《첨단과학기술분야에서 세계적경쟁력을 가진 기술들을 개발하기 위한 투쟁을 힘있게 벌려야 합니다.》
이온교환막은 바다물의 탈염과 농축, 의약품생산과 무기 및 유기시약의 정제, 연료전지의 격막, 식료품의 탈염, 인공장기의 재료 등에 널리 리용될뿐아니라 우라니움의 전해환원격막, 방사성동위원소의 분리와 농축, 핵페기물의 처리 등 원자력공업에서도 널리 응용되고있다.
특히 높은 온도와 가혹한 산화성매질, 높은 기계적세기를 요구하는 연료전지의 격막이나 가성소다제조공정격막등에 효과적으로 쓰이는 과불화알킬술폰산막(Nafion막)이 개발되였으나 나피온막의 가격이 너무 비싸서 극히 제한된 분야에만 국한되고 널리 응용되지 못하고있다.
그러므로 최근에 방사선의 높은 에네르기를 리용하는 방사선화학적방법으로 나피온막과 거의 대등한 높은 기계적세기, 열 및 화학적안정성을 가지면서도 제조방법이 간단하여 원가도 눅은 여러가지 형식의 불소수지양이온교환막을 개발하는 연구가 진행되고있다.
우리는 60Co－γ선에 의한 미리쪼임법으로 폴리사불화에틸렌륙불화프로필렌(FEP)에 스티롤(st)을 접지시키고 합성한 FEP-St계방사선접지중합체에 술폰기(SO₃H)를 도입한 폴리사불화에틸렌륙불화프로필렌-스티롤(FEP-St)형 불소수지양이온교환막의 제조에 미치는 인자들의 영향에 대하여 평가하였다.
먼저 60Co－γ선에 의한 미리쪼임법으로 해당한 선량까지 쪼여 FEP에 활성중심을 만들고 거기에 스티롤단량체를 접지시켜 합성한 FEP-St접지중합체를 클로르술폰산으로 술폰화하여 FEP-St형 불소수지양이온교환막을 제조하였다.
폴리사불화륙불화프로필렌-스티롤(FEP-St)형 양이온교환막의 제조에 미치는 DVB함량에 따르는 접지률, 당김세기, 이온교환용량의 변화, 이온교환막의 저항의 변화에 대하여 보았다.
일반적으로 FEP-St계접지중합체의 기계력학적세기를 보장하는데서 DVB의 가교효과가 기본으로 된다. FEP-St계양이온교환막합성에 유리한 DVB의 농도는 10%이하일 때, 모체FEP박막의 당김세기는 흡수선량이 200KGy까지 증가함에 따라 선형적으로 감소되며 모체 FEP박막의 미리쪼임을 위한 흡수선량이 작을수록 기계적세기를 보장할수 있었다. DVB의 농도가 증가할 때 접지막에서의 술폰화률이 감소되여 양이온교환막에서의 가동이온의 농도가 적어지는것과 관련된다. 이온교환막의 저항은 전해환원, 전기투석에 요구되는 전압을 결정함으로 가장 중요한 특성의 하나이다. 따라서 작업과정에서 이온교환막이 파괴되지 않는 범위에서 막의 전기저항은 될수록 작아야 한다. 접지률이 증가함에 따라 합성한 양이온교환막의 면적저항은 급격히 감소되며 접지률 45%이상부터는 일정한 값에 이르렀다.
연구결과는 국제잡지《Journal of Advanced Research in Natural Science》(2018, North Charleston, ISSN 2572-4347, 34~38p)에 《A STUDY ON THE CHARACTERISTICS OF STYRENE-GRAFTED POLY (TETRAFLUOROETHYLENE-CO-HEXAFLUORO PROPYLENE) PROTON EXCHANGE MEMBRANE》의 제목으로 출판되였다.
