KR20190143238A - Composition for interfacial polymerizing polyamide and method for manufacturing water-treatment membrane using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composition for polyamide interfacial polymerization comprising an amine compound, a pyrimidine-based compound and a purine-based compound. The present invention also relates to a method for producing a water treatment separation membrane using the same, and a water treatment separation membrane. According to the present invention, it is possible to enhance the salt removal rate.

Description

폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 {COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING WATER-TREATMENT MEMBRANE USING THE SAME}Composition for polyamide interfacial polymerization and method for preparing water treatment membrane using same {COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING WATER-TREATMENT MEMBRANE USING THE SAME}

본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법에 관한 것이다.The present specification relates to a composition for polyamide interfacial polymerization and a method for producing a water treatment membrane using the same.

반투과성막으로 격리된 두 용액 사이에서 용매가 용질의 농도가 낮은 용액에서 높은 용액 쪽으로 분리막을 통과하여 이동하는 현상을 삼투 현상이라 하며, 이때 용매의 이동으로 용질의 농도가 높은 용액 측에 작용하는 압력을 삼투압이라고 한다. 그런데 삼투압보다 높은 외부 압력을 걸어주면 용매는 용질의 농도가 낮은 용액 쪽으로 이동하게 되는데, 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 압력 구배를 구동력으로 해서 반투과성 막을 통해 각종 염이나 유기 물질을 분리해낼 수 있다. 이러한 역삼투 현상을 이용한 수처리 분리막은 분자 수준의 물질을 분리하고, 염수 또는 해수에서 염을 제거하여 가정용 및 건축용, 산업용 용수를 공급하는데 사용되고 있다.Osmotic phenomenon in which a solvent moves from a solution having a low solute concentration toward a high solution between two solutions separated by a semipermeable membrane is called an osmotic phenomenon. Is called osmotic pressure. However, applying an external pressure higher than osmotic pressure causes the solvent to move toward a solution with a low concentration of solute. This phenomenon is called reverse osmosis. Using the reverse osmosis principle, a pressure gradient can be used as a driving force to separate various salts or organic substances through the semipermeable membrane. The water treatment membrane using the reverse osmosis phenomenon is used to separate the material of the molecular level, remove the salt from the brine or sea water to supply the domestic, construction, industrial water.

이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 형성하여 미세 다공성 지지체를 형성하고, 이 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌디아민(m-Phenylene Diamine, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(Trimesoyl Chloride, TMC) 유기용매에 침지시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면중합시킴으로써 폴리아미드층을 형성하는 방법으로 제조되고 있다.Representative examples of such water treatment membranes include polyamide-based water treatment membranes, and polyamide-based water treatment membranes are manufactured by forming a polyamide active layer on a microporous support, and more specifically, polysulfide on a nonwoven fabric. A phone layer is formed to form a microporous support, and the microporous support is immersed in an aqueous solution of m-phenylenediamine (mPD) to form an mPD layer, which in turn is trimesoyl chloride (TMC). A polyamide layer is prepared by immersing in an organic solvent to bring the mPD layer into contact with TMC and interfacial polymerization to form a polyamide layer.

상기 수처리 분리막에서 염제거율은 막의 성능을 나타내는 중요한 지표로 사용된다.The salt removal rate in the water treatment membrane is used as an important indicator of the membrane performance.

한국 특허 공개 공보 제10-1999-0019008호Korea Patent Publication No. 10-1999-0019008

본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법을 제공하고자 한다.The present specification is to provide a composition for polyamide interfacial polymerization and a method for producing a water treatment membrane using the same.

본 명세서의 일 실시상태는 One embodiment of the present specification

아민 화합물, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.Provided is a composition for polyamide interfacial polymerization comprising an amine compound, a pyrimidine compound and a purine compound.

또한, 본 명세서의 일 실시상태는 In addition, an exemplary embodiment of the present specification

다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 Preparing a porous support; And

상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물을 계면중합하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법을 제공한다.It provides a method for producing a water treatment separation membrane comprising the step of interfacial polymerization of the polyamide interfacial polymerization composition and the acyl halide compound to form a polyamide active layer on the porous support.

또한, 본 명세서의 일 실시상태는 In addition, an exemplary embodiment of the present specification

다공성 지지체; 및Porous support; And

상기 다공성 지지체 상에 구비되며, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층A polyamide active layer provided on the porous support and including a pyrimidine compound and a purine compound

을 포함하는 수처리 분리막을 제공한다.It provides a water treatment separation membrane comprising a.

또한, 본 명세서의 일 실시상태는 상기 수처리 분리막을 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.In addition, an exemplary embodiment of the present specification provides a water treatment module including one or more of the water treatment separation membrane.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 사용하여 수처리 분리막을 제조할 경우, 퓨린 및 피리미딘계 염기 질소가 결합을 통해 안정적으로 존재하게 되므로 염제거율이 향상되는 효과가 있다.When the water treatment separation membrane is prepared using the polyamide interfacial polymerization composition according to the exemplary embodiment of the present specification, purine and pyrimidine base nitrogen are stably present through the binding, thereby improving salt removal rate.

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다.1 illustrates a water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification.

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, this specification is demonstrated in detail.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함한다.In one embodiment of the present specification, the polyamide interfacial polymerization composition includes an amine compound, a pyrimidine compound, and a purine compound.

