KR20230108739A - Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same - Google Patents
Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230108739A KR20230108739A KR1020220003194A KR20220003194A KR20230108739A KR 20230108739 A KR20230108739 A KR 20230108739A KR 1020220003194 A KR1020220003194 A KR 1020220003194A KR 20220003194 A KR20220003194 A KR 20220003194A KR 20230108739 A KR20230108739 A KR 20230108739A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- polymer composition
- composite filter
- hydrogen fluoride
- present
- crosslinking agent
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 111
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 107
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 66
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims description 22
- ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-prop-2-enoyloxypropoxy)propoxy]propan-2-yl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC(C)COC(C)COCC(C)OC(=O)C=C ZDQNWDNMNKSMHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 40
- ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N vinylphosphonic acid Chemical compound OP(O)(=O)C=C ZTWTYVWXUKTLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 38
- UUEYEUDSRFNIQJ-UHFFFAOYSA-N CCOC(N)=O.CCOC(N)=O.CC(=C)C(O)=O.CC(=C)C(O)=O Chemical compound CCOC(N)=O.CCOC(N)=O.CC(=C)C(O)=O.CC(=C)C(O)=O UUEYEUDSRFNIQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 claims description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 11
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 65
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 33
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 20
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000012956 1-hydroxycyclohexylphenyl-ketone Substances 0.000 description 4
- MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N bis[2-(1-hydroxycyclohexyl)phenyl]methanone Chemical compound C=1C=CC=C(C(=O)C=2C(=CC=CC=2)C2(O)CCCCC2)C=1C1(O)CCCCC1 MQDJYUACMFCOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- -1 poly(glycidyl methacrylate) Polymers 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 238000003380 quartz crystal microbalance Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000005588 protonation Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KRXUBZPHAPGHPE-YDFGWWAZSA-N (e)-3-[3-[(e)-2-carboxyethenyl]phenyl]prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C1=CC=CC(\C=C\C(O)=O)=C1 KRXUBZPHAPGHPE-YDFGWWAZSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N N-[[(5S)-2-oxo-3-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)-1,3-oxazolidin-5-yl]methyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C1O[C@H](CN1C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000001871 ion mobility spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 229920002454 poly(glycidyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 125000000467 secondary amino group Chemical class [H]N([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
- C08F230/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
- B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/32—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating
- B01J20/3231—Impregnating or coating ; Solid sorbent compositions obtained from processes involving impregnating or coating characterised by the coating or impregnating layer
- B01J20/3242—Layers with a functional group, e.g. an affinity material, a ligand, a reactant or a complexing group
- B01J20/3268—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
- C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
- C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F222/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/106—Esters of polycondensation macromers
- C08F222/1065—Esters of polycondensation macromers of alcohol terminated (poly)urethanes, e.g. urethane(meth)acrylates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 고분자 조성물, 이것이 중합되어 형성되는 불화수소 흡착용 필터, 고분자 조성물의 제조방법, 복합필터의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 복합필터에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer composition, a hydrogen fluoride adsorption filter formed by polymerizing the polymer composition, a method for preparing the polymer composition, a method for manufacturing a composite filter, and a composite filter manufactured thereby.
불화수소(hydrogen fluoride, HF)는 마이크로일렉트로닉스(microelectronics) 산업 내 에칭 공정이나 플루오르화 화합물 제조 산업 등 여러 작업장에서 광범위하게 사용되고 있다. 오늘날, HF는 미국 전역에서 500 개 이상의 광범위한 산업 분야에서 연간 200,000 톤 이상이 산업적으로 사용되고 있다. HF 가스 흡입, 직접 접촉 또는 섭취는 인체에 악영향을 초래할 수 있기에, 작업자가 HF 가스에 노출되는 것을 방지하기 위해 안전하고 신뢰할 수 있는 감지 시스템 개발이 요구되고 있다. 산업 환경에서 HF를 측정하기 위한 방법으로 적외선 분광법, 이온 이동도 분광법 및 간섭법 등이 개발되었다. 또한, 취근에는 마이크로캔티레버를 이용한 HF 감지 시스템이 각광을 받고 있다. 이 방식은 코팅으로 마이크로캔틸레버를 변형하거나 분자 인식 물질을 공유결합 함으로써 특별한 종의 식별이 가능하다. Tang. Y. 연구팀은 HF 검출을 위해서 SiO2 마이크로 캔틸레버를 사용하였다. 이 경우, HF와 SiO2와 반응하여 테트라플루오리드(SiF4)를 형성하기에 다른 가스들에 비해 HF에 대한 높은 선택성을 보인다. 이와는 다른 방식으로, 고분자 다공성 입자를 이용하여 수용액 상에 존재하는 불화수소를 제거할 수 있다. Lee, S.G. 연구팀은 아민기로 관능화된 폴리(glycidyl methacrylate)다공성 입자를 이용하였다. 이 방식은 2급 아민으로의 양성자화를 통해 불화수소가 제거되지만, HCl 등 다른 독성가스에 의한 양성자화도 가능하기에 선택성은 다소 낮을 수 있다.Hydrogen fluoride (HF) is widely used in many workplaces, such as etching processes within the microelectronics industry and the fluorinated compound manufacturing industry. Today, HF is used industrially in more than 200,000 tonnes per year in more than 500 broad industries across the United States. Inhalation, direct contact, or ingestion of HF gas can cause adverse effects on the human body, and therefore, there is a need to develop a safe and reliable detection system to prevent workers from being exposed to HF gas. Infrared spectroscopy, ion mobility spectroscopy, and interferometry have been developed as methods for measuring HF in industrial environments. Also, recently, a HF detection system using a microcantilever is in the limelight. In this method, it is possible to identify a particular species by modifying the microcantilever with a coating or by covalently binding a molecular recognition material. Tang. Y.'s research team used a SiO 2 microcantilever for HF detection. In this case, since it reacts with HF and SiO 2 to form tetrafluoride (SiF 4 ), it shows high selectivity for HF compared to other gases. Alternatively, hydrogen fluoride present in an aqueous solution may be removed using porous polymeric particles. Lee, SG research team used poly(glycidyl methacrylate) porous particles functionalized with amine groups. In this method, hydrogen fluoride is removed through protonation to secondary amine, but selectivity may be somewhat low because protonation by other toxic gases such as HCl is also possible.
HF의 감지 및 흡착과 관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2021-0025432호는 오염된 유해가스의 종류에 따라 흡착필터가 선택적으로 교환될 수 있는 다기능성 탄소 복합필터를 개시하고 있고, 구체적으로는 유해가스의 종류에 따라 반응성이 우수한 필터를 선택적으로 적용하며 교체가 가능하도록 적용되는 다기능성 탄소 복합필터에 있어서, 알데히드류, 휘발성유기화합물, 암모니아, 산(Acid), 황화물 악취의 종류에 따라 반응성이 우수한 기능성 물질이 700~1,200 m2/g의 비표면적을 갖는 활성탄 분말에 각각 구성되고, 각각의 기능성 활성탄 분말을 고분자수지의 바인더를 이용하여 0.25 내지는 12.5 ㎛ 크기의 여과 공극이 있는 필터 여재의 소재 표면에 코팅시켜 유해가스의 종류에 따라 반응하는 기능성 유해가스 필터를 제조하고, 산업현장에서 발생되는 유해가스의 종류에 따라 기능성 유해가스 필터를 선택 또는 교체하고, 선택된 기능성 유해가스 필터가 일체화되도록 구성되어 적용되는 것을 특징으로 하는 오염된 유해가스의 종류에따라 흡착필터가 선택적으로 교환될 수 있는 다기능성 탄소 복합필터를 개시하고 있다. 그러나, 상기 복합필터는 활성탄 분말을 이용하여 불화수소 등을 흡착하는 것과 관련된 기술로, 대기 중에 포함되어 있는 불화수소를 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있다.Regarding the detection and adsorption of HF, Korean Patent Publication No. 10-2021-0025432 discloses a multifunctional carbon composite filter in which the adsorption filter can be selectively exchanged according to the type of polluted harmful gas. In a multifunctional carbon composite filter that is selectively applied and replaceable with excellent reactivity depending on the type of harmful gas, aldehydes, volatile organic compounds, ammonia, acids, and sulfides Reactivity according to the type of odor This excellent functional material is composed of activated carbon powder having a specific surface area of 700 ~ 1,200 m2 / g, and each functional activated carbon powder is used as a material for a filter medium having filtration pores of 0.25 to 12.5 μm in size using a polymer resin binder. It is coated on the surface to manufacture a functional harmful gas filter that reacts according to the type of harmful gas, selects or replaces the functional harmful gas filter according to the type of harmful gas generated at the industrial site, and configures the selected functional harmful gas filter to be integrated. Disclosed is a multifunctional carbon composite filter in which the adsorption filter can be selectively exchanged according to the type of polluted harmful gas, characterized in that it is applied. However, the composite filter is a technology related to adsorbing hydrogen fluoride using activated carbon powder, and has a problem in that it cannot sufficiently remove hydrogen fluoride contained in the air.
