KR100308525B1 - Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes - Google Patents

Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes Download PDF

Info

Publication number
KR100308525B1
KR100308525B1 KR1019990015269A KR19990015269A KR100308525B1 KR 100308525 B1 KR100308525 B1 KR 100308525B1 KR 1019990015269 A KR1019990015269 A KR 1019990015269A KR 19990015269 A KR19990015269 A KR 19990015269A KR 100308525 B1 KR100308525 B1 KR 100308525B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer
membrane
separation membrane
polyamide
perfluoroalkyl
Prior art date
Application number
KR1019990015269A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20000067455A (en
Inventor
이수복
김동권
김정훈
최영국
박인준
이광원
장봉준
Original Assignee
김충섭
한국화학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김충섭, 한국화학연구원 filed Critical 김충섭
Priority to KR1019990015269A priority Critical patent/KR100308525B1/en
Publication of KR20000067455A publication Critical patent/KR20000067455A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100308525B1 publication Critical patent/KR100308525B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/452Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing nitrogen-containing sequences
    • C08G77/455Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing nitrogen-containing sequences containing polyamide, polyesteramide or polyimide sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 과불소알킬함유 고분자분리막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과불소알킬함유 다이아민과 다이카르복시산 유도체를 중합시켜 얻은 과불소알킬함유 고분자를 이용하여 제조된 것으로 기체분리, 투과증발, 한외여과, 정밀여과, 역삼투 등의 일반적인 막분리 공정에 적용되어 우수한 분리능을 나타내게 되는 고분자분리막에 관한 것이다.The present invention relates to a perfluoroalkyl-containing polymer separation membrane, and more particularly, gas separation, pervaporation, ultrafiltration prepared using a perfluorinated alkyl-containing polymer obtained by polymerizing a perfluoroalkyl-containing diamine and a dicarboxylic acid derivative. The present invention relates to a polymer separation membrane exhibiting excellent separation performance by being applied to general membrane separation processes such as microfiltration, reverse filtration, and the like.

Description

과불소알킬함유 고분자분리막{Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes}Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes

본 발명은 과불소알킬함유 고분자분리막에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과불소알킬함유 다이아민과 다이카르복시산 유도체를 중합시켜 얻은 과불소알킬함유 고분자를 이용하여 제조된 것으로 기체분리, 투과증발, 한외여과, 정밀여과, 역삼투 등의 일반적인 막분리 공정에 적용되어 우수한 분리능을 나타내게 되는 고분자분리막에 관한 것이다.The present invention relates to a perfluoroalkyl-containing polymer separation membrane, and more particularly, gas separation, pervaporation, ultrafiltration prepared using a perfluorinated alkyl-containing polymer obtained by polymerizing a perfluoroalkyl-containing diamine and a dicarboxylic acid derivative. The present invention relates to a polymer separation membrane exhibiting excellent separation performance by being applied to general membrane separation processes such as microfiltration, reverse filtration, and the like.

현재 상용화되어 있는 기체분리 및 투과증발막의 고분자 소재로는 폴리설폰, 셀룰로즈아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플로라이드 등이 있다. 이들 막은 소재에 따라 다양한 분리성능을 보여주고 있으나 대체로 투과속도가 크면 선택도가 작고, 반대로 선택도가 크면 투과속도가 작은 분리성능을 나타게 된다. '이상적인 분리막'이라 함은 투과속도와 선택도가 모두 큰 분리막이라 할 수 있는 바, 이에 분리막을 연구하는 연구자들은 이상적인 분리막의 개발을 목표로 새로운 분리막 소재 탐색 연구를 활발하게 수행하고 있다.Polymer materials for gas separation and pervaporation membranes that are currently commercialized include polysulfone, cellulose acetate, polycarbonate, polyamide, polyimide, and polyvinylidene fluoride. These membranes show various separation performances depending on the materials. However, when the permeation rate is large, the selectivity is small. On the contrary, when the selectivity is large, the separation performance is small. 'Ideal membrane' can be regarded as a membrane having both high permeation rate and selectivity. Therefore, researchers studying the membrane are actively searching for new membrane materials with the goal of developing an ideal membrane.

가령, 3,3',4,4'-다이페닐테트라카르복시산 이무수물과 다이아민을 이용하여 얻은 폴리이미드 분리막[미국특허 제4,378,400호]은 산소의 투과속도가 0.47 barrers(10-10cm3(STP)/(cm3·s·cmHg))이고, 질소에 대한 산소의 선택도가 11 정도로서 선택도에 비해 투과속도를 만족할 만한 수준이 못된다.For example, a polyimide membrane obtained by using 3,3 ', 4,4'-diphenyltetracarboxylic dianhydride and diamine [US Pat. No. 4,378,400] has an oxygen permeation rate of 0.47 barrers (10 -10 cm 3 ( STP) / (cm 3 · cm · gHg)), and the selectivity of oxygen to nitrogen is about 11, which does not satisfy the permeation rate compared to the selectivity.

최근에는 CF3-기를 함유한 6FDA(hexafluoro dianhydride) 폴리이미드 분리막에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 6FDA 폴리이미드 분리막은 기존 분리막에 비교하여 투과속도와 선택도가 모두 우수하고 분리성능이 탁월한 것으로 되어 있다[Hoehnet. al., 미국특허 제3,899,309호(듀퐁사), 1975; J. J. Chiouet. al., 미국특허 제5,286,280호(훽스트사), 1994; 일본특허출원 평7-236822호(대일본잉크), 1995; M. Kenji, 유럽특허공개 제0 509 260 A1호(닛또 덴꼬사), 1992]. 6FDA 폴리이미드 분리막의 경우, 이산화탄소에 대하여 10∼30 barrers의 투과속도를 보이며, 이산화탄소의 질소에 대한 선택도()는 20∼60을 보이고 있다. 이처럼, 6FDA 폴리이미드 분리막의 분리성능은 기존의 분리막 소재중에서 분리성능이 가장 높지만, 보다 경제적인 분리막공정을 확보하기 위해서는 분리성능이 더욱 우수한 분리막이 요구된다. 6FDA 폴리이미드 분리막의 분리성능이 우수한 이유에 대해서는 여러 가지로 설명하고 있으나, 아직 확실하게 밝혀지지 않았으며 단지 6FDA에 함유된 CF3-기 때문이라고 추정하고 있다. 불소그룹은 고분자의 표면에너지를 낮추므로 고분자의 응집에너지를 낮추어 비자유부피를 증가시키고, 또한 이산화탄소에 대한 특별한 상호작용을 가지고 있어 용해도가 높은 것으로알려졌다. 따라서, 불소가 다수 도입된 고불소알킬기를 가진 폴리아마이드와 폴리이미드의 경우 뛰어난 이산화탄소 분리특성을 보일 것이 기대된다.Recently, studies on 6FDA (hexafluoro dianhydride) polyimide membrane containing CF 3 -group have been actively conducted. The 6FDA polyimide membrane has excellent permeation rate and selectivity and excellent separation performance compared to conventional membranes. Hoehn et. al. , US Pat. No. 3,899,309 (Dupont), 1975; JJ Chiou et. al ., U.S. Patent No. 5,286,280 to Hoechst, 1994; Japanese Patent Application No. Hei 7-236822 (Japanese ink), 1995; M. Kenji, European Patent Publication No. 0 509 260 A1 (Nitto Denkosa), 1992]. In the case of 6FDA polyimide membrane, the permeation rate of 10 to 30 barrers for carbon dioxide is shown, and the selectivity for carbon dioxide to nitrogen ( ) Shows 20 to 60. As described above, the separation performance of the 6FDA polyimide membrane is the highest separation performance of existing membrane materials, but in order to secure a more economical separation membrane process, a separation membrane having better separation performance is required. The reason why the 6FDA polyimide separator is superior in the separation performance has been explained in various ways, but it is not clear yet, and it is presumed that it is only CF 3 − contained in 6FDA. Since fluorine group lowers the surface energy of the polymer, it lowers the cohesive energy of the polymer, thereby increasing the non-free volume, and also has a special interaction with carbon dioxide. Therefore, it is expected that the polyamide and polyimide having a high fluorine alkyl group in which fluorine is introduced exhibits excellent carbon dioxide separation characteristics.

한편, 투과증발 분리용 분리막으로는 물과 유기화합물의 혼합물로부터 물을 선택적으로 투과시키는 폴리비닐알콜계 분리막과, 유기혼합물을 선택적으로 투과시키는 실리콘계 분리막이 상용화되어 있다. 그러나, 이들 분리막들은 응용분야가 폭넓지 못하고 제한적일 뿐만 아니라 경제성을 향상시키기 위해서 대폭적인 분리성능의 향상이 요구된다. 특히, 유기혼합물을 선택적으로 투과시키는 실리콘계 투과증발 분리막은 염소화합물의 선택적 분리에 효율적이라고 할 수 있지만, 다른 유기화합물 분리에는 적합하지 않다. 또한 자체적으로 강도가 나빠 복합막의 형태로 가공을 하여야 하는 바, 이러한 경우 박막의 두께가 두꺼워지는 단점을 가지고 있다. 따라서, 유기화합물을 선택적으로 분리할 수 있는 분리성능이 탁월하면서도 기계적 강도가 우수하고 가공성이 양호한 소수성 투과증발 분리막의 개발이 절실하게 요구되고 있다. 이 경우 벌키하면서도 낮은 표면에너지를 가진 소수성그룹인 불소그룹을 폴리이미드나 폴리아마이드에 도입하는 방법은 물에 대한 용해도를 낮추고 유기용매에 대한 용해도를 증가시킬 수 있고 확장된 비자유부피로 인해 유기용매에 대한 확산저항을 줄일 수 있으므로 이러한 물속의 유기용매의 투과증발법에 의한 분리에 좋은 결과를 보일 것으로 기대된다.On the other hand, as a permeation separation membrane, a polyvinyl alcohol separator for selectively permeating water from a mixture of water and an organic compound and a silicon separator for selectively permeating the organic mixture are commercially available. However, these separators are not only widely limited and limited in application fields, but also require significant improvement in separation performance in order to improve economics. In particular, the silicon-based pervaporation separator which selectively permeates the organic mixture is efficient for the selective separation of chlorine compounds, but is not suitable for the separation of other organic compounds. In addition, since the strength itself is poor to be processed in the form of a composite film, in this case has a disadvantage that the thickness of the thin film. Therefore, there is an urgent need for the development of a hydrophobic pervaporation separation membrane having excellent separation performance capable of selectively separating organic compounds, excellent mechanical strength, and good processability. In this case, the introduction of a fluorine group, which is a bulky, low surface energy hydrophobic group, into polyimide or polyamide can lower the solubility in water and increase the solubility in organic solvents, It can be expected to show good results for separation by pervaporation of organic solvents in water because it can reduce the diffusion resistance.

한편, 한외여과 분리막, 정밀여과 분리막 및 역삼투 분리막 소재로는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리설폰, 셀룰로즈아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타아크릴레이트, 테트라풀루오로에틸렌, 폴리비닐리덴풀루오라이드 등의 고분자가 주로 사용되고 있다. 그러나, 이들 소재의 대부분은 친수성이어서 물을 선택적으로 투과시키는 막분리에는 적합하나, 소수성 용매에 친수성 용질이 섞여 있는 혼합물에서 친수성 용질을 선택적으로 분리하는 데에는 적합하지 않다. 일반적으로, 액체혼합물로부터 분리 및 제거하고자 하는 용질이 친수성이고, 이 용질을 용해시키고 있는 용매가 상대적으로 소수성인 혼합물을 한외여과, 정밀여과 및 역삼투 등의 막분리에 의해서 분리하고자 하는 경우에는 용매를 선택적으로 투과시킬 수 있는 소수성 분리막이 보다 적합하다. 이러한 예로서, 폴리테트라풀루오로에틸렌과 폴리비닐리덴풀루오라이드 분리막이 상용화되어 있는데, 이들은 임계표면장력이 18∼30 dynes/cm인 대표적인 소수성 분리막으로 분류되지만 더욱 큰 소수성이 요구되는 분리에는 적합하지 않거나 투과속도가 너무 작아 분리성능이 만족할만한 수준이 못되어 이의 성능개선이 요구되기도 한다. 현재 막소재로서 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 테프론 등을 사용하고 있지만, 다양한 기공을 가진 막으로 가공성이 나쁘거나 제조가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 따라서 다양한 형태 및 기공의 크기조절이 용이한 소수성인 재질의 개발이 요망된다.On the other hand, the ultrafiltration membrane, the microfiltration membrane and the reverse osmosis membrane material include polyamide, polyimide, polysulfone, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, tetrafluorofluoroethylene, polyvinylidene pullolu Polymers, such as a ride, are mainly used. However, most of these materials are hydrophilic and suitable for membrane separation that selectively permeates water, but are not suitable for selective separation of hydrophilic solutes in mixtures in which hydrophilic solutes are mixed with hydrophobic solvents. Generally, a solvent in which the solute to be separated and removed from the liquid mixture is hydrophilic and the solvent dissolving the solute is relatively hydrophobic is to be separated by membrane separation such as ultrafiltration, microfiltration and reverse osmosis. Hydrophobic separators that can selectively permeate are more suitable. As an example, polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride membranes are commercially available, which are classified as representative hydrophobic membranes having a critical surface tension of 18 to 30 dynes / cm, but suitable for separations requiring greater hydrophobicity. Otherwise, the permeation rate is so small that the separation performance is not satisfactory and the performance improvement is required. Currently, polyethylene, polypropylene, Teflon, etc. are used as the membrane material, but the membrane having various pores has a disadvantage of poor processability or high manufacturing cost. Therefore, it is desirable to develop a hydrophobic material that is easy to control various shapes and sizes of pores.