본 발명에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 사용하여 폴리아미드 활성층을 제조할 경우, 계면 중합시 표면 에너지가 조절될 수 있으며, 상기 퓨린계 화합물 및 피리미딘계 화합물의 말단 작용기와 계면 중합의 주 단량체인 TMC의 작용기가 공유결합을 형성함으로써 퓨린 및 피리미딘계 염기 질소가 안정적으로 존재하게 되므로 수처리 분리막의 성능이 향상될 수 있다. When the polyamide active layer is prepared using the polyamide interfacial polymerization composition according to the present invention, the surface energy may be controlled during interfacial polymerization, and the main monomers of the terminal functional groups and interfacial polymerization of the purine-based compound and the pyrimidine-based compound may be used. Since the functional group of the phosphorus TMC forms a covalent bond, since the purine and pyrimidine base nitrogen are stably present, the performance of the water treatment membrane may be improved.

특히 피리미딘계 화합물과 퓨린계 화합물을 함께 사용할 경우, 각각 단독으로 사용하는 경우에 비해 염제거율이 보다 안정적으로 확보 가능하다는 장점이 있다.In particular, when the pyrimidine-based compound and the purine-based compound are used together, there is an advantage that the salt removal rate can be more stably secured compared to the case where the pyrimidine-based compound is used alone.

본 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 '상에' 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present specification, when a member is located 'on' another member, this includes not only when one member is in contact with another member but also when another member exists between the two members.

본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In the present specification, when a part is used to 'include' a certain component, this means that the component may further include other components, except for the case where there is no description to the contrary.

본 명세서에 있어서, 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 50인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸부틸, 1-에틸부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸헥실, 4-메틸헥실 및 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.In the present specification, the alkyl group may be linear or branched, and the carbon number is not particularly limited, but is preferably 1 to 50. Specific examples include methyl, ethyl, propyl, n-propyl, isopropyl, butyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methylbutyl, 1-ethylbutyl, pentyl, n-pentyl, iso Pentyl, neopentyl, tert-pentyl, hexyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, heptyl, n-heptyl , 1-methylhexyl, cyclopentylmethyl, cyclohexylmethyl, octyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 1-ethyl-propyl, 1,1-dimethyl-propyl, isohexyl, 2-methylhexyl, 4-methylhexyl and 5-methylhexyl, and the like.

본 명세서에 있어서,

Figure pat00001
는 단일결합 또는 이중결합 중 선택될 수 있음을 의미한다.In the present specification,
Figure pat00001
Means that a single bond or double bond can be selected.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 카보닐기(carbonyl group) 및 히드록시기(hydroxy group) 중 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound may include at least one selected from a carbonyl group and a hydroxy group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound may be represented by the following Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,

X는 N 또는 NH이며,X is N or NH,

Y는 O 또는 OH이고,Y is O or OH,

Z는 O, OH 또는 NH2이며,Z is O, OH or NH 2 ,

R1 및 R2는 각각 수소; 또는 알킬기이고,R1 and R2 are each hydrogen; Or an alkyl group,

Figure pat00003
는 단일결합 또는 이중결합이다.
Figure pat00003
Is a single bond or a double bond.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 피리미딘계 화합물이 카보닐기 또는 히드록시기를 포함할 경우, 즉, 상기 화학식 1의 Y 위치에 O 또는 OH가 치환될 경우, 수소 결합이 유도되므로 유량이 상승하는 장점이 있다.In an exemplary embodiment of the present specification, when the pyrimidine-based compound includes a carbonyl group or a hydroxyl group, that is, when O or OH is substituted at the Y position of Chemical Formula 1, a hydrogen bond is induced to increase the flow rate. There is this.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 카보닐기를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound includes a carbonyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 히드록시기를 포함한다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound includes a hydroxy group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 N이고, Y는 O이며, Z는 NH2이다. In one embodiment of the present specification, X is N, Y is O, and Z is NH 2 .

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 X는 NH이고, Y는 O이며, Z는 O이다. In one embodiment of the present specification, X is NH, Y is O, and Z is O.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 수소; 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄의 알킬기이다.In one embodiment of the present specification, R1 and R2 are each hydrogen; Or a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 메틸기이고, 상기 R2는 수소이다.In one embodiment of the present specification, R1 is a methyl group, and R2 is hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 수소이다.In one embodiment of the present specification, R1 and R2 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 하기 화학식 2-1 또는 2-2로 표시될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound may be represented by the following Chemical Formula 2-1 or 2-2.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 2-1 및 2-2에서,In Chemical Formulas 2-1 and 2-2,

X, Z, R1 및 R2는 상기 화학식 1에서 정의한 것와 동일하다.X, Z, R1 and R2 are the same as defined in the formula (1).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 하기 화학식 3-1 또는 3-2로 표시될 수 있다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound may be represented by the following Chemical Formula 3-1 or 3-2.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure pat00006
Figure pat00006

[화학식 3-2][Formula 3-2]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 3-1 및 3-1에서,In Chemical Formulas 3-1 and 3-1,

상기 Z'는 OH 또는 NH2이며,Z 'is OH or NH 2 ,

R1 및 R2는 각각 수소; 또는 알킬기이다.R1 and R2 are each hydrogen; Or an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 우라실(Uracil), 사이토신(Cytosine) 및 티민(Thymine) 중 선택된 1종 이상이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound is at least one selected from uracil, cytosine, and thymine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 우라실(Uracil)이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound is uracil.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 pH에 따라 호변이성질체(tautomer)로서 카보닐기 또는 히드록시기를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound may include a carbonyl group or a hydroxyl group as a tautomer according to pH.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.001wt% 내지 1wt%, 바람직하게는 0.005wt% 내지 0.1wt%, 더욱 바람직하게는 0.05wt% 내지 0.1wt%이다.In one embodiment of the present specification, the content of the pyrimidine-based compound is 0.001wt% to 1wt%, preferably 0.005wt% to 0.1wt%, more preferably based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition Is 0.05 wt% to 0.1 wt%.

