폴리스티렌과 싸이클로헥산 용액으로부터 제조된 멤브레인의 미세구조 형성에 미치는 coarsening의 효과를 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 연구하였다. 고분자 용액의 열 분석은 DSC를 이용하여 행하여졌으며 demixing peak의 개시 온도로부터 binodal 곡선이 결정되었다. 열적으로 유도된 상 분리(TIPS) 공정과 freeze drying 기법을 이용하여 제조된 고분자 막의 미세 구조는 coarsening 시간과 quench 경로에 의해 큰 영향을 받음이 확인되었다. Spinodal decomposition이 상 분리 기구인 경우에는 멤브레인의 미세구조가 서로 잘 연결되고 거의 일정한 cell 크기를 갖게 되며, 용매를 제거하기 이전에 상 분리 시간을 증가시킴으로써 멤브레인의 pore 크기를 증가시킬 수 있음이 판명되었다. 또한 멤브레인의 cell 또는 pore 크기 증가는 coarsening time과 quench depth에 크게 의존함이 확인되었다. 본 연구에서는 특히 고분자 용액의 농도가 이로부터 제조되는 고분자 막의 구조에 미치는 역할을 규명하였다.

The effects of coarsening on microstructure formation in polystyrene-cyclohexane solutions and membranes made from them were studied by scanning electron miccoscopy(SEM). Thermal analysis of the polymer solutions was carried out with a differential scanning calorimeter and the binodal curve was determined from the onset temperature of the heat of demixing peak. Using thermally induced phase separation(TIPS) and a freeze drying technique, it was demonstrated that polymer membrane microstructure can be changed significantly by controlling coarsening time and quench route. For systems undergoing phase separation by spinodal decomposition, resulting in a well interconnecmd, microporous structure with nearly uniform pore sizes, it was found that extending the phase separation time prior m freezing and solvent removal can result in a significant increase in pore or cell size which is highly dependent on both quench depth and coarsening time. Also this study has revealed the important role of polymer concentration in dictating the material continuity of the membranes.

• Song SeungWon((주)유공 대덕기술원) | 송승원
• Torkelson John M.(미국 일리노이주 에반스톤시 노스웨스턴 대학 화학공학과)