KR20180080735A - 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법 - Google Patents

아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물과 이를 이용한 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의해서 제조되는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막은 높은 인장강도와 파단신도를 갖게되어 중공사막 모듈의 내구성을 증대시킨다.

Description

아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법{POLYMER COMPOSITION FOR PREPARING ACETYLATED ALKYL CELLULOSE MEMBRANE AND PREPARATION METHOD OF ACETYLATED ALKYL CELLULOSE MEMBRANE USING THE SAME}
본 발명은 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬셀룰로스 분리막의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아세틸화 알킬 셀룰로스 고분자와 술폰아미드 화합물을 포함하는 고분자 조성물 및 이를 열유도 상분리법에 의해 중공사막으로 제조하는 기계적 특성이 우수한 아세틸화된 알킬 셀룰로스분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정수처리 공정에서 수질의 안정성, 컴팩트한 부지, 자동화 등의 장점이 높기 때문에, 분리막에 대한 관심이 높아지고 있다. 정수처리에 사용되는 대부분의 분리막은 강한 내구성, 장수명성 등이 요구되며, 이를 위하여 막오염 저항성이 크게 요구된다.
소수성 고분자 분리막의 경우에 막오염에 약하며, 친수성 고분자를 사용한 분리막은 상대적으로 막오염에 대하여 안정적인 특징이 있다. 현재 일반적으로 사용되고 있는 분리막 소재인 셀룰로스 아세테이트는 막오염 저항성이 우수하지만, 셀룰로스 아세테이트를 제조하는 공정에서 염기를 사용하기 때문에, 고분자의 분해가 일어나서 분리막의 내구성, 즉 기계적 강도가 떨어지는 단점이 있다.
국내특허 제10-1269574호는 아세틸화된 알킬 셀룰로스; 및 빈용매로서 폴리에틸렌글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 열유도 상 분리법을 이용한 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 용액을 개시하고 있다. 이러한 고분자 용액에 의해서 제조되는 아세틸화 알킬 셀룰로스 재질의 중공사막은 다른 고분자 중공사막 보다 친수성이 높기 때문에 내오염성에 유리한 측면이 있으나, 무정형의 고분자 구조로 결정성을 갖기 어려워, 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF)와 같은 선형 구조의 결정성 고분자를 통해 만들어지는 중공사막과는 다르게 취성에 의한 낮은 파단신도를 나타내게 된다.
다수의 중공사막이 집속된 중공사막 모듈은 일반적으로 수처리 공정 중에 분리막 표면의 오염을 줄이기 위해 수행되는 공기세정 과정에 의해 중공사막 길이의 단면 방향으로 유동을 하게 되는데 이때 낮은 파단신도는 중공사막의 끊어짐을 야기하는 문제점을 갖는다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 극복하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 인장강도 및 파단신도가 우수한 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상은 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 양상은 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 도프용액을 준비하는 단계; 및 상기 도프용액을 방사한 후, 응고욕에서 고화시키는 열유도 상분리법에 의해서 분리막을 제조하는 단계를 포함하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 고분자 조성물 및 제조방법에 의해서 제조되는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막은 인장강도 및 파단신도가 우수하면서 고투수성을 시현하여, 중공사막모듈, 생물막 반응기용 침지형 분리막 모듈, 화학적 혼합물 분리용 모듈, 해수담수화용 전처리 분리막 모듈 등 다양하게 사용할 수 있으며, 높은 경제성과 처리 성능을 나타내면서 장기간 사용에도 변형이나 열화가 발생하지 않으므로, 본 발명의 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막은 차세대 고효율 분리공정에 적용하는 것이 가능하다.
이하에서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 하나의 양상은 아세틸화된 알킬 셀룰로스; 술폰아미드 화합물; 및 빈용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 분리막을 제조하기 위한 아세틸화된 알킬 셀룰로오스란 아세틸화하기 전 셀룰로오스의 히드록시기 중 적어도 하나 이상을 알킬기로 치환한 것을 의미하며, 즉, 셀룰로오스의 히드록시기 일부는 알킬기로, 일부는 아세틸화된 것을 의미한다. 상기 알킬화는 C1 ~ C6의 알킬 또는 C1 ~ C6의 히드록시알킬 등으로 치환하는 것을 의미하며, 예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시에틸 또는 히드록시프로필 등으로 치환할 수 있다.