본 발명자들은 상기한 바와 같은 종래의 분리막의 단점을 개선시킬 수 있는 여러가지 방안을 면밀히 검토하였다. 그 결과, 표면에너지가 낮고 벌키한 과불소화알킬기를 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드공중합체, 폴리이미드공중합체 그리고 폴리이미드-아마이드 공중합체에 도입하는 방법을 통해 직접 분리막을만들거나, 다른 고분자 또는 무기재료에 첨가 또는 혼합하여 분리막을 만들거나, 다른 고분자 또는 무기재료 지지층 위에 아주 얇은 층으로 코팅하여 활성층을 형성하는 복합분리막을 만들면, 기체분리막과 투과증발 분리막의 경우에는 투과속도와 선택도를 동시에 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 한외여과, 정밀여과 및 역삼투 등의 분리막의 경우에는 분리막의 소수성을 임의대로 조절 가능하며 투과속도를 현저하게 향상시킬 수 있다는 것을 알게됨으로써 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors carefully examined various ways to improve the disadvantages of the conventional separator as described above. As a result, low-energy, bulky perfluorinated alkyl groups can be introduced directly into polyamides, polyimides, polyamide copolymers, polyimide copolymers, and polyimide-amide copolymers, or other polymers or When the membrane is added to or mixed with an inorganic material to form a membrane, or a composite membrane is formed by coating a very thin layer on a support layer of another polymer or inorganic material to form an active layer, the gas permeation membrane and the pervaporation membrane simultaneously have the same permeation rate and selectivity. The present invention has been completed by recognizing that the separation membranes such as ultrafiltration, microfiltration, and reverse osmosis can be arbitrarily improved and the permeation rate can be significantly improved.

따라서, 본 발명에서는 기체분리용 분리막으로 현재까지 분리성능이 가장 우수한 것으로 알려져 있는 6FDA 폴리이미드 분리막 보다 분리성능이 우수한 기체분리막을 제시하고, 오염된 물속의 유기화합물 또는 유기용매를 선택적으로 분리할 수 있는 가공성이 우수하면서도 기계적 강도가 우수한 동시에 분리성능이 탁월한 투과증발 분리막을 제시하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides a gas separation membrane having better separation performance than the 6FDA polyimide separation membrane, which is known to have the best separation performance to date as a gas separation membrane, and can selectively separate organic compounds or organic solvents in contaminated water. The purpose of the present invention is to provide a permeable evaporation membrane having excellent processability and excellent mechanical strength and excellent separation performance.

또한, 본 발명에서는 분리 및 제거하고자 하는 용질이 친수성이고 이 용질을 용해시키는 용매가 상대적으로 소수성인 액체혼합물을 분리하는데 적합한 소수성 한외여과 분리막, 정밀여과 분리막 및 역삼투 분리막 등을 제시하는데도 또다른 목적이 있다.In addition, the present invention also provides a hydrophobic ultrafiltration membrane, a microfiltration membrane and a reverse osmosis membrane suitable for separating a liquid mixture in which the solute to be separated and removed is hydrophilic and the solvent dissolving the solute is relatively hydrophobic. There is this.

본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민과 동일 당량수의 다이아실클로라이드, 다이안하이드라이드, 다이설포닐클로라이드, 다이에시드 및 모노에시드-모노안하이드라이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 다이카르복시산 유도체가 축중합되어 있는 과불소알킬함유 고분자를 그 특징으로 한다.The present invention is one or two selected from the same equivalent number of diacyl chloride, dianhydride, disulfonyl chloride, dieside and monoacid-monoanhydride and the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by the following formula (1) The perfluoroalkyl containing polymer to which the above-mentioned dicarboxylic acid derivative is polycondensed is characterized.

상기 화학식 1에서 : Rf는 C(W1W2W3)(CF2)n(X1)m(X2)-로 표시될 수 있으며, 이때 W1, W2및 W3는 각각 수소원자, 불소원자, 염소원자 또는 CF3를 나타내고; X1는 CONR 또는 SO2NR를 나타내며, 이때 R은 수소원자 또는 C1∼C5의 알킬기를 나타내고; X2는 OH 또는 OCOCH3로 치환 또는 비치환된 C1∼C10의 알킬렌기를 나타내고; n는 2∼20의 정수이고; m은 0 또는 1을 나타낸다.In Chemical Formula 1, R f may be represented by C (W 1 W 2 W 3 ) (CF 2 ) n (X 1) m (X 2) —, wherein W 1 , W 2 and W 3 are each a hydrogen atom, Fluorine atom, chlorine atom or CF 3 ; X 1 represents CONR or SO 2 NR, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group of C 1 to C 5 ; X2 represents a C 1 to C 10 alkylene group unsubstituted or substituted with OH or OCOCH 3 ; n is an integer from 2 to 20; m represents 0 or 1.

또한, 본 발명은 상기한 고분자를 소재로 사용하여 제조된 고분자분리막을 포함한다.In addition, the present invention includes a polymer separation membrane prepared using the above-described polymer as a material.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명은 다양한 특성을 가진 과불소알킬기를 함유한 다이아민과 다이카르복시산 유도체를 축중합하여 제조된 고분자와 이의 제조방법, 그리고 이러한 고분자 소재를 이용하여 제조된 것으로 투과특성이 아주 뛰어나고 소수성을 가지는 고분자분리막과 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention is a polymer prepared by condensation polymerization of a diamine and a dicarboxylic acid derivative containing a perfluorinated alkyl group having various properties, and a method for preparing the same, and a polymer separation membrane having excellent permeability and hydrophobicity. It relates to a method for producing the same.

본 발명에 따른 분리막 소재용 고분자의 제조과정에 대하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the manufacturing process of the polymer for separator material according to the present invention will be described in detail.

다음 반응식 1은 본 발명이 사용하는 과불소알킬함유 다이아민의 제조과정을 나타낸 것이다.Scheme 1 below shows a process for preparing a perfluorinated alkyl-containing diamine used in the present invention.

먼저, 상기 화학식 2로 표시되는 다이니트로벤조일 클로라이드(DNBC)와 다양한 특성의 과불소알킬함유 알콜(RfOH)을 에스테르화 반응하여 상기 화학식 4로 표시되는 화합물을 얻은 후, 이를 Fe금속 촉매하에 나이트로환원반응을 통해 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민을 제조한다.First, a dinitrobenzoyl chloride represented by Chemical Formula 2 (DNBC) and a perfluoroalkyl-containing alcohol (R f OH) having various properties are esterified to obtain a compound represented by Chemical Formula 4, and then, under a Fe metal catalyst Through a nitro reduction reaction to prepare a perfluorinated alkyl-containing diamine represented by the formula (1).

상기 반응식 1에서 사용되는 과불소알킬함유 알콜(RfOH)의 구조는 최종적으로 제조되는 고분자분리막의 투과특성을 결정하는 데 있어 주요 요인으로 작용한다. 이에, 본 발명에서는 과불소알킬함유 알콜(RfOH)으로서 다음 화학식 3으로 표시되는 화합물을 선택 사용한다.The structure of the perfluorinated alkyl-containing alcohol (R f OH) used in Scheme 1 serves as a major factor in determining the permeation characteristics of the finally prepared polymer membrane. Therefore, in the present invention, a compound represented by the following formula (3) is selected and used as perfluoroalkyl-containing alcohol (R f OH).

상기 화학식 3에서 : W1, W2및 W3는 각각 수소원자, 불소원자, 염소원자 또는 CF3를 나타내고; X1는 CONR 또는 SO2NR를 나타내며, 이때 R은 수소원자 또는 C1∼C5의 알킬기를 나타내고; X2는 OH 또는 OCOCH3로 치환 또는 비치환된 C1∼C10의 알킬렌기를 나타내고; n는 2∼20의 정수이고; m은 0 또는 1을 나타낸다.In Chemical Formula 3, W 1 , W 2 and W 3 each represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom or CF 3 ; X 1 represents CONR or SO 2 NR, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group of C 1 to C 5 ; X2 represents a C 1 to C 10 alkylene group unsubstituted or substituted with OH or OCOCH 3 ; n is an integer from 2 to 20; m represents 0 or 1.

상기 화학식 3으로 표시되는 과불소알킬함유 알콜의 구체적인 예를 들면 아래와 같다: CF3(CF2)8CONH(CH2)2OH, CF2Cl(CF2)(CF2)7CH2OH, C(F2H)(CF2)9CH2OH, C(F2Cl)(CF2)10CH2OH, CF3(CF2)7CH2CH(OH)CH2OH, CF3(CF2)4CH2CH(OH)CH2OH, CF3(CF2)4CH2OH, CF3(CF2)6(CH2)2OH, CF3(CF2)6CH2OH, CF3(CF2)7(CH2)2OH, (CF3)2CF(CF2)3(CH2)OH, CF3(CF2)7SO2N(C3H7)(CH2)2OH, CF3(CF2)7(CH2)4OH, CF3(CF2)7SO2N(CH3)(CH2)2OH, CF3(CF2)8CONH(CH2)2OH, (CF3)2CF(CF2)6(CH2)3OH, (CF3)2CF(CF2)6CH2CH(COOCH3)OH, (CF3)2CF(CF2)6CH2CH(OH)CH2OH, CF3(CF2)6(CH2)2OH, CF3(CF2)8(CH2)2OH.Specific examples of the perfluoroalkyl-containing alcohol represented by Chemical Formula 3 are as follows: CF 3 (CF 2 ) 8 CONH (CH 2 ) 2 OH, CF 2 Cl (CF 2 ) (CF 2 ) 7 CH 2 OH, C (F 2 H) (CF 2 ) 9 CH 2 OH, C (F 2 Cl) (CF 2 ) 10 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 CH 2 CH (OH) CH 2 OH, CF 3 ( CF 2 ) 4 CH 2 CH (OH) CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 4 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 6 CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 2 OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 3 (CH 2 ) OH, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (C 3 H 7 ) (CH 2 ) 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 (CH 2 ) 4 OH, CF 3 (CF 2 ) 7 SO 2 N (CH 3 ) (CH 2 ) 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 8 CONH (CH 2 ) 2 OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 3 OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (COOCH 3 ) OH, (CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 6 CH 2 CH (OH) CH 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 6 (CH 2 ) 2 OH, CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OH.

상기 화학식 3으로 표시되는 과불소알킬함유 알콜은 한 종류의 단량체 단일물질을 사용할 수도 있으며, 또는 여러 종류의 단량체가 혼합된 혼합물질을 사용할 수도 있다.The perfluorinated alkyl-containing alcohol represented by Chemical Formula 3 may use one kind of monomer homogeneous material, or may use a mixture of several kinds of monomers.

한편, 본 발명에서는 이상의 방법에 의해 제조된 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민을 다이카르복시산 유도체와 축중합하여 다음 화학식 5a또는 화학식 5b로 표시되는 고분자를 제조한다.On the other hand, in the present invention by condensation polymerization of the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by the formula (1) with a dicarboxylic acid derivative prepared by the above method to produce a polymer represented by the following formula (5a) or (5b).

상기 화학식에서 : Rf는 상기에서 정의한 바와 같고, Ar은 다이카르복시산 유도체에 의해 결정된다.In the formula: R f is as defined above and Ar is determined by a dicarboxylic acid derivative.

상기 화학식 5a 또는 5b로 표시되는 고분자는 중합반응에 사용된 다이아민과 다이카르복시산 유도체의 종류 및 사용량에 따라 단일 중합체 또는 공중합체로 제조되거나, 또는 아마이드 또는 이미드 형태로 제조된다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민과 단일 종류의 다이카르복시산 유도체를 중합하여 폴리아마이드 또는 폴리이미드로 제조하거나, 또는 두 종류 이상의 다이카르복시산 유도체를 중합하여 폴리이미드공중합체, 폴리아마이드공중합체,폴리아마이드-이미드공중합체를 제조할 수도 있다.The polymer represented by Chemical Formula 5a or 5b may be prepared as a single polymer or a copolymer, or in the form of an amide or imide depending on the type and amount of diamine and dicarboxylic acid derivative used in the polymerization reaction. That is, the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by the general formula (1) and a single type of dicarboxylic acid derivative are polymerized to prepare a polyamide or polyimide, or two or more types of dicarboxylic acid derivatives are polymerized to form a polyimide copolymer and a polyamide. Copolymers, polyamide-imide copolymers may also be prepared.

본 발명의 막소재로 사용되는 고분자의 제조과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the manufacturing process of the polymer used as a membrane material of the present invention in more detail.

상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민 1 당량과 같은 당량수의 다이카르복시산 유도체를 극성유기용매에서 공지의 축중합법과 동일한 방법으로 중합한다. 이때, 극성유기용매로는 N,N-다이메틸포름아마이드(DMF), N,N-다이메틸아세트아마이드(DMAc), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP), 다이메틸설폭사이드(DMSO), 테트라하이드로푸란(THF) 등을 사용한다.The dicarboxylic acid derivative having the same number of dicarboxylic acid derivatives as the equivalent of 1 equivalent of the perfluoroalkyl-containing diamine represented by Chemical Formula 1 is polymerized in the same manner as the known condensation polymerization method in a polar organic solvent. At this time, as the polar organic solvent, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO ), Tetrahydrofuran (THF) and the like.

본 발명에 따른 축중합반응에서 사용되는 다이카르복시산으로는 다이아실클로라이드류, 다이안하이드라이드류, 다이설포닐클로라이드류, 다이에시드류, 모노에시드-모노안하이드라이드류 등 중에서 선택된 동종 또는 이종의 것이 사용된다.The dicarboxylic acid used in the polycondensation reaction according to the present invention may be selected from the group consisting of diacyl chlorides, dianhydrides, disulfonyl chlorides, diesides, and monoacid-monoanhydrides. Is used.

