KR20200099819A - 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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KR20200099819A KR1020190017938A KR20190017938A KR20200099819A KR 20200099819 A KR20200099819 A KR 20200099819A KR 1020190017938 A KR1020190017938 A KR 1020190017938A KR 20190017938 A KR20190017938 A KR 20190017938A KR 20200099819 A KR20200099819 A KR 20200099819A
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김덕준
박한우
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

The present invention can provide an ion exchange membrane for a fuel cell, the ion exchange membrane comprising polytetrafluorethylene (PTFE) hydrophilically modified through a reaction with a modification mixture solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI), wherein the modified polytetrafluoroethylene is coated with a hydrocarbon-based polymer, whereby the ion exchange membrane exhibits excellent mechanical properties and improved dimensional stability and can be prevented from decreasing in ion 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, a manufacturing method thereof, and a manufacturing method of an ion exchange membrane and an 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 것이다.The present invention relates to a modified polytetrafluoroethylene and a method for preparing the same.

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 swelling 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 dimensional stability. A typical method for improving dimensional stability is to impregnate 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 alcoholic solvent or an alcoholic solvent is added to the polymer solution, the precipitation of the electrolyte polymer may occur. The conductivity decreases. A solution to this problem is needed.

본 발명의 일 목적은 기계적 강도 및 치수안정성이 향상되고 이온 전도도 감소를 방지할 수 있으면서도 표면이 친수성으로 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌, 이의 제조방법, 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 및 이를 이용한 이온 교환 멤브레인 제조방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to improve mechanical strength and dimensional stability, prevent the decrease in ionic conductivity, and have a hydrophilic surface modified polytetrafluoroethylene, a method for preparing the same, an ion exchange membrane using the same, and an ion exchange membrane using the same To provide a way.

본 발명의 일 목적을 위한 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시켜 형성된 것이다.Modified polytetrafluoroethylene for one object of the present invention reacts a modified mixed solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI, polyethyleneimine) with polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene) It was formed by doing.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

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

본 발명의 다른 목적을 위한 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법은 용매, 페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 혼합하여 개질용 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시켜 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계를 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, a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI); And reacting the mixed solution for modification with polytetrafluoroethylene (PTFE) to modify the polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 세척하는 단계를 더 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, after the modifying step, it may further include washing the modified polytetrafluoroethylene.

본 발명의 또 다른 목적을 위한 이온 교환 멤브레인은 페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시킴으로써 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고; 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자를 도포하여 형성된 것이다.The ion exchange membrane for another object of the present invention is modified by reacting a modified mixed solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI, polyethyleneimine) with polytetrafluoroethylene (PTFE). Includes polytetrafluoroethylene; It is formed by coating a hydrocarbon-based polymer on the modified polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 이온 교환 멤브레인은 기계적 강도가 우수한 것 일 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 in hydroelectrolysis, fuel cells, secondary cells, or redox cells.

본 발명의 또 다른 목적을 위한 이온 교환 멤브레인의 제조방법은 페놀계 화합물(phenolic compound) 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.A method of manufacturing an ion exchange membrane for another object of the present invention is a step of modifying polytetrafluoroethylene (PTFE) using a reforming mixed solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI). ; And applying a hydrocarbon-based polymer electrolyte on the modified polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 도포하는 단계 이후에, 상기 이온 교환 멤브레인을 건조하는 단계를 더 포함하는 것 일 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 개질한 것으로, 폴리테트라플루오로에틸렌의 기계적 강도는 유지하면서 영구적으로 표면의 친수성을 높임으로써, 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 is a hydrophilic modification of the surface of the fiber structure of the existing polytetrafluoroethylene, and by permanently increasing the hydrophilicity of the surface while maintaining the mechanical strength of polytetrafluoroethylene. , It is possible to increase the compatibility with the hydrocarbon-based polymer 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 can be helpful in the development of hydrogen fuel cells.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면들이다.
도 5는 피로갈롤, 하이드록시하이드로퀴논을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 모습의 SEM 이미지를 나타낸다.
도 6은 피로갈롤, 하이드록시하이드로퀴논을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 XPS 분석 결과를 도시한다.
도 7은 피로갈롤을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 개질 시간에 따른 물방울 접촉각을 도시한다.
도 8은 하이드록시하이드로퀴논을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 개질 시간에 따른 물방울 접촉각을 도시한다.1 to 4 are views showing polytetrafluoroethylene according to an embodiment of the present invention.
5 shows a SEM image of a modified polyterafluoroethylene using pyrogallol and hydroxyhydroquinone.
6 shows the XPS analysis results when polyterafluoroethylene was modified using pyrogallol and hydroxyhydroquinone.
7 shows the contact angle of water droplets according to the modification time when polyterafluoroethylene is modified using pyrogallol.
8 shows the contact angle of water droplets according to the modification time when polyterafluoroethylene is modified using hydroxyhydroquinone.