이에 본 발명의 발명자들은 산업현장에서 발생하는 배출가스 중에 포함되어 있는 불화수소를 충분히 흡착하여 분리할 수 있는 고분자 층을 포함하는 복합필터를 연구하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the inventors of the present invention completed the present invention by studying a composite filter including a polymer layer capable of sufficiently adsorbing and separating hydrogen fluoride contained in exhaust gas generated at industrial sites.
본 발명의 목적은 불화수소를 흡착하는 고분자 조성물, 이를 포함하는 불화수소 흡착용 필름, 고분자 조성물의 제조방법, 이에 의하여 제조되는 고분자 조성물을 이용한 복합필터의 제조방법, 및 이에 의하여 제조되는 복합필터를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a polymer composition for adsorbing hydrogen fluoride, a film for adsorbing hydrogen fluoride comprising the same, a method for preparing the polymer composition, a method for manufacturing a composite filter using the polymer composition prepared thereby, and a composite filter prepared thereby. is in providing
이를 위하여 본 발명은To this end, the present invention
기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)과 가교제로 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA), 및 중합개시제가 포함된 고분자 조성물을 제공한다.A polymer composition containing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer, tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA) as a crosslinking agent, and a polymerization initiator to provide.
또한 본 발명은Also, the present invention
상기 고분자 조성물이 중합되어 형성되는 불화수소 흡착용 필름을 제공한다.A film for adsorbing hydrogen fluoride formed by polymerization of the polymer composition is provided.
또한 본 발명은Also, the present invention
트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)을 혼합하여 가교제 혼합용액을 제조하는 단계;Preparing a crosslinking agent mixed solution by mixing tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethane dimethacrylate (DUDMA);
상기 가교제 혼합용액에 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 혼합하는 단계; 및mixing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer in the crosslinking agent mixture solution; and
기능성 단량체가 혼합된 가교제 혼합용액에 중합개시제를 혼합하는 단계;mixing a polymerization initiator with a crosslinking agent mixture solution in which functional monomers are mixed;
를 포함하는 불화수소 흡착용 고분자 조성물의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer composition for hydrogen fluoride adsorption comprising a.
또한 본 발명은Also, the present invention
상기 고분자 조성물을 부직포에 도포하여, 고분자 조성물층을 형성하는 단계;Forming a polymer composition layer by applying the polymer composition to a nonwoven fabric;
고분자 조성물층에 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a pattern on the polymer composition layer; and
패턴이 형성된 고분자 조성물층을 중합하는 단계;polymerizing the patterned polymer composition layer;
를 포함하는 복합필터의 제조방법을 제공한다.It provides a method for manufacturing a composite filter comprising a.
나가아 본 발명은Naga the present invention
상기의 방법으로 제조되고, 다공성 지지부 표면에 불화수소 흡착을 위한 고분자 층이 패턴을 가지며 형성된 것을 특징으로 하는 복합필터를 제공한다.It is manufactured by the above method and provides a composite filter characterized in that a polymer layer for adsorbing hydrogen fluoride is formed with a pattern on the surface of the porous support.
본 발명에 따르면 산업환경에서 발생하는 배출가스에 포함된 불화수소를 충분히 제거할 수 있으면서도, 예를 들어 롤투롤 공정으로 복합필터를 대량생산하는 것이 가능한 고분자 조성물을 제공할 수 있고, 나아가, 산업환경에서 발생하는 배출가스로부터 유해 가스를 높은 효율로 제거할 수 있는 복합 필터를 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, it is possible to provide a polymer composition capable of sufficiently removing hydrogen fluoride contained in exhaust gas generated in an industrial environment, and capable of mass-producing composite filters through, for example, a roll-to-roll process. There is an effect of providing a composite filter capable of removing harmful gases from exhaust gases with high efficiency.
도 1은 본 발명의 실시예들에 의하여 제조된 고분자 필름들의 사진이고,
도 2는 본 발명의 실시예들에 의하여 제조된 고분자 필름들에 대한 불화수소 흡착특성을 확인하기 위한 실험의 장비, 과정 및 결과를 보여주는 사진, 그림 및 그래프이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 고분자 필름의 불화수소 농도에 따른 흡착 특성을 보여주는 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 고분자 필름의 불화수소에 대한 선택성을 보여주는 그래프이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 복합필터의 표면에 고분자가 패턴의 형태로 형성된 상태르로 보여주는 모식도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 복합필터의 일 예를 보여주는 사진이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 복합필터의 다른 예를 보여주는 사진이고, 및
도 8은 본 발명의 실시예에 의하여 제조된 복합필터가 케이스에 삽입되어 사용되는 예를 보여주는 모식도이다.1 is a photograph of polymer films prepared according to embodiments of the present invention;
Figure 2 is a photograph, drawing and graph showing the equipment, process and results of the experiment for confirming the hydrogen fluoride adsorption characteristics for the polymer films prepared according to the embodiments of the present invention,
Figure 3 is a graph showing the adsorption characteristics according to the hydrogen fluoride concentration of the polymer film prepared according to an embodiment of the present invention,
4 is a graph showing the selectivity for hydrogen fluoride of a polymer film prepared according to an embodiment of the present invention;
5 is a schematic diagram showing a state in which a polymer is formed in the form of a pattern on the surface of a composite filter manufactured according to an embodiment of the present invention;
6 is a photograph showing an example of a composite filter manufactured according to an embodiment of the present invention,
7 is a photograph showing another example of a composite filter manufactured according to an embodiment of the present invention, and
8 is a schematic diagram showing an example in which a composite filter manufactured according to an embodiment of the present invention is inserted into a case and used.
본 발명은the present invention
기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)과 가교제로 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA), 및 중합개시제가 포함된 고분자 조성물을 제공한다.A polymer composition containing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer, tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA) as a crosslinking agent, and a polymerization initiator to provide.
본 발명에서 '고분자 조성물'은 고분자를 이루는 단량체, 가교제 등이 중합되지 않은 채로 혼합되어 있는 상태를 의미한다. 이하 본 발명의 고분자 조성물을 각 구성별로 상세히 설명한다.In the present invention, 'polymer composition' means a state in which monomers and crosslinking agents constituting a polymer are mixed without being polymerized. Hereinafter, the polymer composition of the present invention will be described in detail for each component.
본 발명의 고분자 조성물은 불화수소를 감지하기 위한 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 포함한다. 불화수소는 예를 들어 산업현장에서 에칭의 용도로 사용되며, 인체에 유해한 성분이기 때문에 산업현장에서 발생하는 배출가스에서 불화수소를 제거해야 한다. 본 발명의 고분자 조성물에 포함되는 비닐포스폰산(CVPA)은 이와 같은 불화수소를 감지 및 흡착하는 기능을 갖는다. The polymer composition of the present invention includes vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer for detecting hydrogen fluoride. Hydrogen fluoride is used, for example, in industrial settings for etching, and since it is a harmful component to the human body, hydrogen fluoride must be removed from exhaust gas generated in industrial settings. Vinylphosphonic acid (CVPA) included in the polymer composition of the present invention has a function of detecting and adsorbing such hydrogen fluoride.