다아아실클로라이드류로는 방향족과 지방족 모두 사용될 수 있으며, 방향족 다이아실클로라이드로서 예를 들면 테레프탈로일클로라이드, 아이소프탈로일클로라이드 등을 사용할 수 있고, 지방족 다이아실클로라이드로서 예를 들면 옥살릭클로라이드, 말로닉클로라이드, 숙시닉클로라이드, 아디포일클로라이드 등을 사용할 수 있다. 분리막의 특성과 반응성 및 가격면에서 다아아실클로라이드류로는 테레프탈로일클로라이드 또는 아이소프탈로일클로라이드 등과 같이 벤젠링이 1∼2개 정도 들어있는 것이 보다 바람직하다. 다이안하이드라이드로는 피로멜리틱 다이안하이드라이드(PMDA), 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복시릭 다이안하이드라이드(BTDA), 옥시다이프탈릭 다이안하이드라이드(ODPA), 헥사풀루오로아이소프로필리덴다이프탈릭 다이안하이드라이드(6FDA), 바이페닐테트라카르복시릭 다이안하이드라이드(BPDA) 중에서 선택된 것을 사용하는 것이다. 다이설포닐 클로라이드류로는 방향족과 지방족 모두 사용될 수 있으며, 방향족 다이설포닐 클로라이드의 경우 1,4-벤젠다이설포닐클로라이드와 그 이성질체가 제조가격이 저렴하여 가장 좋다. 다이에시드류로는 상기한 바와 같은 다이아실클로라이드와 내부구조가 동일한 것이 가격면에서 가장 좋다. 모노에시드-모노아실클로라이드류로는 트리멜리틱안하이드라이드가 가장 바람직하다.As the diacyl chlorides, both aromatic and aliphatic may be used, and as aromatic diacyl chloride, for example, terephthaloyl chloride, isophthaloyl chloride, etc. may be used, and as aliphatic diacyl chloride, for example, oxalic chloride, Malonic chloride, succinic chloride, adipoyl chloride and the like can be used. In terms of characteristics, reactivity, and price of the membrane, as the diacyl chloride, it is more preferable that 1-2 benzene rings are contained, such as terephthaloyl chloride or isophthaloyl chloride. Dianehydrides include pyromellitic dianhydrides (PMDA), 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydrides (BTDA), oxydiphthalic dianhydrides (ODPA), hexaful Luoroisopropylidene diphthalic dianhydride (6FDA) and biphenyl tetracarboxylic dianhydride (BPDA) are used. As disulfonyl chlorides, both aromatic and aliphatic may be used. In the case of aromatic disulfonyl chloride, 1,4-benzenedisulfonyl chloride and its isomers are the best because of the low manufacturing cost. As the diesides, those having the same internal structure as the above-described diacyl chloride are the best in terms of price. As monoacid-monoacyl chloride, trimellitic anhydride is most preferable.

또한, 상기 축중합반응을 수행함에 있어 분리막 적용 시스템에 요구되는 특성 조절이 용이하도록 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민에 불소가 치환되지 않은 다이아민류를 혼합하여 사용할 수 있는 바, 투과성을 고려하면 불소가 치환되지 않은 다이아민류는 상기 화학식 1로 표시되는 실록산다이아민에 대하여 80 중량% 미만의 범위내에서 함유시키도록 한다. 과불소알킬함유 다이아민과 함께 사용될 수 있는 다이아민류로는 방향족과 지방족 모두 사용될 수 있으며, 그 중에서도 방향족 다이아민으로서 예를 들면 m-페닐렌다이아민, p-페닐렌다이아민, 다이아미노벤조산, 다이아미노설폰산, 메틸렌다이아닐린, 1,3,5-트리메틸-2,6-페틸렌다이아민, 옥시디아닐린, i-프로필리덴다이아닐린 등이 가격면에서 바람직하다.In addition, in performing the condensation polymerization reaction, a perfluorinated alkyl-containing diamine represented by Chemical Formula 1 may be mixed with diamines having no fluorine substitution so as to easily control properties required for a membrane application system. In consideration of the above, the fluorine-substituted diamines may be contained within a range of less than 80% by weight relative to the siloxanediamine represented by the formula (1). Diamines that can be used together with perfluoroalkyl-containing diamines can be used both aromatic and aliphatic. Among them, as aromatic diamines, for example, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, diaminobenzoic acid, Diaminosulfonic acid, methylenedianiline, 1,3,5-trimethyl-2,6-petylenediamine, oxydianiline, i-propylidenedianiline and the like are preferable in terms of price.

한편, 본 발명은 이상의 축중합반응에 의해 제조된 상기 화학식 5a 또는 5b로 표시되는 고분자를 이용한 고분자분리막을 포함한다. 본 발명에 따른 고분자분리막은 상기 화학식 5a 또는 5b로 표시되는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드공중합체, 폴리이미드공중합체, 폴리아미이드-이미드공중합체를 분리막 소재로 하나이상 사용하여 직접 분리막을 제조하거나, 또는 다른 고분자 또는 알루미나, 실리카 등의 무기재료나 알루미늄, 철 등의 금속파우더에 혼합 또는 첨가하여 분리막을 제조하거나, 또는 다른 고분자 또는 세라믹 지지층 위에 아주 얇은 층으로 코팅하여 과불소화알킬기가 표면에 배향된 박막의 활성층을 형성하여 복합분리막을 만들 수 있다. 공중합체를 활성층 소재로 사용하는 경우에도 과불소화알킬기 함유 단중합체나 공중합 단량체의 함량과 종류를 변화시켜 임계표면장력과 과불소화알킬기 측쇄 구조를 적용하고자 하는 분리시스템에 맞도록 최적화할 수 있다. 한편, 본 발명에 따른 고분자를 직접 이용하여 분리막을 만들거나 복합막의 활성층의 제조에 이용하는 경우에는 고분자의 수평균 분자량은 5,000∼100,000 범위가 적합하고, 다른 고분자 또는 무기재료에 혼합하거나 첨가하여 분리막을 만드는 경우에는 수평균 분자량이 1,0000∼100,000 범위가 적합하다.On the other hand, the present invention includes a polymer separation membrane using a polymer represented by the above formula 5a or 5b prepared by the above condensation polymerization. Polymer membrane according to the present invention is a direct separation membrane using at least one polyamide, polyimide, polyamide copolymer, polyimide copolymer, polyamide-imide copolymer represented by the formula (5a or 5b) as the membrane material The separator may be prepared by mixing or adding to another polymer or inorganic material such as alumina or silica, or to a metal powder such as aluminum or iron, or by coating a very thin layer on another polymer or ceramic support layer to surface the perfluoroalkyl group. The composite separator may be formed by forming an active layer of an oriented thin film. Even when the copolymer is used as an active layer material, the content and type of the perfluoroalkyl group-containing homopolymer or the copolymer monomer may be changed to optimize the critical surface tension and the separation system to which the perfluoroalkyl group side chain structure is to be applied. On the other hand, in the case of making a membrane using the polymer according to the present invention or in the preparation of the active layer of the composite membrane, the number average molecular weight of the polymer is preferably in the range of 5,000 to 100,000, and the membrane is mixed or added to other polymers or inorganic materials. When making, the number average molecular weights are suitable for the range of 1,0000-100,000.

본 발명에 따른 고분자분리막 제조시에 함께 사용될 수 있는 고분자는 종래에 분리막 소재로서 상용되고 있는 것으로서 예를 들면 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리설폰, 셀룰로즈아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타아크릴레이트, 테트라풀루오로에틸렌, 폴리비닐리덴풀루오라이드 등이 있다. 이 경우에는 소량의 과불소화알킬기를 가진 고분자를 사용하여도 함께 사용된 상용 고분자의 임계표면장력이 매우 낮으므로(소수성이 크므로) 대부분의 과불소화알킬기가 분리막 최외각 표면에 배향하여 소량 사용하여도 탁월한 표면개질 효과를 얻을 수 있다.The polymer that can be used together in the preparation of the polymer membrane according to the present invention is conventionally used as a separator material, for example, polyamide, polyimide, polysulfone, cellulose acetate, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, Tetrafluorofluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and the like. In this case, even if a polymer having a small amount of perfluorinated alkyl group is used, the critical surface tension of the commercially used polymer is very low (since large hydrophobicity), so that most of the perfluorinated alkyl group is oriented on the outermost surface of the separator and used in small amounts. Excellent surface modification effect can also be obtained.

본 발명에서 제조된 고분자분리막은 비대칭형 또는 복합막 형태로 제조 가능하며, 적용하고자 하는 분리시시템에 적합하도록 평판형, 튜브형, 중공사형 또는 나권형 분리막으로 제조 가능하다. 또한, 종래의 상전이법을 이용하여 분리막의 기공크기를 조절하여 적용하고자 하는 분리대상에 적합한 형태의 기체분리막, 투과증발분리막, 정밀여과분리막, 한외여과분리막, 역삼투분리막 등으로 제조하여 여러 가지 용도로 사용할 수 있다. 복합분리막 제조를 위한 코팅 방법은 스프레이코팅, 용액침적코팅 또는 스핀코팅 등의 종래의 방법을 사용할 수 있다.The polymer separation membrane prepared in the present invention may be manufactured in the form of asymmetric or composite membrane, and may be manufactured as a flat plate, tube type, hollow fiber type or spiral wound type membrane to be suitable for the separation system to be applied. In addition, by using a conventional phase transition method to prepare a variety of uses, such as gas separation membrane, permeation evaporation membrane, microfiltration membrane, ultrafiltration membrane, reverse osmosis membrane, etc. Can be used as The coating method for manufacturing a composite separator may use a conventional method such as spray coating, solution deposition coating or spin coating.

이로써 본 발명에 따른 고분자분리막을 적용하는 기체분리, 투과증발, 정밀여과, 한외여과 또는 역삼투 등의 막분리공정은 기존의 분리막으로 달성할 수 없는 분리성능을 나타내거나 기존 공정의 단점을 획기적으로 개선하게 된다. 특히, 기체분리에서는 현재까지 가장 우수한 분리성능을 나타내는 것으로 알려져 있는 6FDA 폴리이미드 분리막보다 여러 가지 기체혼합물에 대하여 투과속도와 선택도가 동시에 획기적으로 향상되는 결과를 나타낸다.Thus, membrane separation processes such as gas separation, pervaporation, microfiltration, ultrafiltration, or reverse osmosis, which apply the polymer separation membrane according to the present invention, exhibit separation performance that cannot be achieved with conventional membranes or breakthrough disadvantages of existing processes. Will improve. In particular, in gas separation, permeation rate and selectivity of the various gas mixtures are significantly improved at the same time than the 6FDA polyimide membrane, which is known to have the best separation performance.

한편, 본 발명에 따른 고분자분리막을 제조함에 있어 상기 화학식 3으로 표시되는 과불소알킬함유 알콜의 선택 사용에 따라 다양한 특성의 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민을 제조할 수 있고, 이에 따라 제조되는 고분자분리막의 투과특성을 조절할 수 있다. 이러한 효과는 다이카르복시산 유도체의 다양한 선택 사용에 의해서도 충분히 가능하다. 또한, 축중합반응시에 상기 화학식 3으로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민과 불소가 치환되지 않은 다이아민류의 함량과 종류를 변화시킴으로써, 또는 다이아실 클로라이드와 다이안하이드라이드를 동시에 사용하면서 이들의 비를 조절함으로써, 제조된 막소재의 비자유부피및 표면에너지, 기계적 강도, 용해도 등을 자유로이 조절할 수 있고, 이로써 기체분리 및 투과증발의 투과특성 등 적용하고자 하는 분리시스템에 맞도록 최적화할 수 있는 장점이 있다.Meanwhile, in the preparation of the polymer separation membrane according to the present invention, the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by Formula 1 may be prepared according to the selective use of the perfluorinated alkyl-containing alcohol represented by Formula 3 above, It is possible to control the permeation characteristics of the polymer membrane prepared according to. This effect is also fully possible by the various selected uses of dicarboxylic acid derivatives. In addition, by changing the content and type of the diamines perfluoroalkyl-containing diamine and fluorine unsubstituted during the polycondensation reaction, or using both diacyl chloride and dianhydride simultaneously By controlling, the non-free volume and surface energy, mechanical strength, solubility, etc. of the prepared membrane material can be freely adjusted, thereby optimizing for the separation system to be applied such as permeation characteristics of gas separation and pervaporation. There is this.

특히, 투과증발분리의 경우에도 물속의 휘발성 유기화합물(VOC)을 선택적으로 분리할 수 있는 분리성능이 탁월한 소수성 분리막의 제조가 가능하다. 또한, 한외여과, 정밀여과 및 역삼투 분리의 경우에도 소수성 용매에 친수성 용질이 섞여 있는 혼합물에서 친수성 용질을 선택적으로 분리하는데 기계적 강도 및 투과특성에 적합한 표면특성을 가진 기존 분리막보다 소수성용매의 투과속도가 대폭 향상될 수 있는 소수성 분리막의 제조가 가능하다. 이들을 다른 기존의 막소재와 혼합하여 중공사의 형태나 복합막의 형태로 가공시킬 경우 그 특성은 더욱 우수해질 수 있다.In particular, even in the case of pervaporation separation, it is possible to prepare a hydrophobic separator having excellent separation performance capable of selectively separating volatile organic compounds (VOC) in water. In addition, ultrafiltration, microfiltration, and reverse osmosis separation selectively separates hydrophilic solutes from mixtures containing hydrophilic solutes in hydrophobic solvents.The permeation rate of hydrophobic solvents is higher than that of conventional membranes having surface properties suitable for mechanical strength and permeability. It is possible to produce a hydrophobic separator which can be greatly improved. When these are mixed with other existing membrane materials and processed into the form of hollow yarns or composite membranes, their properties can be further improved.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 고분자분리막은 저표면에너지를 가진 가공성이 우수하고 기계적 강도가 뛰어난 불소계 소재의 기체분리막으로서 CO2/N2, CO2/CH4, CO/H2, O2,/N2, CH4/N2, CO2/H2, 기체중의 수증기, 또는 공기속의 휘발성 유기물질(VOC) 제거 등에 사용되어서는 종래의 분리막보다 투과속도와 선택도가 동시에 획기적으로 향상되는 결과를 나타내었고, 또한, 물속에 용해되어 있는 휘발성 유기물질(VOC) 분리, 탄화수소 또는 유기물질내에 소량 함유되어 있는 물 또는 친수성 물질 분리, 또는 기름 또는 탄화수소와 물의 분산 또는 유화 혼합물의 분리 등에 사용되어 우수한 분리성능을 나타내므로 투과증발분리막, 증기투과막,정밀여과분리막, 한외여과분리막, 또는 역삼투분리막 등으로도 유용하다.As described above, the polymer membrane according to the present invention is a gas separation membrane of a fluorine-based material having excellent processability and excellent mechanical strength with low surface energy, such as CO 2 / N 2 , CO 2 / CH 4 , CO / H 2 , O 2 , / N 2 , CH 4 / N 2 , CO 2 / H 2 , water vapor in the gas, or volatile organic substances (VOC) in the air, etc. can be used to remove permeation rate and selectivity Improved volatile organic substances (VOC) dissolved in water, hydrocarbons or water or hydrophilic substances contained in small amounts, or oil or hydrocarbon and water dispersions or emulsion mixtures. It is also useful as a permeation separator, steam permeation membrane, microfiltration membrane, ultrafiltration membrane, or reverse osmosis membrane.