피리미딘계 화합물이 0.001wt% 이상 포함될 경우, 피리미딘계 화합물 첨가로 인한 염제거율 상승 효과가 충분히 나타날 수 있으며, 1wt% 이하로 포함될 때 염제거율과 상충(trade-off)관계에 있는 투과유량이 과도하게 감소하는 현상을 방지할 수 있다.When the pyrimidine-based compound is contained in an amount of 0.001wt% or more, the effect of increasing the salt removal rate due to the addition of the pyrimidine-based compound may be sufficiently exhibited. Excessive reduction can be prevented.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 퓨린계 화합물은 퓨린(purine), 아데닌(adenine), 구아닌(guanine), 히포크산틴(hypoxanthine), 크산틴(xanthine), 테오브로민(theobromine), 카페인(caffeine), 요산(uric acid) 및 이소구아닌(isoguanine) 중 선택된 1종 이상이다.In one embodiment of the present specification, the purine-based compound is purine, adenine, guanine, hypoxanthine, xanthine, theobromine, caffeine, and caffeine. ), Uric acid and isoguanine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 퓨린계 화합물은 구아닌(guanine)이다. In one embodiment of the present specification, the purine compound is guanine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 우라실이며, 퓨린계 화합물은 구아닌이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine-based compound is uracil, and the purine-based compound is guanine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 우라실이며, 퓨린계 화합물은 크산틴이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine compound is uracil, and the purine compound is xanthine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 사이토신이며, 퓨린계 화합물은 구아닌이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine compound is cytosine, and the purine compound is guanine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물은 티민이며, 퓨린계 화합물은 구아닌이다.In one embodiment of the present specification, the pyrimidine compound is thymine and the purine compound is guanine.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 퓨린계 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.001wt% 내지 1wt%, 바람직하게는 0.005wt% 내지 0.1wt%, 더욱 바람직하게는 0.005wt% 내지 0.05wt%이다.In one embodiment of the present specification, the content of the purine-based compound is 0.001wt% to 1wt%, preferably 0.005wt% to 0.1wt%, more preferably based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition 0.005 wt% to 0.05 wt%.

퓨린계 화합물이 0.001wt% 이상 포함될 경우, 퓨린계 화합물 첨가로 인한 염제거율 상승 효과가 충분히 나타날 수 있으며, 1wt% 이하로 포함될 때 염제거율과 상충(trade-off)관계에 있는 투과유량이 과도하게 감소하는 현상을 방지할 수 있다.If the content of the purine-based compound is 0.001wt% or more, the effect of increasing the salt removal rate due to the addition of the purine-based compound may be sufficiently exhibited. The phenomenon of decreasing can be prevented.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 피리미딘계 화합물 및 피린계 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.01wt% 내지 0.2wt%이고, 바람직하게는 0.015wt% 내지 0.15wt%, 더욱 바람직하게는 0.06wt% 내지 0.11wt%이다.In one embodiment of the present specification, the content of the pyrimidine-based compound and pyrine-based compound is 0.01wt% to 0.2wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition, preferably 0.015wt% to 0.15 wt%, more preferably 0.06 wt% to 0.11 wt%.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물은 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민(PPD), 1,3,6-벤젠트리아민(TAB), 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민, 3-클로로-1,4-페닐렌디아민 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 바람직하게는 m-페닐렌디아민(mPD)일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the amine compound is not limited as long as it can be used for the polymerization of polyamide, m-phenylenediamine (mPD), p-phenylenediamine (PPD), 1,3,6- Benzenetriamine (TAB), 4-chloro-1,3-phenylenediamine, 6-chloro-1,3-phenylenediamine, 3-chloro-1,4-phenylenediamine or mixtures thereof, Preferably m-phenylenediamine (mPD).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.1wt% 내지 20wt%일 수 있으며, 바람직하게는 1wt% 내지 15wt%, 더욱 바람직하게는 3wt% 내지 10wt%일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the content of the amine compound may be 0.1wt% to 20wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition, preferably 1wt% to 15wt%, more preferably 3 wt% to 10 wt%.

아민 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 층의 제조가 가능하다. Production of a uniform polyamide layer is possible when the content of the amine compound is in the above range.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the polyamide interfacial polymerization composition may further include a surfactant.

