KR102238221B1 - Modified polytetrafluoroethylene, method for preparing the same, ion exchange membranes using the same and method for preparing ion exchange membranes using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명을 통해서, 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 친수성으로 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고; 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자를 도포함으로써, 기계적 특성이 우수하고, 치수안정성이 향상되며, 이온 전도도 감소가 방지될 수 있는 연료 전지용 이온 교환 멤브레인을 제공할 수 있다.Through the present invention, it includes polytetrafluoroethylene modified to be hydrophilic by reacting a mixed solution for modification containing catechol and polyethyleneimine (PEI) with polytetrafluoroethylene; By applying a hydrocarbon-based polymer to the modified polytetrafluoroethylene, it is possible to provide an ion exchange membrane for a fuel cell that has excellent mechanical properties, improves dimensional stability, and prevents a decrease in ionic conductivity.

Description

개질된 폴리테트라플루오로에틸렌, 이의 제조방법, 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 및 이온 교환 멤브레인의 제조방법{MODIFIED POLYTETRAFLUOROETHYLENE, METHOD FOR PREPARING THE SAME, ION EXCHANGE MEMBRANES USING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING ION EXCHANGE MEMBRANES USING THE SAME}Modified polytetrafluoroethylene, manufacturing method thereof, and manufacturing method of ion exchange membrane and ion exchange membrane using the same {MODIFIED POLYTETRAFLUOROETHYLENE, METHOD FOR PREPARING THE SAME, ION EXCHANGE MEMBRANES USING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING ION EXCHANGE MEMBRANES USING THE SAME }

본 발명은 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연료 전지용 이온 교환 멤브레인에 사용할 수 있는 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌, 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 및 이온 교환 멤브레인의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a modified polytetrafluoroethylene and a method for producing the same, and more specifically, to a modified polytetrafluoroethylene that can be used for an ion exchange membrane for a fuel cell, and the production of an ion exchange membrane and an ion exchange membrane using the same It's about the method.

값비싼 과불소계 연료전지용 고분자 전해질 멤브레인을 대체하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 그중에서도 탄화수소계 고분자 전해질 멤브레인에 관한 연구가 진행되고 있으나, 탄화수소계 고분자 전해질 멤브레인은 기계적 강도가 낮고, 건조시 취성이 강해지며, 습윤시에는 팽창하여 치수안정성이 낮다는 단점이 있다. 탄화수소계 고분자 전해질 멤브레인의 이러한 문제점을 해결하기 위해서 기계적 강도를 높이고 치수안정성을 높이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 대표적인 치수안정성 향상 방법으로는 다공성 지지체에 고분자 전해질을 함침시키는 방법이다. 다공성 PTFE는 대표적인 지지체로 탄소 불소 결합으로 인해 화학적 기계적 강도가 우수하다. 실제로 과불소계 고분자 전해질을 알콜류 용매를 통해 다공성 PTFE에 함침시키는 연구가 진행되었다.Many studies are being conducted to replace expensive polymer electrolyte membranes for perfluorine-based fuel cells. Among them, studies on hydrocarbon-based polymer electrolyte membranes are being conducted, but the hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane has disadvantages of low mechanical strength, strong brittleness upon drying, and low dimensional stability due to expansion when wet. In order to solve this problem of the hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane, various studies have been conducted to increase mechanical strength and increase dimensional stability. A typical method for improving dimensional stability is a method of impregnating a porous support with a polymer electrolyte. Porous PTFE is a representative support and has excellent chemical and mechanical strength due to carbon fluorine bonding. In fact, research has been conducted to impregnate a perfluorine-based polymer electrolyte into porous PTFE through an alcoholic solvent.

하지만 이러한 방법에는 문제점이 있다. 먼저, PTFE의 높은 소수성으로 인해 친수성인 탄화수소계 전해질 고분자가 PTFE의 다공으로 함침되기 어렵다. 그리고 탄화수소계 고분자의 용매를 알콜류 용매로 사용하거나 고분자 용액에 알콜류 용매를 첨가하는 경우 전해질 고분자의 침전이 일어날 수 있고, 제막 또는 코팅 시 전해질 고분자가 용매간의 끓는점 차이로 다공의 함침률이 감소하여 이온 전도도가 감소하게 된다. 이와 같은 문제점이 해결 방안이 필요하다.However, there is a problem with this method. First, due to the high hydrophobicity of PTFE, it is difficult to impregnate the hydrophilic hydrocarbon-based electrolyte polymer into the pores of PTFE. In addition, when a hydrocarbon-based polymer solvent is used as an alcohol solvent or an alcohol solvent is added to the polymer solution, precipitation of the electrolyte polymer may occur. During film formation or coating, the porous impregnation rate decreases due to the difference in boiling point between the solvents. The conductivity decreases. A solution to this problem is needed.

본 발명의 일 목적은 연료 전지에 사용하기 위한, 기계적 강도 및 치수안정성이 향상되고 이온 전도도 감소를 방지할 수 있는, 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌, 이의 제조방법, 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 및 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is a modified polytetrafluoroethylene, which can improve mechanical strength and dimensional stability and prevent a decrease in ionic conductivity, for use in a fuel cell, an ion exchange membrane using the same, and an ion exchange membrane using the same. It is to provide a method of manufacturing an ion exchange membrane.