또한 본 발명의 고분자 조성물은 가교제로 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)를 포함한다. DUDMA는 자외선 경화가 가능한 물질로, 내마모성 및 경도의 조절이 용이한 특성이 있어 높은 물리적 특성을 갖는 가교가 가능하나, 점도가 높아, 예를 들어 롤투롤 공정 등이 적용되는 필름의 경우, 두께 제어가 용이하지 않은 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 DUDMA와 함께 가지형 알킬 폴리에테를 백본을 갖는 상대적으로 점도가 낮은 TPGDA를 혼합하여 사용한다.In addition, the polymer composition of the present invention includes tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethandimethacrylate (DUDMA) as crosslinking agents. DUDMA is a material that can be cured by ultraviolet rays and has properties that allow easy control of abrasion resistance and hardness, so crosslinking with high physical properties is possible, but it has high viscosity, so for example, in the case of a film to which a roll-to-roll process is applied, thickness control There is a problem that is not easy to do. Accordingly, in the present invention, TPGDA having a relatively low viscosity having a branched alkyl polyether backbone is mixed and used together with DUDMA.
나아가, 본 발명의 고분자 조성물은 이후 중합반응에 의하여 고분자를 형성하기 위하여 중합개시제를 포함한다.Furthermore, the polymer composition of the present invention includes a polymerization initiator to form a polymer by a subsequent polymerization reaction.
이때, 본 발명의 고분자 조성물은 가교제인 상기 TPGDA와 DUDMA를 중량비로 3:7 내지 5:5의 비율로 포함하는 것이 바람직하다. 만약 가교제의 함량 비율이 상기 범위를 벗어나 DUDMA를 상기 범위보다 더 많이 사용하는 경우에는 DUDMA가 높은 점도를 가지므로, 예를 들어, 상기 고분자 조성물을 이용화여 복합필터를 제조함에 있어서, 롤투롤 공정으로 복합필터를 제조할 때, 지나치게 두꺼운 필름이 형성될 수 있고, 매우 이질적인 표면을 형성할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 만약 가교제의 함량 비율이 상기 범위를 벗어나 TPGDA를 상기 범위보다 더 많이 사용하는 경우에는 고분자 조성물의 중합시간이 지나치게 길어지는 문제점이 있다.At this time, the polymer composition of the present invention preferably includes the cross-linking agent, TPGDA and DUDMA, in a weight ratio of 3:7 to 5:5. If the content ratio of the crosslinking agent is out of the above range and DUDMA is used more than the above range, DUDMA has a high viscosity. For example, in manufacturing a composite filter by using the polymer composition, the roll-to-roll process When manufacturing a composite filter, there is a problem that an excessively thick film may be formed and a very heterogeneous surface may be formed. In addition, if the content ratio of the crosslinking agent is out of the above range and TPGDA is used more than the above range, there is a problem in that the polymerization time of the polymer composition is excessively long.
또한, 본 발명의 고분자 조성물에 있어서, 상기 기능성 단량체와 상기 가교제의 비율은 중량비로 1:9 내지 5:5의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 만약 그 비율이 1:9 미만인 경우에는 기능성 단량체의 양이 부족하여 불화수도 등의 유해가스를 감지하는 능력이 떨어지는 문제점이 있고, 만약 그 비율이 5:5를 초과하는 경우에는 고분자 조성물의 중합시간이 지나치게 증가하여 이를 사용하여 복합필터를 제조하기 어려운 문제점이 있다.In addition, in the polymer composition of the present invention, the ratio of the functional monomer and the crosslinking agent is preferably included in the range of 1:9 to 5:5 in weight ratio. If the ratio is less than 1:9, there is a problem in that the ability to detect harmful gases such as fluorinated water is insufficient due to the insufficient amount of functional monomer, and if the ratio exceeds 5:5, the polymerization time of the polymer composition There is a problem in that it is difficult to manufacture a composite filter using this excessively increased.
또한, 본 발명에서 상기 중합개시제는 광중합개시제일 수 있고, 이 경우, 상기 고분자 조성물을 이용하여 중합을 수행하는 경우 광중합을 통하여 중합을 수행할 수 있다.Further, in the present invention, the polymerization initiator may be a photopolymerization initiator, and in this case, when polymerization is performed using the polymer composition, polymerization may be performed through photopolymerization.
나아가 본 발명은 상기의 고분자 조성물이 중합되어 형성되는 불화수소 흡착용 필름을 제공한다. 본 발명의 필름은 기능성 단량체로 비닐포스폰산을 포함하기 때문에 산업환경에서 배출되는 배출가스로부터 불화수소를 충분히 감지하여 흡착 및 제거할 수 있으며, 가교제로 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)를 사용하여 롤투롤 공정에 적용이 가능하고, 우수한 물리적 특성을 가지는 유연한 필름 제조 측면에서 유리한 장점이 있다.Furthermore, the present invention provides a film for adsorbing hydrogen fluoride formed by polymerization of the above polymer composition. Since the film of the present invention contains vinylphosphonic acid as a functional monomer, it can sufficiently detect, adsorb, and remove hydrogen fluoride from exhaust gas emitted from an industrial environment, and tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) is used as a crosslinking agent. ) and diurethane dimethacrylate (diurethandimethacrylate, DUDMA), which can be applied to a roll-to-roll process, and has an advantage in terms of manufacturing a flexible film having excellent physical properties.
더 나아가 본 발명은Furthermore, the present invention
트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)을 혼합하여 가교제 혼합용액을 제조하는 단계;Preparing a crosslinking agent mixed solution by mixing tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA);
상기 가교제 혼합용액에 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 혼합하는 단계; 및mixing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer in the crosslinking agent mixture solution; and
기능성 단량체가 혼합된 가교제 혼합용액에 중합개시제를 혼합하는 단계;mixing a polymerization initiator with a crosslinking agent mixture solution in which functional monomers are mixed;
를 포함하는 불화수소 흡착용 고분자 조성물의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a polymer composition for hydrogen fluoride adsorption comprising a.
이하 본 발명의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the present invention will be described in detail for each step.
본 발명의 제조방법은 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)을 혼합하여 가교제 혼합용액을 제조하는 단계를 포함한다. 본 발명의 제조방법은 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)를 가교제로 사용하여 가교제 혼합용액을 제조하고, TPGDA와 DUDMA는 가교제로서 짧은 시간에 중합이 가능하면서도, 롤투롤 공정에 적합한 물리적 특성을 갖는 고분자 조성물을 제공할 수 있는 장점이 있다.The manufacturing method of the present invention includes preparing a crosslinking agent mixed solution by mixing tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA). The manufacturing method of the present invention prepares a crosslinking agent mixed solution using tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA) as crosslinking agents, and TPGDA and DUDMA are short crosslinking agents. There is an advantage in that it is possible to provide a polymer composition having physical properties suitable for a roll-to-roll process while allowing polymerization in time.
다음으로 본 발명의 제조방법은 상기 가교제 혼합용액에 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 혼합하는 단계를 포함한다. 본 발명의 제조방법에서는 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 사용하여 산업현장에서 배출되는 배출가스로부터 불화수소를 충분히 감지하고 흡착 및 제거할 수 있는 장점이 있다.Next, the manufacturing method of the present invention includes mixing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer with the crosslinking agent mixture solution. The manufacturing method of the present invention has the advantage of sufficiently detecting, adsorbing, and removing hydrogen fluoride from exhaust gas discharged from industrial sites by using vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer.
다음으로 본 발명의 제조방법은 기능성 단량체가 혼합된 가교제 혼합용액에 중합개시제를 혼합하는 단계를 포함하며, 이 단계를 통하여 고분자 조성물에 중합개시제가 포함됨으로써, 추후 중합반응을 원활하게 수행될 수 있도록 한다.Next, the manufacturing method of the present invention includes a step of mixing a polymerization initiator in a crosslinking agent mixture solution in which a functional monomer is mixed, and through this step, the polymerization initiator is included in the polymer composition so that the subsequent polymerization reaction can be smoothly performed. do.
