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Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.11, No.4, 347-354, June, 2000
에탄올 수용액 분리에 대한 폴리비닐알콜/카파-카라기난 블렌드막의 투과증발 특성
Pervaporation Characteristics of Poly(vinyl alcohol)/ k-Carrageenan Blend Membranes for the Separation of Aqueous Ethanol Solution
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초록
폴리비닐알콜과 카파-카라기난의 블렌드막을 용액 블렌딩으로 제조하였고, 90wt% 에탄올 수용액에 대한 투과증발 특성을 블렌드비와 조업온도 항목으로 살펴보았다. 이들 블렌드막은 조성비와 무관하게 대체적으로 균일상을 나타냈으며, 이러한 결과를 SEM과 Xtjs 회절 분석 등을 통해 확인하였다. 제조된 막의 팽윤 현상은 카라기난 함량이 증가할수록 강직한 성질 때문에 점차 감소하였다. 투과증발 특성에 대해, 대부분의 블렉드막들은 순수막들보다 작은 투과도를 보여주었으나 선택도는 이들 막보다 높았다. 특히. 50/50의 블렌드 조성에서 최소치의 투과도를 나타냈고, 25/75 조성에서는 최대치의 선택도를 보여주었다. 이러한 결과로서, 블렌드 막들이 보다 치밀한 네트웍 구조를 갖음을 고려할 수 있었다. 투과증발 공정 중 조업온도를 증가시키면 대부분의 투과도는 현저히 증가하였으나 선택도는 상대적으로 감소하였다. 이 같은 결과들은 막내부에서 물 성분에 의한 가소화 영향으로 설명하였다. 그러나 25/75 의 블렌드 조성에서의 투과증발 성능은 30℃에서 나타낸 순수 막들의 투과결과보다 좋은 결과였다. 이러한 결과로부터, 적절한 블렌드 및 조업조건 등을 통해 보다 우수한 투과증발막을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.
Blend membranes of poly(vinyl alcohol) and k-carrageenan were prepared by solution blending. Their pervaporation characteristics for 90wt% aqueous ethanol solution were investigated in terms of blend ration and operating temperature. The blend behavior of these membranes exhibits homogeneous morphology unrelated to blend ratio, and the results were analyzed by using SEM and X-ray diffractometer. The swelling phenomenon of the prepared membranes decreased with increasing of k-carrageenan content because of its rigid properties. For the pervaporation characteristics, the permeation fluxes of the overall blend membranes were smaller than pure membranes but the separation factor was higher. Especially, in the case of 50/50 blend ratio the permeation flux showed a value, and the maximum separation factor appeared at the 25/75 blend ratio. As a result of this, it can be considered that these membranes have a more compact network structure. In the pervaporation process, with an increase in operating temperature, the overall permeation fluxes increased significantly but the separation factors decreased, respectively. The results were explained in term of the plasticizing effect of water on the membrane. However, in the case of 25/75 blend ratio the pervaporation performance at 60℃ was better than that of pure membranes at 30℃. This result indicates that it is possible to prepared high performance blend membranes by controlling blend ratio and operating condition.
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