KR20150085202A - 음이온 교환막의 제조방법 - Google Patents

음이온 교환막의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20150085202A
KR20150085202A KR1020140004719A KR20140004719A KR20150085202A KR 20150085202 A KR20150085202 A KR 20150085202A KR 1020140004719 A KR1020140004719 A KR 1020140004719A KR 20140004719 A KR20140004719 A KR 20140004719A KR 20150085202 A KR20150085202 A KR 20150085202A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peroxide
exchange membrane
anion exchange
membrane
group
Prior art date
Application number
KR1020140004719A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101568861B1 (ko
Inventor
최용진
송지혜
이춘구
신초롱
표민상
Original Assignee
주식회사 이노메디텍
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 주식회사 이노메디텍 filed Critical 주식회사 이노메디텍
Priority to KR1020140004719A priority Critical patent/KR101568861B1/ko
Publication of KR20150085202A publication Critical patent/KR20150085202A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101568861B1 publication Critical patent/KR101568861B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/82—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74 characterised by the presence of specified groups, e.g. introduced by chemical after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002—Organic membrane manufacture
    • B01D67/0006—Organic membrane manufacture by chemical reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107—Organic support material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
    • B01D71/62—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
    • B01D71/64—Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/42—Ion-exchange membranes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 발명은 고분자, 개시제 및 가교제가 포함된 중합 용액이 PVC 필름 내 침투되도록 하고, 다관능성 할라이드를 반응시켜 음이온 교환기를 도입함으로써 음이온 교환막을 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
본 발명의 음이온 교환막의 제조방법은 음이온 교환기의 도입 반응시 막의 반응에 따른 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 다관능성 할라이드의 방향족기에 의한 공명현상과 이온 가교 구조에 따라 안정성을 확보할 수 있는 바, 본 발명에 따라 제조된 음이온 교환막은 물리화학적 안정성 및 치수안정성이 우수하고, 기타 함수율(water content), 이온교환능(ion exchange capacity) 및 전기적저항(electrical resistance)을 일정 수준으로 확보할 수 있다.

Description

음이온 교환막의 제조방법{Manufacturing Method of Anion-Exchange Membrane}
본 발명은 고분자, 개시제 및 가교제가 포함된 중합 용액이 PVC 필름 내 침투되도록 하고, 다관능성 할라이드를 반응시켜 음이온 교환기를 도입함으로써 음이온 교환막을 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
이온교환막은 양이온과 음이온을 선택하여 한 쪽만을 통과시키는 합성수지막을 말하며, 양이온 교환막과 음이온 교환막이 있다. 양이온교환막은 마이너스의 전하(電荷)를 띄고 있어, 마이너스의 이온은 반발하여 통과시키지 않고 플러스 이온만을 통과시킨다. 또 반대로 음이온교환막은 플러스의 전하를 띄고 있어, 마이너스의 이온만을 통과시키는 성질을 갖고 있다. 상업용으로 사용되고 있는 양이온교환막의 경우, 이온교환기로서는 크게 강산성인 설폰산 그룹(-SO3-)과 약산성인 카르복실산 그룹(-COO-)으로 대별되어지며, 음이온교환막의 경우에 있어서는 주로 강염기성인 4차 암모늄 그룹(-NR3+)을 이온교환기로 갖게 된다.
이러한 이온교환막을 이용한 분리공정은 증류 또는 화학적인 처리를 이용한 분리방법에 비하여 비교적 고순도의 분리정제가 가능하고, 에너지의 소비가 적으며 장치가 간단하여 설비투자비가 적을 뿐만 아니라, 연속공정이 가능하여 시간당 처리능력이 우수하다는 점에서 각종 산업분야의 분리정제공정으로서 주목받고 있다. 현재 이온교환막을 산업분야에 적용한 예로서는 탈염 및 정제를 위한 전기투석공정(electrodialysis)과 물분해 전기투석공정(water-splitting electrodialysis) 그리고 산세폐액에서 산을 회수하는 확산투석(diffusion dialysis) 및 초순수 생산을 위한 전기탈염공정(electrodeionization) 등을 들 수가 있다.
