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새로운 구조를 가진 폴리이미드를 이용하여 고투과, 고선택성 불활성기체충진장치용 기체 분리막을 제조하였다. 높은 기체투과도와 용해도를 나타내는 무수물인 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane와 두 종류의 아민을 사용하여신규 폴리이미드를 합성하였다. 투과도를 증가시키기 위해 2,3,5,6-Tetramethyl-1,4-phenylenediamine를 사용하였고, 선택도를 높이기 위해 여러 종류의 아민을 사용하였다. 화학적 이미드화 방법으로 공중합체를 준비되었으며 100,000 g/mol 이상의 평균 분자량을 나타내었다. 합성된 고분자의 열적 특성을 분석을 하기 위해 유리전이 온도(Tg)와 열적 특성은 시차주사열량계(DSC)와 열중량분석기(TGA)로 측정을 하였으며, 유리전이온도(Tg)는 300°C, 열분해 온도는 500°C가 넘어 뛰어난 열적 특성을 보였다. 기체투과도 특성은 time-lag 장비를 사용하였으며 그 결과, 일반 폴리이미드의 경우 대부분 기체투과도가 1 barrer이하의 수치를 보이지만, 합성된 고분자의 경우 산소투과도 36.21 barrer과 산소/질소 선택도의 경우 4.1로 고투과 고선택도를 나타내어 불활성기체 충진장치용 장치로의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
We synthesized novel polyimides with high gas permeability and selectivity for application of on board inert gas generation system (OBIGGS). 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and two kinds of amines with high permeability and solubility were used to prepare the novel polymide. 2,3,5,6-Tetramethyl-1,4-phenylenedi-amine (TMPD) was used to improve gas permeability and various kinds of diamines were used to improve the gas se-lectivity respectively. The polyimide copolymers were synthesized by commercial chemical imidization method and their average molecular weights were over 100,000g/mol. The glass temperature (Tg) and the thermal degradation temperature were characterized using differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The synthesized co-polymers showed high Tg over 300°C and high thermal degradation temperature over 500°C. The gas permeation properties were measured by time-lag equipment. Although general polyimides showed very low gas permeability, synthesized poly-imide copolymer showed high O2 permeability of 36.21 barrer with high O2/N2 selectivity around 4.1. From this result, we confirm that these membranes have possibility to apply to OBIGGS.
Abstract
1. 서 론
2. 실 험
2.1. 재료
2.2. 공중합체 폴리이미드 분리막의 제조
2.3. 특성평가
2.4. 기체투과 특성 측정
3. 결과 및 고찰
3.1. 합성고분자 구조 및 비율 확인
3.2. 폴리이미드의 열적 특성
3.3. 아민에 따른 고분자 사슬 간격 변화
3.4. 기체투과 특성에 아민이 미치는 영향
4. 결 론
감 사
Reference
