폴리술폰 고분자는 비대칭 정밀여과 멤브레인 제조에 가장 널리 사용되는 고분자 소재이다. 폴리술폰 멤브레인은 소수성 특성으로 인하여 공정상에서 빠른 막오염이 일어난다. 고분자 블렌딩은 폴리술폰 멤브레인의 수명을 향상시키는데 있어 가장 간단하고 효과적인 방법이다. sPES는 폴리술폰 블렌딩 방법을 통하여 소수성을 해결할 수 있는 유용한 친수성 고분자이다. 본 연구에서는 PSF/sPES/DMF/PVP/BE 고분자 용액을 물에 침지시켜 정밀여과 멤브레인을 제조하였다. 캐스팅 용액에 소량의 sPES 첨가함으로써 정밀여과 멤브레인 구조 변화를 볼 수 있었다. sPES의 첨가는 높은 비대칭성과 활성층의 성장, 그리고 평균 기공 크기의 감소를 가져왔다. 하지만 수투과량은 PSF/sPES/DMF/PVP/BE로 만든 멤브레인이 PSF/DMF/PVP/BE로 만든 멤브레인에 비해 더 큰 값을 보였다.
먼지 필터 막은 인간의 건강, 안전 및 환경 보호의 몇 가지 중요한 측면에 기여하기 때문에 인간의 삶과 다양한 산업에서 중요한 역할을 한다. 이 연구는 고온 조건에 대한 우수한 열안정성과 접착 특성을 가진 polysulfone@polyphenylene sulfide/polytetrafluoroethylene (PSf@PPS/ePTFE) 복합 먼지 필터 막의 개발을 제시한다. FT-IR 분석은 PSF 접착제가 PPS 직물에 성공적으로 함침되고 ePTFE 지지체와의 상호 작용을 확인한다. FE-SEM 이미지는 향상된 섬유 상호 연결 및 PSf 농도와 함께 접착력을 보여준다. PSf@PPS/ePTFE-5는 가장 적합한 다공성 구조를 보여준다. 복합 막은 400℃까지 예외적인 열 안정성을 보여준다. 박리 저항 테스트는 먼지 여과에 대한 충분한 접착력을 보여 공기 투과성을 희생시키지 않고 힘든 고온조건에서 신뢰할 수 있는 성능을 보장한다. 이 막은 산업 응용 분야에서 유망한 잠재력을 제공한다. 더 나아가 최적화 및 응용 가능성을 탐구할 수 있다.
In the present work, we present a new effective hydrophilicity modifier for polysulfone (PSf) membrane. Firstly, amphiphilic nanocellulose (ANC) with different substitution degrees (SD) was synthesized by esterification reaction with nanocellulose (NC) and dodecyl succinic anhydride (DDSA). The SD and morphology of ANC were characterized by titration method and transmission electron microscopy (TEM). Then, the polysulfone (PSf)/ANC blend membranes were prepared via an immersion phase inversion method. The influence of SD on the morphology, structure and performances of PSf/ANC blend membrane were carefully investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM), mechanical property test, contact angle measuring instrument and filtration experiment. The results showed that the mechanical property, hydrophilicity and anti-fouling property of all the PSf/ANC blend membranes were higher than those of pure PSf membrane and PSf/NC membrane, and the membrane properties were increased with the increasing of SD values. As ANC-4 has the highest SD value, PSf/ANC-4 membrane exhibited the optimal membrane properties. In conclusion, the prepared ANC can be used as an additive to improve the hydrophilicity and anti-fouling properties of polysulfone (PSf) membrane.
In this study, the performance and antifouling properties of polysulfone (PSf) and polyvinylidene fluoride/polyvinylpyrrolidone (PVDF/PVP) membranes in a membrane bioreactor (MBR) were investigated. The membranes were prepared via phase inversion method, and then characterized by a set of analyses including contact angle, porosity and water flux and applied in a lab-scale MBR system. Soluble microbial product (SMP), extracellular polymeric substance (EPS), FTIR, gel permission chromatography (GPC) and particle size distribution (PSD) analyses were also carried out for MBR system. The results showed that the MBR with PSf membrane had higher hydrophobic organic compounds which resulted in formation of larger flocs in MBR. However, in this MBR had high compressibility coefficient of cake layer was higher (n=0.91) compared to MBR with PVDF/PVP membrane (n=0.8); hence, the fouling was more profound. GPC analysis revealed that compounds with molecular weight lower than 2 kDa are more formed on PSf membrane more than PVDF/PVP membrane. The results of FTIR analysis confirmed the presence of polysaccharide and protein compounds on the cake layer of both membranes which was in good agreement with EPS analysis. In addition, the results showed that their concentration was higher for the cake on PSf membrane.
열방성 액정고분자(LCP)와 polycarbonate(PC) poly(ether imide) (PEI) poly(PEEK), polysulfone(PSF), 그리고 polyarylsulfone(PAS)과의 블렌드에 대한 상용성을 연구하였다. 제조된 블렌드의 상거동에서 액정고분자가 PC-, PEI-, PEEK-, PSF-, 그리고 PAS-rich 상 에 녹아 들어가는 양이 PC, PEI, PEEK, PSF, 그리고 PAS가 액정 고분자 -rich상에 녹아들 어가는 양보다 많음을 알수 있었다. 측정된 블렌드의 유리전이온도 결과로부터 PC, PEI, PEEK와 액정고분자 사이의 상용성이 PSF, PAS와 액정 고분자 사이의 상용성에 비하여 더 좋음을 알수 있었다. 액정 고분자의 이방성을 고려하여 고분자-고분자 상호작용계수($\chi$12)를 결정하였으며, PC, PEI, PEEK, PSF, 그리고 PAS를 포함한 액정 고분자 블렌드에서 $\chi$12는 0.078-0.183으로 나타났다.
Hollow Fiber flow field-flow fractionation (HF-FlFFF) has been tested in polyacrylonitrile (PAN) membrane channel in order to compare it with polysulfone (PSf) membrane channel. It has been experimentally shown that the separation time of 0.05-0.304 ${mu}m$ polystyrene latex (PSL) standards in PAN membrane channel is shorter than that in PSf channel by approximately 65%. The optimized separation condition in PAN membrane is ${\dot V}_{out}/{\dot V}_{rad}=1.4/0.12\;mL/min$, which is equal to the condition in PSf membrane channel. In addition both the resolution ($R_s$) and plate height (H) in PAN membrane channel are better than that in PSf membrane channel. The membrane radius was obtained by back calculation with retention time. It shows that the PSf membrane is expanded by swelling and pressure, but the PAN membrane doesn't expand by swelling and pressure.
PSf/D2EHPA/CNT beads were prepared by immobilizing di-(2-ethylhexyl)-phosphoric acid (D2EHPA) and carbon nanotubes (CNT) on polysulfone (PSf) and used to remove Cu(II) from aqueous solutions. Optimum pH was in the range of 4 to 6. The removal kinetic of Cu(II) by the prepared PSf/D2EHPA/CNT beads was mainly governed by internal diffusion, and the diffusion coefficient of Cu(II) by PSf/D2EHPA/CNT beads was found to be $2.19{\times}10^{-4}{\sim}2.64{\times}10^{-4}cm^2/s$. The Langmuir isotherm model predicted the experimented data well. The maximum removal capacity of Cu(II) obtained from this isotherm was 7.32 mg/g. Calculated thermodynamic parameters such as ${\Delta}G^o$, ${\Delta}H^o$ and ${\Delta}S^o$ showed that the adsorption of Cu(II) ions onto PSf/D2EHPA/CNT beads was feasible, spontaneous and endothermic at 293-323 K.
폴리에스터(polyester) 부직포 상에 폴리술폰(polysulfone) 고분자 지지체를 만든 후, 그 표면에 폴리아미드 복합 박막을 형성시킴으로써 정삼투(FO) 공정에 적합한 분리막을 제조하였다. PSF 지지체는 19 중량%의 함량으로 디메틸 포름아미드(DMF)에 균일하게 용해된 폴리술폰 용액을 상 전이 공정을 통하여 제조되었으며, 기계적 보강재로 $100{\mu}m$의 두께를 가지는 폴리에스터 부직포를 사용하였다. 19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 제조된 PSF 지지층은 sponge-like구조를 가지는 비대칭 내부 구조를 나타내었다. 정삼투(FO) 공정에서 내부의 농도 분극을 줄이기 위하여, $20{\mu}m$의 얇은 부직포 보강층을 가지는 지지체 상에 9~19 중량%의 PSF/DMF 용액으로 PSF 지지체를 제조하였다. 이들 얇은 부직포 보강층에서 제조된 지지층들은 공극률이 향상된 sponge-like구조를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 각각의 지지층들 표면에 방향족 폴리아미드 가교 반응을 통하여 복합 박막을 얻을 수 있었다. FO 운전 결과, 12 중량%의 DMF/PSF 용액으로 제조한 지지체를 가지는 복합 박막이 가장 우수한 투과 성능을 보여 주었다. 이 경우 4.5 LMH의 유량과 3.47 GMH의 염의 역확산 속도를 가지는 역삼투 분리막에 사용되는 두꺼운 부직포에 비해 약 2.5배 유량이 많은 24.3 LMH의 유량과 1.5 GMH의 염의 역확산 속도를 보여주고 있다. 부직포의 두께 저하와 이에 적합한 PSF 캐스팅 용액의 최적화를 통하여 부직포와 PSF층의 경계면 공극률을 향상시킬 수 있었다.
본 연구는 (주)퓨어엔비텍에서 제조한 multi-bore 형태의 중공사 막을 이용하여 오염된 원수의 투과 후 오염된 막의 재사용을 위해 화학적 세정효율에 대해 파악하고자 하였으며 이를 위해 제조된 중공사 막의 재료는 내화학성이 좋은 PSf(polysulfone) 소재를 사용하였다. 실험은 소혈청 알부민(BSA)을 이용한 내오염성 평가 및 염기성 용액인 차아염소산나트륨(NaOCl), 산성 용액인 구연산(citric acid)을 이용해 장기 함침하여 내화학성 평가를 진행하였다. 시간에 따른 수투과도와 인장강도를 측정하여 분리막의 기계적 강도와 성능의 감소에 대한 결과를 관찰하였다. 이후 소혈청 알부민으로 오염된 막의 화학적 용액에 따른 역세척 후 회복효율을 파악하였다. PSf 중공사 막은 뛰어난 내화학성을 가졌으며 화학적세척결과 차아염소산나트륨의 효율이 높음을 확인하였다.
본 논문에서는 객체의 모션 블러(motion blur)를 포함하고 있는 다중시점(multi-view) 영상을 이용하여 객체의 3차원 형상 복원시 영상을 효과적으로 디블러링(deblurring)하여 3차원 형상 복원의 정확도를 높이는 기법을 제안한다. 다중시점 영상의 디블러링 수행시 다중시점 영상 간의 기하학적 상관관계를 고려하여 보다 정확히 PSF (point spread function)를 구함으로써 결과적으로 보다 정확한 3차원 형상 복원을 수행할 있다. 제안하는 기법은 각각의 입력 영상에서 초기 2D PSF를 독립적으로 구한 후, 3차원 PSF의 후보를 각 입력 영상의 카메라 행렬에 의해 투영했을 때 이들에 전역적으로 가장 잘 부합하는 3D PSF를 탐색한다. 3D PSF는 방향과 밀도 성분으로 구성되며 이는 결국 3차원 공간에서의 물체의 움직임 궤적과 동일하다. 추정된 3D PSF는 각 영상으로 다시 투영되어 각 영상의 2D PSF로 추정되고, 이에 의해 각 영상의 디블러링을 수행한다. 본 논문에서 제안하는 기법을 이용하여 다중시점 영상 디블러링과 3차원 형상 복원을 수행한 결과, 단일 영상만을 이용하여 복원할 경우에 비하여 디블러링과 3차원 형상 복원 모두 현저히 개선된 결과를 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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