폴리아미드 활성층의 계면중합시, 수용액층과 유기용액층의 계면에서 빠르게 폴리아미드가 형성되는데, 이때 계면활성제는 그 층을 얇고 균일하게 만들어 수용액층에 존재하는 아민 화합물이 쉽게 유기용액층으로 이동하여 균일한 폴리아미드 활성층이 형성되도록 한다.In the interfacial polymerization of the polyamide active layer, polyamide is rapidly formed at the interface between the aqueous solution layer and the organic solution layer. At this time, the surfactant makes the layer thin and uniform so that the amine compound present in the aqueous solution layer easily moves to the organic solution layer. Allow a uniform polyamide active layer to be formed.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면활성제는 비이온성, 양이온성, 음이온성 및 양쪽성 계면활성제 중에서 선택될 수 있다. 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 소듐 라우릴 설페이트(SLS); 알킬 에테르 설페이트류; 알킬 설페이트류; 올레핀 술포네이트류; 알킬 에테르 카르복실레이트류; 술포석시네이트류; 방향족 술포네이트류; 옥틸페놀 에톡실레이트류; 에톡시화 노닐페놀류; 알킬 폴리(에틸렌 옥사이드); 폴리(에틸렌 옥사이드) 및 폴리(프로필렌 옥사이드)의 공중합체; 옥틸 글루코시드 및 데실 말토시드 등의 알킬 폴리글루코시드류; 세틸 알코올, 올레일 알코올, 코카미드 MEA, 코카미드 DEA, 알킬 히드록시 에틸 디메틸 암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드, 세틸트리메틸 암모늄 클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드 및 헥사데실트리메틸암모늄 클로라이드 등의 지방산 알코올류; 및 알킬 베타인류 중 선택되는 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 계면활성제는 SLS, 옥틸페놀 에톡실레이트류 또는 에톡시화 노닐페놀류일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the surfactant may be selected from nonionic, cationic, anionic and amphoteric surfactants. According to an exemplary embodiment of the present specification, the surfactant is sodium lauryl sulfate (SLS); Alkyl ether sulfates; Alkyl sulfates; Olefin sulfonates; Alkyl ether carboxylates; Sulfosuccinates; Aromatic sulfonates; Octylphenol ethoxylates; Ethoxylated nonylphenols; Alkyl poly (ethylene oxide); Copolymers of poly (ethylene oxide) and poly (propylene oxide); Alkyl polyglucosides such as octyl glucoside and decyl maltoside; Fatty acid alcohols such as cetyl alcohol, oleyl alcohol, cocamide MEA, cocamide DEA, alkyl hydroxy ethyl dimethyl ammonium chloride, cetyltrimethyl ammonium bromide, cetyltrimethyl ammonium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide and hexadecyltrimethylammonium chloride; And alkyl betaines. Specifically, the surfactant may be SLS, octylphenol ethoxylates or ethoxylated nonylphenols.

특히, 상기 계면활성제로서 소듐 라우릴 설페이트(SLS)를 이용할 경우, SLS는 물과 기름에 대한 친화성 정도(Hydrophile-Lipophile Balance, HLB)가 높아 물에 잘 녹으며, 임계 미셸 농도(Critical Michelle Concentration, CMC)도 높기 때문에 과량으로 투입해도 폴리아미드 활성층의 형성을 저해하지 않는다.In particular, when using sodium lauryl sulfate (SLS) as the surfactant, SLS is well soluble in water due to its high degree of affinity for water and oil (HLB), Critical Michelle Concentration , CMC) is also high, even if excessively added, does not inhibit the formation of the polyamide active layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.01wt% 내지 1wt%일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the content of the surfactant may be 0.01wt% to 1wt% based on 100wt% of the composition for polyamide interfacial polymerization.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 용매로서 물을 포함할 수 있으며, 조성물 중 아민화합물, 피리미딘계 화합물, 퓨린계 화합물 및 계면활성제를 제외한 잔부는 모두 물일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the composition for polyamide interfacial polymerization may include water as a solvent, and the remainder except for the amine compound, the pyrimidine compound, the purine compound, and the surfactant may be water in the composition. .

본 명세서의 일 실시상태는 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실할라이드 화합물을 계면중합하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법을 제공한다.One embodiment of the present specification comprises the steps of preparing a porous support; And forming a polyamide active layer on the porous support by interfacially polymerizing the polyamide interfacial polymerization composition and the acyl halide compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성 지지체를 준비하는 단계는 부직포 상에 고분자 재료를 코팅함으로써 수행될 수 있으며, 부직포의 종류, 두께 및 기공도는 필요에 따라 다양하게 변경할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the preparing of the porous support may be performed by coating a polymer material on a nonwoven fabric, and the type, thickness, and porosity of the nonwoven fabric may be variously changed as necessary.

상기 고분자 재료로는 예를 들면, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. Examples of the polymer material include polysulfone, polyether sulfone, polycarbonate, polyethylene oxide, polyimide, polyetherimide, polyether ether ketone, polypropylene, polymethylpentene, polymethyl chloride and polyvinylidene fluoride. Etc. may be used, but is not necessarily limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고분자 재료는 폴리술폰일 수 있다. In one embodiment of the present specification, the polymer material may be polysulfone.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계는 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 계면중합용 조성물을 포함하는 수용액층을 형성하는 단계; 및 상기 수용액층 상에 아실 할라이드 화합물 및 유기용매를 포함하는 유기용액을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.In an exemplary embodiment of the present specification, the forming of the polyamide active layer comprises: forming an aqueous solution layer including a composition for polyamide interfacial polymerization on the porous support; And contacting an organic solution including an acyl halide compound and an organic solvent on the aqueous solution layer.