알킬기의 치환도는 (최대로 치환되면 치환도는 3이 된다.) 0.1 ~ 2.9가 된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 치환도는 셀룰로오스 단위구조 내에 함유되어 있는 히드록시기를 다른 화합물로 치환된 정도를 말하며 히드록시기 3개 중에 1개가 치환되면 1, 2개가 치환되면 2, 3개 모두 치환되면 치환도는 3이 된다. 아세틸화는 나머지 치환되지 않은 히드록시기의 5 ~ 100 %가 아세틸화된 것을 의미한다.
셀룰로오스 화합물로서 상기 아세틸화된 알킬 셀룰로오스에 다른 아세틸화된 셀룰로오스 화합물을 혼합하여 고분자 용액을 제조할 수도 있다. 예를 들어, 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 아세틸화된 알킬 셀룰로오스에 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아세틸화된 알킬 셀룰로오스는 소수성 막과 달리 친수성의 성질을 띠고 있어 유기물질에 의한 막오염이 적게 일어나며 높은 염제거율을 지니고 있을 뿐만 아니라 기계적 강도가 높기 때문에 중공사막의 수명을 늘려 줄 수 있다.
본 발명이 사용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스는 친수성의 성질을 띠고 있어 유기물질에 의한 막 오염이 적게 일어나고, 높은 투과율을 나타낸다. 상기 아세틸화된 알킬 셀룰로스로는 중량평균분자량이 5만 내지 2 백만 범위로 비교적 분자량이 큰 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 만약, 아세틸화된 알킬 셀룰로스의 중량평균분자량이 5만 미만이면 방사 후 강도가 매우 약하여 분리막으로의 사용이 어렵고, 중량평균분자량이 2백만을 초과하면 빈용매를 이용하여 열유도 상분리법을 사용할 경우 점도가 너무 높아서 도프용액 제조가 어렵기 때문이다.
상기 술폰아미드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
Figure pat00001
상기 식에서, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내고, 각각 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가지고 있을 수 있음.)
본 발명과 같이 아세틸화 알킬 셀룰로스 고분자로 구성된 도프용액에 술폰아미드기를 포함하는 화합물을 도입하면 아세틸화 알킬 셀룰로스 고분자의 에스터 그룹과 술폴아미드 화합물의 술폰기의 비대칭 전자밀도 분포에 의한 전기적 인력이 작용하여 분자간의 결합을 더욱 증대시키기 때문에, 이러한 도프용액으로 제조되는 중공사막의 인장강도 및 파단신도가 향상된다. 또한 화합물에 포함된 아미드기의 공명 효과로 전기적인 친화력이 더욱 높아지게 되어 인장강도 및 파단신도 증대의 효과가 더욱 커지게 된다.
본 발명의 화학식 1로 나타내는 화합물에 대해 설명한다. 상기 화학식 1에 있어서, R1은 치환 또는 비치환 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 치환 또는 비치환 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.
R1 ~ R3에 있어서, 알킬기는 직쇄상 또는 분지상 알킬기로서, 탄소수 1 내지 5인 것이 바람직하다. 알킬기의 구체예로는, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, iso-프로필, 시클로프로필, n-부틸, iso-부틸 등을 들 수 있다.
R1 ~ R3에 있어서, 아릴기로는 6 내지 12인 것이 특히 바람직하다. 아릴기의 구체예로는, 예를 들어 페닐, 비페닐릴, 디페닐페닐(테르페닐), 나프틸 등을 들 수 있고, 페닐, 나프탈, 비페닐릴이 특히 바람직하다.
R1 ~ R3에 있어서, 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가지고 있어도 된다. 치환기로서 바람직하게는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술폰기, 술폰아미드기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 술파모일기, 카르바모일기, 알킬티오기, 아릴티오기, 술포닐기, 술피닐기, 우레이도기, 인산아미드기, 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐원자, 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록삼산기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로 고리기 및 실릴기이고, 보다 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술폰기, 술폰아미드기, 술포닐아미노기 및 술포닐기이고, 특히 바람직하게는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술폰기, 술폰아미드기, 술포닐아미노기 및 술포닐기이다. 치환기가 2개 이상 있는 경우는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또, 가능한 경우에는 서로 연결되어 고리를 형성할 수도 있다.
