KR101032040B1 - Novel methods to improve the membrane performances through coating the hydrophilic polymers on the hydrophobic polymeric membrane surfaces followed by the wet-crosslinking - Google Patents

Novel methods to improve the membrane performances through coating the hydrophilic polymers on the hydrophobic polymeric membrane surfaces followed by the wet-crosslinking Download PDF

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Abstract

본 발명은 소수성 고분자막의 표면을 친수성 고분자로 코팅한 후 습식 가교 결합시키는 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 폴리비닐알코올, 폴리알릴아민하이드로클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 친수성 고분자와 이온세기 조절용 염을 포함하며, 이온세기가 0.01~1.0인 코팅 수용액으로 소수성 고분자막의 표면을 30초 내지 60분 동안 코팅하는 단계와, 상기 코팅된 소수성 고분자막을 글루타르알데히드 또는 말레산무수물을 포함하는 수용액에 침지하여 15~90 ℃에서 10분~12시간 동안 가교 결합하는 단계를 포함하는, 소수성 고분자막의 친수성을 개선시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of wet crosslinking after coating the surface of a hydrophobic polymer membrane with a hydrophilic polymer, and more particularly, one hydrophilic selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyallylamine hydrochloride, and mixtures thereof. Coating a surface of the hydrophobic polymer membrane with a coating aqueous solution having a ionic strength of 0.01 to 1.0 for 30 seconds to 60 minutes, and coating the coated hydrophobic polymer membrane with glutaraldehyde or maleic anhydride. It is related with the method of improving the hydrophilicity of a hydrophobic polymer membrane including the step of immersing in aqueous solution containing and crosslinking for 10 minutes-12 hours at 15-90 degreeC.

본 발명은 종래의 방법에 비해 비교적 간단히 소수성 고분자 막 표면에 친수성 고분자 코팅을 통하여 막 성능을 월등히 향상시킬 수 있는 장점이 있다. Compared to the conventional method, the present invention has an advantage of significantly improving membrane performance through a hydrophilic polymer coating on the surface of a hydrophobic polymer membrane relatively simply.

소수성 고분자, 수처리 분리막, 친수성 고분자, 습식 가교, 염, 코팅시간, 코팅온도 Hydrophobic polymer, water treatment membrane, hydrophilic polymer, wet crosslinking, salt, coating time, coating temperature

Description

소수성 고분자막 표면에 친수성 고분자를 코팅한 후 습식가교를 통하여 분리막의 성능을 향상시키는 방법{ Novel methods to improve the membrane performances through coating the hydrophilic polymers on the hydrophobic polymeric membrane surfaces followed by the wet-crosslinking }{Novel methods to improve the membrane performances through coating the hydrophilic polymers on the hydrophobic polymeric membrane surfaces followed by the wet-crosslinking}

본 발명은 소수성 분리막의 친수성을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 그러므로 본 발명은 환경 특히 수처리 분리막의 표면을 개질하는 분야의 기술과 관련성이 있다. 또한 본 발명은 상기 수처리 분리막에 친수성 고분자를 코팅하는 분야의 기술에 관한 것이므로 고분자를 코팅하는 분야의 기술과 관련된다. The present invention relates to a method for improving the hydrophilicity of a hydrophobic separator. The present invention therefore relates to the art in the field of modifying the environment, in particular the surface of water treatment membranes. In addition, the present invention relates to a technique in the field of coating a hydrophilic polymer on the water treatment membrane, and thus relates to a technique in the field of coating a polymer.

막(membrane)은 수처리 분야 등에 사용되는 데, 그 성능은 대칭성, 기공 형상, 기공 크기 등의 특성을 포함하는 막의 형태(morphology)와 같은 인자, 막 형성에 사용된 중합체 물질의 화학적 성질 및 후처리 방법 등에 의하여 결정된다.Membrane is used in the field of water treatment and the like, the performance of which is a factor such as the morphology of the membrane including characteristics of symmetry, pore shape, pore size, etc. Determined by the method or the like.