상기 폴리아미드 계면중합용 조성물을 포함하는 수용액층과 상기 유기용액의 접촉시, 상기 다공성 지지체의 표면에 코팅된 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 미세 다공성 지지체에 흡착되어 박막이 형성된다. 상기 접촉 방법은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.Upon contact of the aqueous solution layer comprising the polyamide interfacial polymerization composition with the organic solution, an amine compound and an acyl halide compound coated on the surface of the porous support react with each other to generate polyamide by interfacial polymerization, and a microporous support. Is adsorbed to form a thin film. The contact method may be a method such as dipping, spraying or coating.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성 지지체 상에 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 지지체 위에 수용액층을 형성할 수 있는 방법이라면 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 분무, 도포, 침지 또는 적하 등을 들 수 있다.In an exemplary embodiment of the present specification, a method of forming an aqueous solution layer including the polyamide interfacial polymerization composition on the porous support is not particularly limited, and any method capable of forming an aqueous solution layer on the support is not limited. Can be used. Specifically, spraying, coating, dipping or dripping etc. are mentioned.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수용액층은 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 거칠 수 있다. 상기 다공성 지지체 상에 형성된 수용액층은 지지체 상에 존재하는 수용액이 지나치게 많은 경우에는 불균일하게 분포할 수 있는데, 수용액이 불균일하게 분포하는 경우 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 폴리아미드 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 지지체 상에 수용액층을 형성한 후 과잉의 수용액을 제거하는 것이 바람직하다. 상기 과잉의 수용액 제거는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 스펀지, 에어나이프, 질소 가스 블로잉, 자연건조, 또는 압축 롤 등을 이용하여 행할 수 있다.In one embodiment of the present specification, the aqueous solution layer may be additionally subjected to a step of removing the aqueous solution containing the excess amine compound as necessary. The aqueous solution layer formed on the porous support may be unevenly distributed when there are too many aqueous solutions present on the support. When the aqueous solution is unevenly distributed, a nonuniform polyamide active layer may be formed by subsequent interfacial polymerization. . Therefore, it is preferable to remove excess aqueous solution after forming an aqueous solution layer on the said support body. The removal of the excess aqueous solution is not particularly limited, but may be performed using, for example, a sponge, air knife, nitrogen gas blowing, natural drying, or a compression roll.

상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 2개 또는 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물, 예를 들면, 트리메조일클로라이드(TMC), 이소프탈로일클로라이드 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있으며, 바람직하게는 트리메조일클로라이드(TMC)가 사용될 수 있다. The acyl halide compound is not limited as long as it can be used for the polymerization of polyamide, but an aromatic compound having two or three carboxylic acid halides, for example, trimezoyl chloride (TMC), isophthaloyl chloride and One or a mixture of two or more selected from the group of compounds consisting of terephthaloyl chloride may be preferably used, and trimesoyl chloride (TMC) may be preferably used.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기용매는 계면중합 반응에 참여하지 않는 것이 바람직하며, 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 탄소수가 5 내지 12인 알칸 및 알칸 혼합물질인 이소파라핀계 용매 중에서 선택된 1종 이상을 포함할수 있다. 구체적으로, 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 사이클로헥산, IsoPar(Exxon), IsoPar G(Exxon), ISOL-C(SK Chem) 및 ISOL-G(Exxon) 중에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.In one embodiment of the present specification, it is preferable that the organic solvent does not participate in an interfacial polymerization reaction, and an aliphatic hydrocarbon solvent, for example, isoparaffin-based mixture of freons and alkanes and alkanes having 5 to 12 carbon atoms. It may include one or more selected from solvents. Specifically, 1 selected from hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, IsoPar (Exxon), IsoPar G (Exxon), ISOL-C (SK Chem) and ISOL-G (Exxon) More than one species may be used, but this is not limiting.

상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 유기용액 100wt%을 기준으로 0.05wt% 내지 1wt%, 바람직하게는 0.08wt% 내지 0.8wt%, 더욱 바람직하게는 0.05wt% 내지 0.6wt%일 수 있다. The content of the acyl halide compound may be 0.05 wt% to 1 wt%, preferably 0.08 wt% to 0.8 wt%, and more preferably 0.05 wt% to 0.6 wt%, based on 100 wt% of the organic solution.

아실 할라이드 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 층의 제조가 가능하다. Production of a homogeneous polyamide layer is possible when the content of acyl halide compound is in the above range.

본 명세서의 일 실시상태는 다공성 지지체; 및One embodiment of the present specification is a porous support; And

상기 다공성 지지체 상에 구비되며, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층 포함하는 수처리 분리막을 제공한다.It is provided on the porous support, and provides a water treatment separation membrane comprising a polyamide active layer comprising a pyrimidine compound and a purine compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 분리막의 염제거율은 99% 이상, 바람직하게는 99.6% 이상, 더욱 바람직하게는 99.7% 이상이다.In one embodiment of the present specification, the salt removal rate of the water treatment membrane is 99% or more, preferably 99.6% or more, more preferably 99.7% or more.

