• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.04a
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• pp.51-52
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• 1996

무기막을 기체 분리 및 분리막 반응기에 적용하려면 특정 기체에 대한 선택도 뿐만 아니라 절대 투과 속도 또한 높아야 한다. 박막 담지 무기막은 다공성 지지체를 사용하여 그위 또는 그 기공 내에 선택적 투과성을 지니는 막을 합성한 형태로서, 되도록 얇은 선택적 투과막을 지지체에 제조함으로써 투과도를 향상시킬 수 있다. 고온에서 수소에 투과성이 있는 실리카막의 경우 기공의 크기기 4nm 정도인 다공성 유리를 지지체로 하여 화학증착법으로 제조하는 연구가 많이 수행되어 왔으며 400$\circ$ 이상의 온도에서 막을 통한 수소의 투과도는 0.1 cm$^3$[STP]/min-atm-cm$^2$ 수준이었다. 본 연구에서는 실리카 담지 무기막의 수소 투과성 향상을 위하여 기공의 크기가 다공성 유리보다 큰 다공성 알루미나를 지지체로 사용하였으며, 이 지지체의 기공 내부에 솔-젤 및 화학증착법에 의하여 실리카 막을 합성하고 고온에서의 기체 투과 특성을 살펴보았다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.53-54
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• 1994

Polyimide는 열, 화학적으로 안정하고 기계적성질이 우수하고, 기체분리특성이 비교적 좋다. Polyimide의 화학구조와 기체투과도와의 관계는 화학구조를 체계적으로 변화시키면서 많이 검토되어왔다.[1-2] Polyimide는 강직한 직쇄구조, bulky group에 의한 분자쇄운동성을 제어함과 동시, 약한 분자간 상호작용이 polymer chain의 유효층진을 억제하여 기체투과도를 높여준다. 국부분절운동(local segmental mobility)이 감소된 구조는 기체투과선택도를 향상시켜주는 경향을 보여주었다. [3] kim et al. 과 Stern et al은 6FDA나 fluorine-containing diamines으로 만든 polyimde가 매우높은 투과도를 보여준다고 보고했다. 본 연구에서는 6FDA-2, 4TDA hobopolymer에 BAAF를 가하여 copolyimide Membrane을 제막하여 BAAF 조성에 따라 투과선택도를 측정하는 homopolymer와 copolymer에 따른 변화를 관찰하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.10a
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• pp.49-50
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• 1995

고분자분리막을 이용한 기체 혼합물의 분리방법은 심냉법(cryogenic process), 가압기체흡착법(Pressure adsorption)과 더불어 상업적으로 중요한 기체분리공정으로 부각되고 있다. 특히 고분자막 중 Polyimide 막은 열적, 화학적으로 안정하고 기체에 대한 선택성이 높으며 기계적 성질이 뛰어나 좋은 막소재로 알려져 있다. 그러나 투과도와 선택도사이에 일반적으로 Trade-off 현상이 있어서 투과도와 선택도를 동시에 향상 하려는 연구가 수행중에 있다. 본 연구에서는 높은 산소투과도를 갖는다고 보고된 6FDA-p-TeMPD막에 hexafluoropropene (HEP)으로 Plasma polymerization을 시키거나 CF$_4$, Ar기체가 플라즈마처리하여 투과특성을 개선시키고 이를 비교 고찰하였다.

• Membrane Journal
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• v.13 no.4
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• pp.246-256
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• 2003

For the olefin recovery from polyolefin off-gas, the permeation behaviors of olefins and nitrogen were investigated through three kinds of PDMS membranes - cross-linked PDMS membranes, a polysiloxaneimide membrane, and oligo-PDMS modified PDMS membranes. Their pure gas permeabilities were measured as a function of operation temperature(-20 to $50^{\circ}C$) and pressure(1 to 25 atm) with ethylene($C_2\;H_4$), propylene($C_3\;H_6$), butylene($C_4\;H_8$), and nitrogen($N_2$) gases. The permeabilities of olefins and nitrogen highly depended upon the nature of PDMS membranes. Among these membranes, cross-linked PDMS membranes showed stable and high olefin/nitrogen selectivities over a wide operation pressure range and further study in various test conditions. Their permeability of olefin and nitrogen were governed by the condensation temperature(solubility selectivity) and plasticization, not the order of the size(diffusivity selectivity) of gases, which matched well with the general permeation behavior of rubbery polymeric membranes for condensable and non-condensable gases. With increasing feed pressure or decreasing feed temperature, the permeabilities of more condensible olefins increase highly, presumably due to high solubility and plasticization, but that of non-condensible nitrogen decreases slightly and thus, the selectivities of olefin/nitrogen increase highly.

• Membrane Journal
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• v.9 no.3
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• pp.141-150
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• 1999

A novel permeation apparatus was developed which could make the on-line measurements of both flux transient and permeate composition in gas permeation. The measurement by using the per¬meation apparatus was based on the continuous-flow technique. The transient measurement allowed the simultaneous determinations of permeation characteristics, such as, permeability, diffusion and solubility coefficients, and activation energies only with one experiment. The apparatus performance was illustrated by conducting the permeation of pure gases through two glassy polyimides and a rubbery poly (dimethyl¬siloxane) membranes, respectively. A comparison of the permeation characteristics determined from the flux transients was made with the literature values for verifying the confidence and accuracy of the measurement. Also, the analysis of the permeation transients obtained was carried out for the close investigation of the permeation behaviors of gases through membrane.