상기 음이온교환막을 제조하는 대표적인 기존 방법은 페이스트법으로서, 비닐벤질 클로라이드-디비닐벤젠 단량체 및 그 공중합물의 분말과 가소제 및 고무 따위를 이용하여 페이스트를 제조한 후 이를 지지체인 얇은 천 등에 입혀 온도를 가해 제조하는 방법으로, 기계적인 물성이 우수하나 제조공정이 복잡하며 건조시에 막이 깨지게 되고, 제조단가가 비싸며 화학적 안정성이 저하되는 단점이 있다(Y. Mizutani, Structure of ion-exchange membranes, J. Membr. Sci. 49 (1990) 121).
상기 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제542295호에서는 비닐벤질 클로라이드, 팽윤촉진 단량체, 디비닐벤젠 및 광개시제를 포함하는 중합 용액을 비다공성 저밀도 폴리에틸렌(PE) 필름에 내부적으로 흡수시키고 상온에서 자외선을 조사하여 광중합시킨 후, 4급 아민화 반응을 통해 음이온교환기로 아민그룹을 도입시키는 PE/폴리비닐벤질 클로라이드 음이온 교환막을 제조하는 구성을 개시하고 있다. 상기 특허는 기존의 페이스트법에 비하여 간단한 공정으로 이온교환막을 제조할 수 있는 장점이 있으나, 비다공성 막의 흡수능력에 한계가 있어 이온교환능력을 지닌 수지의 함량이 제한적이고, 자외선의 막 내부로의 침투가 용이하지 않아 막두께가 두꺼워질수록 그 효용가치가 떨어진다고 할 수 있다. 또한 제조과정 중에 단량체가 대기로 비산되는 공정상의 단점을 가지고 있다.
또한, 한국등록특허 제447897호에서는 아민화공정에 아로마틱계의 아민을 도입함으로써 다소간의 화학적 안정성을 보장하고 있으나 치수안정 및 화학적 안정성은 만족할 만한 수준에 이르지 못한 상태에 있다.
따라서 막의 성능을 저하시키지 않는 저렴한 새로운 개념의 막제조공정이 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.
본 발명자들은 종래 음이온 교환막에서 나타나는 물리, 화학적 불안정성을 극복하는 제조 공정을 개발하고자 연구, 노력한 결과, 비닐 아민계 모노머를 포함하는 중합 용액에 PVC 필름을 침적시켜 기저막(base membrane)을 제조하고, 상기 기저막을 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 침적시켜 음이온 교환기를 도입하여 음이온교환막의 물리화학적, 구조적 안정성을 확보할 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명은 물리화학적 안정성과 치수 안정성을 확보된 음이온 교환막의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은,
비닐 아민계 모노머, 개시제 및 가교제를 포함하는 중합 용액을 제조하는 단계;
상기 중합 용액에 PVC 필름을 침적시키는 단계;
상기 침적된 PVC 필름을 50 ~ 150 ℃에서 반응시켜 기저막을 제조하는 단계; 및
상기 기저막을 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 침적시켜 음이온 교환기를 도입하는 단계를 포함하는 음이온 교환막의 제조방법을 그 특징으로 한다.
본 발명의 음이온 교환막의 제조방법은 음이온 교환기의 도입 반응시 막의 반응에 따른 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 다관능성 할라이드의 방향족기에 의한 공명현상과 이온 가교 구조에 따라 물리화학적 안정성을 확보할 수 있는 바, 본 발명에 따라 제조된 음이온 교환막은 물리화학적 안정성 및 치수안정성이 우수하고, 기타 함수율(water content), 이온교환능(ion exchange capacity) 및 전기적저항(electrical resistance)을 일정 수준으로 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음이온 교환막의 제조공정을 나타낸 공정도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은 고분자, 개시제 및 가교제가 포함된 중합 용액 내에서 PVC 필름이 팽윤되는 성질을 이용하고, 다관능성 할라이드를 반응시켜 음이온 교환기를 도입함으로써, 음이온 교환막을 제조하는 것을 그 특징으로 하며, 본 발명의 음이온 교환막의 제조방법은 비닐 아민계 모노머, 개시제 및 가교제를 포함하는 중합 용액을 제조하는 단계; 상기 중합 용액에 PVC 필름을 침적시키는 단계; 상기 침적된 PVC 필름을 50 ~ 150 ℃에서 반응시켜 기저막을 제조하는 단계; 및 상기 기저막을 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 침적시켜 음이온 교환기를 도입하는 단계를 포함한다.
