수면전개 적층막의 기체투과특성에 관한 연구

남석태; 김병식

Polymer(Korea), Vol.16, No.1, 75-84, January, 1992

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수면전개 적층막의 기체투과특성에 관한 연구

Characteristics of Gas Permeation of Laminated Membranes Prepared by Water-Casting

남석태, 김병식

초록

본 연구는 수면전개법에 의한 기체분리막의 제조에 관한 연구로서 기체(O₂, N₂)의 선택성과 투과성이 다른 CA(Cellulose Acetate), PVC(Polyvinylchloride)로 구성된 고분자 단일적층막과 복합적층막을 제조하여 그 기체투과특성을 검토하였다. 그 결과 수면전개 적층막의 기체투과계수는 고분자의 농도와 적층횟수가 증가함에 따라 감소하였고 분리계수는 증가하는 경향을 나타내었다. CA와 PVC 고분자의 복합적층막의 경우, 투과계수는 배열순서에 따라 다르게 나타났는데 CA-PVC계가 PVC-CA계 보다 우수하였고, 선택성에 있어서는 PVC-CA계가 CA-PVC계 보다도 우수했다. 또한, 복합적층막의 투과계수와 선택도는 순수한 CA, PVC의 투과계수와 선택도의 중간 범위에 위치하였다. 한편 수면전개 복합적층막의 투과형태는 본 연구에서 제시한 계면접촉저항모델(Interfacial Contact Resistance Model)로서 해석할 수 있었다.

Laminated membranes for gas separation were prepared by water-casting method. And the polymer membrane materials, CA and PVC, used in this study had different properties of permeability and selectivity to oxygen. Characteristics of gas permeation were examined with the laminated membranes having the simple and composite types. With increasing the polymer concentration and the number of laminating layers, the gas permeability of laminated membranes decreased and the selectivity of oxygen to nitrogen increased. In case of composite laminated membranes, gas permeability of CA-PVC system was superior to that of PVC-CA system, while the latter was superior to the former in selectivity. The permeability and selectivity of composite laminated membranes were in the range of the simple laminated membranes. The Interfacial Contact Resitance Model modified in this study was suitable for the analysis of the permeation model of composite laminated membranes.

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