KR20210051614A - Composition for interfacial polymerizing polyamide and method for manufacturing water-treatment membrane using same - Google Patents

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KR20210051614A
KR20210051614A KR1020190137100A KR20190137100A KR20210051614A KR 20210051614 A KR20210051614 A KR 20210051614A KR 1020190137100 A KR1020190137100 A KR 1020190137100A KR 20190137100 A KR20190137100 A KR 20190137100A KR 20210051614 A KR20210051614 A KR 20210051614A
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최성호
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김진후
김기호
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Abstract

The present invention relates to: a composition for interfacial polymerization of polyamide, which contains a compound represented by chemical formula 1 and an acyl halide compound, and contains 20 mol% or more to less than 100 mol% of the compound represented by the chemical formula 1, based on 100 mol% of the acyl halide compound; a method for manufacturing a water treatment separation membrane using the composition; and a water treatment separation membrane. When a water treatment separation membrane is manufactured using the polyamide interfacial polymerization composition according to an exemplary embodiment of the present specification, the permeate flow rate increases as a crosslinking density of a polyamide active layer decreases.

Description

폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 {COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING WATER-TREATMENT MEMBRANE USING SAME}A composition for polyamide interfacial polymerization and a method of manufacturing a water treatment separation membrane using the same {COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE AND METHOD FOR MANUFACTURING WATER-TREATMENT MEMBRANE USING SAME}

본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막에 관한 것이다.The present specification relates to a composition for polyamide interfacial polymerization, a method of manufacturing a water treatment separation membrane using the same, and a water treatment separation membrane manufactured thereby.

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.The phenomenon that the solvent moves through the separation membrane from the solution with the low solute concentration to the high solution between the two solutions separated by the semi-permeable membrane is called the osmotic phenomenon.At this time, the pressure acting on the solution side with the high solute concentration due to the movement of the solvent Is called osmotic pressure. However, when an external pressure higher than the osmotic pressure is applied, the solvent moves toward a solution with a low solute concentration, and this phenomenon is called reverse osmosis. Using the reverse osmosis principle, various salts or organic substances can be separated through a semi-permeable membrane using a pressure gradient as a driving force. Water treatment separation membranes using the reverse osmosis phenomenon are used to separate substances at the molecular level, remove salts from salt water or seawater, and supply water for household, construction, and industrial use.

이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공성층(다공성 지지체)상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 형성하여 미세 다공성층을 형성하고, 이 미세 다공성층을 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.A representative example of such a water treatment separation membrane may be a polyamide-based water treatment separation membrane, and the polyamide-based water treatment separation membrane is manufactured by forming a polyamide active layer on a microporous layer (porous support), and more specifically, A polysulfone layer is formed on the nonwoven fabric to form a microporous layer, and the microporous layer is immersed in an m-phenylenediamine (mPD) aqueous solution to form an mPD layer, which is again trimesoyl chloride ( Trimesoyl Chloride, TMC) It is manufactured by immersing in an organic solvent and interfacial polymerization of the mPD layer in contact with TMC to form a polyamide layer.

상기 수처리 분리막에서 염제거율 및 투과유량은 막의 성능을 나타내는 중요한 지표로 사용된다.In the water treatment separation membrane, the salt removal rate and the permeate flow rate are used as important indicators for the performance of the membrane.

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

본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막을 제공하고자 한다. The present specification is to provide a composition for polyamide interfacial polymerization, a method of manufacturing a water treatment separation membrane using the same, and a water treatment separation membrane manufactured thereby.

본 명세서의 일 실시상태는 An exemplary embodiment of the present specification

하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 아실 할라이드 화합물을 포함하며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 20mol% 이상 100mol% 미만인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.A compound represented by the following formula (1); And an acyl halide compound, wherein the content of the compound represented by Formula 1 is 20 mol% or more and less than 100 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 전자공여기(electron donating group)이다.R1 to R5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or, it is an electron donating group.

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

다공성층을 준비하는 단계; 및Preparing a porous layer; And

상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물을 포함하는 수용액을 계면중합하여 상기 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a water treatment separation membrane comprising the step of interfacial polymerization of the composition for interfacial polymerization of the polyamide and an aqueous solution containing an amine compound to form a polyamide active layer on the porous layer.

또한, 본 명세서의 일 실시상태는 상기 수처리 분리막의 제조 방법에 의해 제조된 수처리 분리막을 제공한다.In addition, an exemplary embodiment of the present specification provides a water treatment separation membrane manufactured by the method of manufacturing the water treatment separation membrane.