이하 본 발명의 실시예에 따른 음이온 교환막의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 비닐 아민계 모노머, 개시제 및 가교제를 포함하는 중합 용액을 제조한다(S100). 상기 비닐 아민계 모노머는 3급 아민기를 갖는 아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있고, 바람직하게는 디알킬아미노알킬 아크릴레이트계 모노머(상기 알킬은 서로 같거나 다른 C1-C6의 알킬기일 수 있음)일 수 있으며, 보다 바람직하게는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 또는 디에틸아미노에틸메타크릴레이트를 사용할 수 있다.
또한, 상기 개시제로는 상기 모노머의 중합 반응을 개시할 수 있는 화합물이라면 그 종류가 제한되지는 않으나, 바람직하게는 유기 퍼옥사이드계 화합물로서 케톤 퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 디아크릴 퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥사이드, 메틸시클로헥산 퍼옥사이드, 아세틸아세톤 퍼옥사이드, 디퍼쿠밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-터트-부틸 퍼옥사이드, 쿠밀 하이드로퍼옥사이드, 및 하이드로젠 퍼옥사이드; 아조계 화합물로서 1,1-아조비스(사이클로헥산-1-카본니트릴), 아조디-티-옥탄-2-시아노-2-프로필아조포름아마이드, 디메틸-2,2-아조비스(2-메틸프로피노에이트), 및 2,2-아조비스(2-하이드록시 메틸프로피오니트릴)이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 개시제는 모노머 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 ~ 5 중량부가 사용될 수 있다.
또한, 상기 가교제로는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부타디올 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 헥산디올에톡시레이트디아크릴레이트, 헥산디올에톡시레이트디아크릴레이트, 헥산디올프로폭시레이트 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 에톡시레이트디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 프로폭시레이트디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올메탄 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판에톡시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판프로폭시레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트로톨프로폭시레이트 트리아크릴레이트 및 비닐트리메톡시실란 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 아니한다. 상기 가교제는 모노머 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 10 중량부가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 ~ 5 중량부가 사용될 수 있다.
다음, 상기 중합 용액에 PVC(Polyvinyl Chloride) 필름을 침적시켜 PVC 내 자유체적 안으로 상기 중합 용액이 침투될 수 있도록 한다(S200). 상기 PVC 필름은 1 ~ 1,000 ㎛, 바람직하게는 10 ~ 100 ㎛의 두께를 가지며, 유리전이온도(Tg)는 약 60 ~ 100℃ 범위 내에 존재하는 것이 바람직하다. 그리고 상기 중합 용액 내 모노머, 개시제 및 가교제가 충분히 PVC에 수착하여 평형상태에 도달할 수 있도록 수 시간 동안, 바람직하게는 1 ~ 5 시간 동안 상온에서 방치하는 것이 좋다. 이후 이를 하판의 유리판 위에 안치시키고, 그 위에 상판의 유리판을 덮고, 반응물이 틈새사이로 증발하는 것을 방지하기 위해 테잎 등으로 밀봉하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 침적된 PVC 필름을 가열 오븐과 같은 장치를 사용하여 50 ~ 150 ℃ 반응시켜 기저막을 제조하며, 바람직하게는 상기 가열 온도가 60 ~ 100 ℃가 되도록 조절하는 것이 좋다(S300). 또한 상기 반응은 약 1 ~ 10 시간 동안 진행하여, 중합이 충분하게 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제조된 기저막은 다소 미반응 모노머를 함유하게 되는데, 이는 막의 기계적인 강도와 형태(morphology)를 저하시킬 수 있으므로, 상기 미반응 모노머를 자연 건조 등을 통하여 제거하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 기저막을 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 침적시켜 음이온 교환기를 도입한다(S400).