한편, 상기 제조방법에 있어서, 상기 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA) 및 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)을 혼합하여 가교제 혼합용액을 제조하는 단계는 트리프로필렌 글리콜디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate, TPGDA)와 디우레탄디메타크릴레이트(diurethandimethacrylate, DUDMA)는 중량비로 3:7 내지 5:5의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다. 만약 가교제의 함량 비율이 상기 범위를 벗어나 DUDMA를 상기 범위보다 더 많이 사용하는 경우에는 DUDMA가 높은 점도를 가지므로, 예를 들어, 상기 고분자 조성물을 이용화여 복합필터를 제조함에 있어서, 롤투롤 공정으로 복합필터를 제조할 때, 지나치게 두꺼운 필름이 형성될 수 있고, 매우 이질적인 표면을 형성할 수 있는 문제점이 있다. 또한, 만약 가교제의 함량 비율이 상기 범위를 벗어나 TPGDA를 상기 범위보다 더 많이 사용하는 경우에는 점도가 매우 낮아 필름제조 용이성이 감소하고 느린 경화속도로 인해 롤투롤 공정에서 필름 형성이 어려운 문제점이 있다.Meanwhile, in the manufacturing method, the step of preparing a crosslinking agent mixture solution by mixing tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethanedimethacrylate (DUDMA) is tripropylene glycol diacrylate It is preferable to mix tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethane dimethacrylate (DUDMA) in a weight ratio of 3:7 to 5:5. If the content ratio of the crosslinking agent is out of the above range and DUDMA is used more than the above range, DUDMA has a high viscosity. For example, in manufacturing a composite filter by using the polymer composition, the roll-to-roll process When manufacturing a composite filter, there is a problem that an excessively thick film may be formed and a very heterogeneous surface may be formed. In addition, if the content ratio of the crosslinking agent is out of the above range and TPGDA is used more than the above range, the viscosity is very low, and the ease of film production is reduced, and it is difficult to form a film in a roll-to-roll process due to a slow curing speed.
또한, 상기 상기 가교제 혼합용액에 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 혼합하는 단계는 상기 기능성 단량체와 상기 가교제가 중량비로 1: 9 내지 5:5의 비율로 혼합되도록 수행되는 것이 바람직하다. 만약 그 비율이 1:9 미만인 경우에는 기능성 단량체의 양이 부족하여 불화수도 등의 유해가스를 감지하는 능력이 떨어지는 문제점이 있고, 만약 그 비율이 5:5를 초과하는 경우에는 고분자 조성물의 중합시간이 지나치게 증가하여 이를 사용하여 복합필터를 제조하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the step of mixing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer in the crosslinking agent mixture solution is preferably performed such that the functional monomer and the crosslinking agent are mixed in a weight ratio of 1: 9 to 5: 5. do. If the ratio is less than 1:9, there is a problem in that the ability to detect harmful gases such as fluorinated water is insufficient due to the insufficient amount of functional monomer, and if the ratio exceeds 5:5, the polymerization time of the polymer composition There is a problem in that it is difficult to manufacture a composite filter using this excessively increased.
나아가, 본 발명의 제조방법은 상기 기능성 단량체가 혼합된 가교제 혼합용액에 중합개시제를 혼합하는 단계 후, 혼합 용액을 초음파 처리하여 교반하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 제조되는 고분자 조성물을 추후 복합필터에 도입하여 사용하는 경우, 균일한 필터 성능을 얻기 위해서는 고분자 조성물의 성분이 균일하게 분포되어 있어야 할 필요가 있다. 이에 본 발명의 제조방법은 중합개시제를 혼합하여 고분자 조성물을 제조한 이후에 혼합 용액을 초음파 처리 등을 이용하여 교반하는 단계를 더 포함함으로써 균일한 고분자 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.Furthermore, the manufacturing method of the present invention preferably further comprises the step of mixing the polymerization initiator in the crosslinking agent mixed solution in which the functional monomer is mixed, and then ultrasonicating and stirring the mixed solution. When the prepared polymer composition is subsequently introduced into a composite filter and used, the components of the polymer composition need to be uniformly distributed in order to obtain uniform filter performance. Therefore, the manufacturing method of the present invention preferably prepares a uniform polymer composition by further including the step of mixing the polymerization initiator to prepare a polymer composition and then stirring the mixed solution using ultrasonic treatment or the like.
한편, 본 발명의 제조방법에서 상기 중합개시제는 광중합개시제일 수 있고, 이 경우 제조된 고분자 조성물에 대한 중합반응시에는 광중합을 통하여 중합을 수행하는 것이 가능하다.Meanwhile, in the production method of the present invention, the polymerization initiator may be a photopolymerization initiator, and in this case, it is possible to perform polymerization through photopolymerization during polymerization of the prepared polymer composition.
더 나아가 본 발명은 Furthermore, the present invention
상기 고분자 조성물을 부직포에 도포하여, 고분자 조성물층을 형성하는 단계;Forming a polymer composition layer by applying the polymer composition to a nonwoven fabric;
고분자 조성물층에 패턴을 형성하는 단계; 및Forming a pattern on the polymer composition layer; and
패턴이 형성된 고분자 조성물층을 중합하는 단계;polymerizing the patterned polymer composition layer;
를 포함하는 복합필터의 제조방법를 제공한다.It provides a method for manufacturing a composite filter comprising a.
이하 본 발명의 복합필터의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the composite filter of the present invention will be described in detail for each step.
본 발명의 복합필터의 제조방법은 상기 본 발명에 따른 고분자 조성물을 부직포에 도포하여, 고분자 조성물층을 형성하는 단계를 포함한다. 부직포는 다공성 소재로 예를 들어 산업환경에서 발생하는 배출가스에 포함되어 있는 유해물질을 물리적으로 흡착할 수 있는 기능을 갖는다. 본 발명에 따른 고분자 조성물을 이와 같은 부직포에 도포하여 고분자 조성물층을 형성함으로써 부직포는 배출가스 중 유해물질을 물리적으로 흡착하고, 고분자 조성물층은 배출가스 중 유해물질을 화학적으로 흡착하여 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다.The manufacturing method of the composite filter of the present invention includes the step of forming a polymer composition layer by applying the polymer composition according to the present invention to a nonwoven fabric. Non-woven fabric is a porous material and has a function of physically adsorbing harmful substances contained in exhaust gas generated in an industrial environment, for example. By applying the polymer composition according to the present invention to such a nonwoven fabric to form a polymer composition layer, the nonwoven fabric physically adsorbs harmful substances in exhaust gas, and the polymer composition layer chemically adsorbs harmful substances in exhaust gas to effectively remove harmful gases. There are advantages to removing it.
본 발명의 복합필터의 제조방법은 상기 도포된 고분자 조성물층에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 고분자층의 표면 전체에 고분자 조성물층이 형성되는 경우에는 가스가 고분자 조성물층을 통하여 부칙포로 도입되기가 어려워지는 문제점이 있다. 이에 본 발명의 복합필터의 제조방법에서는 고분자 조성물층을 부직포에 형성한 이후에, 형성된 고분자 조성물층에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 본 발명에서 패턴을 형성하는 단계는 부직포 표면 상에 고분자 조성물이 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분을 형성하는 단계로, 고분자 조성물이 패턴의 형태로 부직포 상에 존재하도록 하는 단계이다. 이를 통하여 구분자 조성물이 존재하지 않는 부분을 통하여 기체가 부직포 내로 도입될 수 있게 된다.The manufacturing method of the composite filter of the present invention includes forming a pattern on the applied polymer composition layer. When the polymer composition layer is formed on the entire surface of the polymer layer, there is a problem in that it is difficult for gas to be introduced into the supplemental fabric through the polymer composition layer. Accordingly, the method for manufacturing a composite filter of the present invention includes forming a pattern on the formed polymer composition layer after forming the polymer composition layer on the nonwoven fabric. In the present invention, the step of forming a pattern is a step of forming a portion where the polymer composition exists and a portion where the polymer composition does not exist on the surface of the nonwoven fabric, and is a step in which the polymer composition exists on the nonwoven fabric in the form of a pattern. Through this, gas can be introduced into the nonwoven fabric through a portion where the separator composition does not exist.
본 발명의 복합필터의 제조방법은 상기 패턴이 형성된 고분자 조성물층을 중합하는 단계를 포함한다. 본 단계를 통하여 부직포 상에 불화수소를 감지 및 흡착할 수 있는 고분자층이 형성된 복합필터를 제조된다.The manufacturing method of the composite filter of the present invention includes the step of polymerizing the polymer composition layer on which the pattern is formed. Through this step, a composite filter in which a polymer layer capable of sensing and adsorbing hydrogen fluoride is formed on a nonwoven fabric is manufactured.