상기 염제거율은 2,000ppm의 NaCl을 함유하는 수용액을 25℃에서 150psi의 압력 및 4.5L/min의 유량으로 60분 동안 통과시켰을 때 측정된 값을 기준으로 한다.The salt removal rate is based on the value measured when an aqueous solution containing 2,000 ppm of NaCl was passed at 25 ° C. for 60 minutes at a pressure of 150 psi and a flow rate of 4.5 L / min.

상기 수처리 분리막의 각 구성은 상술한 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 수처리 분리막의 제조 방법에 대한 설명을 인용할 수 있다.Each configuration of the water treatment separation membrane may be referred to the description of the polyamide interfacial polymerization composition and the method for producing the water treatment separation membrane.

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 부직포(100), 다공성 지지층(200) 및 폴리아미드 활성층(300)이 순차적으로 구비된 수처리 분리막을 도시한 것으로서, 폴리아미드 활성층(300)으로 불순물을 포함하는 원수(400)가 유입되어, 정제수(500)가 부직포(100)를 통하여 배출되고, 농축수(600)는 폴리아미드 활성층(300)을 통과하지 못하고 외부로 배출된다. 다만, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막은 도 1의 구조에 한정되지 않으며, 추가의 구성이 더 포함될 수 있다.1 illustrates a water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification. Specifically, FIG. 1 illustrates a water treatment separator in which a nonwoven fabric 100, a porous support layer 200, and a polyamide active layer 300 are sequentially provided, and raw water 400 including impurities as a polyamide active layer 300. Is introduced, purified water 500 is discharged through the nonwoven fabric 100, the concentrated water 600 is not passed through the polyamide active layer 300 is discharged to the outside. However, the water treatment membrane according to one embodiment of the present specification is not limited to the structure of FIG. 1, and may further include an additional configuration.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수처리 분리막은 정밀 여과막(Micro Filtration), 한외 여과막(Ultra Filtration), 나노 여과막(Nano Filtration) 또는 역삼투막(Reverse Osmosis)일 수 있으며, 구체적으로는 역삼투막일 수 있다.In one embodiment of the present specification, the water treatment separation membrane may be a micro filtration membrane (Ultra Filtration), an ultra filtration membrane (Ultra Filtration), a nano filtration membrane (Nano Filtration) or a reverse osmosis membrane (Reverse Osmosis), specifically, may be a reverse osmosis membrane .

본 발명의 일 실시상태는 전술한 수처리 분리막을 적어도 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a water treatment module including at least one or more of the aforementioned water treatment separation membrane.

상기 수처리 모듈의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 그 예에는 판형(plate & frame) 모듈, 관형(tubular) 모듈, 중공사형(Hollow & Fiber) 모듈 또는 나권형(spiral wound) 모듈 등이 포함된다. 또한, 상기 수처리 모듈은 전술한 본 명세서의 일 실시상태에 따른 역삼투막을 포함하는 한, 그 외의 기타 구성 및 제조 방법 등은 특별히 한정되지 않고, 이 분야에서 공지된 일반적인 수단을 제한없이 채용할 수 있다.A specific kind of the water treatment module is not particularly limited, and examples thereof include a plate & frame module, a tubular module, a hollow & fiber module or a spiral wound module. In addition, as long as the water treatment module includes the reverse osmosis membrane according to one embodiment of the present specification described above, other configurations and manufacturing methods are not particularly limited, and general means known in the art may be employed without limitation. .

한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은 염제거율 및 붕소제거율이 우수하므로 가정용/산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.On the other hand, the water treatment module according to an exemplary embodiment of the present specification has excellent salt removal rate and boron removal rate, so it can be usefully used for water treatment devices such as domestic / industrial water purification devices, sewage treatment devices, seawater treatment devices and the like.

이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples. However, embodiments according to the present disclosure may be modified in various other forms, and the scope of the present disclosure is not interpreted to be limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more fully describe the present specification to those skilled in the art.

<실시예 : 수처리 분리막의 제조>Example: Preparation of Water Treatment Membrane

비교예 1.Comparative Example 1.

DMF(N,N-디메틸포름아미드) 용액에 18wt%의 폴리술폰 고형분을 넣고 80℃ 내지 85℃에서 12시간 이상 녹여 균일한 액상을 얻었다. 이 용액을 폴리에스테르 재질의 95㎛ 내지 100㎛ 두께의 부직포 위에 150㎛ 두께로 캐스팅하였다. 그런 다음, 캐스팅된 부직포를 물에 넣어 기공도가 70%인 다공성 폴리술폰 지지체를 제조하였다.18 wt% of polysulfone solids were added to a DMF (N, N-dimethylformamide) solution and dissolved at 80 ° C. to 85 ° C. for at least 12 hours to obtain a uniform liquid phase. The solution was cast 150 μm thick on a 95 μm to 100 μm thick nonwoven fabric made of polyester. Then, the cast nonwoven fabric was put in water to prepare a porous polysulfone support having a porosity of 70%.

상기 지지체 상에 조성물 100wt%를 기준으로 m-페닐렌디아민(mPD) 8wt%, 계면활성제로서 소듐 라우릴 설페이트(SLS, Sodium Lauryl Sulphate) 0.06wt% 및 잔부의 물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 도포하여 수용액층을 형성하였다.For polyamide interfacial polymerization comprising 8wt% m-phenylenediamine (mPD) based on 100wt% of the composition on the support, 0.06wt% of sodium lauryl sulfate (SLS) as a surfactant and the balance of water The composition was applied to form an aqueous layer.