본 발명에 따른 고분자는 측쇄로서 과불소 알킬기가 치환되어 있는 바, 소수성이 강한 과불소알킬기는 표면에너지가 낮은 공기측으로 배향하려는 경향이 아주 강하여 과불소알킬기의 함유량에 따라 다소 차이는 있지만 그 표면에너지가 아주 낮아 15∼30 dynes/cm 정도의 낮은 임계표면장력을 보이고, 물에 대한 접촉각이 90∼120°으로 매우 크며, 소수성 물질인 다이오도메탄(Diiodomethane)에 대해서도 66∼100°의 접촉각을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 고분자분리막의 친수성과 소수성의 임의 조절이 가능한 바, 예컨대 고분자 제조시에 사용되는 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민의 사용량에 따라 최종적으로 제조되는 고분자분리막의 친수성과 소수성을 임의로 조절 할 수 있다.Since the polymer according to the present invention has a perfluorinated alkyl group substituted as a side chain, the hydrophobic perfluorinated alkyl group has a strong tendency to be oriented toward the air side with low surface energy, which is somewhat different depending on the content of the perfluorinated alkyl group. Is very low, shows a low critical surface tension of about 15 to 30 dynes / cm, a very large contact angle to water of 90 to 120 °, and a contact angle of 66 to 100 ° for hydrophobic diodomethane. . In addition, the hydrophilicity and hydrophobicity of the polymer membrane according to the present invention can be arbitrarily controlled, for example, the hydrophilicity of the polymer membrane finally prepared according to the amount of perfluorinated alkyl-containing diamine represented by Chemical Formula 1 used in preparing the polymer. Hydrophobicity can be arbitrarily adjusted.

한편, 본 발명에 따른 과불소알킬함유 고분자는 과불소화알킬기 측쇄의 부피가 상대적으로 매우 크고 측쇄에 있는 불소의 반데르발스(van der Waals) 부피가 매우 크다. 따라서, 본 발명에 따른 과불소알킬함유 고분자의 충진밀도(packing density)는 다른 고분자에 비하여 상대적으로 아주 낮을 것으로 추정된다. 이러한 낮은 충진밀도로 인하여 제조된 고분자분리막의 기체 및 소수성 증기, 소수성 액체의 투과속도가 대폭 향상될 수 있다. 아울러, 과불소화알킬기 구조 내에 포함된 다수의 불소로부터 기인되는 정전기적인 상호작용에 의하여 기체별 친화도가 달라질 수 있으며, 이로 인하여 특정의 기체혼합물에 대해서는 선택도의 대폭적인 향상을 기대할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 과불소알킬함유 고분자로 이루어진 고분자분리막은 특정 기체혼합물과 액체혼합물에 대하여선택도과 투과속도의 획기적인 동반 상승을 기대할 수 있다.On the other hand, the perfluorinated alkyl-containing polymer according to the present invention has a relatively large volume of the perfluoroalkyl group side chain and a very large van der Waals volume of fluorine in the side chain. Therefore, the packing density of the perfluorinated alkyl-containing polymer according to the present invention is estimated to be relatively low compared to other polymers. Due to such a low packing density, the permeation rate of the gas, hydrophobic vapor, and hydrophobic liquid of the prepared polymer membrane can be greatly improved. In addition, the affinity for each gas may vary due to electrostatic interactions resulting from a plurality of fluorine atoms in the perfluorinated alkyl group structure, and thus, a specific improvement in selectivity may be expected for a specific gas mixture. Therefore, the polymer separation membrane made of a perfluoroalkyl-containing polymer according to the present invention can be expected to be accompanied by a significant increase in selectivity and permeation rate for a specific gas mixture and liquid mixture.

이와 같은 본 발명은 다음의 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Such a present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited thereto.

실시예 1 : 퍼풀루오로알킬에틸-3,5-다이니트로벤조에이트(PFDNB)의 합성Example 1 Synthesis of Perfuluroalkylethyl-3,5-dinitrobenzoate (PFDNB)

질소기체 유입관, 교반기 및 드롭핑 펀넬이 장착된 250 ㎖ 3구 플라스크를 얼음중탕에 담근다음, 여기에 다이니트로벤조일클로라이드(DNBC; 10 g, 0.047 mol)가 메틸렌 클로라이드 94 ㎖에 녹아 있는 용액을 넣고 상온에서 격렬하게 교반하였다.A 250 ml three necked flask equipped with a nitrogen gas inlet tube, agitator and dropping funnel was immersed in an ice bath, followed by a solution of dinitrobenzoyl chloride (DNBC; 10 g, 0.047 mol) dissolved in 94 ml of methylene chloride. The mixture was stirred vigorously at room temperature.

별도의 용기에서 퍼풀루오로알킬에탄올(PFOH : CF3(CF2)8CONH(CH2)2OH, 0.056 mol, 1.2 eqv.)과 트리에틸아민(TEA; 0.066 mol, 1.4 eqv.)을 메틸렌 클로라이드 113 ㎖에 따로 녹였다. 그런 다음, 상기한 DNBC 용액을 질소가스 분위기속에 격렬히 교반하면서 드롭핑 펀넬을 통하여 PFOH 반응용액을 1시간 동안 투입하였다. 추가로 2시간을 교반한 후 생성물을 500 ㎖ 분액깔대기에서 NaHCO3수용액(100 ㎖×3)으로 세척한 다음, 진공하에서 PFDNB을 건조하였다. 그런 다음 헥산/에틸아세테이트(10/1, v/v)로 세척하여 여분의 PFA를 세척한 후, 건조하여 생성물을 얻었다(수율 99.9%). 그리고, 에틸 아세테이트/헥산에서 재결정하였다(수율 73.2%).In a separate vessel, methylene perfluorofluoroalkylethanol (PFOH: CF 3 (CF 2 ) 8 CONH (CH 2 ) 2 OH, 0.056 mol, 1.2 eqv.) And triethylamine (TEA; 0.066 mol, 1.4 eqv.) Dissolved separately in 113 mL of chloride. Thereafter, the above-described DNBC solution was added to the PFOH reaction solution for 1 hour through a dropping funnel while vigorously stirring in a nitrogen gas atmosphere. After stirring for an additional 2 hours the product was washed with an aqueous NaHCO 3 solution (100 mL × 3) in a 500 mL separatory funnel and then dried PFDNB under vacuum. Then washed with hexane / ethyl acetate (10/1, v / v) to wash the excess PFA, then dried to give the product (yield 99.9%). And recrystallized from ethyl acetate / hexane (73.2% yield).

생성물의 구조와 순도는1H-NMR,13C-NMR, FTIR, Mass, 기체 크로마토그래피에 의해 확인하였다. IR(KBr)로 확인한 결과 3094 ㎝-1(C=C-H str., aromatic), 1736 ㎝-1(C=O str., ester), 1629 ㎝-1(C=C str., aromatic), 1545 ㎝-1(C-N str., NO2), 1350 ㎝-1(C-N str., NO2)에서 특징적인 피크가 확인되었다.The structure and purity of the product were confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, FTIR, Mass, gas chromatography. IR (KBr) confirmed 3094 cm -1 (C = CH str., Aromatic), 1736 cm -1 (C = O str., Ester), 1629 cm -1 (C = C str., Aromatic), 1545 Characteristic peaks were identified at cm −1 (CN str., NO 2 ), 1350 cm −1 (CN str., NO 2 ).

실시예 2 : 퍼풀루오로알킬에틸 3,5-다이아미노벤조에이트(PFDAB)의 합성Example 2 Synthesis of Perfuluroalkylethyl 3,5-Diaminobenzoate (PFDAB)

환류 냉각기, 교반기, 질소기체 유입관이 장착된 500 ㎖의 3구 플라스크에 상기 실시예 1에서 제조한 PFDNB(22 g, 0.0394 mol)과 빙초산(120 ㎖) 및 물(8 ㎖)을 투입하고 격렬하게 교반하면서 Fe 금속분말(100 mesh; 26 g, 0.4654 mol)을 0.5시간 동안 5회에 걸쳐 투입하였으며, 반응물의 온도는 25℃로 유지하였다. Fe 금속분말을 첨가하는 동안의 반응은 발열반응이므로 간헐적인 냉각(물중탕)이 필요하다. Fe 금속분말의 입자크기가 100 mesh를 넘으면 반응이 격렬해지는 문제가 있으면 이점 유의하여야 한다. Fe 금속분말이 모두 투입된 후 부가적으로 2시간을 유지하였다. 불균일한 생성물은 에틸아세테이트로 추출한 다음 셀라이트를 사용하여 여과하였다. 여과물은 물과 NaHCO3수용액으로 3회 세척한 다음 진공하에서 건조하였다. PFDAB 잔사는 에틸아세테이트/헥산에서 재결정하였다(11.10 g, 수율 56.6%).Into a 500 ml three-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, and a nitrogen gas inlet tube, PFDNB (22 g, 0.0394 mol) prepared in Example 1, glacial acetic acid (120 ml) and water (8 ml) were charged and heated. Fe metal powder (100 mesh; 26 g, 0.4654 mol) was added five times for 0.5 hour while stirring, and the temperature of the reactant was maintained at 25 ° C. The reaction during the addition of the Fe metal powder is exothermic and thus requires intermittent cooling (water bath). If the particle size of the Fe metal powder exceeds 100 mesh, there is a problem that the reaction becomes violent. After all of the Fe metal powder was added to maintain an additional 2 hours. The heterogeneous product was extracted with ethyl acetate and then filtered using celite. The filtrate was washed three times with water and aqueous NaHCO 3 solution and then dried under vacuum. PFDAB residue was recrystallized from ethyl acetate / hexanes (11.10 g, yield 56.6%).

제조한 PFDAB의 구조 및 순도 특성은1H-NMR,13C-NMR, FTIR, Mass, 기체 크로마토그래피에 의해 확인하였다. 그 결과 계산된 분자량(498.24)과 Mass 실험결과(498)는 잘 일치하였다. IR(KBr)의 측정결과 3455와 3357 ㎝-1(N-H str. amine), 1736 ㎝-1( C=O str. ester), 1366 ㎝-1(C-N str. amine)에서 특징적인 피크가 관찰되었다.The structure and purity characteristics of the prepared PFDAB were confirmed by 1 H-NMR, 13 C-NMR, FTIR, Mass, gas chromatography. As a result, the calculated molecular weight (498.24) and the Mass test result (498) were in good agreement. IR (KBr) measurements showed characteristic peaks at 3455 and 3357 cm -1 (NH str. Amine), 1736 cm -1 (C = O str. Ester), and 1366 cm -1 (CN str. Amine). .

실시예 3 : 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)의 합성Example 3 Synthesis of Perfluoroalkyl-containing Diamines (PFDAB)

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 과불소알킬함유 알콜(PFOH)을 이용하여 상기 실시예 1 및 2와 동일한 과정을 수행하여 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)을 합성하였다.Next, the perfluoroalkyl-containing diamine (PFDAB) was synthesized by performing the same procedure as in Examples 1 and 2 using a perfluoroalkyl-containing alcohol (PFOH) as shown in Table 1 below.

상기 시험결과 최종적으로 제조된 과불소화알킬함유 다이아민의 계산된 분자량들과 Mass 실험결과는 잘 일치하였다. 또한, 제조된 모든 과불소화알킬함유 다이아민들의 IR(KBr)의 측정결과 3455와 3357 ㎝-1(N-H str. amine), 1736 ㎝-1(C=O str. ester), 1366 ㎝-1(C-N str. amine)에서 특징적인 피크들이 관찰되었다.The test results were in good agreement with the calculated molecular weights of the finally prepared perfluorinated alkyl-containing diamine. In addition, the IR (KBr) of all the perfluorinated alkyl-containing diamines prepared was 3455 and 3357 cm -1 (NH str. Amine), 1736 cm -1 (C = O str. Ester), 1366 cm -1 ( CN str.amine) showed characteristic peaks.

실시예 4 : 폴리이미드의 제조Example 4 Preparation of Polyimide

환류 냉각기, 교반기, 질소기체 유입관 및 온도계가 장착된 50 ㎖의 4구 플라스크에 상기 실시예 3에서 제조한 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)을 각각 1-메틸-2-피롤리디논(30 ㎖)에 녹인 다음, 동일 당량의 헥사풀루오로다이안하이드라이드(6FDA)을 넣고 교반하였다. 이때 고체의 함량은 15 중량%로 조절하였다. 이 용액을 2시간 이상 교반하면 점도가 높은 폴리아믹 에시드 용액을 제조하였다. 제조된 폴리아믹 에시드 용액을 190 ℃로 승온한 후 24시간 유지하여 투명한 폴리이미드 용액을 제조하였다. 용해성 폴리이미드의 경우 균일화기(homogenizer)를 사용하여 물속에서 고운 분말상태로 침전을 시킨 후 메탄올 세척 및 건조하여 폴리이미드를 제조하였다.In a 50 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, 1-methyl-2-pyrrolidinone (30) was prepared in each of the perfluoroalkyl-containing diamines (PFDAB) prepared in Example 3. Ml), and then added the same amount of hexafulurodian hydride (6FDA) and stirred. At this time, the content of the solid was adjusted to 15% by weight. When the solution was stirred for 2 hours or more, a high viscosity polyamic acid solution was prepared. The prepared polyamic acid solution was heated to 190 ℃ and maintained for 24 hours to prepare a transparent polyimide solution. In the case of soluble polyimide, polyimide was prepared by precipitating fine powder in water using a homogenizer and washing and drying with methanol.