본 발명의 일 목적을 위한 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 개질된다.Modified polytetrafluoroethylene for one object of the present invention is modified by reacting a mixed solution for modification including catechol and polyethyleneimine (PEI) with polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 친수성을 나타낼 수 있다.In one embodiment, the modified polytetrafluoroethylene may exhibit hydrophilicity.

본 발명의 다른 목적을 위한 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법은 용매, 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 혼합하여 개질용 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계;를 포함한다.Modified polytetrafluoroethylene production method for another object of the present invention comprises the steps of preparing a mixed solution for modification by mixing a solvent, catechol, and polyethyleneimine (PEI); And reacting the mixed solution for modification with polytetrafluoroethylene to modify the polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 6 내지 50 시간 동안 수행할 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after the modifying step, the step of washing the modified polytetrafluoroethylene may be further included.

본 발명의 또 다른 목적을 위한 이온 교환 멤브레인은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액과 반응시켜 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고; 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자를 함침시켜 형성된다.The ion exchange membrane for another object of the present invention comprises polytetrafluoroethylene modified by reacting with a modified mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI); It is formed by impregnating the modified polytetrafluoroethylene with a hydrocarbon-based polymer.

일 실시예에서 상기 이온 교환 멤브레인은 기계적 강도가 우수할 수 있다.In one embodiment, the ion exchange membrane may have excellent mechanical strength.

일 실시예에서 수 전해, 연료 전지, 이차 전지 또는 산화환원전지에 사용될 수 있다.In one embodiment, it may be used for hydrolysis, fuel cells, secondary cells, or redox cells.

본 발명의 다른 목적을 위한 이온 교환 멤브레인의 제조방법은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액에 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 혼합하여 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계; 및 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자 전해질을 도포하는 단계;를 포함한다.The method for producing an ion exchange membrane for another object of the present invention is to mix polytetrafluoroethylene (PTFE) in a reforming mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI) to prepare the polytetrafluoroethylene. Modifying; And applying a hydrocarbon-based polymer electrolyte on the modified polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 6 내지 50 시간 동안 수행할 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 도포하는 단계 이후에, 상기 이온 교환 멤브레인을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after the applying step, it may further include drying the ion exchange membrane.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 기존의 폴리테트라플루오로에틸렌이 가진 섬유 구조의 표면을 친수성으로 개질하여 폴리테트라플루오로에틸렌의 기계적 강도는 유지하면서 친수성을 높임으로 인하여, 탄화수소계 고분자와의 상용성을 높이고, 탄화수소계 전해질 고분자의 함침율을 높일 수 있다. 이를 통해서 치수안정성이 증가할 수 있고, 이온 전도도의 감소를 방지할 수 있다. 따라서 우수한 특성을 갖는 이온 교환 멤브레인을 제조할 수 있으므로 수소 연료 전지개발에 도움이 될 수 있다.The modified polytetrafluoroethylene of the present invention improves the hydrophilicity while maintaining the mechanical strength of the polytetrafluoroethylene by modifying the surface of the fiber structure of the existing polytetrafluoroethylene to hydrophilicity. It is possible to increase the compatibility of and increase the impregnation rate of the hydrocarbon-based electrolyte polymer. Through this, dimensional stability can be increased, and a decrease in ionic conductivity can be prevented. Therefore, since it is possible to manufacture an ion exchange membrane having excellent properties, it may be helpful in the development of a hydrogen fuel cell.

도 1은 실시예를 통해서 제조된 본 발명의 멤브레인들을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 폴리테트라플루오로에틸렌 개질을 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예를 통해서 제조된 본 발명의 멤브레인들을 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면들이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 분석 결과를 나타낸 도면들이다.
1 is a view showing the membranes of the present invention manufactured through Examples.
Figure 2 is a view showing the polytetrafluoroethylene modification of the present invention.
3 is a view showing the membranes of the present invention manufactured through Examples.
4 and 5 are views showing polytetrafluoroethylene according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are views showing analysis results of a membrane according to an embodiment of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features or steps. It is to be understood that it does not preclude the possibility of addition or presence of, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 개질된다.The modified polytetrafluoroethylene (PTFE, Polytetrafluoroethylene) of the present invention is modified by reacting polytetrafluoroethylene with a reforming mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI).

상기 폴리테트라플루오로에틸렌은 다공성 구조일 수 있고, 섬유 구조(fiber)를 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 폴리테트라플루오로에틸렌은 테프론일 수 있다.The polytetrafluoroethylene may have a porous structure and may include a fiber structure. For example, the polytetrafluoroethylene may be Teflon.

일 실시예에서 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 친수성을 나타낼 수 있다.In one embodiment, the modified polytetrafluoroethylene may exhibit hydrophilicity.

