폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성 및 내화학성을 가지고 있으며 여러 기체에 대하여 우수한 투과선택성을 가지고 있어 기체분리막으로 많이 연구되고 있다. 그러나 유기용제에 대한 낮은 용해성으로 인해 막을 제조할 때 많은 제약을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 지환족 다이안하이드라이드인 DOCDA와 다양한 다이아민을 이용하여 용해성 폴리이미드를 합성하였다. FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고 DSC와 TGA를 통해 열적안정성을 확인하였다. H2, CO2, O2, N2, CH4에 대한 기 체투과특성을 time-lag를 이용하여 알아보았다.

폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성 및 내화학성 등 많은 강점을 가지고 있음에도 불구하고 유기용제에 대한 낮은 용해성으로 인해 막을 제조할 경우 많은 제약을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 구조적으로 낮은 분자간 상호작 용 및 패킹을 가지는 지환족구조의 다이안하이라이드인 DOCDA 를 이용하여 용해성 폴리이미드를 합성하였다. FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고 용해성 평가를 통해 여러 가지 유기용매에 대한 향상된 용해성을 확인하였다. H2, CO2, CH4에 대한 투과특성평가 결과 상용화된 폴리이미드막 과 비슷한 성능을 나타내었고 특히, CO2/CH4, H2/CH4에 대해 높은 선택도를 나타내었다.

This study is focused on manganese (Mn(II)) removal by potassium permanganate (KMnO4) in surface water. The effects of bicarbonate on Mn(II) indicated that bicarbonate could remove Mn(II), but it was not effectively. When 0.5 mg/L of Mn(II) was dissolved in tap water, the addition of KMnO4 as much as KMnO4 to Mn(II) ratio is 0.67 satisfied the drinking water regulation for Mn (i.e. 0.05 mg/L), and the main mechanism was oxidation. On the other hand, when the same Mn(II) concentration was dissolved in surface water, the addition of KMnO4, which was the molar ratio of KMnO4/Mn(II) ranged 0.67 to 0.84 was needed for the regulation satisfaction, and the dominant mechanisms were both oxidation and adsorption. Unlike Mn(II) in tap water, the increasing the reaction time increased Mn(II) removal when KMnO4 was overdosed. Finally, the optimum conditions for the removals of 0.5 - 2.0 mg/L Mn(II) in surface water were both KMnO4 to Mn(II) ratio is 0.67 - 0.84 and the reaction time of 15 min. This indicated that the addition of KMnO4 was the one of convenient and effective methods to remove Mn(II).

A novel CO2 soluble azide cross-linker was used for fabrication of cross-linked 6FDA-durene membrane (AIM-PIs) and studied along the cross-linking density changed for high performance CO2-separation. The synthesis, characterization of these materials, together with the properties of the corresponding polymer membranes, including gas separation properties, will be discussed in detail.

기체분리막으로 사용되는 주요 소재 중 하나인 폴리이미드는 강직한 유리상 고분자로써 우수한 열적⋅화학적 안정성을 가지며 기체에 대해 높은 선택도를 가지고 있다. 그러나 낮은 용해성으로 인해 가공이 어렵다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 고분자 사슬 내에 지환족을 가진 다이안하이드라이드와 여러 가지 다이아민을 이용하여 공중합체를 합성하였다. 자체의 비틀린 구조로 인한 사슬의 자유회전과 유연성의 증가시켜 사슬의 packing현상을 유도하였으며, 이에 따른 물리적 특성과 기체투과도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.

본 연구에서는 부분지환족 dianhydride인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 다섯가지 diamine (2,5-dimethyl-1,4-phenylene diamine (2M), 2,4,6-trimethyl-1,3-phenylene diamine (3M), 1,5-naphthalene diamine (NDA), 4,4-diaminodiphenyl methane (MDA), 4,4’-diaminodiphenyl ether (ODA))을 two-step 이미드화를 통해 공중합하였다. 합성된 폴리이미드 공중합체를 FT-IR, 고유점도, DSC, TGA 그리고 용해도 측정을 통해 구조분석 및 물성을 확인하였다. 또한 6FDA를 dianhydride로 한 공중합체를 같은 방법으로 합성하여 함께 비교하였다. 그 결과, 모든 공중합체는 0.32~0.58의 고유점도를 가졌으며, DOCDA계 공중합체는 6FDA를 포함한 공중합체보다 약간 낮은 값을 보이나 약 400°C까지 견딜 수 있는 열적 안정성과 여러 가지 용매에 대한 우수한 용해성을 나타내었다. 또한 얻어진 폴리이미드를 이용해 평막을 제조하여 CO2 및 CH4에 대한 기체투과도를 평가하였고 공중합체는 구조변화에 따른 투과-선택도의 상충관계를 보여주었다.

A novel poly (ethylene glycol)-imidazolium-functionalized 6FDA-durene polyimides (PEG-Im-PIs) with various PEG chain lengths and PEG-IM contents have been developed as novel polymer membranes for high performance CO2-separation. The synthesis, characterization of these materials, together with the properties of the corresponding polymer membranes, including gas separation properties, will be discussed in detail.