실시예 4-1 : 폴리이미드 분리막의 제조Example 4-1 Preparation of Polyimide Membrane

상기에서 제조한 폴리이미드를 테트라하이드로퓨란(THF)에 10 중량%로 녹이고, 이 용액을 유리판 위에 예정된 두께로 제막하였다. 유리판을 상온에서 6시간 동안 진공속에서 건조한 다음, 진공 조건으로 80 ℃에서 12시간, 150 ℃에서 1시간, 250 ℃에서 1시간 동안 유지한 후 곧 바로 냉각시켰다. 제조된 폴리이미드 분리막을 떼어 일정크기로 절단하여 실험에 사용하였다.The polyimide prepared above was dissolved in tetrahydrofuran (THF) at 10% by weight, and the solution was formed into a predetermined thickness on a glass plate. The glass plate was dried in vacuo for 6 hours at room temperature, and then cooled immediately after holding at 80 ° C. for 12 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 250 ° C. for 1 hour. The prepared polyimide membrane was removed and cut to a predetermined size to be used in the experiment.

제조된 과불소알킬함유 폴리이미드 분리막을 이용하여 CO2/N2혼합가스를 투과실험한 결과는 다음 표 2에 나타내었다.The results of permeation of the CO 2 / N 2 mixed gas using the prepared perfluorinated alkyl-containing polyimide membrane are shown in Table 2 below.

실시예 4-2 : 폴리이미드 중공사막의 제조Example 4-2 Preparation of Polyimide Hollow Fiber Membrane

상기에서 제조한 폴리이미드를 테트라하이드로퓨란(THF)에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 프로피오닉 에시드를 폴리이미드에 대하여 1/2 양으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 제조된 고분자 용액을 이중관형 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 50 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10cc/min, 5 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.3 ㎜, 외경 0.6 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다. 제작된 중공사막의 성능은 다음 표 3에 나타내었다.The polyimide prepared above was dissolved in tetrahydrofuran (THF) at 15% by weight, and a pore-forming agent, propionic acid, was added in an amount of 1/2 to the polyimide to obtain a polymer solution. The prepared polymer solution was spun through a double tube spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 50 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 5 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.3 mm, an outer diameter of 0.6 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm. The performance of the manufactured hollow fiber membrane is shown in Table 3 below.

상기에서 제작한 중공사막에 대한 투과증발용 분리실험을 수행하기 위하여, 트리클로로에틸렌이 1000 ppm 함유된 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였으며, 그 결과는 다음 표 4에 나타내었다.In order to perform the separation experiment for pervaporation of the hollow fiber membrane prepared above, 10 -3 Torr was applied at 25 ° C using an aqueous solution containing 1000 ppm of trichloroethylene, and the results are shown in Table 4 below. .

실시예 4-3 : 폴리이미드 한외여과용 분리막의 제조Example 4-3 Preparation of Membrane for Polyimide Ultrafiltration

한외여과용 분리막은 다음과 같은 방법에 의하여 평판형과 중공사형으로 각각 제작하였다.Ultrafiltration membranes were manufactured in the form of flat plate and hollow fiber by the following method.

상기에서 제조한 폴리이미드를 테트라하이드로퓨란에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 폴리에틸렌글리콜을 폴리이미드에 대하여 동량으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다.The polyimide prepared above was dissolved in tetrahydrofuran at 15% by weight, and polyethylene glycol as a pore-forming agent was added to the polyimide in the same amount to obtain a polymer solution.

평판형으로 제작하기 위해서는 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃이하의 물에서 1시간 침적하여 고형화하였다.In order to produce a flat plate, a non-woven fabric was cast with a doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by immersion in water at 4 ° C. or lower for 1 hour.

중공사형으로 제작하기 위해서는 캐스팅 전의 고분자 용액을 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 30 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 7 cc/min, 10 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.5 ㎜, 외경 1.0 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다.In order to manufacture the hollow fiber type, the polymer solution before casting was spun through a spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 30 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 7 cc / min and 10 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.5 mm, an outer diameter of 1.0 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm.

상기에서 제작한 평판형과 중공사형 막의 성능 평가실험은 5000 ppm의 물이 1∼10 ㎛ 크기로 분산되어 있는 케로젠(kerosene)에 대하여 25℃에서 1 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 5에 나타내었다.The performance evaluation experiments of the plate and hollow fiber membranes prepared above were carried out under a pressure of 1 kgf / cm 2 at 25 ° C. for kerosene in which 5000 ppm of water was dispersed in a size of 1 to 10 μm. The results are shown in Table 5 below.

실시예 4-4 : 폴리이미드 역삼투용 분리막의 제조Example 4-4 Preparation of Separator for Polyimide Reverse Osmosis

상기에서 제조한 폴리이미드를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 팽윤제로서 리튬클로라이드(LiCl)를 용제에 대하여 10%에 해당하는 양을 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 고분자 용액을 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액에서 1시간 침적하여 고형화하였다. 침적이 끝난 후에 90℃의 물에서 15분간 열처리를 하였다.The polyimide prepared above was dissolved in a dimethylacetamide / tetrahydrofuran mixed solution at 15% by weight, and lithium chloride (LiCl) as a swelling agent was added in an amount equivalent to 10% with respect to the solvent to prepare a polymer solution. Got it. The polymer solution was cast on a polyester nonwoven fabric with a Doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by dipping for 1 hour in a water / ethanol mixed solution below 4 ° C. After deposition, heat treatment was performed for 15 minutes in water at 90 ° C.

이와 같은 방법으로 제막된 비대칭구조의 평막의 성능 평가실험은 5%의 물이 SLS(Sodium lauryl sulfate)와 세틸알콜 계면활성제의 혼합물(물양의 10%)에 의하여 0.001∼0.1 ㎛의 미세한 크기의 입자로 n-도데칸(n-dodecane)에 유화된 W/O 마이크로에멀젼에 대하여 25℃ 및 40 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 6에 나타내었다.Evaluation of the performance of the asymmetrical flat film formed in this way was performed by 5% of the water is fine particles of 0.001 ~ 0.1 ㎛ by the mixture of sodium lauryl sulfate (SLS) and cetyl alcohol surfactant (10% of the amount of water) W / O microemulsion emulsified in n-dodecane was carried out at 25 ℃ and the application pressure of 40 kgf / ㎠, the results are shown in Table 6.

실시예 5 : 폴리아마이드의 제조Example 5 Preparation of Polyamide

환류 냉각기, 교반기, 질소기체 유입관 및 온도계가 장착된 50 ㎖의 4구 플라스크에 상기 실시예 3에서 제조한 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)을 각각 1-메틸-2-피롤리디논(NMP; 30 ㎖)에 녹인 다음, 동일 당량의 테레프탈로일 클로라이드를 넣고 교반하였다. 이때 고체의 함량은 15 중량%로 조절하였다. 이 용액을 12시간 이상 교반하여 점도가 높은 폴리아마이드 용액을 제조하였다. 제조된 폴리아마이드 용액을 균일화기(homogenizer)를 사용하여 물속에서 고운 분말상태로 침전을 시킨 후 메탄올 세척 및 건조하여 폴리아마이드를 제조하였다.In a 50 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, each of 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) was prepared with the perfluoroalkyl-containing diamine (PFDAB) prepared in Example 3. 30 mL), and then added the same amount of terephthaloyl chloride and stirred. At this time, the content of the solid was adjusted to 15% by weight. The solution was stirred for at least 12 hours to prepare a high viscosity polyamide solution. The polyamide solution thus prepared was precipitated in a fine powder state in a water using a homogenizer, washed with methanol, and dried to prepare polyamide.

실시예 5-1 : 폴리아마이드 분리막의 제조Example 5-1 Preparation of Polyamide Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드를 1-메틸-2-피롤리디논(NMP)에 10 중량%로 녹이고, 이 용액을 유리판 위에 예정된 두께로 제막하였다. 유리판을 상온에서 6시간 동안 진공속에서 건조한 다음, 진공 조건으로 80 ℃에서 12시간, 150 ℃에서 1시간, 250 ℃에서 1시간 동안 유지한 후 곧 바로 냉각시켰다. 제조된 폴리아마이드 분리막을 떼어 일정크기로 절단하여 실험에 사용하였다.The polyamide prepared above was dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) at 10% by weight, and this solution was formed into a predetermined thickness on a glass plate. The glass plate was dried in vacuo for 6 hours at room temperature, and then cooled immediately after holding at 80 ° C. for 12 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 250 ° C. for 1 hour. The polyamide separator thus prepared was removed and cut into a predetermined size to be used in the experiment.

제조된 과불소알킬함유 폴리아마이드 분리막을 이용하여 CO2/N2혼합가스를 투과실험한 결과는 다음 표 7에 나타내었다.The results of permeation of the CO 2 / N 2 mixed gas using the prepared perfluorinated alkyl-containing polyamide separation membrane are shown in Table 7 below.

실시예 5-2 : 폴리아마이드 중공사막의 제조Example 5-2 Preparation of Polyamide Hollow Fiber Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드를 테트라하이드로퓨란(THF)에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 프로피오닉 에시드를 폴리아마이드에 대하여 1/2 양으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 제조된 고분자 용액을 이중관형 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 50 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10cc/min, 5 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.3 ㎜, 외경 0.6 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다. 제작된 중공사막의 성능은 다음 표 8에 나타내었다.The polyamide prepared above was dissolved in tetrahydrofuran (THF) at 15% by weight, and a pore-forming agent, propionic acid, was added in an amount of 1/2 to the polyamide to obtain a polymer solution. The prepared polymer solution was spun through a double tube spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 50 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 5 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.3 mm, an outer diameter of 0.6 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm. The performance of the manufactured hollow fiber membrane is shown in Table 8 below.

상기에서 제작한 중공사막에 대한 투과증발용 분리실험을 수행하기 위하여, 톨루엔이 500 ppm 함유된 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였으며, 그 결과는 다음 표 9에 나타내었다.In order to perform the separation experiment for pervaporation of the hollow fiber membrane prepared above, 10 −3 Torr was applied at 25 ° C. using an aqueous solution containing 500 ppm of toluene, and the results are shown in Table 9 below.

실시예 5-3 : 폴리아마이드 한외여과용 분리막의 제조Example 5-3 Preparation of Membranes for Polyamide Ultrafiltration

한외여과용 분리막은 다음과 같은 방법에 의하여 평판형과 중공사형으로 각각 제작하였다.Ultrafiltration membranes were manufactured in the form of flat plate and hollow fiber by the following method.

상기에서 제조한 폴리아마이드를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란(30/70, w/w)의 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 폴리에틸렌글리콜을 폴리아마이드에 대하여 동량으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다.The polyamide prepared above was dissolved in 15% by weight in a mixed solution of dimethylacetamide / tetrahydrofuran (30/70, w / w), and polyethylene glycol as a pore-forming agent was added in an equal amount to the polyamide. A polymer solution was obtained.

평판형으로 제작하기 위해서는 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃이하의 물에서 1시간 침적하여 고형화하였다.In order to produce a flat plate, a non-woven fabric was cast with a doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by immersion in water at 4 ° C. or lower for 1 hour.

중공사형으로 제작하기 위해서는 캐스팅 전의 고분자 용액을 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 30 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 15 cc/min, 10 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.5 ㎜, 외경 0.8 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다.In order to manufacture the hollow fiber type, the polymer solution before casting was spun through a spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 30 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 15 cc / min and 10 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.5 mm, an outer diameter of 0.8 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm.

상기에서 제작한 평판형과 중공사형 막의 성능 평가실험은 5000 ppm의 물이 1∼10 ㎛ 크기로 분산되어 있는 케로젠(kerosene)에 대하여 25℃에서 1 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 10에 나타내었다.The performance evaluation experiments of the plate and hollow fiber membranes prepared above were carried out under a pressure of 1 kgf / cm 2 at 25 ° C. for kerosene in which 5000 ppm of water was dispersed in a size of 1 to 10 μm. The results are shown in Table 10 below.

실시예 5-4 : 폴리아마이드 역삼투용 분리막의 제조Example 5-4 Preparation of Polyamide Reverse Osmosis Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 팽윤제로서 리튬클로라이드(LiCl)를 용제에 대하여 10%에 해당하는 양을 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 고분자 용액을 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액에서 1시간 침적하여 고형화하였다. 침적이 끝난 후에 90℃의 물에서 15분간 열처리를 하였다.The polyamide prepared above was dissolved in 15% by weight of dimethylacetamide / tetrahydrofuran mixed solution, and lithium chloride (LiCl) as a swelling agent was added in an amount corresponding to 10% of the solvent to prepare a polymer solution. Got it. The polymer solution was cast on a polyester nonwoven fabric with a Doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by dipping for 1 hour in a water / ethanol mixed solution below 4 ° C. After deposition, heat treatment was performed for 15 minutes in water at 90 ° C.

이와 같은 방법으로 제막된 비대칭구조의 평막의 성능 평가실험은 5%의 물이 SLS(Sodium lauryl sulfate)와 세틸알콜 계면활성제의 혼합물(물양의 10%)에 의하여 0.001∼0.1 ㎛의 미세한 크기의 입자로 n-도데칸(n-dodecane)에 유화된 W/O 마이크로에멀젼에 대하여 25℃ 및 40 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 11에 나타내었다.Evaluation of the performance of the asymmetrical flat film formed in this way was performed by 5% of the water is fine particles of 0.001 ~ 0.1 ㎛ by the mixture of sodium lauryl sulfate (SLS) and cetyl alcohol surfactant (10% of the amount of water) W / O microemulsion emulsified in n-dodecane was carried out at 25 ℃ and the application pressure of 40 kgf / ㎠, the results are shown in Table 11.