상기 카테콜은 페놀의 한 종류로, 다가 페놀 화합물이며, 상기 폴리에틸렌이민은 -(CH2CH2NH)n 으로 나타낼 수 있는 가지형 고분자 화합물이다.The catechol is a type of phenol, and is a polyphenol compound, and the polyethyleneimine is a branched polymer compound that can be represented by -(CH 2 CH 2 NH) n.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 개질되지 않은 폴리테트라플루오로에틸렌과 같이 기계적 강도는 우수하면서도, 친수성이 향상되어 탄화수소계 고분자 전해질과의 상용성(compatibility)이 증가될 수 있고, 탄화수소계 전해질 고분자의 함침율을 높일 수 있으며 치수안정성이 향상될 수 있다.The modified polytetrafluoroethylene of the present invention has excellent mechanical strength like unmodified polytetrafluoroethylene, but has improved hydrophilicity, thereby increasing compatibility with a hydrocarbon-based polymer electrolyte. The impregnation rate of the electrolyte polymer can be increased, and dimensional stability can be improved.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법은 용매, 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 혼합하여 개질용 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계;를 포함한다.The modified polytetrafluoroethylene production method of the present invention comprises the steps of preparing a mixed solution for modification by mixing a solvent, catechol, and polyethyleneimine; And reacting the mixed solution for modification with polytetrafluoroethylene to modify the polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 6 내지 50 시간 동안 수행할 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 세척하는 단계를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, after the modifying step, the step of washing the modified polytetrafluoroethylene may be further included.

상기 세척하는 단계는 이에 제한하는 것은 아니나 에탄올, 탈이온수 등을 이용하여 세척할 수 있다.The washing step is not limited thereto, but may be washed using ethanol, deionized water, or the like.

상기 개질용 혼합용액은 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다. 상기 개질용 혼합용액에 폴리테트라플루오로에틸렌을 혼합하면, 상기 개질용 혼합용액에 의해 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌이 가진 섬유 구조(fiber)의 표면이 동시 증착 반응(co-deposition reaction)을 통해서 개질될 수 있다. The mixed solution for modification may contain catechol and polyethyleneimine. When polytetrafluoroethylene is mixed with the modified mixed solution, the surface of the fiber structure of the porous polytetrafluoroethylene is modified through a co-deposition reaction by the modified mixed solution. Can be.

일 실시예에서 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 섬유 구조의 표면을 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 포함하는 개질용 혼합용액의 동시 증착 반응(co-deposition reaction)을 통해서 개질할 수 있다. 또한 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 친수성으로 개질될 수 있다.In one embodiment, the surface of the fiber structure of the polytetrafluoroethylene may be modified through a co-deposition reaction of a modified mixed solution containing catechol and polyethyleneimine. In addition, the modified polytetrafluoroethylene of the present invention may be modified to be hydrophilic.

폴리테트라플루오로에틸렌의 표면이 아닌 폴리테트라플루오로에틸렌 내부의 섬유 구조 표면이 개질되어 폴리테트라플루오로에틸렌 내부의 친수성이 커지므로, 친수성 용매가 폴리테트라플루오로에틸렌 내부로 침투될 수 있다.Since the surface of the fiber structure inside the polytetrafluoroethylene rather than the surface of the polytetrafluoroethylene is modified, the hydrophilicity inside the polytetrafluoroethylene increases, so that a hydrophilic solvent may penetrate into the polytetrafluoroethylene.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이의 제조방법을 통해서, 기계적 강도가 우수하고 친수성이 향상된 폴리테트라플루오로에틸렌을 제공할 수 있다. 또한 친수성이 향상됨에 따라 탄화수소계 고분자와의 상용성이 높아지므로, 탄화수소계 전해질 고분자와의 함침율을 높일 수 있고, 치수안정성이 향상된, 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 제공할 수 있다.Through the modified polytetrafluoroethylene and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to provide polytetrafluoroethylene having excellent mechanical strength and improved hydrophilicity. In addition, as the hydrophilicity is improved, the compatibility with the hydrocarbon-based polymer increases, so that the impregnation rate with the hydrocarbon-based electrolyte polymer can be increased, and a modified polytetrafluoroethylene having improved dimensional stability can be provided.

본 발명의 이온 교환 멤브레인(ion exchange membranes)은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고; 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자를 함침시켜 형성된다.The ion exchange membranes of the present invention include polytetrafluoroethylene modified by reacting a modified mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI) with polytetrafluoroethylene; It is formed by impregnating a hydrocarbon-based polymer on the modified polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 이온 교환 멤브레인은 기계적 강도가 우수할 수 있다.In one embodiment, the ion exchange membrane may have excellent mechanical strength.

일 실시예에서 상기 이온 교환 멤브레인은 수 전해(water electrolysis), 연료 전지(Fuel Cell), 이차 전지(secondary cell) 또는 산화환원 전지(Redox Flow Battery)에 사용될 수 있다. 예를 들어 본 발명의 이온 교환 멤브레인은 바나듐산화환원전지(Vanadium Redox Flow Battery)의 이온 교환 멤브레인으로 사용될 수 있다.In one embodiment, the ion exchange membrane may be used for water electrolysis, fuel cell, secondary cell, or redox flow battery. For example, the ion exchange membrane of the present invention may be used as an ion exchange membrane of a vanadium redox flow battery.