한편, 상기 복합필터의 제조방법 중, 상기 고분자 조성물층을 형성하는 단계는 부직포에 복수의 선형의 고분자 조성물층이 서로 이격되어 배치되도록 수행되고, 상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 선형의 고분자 조성물층 각각에 패턴이 형성되는 방법으로 수행될 수 있다. 부직포 상에 고분자 조성물층을 반복되는 패턴의 형태로 형성하는 방법은 다양할 수 있으나, 구체적으로는 고분자 조성물층을 형성하는 단계에서는 부직포에 복수의 선형의 고분자 조성물층이 서로 이격되어 배치되도록 수행하고, 이와 같이 형성된 복수의 선형의 고분자 조성물층 각각에 대하여 패턴을 형성함으로써, 2차원 평면 상의 고분자 조성물의 반복되는 패턴이 부직포 상에 형성될 수 있다. 이때, 상기 선형의 고분자 조성물층 각각에 패턴을 형성하는 것은 다양한 방법으로 수행될 수 있으나, 예를 들어, 상기 복수의 선형의 고분자 조성물층이 서로 이격되어 배치되어 있는 부직포를 나노 패턴이 형성되어 있는 롤러로 도입하여, 해당 롤러를 통과하도록 하는 방법으로 수행될 수 있다. 구체적인 예로 상기의 방법으로 패턴을 형성하는 경우, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 패턴이 형성된 복합필터를 제조할 수 있다.On the other hand, in the manufacturing method of the composite filter, the step of forming the polymer composition layer is performed so that a plurality of linear polymer composition layers are disposed spaced apart from each other on the nonwoven fabric, and the step of forming the pattern is the linear polymer composition layer. It may be performed in a way in which a pattern is formed on each. The method of forming the polymer composition layer on the nonwoven fabric in the form of a repeating pattern may vary, but specifically, in the step of forming the polymer composition layer, a plurality of linear polymer composition layers are arranged spaced apart from each other on the nonwoven fabric, , By forming a pattern for each of the plurality of linear polymer composition layers thus formed, a repeated pattern of the polymer composition on a two-dimensional plane can be formed on the nonwoven fabric. At this time, forming a pattern on each of the linear polymer composition layers may be performed in various ways, but, for example, a nonwoven fabric in which the plurality of linear polymer composition layers are spaced apart from each other is formed with a nano-pattern. It may be introduced into a roller and passed through the roller. As a specific example, when a pattern is formed by the above method, a composite filter having a pattern may be manufactured as shown in FIG. 5 .
나아가 본 발명은 상기의 방법으로 제조되고, 다공성 지지부 표면에 불화수소 흡착을 위한 고분자 층이 패턴을 가지며 형성된 것을 특징으로 하는 복합필터를 제공한다. 본 발명의 복합필터는 산업현장에서 발생하는 배출가스에 포함되어 있는 유해가스를 흡착 및 제거함에 있어서, 부직포는 유해가스를 물리적으로 흡착하고, 고분자층은 유해가스를 화학적으로 흡착함으로써 배출가스 중 유해가스를 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 또한 본 발명의 복합필터는 부직포 상에 고분자층이 패턴의 형태로 형성되어, 배출가스가 부직포를 도입될 수 있는 부분이 존재하기 때문에, 더욱 효율적으로 유해가스를 제거할 수 있는 장점이 있다. 본 발명세서 부직포는 폴리에스터 또는 테프론 등의 소재로 제조될 수 있다.Furthermore, the present invention provides a composite filter manufactured by the above method, characterized in that a polymer layer for adsorbing hydrogen fluoride is formed with a pattern on the surface of the porous support. In the composite filter of the present invention, in adsorbing and removing harmful gases contained in exhaust gases generated at industrial sites, the non-woven fabric physically adsorbs harmful gases, and the polymer layer chemically adsorbs harmful gases, thereby harmful to the exhaust gases. It has the advantage of being able to efficiently remove gas. In addition, the composite filter of the present invention has the advantage of being able to remove harmful gases more efficiently because the polymer layer is formed in the form of a pattern on the nonwoven fabric, and there is a portion where the exhaust gas can be introduced into the nonwoven fabric. In the present invention, the nonwoven fabric may be made of materials such as polyester or Teflon.
한편, 상기 본 발명의 복합필터는 주름 구조를 가질 수 있으며, 이와 같은 구조를 통하여 단위 부피당 표면적이 증가하여 유해가스를 보다 효과적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 본 발명의 복합필터의 예시적인 주름 구조는 도 6을 통하여 확인할 수 있다.On the other hand, the composite filter of the present invention may have a pleated structure, and through such a structure, the surface area per unit volume is increased, thereby having the advantage of being able to more effectively remove harmful gases. An exemplary pleated structure of the composite filter of the present invention can be confirmed through FIG.
또한, 상기 복합필터는 적용분야에 따라 평면형, 원통형, 허니콤형 및 중공형으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 형태를 가질 수 있으며, 구체적으로 평면형은 도 6, 허니콤형은 도 7을 통하여 예시적으로 확인할 수 있다.In addition, the composite filter may have one type selected from the group consisting of a flat type, a cylindrical shape, a honeycomb type, and a hollow type depending on the field of application. can be checked with
도 8은 본 발명의 복합필터가 실제로 하우징에 삽입되어 가스를 정화하는 필터로 사용되는 경우를 예시적으로 보여주고 있다.8 illustrates a case in which the composite filter of the present invention is actually inserted into a housing and used as a filter for purifying gas.
나아가, 본 발명의 복합필터는 단층구조 또는 다층구조일 수 있으며, 적용분야의 요구에 따라 다층구조로 형성됨으로써 유해가스 제거효율, 제거용량 등을 증가시킬 수 있다.Furthermore, the composite filter of the present invention may have a single-layer structure or a multi-layer structure, and by being formed in a multi-layer structure according to the requirements of the application field, it is possible to increase the removal efficiency of harmful gases, the removal capacity, and the like.
본 발명에 따른 복합필터는 부직포에 화학물질을 화학적으로 제거 흡착하는 기능을 부여하여, 입자상의 물질을 물리적으로 부직포가 흡착하고, 유해 가스 등은 화학적으로 고분자가 흡착하는 기능을 부여하게 된다.The composite filter according to the present invention provides a function of chemically removing and adsorbing chemicals to the nonwoven fabric, thereby providing a function of physically adsorbing particulate matter to the nonwoven fabric and chemically adsorbing harmful gases and the like to the polymer.
본 발명에 따른 복합필터는 예를 들어 도 7과 같은 허니콤형으로 제조되어 도 8과 같이 하우징에 삽입되어 사용될 수 있다.The composite filter according to the present invention may be manufactured in a honeycomb shape as shown in FIG. 7 and inserted into a housing as shown in FIG. 8 for use.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이하의 설명은 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명하고자 하는 것일 뿐, 이하의 설명에 의하여 본 발명이 청구하는 바가 한정되어 해석되는 것을 의도하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through Examples and Experimental Examples. However, the following description is only intended to explain the configuration and effects of the present invention in more detail, and is not intended to be construed as being limited to the claims of the present invention by the following description.
<실시예 1 내지 6><Examples 1 to 6>
고분자 필름의 제조Manufacture of polymer film
기능성 단량체 vinylphosphonic acid (VPA) 및 가교제인 tripropylene glycol diacrylate (TPGDA), diurethandimethacrylate (DUDMA)를 Sigma Aldrich Co (USA)에서 구매하였다. 광개시제 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (HCPK)를 Tokyo Chemical Industry Co (Japan)에서 구매하였다. 독성 건조가스로 HF 및 HCl 가스 혼합물을 한국 표준가스에서 구매하였다. 모든 화학물질들은 특별한 정제없이 사용하였다.The functional monomer vinylphosphonic acid (VPA) and the crosslinking agents tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethandimethacrylate (DUDMA) were purchased from Sigma Aldrich Co (USA). Photoinitiator 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (HCPK) was purchased from Tokyo Chemical Industry Co (Japan). As a toxic dry gas, a gas mixture of HF and HCl was purchased from Korea Standard Gas. All chemicals were used without special purification.
