Polymer(Korea) (폴리머)

The Polymer Society of Korea (한국고분자학회)
권호 표지

Study on the Gas Permeation Behaviors of Surface Fluorinated Polysulfone Membranes

표면불소화 폴리설폰 막의 기체 투과거동에 관한 연구

  • Kim, Dae-Hoon (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Im, Hyeon-Soo (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Kim, Min-Sung (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Lee, Byung-Seong (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Lee, Bo-Sung (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Yoon, Seok-Won (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Kim, Beom-Sik (Green Chemistry Division, Environment & Resources Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Park, You-In (Green Chemistry Division, Environment & Resources Research Center, Korea Research Institute of Chemical Technology) ;
  • Cheong, Seong-Ihl (Department of Chemical Engineering, Hannam University) ;
  • Rhim, Ji-Won (Department of Chemical Engineering, Hannam University)
  • 김대훈 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 임현수 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 김민성 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 이병성 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 이보성 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 윤석원 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 김범식 (한국화학연구원 환경자원센터) ;
  • 박유인 (한국화학연구원 환경자원센터) ;
  • 정성일 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과) ;
  • 임지원 (한남대학교 생명.나노과학대학 나노생명화학공학과)
  • Published : 2009.11.25
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Abstract

The direct fluorination of polymers is a heterogeneous reaction using the mixture of $F_2$ and inert gas. In general, the resulting fluorinated polymers have good barrier property chemical stability similar to those of the fluoro-polymers, and could be prepared from the simple process. In this study, the polysulfone dense films were surface fluorinated using the direct fluorination technique and gas permeability and selectivity of the prepared membranes were measured with varying both $F_2$ concentration and reaction time. The introduction of $F_2$ was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), water contact angles, and atomic force microscopy (AFM). As the $F_2$ increased, the permeability decreased while the selectivities for $O_2$, $CO_2$, and He gases relative to $N_2$ increased.

고분자의 직접불소화는 불소분자 기체와 비활성 기체의 비균일 반응으로 이루어진다. 일반적으로 불소화는 단순한 공정으로 이루어지며, 불소화된 고분자들은 우수한 차단 특성과 화학적 안정성이 향상된다. 본 연구에서는 폴리설폰(polysulfone, PSf) 치밀막을 직접 불소화법을 이용하여 막의 표면에 불소를 도입하고자 하였으며, 이때 불소의 농도와 불소화 시간 변화에 따른 기체 투과도와 선택도의 변화를 관찰하였다. 불소화된 막의 물리/화학적 특성을 확인하기 위하여 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), 접촉각, atomic force microscopy (AFM)를 실시하였다. 기체투과도 실험을 통하여 불소농포가 증가함에 따라서 질소, 산소 이산화탄소, 헬륨의 투과도가 감소하였으며, 질소에 대한 산소, 이산화탄소, 헬륨의 선택도가 향상되었다.

Keywords

References

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