• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.69-70
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• 1996

Polyethersulfone(PES)은 열적 특성이 우수하고 넓은 pH 범위에서 사용이 가능하며 특히, 막 제조 특성이 우수하여 막 소재로서 지금까지 널리 사용되어 오고 있다. Polysulfone(PSf)에 비하여 구조적으로 친수성이 우수하고 열적 특성이 더 뛰어난 장점이 있지만, 친수화를 시키기가 어려워서 지금까지는 주로 PSf의 친수화 연구로 한정되었었다. PES가 PSf에 비해 친수성이 좋다고는 하지만 PES 자체가 여전히 소수성을 띠므로 막 운전시 막의 내부나 표면에 투과 물질이 흡착되어 일어나는 Fouling으로 인해 막의 수명을 단축시키며 운전 효율도 크게 떨어진다. 이러한 Fouling을 줄이기 위한 방법으로 여러 가지 방법이 있지만 본 연구에서는 막의 재질을 친수성으로 개질시켜서 Fouling억제를 시도하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.500-505
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• 2007

본 연구에서는 막의 재질에 따른 막오염 특성과 물리 화학적 세척에 대한 영향을 살펴보았다. 막의 재질에 대한 막오염 특성을 조사하기 위하여 정적흡착실험과 일정 압력하에서 흡착실험을 병행하여 실험을 수행하였다. UF 막의 재질특성에 따른 정적흡착 실험값을 회귀분석한 결과, 소수성과 친수성 유기물질의 시간에 따른 흡착 특성은 소수성 재질의 막이 친수성 재질의 막보다 빠른 흡착특성을 보였다. 막의 재질에 따른 유기물 성상별 흡착실험 결과, 막의 재질에 상관없이 소수성 유기물질의 흡착율이 친수성 유기물질보다 더 빠른 흡착율을 보였다. 또한 막의 표면과 공극속에서 발생하는 유기물의 흡착 특성을 살펴보기 위하여 일정한 압력하에서 시간에 따른 흡착 특성을 살펴본 결과 정적흡착실험 결과와 유사하게 친수성 재질의 막보다 소수성 재질의 막에서 더 빠른 흡착율을 보이고 있다. 막에 재질에 따른 흡착실험 후 투과 flux 변화와 flux 회복율에 대한 실험결과, 친수성 재질의 막의 경우 소수성 재질의 막에 비하여 투과 flux 감소율은 낮게 나타났으며 물리 화학적 세척의 영향에서도 물리적인 세척후 효과적인 회복율을 나타내었으며 화학적인 세척의 영향은 거의 없었다. 친수성 재질의 막의 경우 막자체의 고유저항(Rm)이 크게 나타나고 있으며 소수성 재질의 막의 경우 케이크에 의한 저항과 물리 화학적 세척에도 회복되지 않는 비가역적 저항이 크게 나타나고 있다. 따라서 친수성 재질의 막의 경우 막표면 오염이 주가 되며 소수성 재질의 막의 경우 막표면 오염과 공극 오염이 동시에 발생함을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.123-126
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• 1998

1960년 Allcock이 공기중에서 안정한 포스파젠고분자를 합성한 이래 포스파젠고분자는 열적, 화학적 안정성, 그리고 -P=N-골격에 다양한 측쇄를 부착함으로써 화학적으로 쉽게 고분자를 변형시킬 수 있다는 특징으로 인하여 이온교환막을 위한 기본고분자로 많은 관심을 끌고 있다. 1986년 MaCaffery등은 trifluoro- ethoxy를 치환한 고분자막을 합성하여 고온 안정성에 대한 특성을 실험한 바 있으며 1989년 Allen과 Macffrey등은 bistrifluoroethoxy를 치환시킨 포스파젠고분자를 합성하여 Co와 Mn이 들어있는 용액으로부터 Cr을 분리하였다. 그러나 trifluoroethoxy가 치환된 막은 소수성의 특징을 보이기 때문에 친수성이 요하는 곳에의 응용에는 사용할 수가 없었다. 친수성 포스파젠고분자의 합성의 경우는 1988년 Allcock과 Kwon등이 방사선을 이용하여 가교결합시켜 물에 녹지 않는 포스파젠 친수성 겔을 합성한 바 있으며 1990년 Wycisk등은 포스파젠 고분자를 슬폰화시켜 친수성을 가진 이온교환막을 합성하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.135-136
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• 1997

