[2PS-282]
무용매 기상 증착을 통한 계면 얽힘 고분자 분리막 제조
발표자김대훈 (한국화학연구원)
연구책임자임성갑 (한국과학기술원 (KAIST)), 유영민 (한국화학연구원)
Abstract
고분자 분리막의 액상 팽윤 현상은 분리 효율을 저하시키는 주 원인이다. 팽윤 억제를 위해 활용되는 화학적 가교, 무기충진재 도입, 상호침투성 고분자 구조 (IPN) 형성 등은 공정이 복잡하고 환경 문제를 동반하는 등의 한계를 가진다. 본 연구에서는 개시제 이용 증착 공정 (iCVD)을 통해 폴리비닐알코올 (PVA) 층 상부에 가교성 유기실록산 (V4D4) 을 증착, 물리적 계면 얽힘 (interfacial entanglement) 을 유도하여 팽윤을 억제하는 친환경적 전략을 제시한다. 제조된 분리막은 비행시간형 이차이온질량분석 (ToF-SIMS)과 실시간 타원편광 분광법 (in situ spectroscopic ellipsometry)을 이용해 분석되었으며 제어된 계면 구조와 억제된 팽윤 거동을 규명하였다. 최적화된 막은 IPA 수용액 투과증발 탈수실험에서 투과도 660 g m-2 h-1, 분리 계수 1300 이상의 우수한 성능과 100시간 이상의 장기 구동 안정성을 보였다. 본 기술은 고분자막의 투과도 저하를 최소화하면서 선택성을 극대화할 수 있는 확장 가능한 전략을 제시한다.