본 발명의 이온 교환 멤브레인의 제조방법은 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 개질하는 단계; 및 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자 전해질을 도포하는 단계;를 포함한다.The method of manufacturing an ion exchange membrane of the present invention comprises the steps of modifying polytetrafluoroethylene (PTFE) using a modified mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI); And applying a hydrocarbon-based polymer electrolyte on the modified polytetrafluoroethylene.

상기 개질하는 단계에서는 다공성 구조를 형성하는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 섬유 구조 표면을 개질할 수 있다.In the modifying step, the surface of the fiber structure of the polytetrafluoroethylene forming a porous structure may be modified.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 6 내지 50 시간 동안 수행할 수 있다. 예를 들어 상기 개질하는 단계는 8 내지 48 시간 동안 수행할 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 6 to 50 hours. For example, the modifying step may be performed for 8 to 48 hours.

상기 도포하는 단계 이후에, 이온 교환 멤브레인 두께를 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이온 교환 멤브레인 두께는 닥터 블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 조절할 수 있다.After the applying step, it may further include the step of adjusting the ion exchange membrane thickness. For example, the thickness of the ion exchange membrane can be adjusted using a doctor blade.

일 실시예에서 상기 도포하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 건조하는 단계는 제1 건조 단계 및 제2 건조 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, after the applying step, the step of drying the modified polytetrafluoroethylene may be further included. For example, the drying may include a first drying step and a second drying step.

예를 들어, 제1 건조 단계는 40 내지 100 ℃의 온도에서 10 내지 30 시간 동안 건조 단계를 수행하는 것일 수 있다. 또한 제2 건조 단계는 진공 분위기의 100 ℃ 이상의 온도에서 1 시간 이상 건조 단계를 수행하는 것 일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 건조 단계 및 제2 건조 단계를 연속적으로 수행할 수 있다.For example, the first drying step may be performing the drying step for 10 to 30 hours at a temperature of 40 to 100 °C. In addition, the second drying step may be performing the drying step for 1 hour or more at a temperature of 100° C. or more in a vacuum atmosphere. For example, the first drying step and the second drying step may be continuously performed.

상기 탄화수소계 고분자는 술폰화(sulfated) 또는 비술폰화된 폴리 에테르 케톤(Poly ether ketone), 폴리 에테르 케톤 케톤(poly ether ketone ketone), 폴리 에테르 에테르 케톤 케톤(poly ether ether ketone ketone), 폴리 에테르 에테르 에테르 케톤(poly ether ether ether keton), 폴리 에테르 케톤-에테르 케톤 케톤(poly ether keton-ether keton keton), 폴리 아릴렌 에테르 케톤(poly arylene ether ketone) 또는 폴리 에테르 에테르 케톤(poly ether ether ketone) 중에 하나 이상일 수 있고, 예를 들어 술폰화된 폴리 에테르 에테르 케톤(SPEEK, sulfated poly ether ether ketone) 또는 폴리 아릴 에테르 케톤(Polyaryletherketone)일 수 있다.The hydrocarbon-based polymer is a sulfonated or unsulfonated poly ether ketone, a poly ether ketone ketone, a poly ether ether ketone ketone, and a poly ether ether. In ether ketone (poly ether ether ether keton), poly ether ketone-ether ketone ketone (poly ether keton-ether keton keton), poly arylene ether ketone (poly arylene ether ketone) or poly ether ether ketone (poly ether ether ketone) It may be one or more, for example, may be a sulfonated poly ether ether ketone (SPEEK, sulfated poly ether ether ketone) or a polyaryl ether ketone (Polyaryletherketone).

본 발명의 이온 교환 멤브레인 및 이온 교환 멤브레인 제조방법을 통해서 기계적 강도가 우수하고 친수성이 향상된 이온 교환 멤브레인을 제공할 수 있다. 또한 치수안정성이 향상되고 이온 전도도의 감소를 방지할 수 있는 이온 교환 멤브레인을 제공할 수 있다.An ion exchange membrane having excellent mechanical strength and improved hydrophilicity can be provided through the ion exchange membrane and the method of manufacturing the ion exchange membrane of the present invention. In addition, it is possible to provide an ion exchange membrane capable of improving dimensional stability and preventing a decrease in ionic conductivity.

이하 본 발명의 실시예들에 대해 상술한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명이 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following examples are only some embodiments of the present invention, and the present invention should not be construed as being limited to the following examples.

실시예 1. 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌 개질Example 1. Porous polytetrafluoroethylene modification

