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## 궁금한점: 1) 이 솔루션을 casting 했을 경우에 용제가 증발하고 폴리머와 이온성 액체 (IL)만 남게 되는 건가요 (복합체로) ?
2) 이온성 액체(IL) 도 따지고 보면 액체 상태인데 같이 증발하지는 않을까요?
and 이온성 액체의 증발 온도가 높아서 증발 하지 않게 되는건가요?
2. 1번과 같이 솔루션을 만든다고 가정
ex) 이온성 액체 : 용제 : 폴리머 => (1) 1:1:1 (2) 0.5:1:1 (3) 0 :1: 1
(1),(2)번과 같은 비율로 casting 을 통해 막을 만든다고 가정했을때
이온성 액체의 비율의 차이를 증명할수 있는 방법이 어떤것이 있을까요?
단순히 질량 비로 증명 할 수 있을까요?
- 이온성 액체
- 폴리머
각 분야 한인연구자와 현업 전문가분들의 답변을 기다립니다.
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답변
최승학님의 답변
2014-11-29- 1
첨부파일
먼저 질문하신 1번의 경우, 고분자/용제/이온액 으로 구성된 용액을 casting한 경우 사용하신 용제에 따라서 용제가 증발할지 안할지는 결정이 되겠지요. 일반적으로 이온액은 그 비점이 매우 높습니다 바꾸어 말하면 증기압이 매우 낮습니다. 물질마다 다르지만 일부 유기 용제보다 높아 상온에서 매우 안정적인 특성을 가지고 있습니다.
말씀하신대로, casting 한 고분자 용액을 대기중에 방치한다고 가정하면, 상전이가 일어 납니다. 이는 보통의 막 제조에 가장 보편적으로 사용되는 유기 용제들 (NMP, DMF, DMAc 등)이 증발하기때문이 아니라, 대기중에 있는 수증기가 고분자 용액 내에 침투하여 아주 천천히 고분자 용액 상전이 (phaase inversion)시키는 것입니다. 물론 비점이 높은 용매와 이온액 고분자 등은 재 배치되면서 구조를 형성하지만 대부분 고분자 막 내에 잔류하게 되고요. 아주 일부는 용제가 증발 하겠지만 그 양은 정말 미량입니다. 따라서 제조된 막의 성능은 그 후의 처리 조건에 따라, 어떻게 용제를 제거할 것인지 등에 따라 달라지게 되지요.
두번째, 물론 이온액도 증기압이 있는 액체다 보니 증발은 합니다. 하지만 상온, 대기 상태에서 매우 안정합니다. 단 이온액에 진공을 도입한다거나 (막 성능 테스트 중에 투과측에 진공 도입) 혹은 공급측에 과도한 압력을 준다거나 하는 경우 물리적으로 이온액에 막의 외부로 나올수 있습니다.
마지막, 용제와 고분자의 양을 고정 시키시고 이온액의 양을 변화시켜 막을 제막 하신다면 그 성능은 막을 만든 목적에 따라 성능 평가가 되겠지요.
막을 만드신 이유가 기체/증기 의 분리라면 제조된 막을 사용하여 각기 다른 순수 기체/증기를 대상으로 각기 다른 압력에서 투과 테스트를 해 보시면 그 효과가 아마 아주 명확히 나타나리라 생각됩니다. 말씀하신대로 질량비라는 것은 나중에 유기 용제를 완벽히 제거한 다음 고분자의 양과 이온액의 양이 남아있는 비율로 판단은 가능하겠지만 당연히 이온액을 많이 넣은 분리막의 질량이 더 높게 나타니리라 생각됩니다. 따라서 막의 제조 목적에 맞게 확인해 보세요.
분리막관련 연구를 하시는것 같아 한가지 첨부 드리면, KOSEN의 분석자료에 보면 많은 분석물이 있습니다. 참고 하시면 아주 큰 도움이 되시리라 생각 됩니다. 단순한 용액의 제조 과정에서도 이온액이 소수성인지 친수성인지 등도 매우 중요한 변수입니다.
도움이 되셨기를 바라며 더 궁금하신 점은 언제고문의 주세요^^
연구에 좋은 결과 있으시길 바랍니다.
고분자가 친수성이고 이온액이 소수성이라 전해질 막을 만들었을 때 표면이 매끄럽지 못했습니다. 고분자에 소수성기를 달아주면 좀 괜찮을까요?