화학식 1로 나타내는 술폰아미드 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 예로 들 수 있으나, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00002
분리막을 제조하기 위한 방법 가운데 하나인 열유도 상분리법은 고온에서 용해된 고분자 용액을 저온의 매체와 접촉시켜 액체-고체 상분리 및 고화가 발생함으로써 다공성 분리막으로 제조하는 방법이다. 본 발명에서와 같이 친수성 고분자 소재인 아세틸화된 알킬 셀룰로스와 결정성 고분자를 사용하여 열유도 상분리법(TIPS)을 적용하기 위해서는 최적의 빈용매를 선택 사용하는 것이 중요하다.
열유도 상분리 공정에서 사용되는 빈용매는 분리막의 매크로보이드가 형성되는 것을 억제하는 역할을 하고, 분리막의 공극크기와 공극률을 극대화시킬 수 있으며, 고분자 조성물의 온도 변화와 점도 변화 그리고 성형 과정의 용이성에 영향을 미치게 된다. 본 발명에서 빈용매란, 수지를 60℃ 이하의 저온에서는 5 중량% 이하로 용해시킬 수 있지만, 60℃ 이상이면서 수지의 융점 이하의 고온 영역에서 5 중량% 이상 용해시킬 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 본 발명은 아세틸화된 알킬 셀룰로스를 열유도 상분리법(TIPS)에 적용하기 위하여 빈용매로서 폴리에틸렌글리콜(PEG), 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, γ-부틸로락톤, 시클로헥사논, 아세토페논 및 이소포론 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 발명의 고분자 조성물 제조를 위하여, 아세틸화된 알킬 셀룰로스 14.5 내지 40 중량%; 술폰아미드 화합물 0.5 내지 10 중량%; 및 빈용매 50 내지 85 중량%의 비율로 혼합한다. 이때, 아세틸화된 알킬 셀룰로오스는 고분자 도프 용액 전체에 대하여 14.5 ~40 중량%로 사용하는 것이 바람직하며, 이 때 아세틸화된 알킬 셀룰로오스의 사용량이 14.5 중량% 미만이면 중공사막의 강도가 떨어지며, 40 중량%를 초과하면 점도가 높아 제막이 용이하지 않은 문제점이 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 양상은 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 도프용액을 준비하는 단계; 및 상기 도프용액을 방사한 후, 응고욕에서 고화시키는 열유도 상분리법에 의해서 분리막을 제조하는 단계를 포함하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 방법을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물과 빈용매를 혼합하여 도프용액을 제조한다.
상기 제조된 고분자 조성물의 정제를 위하여, 고분자 조성물을 가온한 후에 여과하여 불용성분을 제거할 수 있다. 상기 정제과정을 좀 더 구체적으로 설명하면, 고분자 조성물을 120 내지 200℃ 온도로 가열하여 아세틸화된 알킬 셀룰로스를 완전히 용해시킨 다음, 여과하여 정제된 고분자 조성물을 제조한다.
이상의 방법에서 제조된 고분자 조성물을 이용하여 제막하여 분리막을 제조할 수 있다. 본 발명에서는 대표적인 분리막으로서 중공사막을 제조하는 방법을 설명한다.
먼저, 아세틸화된 알킬 셀룰로스의 용융점이 대략 170℃ 정도임을 감안하여, 고분자 조성물을 아세틸화된 알킬 셀룰로스의 용융점 주변 온도인 150℃ 내지 170℃ 범위내로 가열하여 도프용액을 제조한다. 고분자 조성물의 제조를 위한 가열온도가 150℃ 미만인 경우 완전한 용해가 일어나지 않아서 가공성이 떨어지며, 170℃를 초과하는 경우 고분자가 분해되는 문제점이 있을 수 있다.