실시예 6 : 폴리이미드공중합체의 제조Example 6 Preparation of Polyimide Copolymer

승화법으로 정제한 1,3-페닐렌다이아민(p-PDA; 1.15 g)과 동일한 당량의 상기 실시예 3에서 제조한 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)을 50/50 중량비로 혼합하여 무수 1-메틸-2-피롤리디논(NMP; 6 cc)과 함께 반응기에 투입하여 용해하였다. 160℃로 48시간 진공 건조한 헥사풀루오로 다이안하이드라이드(6DFA)를 동일한 아민 당량만큼 반응기에 투입하여 반응시켰다. 반응은 상온 하에서 5시간 실시하여 중간체 폴리아믹 에시드(PAA)를 얻었다. 합성한 PAA용액에 아세트산 무수물과 피리딘을 각각 다이아민과 다이안하이드라이드에 대해 5 당량, 4 당량 투입하고 70℃에서 12시간 반응하여 용매에 용해 가능한 6DFA 폴리이미드공중합체를 얻었다. 6DFA 폴리이미드공중합체를 포함하는 용액을 메탄올(400 ㎖)에 침전시킨 후 여과하였다. 여과물을 2회 메탄올에 침전시켜 석출물을 얻었다. 석출물을 여과한 다음 160℃ 및 진공 하에서 24시간 건조하였다.The same amount as 1,3-phenylenediamine (p-PDA; 1.15 g) purified by sublimation was mixed with 50/50 weight ratio of difluorinated alkyl-containing diamine (PFDAB) prepared in Example 3. It was added to the reactor with 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP; 6 cc) and dissolved. Hexapulolo dianhydride (6DFA), vacuum dried at 160 ° C. for 48 hours, was charged into the reactor by the same amine equivalent and reacted. The reaction was carried out at room temperature for 5 hours to obtain an intermediate polyamic acid (PAA). 5 equivalents and 4 equivalents of acetic anhydride and pyridine were added to the synthesized PAA solution with respect to diamine and dianhydride, respectively, and reacted at 70 ° C. for 12 hours to obtain a 6DFA polyimide copolymer soluble in a solvent. The solution containing 6DFA polyimide copolymer was precipitated in methanol (400 mL) and filtered. The filtrate was precipitated twice in methanol to obtain a precipitate. The precipitate was filtered off and dried for 24 hours at 160 ° C. and vacuum.

실시예 6-1 : 폴리이미드공중합체 분리막Example 6-1 polyimide copolymer separation membrane

제조된 과불소알킬함유 폴리이미드공중합체 분리막을 이용하여 CO2/N2혼합가스를 투과실험한 결과는 다음 표 12에 나타내었다.The results of permeation of the CO 2 / N 2 mixed gas using the prepared perfluorinated alkyl-containing polyimide copolymer separation membrane are shown in Table 12 below.

실시예 6-2 : 기체분리용 폴리이미드공중합체 중공사막의 제조Example 6-2 Preparation of Polyimide Copolymer Hollow Fiber Membrane for Gas Separation

상기에서 제조한 폴리이미드공중합체를 테트라하이드로퓨란/아세톤(50/50, w/w)에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 프로피오닉 에시드를 폴리아마이드에 대하여 1/2 양으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 제조된 고분자 용액을 이중관형 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 50 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10 cc/min, 5 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.3 ㎜, 외경 0.6 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다. 제작된 중공사막의 성능은 다음 표 13에 나타내었다.The polyimide copolymer prepared above was dissolved in tetrahydrofuran / acetone (50/50, w / w) at 15% by weight, and a pore-forming agent, propionic acid, was added in an amount of 1/2 to the polyamide. A polymer solution was obtained. The prepared polymer solution was spun through a double tube spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 50 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 5 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.3 mm, an outer diameter of 0.6 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm. The performance of the manufactured hollow fiber membrane is shown in Table 13 below.

상기에서 제작한 중공사막에 대한 투과증발용 분리실험을 수행하기 위하여, 클로로포름이 2000 ppm 함유된 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였으며, 그 결과는 다음 표 14에 나타내었다.In order to perform the separation experiment for pervaporation of the hollow fiber membrane prepared above, 10 −3 Torr was applied at 25 ° C. using an aqueous solution containing 2000 ppm of chloroform, and the results are shown in Table 14 below.

실시예 6-3 : 폴리이미드공중합체 한외여과용 분리막의 제조Example 6-3 Preparation of Polyimide Copolymer Ultrafiltration Membranes

한외여과용 분리막은 다음과 같은 방법에 의하여 평판형과 중공사형으로 각각 제작하였다.Ultrafiltration membranes were manufactured in the form of flat plate and hollow fiber by the following method.

상기에서 제조한 폴리이미드공중합체를 테트라하이드로퓨란에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 폴리에틸렌글리콜을 폴리이미드공중합체에 대하여 동량으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다.The polyimide copolymer prepared above was dissolved in tetrahydrofuran at 15% by weight, and polyethylene glycol as a pore-forming agent was added to the polyimide copolymer in the same amount to obtain a polymer solution.

평판형으로 제작하기 위해서는 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃이하의 물에서 1시간 침적하여 고형화하였다.In order to produce a flat plate, a non-woven fabric was cast with a doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by immersion in water at 4 ° C. or lower for 1 hour.

중공사형으로 제작하기 위해서는 캐스팅 전의 고분자 용액을 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 30 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10 cc/min, 10 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.5 ㎜, 외경 0.8 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다.In order to manufacture the hollow fiber type, the polymer solution before casting was spun through a spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 30 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 10 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.5 mm, an outer diameter of 0.8 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm.

상기에서 제작한 평판형과 중공사형 막의 성능 평가실험은 5000 ppm의 물이 1∼10 ㎛ 크기로 분산되어 있는 케로젠(kerosene)에 대하여 25℃에서 1 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 15에 나타내었다.The performance evaluation experiments of the plate and hollow fiber membranes prepared above were carried out under a pressure of 1 kgf / cm 2 at 25 ° C. for kerosene in which 5000 ppm of water was dispersed in a size of 1 to 10 μm. The results are shown in Table 15 below.

실시예 6-4 : 폴리아마이드 역삼투용 분리막의 제조Example 6-4 Preparation of Polyamide Reverse Osmosis Membrane

상기에서 제조한 폴리이미드공중합체를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 팽윤제로서 리튬클로라이드(LiCl)를 용제에 대하여 10%에 해당하는 양을 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 고분자 용액을 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액에서 1시간 침적하여 고형화하였다. 침적이 끝난 후에 90℃의 물에서 15분간 열처리를 하였다.The polyimide copolymer prepared above was dissolved in 15% by weight of dimethylacetamide / tetrahydrofuran mixed solution, and lithium chloride (LiCl) as a swelling agent was added in an amount equivalent to 10% with respect to the solvent. A solution was obtained. The polymer solution was cast on a polyester nonwoven fabric with a Doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by dipping for 1 hour in a water / ethanol mixed solution below 4 ° C. After deposition, heat treatment was performed for 15 minutes in water at 90 ° C.

이와 같은 방법으로 제막된 비대칭구조의 평막의 성능 평가실험은 5%의 물이 SLS(Sodium lauryl sulfate)와 세틸알콜 계면활성제의 혼합물(물양의 10%)에 의하여 0.001∼0.1 ㎛의 미세한 크기의 입자로 n-도데칸(n-dodecane)에 유화된 W/O 마이크로에멀젼에 대하여 25℃ 및 40 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 16에 나타내었다.Evaluation of the performance of the asymmetrical flat film formed in this way was performed by 5% of the water is fine particles of 0.001 ~ 0.1 ㎛ by the mixture of sodium lauryl sulfate (SLS) and cetyl alcohol surfactant (10% of the amount of water) The W / O microemulsion emulsified in n-dodecane was carried out at 25 ° C. and 40 kgf / cm 2 application pressure, and the results are shown in Table 16 below.

실시예 7 : 폴리아마이드공중합체의 제조Example 7 Preparation of Polyamide Copolymer

환류 냉각기, 교반기, 질소기체 유입관 및 온도계가 장착된 50 ㎖의 4구 플라스크에 p-페닐렌다이아민과 상기 실시예 3에서 제조한 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)을 30/70 중량비로 넣고 1-메틸-2-피롤리디논(NMP; 30 ㎖)에 녹인 다음, 동일 당량의 아이소프탈로일 클로라이드를 넣고 교반하였다. 이때 고체의 함량은 15 중량%로 조절하였다. 이 용액을 12시간 이상 교반하여 점도가 높은 폴리아마이드 용액을 제조하였다. 제조된 폴리아마이드 용액을 균일화기(homogenizer)를 사용하여 물속에서 고운 분말상태로 침전을 시킨 후 메탄올 세척 및 건조하여 폴리아마이드공중합체를 제조하였다.In a 50 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, and a thermometer, p-phenylenediamine and the perfluorinated alkyl-containing diamine (PFDAB) prepared in Example 3 were added at a 30/70 weight ratio. The solution was dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP; 30 mL), and then an equivalent of isophthaloyl chloride was added thereto and stirred. At this time, the content of the solid was adjusted to 15% by weight. The solution was stirred for at least 12 hours to prepare a high viscosity polyamide solution. The polyamide solution thus prepared was precipitated in a fine powder state in a water using a homogenizer, washed with methanol, and dried to prepare a polyamide copolymer.

실시예 7-1 : 폴리아마이드공중합체 분리막의 제조Example 7-1 Preparation of Polyamide Copolymer Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드공중합체를 1-메틸-2-피롤리디논(NMP)에 10 중량%로 녹이고, 이 용액을 유리판 위에 예정된 두께로 제막하였다. 유리판을 상온에서 6시간 동안 진공속에서 건조한 다음, 진공 조건으로 80 ℃에서 12시간, 150 ℃에서 1시간, 250 ℃에서 1시간 동안 유지한 후 곧 바로 냉각시켰다. 제조된 폴리아마이드 분리막을 떼어 일정크기로 절단하여 실험에 사용하였다.The polyamide copolymer prepared above was dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) at 10% by weight, and the solution was formed into a predetermined thickness on a glass plate. The glass plate was dried in vacuo for 6 hours at room temperature, and then cooled immediately after holding at 80 ° C. for 12 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 250 ° C. for 1 hour. The polyamide separator thus prepared was removed and cut into a predetermined size to be used in the experiment.

제조된 과불소알킬함유 폴리아마이드공중합체 분리막을 이용하여 CO2/N2혼합가스를 투과실험한 결과는 다음 표 17에 나타내었다.The results of permeation of the CO 2 / N 2 mixed gas using the prepared perfluorinated alkyl-containing polyamide copolymer separation membrane are shown in Table 17 below.

실시예 7-2 : 폴리아마이드공중합체 중공사막의 제조Example 7-2 Preparation of Polyamide Copolymer Hollow Fiber Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드공중합체를 테트라하이드로퓨란/아세톤(70/30, w/w)의 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 프로피오닉 에시드를 폴리아마이드공중합체에 대하여 1/2 양으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 제조된 고분자 용액을 이중관형 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 50 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10 cc/min, 5 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.3 ㎜, 외경 0.6 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다. 제작된 중공사막의 성능은 다음 표 18에 나타내었다.The polyamide copolymer prepared above was dissolved in a mixed solution of tetrahydrofuran / acetone (70/30, w / w) at 15% by weight, and the poionic forming agent, propionic acid, was dissolved in 1 /% of the polyamide copolymer. It was added in 2 quantities to obtain a polymer solution. The prepared polymer solution was spun through a double tube spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 50 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 5 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.3 mm, an outer diameter of 0.6 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm. The performance of the manufactured hollow fiber membrane is shown in Table 18 below.

상기에서 제작한 중공사막에 대한 투과증발용 분리실험을 수행하기 위하여, 톨루엔이 500 ppm 함유된 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였으며, 그 결과는 다음 표 19에 나타내었다.In order to perform the separation experiment for pervaporation of the hollow fiber membrane prepared above, 10 -3 Torr was applied at 25 ° C using an aqueous solution containing 500 ppm of toluene, and the results are shown in Table 19 below.

실시예 7-3 : 폴리아마이드공중합체 한외여과용 분리막의 제조Example 7-3 Preparation of Polyamide Copolymer Ultrafiltration Separator

한외여과용 분리막은 다음과 같은 방법에 의하여 평판형과 중공사형으로 각각 제작하였다.Ultrafiltration membranes were manufactured in the form of flat plate and hollow fiber by the following method.

상기에서 제조한 폴리아마이드공중합체를 테트라하이드로퓨란에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 폴리에틸렌글리콜을 폴리아마이드에 대하여 동량으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다.The polyamide copolymer prepared above was dissolved in tetrahydrofuran at 15% by weight, and polyethylene glycol as a pore-forming agent was added to the polyamide in the same amount to obtain a polymer solution.

평판형으로 제작하기 위해서는 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃이하의 물에서 1시간 침적하여 고형화하였다.In order to produce a flat plate, a non-woven fabric was cast with a doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by immersion in water at 4 ° C. or lower for 1 hour.

중공사형으로 제작하기 위해서는 캐스팅 전의 고분자 용액을 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 30 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 15 cc/min, 10 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.5 ㎜, 외경 0.8 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다.In order to manufacture the hollow fiber type, the polymer solution before casting was spun through a spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 30 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 15 cc / min and 10 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.5 mm, an outer diameter of 0.8 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm.

상기에서 제작한 평판형과 중공사형 막의 성능 평가실험은 5000 ppm의 물이 1∼10 ㎛ 크기로 분산되어 있는 케로젠(kerosene)에 대하여 25℃에서 1 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 20에 나타내었다.The performance evaluation experiments of the plate and hollow fiber membranes prepared above were carried out under a pressure of 1 kgf / cm 2 at 25 ° C. for kerosene in which 5000 ppm of water was dispersed in a size of 1 to 10 μm. The results are shown in Table 20 below.

