많은 시간을 실내에서 소비하는 세계 인류에게 실내 공기 질은 중요한 개념 중 하나로, 실내 공간을 조성할 때 필히 생각을 해 보아야 하는 문제이다. 이러한 실내 공기 질에 영향을 미치는 인자들은 온도, 습도 등이 있다. 하지만, 실내공기 질 개선을 위해서 이러한 인자들을 제어할 때는 많은 에너지가 요구되는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 전열교환이라는 개념이 있고, 활발한 연구 수행이 이루어지고 있다. 그 중에서도 전열교환막을 이용하여 효과적으로 제어하고자 하는 추세이다. 전열교환막은 친수성이 포함된 막으로 보다 투습이 원활한 막이 사용된다. 그리하여, 본 연구에서는 4차 암모늄을 포함한 SEBS계 친수성 고분자 분리막을 제조하고, 투습도 특성평가를 진행하여 적용 가능성을 알아보고자 하였다.

본 연구에서는 polyvinylidene fluoride (PVDF) 중공사막을 지지체로 한 저압용 나노복합막을 제조하였다. Poly styrene sulfonic acid (PSSA)와 polyethyleneimine (PEI)을 layer-by-layer 및 염석 효과 방식으로 지지체막에 코팅하였다. 막의 투과도와 염 배제율 성능을 알아보고자 NaCl, MgCl2, CaSO4 100 mg/L수용액을 1 L/min의 유량으로, 2 bar의 압력을 상온에서 가해주었다. 20,000 ppm의 PSSA (이온세기 1.0)용액에 3분, 30,000 ppm (이온세기 0.1)용액에 1분 코팅한 막이 가장 우수하였다. 투과도와 염 배제율은 NaCl 공급액에서는 38.5 LMH, 57.1%, MgCl2는 37.9 LMH, 90.2%, CaSO4는 32.4 LMH, 54.6%로 각각 측정되었다.

최근 많은 시간을 실내에서 생활하는 현대인에게 실내 공기의 질은 매우 중요한 개념으로 자리 잡고 있으며, 이는 현재 새롭게 대두되어야 할 문제이다. 실내 공기질은 온도, 습도 등으로 결정이 된다. 따라서 현재 이러한 인자를 제어하여 실내 공기질을 개선하고 있지만, 실내 공기질 개선을 위해서는 에너지소비가 심하다는 단점이 있다. 그리하여 전열 교환을 적용한 문제를 해결하려는 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있고, 전열 교환막을 이용하여 효과적으로 제어하고자 하는 많은 연구가 이루어지고 있는 추세이다. 따라서, 본 연구에서는 전열 교환 분리막 적용을 위하여, poly(styrene-ethylene-butylene-styrene)고분자에 암모늄을 도입하여 친수성을 가지는 아민화된 SEBS 고분자를 합성 및 특성평가를 진행하였다.

본 연구에서는 친수성고분자으로 중공사형 분리막을 개발하기 위해 상전이법을 이용하여 제조하였다. 고분자는 PAN을 사용하여 고분자용액을 제조하였고, PVP, PEG와 같은 첨가제를 사용하였다. 방사조건에서 에어갭을 조절하여 표면의 기공구조를 확인하였으며, 내부응고제의 조성을 조절하여 내부표면 및 전체적인 모폴로지에 영향을 확인하였다. 분리막의 단면과 표면 모폴로지는 전계방 출형주사현미경을 이용하여 관찰하였으며, 0.2 cm2의 테스트용 Lab. 모듈을 제 조하여 수투과도 평가를 진행하였다.

요즘 건물 내에서의 생활이 많아진 현대인에게 실내공기의 질은 매우 중요한 개념이고, 새롭게 생각을 해 보아야 하는 문제이다. 실내공기의 질은 실내공기의 온도, 습도 등으로 결정이 된다. 그리고 실내공기 개선을 위해서는 에너지 소비 가 심하다는 단점이 있다. 그리하여, 전열교환을 이용하여 이러한 문제를 해결하려는 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 전열교환 분리막 적용을 위하여, poly(styrene-ethylene-butylene-styrene) 고분자에 친수성 치환기 인 암모늄을 도입하여 아민화된 SEBS 고분자를 합성하였고, 합성고분자에 대한 특성평가를 진행하였다. 암모늄을 도입하기 위하여 클로로메틸화 반응과 아민화 반응을 통하여 합성을 진행하였다. 결과적으로 합성고분자는 반응용제의 함량이 높아질 수록 함수율, 이온교환용량이 증가하였고, 전열교환 분리막에서 중요한 투습도 또한 증가함을 확인할 수 있었다.