• Membrane Journal
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• v.25 no.2
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• pp.162-170
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• 2015

In this study, gas permeability of polyimide materials having a various amine group was measured and molecular dynamics was used to analyze the dynamic characteristics of the gas molecules in the polyimide by calculating the position and velocity of the gas molecules with change of the time. The gas permeability of polyimide membrane having substitution site which increase free volume in the polymer was increased. However, polyimide with rigid structure showed decreased gas permeability. As a result of analyzing the change in the gas permeation behavior using molecular dynamics simulations, we confirmed that the results show the same tendency with actual measurements of the gas permeability.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.7 no.1
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• pp.42-49
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• 1995

항공용 프리프레그의 기체 투과와 creep 변형 현상을 실험과 모델링을 통하여 autoclave 공정의 주요 공정변수인 시간, 온도 그리고 consolidation 압력에 대하여 연구하였 다. 적층된 프리프레그를 이용한 실험을 통하여 진공/autoclave 압력이 프리프레그에 가해졌 을 때 프리프레그의 두께는 선형 점탄성 변형을 나타내며 in-plane 기체 흐름은 투과 hysteresis 와 함께 non-Darcian flow 현상을 나타냄을 보여주었다. 이러한 현상은 bulk dimensional relaxation 그리고 미시적 기공의 구조 재배열이라는 두 가지 점탄성 완화현상 으로 관찰되고 분석되어졌다. Modified Standard Linear Solid (SLS) 점탄성 모델을 사용하 여 실험결과를 분석한 결과 creep relaxation 과 기체투과 속도를 대표하는 모델상수를 결정 할수 있었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1991.04a
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• pp.15-18
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• 1991

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.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.47-48
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• 1994

분리막을 이용한 기체의 분리는 각 기체의 막에 대한 투과도 차이에 의해 분리하는 방법으로 에너지 소비가 적고, 열 안정성이 약한 물질을 저온에서 분리할 수 있는 장점, 좁은 공간에서도 이용할 수 있다는 점 등으로 미루어 볼때 기존 공정에 대한 새로운 경쟁자로서 그 가능성이 한층 커지고 있다. 분리막의 특성은 투과도(Permeability)와 선택투과도(Permselectivity)에 의해 결정되고 이 두가지 특성을 모두 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 연구방향은 (1) 새로운 고분자의 합성 및 고분자의 개질 (2) 복합재료의 개잘 (3) 액정 (4) 촉진수송법 등으로 나눠질수 있다. 이 중 촉진수송(Facilitated Transport)이란 특정한 기체와 가역적 친화력 또는 흡착력을 갖는 운반체(ㅊㅁㄱ\ulcornerㄱ)를 액체나 고체막에 분산시켜 원하는 특정 기체만을 선택적으로 수용하는 것을 말한다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.52-53
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• 1995

현재 상용화 되어있는 산소/질소 분리용 고분자 분리막은 비교적 낮은 선택도를 가지고 있다. 즉, 이점은 확산도와 용해도를 조절함으로써 분리막의 투과선택도를 높일 수 있는 가능성을 보여주고 있으며 보다 높은 투과도와 투과선택도를 갖는 새로운 고분자 재료의 선택이 분리막을 통한 기체 분리나 그 상업적 이용에 절실히 요구되고 있다. PSf는 상용성, 화학적 내구력, 강도, 높은 유리전이온도와 우수한 기체투과성질을 가진 고분자로 분리막에 많이 응용되고 있다. Erb 등은 용매로 DMF(dimethylformamide)와 THF(tetrahydrofuran)를 사용하여 막을 제조하였다. 상부 흐름압력이 5atm일때 각 기체의 투과도 계수는, 헬륨이 11, 이산화탄소가 5.5, 메탄이 0.5, 질소가 0.2였으며, PSf막에 대한 각 기체의 투과는 Henry mode보다 Langmuir mode에서 더욱 우세하게 일어난다고 생각하였다. 또한 Ghosal 등은 PSf에 nitro기를 도입한 nitrated PSf의 투과특성을 조사하였다. 실험결과 nitro group이 치환된 PSf막이 nitro group이 없는 막에 비해 투과도는 낮았지만 선택도는 증가하였다. 구조가 다른 여러가지의 PSf막을 통한 기체 투과성질은 Ghem 등에 의해 밝혀졌다. Membrane-covered probes를 이용한 폴라로그램(polarogram) 방법은 산소를 측정하는데 가장 보편적인 방업ㅂ으로, 산소 탐침(oxygen probe)의 원리는 소위 효소 전극을 발전시키는데 이용되어 왔다. 효소전극은 산소와 실험하고자 하는 물질간의 특정한 효소반응에 기초를 둔 다양한 물질의 선택적 측정을 위한 것이다. 이때 센서에 응용되는 합성막은 산소에 대해 선택적인 투과를 해야하며, 상대적으로 높은 산소확산계수와 물에 대해서는 낮은 투과도를 가져야 한다. 높은 산소확산계수는 반응을 빠르게 하는 잇점이 있으며 물에 대한 낮은 투과도는 센서내의 전해질 물질을 유지보호하는 역할을 한다. 분리막이 산소전극에 이용될 경우 높은 산소 확산계수 이외에도 적절한 기계적 강도, 열적 안정성 등이 요구된다.