먼저, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌을 에탄올에 30 분 동안 적셔 놓았다. 그리고, 트리스 버퍼(tris-buffer) 용액 (pH = 8.5, 10 mmol/L) 500 ml에 카테콜 0.6 g과 폴리에틸렌이민 0.15 g을 용해시켜 개질용 혼합용액을 제조하였다. 그런 다음 상기 에탄올에 30 분 동안 적셔놓은 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌을 제조된 상기 개질용 혼합용액에 넣어 혼합물을 얻었다. 이어서 상기 혼합물을 상온에서 8 시간 내지 48 시간 동안 동시 증착 반응(co-deposition reaction)하여 상기 혼합물 내에 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하였다. 반응시킨 이 후, 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 꺼내어 증류수에 24 시간 정도 담가, 남아있는 카테콜 및 폴리에틸렌이민 등의 잔여물을 제거하였다.First, porous polytetrafluoroethylene was soaked in ethanol for 30 minutes. In addition, a mixed solution for modification was prepared by dissolving 0.6 g of catechol and 0.15 g of polyethyleneimine in 500 ml of a tris-buffer solution (pH = 8.5, 10 mmol/L). Then, the porous polytetrafluoroethylene soaked in ethanol for 30 minutes was added to the prepared mixed solution for modification to obtain a mixture. Subsequently, the mixture was subjected to a co-deposition reaction at room temperature for 8 to 48 hours to modify the polytetrafluoroethylene in the mixture. After the reaction, the modified polytetrafluoroethylene was taken out and immersed in distilled water for about 24 hours to remove the remaining residues such as catechol and polyethyleneimine.

실시예 2. 멤브레인 제조 1Example 2. Membrane Preparation 1

상기 실시예 1을 통해 제조된 개질된 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자 전해질을 함침시키기 위해서 유리판 상에 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 깔고, 술폰화된 폴리 에테르 에테르 케톤(SPEEK, sulfated poly ether ether ketone) 용액을 부어서 멤브레인을 제조하였다. 중력 및 모세관 현상을 통해서 술폰화된 폴리 에테르 에테르 케톤이 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌의 기공에 함침될 수 있다. 이어서 닥터 블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 멤브레인의 두께를 조절하였다. 그런 다음 80 ℃에서 24 시간 동안 건조시켰다. 이어서 진공 분위기에 130 ℃에서 3 시간 더 건조시켜 잔여 용매를 제거하였다. 최종적으로 이온 교환 멤브레인으로 사용할 수 있는 PTFE/SPEEK 멤브레인을 얻었다.In order to impregnate the modified porous polytetrafluoroethylene prepared in Example 1 with a hydrocarbon-based polymer electrolyte, a modified polytetrafluoroethylene was laid on a glass plate, and a sulfonated polyether ether ketone (SPEEK, sulfated poly ether ether ketone) solution was poured to prepare a membrane. The sulfonated polyether ether ketone can be impregnated into the pores of the porous polytetrafluoroethylene through gravity and capillary action. Subsequently, the thickness of the membrane was adjusted using a doctor blade. Then, it was dried at 80° C. for 24 hours. Subsequently, it was further dried at 130° C. for 3 hours in a vacuum atmosphere to remove the residual solvent. Finally, a PTFE/SPEEK membrane that can be used as an ion exchange membrane was obtained.

실시예 3. 멤브레인 제조 2Example 3. Membrane Preparation 2

다른 멤브레인 제조를 위한 또 다른 실시예를 수행하였다.Another example was carried out for the preparation of another membrane.

상기 실시예 1을 통해 제조된 개질된 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자 전해질을 함침시키기 위해서 유리판 상에 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 깔고, 폴리 아릴 에테르 케톤(PAEK-API, Polyaryletherketone) 용액을 부어서 멤브레인을 제조하였다. 중력 및 모세관 현상을 통해서 폴리 아릴 에테르 케톤이 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌의 기공에 함침될 수 있다. 이어서 닥터 블레이드(Doctor Blade)를 이용하여 멤브레인의 두께를 조절하였다. 그런 다음 80 ℃에서 24 시간 동안 건조시켰다. 이어서 진공 분위기에 130 ℃에서 3 시간 더 건조시켜 잔여 용매를 제거하였다. 최종적으로 이온 교환 멤브레인으로 사용할 수 있는 PTFE/PAEK-API 멤브레인을 얻었다.To impregnate the modified porous polytetrafluoroethylene prepared in Example 1 with a hydrocarbon-based polymer electrolyte, a modified polytetrafluoroethylene was laid on a glass plate, and a polyaryl ether ketone (PAEK-API, Polyaryletherketone) solution Was poured to prepare a membrane. Through gravity and capillary phenomena, polyaryl ether ketones can be impregnated into the pores of the porous polytetrafluoroethylene. Subsequently, the thickness of the membrane was adjusted using a doctor blade. Then, it was dried at 80° C. for 24 hours. Then, it was further dried at 130° C. for 3 hours in a vacuum atmosphere to remove the residual solvent. Finally, a PTFE/PAEK-API membrane that can be used as an ion exchange membrane was obtained.

