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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.10, No.6, 954-959, October, 1999
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방사선 조사 그라프트중합에 의한 폴리프로필렌 정밀여과막의 친수화 및 물 투과특성
Hydrophilic Modification of Polypropylene Microfiltration Membrane by Radiation-Induced Graft Polymerization and Water Permeability
박재형, 이근우, 황택성, 이재원, 오원진
초록
본 연구에서는 소수특성의 PP 정밀여과막에 방사선을 조사하여 친수성 모노머인 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AAc) 및 methacrylic acid(MAAc)를 그라프트 중합하였다. 3가지 모노머에 대한 그라프트 중합반응에서 물/메탄올 혼합용매의 조성에 따라 그라프트율에 미치는 효과를 조사하였으며, 이에 대한 각 모노머의 농도에 따른 영향을 고찰하였다. 가장 높은 그라프트율을 얻는 용매조건은 AAc는 순수한 물에서, MAAc는 물/메탄올 혼합비가 50/50 vol%에서, 그리고 HEMA는 25/75 vol%이었다. 그라프트된 PP 다공성 분리막의 모노머 도입여부와 표면특성변화는 FTIRATR 및 SEM을 이용하여 관찰하였다. 또한 인장강도와 연신율을 측정하여 그라프트율에 따른 막의 기계적 특성을 평가하였다. 그라프트된 PP막은 본래의 PP막보다 물 투과속도가 증가하였으며, 물 투과에 적당한 모노머로 HEMA임을 알았고 99%의 그라프트율에서 가장 좋은 물 투과속도를 보였다. 또한 AAc가 그라프트된 PP막 및 MAAc가 그라프트된 PP막의 물 투과속도는 pH나 Cu2+에 의해 크게 좌우되나 HEMA는 pH나 Cu2+에 영향이 거의 없었다.
Radiation-induced grfting of 2-hydroxyethyl methacrylate(HEMA), acrylic acid(AAc) and methacrylic acid(MAAc) onto polypropylene microfiltration membrane has been studied. The effect of grafting conditions such as solvent composition(MeOH and H2O) and monomer concentration on the grafting yield in investigated. The highest degree of grafting is obtained at a solvent composition of 25% H2O : 75% MeOH for HEMA, pure water for AAc and 50% H2O : 50% MeOH for MAAc. Modification of the PP membranes with hydrophilic monomers is shown to cause an increase in the water permeation flux of the membranes. It is found that HEMA is the best monomer to increase the water permeation flux and the highest water permeation flux is obtained at 99% degree of grafting. The water permeation flux of AAc-grafted PP membrane and MAAc-grafted PP membrane is very sensitive to environmental pH and Cu2+ ion, but the water permeation flux of HEMA-grafted PP membrane scarcely depends on pH and Cu2+ ion.
Keywords:radiation grafting;polypropylene MF membranes;hydrophilic monomer;solvent composition;water permeation flux
  1. Garg DH, Lenk W, Berwald S, Lunkwitz K, Simon F, Eichhorn KJ, J. Appl. Polym. Sci., 60(12), 2087 (1996) 
  2. Gatenholm P, Ashida T, Hoffman AS, J. Polym. Sci. A: Polym. Chem., 35(8), 1461 (1997) 
  3. Winnik FM, Morneau A, Mika AM, Childs RF, Roig A, Molins E, Ziolo RF, J. Chem., 76, 10 (1998)
  4. Iwata H, Matsuda T, J. Membr. Sci., 38, 185 (1988) 
  5. Lee YM, Ihm SY, Shim JK, Kim JH, Cho CS, Sung YK, Polymer, 36(1), 81 (1995) 
  6. Lee YM, Shim JK, Polymer, 38(5), 1227 (1997) 
  7. Osada Y, Honda K, Ohta M, J. Membr. Sci., 27, 327 (1986) 
  8. Ulbricht M, Belfort G, J. Membr. Sci., 111(2), 193 (1996) 
  9. Yamagishi H, Crivello JV, Belfort G, J. Membr. Sci., 105(3), 237 (1995) 
  10. Taher NH, Dessouki AM, Khalil FH, Radiat. Phys. Chem., 36, 785 (1990)
  11. Mehta IK, Kumar S, Chauhan GS, Misra BN, J. Appl. Polym. Sci., 41, 1171 (1990) 
  12. Taher NH, Hegazy E, Dessouki AM, El-Arnaouty M, Radiat. Phys. Chem., 33, 129 (1989)
  13. Choi SH, Nho YC, Korea Polym. J., 6(4), 287 (1998)
  14. Singh DK, Ray AR, J. Appl. Polym. Sci., 53(8), 1115 (1994) 
  15. Park JS, Kwon OH, Nho YC, Polym.(Korea), 21(5), 718 (1997)
  16. Taher NH, Dessouki AM, Khalil FH, El-Arnaouty MB, Polym. Int., 41, 383 (1996) 
  17. Trommsdorff E, Kohle H, Lagally P, Markrol. Chem., 1, 169 (1948)
  18. Bednar B, Morawetz H, Shafer JA, Macromolecules, 18, 1940 (1985) 
  19. Kontturi K, Mafe S, Manzanares JA, Svarfvar BL, Viinikka P, Macromolecules, 29(17), 5740 (1996)