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KR102097849B1 - 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 - Google Patents

폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 Download PDF

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KR102097849B1
KR102097849B1 KR1020160039737A KR20160039737A KR102097849B1 KR 102097849 B1 KR102097849 B1 KR 102097849B1 KR 1020160039737 A KR1020160039737 A KR 1020160039737A KR 20160039737 A KR20160039737 A KR 20160039737A KR 102097849 B1 KR102097849 B1 KR 102097849B1
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South Korea
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polyamide
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interfacial polymerization
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길형배
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유혜인
신정규
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법을 제공한다.

Description

폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법{COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE, METHOD FOR MANUFACTURING REVERSE OSMOSIS MEMBRANE USING THE SAME}
본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법에 관한 것이다.
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.
이러한 수처리 분리막의 대표적인 예로는, 폴리아미드계 수처리 분리막을 들 수 있으며, 폴리아미드계 수처리 분리막은 미세 다공층 지지체 상에 폴리아미드활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리설폰층을 형성하여 미세 다공성 지지체를 형성하고, 이 미세 다공성 지지체를 m-페닐렌 디아민(m-Phenylene Diamine, mPD) 수용액에 침지시켜 mPD층을 형성하고, 이를 다시 트리메조일클로라이드(TriMesoyl Chloride, TMC) 유기 용매에 침지시켜 mPD층을 TMC와 접촉시켜 계면 중합시킴으로써 폴리아미드층을 형성하는 방법으로 제조되고 있다.
상기 수처리 분리막에서 투과유량과 염 제거율은 막의 성능을 나타내는 중요한 지표로 사용된다.
한국 특허 공개 공보 제1999-0019008호
본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 아민 화합물을 포함하는 수용액 및; 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016031376461-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 역삼투막을 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 제조방법에 의하여 제조된 역삼투막은 투과유량 및 염 제거율이 우수하다. 구체적으로, 폴리아미드층 형성시 화학식 1로 표시되는 화합물을 첨가함으로써 역삼투막의 투과유량(flux)을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 역삼투막을 도시한 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
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.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태는 아민 화합물을 포함하는 수용액 및; 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016031376461-pat00002
상기 화학식 1에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
상기 화학식 1의 화합물과 같이 높은 극성도(polarity)를 가지는 용매를 사용하였을 경우, 수용액과 유기용액의 혼합성(miscibility)를 높이고 계면 중합이 일어나는 면적을 넓혀줌으로써 투과유량을 향상시킬 수 있다. 따라서, 극성 비양자성 용매의 양을 증가시킬수록, 용매 극성도가 높은 용매를 사용할수록, 투과 유량을 향상시킬 수 있는 것이다.
에컨대, 상기 극성 비양자성 용매로는 1,1,3,3-테트라메틸우레아(TMU: 1,1,3,3-tetramethylurea), 1,3-디메틸테트라히드로피리미딘-2(1H)-온(DMPU: 1,3-dimethyltetrahydropyrimidin-2(1H)-one), 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온(DMEU: 1,3-bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-one), 1,3-디메틸우레아(DMU: 1,3-dimethylurea)등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112016031376461-pat00003
[화학식 3]
Figure 112016031376461-pat00004
[화학식 4]
Figure 112016031376461-pat00005
[화학식 5]
Figure 112016031376461-pat00006
상기 화학식 2 내지 5에 있어서,
R1 내지 R10은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고,
L5 및 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 또는 치환 또는 비치환된 알킬렌기이며,
m은 1 또는 2의 정수이고,
n은 1 내지 3의 정수이며,
m이 2 인 경우, 복수개의 R7은 서로 같거나 상이하고,
n이 2 이상인 경우, 복수개의 R10은 서로 같거나 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6, R8 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 메틸기, 치환 또는 비치환된 에틸기, 또는 치환 또는 비치환된 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6, R8 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기, 에틸기, 또는 tert-부틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R1 내지 R6, R8 및 R9는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 메틸기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, R7 및 R10은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L5 및 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나 치환 또는 비치환된 메틸렌기 또는 치환 또는 비치환된 에틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, L5 및 L6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합이거나 메틸렌기 또는 에틸렌기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 1,1,3,3-테트라메틸우레아(TMU: 1,1,3,3-tetramethylurea)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 1,3-디메틸테트라히드로피리미딘-2(1H)-온(DMPU: 1,3-dimethyltetrahydropyrimidin-2(1H)-one)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 1,3-비스(히드록시메틸)이미다졸리딘-2-온(DMEU: 1,3-bis(hydroxymethyl)imidazolidin-2-one)이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 1,3-디메틸우레아(DMU: 1,3-dimethylurea)이다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 분리막을 도시한 것이다. 구체적으로, 도 1은 부직포(100), 다공성 지지체(200) 및 폴리아미드 활성층(300)이 순차적으로 구비된 수처리 분리막을 도시한 것으로서, 폴리아미드 활성층(300)으로 염수(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.
상기 아민 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 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-페닐렌 디아민, 2,4-디아미노톨루엔, 2,6-디아미노톨루엔 또는 이들의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아민 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.1 중량% 이상 20 중량% 이하 이하일 수 있다.
상기 아실 할라이드 화합물로는 폴리아미드의 중합에 사용될 수 있는 것이라면 제한하지 않으나, 구체적인 예로서 2 내지 3개의 카르복실산 할라이드를 갖는 방향족 화합물로서, 트리메조일클로라이드, 이소프탈로일클로라이 및 테레프탈로일클로라이드로 이루어진 화합물군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 아실 할라이드 화합물의 함량은 상기 조성물 100 중량% 대비 0.05 중량% 이상 1 중량% 이하일 수 있다.
예컨대, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물이 아민 화합물을 포함하는 경우, 상기 조성물은 용매로서 물, 아세톤, 디메틸술폭사이드(DMSO), 1-메틸-2-피롤리디논(NMP), 헥사메틸포스포아미드(hexamethylphosphoramide, HMPA) 등을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물이 아실 할라이드 화합물을 포함하는 경우, 상기 조성물은 유기 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 용매로는 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면, 프레온류와 탄소수가 5 내지 12인 헥산, 사이클로헥산, 헵탄, 알칸과 같은 물과 섞이지 않는 소수성 액체, 예를 들면, 탄소수가 5 내지 12인 알칸과 그 혼합물인 IsoPar(Exxon), ISOL-C(SK Chem), ISOL-G(Exxon) 등이 사용될 수 있으나, 이로써 제한되는 것은 아니다.