이어서 트리메조일클로라이드(TMC) 0.25wt% 및 Isopar-G 99.75wt%를 포함하는 유기용액을 상기 수용액층 상에 도포하여 유기층을 형성하여 계면중합을 수행함으로써 폴리아미드 활성층을 형성하여 수처리 분리막을 제조하였다.Subsequently, an organic solution containing 0.25 wt% of trimezoyl chloride (TMC) and 99.75 wt% of Isopar-G was coated on the aqueous solution layer to form an organic layer to perform an interfacial polymerization to form a polyamide active layer to prepare a water treatment separation membrane. It was.

실시예 1.Example 1.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.005wt%의 우라실 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.005 wt% of uracil and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 2.Example 2.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.01wt%의 우라실 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.01 wt% of uracil and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 3.Example 3.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 우라실 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of uracil and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 4.Example 4.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.1wt%의 우라실 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.1 wt% of uracil and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 5.Example 5.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 우라실 및 0.005wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of uracil and 0.005 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 6.Example 6.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 우라실 및 0.05wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of uracil and 0.05 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 7.Example 7.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 우라실 및 0.1wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of uracil and 0.1 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 8.Example 8.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 우라실 및 0.01wt%의 크산틴을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of uracil and 0.01 wt% of xanthine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 9.Example 9.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 사이토신 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of cytosine and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

실시예 10.Example 10.

상기 비교예 1에서 폴리아미드 계면중합용 조성물에 0.05wt%의 티민 및 0.01wt%의 구아닌을 첨가한 것 외에는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 1, except that 0.05 wt% of thymine and 0.01 wt% of guanine were added to the polyamide interfacial polymerization composition in Comparative Example 1.

<실험예 : 수처리 분리막의 성능 평가>Experimental Example: Performance Evaluation of Water Treatment Membrane

상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 수처리 분리막의 염제거율 및 투과 유량(GFD)을 측정하기 위하여, 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용하였다. 상기 평판형 투과 셀은 크로스-플로우(cross-flow) 방식으로 유효 투과 면적은 28㎠이었다. 상기 수처리 분리막을 투과셀에 설치한 다음 평가 장비의 안정화를 위하여 3차 증류수를 이용하여 1시간 정도 충분히 예비 운전을 실시하였다.In order to measure the salt removal rate and permeate flow rate (GFD) of the water treatment membranes prepared according to the examples and comparative examples, a water treatment module including a flat plate permeation cell, a high pressure pump, a reservoir and a cooling device was used. The plate-type transmission cell had an effective transmission area of 28 cm 2 in a cross-flow manner. The water treatment membrane was installed in the permeation cell and then preliminarily operated for about 1 hour using tertiary distilled water to stabilize the evaluation equipment.

이후, 2,000ppm의 NaCl 수용액을 150psi, 4.5L/min의 유량으로 1시간 가량 장비 운전을 실시하여 안정화된 것을 확인한 후, 25℃에서 10분간 투과되는 물의 양을 측정하여 투과유량(flux: gfd(gallon/ft2/day))을 계산하고, 전도도 미터(Conductivity Meter)를 사용하여 투과 전과 후의 염 농도를 분석하여 염제거율을 계산한 결과는 하기 표 1과 같았다. Then, after confirming that the 2,000 ppm NaCl aqueous solution was stabilized by operating the equipment for about 1 hour at a flow rate of 150 psi and 4.5 L / min, the permeate flow rate (flux: gfd ( gallon / ft 2 / day)), and the salt removal rate was calculated by analyzing the salt concentration before and after permeation using a conductivity meter (Conductivity Meter) is shown in Table 1 below.

피리미딘계 화합물의 종류Types of pyrimidine compounds 피리미딘계 화합물의 함량 (wt%)Content of pyrimidine compound (wt%) 퓨린계 화합물의 종류Types of Purine Compounds 퓨린계 화합물의 함량 (wt%)Content of Purine Compound (wt%) 염제거율
(%)
Salt removal rate
(%)
투과유량
(GFD)
Permeate flow rate
(GFD)
비교예 1Comparative Example 1 -- 00 -- 00 99.5899.58 17.0117.01 실시예 1Example 1 우라실Uracil 0.0050.005 구아닌Guanine 0.010.01 99.6699.66 15.8815.88 실시예 2Example 2 우라실Uracil 0.010.01 구아닌Guanine 0.010.01 99.6499.64 16.2616.26 실시예 3Example 3 우라실Uracil 0.050.05 구아닌Guanine 0.010.01 99.7299.72 18.4818.48 실시예 4Example 4 우라실Uracil 0.10.1 구아닌Guanine 0.010.01 99.7499.74 15.9515.95 실시예 5Example 5 우라실Uracil 0.050.05 구아닌Guanine 0.0050.005 99.6299.62 17.5117.51 실시예 6Example 6 우라실Uracil 0.050.05 구아닌Guanine 0.050.05 99.699.6 16.5616.56 실시예 7Example 7 우라실Uracil 0.050.05 구아닌Guanine 0.10.1 99.6799.67 16.1716.17 실시예 8Example 8 우라실Uracil 0.050.05 크산틴Xanthine 0.010.01 99.6499.64 16.4416.44 실시예 9Example 9 사이토신Cytosine 0.050.05 구아닌Guanine 0.010.01 99.6899.68 18.5518.55 실시예 10Example 10 티민Thymine 0.050.05 구아닌Guanine 0.010.01 99.7199.71 18.0318.03

