인위적인 온실 가스 배출로 인한 자연 재해가 증가하고 있으며 이로 인해 기체 분리막의 개발이 촉진되게 되었다. 이산화탄소(CO2)는 지구 온난화의 주요 원인이다. 고유의 유연성을 가지는 유기 고분자 막은 기체 분리막의 좋은 후보군 중 하나이며, 이 중 이산화탄소에 대한 높은 확산도를 가지고 있는 폴리디메틸실록산(PDMS)은 유망한 소재이다. 또한, 폴리비 닐피롤리돈(PVP)은 이산화탄소에 대한 높은 용해도를 가지고 있는 고분자로 기체 분리막에 활용될 수 있다. 따라서 본 연구 에서는 용이한 조건에서 간단한 단일 반응 자유 라디칼 중합에 의하여 다양한 조성의 폴리디메틸실록산-폴리비닐피롤리돈 (PDMS-PVP) 빗살 공중합체를 합성하였다. PDMS와 PVP로 합성된 공중합체는 FTIR을 통해 분석하였다. 고분자의 형태학 및 열적 특성은 TEM, TGA 및 DSC를 통하여 분석하였다. PDMS-PVP 빗살 공중합체를 다공성 폴리설폰 지지체 위에 코팅 하여 복합막을 제조했으며, 제조한 복합막의 기체 투과 특성을 분석하였다. 그 결과 이산화탄소의 투과도 및 이산화탄소/질소 선택도가 각각 140.6 GPU 및 12.0에 도달하였다.

The increasing number of natural disasters resulting from anthropogenic greenhouse gas emissions has prompted the development of a gas separation membrane. Carbon dioxide (CO2) is the main cause of global warming. Organic polymeric membranes with inherent flexibility are good candidates for use in gas separation membranes and poly(dimethyl siloxane)( PDMS) specifically is a promising material due to its inherently high CO2 diffusivity. In addition, poly(vinyl pyrrolidine)( PVP) is a polymer with high CO2 solubility that could be incorporated into a gas separation membrane. In this study, poly(dimethyl siloxane)-poly(vinyl pyrrolidine)(PDMS-PVP) comb copolymers with different compositions were synthesized under mild conditions via a simple one step free radical polymerization. The copolymerization of PDMS and PVP was characterized by FTIR. The morphology and thermal behavior of the produced polymers were characterized by transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC). Composite membranes composed of PDMS-PVP on a microporous polysulfone substrate layer were prepared and their CO2 separation properties were subsequently studied. The CO2 permeance and CO2/N2 selectivity through the PDMS-PVP composite membrane reached 140.6 GPU and 12.0, respectively.

1. Introduction
 2. Experimental
  2.1. Materials
  2.2. Synthesis of the PDMS-PVP comb copolymer
  2.3. Preparation of the PDMS-PVP compositemembrane
  2.4. Gas permeation measurements
  2.5. Membrane characterization
 3. Results and Discussion
 4. Conclusion
 Reference

• 라즈쿠마 파텔(서울시립대학교 전기컴퓨터공학과, School of Electrical and Computer Engineering, The University of Seoul) | Rajkumar Patel
• 박정태(건국대학교 화학공학과, Department of Chemical Engineering, Konkuk University) | Jung Tae Park
• 박민수(연세대학교 화공생명공학과, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Yonsei University) | Min Su Park
• 김종학(연세대학교 화공생명공학과, Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Yonsei University) | Jong Hak Kim Corresponding author