본 연구에서는 pellet 상태의 polyetherimide (PEI)를 carbon tetrachloride(CCl4)와 1 ,2-dichloro-ethane (DCE) 의 부피비 5:1 하에서 PEI를 불균일한 상태로 유지시키고, chlorosulfonic acid (CSA)를 이용하여 PEI의 표면을 sulfonation 시킴으로써 , 음이온성을 띠며 친수성이 향상된 sulfonated polyetherimide (SPEI)를 제조하였다. 불균일한 상태가 유지되면서 가장 적합한 sulfonation 반응조건은 PEI: CSA 의 1 : 1 mole ratio, 온도 10℃, 3 시간이었다. 이온교환용량이 0.2~1.2meq/g을 갖는 SPEI를 합성할 수 있었고, FT-IR 측정을 통하여 sulfonic acid peak가 1020cm-1 와 1170cm-1부근에서 관찰되었다. 분자량 분포는 sulfonation을 시킴으로써 좀 더 넓게 나타났고, 접촉각 측정을 통하여 친수성이 향상되었음을 확인하였다.

Sulfonated Polyetherimide 막은 pore 형성을 위한 polyvinylpyrrolidone 과 저비점 용매 dichloromethane을 첨가하여 투과성능을 최적할 수 있었다. SPEL 막의 친수성은 단백질등의 투과시 모든 pH 범위에서 막 오염을 효과적으로 억제할 수 있으며, 도입된 sulfonic acid group의 음이온성으로 인하여 동일한 전하의 용질을 쉽게 분리할 수 있었다.

Fouling을 줄이기 위한 한외여과용 친수성 막을 제조하기 위해서 chlorosulfonic acid(CSA)를 사용하여 이온교환용량이 다른 여러 종류의 sulfonated polyethersulfone(SPES)을 불균일계에서 제조하고 특성조사를 하였다. CSA농도, 반응온도, 반응시간 등의 반응조건에 따른 반응도와 분해정도를 알아본 결과 10℃ 이상의 온도와 0.05 mol 이상의 CSA 농도에서 효과적으로 반응이 일어나지만 고분자 주쇄의 분해가 심하게 일어나는 경향을 나타내었다. 술폰산기의 치환여부는 FTIR과 1H-NMR로 확인할 수 있었다. 불균일계에서 개질된 SPES 한외여과막의 단백질에 의한 fouling 감소효과를 알아보기 위해 같은 투과성능을 갖는 막을 비용매인 DCM과 pore 형성제 PVP를 첨가제로 사용하여 막을 제조하였다. 이온교환용량이 증가함에 따라 투과속도는 감소하고 배제율은 상당히 증가되었다. 이런 결과는 SEM에 의해서도 확인할 수 있었다. Finger 구조가 사라지면서 top layer의 두께도 증가하였다. 비용매인 DCM에 의해서 치밀한 막을, pore 형성제인 PVP에 의해서 다공성 막을 제조할 수 있었다. 이온교환 용량이 높을수록 친수성이 증가하여 fouling을 감소시킬 수 있었다.