이와 같은 특성들을 기준으로 막은 미세여과, 한외여과 및 역삼투 막 등으로 구분될 수 있다. 미세여과는 압력에 의하여 구동하는 공정으로서 막이 통과시킬 수 있는 입자 또는 분자의 크기에 따라 구별된다. 이러한 미세여과는 마이크로미터 및 서브마이크로미터 범위의 매우 미세한 콜로이드 입자를 제거할 수 있다. 일반적으 로, 미세여과는 0.05μm 까지의 작은 입자를 여과할 수 있는 반면, 한외여과는 0.01μm만큼 작거나 더 작은 입자를 보유할 수 있다. 역삼투는 더 작은 규모로 작동한다.Based on these characteristics, the membrane may be classified into microfiltration, ultrafiltration, and reverse osmosis membrane. Microfiltration is a process driven by pressure and is distinguished by the size of particles or molecules that the membrane can pass through. Such microfiltration can remove very fine colloidal particles in the micrometer and submicrometer ranges. In general, microfiltration can filter small particles up to 0.05 μm, while ultrafiltration can have particles as small or smaller than 0.01 μm. Reverse osmosis works on a smaller scale.

상기한 미세구조 뿐만 아니라, 막의 화학적 특성 특히 막의 친수성/소수성의 균형이 매우 중요하다.In addition to the microstructures described above, the chemical properties of the membrane, in particular the balance of the hydrophilicity / hydrophobicity of the membrane, are very important.

소수성(hydrophobic)은 "물을 싫어함"으로 정의되는데, 다공성 막을 캐스팅 하는 데 사용되는 고분자 중합체 중 다수가 소수성 중합체이다. 이러한 소수성 막에 충분한 압력을 사용함으로써 물을 밀어 넣어 투과시킬 수 있으나, 요구되는 압력이 매우 높아서(150~300psi) 막이 손상될 우려가 있고 초기 투과도가 낮아 정상 투과 시까지 많은 시간이 걸리며 또한 일반적으로 균일하게 습윤되지 않고, 보관시에 많은 어려움이 따르게 된다.Hydrophobic is defined as "dislike water", many of which are hydrophobic polymers used to cast porous membranes. Water can be penetrated by using sufficient pressure on such hydrophobic membranes, but the required pressure is very high (150-300 psi), which may damage the membrane, and the initial permeability is low, so that it takes a long time to normal permeation. It is not evenly wetted and there are many difficulties in storage.

소수성의 미세 다공성 막은 통상적으로 화학적 내성, 생체 적합성, 낮은 팽윤성 및 우수한 분리 성능을 특징으로 한다. 그러나, 수처리 분야에 사용되는 경우 소수성 막은 물의 투과가 가능하도록 "친수화(hydrophilised)" 또는 "습윤화(wet out)"되어야 한다. 이러한 친수화 또는 습윤화 방법에는 글리세롤과 같은 제제를 충전하는 것도 포함될 수 있으나, 물 분자가 가소제의 역할을 할 수 있기 때문에 일부 친수성 무질들은 기계적 강도 및 열적 안정성이 요구되는 미세여과 및 한외여과 막에 적합하지 않다.Hydrophobic microporous membranes are typically characterized by chemical resistance, biocompatibility, low swellability and good separation performance. However, when used in the field of water treatment, hydrophobic membranes must be "hydrophilised" or "wet out" to allow permeation of water. Such hydrophilization or wetting methods may include filling an agent, such as glycerol, but some hydrophilic materials may be applied to microfiltration and ultrafiltration membranes that require mechanical strength and thermal stability because water molecules may act as plasticizers. Inappropriate.