폴리(VPA-co-TPGDA-co-DUDMA) 고분자 필름을 다음의 순서로 제조하였다. 먼저, TPGDA 및 DUDMA를 1:1의 중량 비율로 혼합하였다. 그 혼합 용액과 VPA를 이하 표 1의 비율로 혼합하고, 전체 고분자 조성물의 1 중량%로 HCPK를 혼합하였다. 약 5분간 초음파 처리 후 10 μL 피펫을 이용하여 0.01 μL 혼합용액을 9 MHz 금 코팅된 석영 기판 (9 MHz gold-coated AT-cut quartz crystal, QCs)에 떨어트렸다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 필름으로 그 혼합용액을 커버하고 365 nm UV (36W)를 조사하여 광중합을 수행하였다. 마지막으로 PET 필름을 조심스럽게 분리한 후 상온에서 10분 동안 건조하여 고분자 필름을 제조하였다.A poly(VPA-co-TPGDA-co-DUDMA) polymer film was prepared in the following order. First, TPGDA and DUDMA were mixed in a weight ratio of 1:1. The mixed solution and VPA were mixed in the ratio shown in Table 1 below, and HCPK was mixed in 1% by weight of the total polymer composition. After ultrasonic treatment for about 5 minutes, 0.01 μL of the mixed solution was dropped onto a 9 MHz gold-coated AT-cut quartz crystal (QCs) using a 10 μL pipette. Photopolymerization was performed by covering the mixed solution with a polyethylene terephthalate (PET) film and irradiating with 365 nm UV (36W). Finally, the PET film was carefully separated and dried at room temperature for 10 minutes to prepare a polymer film.
(총 조성물 대비 중량%)HCPK
(% by weight relative to total composition)
<실시예 7><Example 7>
복합필터의 제조Manufacture of composite filter
실시예 5에서 제조된 고분자 조성물을 MERV 16 등급의 효율을 가지는 부직포에 10 mm 간격으로 선형으로 도포한 후, 나노패턴 롤러를 통과시켜서, 지름 5 mm, 간격 5 mm의 도 5와 같은 형태의 고분자 패턴이 부직포 상에 형성되도록 하였다. 이때, 롤러의 표면에는 폭 100 nm, 길이 200 nm의 나노패턴을 형성해두어 고분자 조성물에 대하여 롤링할때에 고분자 조성물이 패턴화되도록 하였다. 이때 부직포는 폴리에스터 소재로 제조되었고, 또는 테프론 등의 소재로 제조될 수 있다.The polymer composition prepared in Example 5 was linearly applied to a nonwoven fabric having an efficiency of MERV 16 at intervals of 10 mm, and then passed through a nanopattern roller to form a polymer having a diameter of 5 mm and an interval of 5 mm as shown in FIG. 5 A pattern was allowed to form on the nonwoven fabric. At this time, a nanopattern having a width of 100 nm and a length of 200 nm was formed on the surface of the roller so that the polymer composition was patterned when rolling with respect to the polymer composition. At this time, the non-woven fabric is made of a polyester material, or may be made of a material such as Teflon.
<실험예 1><Experimental Example 1>
경화 용이성의 확인Confirmation of ease of curing
상기 실시예 1 내지 6의 고분자 필름을 제조하는 과정에서 충분히 광중합이 이루어지는 시간(시료가 완전히 고체상이 될 때까지의 시간)을 확인하였고 그 결과를 표 2에 나타내었다.In the process of preparing the polymer films of Examples 1 to 6, the sufficient photopolymerization time (time until the sample becomes completely solid) was confirmed, and the results are shown in Table 2.
상기 표 2에 따르면, 본 발명의 고분자 조성물은 광중합을 통하여 모두 중합이 가능하나, 실시예 6에 의하여 제조된 고분자 조성물의 경우 광중합을 위하여 소요되는 시간이 60 초로 상대적으로 길다는 것을 알 수 있다. According to Table 2, it can be seen that all of the polymer compositions of the present invention can be polymerized through photopolymerization, but in the case of the polymer composition prepared according to Example 6, the time required for photopolymerization is relatively long at 60 seconds.
<실험예 2><Experimental Example 2>
불화수소 감지 및 흡착 특성 확인Detection of hydrogen fluoride and confirmation of adsorption characteristics
본 발명에 따라 제조된 고분자 필름의 불화수소에 대한 감지 및 흡착 특성을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the hydrogen fluoride sensing and adsorption characteristics of the polymer film prepared according to the present invention, the following experiment was performed.
고분자 필름의 HF 가스에 대한 감지 특성 분석을 위해 수정 진동자 미세 저울(quartz crystal microbalance, QCM, QCA 922A)을 사용하였다. QCs 상에 제조된 필름 상으로의 가스 흐름 제어를 위해 자동 가스 흐름 시스템 (automatic gas flow system)을 사용하였다. 혼합 가스 (HF 및 HCl)의 가스 농도를 질량 유량 제어기(mass flow controller, MFC) 용으로 설치된 원격 제어 소프트웨어를 통해 조절하였다. 제어된 특정 농도 가스를 챔버 내 위치한 플로우 셀 (flow cell)에 결합된 QCs 표면으로 주입하였다. 흡착 실험을 10 - 100 ppm 범위 가스 농도에서 수행하였다. 모든 실험은 50 표준 입방 센티미터(standard cubic centimeter per minute, SCCM)로 고정된 독성가스 기반 하에서 특정 SCCM의 합성 공기를 혼합하여 가스농도를 조정하였다. 폴리(VPA-co-TPGDA-co-DUDMA) 필름의 가스 흡착에 대한 정량분석을 위해 Sauerbrey 방정식(이하의 식 1)을 이용하여 공진주파수 변화량 (Δf)을 질량 변화량 (Δm)로 변환하였다:A quartz crystal microbalance (QCM, QCA 922A) was used to analyze the HF gas sensing characteristics of the polymer film. An automatic gas flow system was used for gas flow control onto the films prepared on the QCs. The gas concentration of the mixed gas (HF and HCl) was adjusted through the remote control software installed for the mass flow controller (MFC). A controlled specific concentration gas was injected into the surface of the QCs coupled to a flow cell located in the chamber. Adsorption experiments were performed at gas concentrations ranging from 10 - 100 ppm. In all experiments, the gas concentration was adjusted by mixing synthetic air of a specific SCCM under a toxic gas basis fixed at 50 standard cubic centimeters per minute (SCCM). For quantitative analysis of the gas adsorption of the poly(VPA-co-TPGDA-co-DUDMA) film, the resonant frequency change (Δf) was converted into the mass change (Δm) using the Sauerbrey equation (Equation 1 below):
<식 1><Equation 1>
(상기 식에서 fo, ρq, μq 및 A는 각각 QCM의 기본 공진주파수, 수정의 밀도, 수정 물질의 전단 계수 및 수정의 활성 영역이다. 본 실험에서 사용된 QCs의 감도 계수는 약 0.1834 Hz cm2 ng-1이므로, 정의된 금영역(직경 5 mm, A= 0.19625 cm2)에 대해 공진주파수 1 Hz에 대한 변화를 1.07 ng의 질량 변화로 계산하였다.).(In the above formula, f o , ρ q , μ q and A are the fundamental resonance frequency of the QCM, the density of the quartz crystal, the shear modulus of the quartz material and the active region of the quartz crystal, respectively. The sensitivity coefficient of the QCs used in this experiment is about 0.1834 Hz Since cm 2 ng -1 , the change in the resonance frequency of 1 Hz for the defined gold region (diameter 5 mm, A = 0.19625 cm 2 ) was calculated as a mass change of 1.07 ng).
