KR20170104831A - 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈 - Google Patents

폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR20170104831A
KR20170104831A KR1020160027734A KR20160027734A KR20170104831A KR 20170104831 A KR20170104831 A KR 20170104831A KR 1020160027734 A KR1020160027734 A KR 1020160027734A KR 20160027734 A KR20160027734 A KR 20160027734A KR 20170104831 A KR20170104831 A KR 20170104831A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
composition
compound
polyamide
formula
reverse osmosis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020160027734A
Other languages
English (en)
Inventor
강혜림
전형준
신정규
김재홍
송근원
곽봉주
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160027734A priority Critical patent/KR20170104831A/ko
Publication of KR20170104831A publication Critical patent/KR20170104831A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/15Heterocyclic compounds having oxygen in the ring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/025Reverse osmosis; Hyperfiltration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/441Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by reverse osmosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/36Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino acids, polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218Synthetic macromolecular compounds
    • C08J5/2256Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions other than those involving carbon-to-carbon bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/02Halogenated hydrocarbons
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3415Five-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/45Heterocyclic compounds having sulfur in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08Seawater, e.g. for desalination

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

본 출원은 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 및 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막을 제공한다.

Description

폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈{COMPOSITION FOR INTERFACIAL POLYMERIZING POLYAMIDE, METHOD FOR PREPARING REVERSE OSMOSIS MEMBRANE USING THE SAME, AND REVERSE OSMOSIS MEMBRANE AND WATER TREATMENT MODULE}
본 명세서는 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법에 관한 것이다. 또한, 본 명세서는 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 제조된 역삼투막 및 상기 역삼투막을 포함하는 수처리 모듈에 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 폴리아미드 활성층을 형성하는 방법으로 제조되고 있으며, 보다 구체적으로는, 부직포 위에 폴리술폰층을 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.
논문 [Roh et al., J. Poly. Sci. 36, 1821-1830, 1998]
본 출원에서는 역삼투막의 폴리아미이드층 형성시 특정 첨가제를 첨가함으로써 투과유량(flux)이 개선된 역삼투막을 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에 있어서,
Y는 -CRR'- 또는 -C(=O)X'-이고, n은 1 또는 2이며,
X 및 X'는 각각 지방족기가 치환 또는 비치환된 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소이고,
Z는 C 또는 S이며, m은 Z가 C 일 때 1이고, Z가 S 일 때 2이며,
R1, R2, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 지방족기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-2 중 하나로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1-1]
Figure pat00002
[화학식 1-2]
Figure pat00003
상기 화학식 1-1 및 1-2에 있어서, 치환기의 정의는 상기 화학식 1과 같다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 내지 4 중 하나로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
Figure pat00004
[화학식 3]
Figure pat00005
[화학식 4]
Figure pat00006
[화학식 5]
Figure pat00007
화학식 2 내지 5에 있어서,
X 및 X'는 각각 지방족기가 치환 또는 비치환된 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소이고,
R11 내지 R23은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 지방족기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 전술한 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 역삼투막의 제조방법을 제공한다.
일 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아실 할라이드 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 역삼투막을 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 폴리아미드층 형성시 화학식 1 내지 4 중 적어도 하나로 표시되는 화합물을 첨가함으로써 역삼투막의 투과유량(flux)를 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 본 명세서에 기재된 화합물들은 아민 화합물의 확산을 향상시킴으로써 아실 할라이드 화합물과의 접촉을 증가시킬 수 있다. 따라서, 계면중합으로 합성된 폴리아미드층의 포면적이 증가되어 투과유량(flux)이 향상된다.
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 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물을 제공한다.
본 명세서에 있어서, 지방족기는 알킬기 또는 아릴기일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기이다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 탄소수 6 내지 20의 단환 또는 다환의 아릴기이며, 예컨대 페닐기, 나프틸기, 안트릴기 등이 있다.
본 명세서에 있어서, 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소는 C, O 또는 N일 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 전술한 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 1종 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, X 및 X'는 O 또는 NR"이고, R"는 수소 또는 지방족기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, X 및 X'는 O 또는 NR"이고, R"는 수소 또는 알킬기이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중에서 선택될 수 있다.
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
일 실시상태에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 화학식 1의 화합물은 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 0.01~5 중량%, 바람직하게는 0.01~2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 화학식 1의 화합물이 2 중량% 이하로 첨가되는 경우 고염제거율의 성능을 유지하며 추가적인 수투과도(flux) 향상에 효과가 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 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.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 역삼투막의 제조방법에 관한 것으로서, 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 전술한 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함한다.
일 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. 예컨대, 상기 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.
또 하나의 예에 따르면, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아실 할라이드 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아민 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성한다. 예컨대, 다공성 지지체 상에 아민 화합물층 형성한 후, 상기 아민 화합물층 상에 아실 할라이드 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 조성물을 접촉시켜 폴리아미드를 계면 중합할 수 있고, 이에 의하여 폴리아미드 활성층을 형성할 수 있다. 아민 화합물층은 아민 화합물을 포함하는 수용액에 의하여 형성될 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 지나치게 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 또 하나의 실시상태는 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 역삼투막을 제공한다.
상기 역삼투막 중에 상기 화학식 1의 화합물의 함량은 0.01-1 중량%일 수 있다.
상기 역삼투막은 필요에 따라 추가의 층을 더 포함할 수 있다, 예컨대, 상기 역삼투막은 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비된 안티파울링층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 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]
다공성 폴리설폰 지지체 상에 2.5 중량% 아민 화합물, 1 중량% GBL(감마-부티로락톤) 수용액과 0.3 중량% 아실할라이드 유기용액을 이용하여 폴리아미드 역삼투막을 제조하였다.
[실시예 2]
다공성 폴리설폰 지지체 상에 2.5 중량% 아민 화합물, 2 중량% GBL (감마-부티로락톤) 수용액과 0.3 중량% 아실할라이드 유기용액을 이용하여 폴리아미드 역삼투막을 제조하였다.
[실시예 3]
다공성 폴리설폰 지지체 상에 2.5 중량% 아민 화합물 및 1 중량% 술포란(sulfolane)을 포함하는 수용액과, 0.3 중량% 아실할라이드 유기 용액을 이용하여 폴리아미드 역삼투막을 제조하였다.
[비교예 1]
다공성 폴리설폰 지지체 상에 2.5 중량% 아민 화합물 수용액과 0.3 중량% 아실할라이드 유기용액을 이용하여 폴리아미드 역삼투막을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 역삼투막의 염제거율과 투과유량을 측정하기 위하여, 평판형 투과 셀과 고압펌프, 저장조 그리고 냉각장치를 포함하여 구성된 수처리 모듈을 이용하였다. 상기 평판형 투과 셀의 구조는 크로스-플로우 (cross-flow) 방식이며, 유효 투과면적은 29.6 cm2 이었다.
제조된 역삼투막을 투과 셀에 장착한 뒤, 평가 장비의 안정화를 위하여 3 차 증류수를 이용하여 1 시간 정도 예비 운전을 실시하였다. 이후, 250 ppm 염화나트륨 수용액을 원수로 이용하고, 60 psi 운전압력으로 평가를 진행하였다.
25 ℃ 온도에서 5 분간 투과되어 담수화된 물의 양을 측정하여 투과유량(flux)를 계산하고, 전도도 미터 (Conductivity meter)를 사용하여 원수와 생산수의 염농도를 분석하여 염제거율(Rejection)을 계산하였다.
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 역삼투막의 성능은 하기 표 1 에 나타내었다.
GBL(감마-부티로락톤)(wt%) 염제거율(%) 투과유량(GFD)
비교예 1 - 98.26 15.89
실시예 1 1.0 98.16 17.69
실시예 2 2.0 98.09 17.08
실시예 3 1.0 98.20 17.55
상기 표에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3에서 제조된 역삼투막이 비교예의 막에 비하여 투과유량이 크게 향상되었다.