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 at least one water treatment separation membrane.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 사용하여 수처리 분리막을 제조할 경우, 폴리아미드 활성층의 가교밀도가 감소함에 따라 투과유량이 상승하는 효과가 있다.When a water treatment separation membrane is manufactured using the polyamide interfacial polymerization composition according to an exemplary embodiment of the present specification, as the crosslinking density of the polyamide active layer decreases, the permeation flow rate increases.

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

이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present specification will be described in more detail.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 폴리아미드 계면중합용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 아실 할라이드 화합물을 포함하며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 20mol% 이상 100mol% 미만이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the composition for polyamide interfacial polymerization is a compound represented by the following formula (1); And an acyl halide compound, wherein the content of the compound represented by Formula 1 is 20 mol% or more and less than 100 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 전자공여기(electron donating group)이다.R1 to R5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or, it is an electron donating group.

수처리 분리막의 투과 유량을 향상시키기 위해서는 폴리아미드 활성층의 가교밀도(cross-linking density)를 낮추어야 한다. 아민 화합물 수용액에 알코올류의 첨가제를 투입하는 경우, 수용액의 유전상수(dielectric constant)가 조절되고, 이 것이 계면 중합시 아민 화합물의 확산에 영향을 주어 가교밀도를 낮출 수 있다. 다만, 이 경우 알코올류의 첨가제가 다공성층에 영향을 미쳐 다공성층과 활성층 사이에 박리(delamination)가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In order to improve the permeation flow rate of the water treatment separation membrane, it is necessary to lower the cross-linking density of the polyamide active layer. When an alcoholic additive is added to the aqueous amine compound solution, the dielectric constant of the aqueous solution is adjusted, and this affects the diffusion of the amine compound during interfacial polymerization, thereby lowering the crosslinking density. However, in this case, there is a problem in that delamination may occur between the porous layer and the active layer because the alcohol additives affect the porous layer.

본 발명의 발명자들은 이를 해결하기 위하여 아실 할라이드 화합물을 포함하는 유기용액에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 도입하였고, 수처리 분리막 폴리아미드 활성층 형성시 유기용액 내의 아실 할라이드와 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 에스터 결합을 형성함으로써 활성층의 아미드 결합 비율을 감소시키므로, 가교밀도가 감소하고 궁극적으로는 염제거율의 큰 하락 없이 투과유량이 상승할 수 있음을 밝혀내었다.In order to solve this problem, the inventors of the present invention introduced the compound represented by Formula 1 into an organic solution containing an acyl halide compound, and when forming the polyamide active layer of the water treatment separation membrane, the acyl halide in the organic solution and the compound represented by Formula 1 were It was found that by forming ester bonds, the ratio of amide bonds in the active layer is reduced, so that the crosslinking density decreases and, ultimately, the permeate flow rate can be increased without a significant decrease in the salt removal rate.

또한, 아실 할라이드 화합물 100mol%에 대한 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 20mol% 이상 100mol% 이하, 바람직하게는 20mol% 초과 100mol% 미만, 더욱 바람직하게는 30mol% 이상 90mol% 이하일 때, 화학식 1로 표시되는 화합물의 영향이 충분하여, 투과유량 개선 효과를 기대할 수 있고, 염제거율이 지나치게 하락하는 현상을 방지하는 효과가 있음을 밝혀내었다.In addition, when the content of the compound represented by Formula 1 relative to 100 mol% of the acyl halide compound is 20 mol% or more and 100 mol% or less, preferably more than 20 mol% and less than 100 mol%, more preferably 30 mol% or more and 90 mol% or less, Formula 1 It was found that the effect of the compound represented by is sufficient, so that the effect of improving the permeation flow rate can be expected, and the effect of preventing the phenomenon that the salt removal rate is excessively decreased.

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 positioned'on' another member, this includes not only a case in which a member is in contact with another member, but also a case in which 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'includes' a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서, 상기 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 number of carbon atoms 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, 5-methylhexyl, and the like, but are not limited thereto.