상기 다관능성 할라이드는 하기 화학식 1의 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 1]
A-[R-X]n
상기 화학식 1에서 A는 치환 또는 비치환된 방향족기를 나타내고, R은 C1-C6의 알킬기를 나타내며, X는 할로겐 원소를 나타내고, n은 2 이상의 정수를 나타낸다.
상기 방향족기의 예로서, 페닐, 벤질, 나프틸, 톨릴 또는 안트라실 등이 포함될 수 있으며, 할로겐 원소로는 F, Cl, Br 또는 I일 수 있으나, 바람직하게는 Cl인 것이 좋다. 또한, 상기 n은 2 이상의 정수를 나타내나, 바람직하게는 2 ~ 5 의정수인 것이 좋다.
상기 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 기저막을 침적시키고, 약 1 ~ 20 시간 동안 반응을 진행하여 음이온 교환기를 도입할 수 있다. 상기 반응은 상온, 상압 하에서 이루어질 수 있으나, 30 ~ 50 ℃의 온도에서도 이루어질 수 있다. 상기 음이온 교환기가 도입된 이온교환막은 부반응물질을 포함하고 있으므로, 이온교환막을 반복적으로 수차례 세척한 후 NaCl 수용액 등에 보관하는 것이 바람직하다(S500).
상기 과정을 통하여 제조된 음이온 교환막은 물리화학적 안정성 및 치수안정성이 우수하고, 기타 함수율(water content), 이온교환능(ion exchange capacity) 및 전기적저항(electrical resistance)을 일정 수준으로 확보할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 음이온 교환막의 제조방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다
실시예 1 : 음이온 교환막의 제조
비닐 아민계 모노머로서 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 100 중량부, 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 5 중량부 및 가교제로서 디비닐벤젠 1 중량부를 포함하는 중합 용액을 제조하였다. 상기 중합용 용액에 두께 100 ㎛의 비다공성 PVC 필름을 3시간 동안 침적시켜 중합 용액이 PVC의 자유 체적 내로 침투될 수 있도록 하였다.
다음 상기 중합 용액이 침투된 PVC 필름을 하판의 유리판 위에 안치시키고, 그 위에 상판의 유리판을 덮은 후, 반응물이 틈새 사이로 증발하는 것을 막기 위하여 테잎으로 밀봉하였다. 그리고 상기 밀봉된 유리판을 80 ℃의 가열 오븐에 넣고 10 시간 반응시켜 기저막을 제조하였다.
상기 제조된 기저막에 0.05 M p-자일렌 디클로라이드(p-Xylene dichloride) 에탄올 용액에 25℃, 상압 조건 하에서 침적시키고 12시간 동안 방치하여 음이온 교환기가 도입되도록 하였다.
상기 화학 반응을 통하여 음이온 교환기가 도입되는 과정을 하기 화학식 2에 나타내었다.
[화학식 2]
Figure pat00001
다음, 상기 음이온 교환기가 도입된 기저막을 0.5M HCl 수용액과 0.5M 암모늄 크롤라이드 수용액에 반복적으로 수차례 세척한 후, 다시 초순수에 세척하여 최종 음이온 교환막을 얻었으며, 이를 0.5M NaCl 수용액에 보관하였다.
실시예 2 : 음이온 교환막의 제조
가교제로서 디비닐벤젠 3 중량부를 포함하는 중합 용액을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 음이온 교환막을 제조하였다.
비교예
비닐벤질 클로라이드 100 중량부, 개시제로서 벤조일 퍼옥사이드 5 중량부 및 가교제로서 디비닐벤젠 1 중량부를 포함하는 중합 용액을 제조하였다. 이하 상기 실시예 1과 같이 기저막을 제조하였다. 이후 상기 제조된 기저막에 0.1 M 트리메틸 아민(trimethyl amine) 수용액에 25℃, 상압 조건 하에서 침적시키고 3시간 동안 방치하여 음이온 교환기가 도입되도록 하였다.
다음, 상기 음이온 교환기가 도입된 기저막을 0.5M HCl 수용액과 0.5M 암모늄 크롤라이드 수용액에 반복적으로 수차례 세척한 후, 다시 초순수에 세척하여 최종 음이온 교환막을 얻었으며, 이를 0.5M NaCl 수용액에 보관하였다.
