COMSOL 소프트웨어를 사용하여 다양한 물리학적 상태인 바람, 온도 및 농도 상에서 Poly(vinyl alcohol), PVA 수용액이 빠른 건조 단계에서 막 형성 메커니즘을 연구하였다. 피크 법칙, 자유 체적 이론 및 Flory-Huggins 이론을 결합하여 간소화된 유동-열전달-질량전달 다필드 커플링을 포함한 얇은 막 건조 형성 모델을 구축하였다. 서로 다른 공기 풍속(1.5~2.5 m/s)에서 PVA 수용액 건조 단계에서 측정한 데이터를 바탕으로 경계층 이론으로 계산된 질량전달 계수를 수정하였다. 연구 결과, 막과 공기 접촉면의 압력 값 변화가 매우 작고, 열풍 건조의 Pe클레수가 큰 이유로 PVA 수용액은 빠른 건조 단계에서 대류에 의해 확산 과정이 주도된다. 수정된 질량전달 계수는 중간 풍속(2.0 m/s)에서 가장 크며, 질량전달 계수와 풍속 사이에 단조적이지 않은 관계가 있다는 것을 보여주며, 이는 다필드가 PVA 막 형성 과정에서 결정, 유리화 변화 및 겔화 등 상변화 행동 및 두께 방향의 구조 및 구성의 불균일성과 밀접한 관련이 있다. 본 논문의 실험 및 수치 모의는 고분자 용액의 건조 속도에 미치는 다필드의 영향 메커니즘을 밝혀내어 산업적으로 PVA 극성 막 기저 막의 습식 유착한 막 공정 매개변수 최적화에 이론적인 지도를 제공할 수 있다.

Polyvinyl alcohol film; wet-laid; film drying mechanism