제조된 상기 도프용액은 중공사막 형태를 만드는 노즐에 방사되어 도프용액을 상전이시킴으로써 중공사막을 제조한다. 방사 노즐에서 상기 도프용액이 방사될 때 중공사막의 내부 구멍을 형성시켜 주기 위하여 내부응고욕을 상기 도프용액을 방사시키는 노즐에 정량펌프를 사용하여 주입한다. 이때 상기 응고욕의 온도를 20℃ 내지 30℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 아세틸화된 알킬 셀룰로스를 열유도 상분리법(TIPS)에 적용하기 위하여 빈용매로서 폴리에틸렌글리콜(PEG), 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, γ-부틸로락톤, 시클로헥사논, 아세토페논 및 이소포론 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 내부 홀 형성제는 빈용매를 사용하며, 비용매를 첨가하여 사용할 수도 있다. 내부 홀 형성제로 사용되는 빈용매로는 트리에틸렌글라이콜, 디에틸렌글라이콜, 글리세린, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올 및 설포레인 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합된 용매를 사용할 수 있다. 비용매는 물, 에틸렌글리콜, 알콜류 및 키톤류 중에서 선택된 1 종 또는 2종 이상을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다. 비용매를 첨가하여 사용 시 빈용매와 비용매를 1:0.1 ~ 1:0.5 중량비로, 더욱 바람직하게는 1:0.2 ~ 1:0.4 중량비로 포함하여 사용하는 것이 내부홀의 손상 없이 기공을 형성할 수 있어 좋다.
상기 과정을 통해 형성된 중공사를 마지막으로 응고시키기 위하여 비용매에 침지시킨다. 비용매는 상기에서 정의된 바와 같으며, 비용매에 양용매나 빈용매를 섞은 혼합액을 사용할 수도 있다. 빈용매는 상기에서 정의된 바와 같으며, 상기 양용매는 디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈 및 디메틸술폭시드 중에서 선택된 1 종 또는 2종 이상을 사용한다.
상기 반응이 일어나는 상전이조의 온도는 -10 ~ 90℃로 하며 바람직하게는 10 ~ 50℃이고 이 때 온도가 -10℃ 미만이면 결빙이 일어나서 내부 홀 형성이 어렵고 90℃를 초과하는 경우 도프용액이 고화되는 시간이 오래 걸려 원하는 규격과 기공을 갖는 중공사막을 얻기 어렵다는 문제점이 있다.
상기와 같이 얻어진 중공사막은 잔존하는 용매를 제거시켜주기 위하여 70 ~ 100℃ 더 바람직하게는 물의 끓는점 이하까지 높인 수조안에서 3 ~ 6 시간 더 바람직하게는 중공사막의 표면에서 용매의 냄새가 나지 않는 상태에 이를 때까지 열수처리를 한다. 열수처리를 하는 경우 수투과율 및 강도가 높아진다는 장점이 있다.
본 발명에 따라 제조된 다공성 분리막은 정수기, 해수담수화 공정의 전처리 장치, 연수기, 정수처리 장치, 폐수처리 장치 또는 식품 정제장치 등에 사용할 수 있다.
이하에서는 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 자세하게 설명할 것이나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1
아세틸화 메틸 셀룰로스 25 중량%, N-부틸벤젠 술폰아미드 (
Figure pat00003
) 2 중량%, 트리에틸렌글리콜 73 중량%를 160℃에서 용해하여 방사구금을 통해 토출하고 25℃ 물로 구성된 응고욕에서 고화시키는 열유도 상분리 방법으로 중공사막을 제조하였다.
실시예 2
아세틸화 메틸 셀룰로스 20 중량%, N-부틸벤젠 술폰아미드 2 중량%, 트리에틸렌글리콜 73 중량%를 160℃에서 용해하여 실시예 1과 동일하게 중공사막을 제조하였다.
실시예 3
아세틸화 메틸 셀룰로스 25 중량%, 파라-톨루엔 술폰아미드 (
Figure pat00004
) 2 중량%, 트리에틸렌글리콜 73 중량%를 160℃에서 용해하여 실시예 1과 동일하게 중공사막을 제조하였다.
실시예 4
아세틸화 메틸 셀룰로스 20 중량%, 파라-톨루엔 술폰아미드 2 중량%, 트리에틸렌글리콜 78 중량%를 160℃에서 용해하여 실시예 1과 동일하게 중공사막을 제조하였다.
