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기체분리용 분리막의 투과성능을 향상시키기 위해 비이온성 첨가제로 Triton X-100을 사용하여 건습식 상분리법에 의하여 polysulfone 중공사 막을 제조하였으며, 첨가제에 따른 기체투과 거동의 변화를 관찰하였다. 또한 에어갭, 고분자의 농도, 도프탱크 온도와 같은 다양한 방사 조건을 조절하여 그 영향을 관찰하였다. 제조된 중공사 막은 전자주사현미경(SEM)과 bubble flow meter를 통해 각각 모폴로지와 기체투과 특성에 대한 평가를 실시하였다. SEM 분석을 통해 Triton X-100이 첨가된 막은 다양한 에어갭에서도 매끄러운 외부 스킨층을 가지는 것을 확인하였다. 중공사 막의 거대기공은 에어갭이 4에서 90 cm로 증가함에 따라 더욱 발달하며, 높은 투과도를 나타내는 것을 확인하였다. 또한 상대적으로 낮은 고분자 농도(30 wt% polysulfone)와 높은 첨가제 농도(15 wt% Triton X-100) 조건에서 높은 투과도를 나타내었다. 도프 탱크 온도를 조절하였을 때, 100℃에서 제조된 막은 첨가제와 용매의 휘발로 인해 낮은 투과특성을 나타냈다.
To improve permeation performance of gas separation membrane, polysulfone hollow fiber membrane was prepared by wet-dry phase inversion method using Triton X-100 as non-ionic additive. And variation of gas permeation behavior by additive was investigated. Various spinning conditions such as air gap, concentration of polymer, dope tank temperature were controlled and these effects were studied. The morphology and gas permeation property of hollow fiber membranes were investigated using scanning electron microscope (SEM) and bubble flow meter respectively. We confirmed that the membranes added with Triton X-100 had a smooth external skin at various air gap length conditions. The macrovoids of these hollow fiber membranes were more developed with increase of air-gap from 4 to 90 cm and that induced higher permeance. The permeance of polysulfone membranes has the higher value at comparatively lower concentration polymer (30 wt% polysulfone) and lower concentration of additive (15 wt% Triton X-100). When temperature in dope tank was controlled, the membranes prepared at 100℃ showed low permeance because of volatilization of additive and solvent.