본 명세서에서, 상기 전자공여기(electron donating group)는 하메트(Hammett) 시그마 상수(σ) 값이 0 미만인 것을 의미한다. 상기 하메트 시그마 상수 값은 벤조산(Benzoix acid)을 기준으로, 치환기의 변화에 따른 벤조산의 이온화 정도를 측정하여 얻을 수 있으며, 메타 치환 벤젠 유도체의 치환기와 반응속도 상수 또는 평형 상수 사이에 성립하는 식 log(k/k0) = ρХσ 또는 log(K/K0) = ρХσ을 통해 구할 수 있다. 수소 원자의 하메트 상수 값이 0으로 정의된다. 상기 식에서 k는 치환기를 가지지 않는 벤젠 유도체의 속도 정수, k0는 치환기로 치환된 벤젠 유도체의 속도 정수, K는 치환기를 가지지 않는 벤젠 유도체의 평형 상수, K0는 치환기로 치환된 벤젠 유도체의 평형 상수, ρ는 반응의 종류와 조건에 의해 정해지는 반응 상수를 나타낸다. 수소 원자의 하메트 시그마 상수 값은 0이다.In the present specification, the electron donating group means that the Hammett sigma constant (σ) value is less than 0. The Hammet Sigma constant value can be obtained by measuring the degree of ionization of benzoic acid according to the change of the substituent based on benzoic acid, and is established between the substituent of the meta-substituted benzene derivative and the reaction rate constant or the equilibrium constant. It can be obtained through log(k/k 0 ) = ρХσ or log(K/K 0) = ρХσ. The Hammet constant value of the hydrogen atom is defined as zero. In the above formula, k is the rate constant of the benzene derivative without a substituent, k 0 is the rate constant of the benzene derivative substituted with the substituent, K is the equilibrium constant of the benzene derivative without the substituent, and K 0 is the equilibrium of the benzene derivative substituted with the substituent The constant, ρ, represents the reaction constant determined by the type and condition of the reaction. The Hammet Sigma constant value of the hydrogen atom is zero.

본 명세서에서, 상기 전자공여기는 알킬기이다. In the present specification, the electron donating group is an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5는 각각 수소이다.In an exemplary embodiment of the present specification, R1 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5 중 적어도 하나는 전자공여기이다.In an exemplary embodiment of the present specification, at least one of R1 to R5 is an electron donor.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5 중 어느 하나는 전자공여기이고, 나머지 넷은 각각 수소이다.In an exemplary embodiment of the present specification, any one of R1 to R5 is an electron donor, and the other four are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 전자공여기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is an electron donating group, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 알킬기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is an alkyl group, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 직쇄의 알킬기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is a straight-chain alkyl group, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 10의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 5의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 탄소수 1 내지 3의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is a straight-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1은 에틸기이고, 상기 R2 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 is an ethyl group, and R2 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 전자공여기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is an electron donating group, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 알킬기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is an alkyl group, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is a linear alkyl group, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 1 내지 10의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is a linear alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 1 내지 5의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 탄소수 1 내지 3의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is a straight-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R2는 에틸기이고, 상기 R1 및 R3 내지 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R2 is an ethyl group, and R1 and R3 to R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 전자공여기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is an electron donating group, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 알킬기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is an alkyl group, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is a straight-chain alkyl group, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 탄소수 1 내지 10의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is a straight-chain alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 탄소수 1 내지 5의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is a straight-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 탄소수 1 내지 3의 직쇄의 알킬기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is a straight-chain alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R3는 에틸기이고, 상기 R1, R2, R4 및 R5는 각각 수소이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R3 is an ethyl group, and R1, R2, R4, and R5 are each hydrogen.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 알킬기로 치환 또는 비치환된 페놀이다.In the exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is a phenol unsubstituted or substituted with an alkyl group.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페놀 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬페놀이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is phenol or an alkylphenol having 1 to 10 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페놀 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬페놀이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is phenol or an alkylphenol having 1 to 5 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페놀 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬페놀이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is phenol or an alkylphenol having 1 to 3 carbon atoms.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페놀 또는 에틸페놀이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is phenol or ethylphenol.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 페놀 또는 4-에틸페놀이다.In an exemplary embodiment of the present specification, the compound represented by Formula 1 is phenol or 4-ethylphenol.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5는 각각 수소이고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 70mol% 이상 100mol% 미만, 바람직하게는 80mol% 이상 90mol% 이하이다.In the exemplary embodiment of the present specification, R1 to R5 are each hydrogen, and the content of the compound represented by Formula 1 is 70 mol% or more and less than 100 mol%, preferably 80 mol%, based on 100 mol% of the acyl halide compound. It is more than or equal to 90 mol%.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5 중 적어도 하나는 전자공여기이고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 20mol% 초과 50mol% 미만이다. 보다 구체적으로, 상기 R1 내지 R5 중 어느 하나는 알킬기이고 나머지 넷은 수소이며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 30mol% 이상 50mol% 미만이다.In the exemplary embodiment of the present specification, at least one of R1 to R5 is an electron donating group, and the content of the compound represented by Formula 1 is more than 20 mol% and less than 50 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound. More specifically, any one of R1 to R5 is an alkyl group and the other four are hydrogen, and the content of the compound represented by Formula 1 is 30 mol% or more and less than 50 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R5가 각각 수소인 경우(페놀)와, 상기 R1 내지 R5 중 적어도 하나가 전자공여기인 경우(알킬페놀), 서로 산도(acidity)가 다르기 때문에 아실 할라이드 화합물과의 반응성도 달라지므로 최적의 함량 범위가 상이하다.In the exemplary embodiment of the present specification, when each of R1 to R5 is hydrogen (phenol), and when at least one of R1 to R5 is an electron donating group (alkylphenol), acyl halide because the acidity is different from each other. Since the reactivity with the compound is also different, the optimum content range is different.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아실 할라이드 화합물은 2개 또는 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물, 예를 들면, 트리메조일클로라이드(TMC), 이소프탈로일클로라이드 및 테레프탈로일클로라이드 중 선택된 1종 이상이며, 바람직하게는 트리메조일클로라이드(TMC)이다.In the exemplary embodiment of the present specification, the acyl halide compound is an aromatic compound having two or three carboxylic acid halides, for example, trimesoyl chloride (TMC), isophthaloyl chloride, and terephthaloyl chloride. It is at least one selected, preferably trimesoyl chloride (TMC).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%을 기준으로 0.05wt% 내지 1wt%, 바람직하게는 0.08wt% 내지 0.8wt%, 더욱 바람직하게는 0.08wt% 내지 0.6wt% 일 수 있다. 아실 할라이드 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 활성층의 제조가 가능하다. In the exemplary embodiment of the present specification, the content of the acyl halide compound is 0.05wt% to 1wt%, preferably 0.08wt% to 0.8wt%, more preferably based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition. It may be from 0.08wt% to 0.6wt%. When the content of the acyl halide compound is in the above range, it is possible to prepare a uniform polyamide active layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 용매로서 계면중합 반응에 참여하지 않는 유기용매를 더 포함하며, 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류, 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 이상의 유기용매가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the exemplary embodiment of the present specification, the composition for interfacial polymerization of the polyamide further includes an organic solvent that does not participate in the interfacial polymerization reaction as a solvent, and an aliphatic hydrocarbon solvent, for example, freon, has 5 to 12 carbon atoms. It may include at least one selected from an alkane and an isoparaffin-based solvent that is a mixture of alkanes. Specifically, 1 selected from hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecan, dodecane, cyclohexane, IsoPar (Exxon), IsoPar G (Exxon), ISOL-C (SK Chem) and ISOL-G (Exxon) More than one type of organic solvent may be used, but is not limited thereto.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 중 아실할라이드 화합물 및 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제외한 잔부는 모두 상기 용매일 수 있고, 필요에 따라 추가의 물질을 더 포함할 수도 있다.In an exemplary embodiment of the present specification, all the remainder of the polyamide interfacial polymerization composition except for the acyl halide compound and the compound represented by Formula 1 may be the solvent, and additional substances may be further included if necessary. have.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막의 제조 방법은 다공성층을 준비하는 단계; 및 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물을 포함하는 수용액을 계면중합하여 상기 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함한다.In an exemplary embodiment of the present specification, a method of manufacturing a water treatment separation membrane comprises: preparing a porous layer; And interfacial polymerization of the composition for interfacial polymerization of the polyamide and an aqueous solution containing an amine compound to form a polyamide active layer on the porous layer.