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 such as those 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 this application. Does not.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, Polytetrafluoroethylene)은 페놀계 화합물(phenolic compound) 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 a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI).

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 벤젠고리를 구성하는 탄소에 수산화기(-OH)가 적어도 둘 이상 포함된 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least two hydroxyl groups (-OH) in carbon constituting the benzene ring.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다. 이에 제한하는 것은 아니나 바람직하게는 하이드로퀴논, 갈산 및 이들의 혼합물 중에 하나가 사용될 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof. Although not limited thereto, preferably, one of hydroquinone, gallic acid, and mixtures thereof may be used.

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

일 실시예에서 상기 폴리에틸렌이민은 -(CH2CH2NH)n 으로 나타낼 수 있는 가지형 고분자 화합물일 수 있다.In one embodiment, the polyethyleneimine may be a branched polymer compound represented by -(CH 2 CH 2 NH)n.

일 실시예에서 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 적어도 일부가 친수성을 나타내는 것 일 수 있다. 예를 들어 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 표면이 친수성을 나타내도록 개질된 것 일 수 있다.In one embodiment, the modified polytetrafluoroethylene may be at least partially hydrophilic. For example, the modified polytetrafluoroethylene may be modified so that the surface is hydrophilic.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 개질되지 않은 폴리테트라플루오로에틸렌과 같이 기계적 강도는 우수하면서도, 표면이 개질됨으로써, 폴리테트라플루오로에틸렌 표면의 친수성이 향상되어 탄화수소계 고분자 전해질과의 상용성(compatibility)이 증가될 수 있고, 탄화수소계 전해질 고분자의 함침율을 높일 수 있으며 치수안정성이 향상될 수 있다. 따라서 더 다양한 분야에서 폴리테트라플루오로에틸렌을 활용할 수 있다.The modified polytetrafluoroethylene of the present invention has excellent mechanical strength like unmodified polytetrafluoroethylene, but by modifying the surface, the hydrophilicity of the polytetrafluoroethylene surface is improved, and thus it is compatible with hydrocarbon-based polymer electrolytes. The compatibility can be increased, the impregnation rate of the hydrocarbon-based electrolyte polymer can be increased, and the dimensional stability can be improved. Therefore, polytetrafluoroethylene can be used in a wider variety of fields.

본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법은 용매, 페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 혼합하여 개질용 혼합용액을 제조하는 단계; 및 상기 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌을 반응시켜 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계;를 포함한다.The method for preparing modified polytetrafluoroethylene of the present invention comprises the steps of preparing a mixed solution for modification by mixing a solvent, a phenolic compound, and polyethyleneimine (PEI); And reacting the mixed solution for modification with polytetrafluoroethylene to modify the polytetrafluoroethylene.

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 세척하는 단계를 더 포함하는 것 일 수 있다. 이에 제한하는 것은 아니나, 상기 세척하는 단계는 예를 들어 에탄올, 탈이온수 등을 이용하여 세척할 수 있다.In one embodiment, after the modifying step, it may further include washing the modified polytetrafluoroethylene. Although not limited thereto, the washing step may be washed using, for example, ethanol or deionized water.