상기한 소수성 막의 친수성을 향상시키기 위해서는 소수성 고분자의 표면을 친수화 시켜야 하는데, 이를 위한 간단한 방법은 친수성 중합체를 소수성 중합체와 블렌딩하는 것이다. 막에 친수성을 부여하기 위하여 친수화 공중합체를 도입한 PVDF(Polyvinyliden fluoride:폴리비닐리덴플루오라이드)가 대표적이다. 이 밖에도 사용되는 친수성 중합체로는 셀룰로스 아세테이트, 설폰화 중합체, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리(비닐피롤리돈)(PVP) 등을 들 수 있다. 이러한 공중합체들은 소수성 막에 어느 정도의 친수성을 부여하여 막의 성능을 향상시킨다. 그러나 중합의 정도에 따라서는 시간이 경과함에 따라 친수성 성분이 막으로부터 침출될 수 있으며 제막시 두가지 이상의 고분자를 사용하게 되므로 많은 어려움이 따르게 된다. 특히 PVP와 같은 친수성 중합체는 시간이 경과함에 따라 막으로부터 서서히 씻겨 나가는 경향이 있다. In order to improve the hydrophilicity of the hydrophobic membrane described above, the surface of the hydrophobic polymer should be hydrophilized. A simple method for this is to blend the hydrophilic polymer with the hydrophobic polymer. PVDF (Polyvinyliden fluoride: polyvinylidene fluoride) which introduce | transduced a hydrophilic copolymer in order to provide hydrophilicity to a film | membrane is typical. In addition, hydrophilic polymers used may include cellulose acetate, sulfonated polymers, polyethylene glycols, poly (vinylpyrrolidone) (PVP), and the like. These copolymers impart some degree of hydrophilicity to the hydrophobic membrane to improve the performance of the membrane. However, depending on the degree of polymerization, the hydrophilic component may be leached from the film with time and two or more polymers are used during film formation, which causes a lot of difficulties. Hydrophilic polymers, in particular PVP, tend to slowly wash away from the membrane over time.

또한 플라즈마에 의한 친수화의 경우 실질적인 기술면에서는 내부 기공속으로의 친수화가 상당히 어려우며 고비용의 문제로 인해 실제 상업화가 어려운 문제가 있다.In addition, in the case of hydrophilization by plasma, in terms of practical technology, hydrophilization into internal pores is quite difficult, and due to the problem of high cost, actual commercialization is difficult.

본 발명에서는 소수성막을 사용할 경우 공정 초기 물투과도의 문제와 보관 문제 및 블렌드 되어 있는 막으로부터 친수성 고분자가 씻겨져 나감으로 인한 막의 성능이 저하되는 문제를 해결하고자 한다.In the present invention, when the hydrophobic membrane is used, the problem of water permeability and initial storage process and the problem of deterioration of the membrane performance due to washing out of the hydrophilic polymer from the blended membrane are solved.

또한 친수성을 부여함으로써 기존의 물투과도 등 보다 더 많이 증가시켜 분리막의 성능의 향상시키는 방법을 제공함과 동시에,       In addition, by providing a hydrophilicity to provide a method of improving the performance of the membrane by increasing more than the conventional water permeability,

본 발명은 비교적 간단한 방법으로 수처리 막으로 사용되는 소수성 고분자의 친수성을 향상시킬 수 있는 신규한 방법을 제공하고자 한다.The present invention seeks to provide a novel method for improving the hydrophilicity of a hydrophobic polymer used as a water treatment membrane by a relatively simple method.

상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은
폴리비닐알코올, 폴리알릴아민하이드로클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 친수성 고분자와 이온세기 조절용 염을 포함하며, 이온세기 0.01~1.0인 코팅 수용액으로 소수성 고분자막의 표면을 30초 내지 60분 동안 코팅하는 단계와,
상기 코팅된 소수성 고분자막을 글루타르알데히드 또는 말레산무수물을 포함하는 수용액에 침지하여 15~90 ℃에서 10분~12시간 동안 가교 결합하는 단계
를 포함하는, 소수성 고분자막의 친수성을 개선시키는 방법을 제공한다.
The present invention to solve the above problems
Polyvinyl alcohol, polyallylamine hydrochloride and mixtures thereof, including one hydrophilic polymer selected from the group consisting of a salt for adjusting the ionic strength, the coating solution having an ionic strength of 0.01 ~ 1.0 to the surface of the hydrophobic polymer membrane 30 seconds to Coating for 60 minutes,
Immersing the coated hydrophobic polymer film in an aqueous solution containing glutaraldehyde or maleic anhydride and crosslinking at 15 to 90 ° C. for 10 minutes to 12 hours.
Provided is a method of improving the hydrophilicity of a hydrophobic polymer membrane.