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

상기 고분자 재료로는 예를 들면, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있다.Examples of the polymer material include polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polyethylene oxide, polyimide, polyetherimide, polyetheretherketone, polypropylene, polymethylpentene, polymethylchloride and polyvinylidene fluoride. Etc. can be used.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 고분자 재료는 폴리술폰이다. In one embodiment of the present specification, the polymer material is polysulfone.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계는 상기 다공성층 상에 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 단계; 및 상기 수용액층 상에 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물을 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present specification, the forming of the polyamide active layer may include forming an aqueous solution layer including an amine compound on the porous layer; And contacting the composition for interfacial polymerization of the polyamide on the aqueous solution layer.

상기 아민 화합물을 포함하는 수용액층과 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물의 접촉시, 상기 다공성층의 표면에 코팅된 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 미세 다공성층에 흡착되어 박막이 형성된다. 상기 접촉 방법은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 사용할 수 있다.When the aqueous solution layer containing the amine compound and the composition for interfacial polymerization of the polyamide are contacted, the amine compound coated on the surface of the porous layer and the acyl halide compound react to produce polyamide by interfacial polymerization, and a microporous layer Is adsorbed on to form a thin film. The contact method may be a method such as immersion, spray, or coating.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 다공성층 상에 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액층을 형성하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 다공성층 위에 수용액층을 형성할 수 있는 방법이라면 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 분무, 도포, 침지 또는 적하 등을 들 수 있다.In the exemplary embodiment of the present specification, a method of forming an aqueous solution layer including the amine compound on the porous layer is not particularly limited, and any method capable of forming an aqueous solution layer on the porous layer may be used without limitation. . Specifically, spraying, application, immersion 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 다공성층 상에 형성된 수용액층은 다공성층 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 다공성층 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 the exemplary embodiment of the present specification, the aqueous solution layer may be additionally subjected to a step of removing an aqueous solution containing an excess amine compound, if necessary. The aqueous solution layer formed on the porous layer may be non-uniformly distributed when there is too much aqueous solution present on the porous layer. If the aqueous solution is non-uniformly distributed, a non-uniform polyamide active layer may be formed by subsequent interfacial polymerization. have. Therefore, it is preferable to remove the excess aqueous solution after forming the aqueous solution layer on the porous layer. The removal of the excess aqueous solution is not particularly limited, but may be performed using, for example, a sponge, an air knife, blowing nitrogen gas, air drying, or a compression roll.

