Cadotte의 FilmTec 분리막은 두 액체가 만나는 지점에서 염 차단 스킨을 성장시켰다

역삼투는 단일 소재 분리막, 즉 1959년 UCLA의 Loeb과 Sourirajan이 만들고 1960년 특허를 받은 일체형 스킨 비대칭 셀룰로스 아세테이트 분리막과 함께 실용화되었다. 하나의 고분자가 염을 배제하고 물을 통과시키는 두 가지 역할을 모두 해내야 했기 때문에, 배제율을 높이면 투과 유량이 희생되었고 투과 유량을 높이면 배제율이 희생되었다. North Star Research & Development Institute에서 일하던 John Cadotte는 1970년에 특허를 받은 초박형 고분자 필름 적층체를 만들어 왔으며, 1975년과 1977년에 자신의 역삼투 분리막 특허를 출원했다.

1972년 Cadotte는 최초의 계면 중합 폴리아미드 박막 복합 분리막을 개발했다. 그 제조법은 1979년 2월 22일에 출원되어 1981년 7월 7일에 US Patent 4,277,344로 등록되었고 FilmTec Corporation에 양도된 출원서에 나온다. 즉, 다공성 지지체를 페닐렌디아민과 같은 폴리아민의 수용액으로 코팅한 다음, 코팅된 지지체를 트리메소일 클로라이드와 같은 폴리아실 할라이드와 접촉시키는 것이다. 중합은 계면에서, 지지체 위에서 제자리에서 시작되며, 건조된 생성물은 지지체에 적층된 가교 방향족 폴리아미드인 복합체이다.

반응물은 서로 섞이지 않는 액체에 담겨 있으므로 오직 하나의 평면에서만 만난다. 필름은 그곳에서 형성되고 곧 성장을 멈추는데, 이는 필름이 수용성 디아민과 유기산 클로라이드를 분리하기 때문이다. 선택층은 초박형으로 유지되는 반면 아래의 지지체가 압력을 받는다. 삼관능 이상의 아실 할라이드를 사용하면 폴리아미드가 가교되며, 특허는 이것이 선형 고분자보다 더 낮은 신장률과 더 낮은 용해도를 준다고 보여 준다. 즉 운전과 세척을 견디는 치밀한 스킨이다. 특허는 또한 염소화제로 개선할 수 있는 우수한 내염소성을 기록하고 있다.

그 구조가 승리했다. 오늘날 역삼투 및 나노여과 분리막의 대다수는 폴리아미드 박막 복합체이며, North Star에서 출발한 회사인 FilmTec은 현재 DuPont의 일부이다. 1981년 특허는 문서로 남은 계보, 즉 North Star의 1970년 초박형 필름 적층체와 Cadotte의 1975년 및 1977년 역삼투 분리막의 끝에 자리한다. 그리고 그 청구항은 선택층을 시트로 부어 만들거나 캐스팅하거나 압출한 것이 아니라 두 액체가 접촉하는 곳에서 만들어진 소재로 기술한다.

두 액체가 만나는 곳에서 선택적 스킨을 성장시킨다

단일 소재 분리막은 물 투과 유량과 염 배제율을 맞바꿔야 하지만, 복합체는 각각의 역할을 서로 다른 소재에 맡긴다.

계면 중합은 스스로 한계를 정한다. 형성된 필름이 반응물을 분리하므로 선택층은 두꺼워져 느려지지 않고 초박형으로 유지된다.

삼관능 이상의 아실 할라이드는 폴리아미드를 가교시키며, 특허는 이것이 선형 유사체보다 더 낮은 신장률과 더 낮은 용해도를 준다고 보여 준다.

다공성 지지체가 기계적 하중을 지므로, 화학은 섬세하고 값비쌀 수 있는 반면 기재는 값싸고 강하게 유지된다.

내염소성은 분리막이 실제 세척 조건을 견디는지를 결정하며, 특허는 염소화제로 이를 개선하는 것을 포함한다.

하나의 소재에 두 가지 역할을 요구하지 마라. 선택적 화학을 흐름을 저항할 만큼 두껍지 않은 층에 두고, 더 두꺼운 층이 압력을 받게 하라. 그리고 그 얇은 층을 그 자리에서 만들어라.

계면 중합으로 만든 폴리아미드 박막 복합체는 역삼투 및 나노여과의 기준 구조가 되었고, FilmTec Corporation은 현재 DuPont의 일부이다. 동일한 반응, 즉 수용성 디아민과 유기산 클로라이드가 계면에서만 중합하는 반응은 여전히 선택층을 형성하는 표준 방법이며, 이후 나노여과, 내용매성 분리막, 그리고 나노입자 주위에 구축된 층으로까지 확장되었다. 담수화 분리막 소재에 관한 리뷰들은 상업적 계보를 이 복합체로 거슬러 올라간다.