Transcript 유기나노소재 문제(10조)(1)

Question
문제 1. 합성 멤브레인을 형성할 때, 이중 블록 고분자를 쓰는 이유를
블록 고분자의 몰폴로지 관점에서 설명하여라.
답)
1) 이중 블록 고분자의 상대적인 양을 조절함으로써 다양한 구조를 형성 가능
2) 블록 고분자의 분자량 조절을 통해 기공 크기의 조절 용이
Question
문제 2. 블록 공중합체의 배향을 조절하기 위해서 어닐링(Annealing) 이라는
방법을 사용하는데 이에, 대해 설명하여라
답) 이중 블록 고분자에 배향성을 주기 위
해 서 고분자를 Tg 이상의 온도까지 가열한
후 서서히 온도를 강하시켜 충분히 배열할
수 있는 시간을 주어 정돈 된 배열을 만들
어내는 조작
Question
문제 3. 고분자블랜드의 스피노달 곡선(Spinodal curve)에 하여 설명하고
온도가 T1 T2로 바뀔 때 고분자블랜드 상이 어떻게 될지 예측하시오.
답)
T2
T1
Spinodal curve of polymer blend
고분자블랜드에 여러가지 변화를 가하게 되면 자유
에너지 변화가 나타난다.
자유에너지의 변화에 따라 고분자블랜드는 단일상
이 되거나 상분리가 될 수 있다.(ΔG<0일 때 단일상)
스피노달 곡선은 단일상 영역 과 2상 영역의 경계
즉 상분리의 경계를 나타내는 곡선이다.
T1
T2
Two Phase
One Phase
Question
문제 4. 비대칭 멤브레인 표면의 기공 크기를 조절하는 3가지 방법에 대해 쓰시오.
답)
1) 블록의 길이를 조절한다.
2) 블록의 조성을 조절한다.
3) 후처리 공정을 거친다.
Question
문제 5. 멤브레인의 화학적 표면 수정 방법의 종류에는 어떤 것이 있으며,
각각의 방법에 대해 간략히 설명하라.
답)
• Grafting onto : 멤브레인 표면에 고분자 사슬을 추가(addition) 하는 것.
말려 있는(coiled) 고분자 가지가 Steric hindrance를 만들어 그래프트의 밀도가 낮다.
• Grafting from : 멤브레인 표면으로부터 고분자 사슬이 개시 및 성장하는 과정.
Grafting onto에 비해 그래프트 밀도가 높고, 그래프트된 고분자 사슬의 길이에 따라
kinetic/steric hindrance가 달라진다.
• Grafting through : 거대단량체(Macromonomer) 과정이라고도 함.
Well-defined side chain을 갖는 그래프트 고분자를 형성할 수 있는 간단한 방법.
• Oxidation : Plasma processing, Flame treatment, corona treatment 등으로 표면을
산화시키는 과정.
Question
문제 6. 중공 섬유(Hollow fiber) 멤브레인 제조 과정(Spinning) 4가지에
대해 간단히 설명하라
답)
• Melt spinning : 열경화성 고분자가 녹아서, 스피너렛(Spinneret)을 통해
공기 중으로 압출되어 나와 냉각되고, 섬유(fiber)를 형성하는 방법
• Dry spinning : 고분자가 적절한 용매(solvent)에 용해된 후, Spinneret을 통해
공기 중으로 압출되고 냉각되어 섬유를 형성하는 방법.
• Dry-jet-wet spinning : 폴리머가 적절한 용매에 녹은 채 공기 중으로 압출된 다음,
응고제(일반적으로 물)에 속으로 들어가서 섬유를 만드는 방법.
• Wet spinning : 폴리머가 용매에 의해 용해된 다음, 바로 응고제 속으로 들어가서
굳어져 섬유를 만드는 방법