In this paper, we report and discuss the semi-permanently hydrophilic (SPH) treatment of polyester fabric using plasma polymerization and oxidation based on atmospheric pressure dielectric barrier discharge (APDBD) technology. SiOxCy (-H) was coated on polyester fabric using Hexamethylcyclotrisiloxane (HMCTSO) as a precursor, and then plasma oxidation was performed to change the upper layer of the thin film to SiO2-like. The degradation of hydrophilicity of the SPH polyester fabrics was evaluated by water contact angle (WCA) and wicking time after repeated washing. The surface morphology of the coated yarns was observed with scanning electron microscopy, and the presence of the coating layer was confirmed by measuring the Si peak using energy dispersive x-ray spectroscopy. The WCA of the SPH polyester fabric increased to 50 degrees after 30 washes, but it was still hydrophilic compared to the untreated fabric. The decrease in hydrophilicity of the SPH fabric was due to peeling of the SiOxCy(-H) thin film coated on polyester yarns.

본 연구에서는 다공성 소수성 막의 수투과도를 향상시키기 위해 다공성 소수성 막의 물 흐름을 향상시키기 위해 다양한 수용성 폴리머를 염석법을 이용하여 흡착시켰다. 막의 표면의 흡착 유무를 알기 위해 접촉각을 측정하였고 주사 전자 현미경(SEM) 사진을 이용하였다. PSSA_MA가 접촉각과 수투과도에서 가장 좋은 결과를 보였고 수투과도는 약 80% 향상된 것을 확인할 수 있었다. 코팅액이 저농도일 때 고농도일 때보다 더 친수화가 잘 되었는데 이는 코팅액이 고농도일 때 막 표면의 기공을 차단하기 때문이라고 사료된다. 최고의 코팅조건은 150ppm~300ppm의 농도일 때였으며, 이온세기는 0.15, 코팅시간은 20분 일 때였다.

초저압용 나노여과 중공사 복합막을 제조하기 위하여 poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 소수성 중공사막 표면에무기염인 K2Cr2OH와 KMnO4 수용액으로 친수화 처리를 하였으며, 처리된 막 표면 위에 piperazine (PIP)과 trimesoyl chlor-ide (TMC)로 계면 중합하여 복합막을 제조하였다. NaCl, CaSO4, MgCl2 100 ppm 용액 및 300 ppm의 NaCl과 CaSO4 혼합용액을 이용하여 코팅물질의 농도, 코팅시간 및 건조시간에 따른 복합막의 투과특성을 알아보았다. 실험 결과 친수화 물질로는K2Cr2OH을 사용하였을 때 더 높은 배제율을 보였으며, 친수화 시간이 길어질수록 투과도는 향상되고 배제율은 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 촉매인 triethyl amine (TEA)과 sodium lauryl sulfate (SLS)의 농도가 높을수록 투과도는 감소하고, 염제거율은 증가하였다. 최적 조건으로는 K2Cr2OH으로 10분 동안 친수화 시킨 PVDF 중공사막 위에 PIP 2 wt% 용액(PIP 함량 대비 Triethyl amine (TEA) 7 wt%, SLS 20 wt% 혼합용액)과 TMC 0.1 wt%를 이용하여 계면중합한 것으로 공급액 NaCl100 ppm에 대해서는 투과도 40 LMH, 제거율 50%이었고, CaSO4 100 ppm에 대해서는 투과도 48 LMH, 제거율 55%를 나타내었다.

친수성 단량체를 polyvinylidene fluoride (PVDF) 분리막 표면에 열중합으로 lamination하여 분리막을 친수화하였 다. 친수화 처리 후 접촉각은 95°에서 55°까지 감소하였고 수투과량은 10배 이상 증가하였으며 bovine serum albumin (BSA) 흡착량은 1/4 수준으로 감소하였다. 열중합 공정에서 각 공정변수별 영향을 조사하였고 이를 최적화하였다. 단량체 중 dimethyl oxobuthyl acrylamide (DOAA)가 친수성이 높아 다른 단량체에 비하여 친수화 효과가 우수하였다. 단량체의 농도가 증가함에 따라 성능이 향상되었으나 30 wt% 이상의 경우 homopolymerization을 유발하여 성능을 저하시켰다. 개시제로 사용 되었던 azobis (isobutyronitrile)(AIBN)의 활성 온도 범위가 benzoyl peroxide (BPO)의 활성온도 범위보다 넓기 때문에 높은 친수화 효율을 나타내었다. 개시제를 먼저 도포시켜주고 단량체를 나중에 첨가하는 2단계 lamination 방식이 일괄 공급하는 1단계 방식보다 친수화도는 크게 향상됐지만 pore blocking현상이 나타나면서 순수투과도는 매우 감소하였다.