Claims (12)

  1. 아민 화합물 및 아실 할라이드 화합물 중 적어도 하나; 및 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00014

    화학식 1에 있어서,
    Y는 -CRR'- 또는 -C(=O)X'-이고, n은 1 또는 2이며,
    X 및 X'는 각각 지방족기가 치환 또는 비치환된 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소이고,
    Z는 C 또는 S이며, m은 Z가 C 일 때 1이고, Z가 S 일 때 2이며,
    R1, R2, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 지방족기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 하나로 표시되는 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00015

    [화학식 3]
    Figure pat00016

    [화학식 4]
    Figure pat00017

    [화학식 5]
    Figure pat00018

    화학식 2 내지 5에 있어서,
    X 및 X'는 각각 지방족기가 치환 또는 비치환된 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소이고,
    R11 내지 R23은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 지방족기이다.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소는 C, O 또는 N인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서, X 및 X'는 O 또는 NR"이고, R"는 수소 또는 지방족기인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 구조식들 중 하나인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물:
    Figure pat00019
    Figure pat00020
    Figure pat00021
    Figure pat00022
    Figure pat00023
    Figure pat00024
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 함량이 0.01-2 중량%인 것인 폴리아미드 계면중합용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 용매를 더 포함하는 폴리아미드 계면중합용 조성물.
  8. 다공성 지지체를 준비하는 단계; 및 청구항 1 내지 7 중 하나의 항에 따른 폴리아미드 계면중합용 조성물을 이용하여 상기 다공성 지지체 상에 폴리아미드 활성층을 형성하는 단계를 포함하는 역삼투막의 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물은 아민 화합물, 및 상기 화학식 1의 화합물을 포함하고, 상기 폴리아미드 계면중합용 조성물과 아실 할라이드 화합물과의 접촉에 의하여 계면중합함으로써 폴리아미드 활성층을 형성하는 것인 역삼투막의 제조방법.
  10. 다공성 지지체; 및 상기 다공성 지지체 상에 구비된 폴리아미드 활성층을 포함하고, 상기 폴리아미드 활성층이 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인 역삼투막:
    [화학식 1]
    Figure pat00025