본 연구는 저관리형 옥상녹화에서 보수성을 높일 수 있는 식재지반을 조성하기 위해 친수성 중합체인 hydrophilic polymer의 효용성을 평가하고자 현장실험을 수행하였다. Hydrophilic polymer의 농도는 각각 인공배합토 100kg을 기준으로 0%(대조구), 1.0%, 2.5%, 5.0%, 10% 등 총 5가지로 구성하였다. 가로 1.0m, 세로 1.0m, 높이 0.3m로 자체 제작한 실험구에 2013년 5월 20일에 각각 10반복의 식물을 정식하였으며 식재기반 내 토양용적수분함량을 모니터링하였다. 또한 현재 이용되는 수종인 눈향나무, 황금줄사철나무 등의 목본류와 잠재종으로 가능성이 높은 통보리사초, 좀보리사초 등의 사초류를 중심으로 식물생육을 측정하였다. 토양의 hydrophilic polymer의 농도에 따른 토양용적수분 함량은 강수량과 상관없이 2.5%이상의 hydrophilic polymer 처리구에서 97%~98%로, 100%에 가까운 토양용적수분 함량을 보였다. 강우 후 27일 동안 토양용적수분함량이 대조구에서 50%~60%를 보인 반면, 1.0%의 hydrophilic polymer 처리구에서는 70%~80%로 약 20%가 증가되었다. 식물생육을 조사한 결과, 황금줄사철나무와 통보리사초는 2.5% 처리구에서 가장 생육이 좋았고, 눈향나무는 1.0% 처리구, 좀보리사초는 0%(대조구)에서 생육상태가 가장 양호하였다. hydrophilic polymer 1.0% 처리구와 2.5% 처리구에서는 모든 식물이 생존하였으나 5.0%와 10.0%의 처리구에서는 식재 후 3개월 이내에 모두 고사하였다. 이는 hydrophilic polymer 배합비는 수종별 특성에 따라 다르게 적용되어야 함을 보여준 결과라 할 수 있다.

본 연구에서는 중공사 및 평막 형태의 비대칭성 막 제조에 있어서 코팅 재료로 쓰이는 친수성 막 소재(Polyaminosiloxane, Polyhydroxylsiloxane계열)를 이용한 막 제조와 수증기 투과 실험을 하였다. 제조된 Resin A/Resin C (coupling agent), Resin B/Resin C막을 이용하여 기체투과 및 증기투과법을 통하여 수증기/공기의 투과 및 투과 선택도에 대해 나타내었다. 수증기 투과량은 Resin A에 대한 Resin C의 함량이 3 wt%도입 되었을 때가 1 wt%, 5 wt%보다 투과량이 많음을 알 수 있었고, 온도증가와 함께 수증기 투과량이 증가함을 알 수 있다. 동적 평형 흡습실험을 통한 흡습능력 역시 최대가 됨을 알 수 있다. 수증기 투과 성능은 25℃에서 최대 43578 Barrer(1 Barrer = 10-10cm3(STP)·cm/cm2·s·cmHg), 35℃에서 53000 Barrer의 높은 투과 성능을 나타내었으며 투과 선택도는 P(H2O)P(Air)는 101.3, 102.6를 각각 나타내었다.

This study was conducted to investigate the influence of hydrophilic polymer (HP) mixture ratio (Control, 1.0%, 2.5%, 5.0%, and 10.0%) on growth of eggplant (Solanum melongena) for lower maintenance urban agriculture via green roofs. Although it was not statistically significant (p > 0.05), substrate temperature was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. High substrate water content (95%) was found consistently in growing media under elevated hydrophilic polymer mixture ratio at over 5% during the entire growing period. Substrate electronic conductivity was increased as hydrophilic polymer mixture ratio were increased. Growth index was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. It was reduced about 1/3 and 1/5 compared to that of Control in HP5.0 and HP10.0 treatment plants, respectively. Number of leaves, leaf length, and leaf width were decreased in following order: Control> HP1.0> HP2.5> HP5.0> HP10.0 treatments. There numbers were significantly lower in HP5.0 and HP10.0 treatment plants. Dry weight of shoot and root were decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. They were reduced by 1/4 compared to those of Control treatment plants. In addition, visual value was decreased as hydrophilic polymer mixture ratio was increased. Plants grown in HP1.0, HP2.5, and HP5.0 treatments all survived. However, plants grown in the HP10.0 treatment had the lowest survival rate (56%) after 3 months of growing. These results indicate that the advantage of adding hydrophilic polymer to green roof growing media may greater during dry periods. However, the proper mixture proportion of hydrophilic polymer should be determined according to different characteristics of growing media and plant species.

Hydrophilic polymer is suitable as soil conditioners for green roofs that use rainwater, due to promotion of water retention capacity as well as enhancement of the water absorbing capacity. The objective of the present study was to investigate the effects of different levels of hydrophilic polymer concentrations (0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.8% w/w) on the water holding capacity and growth response of 6 species in soils amended with hydrophilic polymer in 5 cm of soil thickness on green roofs. The results showed that the water holding capacity of the amended soil improved with increasing amount of applied polymer. The application of 0.8% w/w of the polymer increased the soil moisture by 87% compared to the control, and decreased slowly in green roofs during an arid period. The growth of Sedum spurium 'Dragon's blood' and Lampranthus spectabilis increased significantly and had greater than 60% relative coverage with higher hydrophilic polymer concentrations. However, Juniperus chinensis var. sargentii and Euonymus fortunei var. radicans had no significant differences upon change of hydrophilic polymer concentrations. In Carex kujuzana and Carex morrowii 'Aurea variegata', growth decreased with increase of hydrophilic polymer concentrations. 30 days after planting, Juniperus chinensis var. sargentii, Euonymus fortunei var. radicans, Carex kujuzana, and Carex morrowii 'Aurea variegata' died back due to lowest soil thickness (5 cm), but Sedum spurium 'Dragon's blood' and Lampranthus spectabilis had greater than 90% survival.