본 연구에서는 용해성 폴리이미드 합성을 위해 지환족(alicyclic) dianhydride 단량체인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 diamine으로는 4,4’-diaminodiphenylether (ODA), 1,4-phe-nylenediamine (p-PDA)를 사용하여 두 가지 폴리이미드를 제조한 후 그 특성을 고찰하고 기체투과특성을 알아보았다. 제조된 폴리이미드는 FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고 DSC를 통하여 열적 안정성을 알아보았다. 제조된 폴리이미드막의 CH₄와 CO₂에 대한 기체투과계수(P)와 이상 선택도는 time-lag 장비로 측정하였다. 그 결과, DOCDA-ODA,DOCDA-p-PDA의 경우 CO₂의 투과도는 각각 6.10, 0.74 barrer로 나타났고 CO₂/CH₄의 선택도는 67.03, 46.25의 결과를 나타내었다. 두 가지 폴리이미드 중 DOCDA-ODA의 경우 폴리이미드 재료의 특성인 우수한 투과도 및 선택도로 새로운 기체분리막으로서의 이용가능성을 나타내었다.

지환족 다이안하이드라이드인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA)에서 합성된 폴리이미드는 유기용매에 잘 용해되는 폴리이미드로 알려져 있다.이러한 DOCDA-ODA 폴리이미드의 기체 투과특성을 평가하고 투과선택도를 개선시키기 위해서 DOCDA-ODA 반응물에 세가지 dianhydride 단량체((4,4'-(hexafluoroisoproplidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-biphthalic anhydride (BPDA), 3,3’,4,4’-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA))를 각각 20 mol% 첨가하여 순수중합체 및 공중합체를 합성하였다. 폴리이미드 합성이 성공적으로 이루어졌음을 FT-IR을 통해 확인하였고, 그들의 열적특성은 DSC를 통해 알아보았다. 제조된폴리이미드들의 CO2/CH4에 대한 기체투과도와 선택도는 time-lag법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 순수고분자인 DOCDA-ODA의 경우 CO2 투과도는 1.71 barrer, CO2/CH4 선택도는 74.35의 우수한 투과특성을 보였다. 세 가지 공중합체의 경우 DOCDA-ODA에 비해 CO2 투과도는 높게 나타난 반면에 CO2/CH4 선택도는 감소하였다. 특히, 6FDA를 첨가한 경우 CO2/ CH4 선택도는 DOCDA-ODA보다 다소 낮은 결과를 나타내었지만 CO2 투과도가 크게 증가하였음을 확인할 수 있었다.

Carbazole, EDOT 와 benzobisthiazole이 포함되어진 새로운 전도성 고분자의 합성 및 특징을 유기 분광학적인 방법으로 규명하였다. 포텐티오메트릭 이온 선택성 막 전극들은 넒은 감응범위(104~107)와, 시료의 혼탁도에 영향을 주지 않으며, 빠른 감응 시간과 소형화가 쉬운 이유로 병원, 환경과 산업 현장에서 널리 이용되고 있다. 이 전극의 막에는 강한 흡착과 열적인 안정성에서 뛰어난 상온에서 경화시킨 (RTV)-타입 실리콘 고무가 사용되었다. 불행하게도, 이 실리콘 고무 기반의 전극의 높은 막 저항(PVC 기반의 것과 비교하여 102~103배 더 높은 수치)이 응용에 제한이 되어 왔다. 여기에서 우리는 실리콘 고무 막에 전도성 고분자를 첨가 하여 막 저항이 줄어든 새로운 고체 전극을 구현하였다.

본(本) 시험(試驗)은 제사용수(製絲用水)에 대(對)한 몇가지 화학약제(化學藥劑)의 처리(處理)가 견층(繭層) sericin의 용해성(溶解性)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였던 바, 견층(繭層) sericin의 용해량(溶解量) 조절(調節)에 참고자료(參考資料)가 될 수 있는 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 공시(供試) 약제(藥劑) 중(中)에서 견층(繭層) sericin의 용해촉진력(溶解促進力)이 가장 큰 약제(藥劑)는 Sodium Hydroxide(NaOH)였으며, Potassium Hydroxide(KOH) > Sodium Silicate() > Sodium Bicarbonate()의 순(順)으로 용해추진력(溶解促進力)이 작았다. 공시(供試) 약제(藥劑) 중(中)에서 견층(繭層) sericin의 용해억제력(溶解抑制力)이 가장 큰 약제(藥劑)는 Form Aldehyde(HGHO)였으며, Ammonium Alum() > Acetic Acid() > Hydrochloric Acid(HCl)의 순(順)으로 용해억제력(溶解抑制力)이 작았다. 공시(供試) 약제(藥劑) 중(中)에서 견층(繭層) sericin의 용해억제력(溶解抑制力)이 클 것으로 기대(期待)했던 Hydrochloric Acid(HCl)은 이상(以上)의 고온(高溫)에서는 오히려 견층(繭層) sericin의 용해(鎔解)를 크게 촉진(促進)함을 알 수 있었다.

An experimental study on the removal of VOCs gas using a biomembrane reactor were carried out at various inlet gas concentration, specific loading rate, retention time and gas flow rate of volume. The variations of efficiency and various parameters, which are relevant to gas removal, with mixing of soluble gas and without have been discussed. More than 95% of the toluene and methanol present in the feed was successfully removed in each study. The elimination of methanol with mixture of soluble compound of about 300 mg/h corresponds to a portion of 21 % if there is a feed stream of 1400 mg/h. On the contrary the maximum efficiency of about 72% of toluene was reached. This is to be rated as a treatment of sorption that the limiting factor of the dismantling speed could be represented by this difficult degradable component. Nevertheless the elimination capacities for this reactor for toluene were on a very high level. For substances which show a very high solubility in silicon rubber an advantage of a bio membrane is clearly shown. Therefore a similarly good result is expected for n-hexane, because of its relatively good permeability which was distinguished during permeation experiments.