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본 발명의 코팅법에 의하면 비교적 간단히 소수성 고분자의 친수성을 월등히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 시간이 경과함에 따라 친수성이 감소되는 현상을 방지할 수 있으므로 막의 성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.According to the coating method of the present invention, the hydrophilicity of the hydrophobic polymer can be significantly improved, and the hydrophilicity of the hydrophilic polymer can be prevented from decreasing over time, thereby improving the performance of the membrane.

본 발명에 사용된 소수성 고분자는 수처리막에서 널리 사용되는 고분자 막에 해당되는 것으로 바람직하게는 PVDF(폴리비닐리덴플루오라이드), PSf(폴리설폰), PES(폴리에테르설폰), PEI(폴리에테르이미드), PI(폴리이미드), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PAmide(폴리아미드) 중에서 선택된다. 상기와 같은 소수성 고분자의 표면에 친수성기를 부여하기 위하여 PVA(폴리비닐알코올), PAAm(폴리알릴아민 하이드로클로라이드)과 같은 친수성 고분자를 코팅한다. 또한 코팅 대상 막의 최종 사용 목적과 코팅 용이성에 따라 코팅공정의 온도변화, 코팅용액의 농도변화, 이온세기 변화 그리고 코팅시간 변화를 통하여 코팅정도를 조절하게 된다. The hydrophobic polymer used in the present invention corresponds to a polymer membrane widely used in water treatment membranes, preferably PVDF (polyvinylidene fluoride), PSf (polysulfone), PES (polyethersulfone), PEI (polyetherimide) ), PI (polyimide), PE (polyethylene), PP (polypropylene), PAmide (polyamide). In order to impart a hydrophilic group to the surface of the hydrophobic polymer as described above, a hydrophilic polymer such as PVA (polyvinyl alcohol) and PAAm (polyallylamine hydrochloride) is coated. In addition, the coating degree is controlled by changing the temperature of the coating process, changing the concentration of the coating solution, changing the ionic strength, and changing the coating time according to the end use purpose and ease of coating of the coating target film.

본 발명을 이용한 코팅공정에서 코팅용액의 농도가 50ppm이하이면 저농도로 인한 코팅의 균일성이 떨어져 대상이 되는 막의 성능이 일정하게 나타나지 않게 되며, 농도가 고농도일 경우, 특히 10,000ppm이상의 농도일 때는 막 표면에서의 작은 영역의 기공이 사라질 수 있어 성능 저하를 일으킬 수 있다.In the coating process using the present invention, if the concentration of the coating solution is 50ppm or less, the uniformity of the coating is reduced due to the low concentration, and the performance of the target film does not appear uniformly. Small areas of pores on the surface may disappear, causing performance degradation.

본 발명에서 이온세기 조절의 역할을 하는 염은 통상적인 NaCl, LiCl, KCl, CaCl2, MgCl2 등을 사용하는데, 이것은 물에서 쉽게 분해되며 코팅공정에서 물에 용해되어 있는 친수성 고분자의 석출을 유도한다. 이온세기는 다음의 식(1)을 따른다.In the present invention, a salt that plays a role of ionic strength control uses conventional NaCl, LiCl, KCl, CaCl 2 , MgCl 2, etc., which is easily decomposed in water and induces precipitation of hydrophilic polymer dissolved in water in the coating process. do. Ionic strength follows the following equation (1).

