 구조를 유지할 수 있었고 방사 조건에 따라서도 양쪽지상구조, 한쪽지상구조, 또는 망사구조를 가지고 있으며 제조시 소결 온도에 따라 기체 투과도가 감소 하였다. 다공도는 소결 온도가 증가함에 따라 급격히 줄어들고 있으나 평균 기공의 크기는 약간 증가 하였다. 전체적으로 투과 실험 조건하에서 기체 투과가 knudsen flow 특성을 나타내었다.

비대칭 다공막은 자체로서 UF혹은 MF용으로 사용될 뿐만 아니라 RO혹은 기체분리용 복합박막의 지지막으로도 사용되기 때문에 비대칭다공막 제조기술은 분리막의 제조에 가장 중요한 것 중의 하나이다. 대부분의 비대칭 다공막은 상반전법에 의하여 제조되며, 상반전법은 균질 고분자용액이 비용매 속에서 두개의 용액상 (고분자 농후 및 희박용액상)으로 분리된 후 비대칭다공막으로 되는 과정을 일컫는다.

최근에 분리 농축 그리고 정제 등의 분야에서 세라믹 분리막은 내열성, 내약품성 및 우수한 기계적 강도와 같은 특성으로 인해 기존의 유기고분자막으로는 사용할수 없던 영역까지 그 응용 범위를 확대시키고 있다. 이러한 세라믹 분리막 중 기공크기가 0.1-0.001 $\mu$m 정도로 미세한 한외여과막의 경우, 최근에는 주로 졸-겔법을 이용하여 제조되는 것으로 보고되고 있는데, 이는 졸-겔법이 기존 분리 공정과 비교하여 볼대 다음과 같은 장점이 있기 때문이다.