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 및 3-클로로-1,4-페닐렌디아민 중 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 m-페닐렌디아민(mPD)일 수 있다. In the exemplary embodiment of the present specification, the amine compound is not limited as long as it can be used for polymerization of polyamide, but m-phenylenediamine (mPD), p-phenylenediamine (PPD), 1,3,6- It may be one or more selected from benzenetriamine (TAB), 4-chloro-1,3-phenylenediamine, 6-chloro-1,3-phenylenediamine, and 3-chloro-1,4-phenylenediamine, Preferably it may be m-phenylenediamine (mPD).

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물의 함량은 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액 100wt%를 기준으로 0.1wt% 내지 20wt%일 수 있으며, 바람직하게는 1wt% 내지 15wt%, 더욱 바람직하게는 3wt% 내지 10wt%일 수 있다. 아민 화합물의 함량이 상기 범위에 있을 때 균일한 폴리아미드 층의 제조가 가능하다. In an exemplary embodiment of the present specification, the content of the amine compound may be 0.1 wt% to 20 wt% based on 100 wt% of the aqueous solution containing the amine compound, preferably 1 wt% to 15 wt%, more preferably It may be 3wt% to 10wt%. When the content of the amine compound is in the above range, it is possible to prepare a uniform polyamide layer.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.In the exemplary embodiment of the present specification, the aqueous solution containing the amine compound 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.During 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. A uniform polyamide active layer is 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 the exemplary 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 hydroxyethyl 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 sodium lauryl sulfate (SLS) is used as the surfactant, SLS has a high degree of affinity for water and oil (Hydrophile-Lipophile Balance, HLB), so that it is well soluble in water, and the critical Michelle concentration (Critical Michelle Concentration) is high. , CMC) is also high, so even if an excessive amount is added, the formation of the polyamide active layer is not inhibited.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액 100wt%를 기준으로 0.01wt% 내지 1wt%일 수 있다. In the exemplary embodiment of the present specification, the content of the surfactant may be 0.01wt% to 1wt% based on 100wt% of the aqueous solution containing the amine compound.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액 중 아민화합물 및 계면활성제를 제외한 잔부는 모두 물일 수 있고, 필요에 따라 추가의 물질을 더 포함할 수도 있다.In the exemplary embodiment of the present specification, the remainder of the aqueous solution containing the amine compound except for the amine compound and the surfactant may be water, and additional substances may be further included if necessary.

상기 수처리 분리막의 제조 방법의 각 구성은 상술한 폴리아미드 계면중합용 조성물에 대한 설명을 인용할 수 있다.Each configuration of the method for manufacturing the water treatment separation membrane may refer to the description of the above-described polyamide interfacial polymerization composition.

본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 수처리 분리막은 전술한 수처리 분리막의 제조 방법으로 제조된 것이다. In one embodiment of the present specification, the water treatment separation membrane is manufactured by the method of manufacturing the water treatment separation membrane described above.

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 refer to the description of the above-described polyamide interfacial polymerization composition and a method of manufacturing the water treatment separation membrane.

도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 부직포(100), 다공성층(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 shows a water treatment separation membrane according to an exemplary embodiment of the present specification. Specifically, FIG. 1 shows a water treatment separation membrane in which a nonwoven fabric 100, a porous layer 200, and a polyamide active layer 300 are sequentially provided, and the raw water 400 containing impurities as the polyamide active layer 300 Is introduced, the purified water 500 is discharged through the nonwoven fabric 100, and the concentrated water 600 is discharged to the outside without passing through the polyamide active layer 300. However, the water treatment separation membrane according to the exemplary embodiment of the present specification is not limited to the structure of FIG. 1, and an additional configuration may be further included.

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 the exemplary embodiment of the present specification, the water treatment separation membrane may be a micro filtration membrane, an ultra filtration membrane, a nano filtration membrane, or a reverse osmosis membrane, and specifically a reverse osmosis membrane. .