일 실시예에서 상기 개질용 혼합용액은 페놀계 화합물 및 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 개질용 혼합용액은 하이드로퀴논 및 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다. 또는 상기 개질용 혼합용액은 갈산 및 폴리에틸렌이민을 포함할 수 있다.In one embodiment, the mixed solution for modification may include a phenolic compound and polyethyleneimine. For example, the mixed solution for modification may contain hydroquinone and polyethyleneimine. Alternatively, the mixed solution for modification may contain gallic acid and polyethyleneimine.

일 실시예에서 상기 개질용 혼합용액에 폴리테트라플루오로에틸렌을 혼합하면, 상기 개질용 혼합용액에 의한 동시 증착 반응(co-deposition reaction)을 통해서, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌이 가진 섬유 구조(fiber)의 적어도 일부를 개질할 수 있다. 예를 들어 상기 섬유 구조의 표면의 일부를 개질 할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 적어도 일부가 친수성으로 개질될 수 있다.In one embodiment, when polytetrafluoroethylene is mixed with the mixed solution for modification, the fiber structure of the porous polytetrafluoroethylene through a co-deposition reaction by the mixed solution for modification ) At least part of it can be modified. For example, it is possible to modify part of the surface of the fiber structure. For example, the modified polytetrafluoroethylene of the present invention may be at least partially modified to be hydrophilic.

한편, 예를 들어 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면이 아닌 폴리테트라플루오로에틸렌 내부의 섬유 구조 표면이 개질될 수 있고, 상기 섬유 구조 표면이 개질되는 경우에는, 폴리테트라플루오로에틸렌 내부의 친수성이 커지므로, 친수성 용매가 폴리테트라플루오로에틸렌 내부로 침투될 수 있다.On the other hand, for example, the surface of the fiber structure inside the polytetrafluoroethylene rather than the surface of the polytetrafluoroethylene may be modified, and when the surface of the fiber structure is modified, the hydrophilicity inside the polytetrafluoroethylene As it becomes large, a hydrophilic solvent can penetrate into the polytetrafluoroethylene.

결과적으로 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.As a result, it is possible to provide polytetrafluoroethylene having excellent mechanical strength and improved hydrophilicity through the modified polytetrafluoroethylene of the present invention and its manufacturing method. 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 with improved dimensional stability can be provided.

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

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것 일 수 있다.In one embodiment, the phenolic compound may include at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 이온 교환 멤브레인은 기계적 강도가 우수할 수 있다. 다시말해서 본 발명의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 이용하는 상기 이온 교환 멤브레인은 종래의 이온 교환 멤브레인과 비교하여, 기계적 강도가 우수할 수 있다.In one embodiment, the ion exchange membrane may have excellent mechanical strength. In other words, the ion exchange membrane using the modified polytetrafluoroethylene of the present invention may have excellent mechanical strength compared to the conventional ion exchange membrane.

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 can be used as an ion exchange membrane of a vanadium redox flow battery.

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

일 실시예에서 상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함한다.In one embodiment, the phenolic compound includes at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof.

일 실시예에서 상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행할 수 있다. 예를 들어 상기 개질하는 단계는 8 내지 48 시간 동안 수행할 수 있다. 상기 개질하는 단계에서는 다공성 구조를 형성하는 상기 폴리테트라플루오로에틸렌의 섬유 구조 표면을 개질할 수 있다.In one embodiment, the modifying step may be performed for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours. For example, the modifying step may be performed for 8 to 48 hours. In the modifying step, the surface of the fiber structure of the polytetrafluoroethylene forming the porous structure may be modified.

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. 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.In an embodiment, after the applying step, the step of drying the modified polytetrafluoroethylene may be further included. For example, the drying step may include a first drying step and a second drying step. For example, the first drying step may be to perform the drying step for 10 to 30 hours at a temperature of 40 to 100 ℃. In addition, the second drying step may be performing a drying step for at least 1 hour at a temperature of 100° C. or higher 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 sulfonated or unsulfonated poly ether ketone, poly ether ketone ketone, poly ether ether ketone ketone, poly ether ether 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, a sulfonated poly ether ether ketone (SPEEK) 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.

실시예Example 1. 다공성 1. Porosity 폴리테트라플루오로에틸렌Polytetrafluoroethylene 개질 Modification

먼저, 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌을 에탄올에 30분 동안 적셔 놓았다. 그리고, 트리스 버퍼(tris-buffer) 용액(pH = 8.5, 10mmol/L) 500ml에 하이드로퀴논과 갈산 0.6g 각각을 폴리에틸렌이민 0.15g과 용해시켜 개질용 혼합용액을 제조하였다. 그런 다음 상기 에탄올에 30분 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 24시간 정도 담가, 남아있는 잔여물들을 제거하였다.First, porous polytetrafluoroethylene was soaked in ethanol for 30 minutes. In addition, in 500 ml of a tris-buffer solution (pH = 8.5, 10 mmol/L), 0.6 g of hydroquinone and gallic acid were dissolved in 0.15 g of polyethyleneimine to prepare a mixed solution for modification. 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.

특성 평가Property evaluation

본 발명의 실시예들을 통해 제조된 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 평가하였다. 아래의 도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면들이다.Modified polytetrafluoroethylene prepared through the examples of the present invention was evaluated. 1 to 4 below are views showing polytetrafluoroethylene according to an embodiment of the present invention.

도 1은 순수 폴리테르라플루오로에틸렌, 하이드로퀴논 및 갈산을 각각 이용하여 개질한, 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 나타낸 도면으로, 구체적으로는 본 발명의 일 실시예에 따른 각각의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질된 정도를 확인하기 위해서 SEM(scanning electron microscope) 이미지를 나타낸 것으로, 위쪽에는 순수한 폴리테트라플루오로에틸렌, 아래의 왼쪽에는 갈산을 이용하여 개질한 폴리테트라플루오로에틸렌, 오른쪽에는 하이드로퀴논을 이용하여 개질한 폴리테트라플루오로에틸렌의 모습을 나타내었다. 도 1을 통해서, 갈산 및 하이드로퀴논을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 경우, 폴리테트라플루오로에틸렌의 섬유 구조 두께가 보다 두꺼워지고 안정적인 구조로 보이는 것을 확인하였다. 결국 사용된 물질들이 폴리테트라플루오로에틸렌 섬유 구조 표면에 잘 붙어있다는 것을 알 수 있다.1 is a view showing a modified polytetrafluoroethylene modified using pure polyterafluoroethylene, hydroquinone, and gallic acid, respectively, specifically, each modified poly according to an embodiment of the present invention. In order to confirm the degree of modification of tetrafluoroethylene, a scanning electron microscope (SEM) image is shown. The top is pure polytetrafluoroethylene, the bottom left is polytetrafluoroethylene modified with gallic acid, and the right is The appearance of polytetrafluoroethylene modified using hydroquinone is shown. 1, it was confirmed that when the polytetrafluoroethylene was modified using gallic acid and hydroquinone, the fiber structure of the polytetrafluoroethylene became thicker and appeared to be a stable structure. In the end, it can be seen that the materials used adhere well to the surface of the polytetrafluoroethylene fiber structure.

도 2는 상기 각각의 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면을 XPS를 이용하여 분석한 결과를 나타낸 것이다. 그 결과 순수한 폴리테트라플루오로에틸렌과 비교하여 불소 원소의 양이 크게 감소하고 유기물질과 폴리에틸렌이민의 원소인 산소 및 질소의 양이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해서 갈산 및 하이드로퀴논을 통한 폴리테트라플루오로에틸렌의 표면 개질이 잘 이루어진 것을 알 수 있다.2 shows the results of analyzing the surface of each of the modified polytetrafluoroethylene using XPS. As a result, compared to pure polytetrafluoroethylene, the amount of fluorine element was significantly reduced, and the amount of oxygen and nitrogen, which are elements of organic matter and polyethyleneimine, increased. Through this, it can be seen that the surface modification of polytetrafluoroethylene through gallic acid and hydroquinone was well performed.

도 3 및 도 4는 개질 시간에 따른 폴리테트라플루오로에틸렌의 개질 정도를 확인하기 위해서 물방울 접촉각 이미지(water contact angle, water droplet image)를 나타낸 것으로, 도 3은 갈산을 이용한 실시예, 도 4는 하이드로퀴논을 이용한 실시예를 나타낸다. 먼저 도 3에 나타낸 물방울 접촉각(왼쪽, water contact angle)과 물방울 이미지(오른쪽, water droplet image)를 보면, 갈산을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 경우, 12시간 반응한 다음에는 완전히 물이 표면에 스며드는 것을 확인하였다. 이를 통해 폴리테트라플루오로에틸렌이 초소수성에서 친수성으로 완전치 개질된 것을 알 수 있다. 도 4에 나타낸 물방울 접촉각(왼쪽, water contact angle)과 물방울 이미지(오른쪽, water droplet image)를 보면, 하이드로퀴논을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 경우, 24시간 반응한 다음에는 완전히 물이 표면에 스며드는 것을 확인하였다. 이를 통해 폴리테트라플루오로에틸렌이 초소수성에서 친수성으로 완전치 개질된 것을 알 수 있다. 그리고 도 3 및 도 4를 비교해보면, 개질 시간이 길어질수록 물방울 접촉각이 감소하는 것으로 보이며, 하이드로퀴논을 사용한 것 보다 갈산으로 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌의 경우, 내부로 물이 침투할 때까지, 다시말해서 폴리테트라플루오로에틸렌 표면이 초소수성에서 친수성으로 개질되는 반응에 필요한 시간이 상대적으로 짧은 것을 알 수 있다. 이를 통해 물질별로 개질 시간을 조절하여 개질 정도를 조절할 수 있음을 알 수 있으며, 폴리테트라플루오로에틸렌의 다공성 내부 섬유 구조의 표면이 개질되는 것을 확인 할 수 있다. 또한 폴리테트라플루오로에틸렌이 개질됨에 따라 친수성이 커지며 결과적으로 친수성 용매를 침투시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 기계적, 열적 강도가 뛰어난 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌을 친수처리함으로써 연료전지, 2차전지에 이온교환막, 분리막 등에 다양한 전해질고분자를 함침시킬 수 있으며, 그 응용 범위는 매우 다양하다.3 and 4 show a water contact angle (water droplet image) to confirm the degree of modification of polytetrafluoroethylene according to the modification time, and FIG. 3 is an example using gallic acid, and FIG. Examples using hydroquinone are shown. First, looking at the water droplet contact angle (left, water contact angle) and water droplet image (right, water droplet image) shown in FIG. 3, when polytetrafluoroethylene is modified using gallic acid, water is completely removed after 12 hours reaction. It was confirmed that it permeates the surface. Through this, it can be seen that polytetrafluoroethylene was completely modified from superhydrophobic to hydrophilic. Looking at the water droplet contact angle (left, water contact angle) and water droplet image (right, water droplet image) shown in FIG. 4, in the case of modifying polytetrafluoroethylene using hydroquinone, water is completely removed after the reaction for 24 hours. It was confirmed that it permeates the surface. Through this, it can be seen that polytetrafluoroethylene was completely modified from superhydrophobic to hydrophilic. And comparing FIGS. 3 and 4, it seems that the contact angle of water droplets decreases as the modification time increases. In the case of polytetrafluoroethylene modified with gallic acid rather than using hydroquinone, until water penetrates into the interior, In other words, it can be seen that the time required for the reaction in which the surface of the polytetrafluoroethylene is modified from superhydrophobic to hydrophilic is relatively short. Through this, it can be seen that the degree of modification can be controlled by controlling the modification time for each material, and it can be seen that the surface of the porous internal fiber structure of polytetrafluoroethylene is modified. In addition, it was confirmed that the hydrophilicity increased as the polytetrafluoroethylene was modified, and as a result, the hydrophilic solvent could permeate. Therefore, by hydrophilic treatment of porous polytetrafluoroethylene having excellent mechanical and thermal strength, various electrolyte polymers can be impregnated into fuel cells and secondary cells, such as ion exchange membranes and separators, and their application range is very diverse.

추가적인 페놀계 화합물을 이용하여 Using additional phenolic compounds 개질하는Modified 경우 Occation

도 5는 하이드로퀴논 및 갈산이 아닌 다른 페놀계 화합물로서 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone)을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 모습의 SEM 이미지를 나타낸다. 도 5에서 각각 위는 Prinstine PTFE의 모습이고 아래는 개질 이후의 PTFE의 모습을 도시한다. SEM 이미지를 통해 polytetrafluoroethylene(PTFE) 파이버의 두께가 증가 한 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 그에 따라 각 물질들이 PTFE 파이버 표면에 접착한 것임을 확인할 수 있었다.FIG. 5 shows a SEM image of a modified polyterafluoroethylene using Pyrogallol and hydroxyhydroquinone as other phenolic compounds other than hydroquinone and gallic acid. In FIG. 5, the upper part shows the state of prinstine PTFE and the lower part shows the state of the PTFE after modification. Through the SEM image, it could be confirmed visually that the thickness of the polytetrafluoroethylene (PTFE) fiber was increased. Accordingly, it was confirmed that each material was adhered to the surface of the PTFE fiber.

도 6은 피로갈롤, 하이드록시하이드로퀴논을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 XPS 분석 결과를 도시한다. XPS 데이터를 통해 개질된 PTFE 표면의 불소 성분이 줄어들고 각 페놀화합물의 물질과 polyethyleneimine(PEI)의 성분인 질소와 산소의 양이 증가한 것을 볼 수 있다. 이를 통해 각 물질을 통한 PTFE의 표면개질이 잘 이루어 진 것을 볼 수 있었다.6 shows the XPS analysis results when polyterafluoroethylene was modified using pyrogallol and hydroxyhydroquinone. From the XPS data, it can be seen that the fluorine content of the modified PTFE surface decreased, and the amount of nitrogen and oxygen, which are the substances of each phenolic compound and polyethyleneimine (PEI), increased. Through this, it can be seen that the surface modification of PTFE through each material was well performed.

도 7은 피로갈롤을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 개질 시간에 따른 물방울 접촉각을 도시한다. Water contact angle과 drop image를 통해 피로갈롤(Pyrogallol)을 사용해 PTFE를 개질 할 경우 4시간 반응 후 완전히 물이 표면에 스며드는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해 PTFE가 초 소수성에서 친수성으로 완전히 개질 된 것을 볼 수 있었다.7 shows the contact angle of water droplets according to the modification time when polyterafluoroethylene is modified using pyrogallol. Through the water contact angle and drop image, it could be seen that when the PTFE was modified using Pyrogallol, water completely penetrated the surface after 4 hours reaction. Through this, it could be seen that the PTFE was completely modified from superhydrophobic to hydrophilic.

도 8은 하이드록시하이드로퀴논을 이용해 폴리테르라플루오로에틸렌를 개질한 경우의 개질 시간에 따른 물방울 접촉각을 도시한다. Water contact angle과 drop image를 통해 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone)을 사용해 PTFE를 개질 할 경우 1시간 반응 후 완전히 물이 표면에 스며드는 것을 볼 수 있었다. 이를 통해 PTFE가 초 소수성에서 친수성으로 완전히 개질 된 것을 볼 수 있었다.8 shows the contact angle of water droplets according to the modification time when polyterafluoroethylene is modified using hydroxyhydroquinone. Through the water contact angle and drop image, when the PTFE was modified using hydroxyhydroquinone, it could be seen that water completely permeates the surface after 1 hour reaction. Through this, it could be seen that the PTFE was completely modified from superhydrophobic to hydrophilic.

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 (15)

페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시켜 형성된,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌.
Formed by reacting a reforming mixed solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI, polyethyleneimine) with polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene),
Modified polytetrafluoroethylene.
제1항에 있어서,
상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌.
The method of claim 1,
The phenolic compound is characterized in that it comprises at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof,
Modified polytetrafluoroethylene.
제1항에 있어서,
상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌은 친수성을 나타내는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌.
The method of claim 1,
The modified polytetrafluoroethylene is characterized in that it exhibits hydrophilicity,
Modified polytetrafluoroethylene.
용매, 페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 혼합하여 개질용 혼합용액을 제조하는 단계; 및
상기 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시켜 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 개질하는 단계를 포함하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
Preparing a reforming mixed solution by mixing a solvent, a phenolic compound, and polyethyleneimine (PEI); And
Including the step of modifying the polytetrafluoroethylene by reacting the mixed solution for modification with polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene),
Modified polytetrafluoroethylene production method.
제4항에 있어서,
상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
The method of claim 4,
The phenolic compound is characterized in that it comprises at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof,
Modified polytetrafluoroethylene production method.
제5항에 있어서,
상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
The method of claim 5,
The modifying step is characterized in that it is carried out for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours,
Modified polytetrafluoroethylene production method.
제5항에 있어서,
상기 개질하는 단계 이후에, 상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 세척하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
The method of claim 5,
After the modifying step, characterized in that it further comprises the step of washing the modified polytetrafluoroethylene,
Modified polytetrafluoroethylene production method.
페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액과 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 반응시킴으로써 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하고;
상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자를 도포하여 형성된,
이온 교환 멤브레인.
And polytetrafluoroethylene modified by reacting a mixed solution for modification containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI) with polytetrafluoroethylene (PTFE);
Formed by coating a hydrocarbon-based polymer on the modified polytetrafluoroethylene,
Ion exchange membrane.
제8항에 있어서,
상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
The method of claim 8,
The phenolic compound is characterized in that it contains at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof,
Modified polytetrafluoroethylene production method.
제8항에 있어서,
상기 이온 교환 멤브레인은 기계적 강도가 우수한 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인.
The method of claim 8,
The ion exchange membrane is characterized in that it has excellent mechanical strength,
Ion exchange membrane.
제8항에 있어서,
수 전해, 연료 전지, 이차 전지 또는 산화환원전지에 사용되는 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인
The method of claim 8,
It is characterized in that it is used in water electrolysis, fuel cell, secondary cell or redox cell,
Ion exchange membrane
페놀계 화합물(phenolic compound) 및 폴리에틸렌이민(PEI, polyethyleneimine)을 포함하는 개질용 혼합용액을 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene)을 개질하는 단계; 및
상기 개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 상에 탄화수소계 고분자 전해질을 도포하는 단계;를 포함하는,
이온 교환 멤브레인의 제조방법.
Modifying polytetrafluoroethylene (PTFE, polytetrafluoroethylene) using a modified mixed solution containing a phenolic compound and polyethyleneimine (PEI); And
Including; applying a hydrocarbon-based polymer electrolyte on the modified polytetrafluoroethylene
Method of manufacturing an ion exchange membrane.
제12항에 있어서,
상기 페놀계 화합물은 하이드로퀴논(Hydroquinone), 갈산(Gallic acid), 피로갈롤(Pyrogallol), 하이드록시하이드로퀴논(Hydroxyhydroquinone) 및 이들의 혼합물 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는,
개질된 폴리테트라플루오로에틸렌 제조방법.
The method of claim 12,
The phenolic compound is characterized in that it comprises at least one of hydroquinone, gallic acid, pyrogallol, hydroxyhydroquinone, and mixtures thereof,
Modified polytetrafluoroethylene production method.
제12항에 있어서,
상기 개질하는 단계는 1 내지 50시간, 바람직하게는 6 내지 50 시간 동안 수행하는 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인 제조방법.
The method of claim 12,
The modifying step is characterized in that it is carried out for 1 to 50 hours, preferably 6 to 50 hours,
Ion exchange membrane manufacturing method.
제12항에 있어서,
상기 도포하는 단계 이후에, 상기 이온 교환 멤브레인을 건조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
이온 교환 멤브레인 제조방법.The method of claim 12,
After the applying step, characterized in that it further comprises the step of drying the ion exchange membrane,
Ion exchange membrane manufacturing method.
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