도 1은 실시예를 통해서 제조된 본 발명의 멤브레인들을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 1은 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 유무에 따른 멤브레인의 차이를 비교하기 위해서, 실시예 2를 통해 제조된 PTFE/SPEEK 멤브레인들의 윗면 (a) 및 (c)와 아랫면 (b) 및 (d)를 나타낸 것이다. 개질하지 않은 멤브레인을 나타낸 (a) 및 (b)의 경우, 윗면 (a)은 전해질 고분자가 제막 또는 코팅된 것을 확인 할 수 있지만, 아랫면 (b)의 경우에는, 폴리테트라플루오로에틸렌이 개질되지 않았으므로, 전해질 용액이 폴리테트라플루오로에틸렌의 기공 내부로 침투하지 못하여, 아랫면까지는 제막되지 않은 것을 알 수 있다. 반면에, 도 1의 (c) 및 (d)는 트리스 버퍼 용액과 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 혼합한 혼합용액을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 48 시간 동안 반응하여 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 제조하였고, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌과 술폰화된 폴리 에테르 에테르 케톤을 이용하여 제조된 본 발명의 이온 교환 멤브레인의 일 실시예를 나타낸 것으로, 윗면 (c)과 아랫면 (d)이 모두 제막된 것을 확인할 수 있다.1 is a view showing the membranes of the present invention manufactured through Examples. Specifically, FIG. 1 shows the top (a) and (c) and bottom (b) and ( d). In the case of (a) and (b) showing the unmodified membrane, it can be confirmed that the electrolyte polymer is formed or coated on the top (a), but in the case of the bottom (b), polytetrafluoroethylene is not modified. Therefore, it can be seen that the electrolyte solution did not penetrate into the pores of the polytetrafluoroethylene, and thus the film was not formed up to the bottom surface. On the other hand, (c) and (d) of FIG. 1 are modified polytetrafluoroethylene by reacting polytetrafluoroethylene for 48 hours using a mixed solution of tris buffer solution, catechol, and polyethyleneimine. It was prepared, showing an embodiment of the ion exchange membrane of the present invention prepared using the modified polytetrafluoroethylene and sulfonated polyether ether ketone, both the upper surface (c) and the lower surface (d) It can be confirmed that it was done.

도 2는 본 발명의 폴리테트라플루오로에틸렌 개질을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 2는 카테콜 및 폴리에틸렌이민의 동시 증착 반응을 화학식으로 나타낸 것으로, 일 실시예에서 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 제조하기 위해 사용하는 카테콜 및 폴리에틸렌이민이 결합하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 것을 알 수 있다. 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 혼합하면 마이클 첨가반응(michael addition) 및 시프염기반응(Schiff base reaction)이 수행되어 카테콜 및 폴리에틸렌이민이 결합될 수 있다.Figure 2 is a view showing the polytetrafluoroethylene modification of the present invention. Specifically, FIG. 2 shows the simultaneous deposition reaction of catechol and polyethyleneimine by a chemical formula. In one embodiment, polytetrafluoroethylene is combined with catechol and polyethyleneimine used to prepare the modified polytetrafluoroethylene of the present invention. It can be seen to modify fluoroethylene. When catechol and polyethyleneimine are mixed, a Michael addition reaction and a Schiff base reaction are performed, so that the catechol and polyethyleneimine can be combined.

도 3은 실시예를 통해서 제조된 본 발명의 멤브레인들을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 3은 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 유무에 따른 멤브레인의 차이를 비교하기 위해서, 실시예 3을 통해 제조된 PTFE/PAEK-API 멤브레인들의 윗면 (a) 및 (c)와 아랫면 (b) 및 (d)를 나타낸 것이다. 개질하지 않은 멤브레인을 나타낸 (a) 및 (b)의 경우, 윗면 (a)은 제막된 것으로 보이나, 아랫면 (b)의 경우에는, 제막되지 않은 것을 알 수 있다. 반면에, 도 3의 (c) 및 (d)는 트리스 버퍼 용액과 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 혼합한 혼합용액을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 48 시간 동안 반응하여 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 제조하였고, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌과 폴리아릴에테르케톤을 이용하여 제조된 본 발명의 이온 교환 멤브레인의 일 실시예를 나타낸 것으로, 윗면 (c)과 아랫면 (d)이 모두 제막된 것을 확인할 수 있다.3 is a view showing the membranes of the present invention manufactured through Examples. Specifically, FIG. 3 is an upper surface (a) and (c) and a lower surface (b) of the PTFE/PAEK-API membranes prepared in Example 3 to compare the difference in the membrane according to the presence or absence of modification of polytetrafluoroethylene. And (d). In the case of (a) and (b) showing the unmodified membrane, the upper surface (a) appears to be formed, but in the case of the lower surface (b), it can be seen that the film is not formed. On the other hand, in (c) and (d) of FIG. 3, the modified polytetrafluoroethylene was prepared by reacting polytetrafluoroethylene for 48 hours using a mixed solution of a tris buffer solution, catechol, and polyethyleneimine. It was prepared, showing an embodiment of the ion exchange membrane of the present invention prepared using the modified polytetrafluoroethylene and polyaryl ether ketone, confirming that both the upper surface (c) and the lower surface (d) were formed. I can.

따라서 도 1 및 도 3을 통해서, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌의 친수화 개질 없이는 전해질 용액의 균일한 함침이 어렵다는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 개질 방법을 통해서 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 친수성이 증가하여 폴리테트라플루오로에틸렌의 다공 내부로 DMSO 등과 같은 용매가 용이하게 침투할 수 있으므로 전해질 고분자가 침투 및 함침되어 윗면, 내부 및 아랫면 모두 균일하게 제막되는 것을 알 수 있다.Accordingly, through FIGS. 1 and 3, it can be seen that uniform impregnation of the electrolyte solution is difficult without the hydrophilic modification of the porous polytetrafluoroethylene, and the polytetrafluoroethylene modified through the modification method of the present invention has hydrophilicity. Increasingly, since the solvent such as DMSO can easily penetrate into the porous interior of the polytetrafluoroethylene, it can be seen that the electrolyte polymer is penetrated and impregnated to uniformly form a film on both the upper, inner and lower surfaces.