고분자 필름의 HF 가스 흡착 특성을 분석하기 위해 가스 센싱 시스템을 사용하였다(도 2(a)). 특정농도의 가스 유량을 제어하기 위해 MFC 컨트롤용 소프트웨어를 사용하였다. 제어된 특정 가스는 SUS 챔버의 플로우 셀 내 위치한 QCs으로 유입되고, 이 때 흡착에 의한 공진주파수 변화를 관찰할 수 있다. 도 2의 (b)에 나타난 바와 같이, QCs 상에 고분자 필름을 형성하였다. 혼합된 전구체를 QCs에 떨어뜨린 후 PET 필름으로 커버하였다. 약 30 초간 광중합 후 PET를 제거하면 필름이 QCs상에 쉽게 형성된다. 본 실험예에서는 충분하게 빠른 경화시간을 가지는 실시예 1 내지 5의 필름에 대하여 100 ppm HF 가스 주입 시 시간에 따른 공진주파수 변화를 모니터링 하였다. 도 2의 (c) 는 필름 무게에 상응하는 질량 변화를 보여준다. 고분자 필름 내 HF와 수소결합이 가능한 기능성기 VPA 함량이 증가할 수록 높은 흡착용량을 보여주었다. VPA 및 TPGDA/DUDMA가 1:9인 경우 2분 내 흡착용량이 매우 빠르게 평형 상태에 도달하였고, 2:8부터는 약 5분에 도달하였다. 이는 VPA 함량이 증가할수록 HF 가스에 대한 더 많은 수의 결합부위를 가지기에 그에 따라 증가된 신호 증폭의 결과로 판단된다. 흡착용량은 VPA 함유량에 의존하여 계속 증가하였고, VPA 및 TPGDA/DUDMA가 5:5 에서 423 mg/g으로 가장 높게 나타났다.A gas sensing system was used to analyze the HF gas adsorption characteristics of the polymer film (FIG. 2(a)). In order to control the gas flow rate of a specific concentration, software for MFC control was used. The controlled specific gas flows into the QCs located in the flow cell of the SUS chamber, and at this time, the resonant frequency change due to adsorption can be observed. As shown in (b) of FIG. 2, a polymer film was formed on the QCs. The mixed precursors were dropped onto the QCs and then covered with PET film. After light curing for about 30 seconds, the film is easily formed on the QCs when the PET is removed. In this experimental example, the resonant frequency change over time was monitored when 100 ppm HF gas was injected into the films of Examples 1 to 5 having a sufficiently fast curing time. Figure 2(c) shows the mass change corresponding to the film weight. As the content of VPA, a functional group capable of hydrogen bonding with HF in the polymer film, increased, the adsorption capacity increased. In the case of VPA and TPGDA/DUDMA of 1:9, the adsorption capacity reached equilibrium very quickly within 2 minutes, and from 2:8 it reached about 5 minutes. This is considered to be the result of increased signal amplification as the VPA content increases, as the number of binding sites for HF gas increases. The adsorption capacity continued to increase depending on the VPA content, and VPA and TPGDA/DUDMA were the highest at 5:5 at 423 mg/g.
<실험예 3><Experimental Example 3>
본 발명의 고분자 필름의 불화수소 흡착 특성의 불화수소 농도 의존성을 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the hydrogen fluoride concentration dependence of the hydrogen fluoride adsorption characteristics of the polymer film of the present invention, the following experiment was performed.
HF 가스 농도의존성을 조사하기 위해 실시예 5에 의하여 제조된 고분자 필름에 대해 10 - 100 ppm농도의 HF 건조 가스 주입 시 시간에 따른 공진주파수 변화를 모니터링 하였다(도 3의 (a)). 폴리(VPA-TPGDA-DUDMA) 필름은 낮은 농도에서 약 -38.6 Hz의 주파수 변화가 나타났다. 농도가 증가함에 따라 공진주파수 변화가 증가하여 100 ppm에서 약 -215.72 Hz 주파수 편이를 보였다. 또한, HF 농도에 따른 흡착 용에 대한 회귀 곡선에서 결정 계수(coefficient of determination, R2)값이 0.993으로 매In order to investigate the HF gas concentration dependence, the resonant frequency change with time was monitored when HF dry gas at a concentration of 10 - 100 ppm was injected into the polymer film prepared in Example 5 (Fig. 3 (a)). The poly(VPA-TPGDA-DUDMA) film exhibited a frequency change of about -38.6 Hz at low concentrations. As the concentration increased, the resonant frequency change increased, showing a frequency shift of about -215.72 Hz at 100 ppm. In addition, in the regression curve for adsorption according to the HF concentration, the coefficient of determination (R 2 ) value was 0.993,
우 높은 선형성을 보여주었다(도 3의 (b)). 고분자 필름의 HF에 대한 민감도는 0.3964 (mg/g)/ppm으로 나타났다. 선형 교정 곡선에서 얻은 회귀 방정식을 사용하여 검출한계 (limit of detection, LOD) 및 정량한계 (limit of quantitation, LOQ)를 계산하였다. LOD 및 LOQ는 각각 3(S/m) 및 10(S/m)으로 계산된다. 여기서, S는 y절편의 표준 편차이고, m은 회귀선의 기울기이다. 고분자 필름의 HF에 대한 LOD 및 LOQ는 각각 15.7 및 52.6 ppm이었다.It showed high linearity (Fig. 3(b)). The sensitivity of the polymer film to HF was 0.3964 (mg/g)/ppm. The limit of detection (LOD) and limit of quantitation (LOQ) were calculated using the regression equation obtained from the linear calibration curve. LOD and LOQ are calculated as 3 (S/m) and 10 (S/m), respectively. Here, S is the standard deviation of the y-intercept and m is the slope of the regression line. The LOD and LOQ for HF of the polymer film were 15.7 and 52.6 ppm, respectively.
<실험예 4><Experimental Example 4>
불화수소에 대한 선택성 확인Confirmation of selectivity to hydrogen fluoride
본 발명의 고분자 필름이 불화수소에 대하여 어느 정도의 선택성을 갖는지 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the degree of selectivity of the polymer film of the present invention to hydrogen fluoride, the following experiment was performed.
폴리(VPA-TPGDA-DUDMA) 필름의 선택성 조사를 위해 실시예 5에 의하여 제조된 필름에 대하여 100 ppm 농도의 HF 및 HCl 가스를 10분 동안 유입 시 시간에 따른 공진주파수 변화를 모니터링 하였다(도 4의 (a)). HCl 가스에 비해 HF 가스를 유입시 급격한 공진주파수 변화가 관찰된다. 약 10 분 내 평형에 도달하였고, HF 및 HCl에 대한 공진주파수 변화는 각각 -208.8±9.8 및 -87.8±20 Hz로 나타났다. 또한, HF 가스에 대한 흡착 용량은 40.9±1.9 mg/g으로 HCl (17.2±3.9 mg/g)에 비해 매우 높았다 (도 4(b)) 계산된 선택성 계수 (selectivity coefficient, Qe_HF/Qe_HCl)는 약 2.38이었다.To investigate the selectivity of the poly (VPA-TPGDA-DUDMA) film, the resonant frequency change over time was monitored when HF and HCl gas at a concentration of 100 ppm was introduced for 10 minutes with respect to the film prepared according to Example 5 (FIG. 4 of (a)). Compared to HCl gas, a rapid resonant frequency change is observed when HF gas is introduced. Equilibrium was reached within about 10 minutes, and the resonant frequency changes for HF and HCl were -208.8±9.8 and -87.8±20 Hz, respectively. In addition, the adsorption capacity for HF gas was 40.9±1.9 mg/g, which was very high compared to HCl (17.2±3.9 mg/g) (FIG. 4(b)). The calculated selectivity coefficient (Qe_HF/Qe_HCl) was about It was 2.38.
<실험예 5><Experimental Example 5>
가교제의 조성비에 따른 중합시간 및 점도 확인Check the polymerization time and viscosity according to the composition ratio of the crosslinking agent
본 발명에서 사용되는 가교제의 조성비에 따른 고분자 조성물의 중합시간과 중합된 고분자의 점도를 확인하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.In order to confirm the polymerization time of the polymer composition and the viscosity of the polymerized polymer according to the composition ratio of the crosslinking agent used in the present invention, the following experiment was performed.
상기 실시예 5와 동일한 방법으로 고분자 필름을 제조하되 TPGDA와 DUDMA의 혼합 비율을 이하여 표 3과 같이 달리하면서 고분자 필름을 제조하였고, 충분한 광중합이 이루어질 때까지의 시간(시료가 완전히 고체상이 될 때까지의 시간)을 측정하였다. 또한, Digital Rotary Viscometer (WVS-2M)로 각 시료의 점도를 측정하였고, 그 결과를 이하여 표 3에 정리하였다.A polymer film was prepared in the same manner as in Example 5, but the polymer film was prepared while varying the mixing ratio of TPGDA and DUDMA as shown in Table 3, and the time until sufficient photopolymerization was achieved (when the sample became completely solid) time) was measured. In addition, the viscosity of each sample was measured with a Digital Rotary Viscometer (WVS-2M), and the results are summarized in Table 3 below.
상기 표 3에 따르면, TPGDA와 DUDMA의 비율이 3:7 미만인 경우에는 점도가 지나치게 높은 것을 알 수 있고, 그 비율이 5:5를 초과하는 경우에는 중합시간이 지나치게 증가하는 문제점이 있음을 확인할 수 있다.According to Table 3, when the ratio of TPGDA to DUDMA is less than 3:7, it can be seen that the viscosity is too high, and when the ratio exceeds 5:5, the polymerization time is excessively increased. there is.
