1. Title & Journal

Title : Molecular simulation of polyamide synthesis by interfacial polymerization

 

Journal : Journal of Membrane Science 315 (2008)

 

2. Background of author

R. Nadler, S. Srebnik*

  * Department of Chemical Engineering, Technion-Israel Institute of Technology, Haifa 32000, Israel

 

3. Summary

 막분리 해수담수화에 쓰이는 TFC PA막을 제조하는데 사용되는 방법인 interfacial polymerization (IP) 을 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. IP는 amine과 choloride 단량체를 각각 aqueous와 organic phase에 용해시키고, 두 상사이의 계면에서 일어나는 중합반응을 이용하여 막을 합성하는 방법이다.

 

 Trymesol chloride (TMC)와  phenylene diamin (PD) 단량체를 사용하여 합성 시뮬레이션을 수행하였다. 물질 결합으로 인한 PA막 생성을 제외한 다른 부산물 생성은 없다고 가정한다. 시뮬레이션 박스의 x:y:z 비율은 3:1:1로 xy평면에 막이 생성된다. 각 농도는 2 mol/L로 실제 실험 농도에 비해 5배 정도 높지만, 실제 실험과 같은 규모의 시뮬레이션이 불가능하므로 비슷한 결과를 통해 거동을 관찰하기 위해 고농도에서 시뮬레이션을 수행하였다.

 

 막 구조는 organic phase에 살짝 치우쳐 얇은 막을 형성한다. 두께는 3σ 정도의 얇은 막으로 시뮬레이션 초기에 높은 밀도로 막이 생성되고 반응하지 않은 단량체의 감소로 조금씩 줄어들다가 일정 두께에 도달하면 더이상 두께의 증가는 없고 밀가 증가하는 양상을 보인다. 하지만, diffusion-limited growth로 계속해서 증가하지 않고  막은 느슨해진다. 

 

4. Originality & Application

 본 논문은 두개의 단량체로 interfacial polymerization 방법을 통해 TFC PA막을 생성하는 시뮬레이션을 수행하였다. 본 연구를 통해 PA막 합성 기작 및 구조, 반응 운동에 대해 알 수 있었다. 이를 바탕으로 실제 실험과 비교할 수 있는 규모의 시뮬레이션 조건에서의 연구가 수행되면, 그 막을 활용한 해수담수화 시뮬레이션을 수행하여, TCF PA 막에서의 기작 및  막오염물질 현상 이해에 도움이 될것으로 사료된다. 

 

 

 

5. Reviewer contact : 김영미 (youngmikim@gist.ac.kr)