실험예 : 음이온 교환막의 특성 분석
<함수율>
막의 젖은 무게와 60 ℃ 오븐에서 24 시간 건조한 후의 무게 차를 건조후의 무게로 나누어 계산하였다.
<이온교환능>
1M HCl 수용액에 24 시간이상 함침시키고 막표면을 세척한 후 1M NaCl 수용액에 재함침하여 산염기 적정에 의해 막내부에 이온교환 되어진 수소이온의 양으로 결정하였다(meq./ g dry membrane).
<막저항>
0.5M NaCl 수용액에서 LCZ 미터를 이용하여 측정되어진 임피던스값과 위상각을 이용하여 계산하였다.
<이송수(Transport Number)>
양 전해액조를 갖는 구조의 셀(막 유효면적: 0.785 ㎠)을 이용하여 측정하되, 상기 이송수는 양 전해액조에 다른농도의 NaCl 수용액(0.001M/0.005M NaCl)을 넣고 막의 양단에 고정된 Ag/AgCl 전극의 전압차를 측정하여 계산하였다.
<내구성 평가>
상기의 제조된 막의 내구성을 평가하기 위하여, 막 제조 후 초기 이송수를 측정하였다. 이후 제조된 막을 유효면적 0.1 m2의 전기투석장치에 적용하고, NaCl 30 ms/cm의 조건에서 3 ms/cm가 될 때까지(90% 탈염), 총 15회씩(1회당 약 30분, 하루 운전시간 450분) 30일간 운전을 실시하였다. 상기 30일간의 운전 후 막의 이송수를 측정하였으며, 막의 내구성은 아래의 식에 의하여 평가되었다.
내구손실 %=[(초기 이송수 실험 후 이송수) / 초기 이송수 X 100]
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 막의 특성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
함수율(%) 이온교환능
(mequL/g)		 막저항
(cm2)		 전기전도도
(mS/cm)		 이송수 내구손실
(%)
실시예 1 18 1.1 3.01 6.01 0.981 1% 미만
실시예 2 17 1.05 4.36 5.58 0.996 1% 미만
비교예 20 1.15 3.08 5.22 0.910 10% 이상
상기 실험 결과, 실시예의 이온교환막은 우수한 함수율, 이온교환능, 막저항, 전기전도도를 나타내면서, 특히, 다관능 4급 아민의 도입에 따라 이송수 및 내구성이 크게 향상된 바, 물리화학적 안정성을 확보한 것을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 비닐 아민계 모노머, 개시제 및 가교제를 포함하는 중합 용액을 제조하는 단계;
    상기 중합 용액에 PVC 필름을 침적시키는 단계;
    상기 침적된 PVC 필름을 50 ~ 150 ℃에서 반응시켜 기저막을 제조하는 단계; 및
    상기 기저막을 다관능성 할라이드가 용해된 반응 용액에 침적시켜 음이온 교환기를 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다관능성 할라이드는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
    [화학식 1]
    A-[R-X]n
    상기 화학식 1에서 A는 치환 또는 비치환된 방향족기를 나타내고, R은 C1-C6의 알킬기를 나타내며, X는 할로겐 원소를 나타내고, n은 2 이상의 정수를 나타낸다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비닐 아민계 모노머는 3급 아민기를 갖는 아크릴레이트 모노머인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비닐 아민계 모노머는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 또는 디에틸아미노에틸메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개시제는 유기 퍼옥사이드계 화합물로서 케톤 퍼옥사이드, 퍼옥시케탈, 하이드로퍼옥사이드, 디알킬 퍼옥사이드, 디아크릴 퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥사이드, 메틸시클로헥산 퍼옥사이드, 아세틸아세톤 퍼옥사이드, 디퍼쿠밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 디-터트-부틸 퍼옥사이드, 쿠밀 하이드로퍼옥사이드, 및 하이드로젠 퍼옥사이드; 아조계 화합물로서 1,1-아조비스(사이클로헥산-1-카본니트릴), 아조디-티-옥탄-2-시아노-2-프로필아조포름아마이드, 디메틸-2,2-아조비스(2-메틸프로피노에이트), 및 2,2-아조비스(2-하이드록시 메틸프로피오니트릴)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-부타디올 디메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 헥산디올에톡시레이트디아크릴레이트, 헥산디올에톡시레이트디아크릴레이트, 헥산디올프로폭시레이트 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 에톡시레이트디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 프로폭시레이트디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올메탄 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판에톡시레이트 트리아크릴레이트, 트리메틸프로판프로폭시레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시레이트 트리아크릴레이트, 펜타에리트로톨프로폭시레이트 트리아크릴레이트 및 비닐트리메톡시실란 중에서 선택되는 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 음이온 교환막의 제조방법.