1. 서론 : 친수성 고분자와 소수성 고분자를 blend한 것을 막재료로 뛰어난 투과 특성을 가진 고분자막을 개발하기 위하여 제막 및 UF 투과실험을 하였다. 이 blend막은 안정성이 있고, 기계적 강도가 뛰어나기 때문에 인공투석막으로서 상당히 흥미있는 막재료이다. 이런 관점에서 친수성 고분자로서 poly(vinyl-alcohol)[PVA]을 기본재료로 하여, 여기에 각종 소수성 고분자를 blend 시키는 막에 관한 검토가 필요하다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.56-58
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• 1997

최근 polyolefin계열의 고분자 분리막이 많이 사용되고 있는데 특히 그 중 polypropylene막은 특성상 내약품성 및 내열성이 뛰어나 막 손상이나 성능 저하가 비교적 적은 고분자 막으로 평가되고 있다. 그러나 재질의 소수성 특성 때문에 심각한 fouling을 유발하게 되어 이를 방지하기 위해 막 표면을 hydrophilic agent로 개질 시켜 fouling을 제어하는 기술이 진행되고 있다. 일반적으로 막 재질을 개질 시키기 위하여 sulfonating agents, ozone, 그리고 hydrophilic monomer등을 grafting하는 방법들이 사용되고 있는데, 이는 공정상의 어려움이 있고 완벽한 친수성의 부여를 기대하기가 어렵다. 또한 막 기공 구조의 변화와 붕괴를 초래한다는 단점이 있다. 이밖에 hydrophilizing agent 등을 이용하여 wetting시킴으로써 일시적인 친수화 처리를 하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 membrane matrix로 부터 hydrophilizing agent가 새어 나가므로 영구적으로 사용할 수 없으며, 특히 의료용 분리막으로 이용될 경우 유출된 hydrophilizing agent가 cell membrane을 공격하여 cell 분해와 같은 인체에 해로운 결과를 초래하기 때문에 부적당하다. 최근 들어 저온 plasma를 이용한 표면 개질의 방법이 연구되고 있는데, 이는 plasma가 고분자 물질의 구조나 화학적 반응성과는 상관없이 모든 고분자 물질의 표면을 일정하게 개질 시킬 수 있으며 여타의 다른 방법들과는 달리 막 제조시 residual solvent의 문제점과 swelling의 문제점들이 발생하지 않는 장점 때문에 최근 각광받고 있는 기술 중의 하나이다. 또한 다른 방법에 비해 막과 plasma와의 강한 흡착력 때문에 영구적 친수성을 가지게 할 수 있다. 본 연구에서는 저온 plasma를 이용한 표면 개질이 막의 친수성 향상 및 fouling 방지에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.64-65
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• 1994

근래 환경 문제의 중요성이 크게 대두되면서 여러 제조 공정에서 방출되는 폐수등을 처리하는데 필요한 내구성이나, 내미생물성, 내약품성이 우수한 분리막 재료에 대한 연구가 진행되고 있다. 내구성이 우수한 역삼투막 재료를 얻기 위한 방법의 하나로 엔지니어링 플라스틱을 친수화시키는 방법이 개발되어 왔다. 특히 PPO (poly(2-6-dimethyl-1,4-phenylene oxide))로 만들어진 분리막은 내산화성이 우수하고 내구성이 뛰어나다고 알려져왔고 본 연구에서는 PPO에 carboxyl기를 도입하여 친수성을 부여하고, 상전이법을 이용하여 얇은 표피층이 선택성을 높이고 다공성 구조가 표피층을 지지하도록 만든 비대칭성 구조의 분리막을 제조하고 그 투과특성을 살펴보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.669-676
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• 2007