(1)            (One)

Figure 112008075402213-pat00001
상기한 염들의 이온세기는 코팅용액의 농도와 관련해서 조절한다. 이온세기의 증감을 통해 코팅용액 중의 용질의 석출양의 조절을 하는데, 바람직하게는 상기 이온세기는 코팅용액농도가 50~30,000ppm일 경우 0.01~1.0까지의 범위 내에서 적절히 조절하도록 한다.
Figure 112008075402213-pat00001
The ionic strength of the salts described above is controlled in relation to the concentration of the coating solution. The precipitation amount of the solute in the coating solution is controlled by increasing or decreasing the ionic strength. Preferably, the ionic strength is appropriately adjusted within the range of 0.01 to 1.0 when the coating solution concentration is 50 to 30,000 ppm.

한편 본 발명에서는 균일한 코팅을 하기 위하여 코팅시간을 적절히 변화시켜야 하는데, 바람직하게는 30초~60분 정도가 적절하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Meanwhile, in the present invention, the coating time should be appropriately changed in order to uniformly coat, preferably 30 seconds to 60 minutes is appropriate, but is not necessarily limited thereto.

본 발명에서 습식 가교는 코팅 후 후처리 공정으로써 코팅된 막의 안정성을 더하게 된다. 습식가교의 경우 15~90℃의 온도 조건에서 적정농도의 Glutaric anhydride 또는 Maleic aldehyde 용액에 코팅된 막을 일정시간 침지시킴으로써 코팅물질의 내수성을 강화시킨다.Wet crosslinking in the present invention adds stability to the coated film as a post-treatment process after coating. In the case of wet crosslinking, the coating material is immersed in a suitable concentration of Glutaric anhydride or Maleic aldehyde solution at a temperature of 15 ~ 90 ℃ for a certain time to enhance the water resistance of the coating material.

이하 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and drawings. The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

<실시예 1.><Example 1.>

150ppm의 농도를 갖는 PVA 용액 100g를 제조하여 Ionic Strength 0.15을 유지하기 위하여 제조된 용액에 0.15m(8.756g[NaC]l/Kg[PVA])의 NaCl을 첨가하여 완전히 용해시킨 후, PE dense film(2cm X 4cm X 20㎛)을 용액에 침지시켜 상온(약 24±1℃)에서 코팅 시간을 10~60분까지 10분단위로 변화시킨 후 꺼내어 물과 함께 1.25wt.%의 농도로 제조된 Glutaric anhydride 용액에 재 침지시켜 40℃에서 12시 간동안 습식가교를 실시하고, 막을 상온에서 건조하였다. 그리하여 코팅시간에 따른 막의 물리적 변화를 관찰하기 위하여 물에 대한 접촉각 측정을 실시하여 결과를 표1을 통해 나타내었다.100g of PVA solution having a concentration of 150ppm was prepared to maintain Ionic Strength 0.15, and 0.15m (8.756g [NaC] l / Kg [PVA] ) of NaCl was added and completely dissolved, followed by PE dense film Glutaric prepared in a concentration of 1.25wt.% With water after dipping (2cm X 4cm X 20㎛) into solution and changing the coating time at 10 ~ 60 minutes at room temperature (about 24 ± 1 ℃). The solution was again immersed in anhydride solution and wet crosslinked at 40 ° C. for 12 hours, and the membrane was dried at room temperature. Thus, in order to observe the physical change of the film according to the coating time was carried out by measuring the contact angle to water and the results are shown in Table 1.

[표1: PE 필름의 PVA 코팅 후 접촉각의 변화]Table 1: Change of contact angle after PVA coating of PE film

Time
(min)
Time
(min)
00 1010 2020 3030 4040 5050 6060
Angle
(degree)
Angle
(degree)
90.490.4 42.742.7 42.342.3 43.743.7 41.341.3 41.741.7 39.339.3

고유의 PE film(표1의 코팅시간 ‘0분’)은 90.4°의 물에 대한 접촉각을 나타내며 PVA필름의 경우 약 41°의 접촉각을 나타낸다. 이에 반하여 본 발명의 경우 실시예 1을 통하여 나타난 접촉각 변화결과 표1과 같이 코팅시간이 10분을 경과 한 후부터 고유의 PVA의 접촉각과 거의 유사한 접촉각을 나타내는 것을 확인 할 수 있다. 상기 시간의 경과에 따른 접촉각의 변화를 도1을 통해 그래프로 나타내었다.The inherent PE film (coating time '0 min' in Table 1) shows a contact angle for water of 90.4 ° and about 41 ° for PVA film. On the contrary, in the case of the present invention, as shown in Table 1, the contact angle change result shows that the contact angle is almost similar to that of the inherent PVA after 10 minutes of coating time. The change in contact angle over time is shown graphically in FIG.

