고분자중 실리카가 기체투과에 미치는 영향

초록

공기의 산소/질소 분리용 고분자막은 높은 선택도와 높은 투과도를 동시에 요구한다. 이 두가지 조건을 만족 시키는 새로운 소재 개발과 기존의 고분자물질을 수식하는 연구가 진행되고 있으나 trade-off현상으로 인하여 선택도가 증가되면 투과계수가 감소되고, 투과계수가 증가하면 선택도가 감소되는 경향이 있다. 다공성 지지체의 표면에 selective thin layer 를 coating한 복합막은 투과저항을 줄여 투과속도는 증가시킬수 있으나 선택도는 고분자 고유의 80%정도까지 감소되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 복합막에 대한 수식처리로서 다공성 지지체의 세공속에 실리카 입자와 고분자물질을 충진하여 선택도의 증가와 함께 투과속도를 증가시키려는 연구이다. Koros등에 의한 현재까지의 연구는 높은 선택도와 낮은 투과계수를 갖는 물질이 사용되었다. 본 실험에서는 높은 투과계수와 낮은 선택도를 갖는 고분자 물질로 폴리이미드중 투과계수가 가장 높다고 알려진 6FDA-p-TeMPD(Po2 = 122barrrer, αO2/N2 = 3.4)폴리이미드와 Teflon AF 2400 Po2 = 1600barrrer, αO2/N2 = 2.0)에 대하여 연구하였다. 본 실험에서 선택도와 투과속도에 영향을 미치는 고분자와 실리카의 비율에 대하여 고찰하였다.