KR1020140004719A 2014-01-14 2014-01-14 음이온 교환막의 제조방법 KR101568861B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140004719A KR101568861B1 (ko) 2014-01-14 2014-01-14 음이온 교환막의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140004719A KR101568861B1 (ko) 2014-01-14 2014-01-14 음이온 교환막의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150085202A true KR20150085202A (ko) 2015-07-23
KR101568861B1 KR101568861B1 (ko) 2015-11-13

Family

ID=53875260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140004719A KR101568861B1 (ko) 2014-01-14 2014-01-14 음이온 교환막의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101568861B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101970927B1 (ko) * 2018-12-07 2019-04-19 이춘구 고분자 지지체를 포함하는 음이온교환막 및 그의 제조방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005334263A (ja) * 2004-05-26 2005-12-08 Tokuyama Corp イオントフォレーシス装置及びイオン交換膜

Also Published As

Publication number Publication date
KR101568861B1 (ko) 2015-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9636642B2 (en) Resilient anion exchange membranes prepared by polymerizing a composition
JP7461933B2 (ja) Ｕｖ開始重合によるイオン交換膜
JP5889907B2 (ja) カチオン交換膜を製造するためのモノマー溶液の製造方法
JP5948243B2 (ja) イオン交換膜
JP5579365B2 (ja) 陰イオン交換膜およびその製造方法
KR20140126199A (ko) 다공성 기재 및 고분자 코팅을 이용한 이온교환막 제조방법
KR100542295B1 (ko) 폴리에틸렌/폴리비닐벤질 클로라이드 음이온교환막의제조방법
TWI324614B (en) Polymer grafted support polymers
KR101726658B1 (ko) 니트릴 고무를 함유한 비닐벤질계-스티렌계 음이온교환 복합막 및 이의 제조방법
KR102170555B1 (ko) 음이온 교환막 및 이의 제조방법
KR101568861B1 (ko) 음이온 교환막의 제조방법
US10561991B2 (en) Homogeneous anion-exchange composite membrane having excellent chemical resistance and method for producing the same
US10543463B2 (en) Homogeneous cation-exchange composite membrane having excellent chemical resistance and method for producing the same
US3240723A (en) Battery separators containing sulfonamide groups
JP3423765B2 (ja) イオン交換膜の積層方法
KR101815661B1 (ko) 음전하성 오염물질에 대한 내오염성이 우수한 세공충전 음이온교환 복합막 및 그의 제조방법
KR101673928B1 (ko) 폴리케톤 양이온 교환막 및 이의 제조방법
CN103755988A (zh) 一种基于烯丙基单体制备阴离子交换膜的方法
KR101681637B1 (ko) 니트릴 고무를 함유한 스티렌계-tert-부틸스티렌계 양이온교환 복합막 및 이의 제조방법
KR20160127201A (ko) 이미다졸륨 고분자층을 포함한 음이온 교환막 및 이의 제조방법
KR100447949B1 (ko) Ｐｖｃ/폴리스티렌 양이온교환막의 제조방법
KR20040013627A (ko) 폴리에틸렌/폴리스티렌 양이온교환막의 제조방법
KR101852061B1 (ko) 가소제를 함유한 비닐벤질계-스티렌계 음이온교환 복합막 및 이의 제조방법
KR20180053595A (ko) 카테콜-아민 결합을 이용한 이온 교환막 및 이의 제조방법
KR102057993B1 (ko) 1가 이온 선택성이 향상된 이온교환막 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181106

Year of fee payment: 4