Claims (16)
A polymer composition containing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer, tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethandimethacrylate (DUDMA) as a crosslinking agent, and a polymerization initiator.
The polymer composition according to claim 1, wherein the crosslinking agents, TPGDA and DUDMA, are included in a weight ratio of 3:7 to 5:5.
The polymer composition according to claim 1, wherein the functional monomer and the crosslinking agent are included in a weight ratio of 1:9 to 5:5.
The polymer composition according to claim 1, wherein the polymerization initiator is a photopolymerization initiator.
A film for adsorbing hydrogen fluoride formed by polymerization of the polymer composition according to claim 1.
상기 가교제 혼합용액에 기능성 단량체로 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid, VPA)을 혼합하는 단계; 및
기능성 단량체가 혼합된 가교제 혼합용액에 중합개시제를 혼합하는 단계;
를 포함하는 불화수소 흡착용 고분자 조성물의 제조방법.
Preparing a crosslinking agent mixed solution by mixing tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethane dimethacrylate (DUDMA);
mixing vinylphosphonic acid (VPA) as a functional monomer in the crosslinking agent mixture solution; and
mixing a polymerization initiator with a crosslinking agent mixture solution in which functional monomers are mixed;
Method for producing a polymer composition for adsorption of hydrogen fluoride comprising a.
The method of claim 6, wherein tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and diurethane dimethacrylate (DUDMA) are mixed in a weight ratio of 3:7 to 5:5, characterized in that A method for producing a polymer composition for adsorbing hydrogen fluoride.
The method of claim 6, wherein the mixing of vinylphosphonic acid (VPA) with the functional monomer is performed such that the functional monomer and the crosslinking agent are mixed in a weight ratio of 1: 9 to 5: 5. Method for producing a polymer composition for adsorbing hydrogen fluoride.
The method for preparing a polymer composition for adsorbing hydrogen fluoride according to claim 6, further comprising the step of mixing the polymerization initiator in the crosslinking agent mixture solution in which the functional monomer is mixed, and then ultrasonicating and stirring the mixture solution. .
The method of claim 6, wherein the polymerization initiator is a photopolymerization initiator.
고분자 조성물층에 패턴을 형성하는 단계; 및
패턴이 형성된 고분자 조성물층을 중합하는 단계;
를 포함하는 복합필터의 제조방법.
Forming a polymer composition layer by applying the polymer composition according to claim 1 to a nonwoven fabric;
Forming a pattern on the polymer composition layer; and
polymerizing the patterned polymer composition layer;
Method for manufacturing a composite filter comprising a.
상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 선형의 고분자 조성물층 각각에 패턴이 형성되는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 복합필터의 제조방법.
The method of claim 11, wherein the forming of the polymer composition layer is performed such that a plurality of linear polymer composition layers are disposed spaced apart from each other on a nonwoven fabric,
Forming the pattern is a method of manufacturing a composite filter, characterized in that carried out in a way that a pattern is formed on each of the linear polymer composition layer.
A composite filter manufactured by the method of claim 11, characterized in that a polymer layer for adsorbing hydrogen fluoride has a pattern on the surface of the porous support.
The composite filter according to claim 13, wherein the composite filter has a pleated structure.
[Claim 14] The composite filter according to claim 13, characterized in that the composite filter has a shape selected from the group consisting of flat, cylindrical, honeycomb and hollow.
14. The composite filter according to claim 13, wherein the composite filter has a multi-layer structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220003194A KR102707076B1 (en) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220003194A KR102707076B1 (en) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230108739A true KR20230108739A (en) | 2023-07-19 |
| KR102707076B1 KR102707076B1 (en) | 2024-09-20 |
Family
ID=87425845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220003194A KR102707076B1 (en) | 2022-01-10 | 2022-01-10 | Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102707076B1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160101527A (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 한국화학연구원 | Hydrogen fluoride adsorbent and selective removal of hydrogen fluoride using the same |
| KR20160123190A (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-25 | 한국화학연구원 | Polyacrylonitrile/chitosan composite nanofiltration membrane containing graphene oxide and preparation method thereof |
| JP2019508513A (en) * | 2015-12-22 | 2019-03-28 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Acrylic polyvinyl acetal graphic film |
| KR20210028641A (en) * | 2018-07-10 | 2021-03-12 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Gas adsorption sheet for secondary battery |
| JP6920303B2 (en) * | 2015-12-22 | 2021-08-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Acrylic film with structured layer |
| KR20210118334A (en) * | 2020-03-20 | 2021-09-30 | 주식회사 씨앤씨랩 | Polymer binder composition for organic-inorganic complex material adsorbing acid toxic gas and organic-inorganic complex material comprising the same |
| JP6983766B2 (en) * | 2015-09-28 | 2021-12-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Patterned film articles and methods containing a cleavable crosslinker |
-
2022
- 2022-01-10 KR KR1020220003194A patent/KR102707076B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160101527A (en) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 한국화학연구원 | Hydrogen fluoride adsorbent and selective removal of hydrogen fluoride using the same |
| KR20160123190A (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-25 | 한국화학연구원 | Polyacrylonitrile/chitosan composite nanofiltration membrane containing graphene oxide and preparation method thereof |
| JP6983766B2 (en) * | 2015-09-28 | 2021-12-17 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Patterned film articles and methods containing a cleavable crosslinker |
| JP2019508513A (en) * | 2015-12-22 | 2019-03-28 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Acrylic polyvinyl acetal graphic film |
| JP6920303B2 (en) * | 2015-12-22 | 2021-08-18 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | Acrylic film with structured layer |
| KR20210028641A (en) * | 2018-07-10 | 2021-03-12 | 닛토덴코 가부시키가이샤 | Gas adsorption sheet for secondary battery |
| KR20210118334A (en) * | 2020-03-20 | 2021-09-30 | 주식회사 씨앤씨랩 | Polymer binder composition for organic-inorganic complex material adsorbing acid toxic gas and organic-inorganic complex material comprising the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102707076B1 (en) | 2024-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Tocci et al. | Molecular modeling and gas permeation properties of a polymer of intrinsic microporosity composed of ethanoanthracene and Troger’s base units | |
| US7022158B2 (en) | Adsorption element and methods | |
| CN106076283B (en) | A kind of nano-cellulose/poly-dopamine hydrogel adsorbent and the preparation method and application thereof | |
| KR102160986B1 (en) | Coated porous polymer membrane | |
| US20100018396A1 (en) | Method of Using Adsorptive Filter Element | |
| KR102511437B1 (en) | Polyamide coated filter membranes, filters, and methods | |
| KR101678600B1 (en) | High throughput membrane | |
| US20220362746A1 (en) | Integrated filter material and preparation method and application thereof | |
| WO2007114192A1 (en) | Gas detector and process for manufacturing the same | |
| Kovtun et al. | Core–shell graphene oxide–polymer hollow fibers as water filters with enhanced performance and selectivity | |
| AU2004323367B2 (en) | An imprinted polymer support | |
| KR102707076B1 (en) | Polymer composition, film for adsorption of hydrogen fluoride comprising the same, and composite filter comprising the same | |
| JP5751582B2 (en) | Method for producing porous carbon membrane | |
| CN113677422B (en) | Large particle high performance catalytic belt | |
| CN110073444B (en) | Radioactive substance removing filter, radioactive substance removing filter unit using same, and radioactive substance removing method | |
| JP3435103B2 (en) | Dust collection honeycomb filter and manufacturing method thereof | |
| JP2008142636A (en) | Method of applying photocatalyst on polyolefin based resin molding | |
| TW200810825A (en) | Adsorptive filter material | |
| US20200129900A1 (en) | Hybrid filter for high performance particle, vapor and molecular collection | |
| JP2003251163A (en) | Separation membrane and production method therefor | |
| TWI774425B (en) | Ion-exchange membranes, filters, and methods | |
| WO1999062616A1 (en) | Carbon structure | |
| WO2024111176A1 (en) | Metal-organic framework film and method for producing same | |
| JP4362074B2 (en) | Aldehydes, acid gas and basic gas removal materials | |
| KR102303906B1 (en) | Multi-layer typed multi-functional filter and manufacturing method of the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |