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고형철 ( Hyung Chul Koh ),이충섭 ( Choong Sup Lee ),하성용 ( Seong Yong Ha ),최희문 ( Whee Moon Choi ),임지원 ( Ji Won Rhim ),남상용 ( Sang Yong Nam ) 한국공업화학회 2011 공업화학전망 Vol.14 No.3
압축공기 중의 수분은 공압설비의 모든 요소에 중대한 해를 입히며 밸브의 고착, 계기의 막힘 또는 공압기기의 오작동을 일으키며 생산하는 제품의 질에 있어서도 많은 해를 입혀서 제품의 질을 떨어뜨리는 역할을 하게 된다. 따라서 수분을 제거하는 방법이 필요하며 기존의 냉동식 및 흡착식을 대신하여 분리막 법이 적용될 수 있다. 현재 제습용 기체분리막 모듈은 적용이 시작된 단계에 있다. 제습용 기체분리막은 의료기기, 분석기기, Instrument air 장비에 응용이 진행되고 있다. 최근 들어 선진각국 뿐만 아니라 국내에서도 막소재 개발, 복합막 개발, 모듈 개발, 시스템 설계 및 제작 기술 개발이 진행되고 있다. 현재로서는 제습막공정에 적합한 막소재의 개발이 시급하지만 이후 적용확대를 위해서는 제습용 기체분리막의 신뢰성 향상을 위한 다각도의 노력이 필요하다.
전기전도성 Polyaniline - Polystyrene 복합체의 제조와 성질에 관한 연구
오세용,고형철 ( Se Young OH,Hyung Chul Koh ) 한국공업화학회 1995 공업화학 Vol.6 No.6
아닐린 중합시 용액블렌딩에 의해 전기전도성 polyaniline-polystyrene(PANI-PS) 복합체를 얻을 수 있었다. 아닐린 중합은 도판트인 dodecylbenzenesulfonic acid(DBSA)의 xylene 용액에 녹아 있는 산화제를 아닐린과 PS의 xylene 용액에 첨가하여 행하였다. PANI-PS 복합체의 전기전도도는 PANI의 함유량이 증가 할수록 증가 하였고, 12wt.%의 낮은 함유량에서 0.1S/㎝의 높은 값에 도달할 수 있었다. PANI-PS 복합체에서 PANI의 함유량은 원소분석과 중량 측정에 의해 계산하였다. PANI-PS 복합체는 chloroform, xylene, NMP와 같은 유기용매에 매우 잘 용해되었다. DBSA로 도핑된 순수한 PANI을 180℃에서 3시간 동안 열처리한 후 그 전기전도도는 HCl로 도핑된 PANI의 전기전도도보다 훨씬 더 안정하였다. 주사전자현미경과 FT-IR 측정을 통하여 PANI-PS 복합체의 구조와 형태를 조사하였다. Electrically conductive polyaniline-polystyrene(PANI-PS) composites could be obtained by the solution blending in situ polymerization of aniline. The polymerization was carried out by adding the oxidant solution dissolved dodecylbenzenesulfonic acid(DBSA) in xylene to the xylene solution contained aniline and PS. The electrical conductivity of PANT-PS composites increased with increasing the content of PANI and could reach value as high as 0.1S/㎝ with a low content of 12wt.%. The PANI contents in PANI-PS composites were calculated by means of elemental analysis and weight measurements. The PANT-PS composites were very soluble in organic solvents such as chloroform, xylene and NMP. The electrical conductivity, after the PANI doped with DBSA was thermally treated at 180℃ for 3hrs, was more stable than that of PANT doped with HCl. The structure and morphology of the PANT-PS composites were investigated through the measurements of Scanning Electron Micrograph(SEM) and FT-IR.
이정무,이명건,김세종,고형철,남상용,Lee, Jung Moo,Lee, Myeong Geon,Kim, Se Jong,Koh, Hyung Chul,Nam, Sang Yong 한국막학회 2015 멤브레인 Vol.25 No.3
새로운 구조를 가진 공중합체 폴리이미드를 이용하여 고투과, 고선택성 기체 분리막을 제조하였다. 기체투과도와 용해도를 높이기 위해 무수물인 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane과 두 종류의 아민인 2,4,6-Trimethyl-1,3-phenylenediamine과 4,4-Methylenedianiline을 사용하여 신규 폴리이미드를 합성하였다. Triethylamine과 Acetic anhydride를 사용하여 화학적 이미드화 방법으로 공중합체를 합성하였으며, 평균분자량은 100,000 g/mol 이상을 나타내었다. 합성된 고분자의 열적 특성을 분석을 하기 위해 시차주사열량계(DSC)와 열중량분석기(TGA)로 측정을 하였으며, 유리전이온도(Tg)는 $300^{\circ}C$, 열분해 온도는 $500^{\circ}C$가 넘는 뛰어난 내열성을 나타내었다. 기체투과도 특성은 time-lag 장비를 사용하였으며 그 결과, 일반적인 폴리이미드의 경우 대부분 기체투과도가 1 barrer 이하의 수치를 보이지만, 합성된 고분자의 경우 산소투과도 10.10 barrer과 산소/질소 선택도의 경우 5.3으로 고투과, 고선택도를 나타내어 기체 분리막 분야에 적용 가능성을 확인할 수 있었다. 합성된 고분자 중 기체투과특성이 더 우수한 공중합 폴리이미드를 사용하여 중공사를 제조하였고, 이를 이용하여 기체투과특성을 측정하였다. We synthesized novel polyimides with high gas permeability and selectivity for application of gas separation membrane. 2,2-bis(3,4-carboxylphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) and two kinds of amines with high permeability and solubility were used to prepare the novel polymide. 2,4,6-Trimethyl-1,3-phenylenediamine (DAM) was used to improve gas permeability and 4,4-Methylenedianiline was used to improve the gas selectivity respectively. The polyimide copolymers were synthesized by commercial chemical imidization method using Triethylamine and Acetic anhydride and their average molecular weights were over 100,000 g/mol. The glass temperature (Tg) and the thermal degradation temperature were characterized using differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The synthesized copolymers showed high Tg over $300^{\circ}C$ and high thermal degradation temperature over $500^{\circ}C$. The gas permeation properties were measured by time-lag equipment. Although general polyimides showed very low gas permeability, synthesized polyimide copolymer showed high $O_2$ permeability of 10.1 barrer with high $O_2/N_2$ selectivity around 5.3. From this result, we confirm that these membranes have possibility to apply to gas separation membrane.
알코올성 유기용매 재활용을 위한 나노여과막의 제조와 특성평가
김성헌,임광섭,김지현,고형철,남상용,Kim, Seong Heon,Im, Kwang Seop,Kim, Ji Hyeon,Koh, Hyung Chul,Nam, Sang Yong 한국막학회 2021 멤브레인 Vol.31 No.3
알코올성 용제를 재활용할 수 있는 목적의 유기용제나노여과막(OSN)을 내용제성이 우수한 폴리벤지다졸 고분자를 이용하여 비용매 유도 상분리법을 이용하여 제조하였다. 제조한 나노여과막의 모폴로지와 투과특성을 조절하기 위하여 도프 용액의 농도와 물과 에탄올의 혼합용액인 응고액의 조성을 변화시키면서 제조하였다. α,α'-dibromo-p-xylene (DBX)을 이용하여 가교한 폴리벤지미다졸 분리막은 유기용제나노여과막으로 사용하기에 충분한 기계적 강도와 내용제성을 갖는 것을 확인하였다. 물로만 이루어진 응고조에서 도프용액의 농도가 20%이상인 분리막을 제조하는 경우에 분자량 696.66 g/mol을 가지는 콩고레드에 대한 제거율은 90% 이상을 나타내었고, 투과도는 5 bar의 압력에서 22.5 LMH/bar를 나타내었다. 응고액 조성에 대한 연구를 통해서 응고액 중의 에탄올 농도가 증가할수록 에탄올의 투과도가 증가하는 것을 확인하였다. The organic solvent robust polybenzimidazole (PBI) membranes were prepared as organic solvent nanofiltration (OSN) membrane for the recycling of alcoholic solvents using non-solvent induced phase separation with different dope solution concentration and coagulant composition of water/ethanol mixtures to control the membrane morphology and permeation performance. Investigation on crosslinking of polybenzimidazole indicated that the membrane crosslinked with dibromoxylene (DBX) had enough mechanical strength and solvent resistance to be applied as a OSN membranes. The crosslinked PBI membrane prepared by more than 20wt% dope concentration coagulated in water showed a rejection of > 90% to Congo Red (MW of 696.66 g/mol) while pure ethanol permeances was more than 22.5 LMH/bar at 5 bar. Investigation on coagulant composition indicated that ethanol permeance through crosslinked PBI OSN membrane increased with increasing of ethanol concentration in water/ethanol mixture coagulants.