특성 평가Property evaluation

본 발명의 실시예들을 통해 제조된 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 및 이온 교환 멤브레인을 평가하였다.Modified polytetrafluoroethylene and ion exchange membranes prepared through the examples of the present invention were evaluated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 4는 개질 시간에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 정도를 확인하기 위해서 SEM(scanning electron microscope) 이미지를 나타낸 것으로, 도 4의 (a) 및 (b)는 개질되기 전의 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타내고, 도 4의 (c) 및 (d)는 8 시간 동안 개질시킨 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타내며, 도 4의 (e) 및 (f)는 48 시간 동안 개질시킨 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 카테콜 및 폴리에틸렌이민을 포함하는 개질용 혼합용액에 폴리테트라플루오로에틸렌을 담가 개질시키는 시간이 증가할수록, 폴리테트라플루오로에틸렌의 섬유 구조의 두께가 점점 두꺼워지는 것을 확인 할 수 있다.4 is a view showing polytetrafluoroethylene according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 4 shows a scanning electron microscope (SEM) image to confirm the degree of modification of polytetrafluoroethylene according to the modification time. FIGS. 4A and 4B show polytetrafluoroethylene before modification. Represents ethylene, Figure 4 (c) and (d) shows the polytetrafluoroethylene modified for 8 hours, Figure 4 (e) and (f) shows the polytetrafluoroethylene modified for 48 hours Show. Referring to Figure 4, it can be confirmed that the thickness of the fiber structure of the polytetrafluoroethylene becomes thicker as the time for modification by immersing polytetrafluoroethylene in a reforming mixed solution containing catechol and polyethyleneimine increases. I can.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면이다. 구체적으로 도 5는 개질 시간에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 정도를 확인하기 위해서 물방울 접촉각 이미지(water contact angle, water droplet image)를 나타낸 것으로, 도 5의 (a) 및 (b)는 개질되기 전의 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타내고, 도 5의 (c) 및 (d)는 8 시간 동안 개질시킨 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타내며, 도 5의 (e) 및 (f)는 48 시간 동안 개질시킨 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 도 5의 (a) 및 (b)의 경우, 물방울 접촉각이 139.81 °이고, 도 5의 (c) 및 (d)는 물방울 접촉각이 62.1 °이며, 도 5의 (e) 및 (f)는 물방울에 방울 형태가 완전히 퍼진 것을 확인할 수 있다. 따라서 개질 시간이 증가할수록 물방울 접촉각이 감소하는 것을 알 수 있고, 이를 통해 개질 시간이 증가할수록 폴리테트라플루오로에틸렌은 더 개질되어, 친수성이 더 증가하는 것을 알 수 있다.5 is a view showing polytetrafluoroethylene according to an embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 5 shows a water contact angle (water droplet image) in order to confirm the degree of modification of polytetrafluoroethylene according to the modification time, and FIGS. 5A and 5B are The previous polytetrafluoroethylene is shown, Figs. 5(c) and (d) show the polytetrafluoroethylene modified for 8 hours, and Figs. 5(e) and (f) show the polytetrafluoroethylene modified for 48 hours. Represents tetrafluoroethylene. Referring to FIG. 5, in the case of (a) and (b) of FIG. 5, the contact angle of water droplets is 139.81 °, and (c) and (d) of FIG. 5 are 62.1 ° of water droplets, and (e) of FIG. 5 And (f) it can be seen that the droplet form is completely spread to the water droplets. Therefore, it can be seen that as the modification time increases, the contact angle of water droplets decreases, and through this, as the modification time increases, the polytetrafluoroethylene is further modified, thereby further increasing the hydrophilicity.

결과적으로 상기 도 4 및 도 5를 통해서, 개질 시간에 따라서 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 정도를 조절할 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면이 개질되는 것이 아니라, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공성 구조를 이루는 섬유 구조 표면이 개질되는 것을 알 수 있다. 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면이 아닌 폴리테트라플루오로에틸렌 내부의 섬유 구조 표면을 개질하기 때문에 친수성이 커지고, 친수성 용매가 폴리테트라플루오로에틸렌 내부로 침투될 수 있다.As a result, it can be seen from FIGS. 4 and 5 that the degree of modification of the modified polytetrafluoroethylene of the present invention can be adjusted according to the modification time. In addition, it can be seen that the modified polytetrafluoroethylene of the present invention does not modify the surface of the polytetrafluoroethylene, but rather the surface of the fiber structure constituting the porous structure of the polytetrafluoroethylene. Since the surface of the fiber structure inside the polytetrafluoroethylene is modified rather than the surface of the polytetrafluoroethylene, the hydrophilicity increases, and the hydrophilic solvent may penetrate into the polytetrafluoroethylene.

도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인의 분석 결과를 나타낸 도면들이다.6 and 7 are views showing analysis results of a membrane according to an embodiment of the present invention.