<실시예 2><Example 2>

300ppm의 농도를 갖는 PVA 용액 100g를 제조하여 Ionic Strength 0.15를 유지하기 위하여 제조된 용액에 0.15m(8.756g[NaC]l/Kg[PVA])의 NaCl을 첨가하여 완전히 용해시킨 후, PVDF dense film(2cm X 4cm X 25㎛)을 용액에 침지시켜 상온(약 24±1℃)에서 코팅 시간을 10~120분까지 변화시킨 후 꺼내어 물과 함께 1.25wt.%의 농도로 제조된 Glutaric anhydride 용액에 재 침지시켜 40℃에서 12시간동안 습식가 교를 실시하고, 막을 상온에서 건조하였다.100 g of PVA solution having a concentration of 300 ppm was prepared and dissolved in 0.15 m (8.756 g [NaC] l / Kg [PVA] ) of NaCl to a solution prepared to maintain Ionic Strength 0.15, and then completely dissolved in a PVDF dense film. (2cm X 4cm X 25㎛) was immersed in the solution to change the coating time at room temperature (about 24 ± 1 ℃) to 10 ~ 120 minutes, then taken out in a solution of Glutaric anhydride prepared at a concentration of 1.25wt.% With water After re-immersion, wet crosslinking was performed at 40 ° C. for 12 hours, and the membrane was dried at room temperature.

또 하나의 실시예로서 친수성 코팅용액 소재를 PVA대신 PAAm을 첨가하여 실시예 2와 동일하게 진행하였다. 결과를 표2을 통해 나타내었다. 상기 시간의 경과에 따른 접촉각의 변화를 도2을 통해 그래프로 나타내었다. As another example, the hydrophilic coating solution was added in the same manner as in Example 2 by adding PAA instead of PVA. The results are shown in Table 2. The change in contact angle over time is shown graphically in FIG.

[표 2 : PVDF 필름의 PVA 및 PAAm 코팅 후 접촉각의 변화][Table 2: Change of contact angle after PVA and PAAm coating of PVDF film]

Base
polymer
Base
polymer
Coating solutionCoating solution
PolymerPolymer PVDFPVDF PVAPVA PAAmPAAm Soaking
time(min)
Soaking
time (min)
00 1010 2020 3030 4545 120120 1010 2020 3030 4545 120120
Contact
angle(°)
Contact
angle (°)
7878 5757 50.650.6 44.544.5 42.642.6 4343 5353 4545 4141 4242 4141

<실시예 3><Example 3>

300ppm의 농도를 갖는 PVA 용액 100g를 제조하여 Ionic Strength 0.15를 유지하기 위하여 제조된 용액에 0.15m(8.756g[NaC]l/Kg[PVA])의 NaCl을 첨가하여 완전히 용해시킨 후, PSf dense film(2cm X 4cm X 25㎛)을 용액에 침지시켜 상온(약 24±1℃)에서 120분 동안 코팅한 후 변화시킨 후 꺼내어 물과 함께 1.25wt.%의 농도로 제조된 Glutaric acid 용액에 재 침지시켜 40℃에서 12시간동안 습식가교를 실시하고, 막을 상온에서 건조하였다.100g of PVA solution having a concentration of 300ppm was prepared to maintain Ionic Strength 0.15, and 0.15m (8.756g [NaC] l / Kg [PVA] ) of NaCl was added to dissolve completely, followed by PSf dense film (2cm X 4cm X 25㎛) was immersed in the solution, coated at room temperature (about 24 ± 1 ℃) for 120 minutes, then changed, taken out, and re-immersed in Glutaric acid solution prepared with a concentration of 1.25wt.% With water The wet crosslinking was carried out at 40 ° C. for 12 hours, and the membrane was dried at room temperature.