상기 표 1의 결과를 살펴보면, 본 명세서의 일 실시상태에 따라 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 실시예 1 내지 10의 수처리 분리막은, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 수처리 분리막과 비교하여 투과유량은 비슷한 수준 또는 더욱 향상된 수준을 유지하면서도, 염제거율이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 계면 중합용 조성물을 사용하여 수처리 분리막을 제조할 경우, 투과유량의 저하 없이 염제거율이 향상되는 효과가 있음이 입증되었다.Looking at the results of Table 1, according to an exemplary embodiment of the present specification, the water treatment separation membranes of Examples 1 to 10 including the pyrimidine-based compound and the purine-based compound do not include the pyrimidine-based compound and the purine-based compound. Compared to the water treatment membrane of Example 1, the permeate flow rate can be confirmed that the salt removal rate is high while maintaining a similar level or more improved level. That is, when the water treatment separation membrane was prepared using the polyamide interfacial polymerization composition according to one embodiment of the present specification, it was proved that the salt removal rate was improved without a decrease in the permeate flow rate.

100: 부직포
200: 다공성 지지층
300: 폴리아미드 활성층
400: 불순물을 포함하는 원수
500: 정제수
600: 농축수
100: nonwoven
200: porous support layer
300: polyamide active layer
400: raw water containing impurities
500: purified water
600: concentrated water

Claims (12)

아민 화합물, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물.A composition for polyamide interfacial polymerization comprising an amine compound, a pyrimidine compound and a purine compound. 청구항 1에 있어서,
상기 피리미딘계 화합물은 카보닐기(carbonyl group) 및 히드록시기(hydroxy group) 중 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The pyrimidine-based compound is a polyamide interfacial polymerization composition comprising at least one selected from a carbonyl group and a hydroxy group.
청구항 1에 있어서,
상기 피리미딘계 화합물은 우라실(Uracil), 사이토신(Cytosine) 및 티민(Thymine) 중 선택된 1종 이상인 것인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The pyrimidine-based compound is a composition for polyamide interfacial polymerization that is one or more selected from uracil (Uracil), cytosine (Cytosine) and thymine (Thymine).
청구항 1에 있어서,
상기 퓨린계 화합물은 퓨린(purine), 아데닌(adenine), 구아닌(guanine), 히포크산틴(hypoxanthine), 크산틴(xanthine), 테오브로민(theobromine), 카페인(caffeine), 요산(uric acid) 및 이소구아닌(isoguanine) 중 선택된 1종 이상인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The purine-based compounds are purine, adenine, guanine, hypoxanthine, xanthine, theobromine, caffeine, uric acid, and iso The composition for polyamide interfacial polymerization that is at least one selected from guanine (isoguanine).
청구항 1에 있어서,
상기 피리미딘계 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.001wt% 내지 1wt%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the pyrimidine-based compound is a composition for polyamide interfacial polymerization is 0.001wt% to 1wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition.
청구항 1에 있어서,
상기 퓨린계 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.001wt% 내지 1wt%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the purine-based compound is a polyamide interfacial polymerization composition of 0.001wt% to 1wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition.
청구항 1에 있어서,
상기 아민 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 100wt%를 기준으로 0.1wt% 내지 20wt%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the amine compound is a polyamide interfacial polymerization composition of 0.1wt% to 20wt% based on 100wt% for the polyamide interfacial polymerization.
청구항 1에 있어서,
상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 계면활성제를 더 포함하며,
상기 계면활성제의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.01wt% 내지 1wt%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The polyamide surfactant composition further comprises a surfactant,
The content of the surfactant is a composition for polyamide interfacial polymerization is 0.01wt% to 1wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition.
다공성 지지체를 준비하는 단계; 및
청구항 1 내지 8 중 적어도 한 항에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물을 계면중합하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법.
Preparing a porous support; And
A method for producing a water treatment separation membrane comprising the step of interfacially polymerizing the polyamide interfacial polymerization composition and acyl halide compound according to claim 1 to form a polyamide active layer on the porous support.
다공성 지지체; 및
상기 다공성 지지체 상에 구비되며, 피리미딘계 화합물 및 퓨린계 화합물을 포함하는 폴리아미드 활성층
을 포함하는 수처리 분리막.
Porous support; And
A polyamide active layer provided on the porous support and including a pyrimidine compound and a purine compound
Water treatment membrane comprising a.
청구항 10에 있어서,
2,000ppm의 NaCl을 함유하는 수용액을 25℃에서 150psi의 압력 및 4.5L/min의 유량으로 60분 동안 통과시켰을 때 염제거율이 99% 이상인 수처리 분리막.
The method according to claim 10,
A water treatment separation membrane having a salt removal rate of 99% or more when an aqueous solution containing 2,000 ppm of NaCl is passed at a temperature of 150 psi and a flow rate of 4.5 L / min at 25 ° C. for 60 minutes.
청구항 10 또는 11에 따른 수처리 분리막을 하나 이상 포함하는 수처리 모듈.A water treatment module comprising at least one water treatment separation membrane according to claim 10 or 11.
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