상기 제조방법은 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉 전에 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 지지체 상에 형성된 아민 화합물을 포함하는 수용액이 지나 치게 많은 경우에는 수용액 중의 조성이 불균일할 수 있고, 수용액 중의 조성이 불균일한 경우에는 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 폴리아미드 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 지지체 상에 아민 수용액층을 형성한 후에 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에 대하여 0.1wt% 이상 5wt%이하이다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 화학식 1로 표시되는 화합물의 함량이 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에 대하여 0.5wt% 이상 4.5wt%이하일 때 더욱 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 수용액은 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 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 또는 데실 말토시드 등의 알킬 폴리글루코시드류, 세틸 알코올 또는 올레일 알코올, 코카미드 MEA, 코카미드 DEA, 알킬 히드록시에틸 디메틸 암모늄 클로라이드, 세틸트리메틸 암모늄 브로마이드 또는 클로라이드, 헥사데실트리메틸암모늄 브로마이드 또는 클로라이드 등의 지방산 알코올류, 및 알킬 베타인류를 포함한다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 계면활성제는 SLS, 옥틸페놀 에톡실레이트류 또는 에톡시화 노닐페놀류일 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 일 실시상태는 역삼투막의 제조방법에 관한 것으로서, 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 청구항 1 내지 3 중 한 항에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 또 하나의 일 실시상태에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성할 수 있다. 예컨대, 다공성 지지체 상에 아민 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 조성물층을 형성한 후, 상기 조성물층 상에 아실 할라이드 화합물을 접촉시켜 폴리아미드를 계면 중합할 수 있고, 이에 의하여 폴리아미드 활성층을 형성할 수 있다. 아실 할라이드 화합물은 유기 용매 중에 포함된 상태로 상기 조성물층 상에 접촉될 수 있다.
상기 제조방법에 있어서, 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉시 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물이 반응하면서 계면 중합에 의해 폴리아미드를 생성하고, 미세 다공성 지지체에 흡착되어 박막이 형성된다. 상기 접촉은 침지, 스프레이 또는 코팅 등의 방법을 통해 활성층을 이루어질 수 있다. 계면 중합 조건은 당 기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다.
상기 다공성 지지체 상에 아민 화합물층 또는 아민 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 조성물층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 분무, 도포, 침지, 적하 등의 방법이 사용될 수 있다.
상기 제조방법은 아민 화합물과 아실 할라이드 화합물의 접촉 전에 필요에 따라 과잉의 아민 화합물을 포함하는 수용액을 제거하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 다공성 지지체 상에 형성된 아민 화합물을 포함하는 수용액이 지나 치게 많은 경우에는 수용액 중의 조성이 불균일할 수 있고, 수용액 중의 조성이 불균일한 경우에는 이후의 계면 중합에 의해 불균일한 활성층이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 다공성 지지체 상에 아민 수용액층을 형성한 후에 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.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체로는, 부직포 상에 고분자 재료의 코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 고분자 재료로는, 예를 들면, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐, 폴리메틸클로라이드 및 폴리비닐리덴플루오라이드 등이 사용될 수 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 상기 고분자 재료로서 폴리설폰을 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 다공성 지지체의 두께는 60 μm 내지 100 μm일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 필요에 따라 조절될 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체의 기공 크기는 1 nm 내지 500 nm인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 역삼투막을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016031376461-pat00007
상기 화학식 1에 있어서,
L1 내지 L4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합; 치환 또는 비치환된 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴렌기이고,
Ar1 내지 Ar4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 중수소; 히드록시기; 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬기이거나, 인접한 기와 서로 결합하여 고리를 형성한다.
상기 역삼투막은 필요에 따라 추가의 층을 더 포함할 수 있다, 예컨대, 상기 역삼투막은 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비된 안티파울링층을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 전술한 역삼투막을 적어도 하나 이상 포함하는 수처리 모듈을 제공한다.
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 제한 없이 채용할 수 있다.
한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 수처리 모듈은 염제거율 및 투과유량이 우수하며, 화학적 안정성이 우수하여 가정용/산업용 정수 장치, 하수 처리 장치, 해담수 처리 장치 등과 같은 수처리 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 1>
DMF(N,N-디메틸포름아미드) 용액에 18 wt%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 다공성 폴리술폰 지지체를 제조하였다.
상기 방법으로 제조된 다공성 폴리술폰 지지체를 3 wt%의 2,6-디아미노톨루엔 및 0.5 wt%의 1,1,3,3-테트라메틸우레아를 포함하는 수용액에 2분 동안 담갔다 꺼낸 후, 지지체 상의 과잉의 수용액을 25 psi 롤러를 이용하여 제거하고, 상온에서 1분간 건조하였다.
그런 다음, 상기 지지체를 ISOL-G(Exxon) 용매를 사용한 0.1 wt%의 트리메조일클로라이드(TMC) 유기 용액에 1분간 담갔다가 꺼내고, 60 ℃ 오븐에서 10분간 건조하여 100 ㎚ 내지 200 ㎚ 두께의 폴리 아미드 활성층을 갖는 수처리 분리막을 제조하였다.
< 실시예 2>
3 wt%의 2,6-디아미노톨루엔 및 1 wt%의 1,1,3,3-테트라메틸우레아를 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 실시예 3>
3 wt%의 2,6-디아미노톨루엔 및 0.5 wt%의 1,3-디메틸테트라히드로피리미딘-2(1H)-온을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 실시예 4>
3 wt%의 2,6-디아미노톨루엔 및 1 wt%의 1,3-디메틸테트라히드로피리미딘-2(1H)-온을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 비교예 1>
3 wt%의 2,6-디아미노톨루엔을 포함하는 수용액을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수처리 분리막을 제조하였다.
< 실험예 1>
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 에 따라 제조된 수처리 분리막의 염 제거율(Rejection) 및 투과 유량(GFD)을 측정하기 위하여, 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용하였다. 상기 평판형 투과 셀의 구조는 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.
이후, 250 ppm의 NaCl 수용액을 60 psi, 4.5 L/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 염제거율(Rejection)을 계산한 결과는 하기 표 1과 같다.
첨가제 농도
(%)		 염제거율
(%)		 투과유량
(flux: gfd)		 투과유량의 변화량(△flux: gfd)
실시예 1 TMU 0.5 92.19 26.95 +3.16
실시예 2 TMU 1 89.60 30.03 +6.24
실시예 3 DMPU 0.5 92.35 27.74 +3.95
실시예 4 DMPU 1 88.37 33.74 +9.95
비교예 1 - - 88.88 23.79 -
상기 표 1의 결과에 따르면, 본 명세서의 실시예에 따른 수처리 분리막은 비교예 1에 따른 수처리 분리막에 비하여 우수한 투과유량을 나타내는 것을 알 수 있다. 구체적으로, 화학식 1로 표시되는 화합물을 이용하여 폴리 아미드 활성층을 제조한 실시예 1 내지 4에 따른 수처리 분리막은 비교예 1에 따른 수처리 분리막과 동등한 수준의 염제거율을 나타내면서도, 우수한 투과유량을 나타내는 것을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범주에 속한다.
100: 부직포
200: 다공성 지지체
300: 폴리아미드 활성층
400: 염수
500: 정제수
600: 농축수

Claims (7)

  1. 아민 화합물을 포함하는 수용액; 및 하기 화학식 3 또는 4의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물로서,
    상기 아민 화합물은 2,6-디아미노톨루엔인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112019126936281-pat00015

    [화학식 4]
    Figure 112019126936281-pat00016

    상기 화학식 3 및 4에 있어서,
    R5 및 R6은 메틸기이고,
    R7은 수소이고
    L5 및 L6은 메틸렌기이며,
    m은 1 또는 2의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물의 함량은 상기 아민 화합물을 포함하는 수용액에 대하여 0.1wt% 이상 5wt% 이하인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
  4. 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 청구항 1 및 3 중 한 항에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 역삼투막의 제조방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물 및 상기 화학식 3 또는 4의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성하는 것인 역삼투막의 제조방법.
  6. 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 하기 화학식 3 또는 4의 화합물 및 아민 화합물로 2,6-디아미노톨루엔을 포함하는 것인 역삼투막:
    [화학식 3]
    Figure 112019126936281-pat00017

    [화학식 4]
    Figure 112019126936281-pat00018

    상기 화학식 3 및 4에 있어서,
    R5 및 R6은 메틸기이고,
    R7은 수소이고
    L5 및 L6은 메틸렌기이며,
    m은 1 또는 2의 정수이다.
  7. 청구항 6에 따른 역삼투막을 포함하는 수처리 모듈.
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