Hybrid process of thermally-induced phase separation and stretching was developed for the preparation of microporous polypropylene hollow fiber membranes. Precursor for stretching was prepared by using soybean oil as a diluent and benzoic acid as a nucleating agent for the spherulite control and it was stretched for the micrporous hollow fiber membrane. The effects of stretching ratio and deformation rate for stretching process were investigated. Increase of stretching ratio resulted in the greater pore size with nonuniform size distribution. Higher deformation rate also increased the pore size with uniform size distribution. Stretching ratio was closely related with the orientation of polymer chain and increased the mechanical strength of the fiber. Increase of deformation rate had little effects on the orientation of crystalline phase, and decreased the orientation of amorphous phase which caused the decrease of tensile strength of the fiber and broke the micro-fibrils connecting spherulites to form a circular pore shape.

본 연구에서는 폴리프로필렌을 소재로 열유도 상분리 공정과 연신공정을 적용한 복합공정을 통하여 중공사막을 제조하였다. 희석제로는 soybean oil을 사용하였고 구정의 조절을 위하여 benzoic acid를 기핵제로 사용하여 연신용 전구체를 제조하였고 이를 연신하여 다공성 중공사막을 제조하였다. 연신공정에서 연신율과 변형속도의 영향을 조사하였는데 연신율이 높을 때는 미세공의 크기가 커지면서 불균일한 미세공이 생성되었고 변형속도가 높을 때는 균일한 크기의 미세공 분포도를 보이며 미세공의 크기가 커졌다. 연신율이 증가할수록 고분자 사슬의 배향도가 높아지면서 인장강도가 향상 되었고 변형속도가 높아지면서 결정성 영역의 고분자 사슬의 배향도는 변하지 않았으나, 무정형 영역의 고분자 사슬 배향 도가 낮아지면서 전체적인 중공사막의 인장강도는 저하되었으며 상대적으로 약한 spherulite를 연결하는 micro-fibril이 끊어지면서 미세공의 병합이 이루어져 원형의 기공이 형성되었다.

Keywords: stretching; melt spinning; polypropylene; microporous membranes; hollow fiber