계면중합법은 혼합되지 않은 두 용액에 용해되어 있는 반응성 단량체들이 계면에서 중합되는 기술로 다양한 분야 에 응용되고 있다. 이 중, 수처리 분리막의 경우 m-phenylene diamine과 Trimesoyl chloride를 반응물로 사용하고 있다. 분리 막의 성능은 다양한 중합 성능에 의해 영향을 받고 있으며, 본 연구에서는 유기 용액의 퍼짐 속도가 어떻게 분리막 표면 및 구조에 영향을 주는지를 주사전자현미경을 통해 고찰하였다. 퍼짐 속도는 7.6과 25 mm/sec로 조절하였으며, 유기상 용액은 1~3방울까지 조절하였다. 관찰된 결과는 퍼짐 속도가 7.6 mm/sec에서는 한 방울 떨어트릴 경우, 25 mm/sec에서는 두 방울 떨어트릴 경우 폴리아마이드 막에 균열을 발견할 수 없었다. 반면 나머지 경우에 모두 균열이 발생하였다. 따라서, 초기 유기 용액의 퍼짐 속도는 폴리아마이드 분리막의 성능에 영향을 줄 것으로 관찰되었다.

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.

본 연구는 열유도 상분리법(thermally induced phase separation, TIPS)을 사용하여, 수처리 분리막에 적용하기 위 해, 응고조의 열용량의 변화를 위해 서로 다른 두 용액의 함량을 조절하였다. 또한, 온도의 변화를 통해 분리막의 구조 변화 에 대하여 관찰하였다. 분리막을 제조하기 위한 소재로는 수처리 분리막에 주로 이용되는 기계적 물성과 내화학성이 우수한 poly (vinylidene fluoride)(PVDF)를 사용하였고, 첨가제로 실리카를 이용하였다. 희석제는 PVDF와 호환성이 좋은 dioctyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP)를 사용하였다. 응고액의 함량 변화에 따른 열용량 변화에 따라 제조된 분리막의 구 조를 관찰하기 위해 SEM 이미지를 촬영하였다. 열용량이 증가할수록 PVDF의 결정화 속도가 느려져 큰 기공을 나타내며 열 용량이 작을수록 결정화 속도가 증가하여 작은 기공이 생기는 것을 확인하였다.

현재 상용 고분자들 중 폴리벤즈이미다졸(PBI)은 슈퍼 엔지니어링 플라스틱으로 내열성과 내화학성이 우수하다고 알려져 있다. 또한, 해당 고분자는 기계적 물성 및 화학적 물성 또한 우수하여 재료공학, 나노공학, 광학 이외에도 다양한 분야에 활용되고 있다. 본 연구는 용매-비용매 상전이법을 이용하여 폴리벤즈이미다졸 분리막을 제조하였고, 제조 시 다양한 조건들을 변화시켜 나타나는 모폴로지를 관찰하여 모폴로지 조절이 가능한 폴리벤즈이미다졸 분리막을 제조하였다. 용매와 조용매는 각각 DMAc와 THF를 사용하였고 나이프캐스팅법을 통하여 분리막을 제조하였다. 모폴로지는 주사전자현미경(SEM)을 통해 표면과 단면을 관찰하여 확인하였다.

The anion exchange membrane fuel cells (AEMFCs) have been noticed as the promising power sources. One of the most important components in AEMFC is the anion exchange membranes(AEMs). Recently various materials for AEMs have been investigated for fuel cell applications. Imidazolium-based long alkyl chain multiblock copolymers have drawn much interest due to their well-defined phase separation between hydrophilic and hydrophobic blocks. We report herein the investigation of the effect of block ratio on the phase separation as well as mechanical and electrical properties of the corresponding membranes.

폴리벤즈이미다졸(PBI)는 현재 상용 고분자들 중에서 가장 내열성이 좋은 이종고리화합물이다. 우수한 기계적, 화학적 물성 때문에 해당 고분자는 나노공학, 전기공학, 광학, 재료공학과 같은 분야 외에도 쓰임새가 다양하다. 본 연구는 다 공성 폴리벤즈이미다졸 분리막 제조에 있어서 다양한 조건들을 변화함에 따라 나타나는 모폴로지를 관찰하고자 하였고, 그 결과를 이용하여 나노여과막으로써의 다양한 모폴로지 조절을 용이하게 하고자 하였다. 폴리벤즈이미다졸 분리막 제조는 용매-비용매 상전이법을 이용하였고 나이프캐스팅 법을 통하여 분리막 을 제조하였다. 용매와 조용매는 각각 DMAc와 THF를 사용하였으며 IPA와 증류 수로 세척하였다. 모폴로지의 관찰은 주사전자현미경(SEM)을 통해 진행 되었으며 표면과 단면 위주로 촬영을 진행하였다.

The proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs) have been noticed as the promising power sources. One of the important components in PEMFC is the proton exchange membranes(PEMs). Recently various materials for PEMs have been investigated for fuel cell applications. Sulfonated aromatic hydrocarbon-based multiblock copolymers have drawn much interest due to their well-defined phase separation between hydrophilic and hydrophobic blocks. In our group, multiblock copolymers based on highly sulfonated poly(fluorenyl ether sulfone)s were developed as highly conductive and stable polymer electrolyte membranes. We report herein the investigation of the influence of phase separation and properties by block length of the corresponding membranes.

본 연구에서는 응고조와 도프조성에 따른 투과특성을 알아보기 위해 첨가제로 PEG, PVP를 사용하였고, 상전이법을 이용하여 PSf 평막을 제조하였다. 고분자의 농도, 첨가제의 농도 그리고 응고조의 조성을 달리하여 제막하였다. 평막의 모폴로지와 수투과도를 각각 FE-SEM과 수투과 테스트 장치를 이용하여 측정하였다. 가장 높은 수투과도(986 L/mh)는 PSf 15 wt%, PEG 25 wt% 그리고 응고조로 물이 사용되었을 경우 나타났다. PSf/PEG조성일때 응고조에 DMAc의 함량이 증가할수록 순수투과도는 급격히 감소하였다. 그러한 결과 첨가제의 함량과 응고조의 조성의 변화가 모폴로지와 수투과 특성에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

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.

에멀션 기반의 계면활성제를 이용한 주형합성법을 이용하여 산촉매로서 염산과 실리카의 전구체인 테 트라에톡시실란을 사용함으로써 메조다공성 실리카 마이크로스피어를 합성하였다. 테트라에톡시실란의 농도 증가에 의해 구형의 입자 형태가 파괴되었고, 기공구조도 크게 변하였다. 산촉매 농도 증가에 의한 구형의 입자형태 파괴 현상은 적었지만 상대적으로 작은 크기의 구형의 마이크로입자가 더 많이 생성되 었다. 하지만, 산성조건에서 입자들 간의 강한 응집현상이 나타남에 따라 낱개의 분리되어 있는 단일입자 를 얻기 위해서는 초음파 등의 후처리 과정이 필요하였다.

본 연구에서는 NMP용매를 사용하여 폴리술폰 용액을 캐스팅 하고 상전이 방법으로 비대칭성 폴리술폰 막을 제조하였다. 비대칭성 폴리술폰 막 제조 시 응고조로 물과 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올) 수용액을 사용하였다. 폴리술폰 막의 수투과도와 다공도를 조절하는 인자로 서로 다른 용해도 계수를 갖는 알코올의 영향에 대한 특성을 평가하였다. 알코올 응고조에서 제조된 비대칭성 폴리술폰 막은 전형적인 sponge-like 구조를 나타내었으며 물 응고조에서 제조된 폴리술폰 막은 알코올 응고조에서 제조된 폴리술폰 막보다 낮은 수투과도를 나타내었다. 물과 알코올의 혼합 응고조에서 생성된 비대칭성 폴리술폰 막은 finger-like 구조와 sponge-like 구조가 혼재되어 있음을 확인할 수 있었다. 즉, sponge-like 구조의 폴리술폰 막은 상전이 속도가 감소함에 따라 다공도가 현저하게 감소함을 알 수 있었다. 그 결과 물 응고조에서 제조된 폴리술폰 막의 수투과도는 14.7 psi에서 164 [L/m2hr] 이고 메탄을 응고조와 에탄을 응고조에서 제조된 폴리술폰 막은 각각 56 [L/m2hr]과 30 [L/m2hr]를 나타내었다.

This paper investigates morphological theory as an intellectual framework for research and design. The first part of the paper will review morphological studies in the fields of urban geography, urban planning and architecture, particularly in England from the 1940s to the 1980s. While urban geographers and planners were concerned primarily with town plans, building forms and land use, architectural theoreticians were more interested in the topological relationship between urban and architectural space. The underlying premises and principles of these two approaches will be reviewed. The second part of the paper will focus on typology in Europe and North America. The reinterpretation of typology by Italian architects helped to bridge the gap between individual elements of architecture and the overall form of the city. However, typological theory became less accessible in post-war England and the United States. After 1980, the debate on typology became muted by the onset of vague notions such as functionalism, bio-technical determinism, and contextualism. This paper will propose a redefinition of morphology as a heuristic device, in contrast with the dichotomic view of urban morphology and architectural typology. Morphology will be shown to combine the geometrical and topological; the intentional and accidental; the real and abstract; and a priori and a posteriori. The last part of the paper discusses the lack of comparative theories and methods surrounding the physical form of architecture and the city by Korea commentators. Empirically rooted facility planning, non-comparative historical studies, and iconographic criticism emerged as a central preoccupation of architectural culture between the 1960s and 1980s, a time when international debate on architecture and urbanism was most intense. This paper will give consideration to the built environment as a dynamic physical entity and space as an epiphenomenon of daily urban life, such that collaboration between urban designers, architects, and landscape architects is seen as both beneficial and necessary.