플라즈마 처리된 폴리이미드 막의 기체투과특성

Abstract

우수한 열적, 화학적, 기계적 성질을 가진 폴리이미드 막의 표면을 Ar, NH3 플라즈마로 처리한 후 혼합기체(CO2/N2=20/80 vol%) 의 투과 실험을 통하여 플라즈마 처리 조건이 기체 투과도와 분리성능에 어떠한 영향을 미치는지를 조사하였다. 투과실험은 30℃, 5atm에서 variable volume method에 의해 행하여졌다. 표면개질된 폴리이미드 막의 투과거동에 대해 처리시간, 출력세기, 가스주입 유량 및 반응기 내의 압력과 같은 플라즈마 처리 조건의 영향을 조사하였다. 플라즈마 처리된 막의 표면은 FTIR-ATR, ESCA, AFM으로 분석하여 처리전후의 변화를 관찰하였다. 또한 플라즈마 처리시간에 따른 etching 효과와 흡수성은 weight loss와 contact angle를 측정하여 조사하였다. 그리고 투과 실험에 있어서 반응 온도의 변화에 따른 영향도 함께 연구되었으며, saturator를 이용한 dry 상태와 wet 상태에서 혼합가스에 대한 폴리이미드 막의 기체투과특성에 대한 실험 역시 수행되었다. The surface of polyimide membrane was modified by plasma treatment using Ar and NH~. and the permeability and selectivity for the mixture gas (CO2/N2=20/80 vol%) were measured. The per¬meation experiments were performed by a variable volume method at 30circ C and total pressure of 5 atm, The effect of the plasma conditions such as treatment time, power input, gas flow rate and pressure in the reactor on the transport Dwperties of modified membranes was investigated. The surface of the plasma treated membrane was analyzed by means of FTlR - ATH, ESCA and AFM. The dependences of the wettability and the etching on plasma treatment time were investigated by use of the contact angle and the weight loss measurement. Measurements of gas pcnneability characteristic were performed using both dry and wet membranes. The effects of experimental conditions such as temperature on the membrane performance were studied.