실시예 7-4 : 폴리아마이드공중합체 역삼투용 분리막의 제조Example 7-4 Preparation of Polyamide Copolymer Reverse Osmosis Membrane

상기에서 제조한 폴리아마이드를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 팽윤제로서 리튬클로라이드(LiCl)를 용제에 대하여 10%에 해당하는 양을 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 고분자 용액을 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액에서 1시간 침적하여 고형화하였다. 침적이 끝난 후에 90℃의 물에서 15분간 열처리를 하였다.The polyamide prepared above was dissolved in 15% by weight of dimethylacetamide / tetrahydrofuran mixed solution, and lithium chloride (LiCl) as a swelling agent was added in an amount corresponding to 10% of the solvent to prepare a polymer solution. Got it. The polymer solution was cast on a polyester nonwoven fabric with a Doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by dipping for 1 hour in a water / ethanol mixed solution below 4 ° C. After deposition, heat treatment was performed for 15 minutes in water at 90 ° C.

이와 같은 방법으로 제막된 비대칭구조의 평막의 성능 평가실험은 5%의 물이 SLS(Sodium lauryl sulfate)와 세틸알콜 계면활성제의 혼합물(물양의 10%)에 의하여 0.001∼0.1 ㎛의 미세한 크기의 입자로 n-도데칸(n-dodecane)에 유화된 W/O 마이크로에멀젼에 대하여 25℃ 및 40 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 21에 나타내었다.Evaluation of the performance of the asymmetrical flat film formed in this way was performed by 5% of the water is fine particles of 0.001 ~ 0.1 ㎛ by the mixture of sodium lauryl sulfate (SLS) and cetyl alcohol surfactant (10% of the amount of water) W / O microemulsion emulsified in n-dodecane was carried out at 25 ℃ and the application pressure of 40 kgf / ㎠, the results are shown in Table 21.

실시예 8 : 폴리아마이드-이미드공중합체의 제조Example 8 Preparation of Polyamide-Imid Copolymer

환류 냉각기, 교반기, 질소기체 유입관 및 온도계가 장착된 50 ㎖의 4구 플라스크에 과불소화알킬함유 다이아민(PFDAB)으로서 CF3(CF2)8(CH2)2OH를 넣고 1-메틸-2-피롤리디논(NMP; 30 ㎖)에 녹인 다음, 동일 당량의 PMDA, BTDA 및 ODPA 중에서 선택된 화합물 1종과 아이소프탈로일 클로라이드(IPC), 테레프탈로일클로라이드(TPC) 및 아디포일클로라이드(IDC) 중에서 선택된 다이에시드 단량체 1종을 넣고 교반하였다. 이때 고체의 함량은 15 중량%로 조절하였다. 이 용액을 12시간 이상 교반하여 점도가 높은 폴리아마이드-이미드 공중합체용액을 제조하였다. 제조된 폴리아마이드-이미드 공중합체용액을 균일화기(homogenizer)를 사용하여 물속에서 고운 분말상태로 침전을 시킨 후 메탄올 세척 및 건조하여 폴리아마이드-이미드공중합체를 제조하였다.In a 50 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, stirrer, nitrogen gas inlet tube and thermometer, CF 3 (CF 2 ) 8 (CH 2 ) 2 OH as a perfluoroalkyl diamine (PFDAB) was added 1-methyl- After dissolving in 2-pyrrolidinone (NMP; 30 ml), one compound selected from the same equivalent of PMDA, BTDA and ODPA, isophthaloyl chloride (IPC), terephthaloyl chloride (TPC) and adipoyl chloride ( 1 type of dieside monomer selected from IDC) was added and stirred. At this time, the content of the solid was adjusted to 15% by weight. The solution was stirred for at least 12 hours to prepare a high polyamide-imide copolymer solution. The polyamide-imide copolymer solution thus prepared was precipitated in a fine powder state in a water using a homogenizer, and then washed and dried in methanol to prepare a polyamide-imide copolymer.

실시예 8-1 : 폴리아마이드-이미드공중합체 분리막의 제조Example 8-1 Preparation of Polyamide-Imide Copolymer Separator

상기에서 제조한 폴리아마이드-이미드공중합체를 1-메틸-2-피롤리디논(NMP)에 10 중량%로 녹이고, 이 용액을 유리판 위에 예정된 두께로 제막하였다. 유리판을 상온에서 6시간 동안 진공속에서 건조한 다음, 진공 조건으로 80 ℃에서 12시간, 150 ℃에서 1시간, 250 ℃에서 1시간 동안 유지한 후 곧 바로 냉각시켰다. 제조된 폴리아마이드-이미드공중합체 분리막을 떼어 일정크기로 절단하여 실험에 사용하였다.The polyamide-imide copolymer prepared above was dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) at 10% by weight, and the solution was formed into a predetermined thickness on a glass plate. The glass plate was dried in vacuo for 6 hours at room temperature, and then cooled immediately after holding at 80 ° C. for 12 hours, at 150 ° C. for 1 hour, and at 250 ° C. for 1 hour. The prepared polyamide-imide copolymer separation membrane was removed and cut into a predetermined size to be used in the experiment.

제조된 과불소알킬함유 폴리아마이드-이미드공중합체 분리막을 이용하여 CO2/N2혼합가스를 투과실험한 결과는 다음 표 22에 나타내었다.The results of permeation of the CO 2 / N 2 mixed gas using the prepared perfluorinated alkyl-containing polyamide-imide copolymer separation membrane are shown in Table 22 below.

실시예 8-2 : 기체분리용 폴리아마이드공중합체 중공사막의 제조Example 8-2 Preparation of Polyamide Copolymer Hollow Fiber Membrane for Gas Separation

상기에서 제조한 폴리아마이드-이미드공중합체를 테트라하이드로퓨란/아세톤(70/30, w/w)의 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 프로피오닉 에시드를 폴리아마이드-이미드공중합체에 대하여 1/2 양으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 제조된 고분자 용액을 이중관형 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 50 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 10 cc/min, 5 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.3 ㎜, 외경 0.6 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다. 제작된 중공사막의 성능은 다음 표 23에 나타내었다.The polyamide-imide copolymer prepared above was dissolved in a mixed solution of tetrahydrofuran / acetone (70/30, w / w) at 15% by weight, and the propionic acid, which is a pore-forming agent, was polyamide-imide The polymer solution was obtained by adding in an amount of 1/2 to the copolymer. The prepared polymer solution was spun through a double tube spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 50 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 10 cc / min and 5 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.3 mm, an outer diameter of 0.6 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm. The performance of the manufactured hollow fiber membrane is shown in Table 23 below.

상기에서 제작한 중공사막에 대한 투과증발용 분리실험을 수행하기 위하여,톨루엔이 500 ppm 함유된 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였으며, 그 결과는 다음 표 24에 나타내었다.In order to perform the separation experiment for pervaporation of the hollow fiber membrane prepared above, 10 −3 Torr was applied at 25 ° C. using an aqueous solution containing 500 ppm of toluene, and the results are shown in Table 24 below.

실시예 8-3 : 폴리아마이드-이미드공중합체 한외여과용 분리막의 제조Example 8-3 Preparation of Polyamide-Imide Copolymer Ultrafiltration Separator

한외여과용 분리막은 다음과 같은 방법에 의하여 평판형과 중공사형으로 각각 제작하였다.Ultrafiltration membranes were manufactured in the form of flat plate and hollow fiber by the following method.

상기에서 제조한 폴리아마이드-이미드공중합체를 테트라하이드로퓨란에 15 중량%로 녹이고, 여기에 기공형성제인 폴리에틸렌글리콜을 폴리아마이드에 대하여 동량으로 첨가하여 고분자 용액을 얻었다.The polyamide-imide copolymer prepared above was dissolved in tetrahydrofuran at 15% by weight, and polyethylene glycol as a pore-forming agent was added to the polyamide in the same amount to obtain a polymer solution.

평판형으로 제작하기 위해서는 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃이하의 물에서 1시간 침적하여 고형화하였다.In order to produce a flat plate, a non-woven fabric was cast with a doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by immersion in water at 4 ° C. or lower for 1 hour.

중공사형으로 제작하기 위해서는 캐스팅 전의 고분자 용액을 스핀너렛(spinneret)을 통하여 방사하였다. 이때 내부응고제로와 외부응고제로는 4 ℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액(50/50, v/v)과 물을 각각 사용하였으며 갭(gap)은 30 ㎝이었다. 고분자용액과 내부응고제의 방사속도는 각각 15 cc/min, 10 cc/min이었다. 이때 얻은 중공사막은 내경 0.5 ㎜, 외경 0.8 ㎜이었으며, 10가닥을 30 ㎝로 에폭시 수지로 폿팅(potting)한 모듈로 제작하였다.In order to manufacture the hollow fiber type, the polymer solution before casting was spun through a spinneret. At this time, the internal coagulant and the external coagulant were used water / ethanol mixed solution (50/50, v / v) and water of less than 4 ℃, respectively, the gap (gap) was 30 cm. The spinning rates of the polymer solution and the internal coagulant were 15 cc / min and 10 cc / min, respectively. The hollow fiber membrane obtained at this time was an inner diameter of 0.5 mm, an outer diameter of 0.8 mm, and was made of a module in which 10 strands were potted with epoxy resin at 30 cm.

상기에서 제작한 평판형과 중공사형 막의 성능 평가실험은 5000 ppm의 물이 1∼10 ㎛ 크기로 분산되어 있는 케로젠(kerosene)에 대하여 25℃에서 1 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 25에 나타내었다.The performance evaluation experiments of the plate and hollow fiber membranes prepared above were carried out under a pressure of 1 kgf / cm 2 at 25 ° C. for kerosene in which 5000 ppm of water was dispersed in a size of 1 to 10 μm. The results are shown in Table 25 below.

실시예 8-4 : 폴리아마이드-이미드공중합체 역삼투용 분리막의 제조Example 8-4 Preparation of Separation Membrane for Polyamide-Imide Copolymer Reverse Osmosis

상기에서 제조한 폴리아마이드-이미드를 다이메틸아세트아마이드/테트라하이드로퓨란 혼합용액에 15 중량%로 녹이고, 여기에 팽윤제로서 리튬클로라이드(LiCl)를 용제에 대하여 10%에 해당하는 양을 첨가하여 고분자 용액을 얻었다. 고분자 용액을 폴리에스터 부직포 위에 닥터 나이프(Doctor's knife)로 캐스팅하여 1분 동안 25℃의 대기 중에서 증발과정을 거친 후 4℃ 이하의 물/에탄올 혼합용액에서 1시간 침적하여 고형화하였다. 침적이 끝난 후에 90℃의 물에서 15분간 열처리를 하였다.The polyamide-imide prepared above was dissolved in 15% by weight of dimethylacetamide / tetrahydrofuran mixed solution, and lithium chloride (LiCl) as a swelling agent was added in an amount corresponding to 10% of the solvent. A polymer solution was obtained. The polymer solution was cast on a polyester nonwoven fabric with a Doctor's knife, evaporated in an air at 25 ° C. for 1 minute, and solidified by dipping for 1 hour in a water / ethanol mixed solution below 4 ° C. After deposition, heat treatment was performed for 15 minutes in water at 90 ° C.

이와 같은 방법으로 제막된 비대칭구조의 평막의 성능 평가실험은 5%의 물이 SLS(Sodium lauryl sulfate)와 세틸알콜 계면활성제의 혼합물(물양의 10%)에 의하여 0.001∼0.1 ㎛의 미세한 크기의 입자로 n-도데칸(n-dodecane)에 유화된 W/O 마이크로에멀젼에 대하여 25℃ 및 40 kgf/㎠의 적용압력하에서 수행하였으며, 그 결과는 다음 표 26에 나타내었다.Evaluation of the performance of the asymmetrical flat film formed in this way was performed by 5% of the water is fine particles of 0.001 ~ 0.1 ㎛ by the mixture of sodium lauryl sulfate (SLS) and cetyl alcohol surfactant (10% of the amount of water) W / O microemulsion emulsified in n-dodecane was carried out at 25 ℃ and the application pressure of 40 kgf / ㎠, the results are shown in Table 26.

실시예 9 : 폴리이미드 복합막의 제조Example 9 Preparation of Polyimide Composite Membrane

상기 실시예 4에서 제조한 과불소알킬함유 6FDA 폴리이미드와 폴리설폰(UDEL P-3500)을 혼합하여 기체분리막을 제조하고 분리성능을 측정하였다.A gas separation membrane was prepared by mixing the perfluorinated alkyl-containing 6FDA polyimide prepared in Example 4 with polysulfone (UDEL P-3500) and the separation performance was measured.

제조된 6DFA 폴리이미드 2 g과 폴리설폰 0.04 g을 다이메틸아세트아마이드 20 g에 용해하여 고분자용액을 얻었다. 고분자용액을 일정두께로 닥터 나이프(doctor's knife)를 이용하여 캐스팅한 다음 진공 오븐을 사용하여 60 ℃에서 250 ℃까지 6시간 열처리하여 제막하였다. 이와 같은 과정을 통하여 얻은 막으로 CO2/CH4, CO2/N2각각의 혼합기체쌍에 대한 분리능을 측정한 결과와, 헥산이 250 ppm 용해되어 있는 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였을 때의 투과증발용 분리실험 결과는 다음 표 27에 나타내었다.2 g of the prepared 6DFA polyimide and 0.04 g of polysulfone were dissolved in 20 g of dimethylacetamide to obtain a polymer solution. The polymer solution was cast to a certain thickness using a doctor's knife and then heat-treated at 60 ° C. to 250 ° C. for 6 hours using a vacuum oven to form a film. The membrane obtained through this process was used to measure the resolution of the mixed gas pairs of CO 2 / CH 4 and CO 2 / N 2 , and 10 -3 at 25 ° C using an aqueous solution in which 250 ppm of hexane was dissolved. The separation test results for pervaporation when Torr is applied are shown in Table 27 below.