비교예 1
아세틸화 메틸 셀룰로스 25 중량%, 트리에틸렌글리콜 75 중량%를 160℃에서 용해하여 방사구금을 통해 토출하고 25℃ 물로 구성된 응고욕에서 고화시키는 열유도 상분리 방법으로 중공사막을 제조하였다.
비교예 2
아세틸화 메틸 셀룰로스 20 중량%, 트리에틸렌글리콜 80 중량%를 160℃에서 용해하여 비교예 1과 동일하게 중공사막을 제조하고 성능을 평가하였다.
시험예 : 물성 평가 실험
상기 실시예 1～4 및 비교예 1～2에서 제조한 중공사막의 물성을 하기 방법에 의해서 측정하여, 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.
본 시험예에서 순수투과유량은 중공사막의 일정한 길이와 가닥수를 갖는 모듈을 제조하여 수조에 있는 순수(20℃)를 Out-In 방식으로 가압하여 모듈의 한 측면으로 공급하여 투과된 물의 양을 측정한 뒤, 단위시간, 단위막면적당 투과량으로 환산하여 측정하였다.
인장강도는 인장강도측정기(Instrone 4303)를 사용하여 힘을 주고 절단이 일어났을 때의 힘을 측정하고 중공사의 단면적으로 나누어서 측정하였다.
파단 신도는 만능재료시험기(Instrone 4303)를 이용하여, 준비된 10N (1kgf) cell에 중공사막을 120 mm로 절단 후 양 끝 10 mm씩을 그립 부분에 장착 후 50 mm/min 속도로 중공사막을 잡아당겨서 막의 파단 직전의 신율(원래 길이에 대한 늘어난 길이의 비율)을 측정하였다.
순수투과유량(LMH) 인장강도(MPa) 파단신도(%)
실시예1 40 22 35
실시예2 140 17 23
실시예3 50 21 26
실시예4 150 13 16
비교예1 50 16 18
비교예2 150 7 8
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 실시예 1~4에서 제조한 본 발명의 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막이 비교예 1~2에서 제조한 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막보다 순수투과량 및 기계적 강도가 우수함을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다양하게 변형 또는 변경 실시될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 자명하므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
  2. ㅂ제1항에 있어서, 상기 술폰아미드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    상기 식에서, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기를 나타내고, 각각 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가지고 있을 수 있음.)
  3. 제2항에 있어서, 상기 술폰아미드 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00006
  4. 제1항에 있어서, 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물은
    상기 아세틸화된 알킬 셀룰로스 14.5 내지 40중량%; 술폰아미드 화합물 0.5 내지 10중량%; 및 빈용매 50 내지 85중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아세틸화된 알킬 셀룰로오스에서 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 히드록시에틸 또는 히드록시프로필인 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 빈용매는 폴리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, γ-부틸로락톤, 시클로헥사논, 아세토페논 및 이소포론으로 구성되는 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물.
  7. 아세틸화된 알킬 셀룰로스, 술폰아미드 화합물 및 빈용매를 포함하는 도프용액을 준비하는 단계; 및 상기 도프용액을 방사한 후, 응고욕에서 고화시키는 열유도 상분리법에 의해서 분리막을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 술폰아미드 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법.
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    상기 식에서, R1은 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, 각각 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가지고 있을 수 있음.)
  9. 제7항에 있어서, 상기 도프용액은 아세틸화된 알킬 셀룰로스 14.5 내지 40 중량%; 술폰아미드 화합물 0.5 내지 10 중량%; 및 빈용매 50 내지 85 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 빈용매는 폴리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 디메틸프탈레이트, 디에틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, γ-부틸로락톤, 시클로헥사논, 아세토페논 및 이소포론으로 구성되는 군에서 선택된 1 종 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 방법은 고분자 도프용액의 온도를 120 내지 200℃의 온도 범위로 하는 것을 특징으로 하는 복합 중공사막의 제조방법.




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KR20150030464A (ko) * 2013-09-12 2015-03-20 주식회사 효성 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막 제조용 고분자 조성물 및 이를 이용하는 아세틸화된 알킬 셀룰로스 분리막의 제조방법

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