상기와 같은 코팅과 습식 가교를 5회 반복하여 접촉각의 변화를 관찰하였으며 그 결과를 표3과 도3을 통해 나타내었다.The change of contact angle was observed by repeating the coating and wet crosslinking five times as described above, and the results are shown in Table 3 and FIG. 3.

[표 3: PSf 필름 표면의 PVA 코팅 횟수 변화에 따른 접촉각][Table 3: Contact angle according to the number of times of PVA coating on the PSf film surface]

코팅횟수Number of coatings 00 1One 22 55 Contact
angle(°)
Contact
angle (°)
66.2566.25 42.2542.25 40.440.4 41.741.7

표 3 및 도 3에서 확인되듯이 코팅횟수가 접촉각에 미치는 영향은 미미한 것으로 보고되었다.As confirmed in Table 3 and FIG. 3, the effect of the coating frequency on the contact angle was reported to be insignificant.

<실시예 4><Example 4>

각각 150과 300ppm의 농도를 갖는 PVA 용액 100g을 제조하여 Ionic Strength 0.15를 유지하기 위하여 제조된 용액에 0.15m(8.756g[NaC]l/Kg[PVA])의 NaCl을 첨가하여 완전히 용해시킨 후, PVDF MF 평막(5cm X 5cm)을 용액에 침지시켜 상온(약 24±1℃)에서 20분 동안 코팅한 후 변화시킨 후 꺼내어 물과 함께 1.25wt.%의 농도로 제조된 Glutaric anhydride 용액에 재 침지시켜 40℃에서 12시간동안 습식가교를 실시하고, 막을 상온에서 건조하였다.100 g of PVA solution having a concentration of 150 and 300 ppm, respectively, was prepared to maintain Ionic Strength 0.15, and then completely dissolved by adding 0.15 m (8.756 g [NaC] l / Kg [PVA] ) of NaCl. PVDF MF flat membrane (5cm X 5cm) was immersed in the solution, coated at room temperature (about 24 ± 1 ℃) for 20 minutes, then changed and taken out and re-immersed in Glutaric anhydride solution prepared at a concentration of 1.25wt.% With water. The wet crosslinking was carried out at 40 ° C. for 12 hours, and the membrane was dried at room temperature.

또한 친수성 고분자로 PVA 대신에 PAAm을 이용하여 동일한 방법으로 실시하여 표면 코팅된 막의 조업 온도변화에 따른 물 투과도의 변화를 관찰하였으며 그 결과를 표 4 및 도 4을 통해 나타내었다.In addition, the change of water permeability according to the operation temperature of the surface-coated membrane was observed by using PAAm instead of PVA as a hydrophilic polymer, and the results are shown in Table 4 and FIG. 4.

특히 친수성 고분자로 PVA 대신에 PAAm을 이용하는 경우와 및 이들의 혼합물로 코탕이 이루어질 경우 PAAm이 음이온을 지니고 있으므로 음이온교환막으로도 사용이 가능하다. In particular, when PAAm is used as a hydrophilic polymer instead of PVA, and when a cotan is formed of a mixture thereof, PAAm has an anion, and thus, it can be used as an anion exchange membrane.

