Microporous polypropylene hollow fiber membranes were prepared via thermally-induced phase separation process. Several affecting parameters on the membrane structure and performance were investigated based on the competitive mechanism of liquid-liquid and solid-liquid phase separations. Melt index of polypropylene influenced the melt viscosity, processability, and spherulite growth. Residence time within the liquid-liquid phase separation region was controlled by adjusting the air duct temperature, and it affected the liquid droplet growth to result in the changes oi flux and rejection. As the take-up speed at the winder increased, the fiber got more stretched, which increased the pore size and porosity of the membrane. The membrane prepared via thermally-induced phase separation was stretched at room temperature for the enhancement of membrane porosity. When it was stretched before the diluent extraction, it was uniformly stretched due to the diluent presence as a plasticizer. The flux increased while the original rejection was maintained. However, when it was stretched after the diluent extraction and drying, it became so brittle that uniform stretching was not achieved resulting in the membrane damage. In this case, the flux remarkably increased but rejection was too much reduced to lose its function as a membrane.

열유도 상분리 공정을 이용하여 다공성 폴리프로필렌 중공사막을 제조하였다. 액-액 상분리와 고-액 상분리의 상호 경쟁적인 메카니즘에 근거하여 막의 구조 및 성능에 영향을 미치는 여러가지 제조변수들을 조사하였다. 폴리프로필렌의 melt index는 막 제조 시 용융점도, 가공성, spherulite 성장속도 등에 영향을 미침을 알 수 있었다. Air duct 내의 온도를 변화시켜 냉각속도를 조절함으로써 액-액 상분리 지역 내에 체류하는 시간이 변화하게 되었다. 이에따라 liquid drop의 성장에 영향을 미치게 되었고 이는 투과량과 제거율의 변화를 초래하였다. 권취기의 속도를 증가시킴에 따라 다공도 및 기공크기가 증가하여 투과량의 상승을 가져왔다. 열유도 상분리 공정에 의하여 제조된 막을 연신공정을 이용하여 상온에서 연신함으로써 막의 다공도 향상을 도모하였다. 희석제를 추출하기 전에 연신한 결과 희석제가 가소제 역할을 하여 전체적으로 균일하게 연신되어 제거율은 줄지 않으면서 투과량은 증가하는 효과를 나타내었다. 그러나 희석제를 추출 건조한 후 연신하였을 경우 재료 자체가 brittle하게 되어 균일한 연신이 이루어지지 않고 막이 손상되면서 투과량은 급격히 증가하였으나 제거율은 하락하여 막의 기능을 상실하였다.

Keywords: polypropylene membrane; hollow fiber; thermally-induced phase separation; cold-stretching