구체적으로 도 6은 실시예를 통해 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자 전해질의 함침 여부를 확인하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 이온 교환 멤브레인들의 인장강도를 측정하여 나타낸 것으로, 도 6을 통해서 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용한 멤브레인들(PTFE/SPEEK 및 PATFE/PAEK-API)이 순수 고분자 전해질 멤브레인(SPEEK 및 PAEK-API)보다 인장강도 및 연신율이 증가하는 것을 확인 할 수 있다. 이를 통해 개질된 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌를 지지체로 사용함으로써 본 발명의 이온 교환 멤브레인의 기계적 강도가 증가함을 알 수 있다.Specifically, FIG. 6 is a view showing measuring tensile strength of the ion exchange membranes prepared according to an embodiment of the present invention in order to determine whether the modified polytetrafluoroethylene is impregnated with a hydrocarbon-based polymer electrolyte. It can be seen from FIG. 6 that the modified polytetrafluoroethylene membranes (PTFE/SPEEK and PATFE/PAEK-API) have higher tensile strength and elongation than pure polymer electrolyte membranes (SPEEK and PAEK-API). have. Through this, it can be seen that the mechanical strength of the ion exchange membrane of the present invention is increased by using the modified porous polytetrafluoroethylene as a support.

구체적으로 도 7은 실시예를 통해 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌에 탄화수소계 고분자 전해질의 함침 여부를 확인하기 위해 멤브레인의 저항 분석 결과를 이온 전도도로 나타낸 것이다. 개질하지 않은 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용한 경우에는 멤브레인의 윗면만 부분적으로 제막되므로 이온 전도도가 순수 고분자 전해질 멤브레인보다 현저하게 감소한다. 반면에 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 사용한 PTFE/SPEEK 멤브레인은 도 7에 나타난 것과 같이 순수 고분자 전해질 멤브레인(SPEEK)보다 양이온 전도도가 10 내지 15 % 정도만 감소되고, 48 시간 동안 반응시켜 개질하여 제조된 PTFE/PAEK-API 멤브레인은 순수 고분자 전해질 멤브레인(PAEK-API)보다 음이온 전도도가 10 % 이하로 감소한 것을 확인 할 수 있다. 따라서 본 발명의 개질된 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 이온 교환 멤브레인 및 이의 제조방법을 통해서 기계적 강도가 우수하고 이온 전도도 감소를 방지할 수 있다.Specifically, FIG. 7 shows the result of resistance analysis of the membrane with ionic conductivity in order to determine whether the modified polytetrafluoroethylene is impregnated with a hydrocarbon-based polymer electrolyte. In the case of using unmodified polytetrafluoroethylene, since only the upper surface of the membrane is partially formed, the ionic conductivity is significantly reduced than that of the pure polymer electrolyte membrane. On the other hand, the PTFE/SPEEK membrane using the modified polytetrafluoroethylene has only 10 to 15% reduction in cation conductivity than the pure polymer electrolyte membrane (SPEEK), as shown in FIG. It can be seen that the anion conductivity of the PTFE/PAEK-API membrane is reduced to less than 10% than that of the pure polymer electrolyte membrane (PAEK-API). Therefore, through the ion exchange membrane including the modified porous polytetrafluoroethylene of the present invention and a method for manufacturing the same, it is possible to prevent a decrease in ionic conductivity and excellent mechanical strength.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.

Claims (11)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 카테콜(catechol) 및 폴리에틸렌이민(PEI)을 포함하는 개질용 혼합용액을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 개질하는 단계;
상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자 전해질을 도포하는 단계; 및
상기 도포하는 단계 이후에 건조하는 단계를 포함하고
상기 건조하는 단계는 제1 건조 단계 및 제2 건조 단계를 포함하며, 상기 제1 건조 단계 및 제2 건조 단계가 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하고,
제1 건조 단계는 40 내지 100 ℃의 온도에서 10 내지 30 시간 동안 수행하며,
제2 건조 단계는 진공 분위기의 100 ℃ 이상의 온도에서 1 시간 이상 수행하고,
상기 개질하는 단계는 8 내지 48 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인의 제조방법.
Modifying polytetrafluoroethylene (PTFE) using a reforming mixed solution containing catechol and polyethyleneimine (PEI);
Applying a hydrocarbon-based polymer electrolyte on the modified polytetrafluoroethylene; And
Including the step of drying after the applying step,
The drying step includes a first drying step and a second drying step, wherein the first drying step and the second drying step are continuously performed,
The first drying step is performed at a temperature of 40 to 100° C. for 10 to 30 hours,
The second drying step is performed for 1 hour or more at a temperature of 100° C. or more in a vacuum atmosphere,
The modifying step is characterized in that it is carried out for 8 to 48 hours,
Method of manufacturing an ion exchange membrane.
제9항에 있어서,
상기 이온 교환 멤브레인은 수 전해, 연료 전지, 이차 전지 또는 산화환원전지에 사용되는 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인 제조방법.
The method of claim 9,
The ion exchange membrane is characterized in that it is used in water electrolysis, fuel cell, secondary cell or redox cell,
Ion Exchange Membrane Manufacturing Method.
삭제delete
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