    화학식 1에 있어서,
    Y는 -CRR'- 또는 -C(=O)X'-이고, n은 1 또는 2이며,
    X 및 X'는 각각 지방족기가 치환 또는 비치환된 전기음성도가 2.5 이상을 지니는 원소이고,
    Z는 C 또는 S이며, m은 Z가 C 일 때 1이고, Z가 S 일 때 2이며,
    R1, R2, R 및 R'는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 또는 지방족기이다.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 폴리아미드 활성층 상에 구비된 안티파울링층을 더 포함하는 역삼투막.
  12. 청구항 10 또는 11에 따른 역삼투막을 포함하는 수처리 모듈.
KR1020160027734A 2016-03-08 2016-03-08 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈 Ceased KR20170104831A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160027734A KR20170104831A (ko) 2016-03-08 2016-03-08 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160027734A KR20170104831A (ko) 2016-03-08 2016-03-08 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20170104831A true KR20170104831A (ko) 2017-09-18

Family

ID=60034378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160027734A Ceased KR20170104831A (ko) 2016-03-08 2016-03-08 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20170104831A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101432218B1 (ko) 염제거율 및 투과유량 특성이 우수한 역삼투 분리막 및 그 제조방법
KR101517686B1 (ko) 내오염성이 우수한 폴리아미드계 수처리 분리막 및 그 제조 방법
KR102045108B1 (ko) 역삼투막 및 그 제조방법
KR101961344B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법
US11207645B2 (en) Composite semipermeable membrane and spiral wound separation membrane element
US20130292325A1 (en) Method for preparing reverse osmosis membrane, and reverse osmosis membrane prepared thereby
KR102097849B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 역삼투막의 제조방법
KR102212132B1 (ko) 분리막, 분리막의 활성층 형성용 조성물 및 분리막의 제조방법
KR102075192B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 수처리 분리막의 제조방법 및 수처리 분리막 및 수처리 모듈
KR20170130308A (ko) 수처리 분리막의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막, 및 수처리 분리막을 포함하는 수처리 모듈
KR102157932B1 (ko) 수처리 분리막의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막, 및 수처리 분리막 제조용 조성물
KR102101061B1 (ko) 역삼투막 제조용 조성물, 이를 이용한 역삼투막 제조방법, 역삼투막 및 수처리 모듈
KR20130076498A (ko) 초친수층을 포함하는 역삼투막 및 그 제조방법
KR102157929B1 (ko) 수처리 모듈의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 모듈
KR20170104831A (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물, 이를 이용한 역삼투막의 제조방법 및 역삼투막 및 수처리 모듈
KR102799975B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법
KR102849822B1 (ko) 역삼투막 활성층 형성용 조성물, 역삼투막 제조방법, 역삼투막 및 수처리 모듈
KR20190065655A (ko) 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막
KR102799960B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법
KR20190071188A (ko) 수처리 분리막의 제조 방법 및 이에 의하여 제조된 수처리 분리막
KR102270472B1 (ko) 분리막, 수처리 모듈, 분리막의 제조 방법 및 분리막의 활성층 개질용 조성물
KR102716881B1 (ko) 역삼투막 활성층 형성용 조성물, 역삼투막 제조방법, 역삼투막 및 수처리 모듈
KR102878288B1 (ko) 폴리아미드 계면중합용 조성물 및 이를 이용한 수처리 분리막의 제조 방법
KR102524361B1 (ko) 분리막의 제조방법, 분리막 및 수처리 모듈
KR102157931B1 (ko) 수처리 분리막의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 수처리 분리막, 및 수처리 분리막 제조용 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20160308

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20180416

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20160308

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20191025

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20200128

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20191025

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20200128

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20191226

Comment text: Amendment to Specification, etc.

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20200401

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
PX0601 Decision of rejection after re-examination

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06014S01D

Patent event date: 20200611

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20200601

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20200401

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20200326

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX06011S01I

Patent event date: 20200128

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event code: PX06012R01I

Patent event date: 20191226

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PX06013S01I

Patent event date: 20191025

X601 Decision of rejection after re-examination