실시예 10 : 폴리이미드공중합체 복합막의 제조Example 10 Preparation of Polyimide Copolymer Composite Membrane

상기 실시예 6에서 제조한 과불소알킬함유 폴리이미드공중합체 1 g을 테트라하이드로퓨란/다이메틸아세트아마이드(50/50, w/w)의 혼합용액 10 g에 용해하여 고분자용액을 제조하였다. 고분자용액을 폴리테트라풀루오로에틸렌 한외여과 분리막 위에 적하하여 500 rpm으로 1분간 스핀 코팅하였다. 이를 진공조건하에 60℃에서 120℃까지 5시간 건조하여 복합막을 제조하였다. 이와 같은 과정을 통하여 얻은 복합막으로 CO2/CH4, CO2/N2각각의 혼합기체쌍에 대한 분리능을 측정한 결과와, 메틸렌다이클로라이드가 250 ppm 용해되어 있는 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였을 때의 투과증발용 분리실험 결과는 다음 표 28에 나타내었다.1 g of the perfluoroalkyl-containing polyimide copolymer prepared in Example 6 was dissolved in 10 g of a mixed solution of tetrahydrofuran / dimethylacetamide (50/50, w / w) to prepare a polymer solution. The polymer solution was added dropwise onto the polytetrafluoroethylene ultrafiltration separator and spin coated at 500 rpm for 1 minute. This was dried for 5 hours from 60 ℃ to 120 ℃ under vacuum conditions to prepare a composite membrane. As a result of measuring the resolution of the mixed gas pairs of CO 2 / CH 4 and CO 2 / N 2 with the composite membrane obtained through the above process, using an aqueous solution in which 250 ppm of methylene dichloride was dissolved at 25 ° C The separation test results for pervaporation when 10 -3 Torr is applied are shown in Table 28 below.

실시예 11 : 폴리아마이드공중합체 복합막의 제조Example 11 Preparation of Polyamide Copolymer Composite Membrane

상기 실시예 7에서 제조한 과불소알킬함유 폴리아마이드공중합체 0.1 g과 폴리비닐클로라이드(PVC) 10 g을 테트라하이드로퓨란 50 ㎖에 용해하여 고분자용액을 제조하였다. 고분자용액을 일정두께로 닥터 나이프(doctor's knife)를 이용하여 캐스팅한 다음, 진공오븐에서 25℃로 유지하면서 12시간 건조하여 기체투과 막 및 투과증발막을 얻었다. 이와 같은 과정을 통하여 얻은 막으로 CO2/CH4, CO2/N2각각의 혼합기체쌍에 대한 분리능을 측정한 결과와, 톨루엔이 500 ppm 용해되어 있는 수용액을 이용하여 25℃에서 10-3Torr를 적용하였을 때의 투과증발용 분리실험 결과는 다음 표 29에 나타내었다.0.1 g of the perfluorinated alkyl-containing polyamide copolymer prepared in Example 7 and 10 g of polyvinyl chloride (PVC) were dissolved in 50 ml of tetrahydrofuran to prepare a polymer solution. The polymer solution was cast at a predetermined thickness using a doctor's knife, and then dried in a vacuum oven at 25 ° C. for 12 hours to obtain a gas permeable membrane and a permeation membrane. The membrane obtained through this process was used to measure the resolution of the mixed gas pairs of CO 2 / CH 4 and CO 2 / N 2 , and 10 -3 at 25 ° C using an aqueous solution containing 500 ppm of toluene. The separation test results for pervaporation when Torr is applied are shown in Table 29 below.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 고분자분리막은 특히, CO2, N2, O2, CH4, H2, NH3, 수증기, 탄화수소 기체, 휘발성 유기물질 등의 여러 가지 기체혼합물을 선택적으로 분리하는 기체분리용 분리막, 물속에 용해되어 있는 휘발성 유기물질 등을 선택적으로 분리하는 투과증발분리용 소수성 분리막, 기름 또는 탄화수소와 물과의 분산 혼합물 또는 에멀젼 등을 분리하는 한외여과분리 또는 정밀여과분리, 유기물속에 용해되어 있는 분자량이 작은 친수성 물질 등을 분리하는 역삼투분리용 소수성 분리막, 막접촉기의 액체함침용 소수성 중공사지지체소재 등으로 적합하다.As described above, the polymer membrane of the present invention, in particular, selectively separates various gas mixtures such as CO 2 , N 2 , O 2 , CH 4 , H 2 , NH 3 , water vapor, hydrocarbon gas, and volatile organic substances. Separation membrane for gas separation, hydrophobic separation membrane for selectively separating volatile organic substances dissolved in water, ultrafiltration separation or microfiltration separation for separating oil or hydrocarbon and water dispersion mixture or emulsion, etc. It is suitable as a hydrophobic membrane for reverse osmosis separating a hydrophilic material having a low molecular weight dissolved in it, and a hydrophobic hollow fiber support material for liquid impregnation of a membrane contactor.

Claims (10)

다음 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민과 동일 당량수의 다이아실클로라이드, 다이안하이드라이드, 다이설포닐클로라이드, 다이에시드 및 모노에시드-모노안하이드라이드 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 다이카르복시산 유도체가 축중합되어 있는 과불소알킬함유 고분자를 소재로하여 제조된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.One or two or more dicarboxylic acids selected from the same equivalent number of diacyl chlorides, dianhydrides, disulfonyl chlorides, diesides, and monoacid-monoanhydrides with the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by the following Chemical Formula 1 A polymer separation membrane, characterized in that the derivative is made of a perfluorinated alkyl-containing polymer material. 화학식 1Formula 1 상기 화학식 1에서 : Rf는 C(W1W2W3)(CF2)n(X1)m(X2)-로 표시될 수 있으며, 이때 W1, W2및 W3는 각각 수소원자, 불소원자, 염소원자 또는 CF3를 나타내고; X1는 CONR 또는 SO2NR를 나타내며, 이때 R은 수소원자 또는 C1∼C5의 알킬기를 나타내고; X2는 OH 또는 OCOCH3로 치환 또는 비치환된 C1∼C10의 알킬렌기를 나타내고; n는 2∼20의 정수이고; m은 0 또는 1을 나타낸다.In Chemical Formula 1, R f may be represented by C (W 1 W 2 W 3 ) (CF 2 ) n (X 1) m (X 2) —, wherein W 1 , W 2 and W 3 are each a hydrogen atom, Fluorine atom, chlorine atom or CF 3 ; X 1 represents CONR or SO 2 NR, wherein R represents a hydrogen atom or an alkyl group of C 1 to C 5 ; X2 represents a C 1 to C 10 alkylene group unsubstituted or substituted with OH or OCOCH 3 ; n is an integer from 2 to 20; m represents 0 or 1. 제 10 항에 있어서, 상기 고분자분리막은 과불소알킬함유 고분자를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 비대칭형으로 제조된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The polymer separation membrane according to claim 10, wherein the polymer separation membrane is made asymmetrically by mixing only one or two or more perfluoroalkyl-containing polymers. 제 11 항에 있어서, 상기 과불소알킬함유 고분자의 수평균 분자량이 5,000 ∼ 100,000 범위인 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.12. The polymer separation membrane according to claim 11, wherein the number average molecular weight of the perfluoroalkyl-containing polymer is in the range of 5,000 to 100,000. 제 10 항에 있어서, 상기 고분자분리막은 과불소알킬함유 고분자에 분리막 소재로 통상적으로 사용되고 있는 고분자를 첨가하거나, 또는 알루미나 및 실리카 중에서 선택된 무기재료를 첨가하거나, 또는 알루미늄 및 철 중에서 선택된 금속파우더를 첨가하여 비대칭형으로 제조된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The method of claim 10, wherein the polymer separator is a polymer commonly used as a separator material to the perfluoroalkyl-containing polymer, or an inorganic material selected from alumina and silica, or a metal powder selected from aluminum and iron is added. Polymer separation membrane, characterized in that prepared by asymmetrical. 제 10 항에 있어서, 상기 고분자분리막은 분리막 소재로 통상적으로 사용되고 있는 고분자 또는 세라믹을 지지층으로 하고 그 위에 과불소알킬함유 고분자가 코팅되어 복합막 구조로 제조된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The polymer separator according to claim 10, wherein the polymer separator is a polymer or ceramic commonly used as a separator material, and a perfluoroalkyl-containing polymer is coated thereon to prepare a composite membrane structure. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 과불소알킬함유 고분자의 수평균 분자량이 1,000 ∼ 100,000 범위인 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.15. The polymer separation membrane according to claim 13 or 14, wherein the number-average molecular weight of the perfluoroalkyl-containing polymer is in the range of 1,000 to 100,000. 제 10 항에 있어서, 상기 고분자분리막은 평판형, 튜브형, 중공사형 또는 나권형으로 제작된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.11. The polymer separation membrane according to claim 10, wherein the polymer separation membrane is made of a flat plate, a tube type, a hollow fiber type, or a spiral wound type. 제 10 항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 과불소알킬함유 다이아민에 불소가 함유되지 않은 다이아민이 80 중량% 미만의 범위내에서 함유된 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The polymer separation membrane according to claim 10, wherein the perfluorinated alkyl-containing diamine represented by Chemical Formula 1 contains a diamine containing no fluorine within a range of less than 80% by weight. 제 19 항에 있어서, 상기 불소가 함유되지 않은 다이아민은 m-페닐렌다이아민, p-페닐렌다이아민, 다이아미노벤조산, 다이아미노설폰산, 메틸렌다이아닐린, 옥시디아닐린, 1,3,5-트리메틸-2,6-페닐렌다이아민 및 아이소프로필리덴다이아닐린 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The method of claim 19, wherein the fluorine-free diamine is m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, diaminobenzoic acid, diaminosulfonic acid, methylenedianiline, oxydianiline, 1,3, A polymer separation membrane, characterized in that one or two or more selected from 5-trimethyl-2,6-phenylenediamine and isopropylidene dianiline. 제 10 항에 있어서, 상기 과불소알킬함유 고분자가 다음 화학식 5a 또는 5b로 표시되는 폴리아마이드, 폴리이미드, 폴리아마이드공중합체, 폴리이미드공중합체 또는 폴리아마이드-이미드공중합체인 것임을 특징으로 하는 고분자분리막.The polymer separation membrane according to claim 10, wherein the perfluoroalkyl-containing polymer is a polyamide, a polyimide, a polyamide copolymer, a polyimide copolymer or a polyamide-imide copolymer represented by the following Chemical Formula 5a or 5b. . 화학식 5aFormula 5a 화학식 5bFormula 5b 상기 화학식에서 : Rf는 상기 청구항 10에서 정의한 바와 같고, Ar은 다이카르복시산 유도체에 의해 결정된다.In the formula: R f is as defined in claim 10, Ar is determined by a dicarboxylic acid derivative.
KR1019990015269A 1999-04-28 1999-04-28 Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes KR100308525B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990015269A KR100308525B1 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990015269A KR100308525B1 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000067455A KR20000067455A (en) 2000-11-15
KR100308525B1 true KR100308525B1 (en) 2001-11-05

Family

ID=19582724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990015269A KR100308525B1 (en) 1999-04-28 1999-04-28 Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100308525B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230165400A (en) 2022-05-27 2023-12-05 부경대학교 산학협력단 Porous membrane with perfluoroalkoxy alkane (pfa)-based film by melting extrusion and controlled pores by biaxial stretching, and manufacturing method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100319489B1 (en) * 1999-11-25 2002-01-05 김충섭 Polymer containing perfluoroalkyl-siloxane group and its separation membrane

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225522A (en) * 1989-02-27 1990-09-07 Toray Ind Inc Fluorinated polyimide and polyimide acid
JPH047333A (en) * 1990-04-25 1992-01-10 Japan Carlit Co Ltd:The New polyimide

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02225522A (en) * 1989-02-27 1990-09-07 Toray Ind Inc Fluorinated polyimide and polyimide acid
JPH047333A (en) * 1990-04-25 1992-01-10 Japan Carlit Co Ltd:The New polyimide

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230165400A (en) 2022-05-27 2023-12-05 부경대학교 산학협력단 Porous membrane with perfluoroalkoxy alkane (pfa)-based film by melting extrusion and controlled pores by biaxial stretching, and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000067455A (en) 2000-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4705540A (en) Polyimide gas separation membranes
EP2569081B1 (en) Polymers, polymer membranes and methods of producing the same
AU628774B2 (en) Gas separation material
JPH07121343B2 (en) Gas separation hollow fiber membrane and method for producing the same
JP2004516131A (en) Copolyimide gas separation membrane
JPH03106426A (en) Semipermeable diaphragm formed of polyimide resin and method of separating one component from gas mixture
EP0596447A2 (en) Polyimide and polyamide-imide gas separation membranes
JPS5827963B2 (en) Method for manufacturing selectively permeable membrane
JP3391574B2 (en) Blend of aromatic polyimide, polyamide or polyamide-imide with polyethersulfone, and gas separation membrane made therefrom
US5939520A (en) Gas separation membranes based on regiospecific polyamide-imides
JP2671072B2 (en) Gas separation membrane manufacturing method
JP6880485B2 (en) Asymmetric membrane
US5073176A (en) Dicarboxylic acid polyesters and polyamides for fluid separation membranes
JP5359957B2 (en) Polyimide gas separation membrane and gas separation method
KR100308525B1 (en) Perfluoroalkyl group-containing polymers for separation membranes
CN110382097B (en) Asymmetric membrane
JP2011161396A (en) Gas separation membrane made of polyimide and gas separation method
JP5114912B2 (en) Asymmetric membrane, gas separation membrane, and gas separation method formed of Si atom-containing polyimide
JPH0852332A (en) Composite gas separation membrane and production thereof
JPS6311045B2 (en)
KR20000067454A (en) Separation membranes using crosslinked polymers with siloxane main chains
KR100319489B1 (en) Polymer containing perfluoroalkyl-siloxane group and its separation membrane
JPH08198964A (en) Gas separation membrane of polyimide
JPH08243367A (en) Production of polyimide composite membrane
JP2827212B2 (en) Polyamideimide separation membrane

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20050711

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee