Structural Study of Thermally-Induced Phase Separation Membranes

열유도 상분리막의 구조 연구

고분자와 희석제 간의 interaction은 phase diagram의 형태로 결정하고 상분리 mechanism은 phase diagram에 의해 설명된다. Thermodynamic interaction이 TIPS 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하기 위하여 PP/C20alkane, PP/C20acid, PP/TA 3가지 system을 선택하였다. 200$^{\circ}$C에서 25 $^{\circ}$C로의 급냉과 분당 10 $^{\circ}$C의 냉각조건을 적용하였다. 각 phase diagram의 형태와 냉각조건에 따라 상분리 mechanism이 달라져서 서론에서 언급한 바와 같이 각기 특유의 구조를 갖게됨을 확인하였다. 같은 종류의 희석제의 chain length가 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였다. 희석제의 chain length에 따라 결정화 온도가 달라지며 PP와의 결정화 속도 차이에 의하여 구조가 다양하게 변화되었다. 또한 가 희석제의 확산계수의 차이에 의하여 PP 결정화 시 희석제의 외부 방출 정도가 달라 이에 의한 구조의 차이도 관찰되었다. TIPS 공정에서 용액의 조성이 분리막의 구조에 미치는 영향을 조사하였는데, 조성에 의한 nucleation density의 차이에 따라 PP spherulite의 충돌 (impingment)등이 구조에 영향을 미쳤으며 porosity도 변화하였다. 또한 PP/TA system에서는 조성에 따라 상분리 mechanism이 달라져 현격한 구조의 차이를 보였다. 또한 냉각 속도에 따라 PP spherulitic structure가 변화함을 확인하였고, PP 결정화에 따른 희석제의 방출에 의하여 interspherulitic과 intraspherulitic pore를 갖는 2중 구조를 갖게 됨을 알 수 있다.