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본 연구에서는 poly(ethylene oxide) (PEO)와 poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) 혼합으로 구성된 막을 통한 단일기체(N2, O2, CO2)의 투과 성질을 조사하였다. FT-IR 분석 결과 제조된 막에서 새로운 흡수피크는 보이지 않았는데, 이 것은 PEO와 EVA가 물리적으로 혼합되었음을 나타낸다. SEM 관찰에서는 PEO/EVA 혼합 매트릭스에서 EVA 함량이 증가 함에 따라 PEO의 결정상이 감소함을 보여 주었다. DSC 분석결과 PEO/EVA 혼합막의 결정화도는 EVA 함량이 증가함에 따 라 감소하였다. 기체투과 실험은 4~8 bar의 공급압력에서 이루어졌다. PEO/EVA 혼합막에서 CO2의 투과도는 공급 압력 증 가에 따라 증가하였다. 그러나 N2와 O2의 투과도는 공급 압력에 무관하였다. 반면에, PEO/ EVA 혼합막의 모든 기체의 투과 도는 반결정성 PEO에서 무정형 EVA의 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 특히, 40 wt% EVA 혼합막은 64 Barrer의 CO2 투과도와 61.5의 CO2/N2 이상선택도를 보였다. 높은 CO2 투과도와 CO2/N2 이상선택도는 PEO의 극성 에테르기 또는 EVA의 극성 에스터기와 극성 CO2 간의 강한 친화성에 기인한다.
In this study, we investigated permeation properties of single gas (N2, O2, CO2) through membranes composed of poly(ethylene oxide) (PEO) and poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA) blend. The prepared membranes showed no new absorbance peaks, which indicate the physical blending of PEO and EVA by FT-IR analysis. SEM observation showed that the crystalline phase of PEO decreased with increasing EVA content in the PEO/EVA mixed matrix. DSC analysis showed that the crystallinity of the PEO/EVA blend membrane decreased with increasing EVA content. Gas permeation experiment was performed with various feed pressure (4~8 bar). The permeability increased in the following order: N2 < O2 < CO2. The permeability of CO2 in PEO/EVA blend membranes were increased with increasing feed pressure, However, the permeability of N2 and O2 were independent of feed pressure. On the other hand, the permeability of all the gases in PEO/EVA blend membranes increased with increasing amorphous EVA content in semi-crystalline PEO. In particular, the blend membrane with 40 wt% EVA showed CO2 permeability of 64 Barrer and CO2/N2 ideal selectivity of 61.5. The high CO2 permeability and CO2/N2 ideal selectivity are attributed to strong affinity between the polar ether groups of PEO or the polar ester groups of EVA and polar CO2.