본 발명의 일 실시상태는 전술한 수처리 분리막을 적어도 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.An exemplary 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.The specific type 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 the exemplary 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, 해수 담수화 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.Meanwhile, the water treatment module according to the exemplary embodiment of the present specification has excellent salt removal rate and boron removal rate, and thus may be usefully used in water treatment devices such as household/industrial water purification devices, sewage treatment devices, and seawater desalination devices.

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, examples will be described in detail to describe the present specification in detail. However, the embodiments according to the present specification may be modified in various forms, and the scope of the present specification is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present specification are provided to more completely describe the present specification to those of ordinary skill in the art.

<실시예 : 수처리 분리막의 제조><Example: Preparation of water treatment separation 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 폴리술폰 다공성층을 제조하였다.18wt% of polysulfone solid was added to DMF (N,N-dimethylformamide) solution and dissolved at 80°C to 85°C for 12 hours or longer to obtain a uniform liquid. This solution was cast to a thickness of 150 μm on a nonwoven fabric having a thickness of 95 μm to 100 μm made of polyester. Then, the cast nonwoven fabric was put in water to prepare a polysulfone porous layer having a porosity of 70%.

상기 다공성층 상에 전체 수용액 100wt%를 기준으로 m-페닐렌디아민(mPD) 8wt%, 계면활성제로서 소듐 라우릴 설페이트(SLS, Sodium Lauryl Sulphate) 0.06wt% 및 잔부의 물을 포함하는 아민 화합물 포함 수용액을 도포하여 수용액층을 형성하였다.On the porous layer, based on 100 wt% of the total aqueous solution, m-phenylenediamine (mPD) 8 wt%, sodium lauryl sulfate (SLS, Sodium Lauryl Sulphate) 0.06 wt% as a surfactant, and an amine compound containing the remainder of water An aqueous solution was applied to form an aqueous solution layer.

이어서 유기용액 조성물 100wt%를 기준으로 트리메조일클로라이드(TMC) 0.25wt% 및 잔부의 Isopar-G(Exxon 社)를 포함하는 유기용액 조성물을 상기 수용액층 상에 도포함으로써 유기층을 형성하고, 계면중합을 통해 폴리아미드 활성층을 형성함으로써 수처리 분리막을 제조하였다.Next, an organic layer was formed by applying an organic solution composition containing 0.25 wt% of trimesoyl chloride (TMC) and the remainder of Isopar-G (Exxon) based on 100 wt% of the organic solution composition on the aqueous solution layer, and interfacial polymerization A water treatment separation membrane was prepared by forming a polyamide active layer through.

비교예 2.Comparative Example 2.

페닐 아세테이트(Phenyl acetate)를 상기 비교예 1의 유기용액 조성물에 TMC 100mol% 대비 90mol%의 함량으로 포함시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that phenyl acetate was included in the organic solution composition of Comparative Example 1 in an amount of 90 mol% relative to 100 mol% TMC.

비교예 3.Comparative Example 3.

메틸 벤조에이트(Methyl benzoate)를 상기 비교예 1의 유기용액 조성물에 TMC 100mol% 대비 90mol%의 함량으로 포함시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that methyl benzoate was included in the organic solution composition of Comparative Example 1 in an amount of 90 mol% relative to 100 mol% TMC.

비교예 4.Comparative Example 4.

페놀(phenol, Tokyo Chemical Industry)을 상기 비교예 1의 유기용액 조성물에 TMC 100mol% 대비 100mol%의 함량으로 포함시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that phenol (phenol, Tokyo Chemical Industry) was included in the organic solution composition of Comparative Example 1 in an amount of 100 mol% relative to 100 mol% TMC.

비교예 5.Comparative Example 5.

페놀의 함량을 TMC 100mol% 대비 120mol%로 변경한 것을 제외하고는 상기 비교예 4와 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 4, except that the content of phenol was changed to 120 mol% compared to 100 mol% of TMC.

실시예 1.Example 1.

페놀(phenol, Tokyo Chemical Industry)을 상기 비교예 1의 유기용액 조성물에 TMC 100mol% 대비 90mol%의 함량으로 포함시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that phenol (phenol, Tokyo Chemical Industry) was included in the organic solution composition of Comparative Example 1 in an amount of 90 mol% relative to 100 mol% TMC.

실시예 2.Example 2.

4-에틸페놀(4-ethylphenol, Tokyo Chemical Industry)을 상기 비교예 1의 유기용액 조성물에 TMC 100mol% 대비 40mol%의 함량으로 포함시킨 것을 제외하고는 상기 비교예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다.A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that 4-ethylphenol (Tokyo Chemical Industry) was included in the organic solution composition of Comparative Example 1 in an amount of 40 mol% relative to 100 mol% TMC. I did.