낙동강 매리지역 원수에 대해 유기물 성상분석을 한 결과, 소수성 물질이 43%, 친수성 물질이 39%, 반친수성 물질이 18%를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 각각의 유기물질에 대한 분자량 크기 분포 특성을 살펴보면 소수성 > 반친수성 > 친수성 물질의 순으로 분자량 분포특성을 보였다. 막 공극 크기에 따른 영향을 살펴본 결과 막 공극 크기가 증가할수록 공극 내에서 공극 막힘현상과 공극 흡착현상이 막오염의 주된 메카니즘으로 작용하여 투과 flux 감소율이 크게 나타나는 것으로 조사되었다. 막의 재질에 따른 영향을 살펴본 결과 소수성 막의 경우 친수성 막에 비하여 소수성 상호반응(hydrophobic interaction)에 의하여 유기물에 의한 막 오염 현상이 발생하여 투과 flux 감소율이 더 크게 나타나고 초기 투과 flux 감소율도 빠르게 진행되었다. 원수에 대한 막의 재질과 막의 공극크기에 따른 막오염 메카니즘 분석결과 소수성 재질의 막에서 막표면 오염을 나타내는 Kc, 막의 공극흡착현상을 나타내는 Ks, 막의 공극 막힘현상을 나타내는 Ki 값이 상대적으로 크게 나타났다. 막의 공극 크기에 따른 막 오염 메카니즘 분석결과 막의 100 kDa 이상의 공극이 큰막의 경우에는 소수성 계열의 유기물이 막의 공극 내부에서 막 오염을 유발하였으며, 10 kDa 정도로 공극이 작은 막의 경우 소수성과 친수성 계열 유기물이 막 표면에서 막 오염을 유발하는 메카니즘이 주원인으로 작용하였다

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.54-55
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• 1995

현재 수처리용 분리막으로 널리 사용되고 있는 상업용 polyamide membrane은 주사슬을 이루고 있는 amide bond가 chlorine에 쉽게 분해됨으로써 주쇄의 절단이 일어나므로 막이 파괴되는 결과를 초래하여 역삼투 분리막의 기능이 저하되는 문제점을 갖고 있다. 또한 분리막의 성능으로써 수투과도의 향상도 기존의 분리막의 개선점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 재료 자체의 친수성이 강한 hydroxyl group을 가진 vinyl계 화합물을 기존의 amine계 monomer와 혼합하여 가교반응을 시킴으로써 전체적인 분리막의 수투과도 및 내염소성의 향상을 도모하였다. 기존의 polyamide 분리막의 소재인 1,3-phenylenediamine(MPDA)에 친수성기인 hydroxyethylmethacrylate(HEMA) monomer를 첨가하고 가교제인 trymesoyl chloride(TMC)로 이를 가교시켜 HEMA 및 PVA의 친수성에 의한 수투과도 및 내염소성의 향상을 유도하여 보았다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.66-67
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• 1994

Polysulfone은 물리적, 화학적 성질이 우수하고 내열성과 내유기용매성등이 우수한 열가소성 수지로서 투과성능도 좋고 배제율도 높아 한외여과막이나 역삼투막, 기체분리막 등에 널리 이용되고 있다. 그러나 소수성 물질이기 때문에 처리과정에 있어서 fouling 발생이 큰 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 이러한 fouling 현상을 억제하기 위해 화학적인 개질을 통하여 친수성을 높히는 방법이 필요하다. 본 실험에서는 친수성 고분자를 얻기 위하여 $-R_3N^+$기를 치환을 통하여 도입하였다. quaternary polysulfone의 치환여부를 확인하기 위하여 NMR, FT-IR를 이용하였고, 투과도와 용질배제율을 측정하여 개질의 효과를 살펴 보았다. 그리고 이온반발력을 이용하여 염료용액의 배제율을 향상시킬 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제6권1호
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• pp.10-21
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• 1996

본 연구는 소수성 물질인 PSf의 친수화 및 친수화된 SPSf의 분리막을 제조하여 이의 투과특성과 fouling억제에 대한 친수화의 효과에 관하여 조사하였다. PSf의 친수화는 CSA와 황산을 이용하였으며, 이온교환량은 친수화제의 농도, 반응시간, 반응온도가 증가할수록 증가하는 경향을 보였다. SPSf의 분리막은 이온교환량이 증가할수록, 투과유속은 감소하고 용질배재율은 증가하였다. 막의 fouling억제 정도의 척도인 MFI를 측정한 결과 친수화된 SPSf의 분리막은 PSf의 분리막의 1/4정도의 값을 나타내었다.