[표 4: PVDF 표면 코팅에 따른 물투과도의 변화]Table 4: Changes in Water Permeability According to PVDF Surface Coatings

MembranesMembranes PVDFPVDF PVA(150ppm)PVA (150 ppm) PVA(300ppm)PVA (300 ppm) PAAm(150ppm)PAAm (150 ppm) PAAm(300ppm)PAAm (300 ppm)
투과량
(LMH)

Permeation
(LMH)
15℃15 ℃ 251.4251.4 304.41304.41 335.46335.46 310.10310.10 351.35351.35
25℃25 ℃ 337.18337.18 380.43380.43 453.25453.25 402.77402.77 491.24491.24 45℃45 ℃ 458.36458.36 539.36539.36 542.55542.55 532.02532.02 563.20563.20

실시예 4를 통하여 코팅대상의 표면적에 대하여 낮은 농도와 짧은 시간에서 코팅을 실시하였을 때, 물의 막 내부의 침투 채널에는 영향을 미치지 않으면서 막의 최상부층에 친수화 코팅이 이루어져 물에 대한 투과도 증가를 나타내는 것을 알 수 있었다. 코팅용액의 높은 농도와 코팅시간의 장기화는 막의 표면 기공을 폐쇄시켜 표면이 친수화 되었음에도 불구하고 물의 투과 채널의 막힘 현상이 발생할 수 있으나, 이러한 요소들(코팅 농도/시간)의 변화를 통하여 조절이 가능하다는 것을 알 수 있다.In Example 4, when the coating was performed at a low concentration and a short time for the surface area of the coating object, a hydrophilic coating was applied to the top layer of the membrane to increase the permeability to water without affecting the penetration channel inside the membrane of water. It was found to indicate. The high concentration of coating solution and prolongation of coating time can cause clogging of the permeation channel of water even though the surface is hydrophilized because the surface pores of the membrane are closed, but it is not possible to control by changing these factors (coating concentration / time). It can be seen that it is possible.

도 1은 PE 필름 표면을 PVA로 코팅한 후 시간의 경과에 따른 접촉각의 변화를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a change in contact angle over time after coating the PE film surface with PVA.

도 2는 PVDF 필름 표면을 PVA 및 PAAm 코팅한 후 시간의 경과에 따른 접촉각의 변화를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a change in contact angle over time after PVA and PAAm coating the surface of the PVDF film.

도 3은 PSf 필름 표면을 PVA를 사용하여 코팅 횟수를 달리했을 때 나타나는 접촉각의 변화를 도시한 도면이다.3 is a view showing a change in contact angle that appears when the number of coating the PSf film surface using PVA.

도 4는 PVDF 표면을 PVA 및 PAAm으로 코팅했을 때 물투과도의 변화를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the change in water permeability when the PVDF surface is coated with PVA and PAAm.

Claims (4)

폴리비닐알코올, 폴리알릴아민하이드로클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 친수성 고분자와 이온세기 조절용 염을 포함하며, 이온세기가 0.01~1.0인 코팅 수용액으로 소수성 고분자막의 표면을 30초 내지 60분 동안 코팅하는 단계와, It contains one hydrophilic polymer selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyallylamine hydrochloride and mixtures thereof, and a salt for adjusting the ionic strength, and the surface of the hydrophobic polymer membrane is coated with an aqueous solution having a ionic strength of 0.01 to 1.0 for 30 seconds. Coating for about 60 minutes, 상기 코팅된 소수성 고분자막을 글루타르알데히드 또는 말레산무수물을 포함하는 수용액에 침지하여 15~90 ℃에서 10분~12시간 동안 가교 결합하는 단계Immersing the coated hydrophobic polymer film in an aqueous solution containing glutaraldehyde or maleic anhydride and crosslinking at 15 to 90 ° C. for 10 minutes to 12 hours. 를 포함하는, 소수성 고분자막의 친수성을 개선시키는 방법. A method of improving the hydrophilicity of the hydrophobic polymer membrane, comprising. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 소수성 고분자막은 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴레에테르이미드, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 재질인 것인 방법. Wherein said hydrophobic polymer membrane is one material selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyethersulfone, polyetherimide, polyimide, polyethylene, polypropylene and polyamide. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 이온세기 조절용 염은 NaCl, LiCl, KCl, CaCl2, 및 MgCl2으로 이루어진 군에서 선택되는 1종인 것인 방법. The ion intensity control salt is one method selected from the group consisting of NaCl, LiCl, KCl, CaCl 2 , and MgCl 2 . 삭제delete
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