실시예 3.Example 3.

페놀의 함량을 TMC 100mol% 대비 80mol%로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 수처리 분리막을 제조하였다A water treatment separation membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that the content of phenol was changed to 80 mol% compared to 100 mol% of TMC.

<실험예 1: 실시예 1 내지 3의 수처리 분리막의 성능 평가><Experimental Example 1: Performance evaluation of water treatment separation membranes of Examples 1 to 3>

상기 실시예 1 내지 3에 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 separation membranes prepared according to Examples 1 to 3, a water treatment module including a flat plate type permeation cell, a high pressure pump, a storage tank, and a cooling device was used. The planar transmission cell had an effective transmission area of 28 cm 2 in a cross-flow method. After the water treatment separation membrane was installed in the permeation cell, preliminary operation was sufficiently performed for about 1 hour using tertiary distilled water to stabilize the evaluation equipment.

이후, 2,000ppm의 NaCl 수용액을 150psi의 유압, 4.5L/min의 유속으로 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 결과를 하기 표 1에 기재하였다. Then, after confirming that the equipment was stabilized by operating the equipment for about 1 hour at a hydraulic pressure of 150 psi and a flow rate of 4.5 L/min with a 2,000 ppm NaCl aqueous solution, the amount of water permeated at 25° C. for 10 minutes was measured and the permeate flow rate (flux: gfd (gallon/ft 2 /day)) was calculated, and the salt concentration before and after permeation was analyzed using a conductivity meter, and the results of calculating the salt removal rate are shown in Table 1 below.

첨가된 화합물Added compound 첨가된 화합물의 몰비
(TMC 1.0 기준)
Molar ratio of added compound
(Based on TMC 1.0)
염제거율 (%)Salt removal rate (%) 투과유량
(GFD)
Permeate flow
(GFD)
실시예 1Example 1 PhenolPhenol 0.90.9 99.46 99.46 22.35 22.35 실시예 2Example 2 4-ethylphenol4-ethylphenol 0.40.4 99.39 99.39 31.62 31.62 실시예 3Example 3 PhenolPhenol 0.80.8 99.3499.34 21.63 21.63

상기 표 1을 통해 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용한 실시예 1 내지 3에서 99.3% 이상의 높은 염제거율을 유지하면서도 20GFD 이상의 높은 투과유량을 나타내는 수처리 분리막이 제조되었음을 확인할 수 있다.From Table 1 above, it can be seen that in Examples 1 to 3 using the compound represented by Formula 1, a water treatment separation membrane having a high permeation flow rate of 20 GGFD or more while maintaining a high salt removal rate of 99.3% or more was prepared.

<실험예 2: 투과유량 비교><Experimental Example 2: Comparison of permeation flow rate>

상기 비교예 1 내지 5 및 실시예 1 내지 3에 따라 제조된 수처리 분리막에 대하여, 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 투과유량을 계산한 결과를 하기 표 2에 기재하였다.For the water treatment separation membranes prepared according to Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 3, the results of calculating the permeate flow rate in the same manner as in Experimental Example 1 are shown in Table 2 below.

첨가된 화합물Added compound 첨가된 화합물의 몰비
(TMC 1.0 기준)
Molar ratio of added compound
(Based on TMC 1.0)
투과유량
(GFD)
Permeate flow
(GFD)
비교예 1Comparative Example 1 -- -- 12.5212.52 비교예 2Comparative Example 2 Phenyl acetatePhenyl acetate 0.90.9 15.72 15.72 비교예 3Comparative Example 3 Methyl benzoateMethyl benzoate 0.90.9 13.67 13.67 비교예 4Comparative Example 4 PhenolPhenol 1.01.0 15.54 15.54 비교예 5Comparative Example 5 PhenolPhenol 1.21.2 16.86 16.86 실시예 1Example 1 PhenolPhenol 0.90.9 22.35 22.35 실시예 2Example 2 4-ethylphenol4-ethylphenol 0.40.4 31.62 31.62 실시예 3Example 3 PhenolPhenol 0.80.8 21.63 21.63

상기 표 2의 결과를 통해, 실시예 1 내지 3에서 비교예 1 내지 5에 비해 투과유량이 훨씬 높은 수처리 분리막이 제조되었음을 확인할 수 있다. 특히, 비교예 4 및 5의 결과를 통해 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하더라도, 아실 할라이드 화합물 100mol% 대비 100mol% 이상 사용할 경우 투과유량 상승에 유의미한 영향을 미치지 못함을 알 수 있다.From the results of Table 2, it can be seen that in Examples 1 to 3, a water treatment separation membrane having a much higher permeation flow rate was prepared compared to Comparative Examples 1 to 5. In particular, it can be seen from the results of Comparative Examples 4 and 5 that even when the compound represented by Formula 1 is used, when 100 mol% or more of the acyl halide compound is used, it does not have a significant effect on the increase of the permeate flow rate.

100: 부직포
200: 다공성층
300: 폴리아미드 활성층
400: 불순물을 포함하는 원수
500: 정제수
600: 농축수
100: non-woven
200: porous layer
300: polyamide active layer
400: raw water containing impurities
500: purified water
600: concentrated water

Claims (11)

하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 아실 할라이드 화합물을 포함하며,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 20mol% 이상 100mol% 미만인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00003

상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 서로 같거나 상이하며, 각각 독립적으로 수소; 또는 전자공여기(electron donating group)이다.
A compound represented by the following formula (1); And an acyl halide compound,
The content of the compound represented by Formula 1 is 20 mol% or more and less than 100 mol%, based on 100 mol% of the acyl halide compound, wherein the composition for polyamide interfacial polymerization:
[Formula 1]
Figure pat00003

In Formula 1,
R1 to R5 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen; Or, it is an electron donating group.
청구항 1에 있어서,
상기 R1 내지 R5는 각각 수소이고,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 70mol% 이상 100mol% 미만인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
Each of R1 to R5 is hydrogen,
The content of the compound represented by Chemical Formula 1 is 70 mol% or more and less than 100 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound.
청구항 1에 있어서,
상기 R1 내지 R5 중 적어도 하나는 전자공여기이고,
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아실 할라이드 화합물 100mol%를 기준으로, 20mol% 초과 50mol% 미만인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
At least one of R1 to R5 is an electron donating group,
The content of the compound represented by Chemical Formula 1 is greater than 20 mol% and less than 50 mol% based on 100 mol% of the acyl halide compound.
청구항 1에 있어서,
상기 아실 할라이드 화합물은 트리메조일클로라이드(TMC), 이소프탈로일클로라이드 및 테레프탈로일클로라이드 중 선택된 1종 이상인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The acyl halide compound is one or more selected from trimesoyl chloride (TMC), isophthaloyl chloride, and terephthaloyl chloride. Polyamide composition for interfacial polymerization.
청구항 1에 있어서,
상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물 100wt%를 기준으로 0.05wt% 내지 1wt%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
The content of the acyl halide compound is from 0.05wt% to 1wt% based on 100wt% of the polyamide interfacial polymerization composition.
청구항 1에 있어서,
용매로서 헥산, 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 사이클로헥산, IsoPar, IsoPar G, ISOL-C 및 ISOL-G 중 선택된 1종 이상의 유기용매를 더 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물.
The method according to claim 1,
Polyamide interfacial polymerization composition further comprising at least one organic solvent selected from hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, cyclohexane, IsoPar, IsoPar G, ISOL-C and ISOL-G as a solvent .
다공성층을 준비하는 단계; 및
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물을 포함하는 수용액을 계면중합하여 상기 다공성층 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 수처리 분리막의 제조 방법.
Preparing a porous layer; And
A method of manufacturing a water treatment separation membrane comprising the step of interfacial polymerization of the composition for interfacial polymerization of the polyamide according to any one of claims 1 to 6 and an aqueous solution containing an amine compound to form a polyamide active layer on the porous layer.
청구항 7에 있어서,
상기 아민 화합물은 m-페닐렌디아민(mPD), p-페닐렌디아민(PPD), 1,3,6-벤젠트리아민(TAB), 4-클로로-1,3-페닐렌디아민, 6-클로로-1,3-페닐렌디아민 및 3-클로로-1,4-페닐렌디아민 중 선택된 1종 이상인 것인 수처리 분리막의 제조 방법.
The method of claim 7,
The amine compound is m-phenylenediamine (mPD), p-phenylenediamine (PPD), 1,3,6-benzenetriamine (TAB), 4-chloro-1,3-phenylenediamine, 6-chloro -1,3-phenylenediamine and 3-chloro-1,4-phenylenediamine at least one selected from the method for producing a water treatment separation membrane.
청구항 7에 있어서,
상기 아민 화합물의 함량은 상기 수용액 100wt%를 기준으로 0.1wt% 내지 20wt%인 것인 수처리 분리막의 제조 방법.
The method of claim 7,
The content of the amine compound is 0.1wt% to 20wt% based on 100wt% of the aqueous solution, the method of manufacturing a water treatment separation membrane.
청구항 7의 제조 방법에 의해 제조된 수처리 분리막.A water treatment separation membrane manufactured by the manufacturing method of claim 7. 청구항 10에 따른 수처리 분리막을 하나 이상 포함하는 수처리 모듈.A water treatment module comprising at least one water treatment separation membrane according to claim 10.
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