• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.38-39
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• 1995

최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.32-33
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• 1994

Poly(vinyl alcohol)(PVA) membranes crosslinked with Glutaraldehyde (GA) were prepared for the separation of acetic acid-water mixtures. For the preparation of the crosslinked membranes, dry PVA films were immersed for 2 days at 40$\circ$C in reaction solutions which contain different content of GA solution(25% GA in water), aceton and a catalyst, HCl. IR spectroscopy was employed to characterize the crosslinking reaction between hydroxyl groups in PVA and aldehyde groups in GA. Swelling measurements of the crosslinked membranes were carried out in both water and acetic acid to investigate the crosslinking density and swelling behaviour of the membranes.

• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.595-604
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• 1992

음이온기를 갖는 카보네이트형 폴리우레탄을 NCO-말단 프레폴리머법으로 제조하여 이를 제막하고 에탄올수용액분리 성능을 검토하였다. 우레탄수지의 물성을 향상시키기 위해 카보네이트형 폴리올(PTMCG)을 사용하였고, 친수성 향상에는 사슬연장제로 ${\alpha}^{\prime},{\alpha}^{{\prime}{\prime}}$-dimethylpropionic acid를 이용하였으며, trimethylamine으로 우레탄 사슬내의 카르복실기를 이온화시켰다. 우레탄 사슬내의 음이온기 형성을 확인하기 위해 모델반응을 실시하여 IR 분광분석을 행하였으며, 합성한 우레탄수지의 IR 스펙트럼과 비교하였다. 사슬연장제와 폴리올의 반응몰비율이 3:1에서 5:1인 범위에서는 hard segment의 농도, 수소결합 등이 우레탄수지의 물성을 기여하고 있음을 알 수 있었다. DSC에 의한 열분석결과 카르복실기를 함유한 카보네이트형 폴리우레탄수지(PU)는 $Tg-25^{\circ}C$ 및 Tm $45^{\circ}C$의 값을 갖는 것으로 나타났으며, 이를 이온화하여 사슬내에 음이온성기를 갖게한 카보네이트형 폴리우레탄수지(APU)의 경우 PU 수지보다 $8{\sim}10^{\circ}C$ 정도씩 낮은 온도 영역으로 전이되는 경향을 나타내었다. PU 및 APU 수지를 용매로 N, N-dimethylformamide(DMF), 가교제로 hexamethylene diisocyanate(HMDI)를 사용하여 캐스팅법으로 투과증발막을 제조하였다. 팽윤도 측정결과 혼합물중 에탄올농도에 따라 증가하는 경향을 나타내었고, 가교를 통하여 막의 팽윤도를 조절하였으며, 이를 투과증발에 응용한 결과 선택도 2.3~9.8, 투과유량 $27{\sim}79.5g/m^2hr$를 갖는 것으로 나타났다. 또한 폴리올의 분자량을 2,000에서 1,000으로 줄임으로 분리성능을 향상시킬 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제5권2호
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• pp.74-80
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• 1995

상번전법의 침적조건을 변화시켜 poly(vinyl alcohol)(PVA) 분리막을 제조하고 침적조건이 분리막의 물 흡수에 미치는 영향을 조사하였다. 침적시간의 증가에 딸 분리막의 물 흡수도는 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 침적온도가 낮을수록 분리막의 물 흡수도가 다소 증가하는 경향을 보였다. 침적용액에 비이온 계면활성제를 첨가하는 것은 침적용액의 표면장력을 감소시켜 침적시간 단축에는 효과적이었으나, 분리막의 물 흡수도의 최고치를 변화시키지 못하였다. 또한, 분리막의 물 흡수도와 분리막의 분리 특성 및 기계적 물성과의 관계를 조사하였다. 분리막의 물 흡수도가 증가함에 다라 분리막의 투과증발 분리 특성의 선택도는 감소하고 투과속도는 증가하였다. 분리막의 물 흡수도의 증가에 따라 분리막의 인장강도와 신율은 증가하다가 최고값을 정점으로 하여 급격히 감소하였다.

• 멤브레인
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• 제8권4호
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• pp.235-242
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• 1998

옥탄가상승제 및 대기오염 저감물질로 잘 알려진 메틸터셔리부틸에테르(MTBE)를 투과증발분리 공정을 이용하여 메탄올로 부터 분리하는 실험을 수행하였다. 물과 알코올계에 성공적으로 적용된 바 있는 폴리비닐알코올(PVA)과 폴리아크릴산(PAA)이 서로 가교된 막을 이용하여 폴리아크릴산의 양을 폴리비닐알코올에 대하여 5,10,15,20,25 wt% 변경하면서 조업온도 30,40,50$\circ$C, 공급혼합물액의 조성 메탄올 5,10,20 wt%에 대하여 투과증발 실험을 수행하였다. 공급액온도 50$\circ$C의 MTBE/MeOH=80/20 용액에 대하여 PVA/PAA=85/15 막을 사용하였을 때 투과도 10.1 g/m$^2$hr 및 선택도 약 4000을 얻었다. 또한 공급액온도 40$\circ$C의 MTBE/MeOH=90/10 용액에 대하여 같은 막을 사용했을 경우 투과도 8.5 g/m$^2$hr 및 선택도 약 6000의 우수한 결과를 얻었다. 또한 사용된 막과 투과도 및 선택도와의 관계에는 막의 hydrophilic/hydrophobic balance가 현재의 MTBE/MeOH 계의 분리에 중요한 역할을 하고 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.83-84
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• 1997

1. INTRODUCTION : Polyimides containing siloxane moiety(poly(imide siloxane), or polysiloxaneimide) have been synthesized because of their some merits over polyimide itseft. Polyimides have excellent thermal and mechanical properties but their poor solubility and processibility in their fullly imidized form give disadvantages in applications. Incorporation of siloxane units make it possible to increase solubility and processibility, and also impart impact resistance, low moisture uptake, low dielectric constant, thermo-oxidative resistance, good adhesion properties to substrate and etc.. Incorporation methods of siloxane groups into the polyimide was mainly copolymerization or terpolymerization between oligomeric dimethylsiloxane and aromatic dianhydride. A few methods of introducing siloxane units in functional groups of polyimide was reported. In our laboratory poly(amideimide siloxane) and poly(imide siloxane) were prepared and the study about their thermal kinetics was performed. In separation membrane area, polysiloxaneimides was utilized in pervaporation and gas separation. Polyimides in gas separation show high selectivity and very low permeability, and introduction of siloxane segments increase permeability with low decrease in selectivity. We aimed to introduce silicone segments into poly(amic acid) state and synthesize polymer partially imidized, and also show the gas separation characteristics of the synthesized polymer.

• 멤브레인
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• 제6권4호
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• pp.227-235
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• 1996

PVA의 수산화기와 PAA의 카르복실산기 사이의 반응에 의해 가교구조를 갖는 PAA-PVA 막을 제조하였으며 팽윤실험을 통해 순수물, 순수초산 그리고 이들의 혼합물하에서의 가교막들의 팽윤거동을 각각 살펴보았다. 90wt% 초산 수용액하에서의 팽윤실험에서 막에 PAA함량이 높을때 물의 팽윤거동이 초산보다 더 촉진됨이 관찰되었는데 이는 팽윤과정에서의 각 구성 성분간의 짝짓기(coupling) 결과로 사료되며 또한 막의 팽윤비와 가교밀도는 경쟁적으로 투과물의 투과거동에 서로 상반되게 영향을 끼침이 관찰이 되었다. 온도에 따른 투과속도의 Arrhenius 관계에서 구한 투과활성화에너지를 통해 투과성분의 투과거동을 분석하였다.

• 공업화학
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• 제10권4호
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• pp.515-522
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• 1999

상분리 방법으로 비대칭 폴리에테르이미드막을 제조하였고, 수산화나트륨 수용액으로 막의 표면층을 개질 했을 때의 몰폴로지 변화를 반응기간과 반응용액 농도에 대하여 살려보았다. 표면층 몰폴로지는 개질 용액의 농도가 증가함에 따라 치밀한 구조에서 둥근 입자상의 형태로 변화되었고, 개질 시간이 증가될수록 치밀 영역이 증가되었다. 그러나 반응 농도가 아주 높거나 장시간 개질을 하면 비대칭 폴리에테르이미드막의 표면에서 치밀 구조층이 없어지는 결과를 나타냈다. 결과적으로, 표면의 몰폴로지는 개질 용액의 농도와 시간에 따라 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 이러한 결과는 폴리에테르이미드가 수산화나트륨에 의해서 폴리아믹산으로 가수분해되면서 나타나는 현상으로 추측되었다.

• 멤브레인
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• 제9권2호
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• pp.97-106
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• 1999

조성이 각각 1.9 ${SiO}_2$-1.5 $Na_2O-Al_2O_3-40$ $H_2O$인 반응물과 $SiO_2-0.13 Na_2O-52$ $H_2O$-0.12 TPAOH 인 반응물로부터 다공성 지지판에 성장된 A 형 및 ASM-5형 제올라이트 결정박막을 합성하여 X 선회절분석기와 주사전자현미경으로 마그이 특성을 검토하였다. 알루미나 지지상에 붙어 성장한 ZSM-5gtud 제올라이트 결정은 치밀하게 서로 붙은 상태였다. A형 제올라이트는 지지체상에 치밀한 결정막으로 성장시키기가 어려웠으며, 반응시간을 연장시키면 물의 분리가 어려운 P형의 제올라이트결정막으로 전환되었다. 반응물을 조제할 때, 물은 첨가하지 않은 채로 혼합하고 디스크형으로 가압성형하여 100$^{\cirt}C$에서; 결정화시키면 단시간에 lcalf하게 성장된 A형 제올라이트 결정막을 합성할 수 있었다. 제조한 다공성 무기막들이 물과 알코올의 혼합액으로부터 물을 투과증발시키는 특성을 각각 검토하였다. 막으로 결정화시킨 A형 제올라이트는 미세세공의 분자체기능을 통하여 물과 알코올의 혼합수용랙에서 물만을 선택적으로 투과시키는 것을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제11권3호
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• pp.133-139
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• 2001

PVA/SSA-$H^{+}$으로 제조된 막은 1가 이온 $Li^{+}$, $Na^{+}$, $K^{+}$, 2가 이온 $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Ba^{2+}$, 3가 이온 $Al^{+}$로 치환되었다. 각 금속이온이 치환된 막의 금속이온의 효과를 알아보기 위하여 물-에탄올 및 물-메탄올 혼합용액에 대하여 팽윤도 및 투과증발 실험을 수행하였다. 또한 이들의 치환정도를 알아보기 위해 부분적으로 ESCA 실험을 통하여 알아보았다. 물-에탄올 및 물-메탄올 혼합용액에 대한 팽윤도는 $Li^{+}$> $Na^{+}$>$K^{+}$의 순으로 감소하였는데 이는 금속이온의 `salting-out'효과에 기인하는 것으로 사료되었으며, 2가 및 3가이온의 경우의 팽윤도 결과는 `salting-out' 효과뿐만 아니라 electrostatic 가교 및 금속이온의 반응성에 의해 좌우되는 것으로 사료되었다. 투과증발실험을 통한 투과도면에서는 물-에탄올 용액에 대해 PVA/SSA-$Na^{+}$막에서 최소치를 보였다가 PVA/SSA-$K^{+}$막에서 다시 증가하는 결과를 얻은 반면에 선택도는 반대의 경향을 얻었다. 대표적 분리 결과는 $50^{\circ}C$에서 90%에탄올 수용액에 대하여 투과도는 59 g/$m^{2}$hr, 선택도는 44의 값을 얻었다. 물-메탄올 용액에 대해서는 1가이온의 경우 에탄올 용액과 같은 경향의 결과를 얻었으나 2가 및 3가 이온의 경우 팽윤도 실험 결과와 마찬가지로 `salting-out' 효과 그리고 electrostatic 가교 등에 의해 영향을 받는다고 할 수 있다.