Theories and Applications of Chem. Eng., 2017, Vol. 23, No. 2 2002
화학공학의 이론과 응용 제23권 제2호 2017년
플라즈마를 이용한 폴리에틸렌 소수성 다공막의 친수화 유진수, 류원선1,†
홍익대학교; 1홍익대학교 화학공학과 (wsryoo@hongik.ac.kr†)
휴대용 기기 및 전기자동차의 보급으로 리튬이온 전지의 성능 발전이 요구되고 있다. 리튬이 온 전지의 구조는 양극과 음극, 전해질, 분리막으로 나뉘는데, 전지 분리막은 양극과 음극 의 물리적 접촉을 막는 다공성 막이다. 본 연구에서는 플라즈마를 이용해 폴리에틸렌 다공성 막 표면에 이온성 기능기를 공유 결합시켜 전하를 띠게하고 표면이 완전히 젖게 되는 극친수 성으로 표면개질 하였다. 플라즈마 처리로 다공성 막의 표면을 필요에 따라 각각 음전하와 양 전하를 띠도록 처리하였다. 표면에 삼산화황 음이온 기능기를 도입하기 위하여 이산화황과 산 소 혼합 가스를 플라즈마 처리에 사용하였고, 양이온 기능기를 형성시키는 중간과정으로서 폴 리에틸렌 표면을 브롬화하기 위해 Br2, CH2Br2, CHBr3 기체를 이용하였다. 다공막 표면에 공 유 결합한 브롬을 아민과 반응시키고, 사가화 과정을 통해 막 표면에 아미늄 양전하를 띠게 할 수 있었다. 플라즈마 형성 조건과 주입 기체의 종류와 조성, 후처리 물질 등의 표면처리 조 건을 달리하여 물 접촉각, 제타 전위, 이온확산도 등을 측정하였다. 양이온과 음이온으로 표면 처리된 다공막은 공통적으로 제타 전위의 절대값이 20 mV 수준으로 측정되었고, 미약한 이 온 선택적 투과성을 보였다.
