DK165224B - Fremgangsmaade til fremstilling af en semipermeabel fluoreret polymermembran til gasseparation, semipermeabel polymermembran fremstillet ved denne fremgangsmaade, og anvendelse af en saadan polymermembran til gasseparation - Google Patents
Fremgangsmaade til fremstilling af en semipermeabel fluoreret polymermembran til gasseparation, semipermeabel polymermembran fremstillet ved denne fremgangsmaade, og anvendelse af en saadan polymermembran til gasseparation Download PDFInfo
- Publication number
- DK165224B DK165224B DK595486A DK595486A DK165224B DK 165224 B DK165224 B DK 165224B DK 595486 A DK595486 A DK 595486A DK 595486 A DK595486 A DK 595486A DK 165224 B DK165224 B DK 165224B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- membrane
- polymer
- process according
- fluorine
- gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 title claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 15
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 101
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 81
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 32
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 8
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 4
- 125000004209 (C1-C8) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910001872 inorganic gas Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- 125000004178 (C1-C4) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003161 (C1-C6) alkylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000005677 ethinylene group Chemical class [*:2]C#C[*:1] 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 125000004400 (C1-C12) alkyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 23
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 11
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- 238000005211 surface analysis Methods 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 5
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NONFLFDSOSZQHR-UHFFFAOYSA-N 3-(trimethylsilyl)propionic acid Chemical compound C[Si](C)(C)CCC(O)=O NONFLFDSOSZQHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 description 2
- 229910004537 TaCl5 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 150000007516 brønsted-lowry acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I tantalum(v) chloride Chemical compound Cl[Ta](Cl)(Cl)(Cl)Cl OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 2
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 101100021265 Caenorhabditis elegans lin-5 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920013683 Celanese Polymers 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101000906633 Homo sapiens Chloride channel protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000620620 Homo sapiens Placental protein 13-like Proteins 0.000 description 1
- 229910015221 MoCl5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019804 NbCl5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100022336 Placental protein 13-like Human genes 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100311304 Streptomyces griseus strO gene Proteins 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001614 effect on membrane Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012025 fluorinating agent Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I molybdenum pentachloride Chemical compound Cl[Mo](Cl)(Cl)(Cl)Cl GICWIDZXWJGTCI-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229920006120 non-fluorinated polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I pentachloroniobium Chemical compound Cl[Nb](Cl)(Cl)(Cl)Cl YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- UDYJJCZCPMQSQG-UHFFFAOYSA-N trimethyl(prop-1-enyl)silane Chemical group CC=C[Si](C)(C)C UDYJJCZCPMQSQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWMFRHBXRUITQE-UHFFFAOYSA-N trimethylsilylacetylene Chemical group C[Si](C)(C)C#C CWMFRHBXRUITQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/44—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of groups B01D71/26-B01D71/42
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/18—Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
- C08F8/20—Halogenation
- C08F8/22—Halogenation by reaction with free halogens
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
- Y10T428/31645—Next to addition polymer from unsaturated monomers
- Y10T428/31649—Ester, halide or nitrile of addition polymer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
DK 165224B
Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en semipermeabel fluoreret polymermembran til gasseparation og en semipermeabel polymermembran fremstillet ved denne fremgangsmåde, samt an-5 vendelse af en sådan polymermembran til gasseparation.
En oversigt over fremkommet teknologi med anvendelse af membraner til separation af sure gasser, såsom C02, H2S og S02 fra gasstrømme er beskrevet af S. Kul-karni, et al. i en artikel med titlen "Membrane Separa-10 tion Processes for Acid Gases", AIChE Symposium Series (1983). Både i dag tilgængelige og mulige polymermembraner til separation af C02 fra naturgas er beskrevet. Gennemtrængelighedsegenskaberne for forskellige typer membraner, såsom membraner fremstillet af asymmetriske 15 celluloseestere, multikomponent-polysulfon/siliconegum-mi, ultratyndt polyetherimid og ultratyndt siliconegum-mi/polycarbonat, blev beregnet for C02/CH4-gasblan-dinger.
I US patentskrift nr. 4.486.202 beskrives gasse-20 parat ionsmembraner, der udviser forbedret gasseparationsselektivitet. En preformet, asymmetrisk gasseparationsmembran med selektiv gennemtrængelighed for mindst en gas i en gasblanding i forhold til en eller flere af de resterende gasser i gasblandingen, bringes i kontakt 25 med en Lewissyre på en eller begge sider. Dette medfører forbedrede separationsfaktorer for de gasser, der trænger igennem. I dette patentskrift beskrives der også en fremgangsmåde til fremstilling af forbedrede, asymmetriske membraner i flad filmform eller hulfiberform med 30 forbedrede gasseparationsegenskaber ved behandling med en flygtig Lewissyre.
I US patentskrift nr. 4.472.175 beskrives gasseparationsmembraner, der udviser forbedret gasseparationsselektivitet. Ifølge dette patentskrift bringes en 35 asymmetrisk gasseparationsmembran med selektiv gennem-trængelighed for mindst en gas i en gasblanding i for-
DK 165224B
2 hold til en eller flere af de resterende gasser i gasblandingen, i kontakt med en Brønsted-Lowrysyre på en eller begge sider. Dette medfører forbedrede separationsfaktorer for de gasser, der trænger igennem. Des- 5 uden beskrives der i dette patentskrift en fremgangsmåde til fremstilling af forbedrede, asymmetriske membraner i flad filmform eller hulfiberform med forbedrede gasseparationsegenskaber ved behandling med en Brønsted-Lowrysyre.
10 I GB patentansøgning nr. 2135319A beskrives en membran med forbedret permeabilitet, for flere forskellige gasser. Membranen er fremstillet ud fra en polymer med repeterenheder med formlen 15 C«3 —EC = cf-
ch3 - SI - CH3 R
20 hvori R er en alkylgruppe med 1-12 carbonatomer. Polymeren opløses i et eller flere opløsningsmidler, såsom alifatiske carbonhydrider, til dannelse af en polymeropløsning, som støbes til dannelse af en film. Membra- 25 nerne kan fremstilles i en vilkårlig form, såsom flad filmform, rørform og hulfiberform, og om nødvendigt understøttes af et eller flere støttelag til dannelse af kompositmaterialer.
I US patentskrift nr. 4.020.223 beskrives en 30 fremgangsmåde til modifikation af overfladerne af syntetiske harpikser, valgt blandt polyolefiner og polyacry-lonitriler, ved behandling med en fluorholdig gas. De fluorerede harpiksfibre udviser gode smudsfrigivelses-og vandadsorptions- eller fugttransportegenskaber.
35 JP-A-60 232 205 beskriver behandlingen af semi permeable membraner, såsom membraner fremstillet af
DK 165224B
3 l-methyl-2~trimethylsilylacetylenpolymer, med en lavtemperaturplasma af uorganisk gas.
Den foreliggende opfindelse angår nærmere angivet en fremgangsmåde til fremstilling af en semipermeabel 5 polymermembran med forbedret selektivitet til anvendelse ved separation af en tilført gasblandings komponenter, ved hvilken man støber en polymer dannet ud fra en l-al-kyl-2-silyl-substitueret acetylenmonomer i membranform og behandler membranen med en uorganisk gas, hvilken 10 fremgangsmåde er ejendommelig ved, at polymeren har den almene strukturformel:
—*c = cft-I
15 *2 - Si - *3 r4 hvor R-l er en lineær eller forgrenet C^-C^-alkylgruppe, 20 R2 og Rg er uafhængigt lineære eller forgrenede C^-Cg-alkylgrupper, R4 er en lineær eller forgrenet C-L-C-j^-al-kyl- eller en arylgruppe, X er en Cj-Cg-alkylengruppe eller CH2 —— CH2, m er mindst 100, og n er 0 eller 1, og at man behandler membranen med elementært fluor 25 i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til at modificere membranen således, at dens o2/N2-selektivitetsforhold øges med mindst 50% af membranens o2/N2-selektivitets~ forhold inden behandlingen.
Der kan benyttes forskellige hensigtsmæssige ud-30 førelsesformer for fremgangsmåden ifølge opfindelsen som angivet i krav 2-13.
Den foreliggende opfindelse angår også en behandlet, semipermeabel polymermembran med forbedret selektivitet til anvendelse ved separation af en tilført gas-35 strøms komponenter, hvilken membran er ejendommelig ved, at den omfatter en polymer, der er støbt i membranform og har den almene strukturformel:
DK 165224B
4
Ri i -fc *= <%- (X)p 5 I ' »2 - Si - R3 r4 hvori R^ er en lineær eller forgrenet C-pC^-alkylgruppe, 10 R2 og R3 er uafhængigt lineære eller forgrenede C1-C6-alkylgrupper, R4 er en lineær eller forgrenet 0·]_-(312-alkyl- eller en arylgruppe, X er en C1-C3-alkylengruppe eller CH2 —— CH2, m er mindst 100, og n 15 er 0 eller 1, hvorhos membranen er fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen og som følge af behandlingen med elementært fluor har et 02/N2-selektivitetsfor-hold, der er øget med mindst 50% af membranens 02/N2-selektivitetsforhold inden denne behandling.
20 Den foreliggende behandlede, dvs. fluorerede, po lymermembran udviser gode gaspermeabilitetsegenskaber med en betydelig forøgelse i gasselektiviteten i forhold til den ikke-fluorerede polymer. Membranens forøgede selektivitet opnås for mange forskellige gasstrømme, som 25 indeholder mindst to komponenter med forskellige permea-bilitetshastigheder gennem membranen.
Den foreliggende opfindelse angår også anvendelse af en polymermembran ifølge opfindelsen ved separation af en tilført gasblanding, der indeholder mindst 30 to komponenter.
Den behandlede semipermeable polymermembran ifølge opfindelsen· udviser både god permeabilitet og høj selektivitet for mange forskellige gasblandinger. Membranen omfatter en polymermembran, som er blevet be-35 handlet med en reaktiv fluorkilde til dannelse af en ul-tratynd, selektiv overflade.
5
DK 165224 B
Basispolymeren kan fremstilles ved enhver polymerisationsmetode, som kan anvendes til fremstilling af denne type polymer, f.eks. ved polymerisation af monomerenheder i et organisk opløsningsmiddel ved anvendelse 5 af en passende katalysator, såsom TaCl5, MoClg, NbCl5, osv. Skønt polymeren kan have mange forskellige molekylvægte, idet m dog skal være mindst 100, foretrækkes det af hensyn til håndtering og syntese, at m er mindre end 50.000. Efter polymeren er fremstillet, støbes den til 10 membranform. Membranformen kan være en vilkårlig konventionel type membran, såsom flad folie, hule fibre eller spiralvundne flade folier. Foruden selvbærende lag, kan polymeren støbes på en passende bærer til dannelse af en kompositstruktur.
15 Den ubehandlede polymermembran har i almindelig hed høje permeabilitetsværdier for mange forskellige gasser, men den udviser typisk relativ dårlig gasselektivitet og er derfor uegnet til mange gasseparationsprocesser. Til forøgelse af selektiviteten fluoreres 20 polymeren, efter den er støbt til membranform, ved at den bringes i kontakt med elementært fluor. En sådan fluoreringsmetode omfatter, at membranen bringes i kontakt med en gasstrøm indeholdende mellem 0,01% og 25% fluorgas i et tidsrum på mellem 10 sekunder og 24 timer.
25 Foretrukne fluoreringsmetoder omfatter en kontakttid på mellem 0,5 og 120 minutter med en gasstrøm med en fluorkoncentration på mellem 0,1 dg 2% fluorgas. I alle tilfælde skal fluoreringen være tilstrækkelig til at forøge membranens Oj/^-selektivitetsforhold ved stuetemperatur 30 med mindst 50%. En lang række forskellige fluorholdige gasstrømme kan anvendes til fluorering af filmen, såsom f2/o2, f2/n2, f2/ci2, f2/o2/n2, f2/ci2/n2, f2/so2/n2, F2/S03/N2, F2/S02C12/N2 og F2/S02C1/N2 osv. Hvis der skal anvendes en høj fluorkoncentration, dvs. 10-25%, 35 under fluoreringstrinnet, skal fluorkoncentrationen øges langsomt i små trin til undgåelse af, at man brænder
DK 165224B
6 membranen. Foruden den ovenfor beskrevne gasfasefluore-ring, kan andre fluoreringsmetoder anvendes. F.eks. kan en væske indeholdende fluoreringsmidler forflygtiges til en reaktiv gasatmosfære, eller membranen kan dækkes med 5 eller dyppes i en fortyndet opløsning af et fluorholdigt middel, hvorefter midlet forflygtiges til gasfase. Skønt begge polymermembranens sider kan udsættes for fluorbehandlingen, foretrækkes det, at kun den ene af membranens overflader behandles, hvorved der dannes en ultra-10 tynd, selektiv overflade på den ene side af membranen, mens resten af membranen består af den i høj grad permeable polymerstruktur.
Interaktionen mellem den siliciumholdige polymer og den reaktive atmosfære kan udføres ved stuetemperatur 15 og under atmosfæretryk.
Den fluorerede membran udviser stærkt forøget permeabilitetsselektivitet for forskellige gasblandinger, hvilket gør den nyttig til mange forskellige gasseparationsprocesser. En gasstrøm indeholdende to eller 20 flere komponenter bringes i kontakt med membranen, og permeatstrømmen fra membranen analyseres og måles til bestemmelse af permeabilitetskoefficienten (P) for de forskellige gaskomponenter. Permeabilitetskoefficienten kan måles ved hjælp af det følgende udtryk: 25 P = 4--4.-4-. X. 10+1° 1 A 1 p hvor: J er flux.
A er areal 30 L er tykkelse P er tryk
Dette udtryk kan hensigtsmæssigt angives i måleenheder kaldt Barrers..Udtrykket for Barrers er: - 7
DK 165224 B
— , N£EL JL cm 1 P 1 sek. · ct2 · 1 - ΪΜΪΪξ) . 10+10
Desuden måles permeansen (P/L), som defineret af 5 Henis og Tripodi i deres skrift om resistensmodeller, J.
Memb. Sci. 8, 223 (1981), for kompositstrukturen også, idet der tages hensyn til det ultratynde overfladelags areal. Ved sammenligning af permeabilitets- og/eller permeansværdierne for forskellige gaskomponenter, kan et 10 selektivitetsforhold (a) for forskellige gasblandinger beregnes. Man fandt, at den behandlede membranstruktur ifølge den foreliggende opfindelse øgede selektivitetsforholdene for mange forskellige gasblandinger væsentligt. Eksempler på sådanne gasblandinger omfatter: 15 He/CH4, He/N2, H2/CH4, H2/CO, H2/N2, 02/N2 og C02/CH4.
Skønt selektivitetsforholdene for de ovennævnte gasblandinger udviste en signifikant forøgelse, forventes det, at mange andre gasblandinger, både binære blandinger og flerkomponentblandinger, også vil udvise forøgede 20 selektivitetsforhold.
Eksperimenter:
Fremstilling af polytrimethylsilylpropyn (PTMSP) 100 g toluen blandedes med TaCl5-katalysator og 25 omrørtes i ca. 5 minutter, indtil det opløstes til dannelse af en klar gul opløsning. Ca. 25 g trimethylsilyl-propynmonomer (TMSP-monomer) tilsattes, og opløsningen blev øjeblikkelig mørkebrun. Inden for to timer var der en bemærkelsesværdig forøgelse af opløsningens viskosi-30 tet. Efter 24 timer blev reaktionsblandingen chokkølet i methanol, vasket med ca. 1.000 ml methanol og dernæst tørret til opnåelse af en PTMSP-polymer.
Den fremstillede polymer, polytrimethylsilylpropyn '(PTMSP) har strukturen:
DK 165224B
8 ch3 ~{c = Ctqt K3C - Si - ch3
5 I
CHt w hvori m er mindst 100.
Ved at variere forholdet mellem monomeren (TMPS·) og 10 katalysatoren (TaClg) var det muligt at kontrollere polymerens molekylvægt. Udbytterne og Brookfieldviskosite-terne for 1,7%'s toluenopløsninger af nogle af polymererne, fremstillet ved den ovennævnte fremgangsmåde, er angivet i tabel 1 nedenfor: 15 TABEL 1
Fysiske egenskaber for PTMSP
_Forsøg nummer_ 20 _1_ _2_ _3_ 4 M/C(1) 25/1 100/1 100/1 200/1
Udbytte (%) 100% 100% 100% 87%
Brookfield-viskositet^) 164 248 250 346 (0,164) (0,248) (0,250) (0,346) 25 _ (1) M = Monomer; TMSP MW = 112,19 C = Katalysator; TaCl5/ MW = 357 M/C = Molforhold mellem monomer og katalysator 30 (2) Brookfield viskositet i toluen 1,7% TS, i centi-poise (Pa*s).
Både PTMSP-membraner i flad folieform og PTMSP-35 membraner belagt på et porøst hulfiberunderlag fremstilledes ved opløsning af polymeren i toluen i et vægtfor- 9
DK 165224 B
hold på 1/40 til dannelse af en 2,5 vægt%'s opløsning.
En del af toluen-polymeropløsningen blev støbt på en ren, glat glasoverflade ved anvendelse af en 40 mil (1,0 mm) rakel og lufttørret under anvendelse af en tør ni-5 trogenstrøm. Polymerfilmen havde en totaltykkelse i området fra ca. 25 til 30 ym. De flade foliemembraner blev fjernet fra den faste glasunderlag ved opblødning i vand. Filmene flød let af glasoverfladen. De flade foliemembraner blev monteret i en CSC-135 Permeation Cell 10 (fremstillet af Custom Scientific Corporation, Whippany, NJ) ved anvendelse af fremgangsmåden beskrevet i en artikel af S. A. Stern, et al. i Modern Plastics, oktober 1964.
Den samme toluen-polymeropløsning blev anvendt 15 til belægning af porøse Celgard-polypropylen-hulfibre under anvendelse af et Celgard-materiale med kvalitet nr. X-20, fremstillet af Celanese Chemical Corporation.
Disse Celgard-hulfibre blev dyppet i toluen-polymeropløsningen to gange for at sikre, at fibrens ydre over-20 flade var dækket fuldstændigt.
Adskillige af PTMSP-membranerne blev fluoreret i en chargevis gasfasereaktor med forskellige fluor/ni-trogenblandinger, mens de stadig var fasthæftet til glasunderlagene. Membranerne blev anbragt i reaktoren, 25 og gasrummet blev skyllet i 4 timer med nitrogen til fjernelse af den atmosfæriske luft. Gasser med forudbestemte F2/N2-forhold ledtes dernæst gennem reaktorrummet i forudbestemte tidsrum.
Tre PTMSP-membraner blev fluoreret i et tidsrum 30 på fem minutter under anvendelse af forskellige fluor-gaskoncentrationer. En undersøgelse af PTMSP-membraner-nes overfladesammensætning før og efter fluorering viser en drastisk ændring i membranens overflade. De tre fluo-rerede membraners overfladesammensætninger og en ikke-35 fluoreret PTMSP-membrans overfladesammensætning blev analyseret, og resultaterne er vist i tabel 2 nedenfor.
DK 165224 B
10 TABEL 2
MEMBRAN
Kontrol 1 2 3
Fluoreringsbehandlinq 5
Nitrogen (cm3/min) 100 99,5 99,0 96,0
Fluor (cmVmin) 0 0,5 1,0 4,0
Element, 10 indhold af atomer i %
Carbon 86,0 49,0 49,2 49,1
Silicium 14,0 2,4 2,6 2,1
Fluor — 27,4 27,0 30,2 15 Oxygen — 21,0 21,1 18,2
Overfladeanalysen angivet i tabel 2 viser et væsentligt fald i både carbon- og siliciumindholdene på de fluorerede membraners overflader. Det postuleres, at re-20 duktionen af siliciumindholdet på de fluorerede membraners overflader skyldes dannelsen af flygtige siliciumforbindelser, såsom SiF4, som fjernes fra polymerkæden til opnåelse af en forbedret membranselektivitet.
Adskillige andre PRMSP-membraner blev fremstillet 25 og fluoreret i en chargevis gasfasereaktor i overensstemmelse med de ovenfor beskrevne fremgangsmåder. Behandlingsgasstrømmens fluorindhold lå i området fra 0,1 til 0,5% F2 med en total F2-mængde i området fra 0,5 til 60 cm3. Kontakttiderne for kontakt mellem membranen og 30 behandlingsgassen varierede fra 1-60 min.
De fluorerede PTMSP-membraner blev udtaget fra reaktoren og dernæst fjernet fra glasunderlaget ved en vandkileteknik. Membranernes totale tykkelse blev målt, hvorefter de blev monteret i CSC-135 permeationsceller 35 til gaspermeabi.litets- og -selektivitetsundersøgelser.
Gaspermeabilitets- og -selektivitetsundersøgelser under anvendelse af PTMSP-m.embranerne, behandlet ved 11
DK 165224 B
forskellige fluorkoncentrationer og kontakttider, udførtes, og resultaterne er angivet i eksemplerne i det følgende. Disse eksempler er kun tiltænkt at belyse den foreliggende opfindelse nærmere og ikke at være begræn-5 sende.
Eksempel 1
To ikke-fluorerede og ni fluorerede prøver af PTMSP-polymermembraner i flad form blev monteret i sepa-10 rate CSC-permeationsceller, således at gasblandinger under tryk kunne ledes hen over membranoverfladen, og per-meatstrømmen kunne måles på membranens permeatside ved hjælp af en volumetrisk strømningsmålingsanordning.
De fluorerede prøver, adskilte sig fra hinanden 15 ved at være fluorerede ved forskellige fluorkoncentrationer og kontakttider. Permeabiliteten (P), permeansen (?/L) og selektiviteten (a) for forskellige gasser gennem membranerne er angivet i tabel 3 og 4 nedenfor.
DK 165224B
12 5 w u"> rv
«-» o n nS ff' S r- æ sD
•l ev c«e ·βο · c s *- 'θ' c o A Ml o O W) rv θ' νΟ· Λ π 0* © * Λ ** S »*w ν’ © © * »O cc © r> æ ^ — © ν © 4η — ~ · —) φ — Ο Φ ν 4ft· “ * *r ^* · γ«·~ Ζ β © ^ φ uft © ce m rv j yjO Λ*· ·Ν ift ^ * λ rt ·· ofsj © «· — rv © mm % Lftift so © %£ Ρ» od *o o ^ O O * * V O'ft "*Π NO NO K*“ Λ· ·—J Ό O O r* VV O * ift * ·* · O' * rv * *“* *** io S * r> tv © © © ©„ r·» εώ O'
J ^tDr-IN©fV O «*© ·<“-) ©O
rvfsi © <M — © · Γν · «» © — **> · © C Ch os »m © © · · ri ~- © tn m ©rv © — ©e co *— e · «—{ J N S O - ® r· 4Λ ri ^ · tM · O' · r* · «Ν
"r* rv © s© c © rt rg »Λ O' O
Q. © r* N o · © * ^ - © ·Γ-» ©O' W 0 J £> © — rv· rv · · rv© — rw u*> — n n — »v C rsj C1C · -N — ©— V © · *· M — — ΛΝ N · tg 9«—®©©** ® ^ wifti © *· rv* — · «ν· Λ o ^ S z r-T^ O n ®
Λ C i~. Oi c ·“ Ο» β« iftf - *©rv —I
XJ ““ * en ® rv v© · rv . — . © rv— .ψ ιΛ «Τ· © *ft 4ft *ft O· »· N« NV ·-« Nft O · rv ϊ£ rV o··. © © © CO »O· 4Λ ^ —ftl «i“ sfl O© J-: O #—J 4ft «“ © © Γ* θ'*— \ΰ *n rv PW 4ft · »ft· fv· © *71 M « - •-5 iU 3 ^
Is2 4J *^y 4ftv0 © rv tn O *r O m <v *· — ^ 25^1 ·ί —rv \C*- ©wft « © »rv -rv ©r* a> *r 4TSO{fcft©©*ft4ft — . rv . r* *ft ® © — ©— β«Λ · — o ®i .¾... oo ea c· -c s*ft λ n Λ—<
c-· 9*· —η o© —rv · rv· · o·'- U-X
H ~ -5 w CJ —* s -s u> . ^ ^ Ci 50 S « — © »— r·» r>-. n ee «»ns — ^ 1-1 1Λ» ift © 40 fft «— · rv . © Lft «.*5 ^ 5 #v /v G) rft o ιλ © rv — in .-.æ-vDr>rnr»©strO^ · ““! 20 £. —; .*... O Λ — r-θ'.— «ro— Lin 5' -r-li; ^ S N 5. β ·* — rv O bl — N C · · kft· r» — «C"3 — c c: c* —^ t© s *— rt. fcn^— asx'vmrv©^ OJ-< «,' v. . rv ·» — r*. © ©rv rj rv fv: © ift es «λ o — Γν 4Γ. © rv<— XS vD© v* s «* ©... v^fcftWrt·— .rv.rv*©^ ,, ^
- - - C S O —·»>£>«?© N · ^ · N N Λ — C
' '-^ J) ^ w © r-j? © O'w© rv C ^ iJ Q' m. ^^tvmr-fv'rO^kSrvrwrrrv C*^‘ *»2$ © — w*i »η · v*i · « *v m rv 4ft —► %o « ^ · g y ^ . fsi \£ ©““ ·— · ·»· Γν* ©v «.
— *λ — · © © — 4ft © © c· rv ^^^.p-rvr**ft ·ϊλ 25 C - § (V © O ‘_4 —> . — 4i-jU- ·*! r*v ρ— ιΛ 4ft rv rv m ·* „ <-r 4p*T»rvC*v^ ^ ^ © © ·* r^ w —' "i r- = ~ Ϊ2 “ • X w rv v*i © rv © T·, ¢- — w·- ·ν c rv *n S vj — *» - *v — “v *n rv ^ · — >9 — O -- rv *-« ·_ i_ u /*· ew* © © © © © — fTw* _, — — w-’ ♦·J -1.-) wv — w-s »— ·— o — — r; -i ΑΛ - ^ *"*" *J IfJ * · * * “ * * · · “ · “ · ^ — — *j
- SI *;·< XX XX XX A X XX xX *“ & Z> O
- — O Γ iN S 3 ~ — I w ΖΓ— # ϋ 1 r — — x.
"Ξ —.#>x —s ^ r« I c *» λ—.—-·-* ” *v ” — — , — 1 -v Cf rv Σ Ξ5 — — rv *ft « i C ? 'fij s s O = w ·«; w
DK 165224B
13 5 I»* • o cos — — ©> *-* e> o *λ - æ — c· © c* o ......
«η o c e .· © *·> e >λ «>» *«. © n. « © n.
—i tf n - C »P r tfl — r —· — r~- *? v *n — — r λ ν» „ • o ♦-* eo f* * rO* ''i Ctf om ·- e n e * ·- · © — <«n ........ 3 •Λ O O · «r .. ©OvD»N,ø— ,øox.©»nr* jj
—S tf V e O N <e«r ΛΝ C - (V «*»«» «V r* m r (P
10 £ I
*7 S o0 4 9 NO tf ^ fsi" N^ N·· tfff> — mø N M ON" · ·> tf . n · N · f ..... s 15 O C O - · «V · · —Ni OCC C tfS N,s C· — CO *-*
— tf N O C ·- ΙΛ *Λ tf C ff “* N ιΛ r r »· N C N »H O
^ # ·υ C C C3 w C. *-·
M 5 l*-J
^ o e — v ti rv © vs n* — © »v s O 1- 9·* O«—· »n c* · »ø V m N*. tn © · -ni .. r©^''tf>r*v(v»ør»5rc,*n ζ cv ·—©©© — «· c μ w. sc rv r*> —— rv c- £
J*< O
— o ~ m a> S >-s c> TC · ^ o « >»ΛΝ*βΝ« Sx. u JL3 i*'* IV— * *r · **«·*»*» w n; 7, Λ ©... - . tf- «Λ c«.*-* !->·— — f-» % N X l-t ;, W —i *Λ — © O «V <· — vmc—«mr—<v—r ^ q <r — S 3 j .5 ~ t α · C ιΛ pn N* ©N. ©— N.IV *>. O' 0 s ^ β tfCOtftf «· — .sø . ......... -» J-> <· ςι «=» .©... ,, r rv ro — rv isn o tf r — Cj 3 ;_J — C* — © — ΤΗ) —IV Ν«— IV W1 nr »V (V Νι0 >Μ —* d C u- W W ^ - t* Q ο ι θ'-· Λ ιΛ ν — «Ο ηβ Ntf ·*Μ) Ο·· ν η Οι ΐβΟΝι*ΐ/Ι Ν ΙΑ .e ·Ν - · .. · . · . * η * © · · · ·· r IN r η © «Λ g Ν η © ιΛΙχ W >*>»
r·* c» © © — <r»n —*νίΜ·“—«·νΌί**«*Ί*β -J
20 Ξ 2 £ © ·— w Π( —' * — © ©r ν. .λ tn er r s r*. βν ·τ^ ® <ν rv © t n t n *η η ν» ©— ..Ο······· χ - fS ©··· ·♦ -j es ·β «s λ« o« *Ζ Ζ — C Ο © n« tn>— ·«» er—«—♦** —© £ *« — & Ο 'Τ, — w
3 1 iS
— mOO©m©^t^tAMeOO — —* — β· Ο— un ιν in ιν · ..*»· .. · . η · ©» © — · * *. >(V©S »*n — tn— .©e « v Λιή »w p*n «-«c ^ V»
PV mJ
* rs »n ©· c © η. o Cil·' 53·^» © r; ^ © c O «" 25 Γ* - © C «V rv tn γν.
*- *r π ~ <5 • — in ø\ tr © <— un ro©©*'»- .. .
r* ....... —' —J
— ί~» — c — niivrr- Φ 3 ^
5 ^ > > Z
• w CSC c— aeeec© ·— ·-* w
.«..«.w ·>- »n*— i.*i— *n— «η— «η— »n ^ tJ
s 3 _ : Vi Va ce Vs =r ©S o© T ^ Γ —1 SrviNz l 1 X X XX XX XX*rxx XX XX — *— ^ •Si. - 2 — V r«- s*v 333 r Λ ^ = = c u s * κ & X.
S —r—v — N U»“* W r— — N N
s — ^ ^ ; V v, «V 'v f« “u N. —, — — · — •n/N a ~ — s p«· n. '»vt iv %c 3 r« — <v m τ JU 3 |-f ^ U<-- >C = X = wWS — —
DK 165224B
14
Resultaterne angivet i tabel 3 og 4 ovenfor for gaspermeabilitets- og -selektivitetstestene, viser en væsentlig forøgelse i de fluorerede membraners membranselektivitet for alle syv testede gasblandinger. F.eks.
5 udviste PTMSP-membranens C^/^-selektivitetsforhold -en stigning på mere end to gange, når membranen var fluor-eret med 0,1% F2-gas i 5 minutter, og på mere end tre gange, når membranen var fluoreret med 0,1% F2 i 15 minutter. Den største selektivitetsforøgelse udvistes af 10 de PTMSP-membraner, som blev fluoreret med en 0,5%'s fluorgas i 60 minutter, skønt en væsentlig selektivitetsforøgelse observeredes selv ved de membraner, som kun blev fluoreret med 0,1% fluorgas. Tabel 3 viser også, at PTMSP-membranerne bevarede gode permeabilitets-15 egenskaber på trods af forøget selektivitet, når de blev fluoreret under de rette betingelser.
Eksempel 2
Fluoreringsmetoderne anvendt til behandling af de 20 polytrimethylsilylpropynpolymere blev også anvendt til behandling af siliconegummi og poly-2-nonynpolymere.
Siliconegummi, der. er en tværbundet polymer med den almene strukturformel: CK3 25 1 -[Si-Ofr ch3 har, når den formes til en membran, vist sig at være 30 meget permeabel for mange gasser, idet den dog udviser relativt lave selektiviteter. En membran med en tykkelse på 5 mil (0,13 mm) af en kommerciel siliconegummi (MEM-100, nr. B-163, fremstillet af General Electric Company) blev fluoreret med en gasstrøm indeholdende 35 0,5% F2-gas i 45 minutter. Permeabiliteterne og selekti- 15
DK 165224 B
viteterne for forskellige gasser blev testet for både den fluorerede membran og en ikke-fluoreret membran. Ga-spermeabilitetsværdier og overfladeanalysedata for de fluorerede og ikke-fluorerede membraner er angivet i ta-5 bel 5 nedenfor.
TABEL 5
Siliconegummimembraner 10 P Ikke-fluoreret Fluoreret Λ
Helium 300 291
Oxygen 500 462 15 Nitrogen 250 183
Methan 800 523
Overfladeanalyse ved ESCA
20 %C ' 50,8 53,4 %0 27,3 19,4 %Si 21,9 0,6 %F — 26,4 25 De ovenstående permeabilitetskoefficienter og overfladeanalysedata viser, at siliconegummimembranen fluoreres, men at overfladefluoreringen ikke havde en væsentlig virkning på membranens permeabilitet eller selektivitet for de testede gasser. Desuden eroderedes den 30 fluorerede membran med tiden, hvilket gør denne polymer uegnet til overfladefluorering.
En prøve af poly-2-nonyn polymeriseredes ved anvendelse af et blandet MoCl5/P(Ph)4-katalysatorsystem.
Den resulterende polymer med den almene strukturformel: 16
DK 165224B
ch3 -{C * cv 5 C6H13 formedes til en tæt membran og behandledes med en F2/N2“9ass^røm indeholdende 0,5% F2-gas i 15 minutter. Fluorerede og ikke-fluorerede membranprøver testedes for 10 permeabilitet og selektivitet for forskellige gasser, og en overfladeanalyse udførtes på begge prøver. Resultaterne af testene og analyserne er angivet i tabel 6 nedenfor.
15 TABEL 6
Poly-2-nonynmembraner ~P Ikke-fluoreret Fluoreret 20
Oxygen 54,1 52,0
Nitrogen 17,9 21,8
Helium 70,3 62,0 25 α 02/N2 3,0 2,4
He/N2 3,9 2,8
He/02 1,3 1,2
30 Overfladeanalyse ved ESCA
%C 94,5 43,7 %0 5,0 6,2 %F 49,8
Poly-2-nonynmembranen havde en i høj grad fluoreret overflade, når den var behandlet med en reaktiv 35
DK 165224B
17 ? P2/n2-binding, men den udviste ingen væsentlig ændring i hverken permeabilitetskoefficient eller selektivitet for de testede gasser.
Resultaterne af de foregående eksempler viser 5 vigtigheden af både basispolymerstrukturen og fluore-ringstrinnet ved fremstilling af en membran med både høj permeabilitet og høj selektivitet for et bredt udsnit af gasblandinger.
Claims (15)
1. Fremgangsmåde til fremstilling af en semipermeabel polymermembran med forbedret selektivitet til anvendelse ved separation af en tilført gasblandings komponenter, ved hvilken man støber en polymer dannet ud 5 fra en l-alkyl-2-silyl-substitueret acetylenmonomer i membranform og behandler membranen med en uorganisk gas, kendetegnet ved, at polymeren har den almene strukturformel: 10 *i —EC = cfc- l <X)n “ Si - R3 i. hvor er en lineær eller forgrenet Cj-C^-alkylgruppe, R2 og R3 er uafhængigt lineære eller forgrenede Cj-Cg- 20 alkylgrupper, R4 er en lineær eller forgrenet C1-C12-a1- kyl- eller en arylgruppe, X er en C±-C3-alkylengruppe eller CH2-—CH2, m er mindst 100, og n er 0 eller 1, og at man behandler membranen med elementært fluor ' i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til at modificere 25 membranen således, at dens 02/N2-selektivitetsforhold øges med mindst 50% af membranens 02/N2-selektivitets-forhold inden behandlingen.
2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendetegnet ved, at fluoret tilføres ved hjælp af en 30 gasstrøm, der indeholder mellem 0,01 og 25% fluorgas.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at gasstrømmen indeholder 0,1-2% fluorgas.
4. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af kravene 1-3, kendetegnet ved, at membranen behandles 35 med fluoret i fra 10 sekunder til 24 timer. DK 165224B •19
5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegne t ved, at membranen behandles med fluoret i fra 0,5-120 minutter.
6. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af de fore- 5 gående krav, kendetegnet ved, at , R2 og Rj i den almene strukturformel er CH3-grupper, R4 er en lineær eller forgrenet c1-C12-alkylgruppe, og n = 0.
7. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af de fore- 10 gående krav, kendetegnet ved, at polymeren har den følgende strukturformel: ch3 ,5 —fi-citr· H3C - Si - CH3 ch3 20 hvori m er mindst 100.
8. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af de foregående krav, kendetegnet ved, at membranen behandles med fluoret under omgivelsernes betingelser med hensyn til temperatur og tryk.
9. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af de foregående krav, kendetegnet ved, at polymeren støbes i form af en asymmetrisk membran med et tyndt tæt lag over et porøst lag.
10 Rj —EC = C^j- <X)n R2 - Si - R3
15 I R4 hvori R-l er en lineær eller forgrenet C^-C^-alkylgruppe, R2 og R3 er uafhængigt lineære eller forgrenede C^-Cg-20 alkylgrupper, R4 er en lineær eller forgrenet C-L-C^-al- kyl- eller en arylgruppe, X er en C^-Cg-alkylengruppe eller CH2 - ch2 . m er mindst 100, og n er 0 eller hvorhos membranen er fremstillet ved fremgangsmåden i-25 følge et vilkårligt af kravene 1-13, og som følge af behandlingen med elementært fluor har et 02/N2-selekti-vitetsforhold, der er øget med mindst 50% af membranens C^/^-selektivitetsforhold inden denne behandling.
10. Fremgangsmåde ifølge et vilkårligt af de fo-30 regående krav, kendetegnet ved, at polymeren før behandlingen med elementært fluor først påføres som overtræk på overfladen af et porøst substrat.
11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet ved, at det porøse substrat er i form af en 35 flad folie eller plade eller en hul fiber.
12. Fremgangsmåde ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at det porøse substrat er en polyolefin. DK 165224B
13. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet ved, at polyolefinen er polyethylen eller polypropylen.
14. Behandlet, semipermeabel polymermembran med 5 forbedret selektivitet til anvendelse ved separation af en tilført gasblandings komponenter, kendetegnet ved, at den omfatter en polymer, der er støbt i membranform og har den almene strukturformel:
15. Anvendelse af en polymermembran ifølge krav 30 14 ved separation af en tilført gasblanding, der inde holder mindst to komponenter.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US80878485 | 1985-12-13 | ||
US06/808,784 US4657564A (en) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Fluorinated polymeric membranes for gas separation processes |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK595486D0 DK595486D0 (da) | 1986-12-11 |
DK595486A DK595486A (da) | 1987-06-14 |
DK165224B true DK165224B (da) | 1992-10-26 |
DK165224C DK165224C (da) | 1993-03-22 |
Family
ID=25199735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK595486A DK165224C (da) | 1985-12-13 | 1986-12-11 | Fremgangsmaade til fremstilling af en semipermeabel fluoreret polymermembran til gasseparation, semipermeabel polymermembran fremstillet ved denne fremgangsmaade, og anvendelse af en saadan polymermembran til gasseparation |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4657564A (da) |
EP (1) | EP0226141B1 (da) |
JP (1) | JPS62155919A (da) |
KR (1) | KR910005718B1 (da) |
AU (1) | AU566481B2 (da) |
BR (1) | BR8606064A (da) |
CA (1) | CA1320804C (da) |
DE (1) | DE3678402D1 (da) |
DK (1) | DK165224C (da) |
ES (1) | ES2021271B3 (da) |
FI (1) | FI86198C (da) |
IL (1) | IL80909A (da) |
MX (1) | MX163338A (da) |
NO (1) | NO167498C (da) |
ZA (1) | ZA869327B (da) |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4874401A (en) * | 1987-11-20 | 1989-10-17 | The Dow Chemical Company | Gas separation membranes from bisphenol AF polycarbonates and polyestercarbonates |
US5045357A (en) * | 1987-12-09 | 1991-09-03 | Mitsubishi Rayon Company, Ltd. | Process for preparing a membranous gas separator |
US4808679A (en) * | 1988-01-19 | 1989-02-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for controlling the molecular weight of poly(trialkylsilylpropyne) polymers |
US4835229A (en) * | 1988-04-29 | 1989-05-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Catalyst and process for the preparation of tri-substituted silylalkynes |
US4859215A (en) * | 1988-05-02 | 1989-08-22 | Air Products And Chemicals, Inc. | Polymeric membrane for gas separation |
US4902763A (en) * | 1988-05-27 | 1990-02-20 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for the polymerization tri-substituted silylalkynes |
US5073175A (en) * | 1988-08-09 | 1991-12-17 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorooxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them |
US4952220A (en) * | 1989-04-11 | 1990-08-28 | Air Products And Chemicals, Inc. | Membranes formed from unsaturated polyimides |
JP2855668B2 (ja) * | 1989-07-05 | 1999-02-10 | 三菱化学株式会社 | ポリイミド分離膜 |
US5013338A (en) * | 1989-09-01 | 1991-05-07 | Air Products And Chemicals, Inc. | Plasma-assisted polymerization of monomers onto polymers and gas separation membranes produced thereby |
US4931182A (en) * | 1989-11-08 | 1990-06-05 | Air Products And Chemicals, Inc. | Membranes formed from unsaturated polyimides |
US4968470A (en) * | 1989-11-15 | 1990-11-06 | Air Products And Chemicals, Inc. | Asymmetric permselective polyacetylene membranes and process for the formation thereof |
US5006132A (en) * | 1990-06-12 | 1991-04-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Membrane processed purified pipeline gas |
US5061298A (en) * | 1990-06-13 | 1991-10-29 | Air Products And Chemicals, Inc. | Gas separating membranes formed from blends of polyimide polymers |
US5042993A (en) * | 1990-07-24 | 1991-08-27 | Air Products And Chemicals, Inc. | Gas separating membranes from polyimide polymers |
US5096586A (en) * | 1990-08-28 | 1992-03-17 | Regents Of The University Of California | Membranes having selective permeability |
US5045093A (en) * | 1990-10-16 | 1991-09-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Gas separating membranes from polyimide polymers and a process for using the same |
WO1994009886A1 (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-11 | Membrane Technology And Research, Inc. | Gas-separation process |
US5501722A (en) * | 1992-11-04 | 1996-03-26 | Membrane Technology And Research, Inc. | Natural gas treatment process using PTMSP membrane |
US5494989A (en) * | 1994-05-24 | 1996-02-27 | Bend Research, Inc. | Acetylenic copolymers and membranes thereof |
CN1059844C (zh) * | 1996-01-10 | 2000-12-27 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 取代聚乙炔气体分离膜的表面氯化-胺化改性方法 |
US5688307A (en) * | 1996-02-29 | 1997-11-18 | Membrane Technology And Research, Inc. | Separation of low-boiling gases using super-glassy membranes |
US5707423A (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-13 | Membrane Technology And Research, Inc. | Substituted polyacetylene separation membrane |
US20050158609A1 (en) * | 2004-01-16 | 2005-07-21 | Gennadi Finkelshtain | Hydride-based fuel cell designed for the elimination of hydrogen formed therein |
US20050260481A1 (en) * | 2004-05-20 | 2005-11-24 | Gennadi Finkelshtain | Disposable fuel cell with and without cartridge and method of making and using the fuel cell and cartridge |
US20060057435A1 (en) * | 2004-09-15 | 2006-03-16 | Medis Technologies Ltd | Method and apparatus for preventing fuel decomposition in a direct liquid fuel cell |
US8153726B2 (en) | 2005-09-30 | 2012-04-10 | The Lagado Corporation | Highly oxygen permeable rigid contact lenses from polyacetylenes |
US8088196B2 (en) * | 2007-01-23 | 2012-01-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Purification of carbon dioxide |
US8241549B2 (en) * | 2008-08-07 | 2012-08-14 | Frankel Thomas E | Fluorinated elastomeric gas diffuser membrane |
RU2468856C1 (ru) * | 2011-06-17 | 2012-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ИнтерФтор" | Способ обработки поверхности полимерных мембранных материалов |
RU2467790C1 (ru) * | 2011-06-22 | 2012-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИнтерФтор" | Способ обработки поверхности полимерных мембранных материалов |
KR101704369B1 (ko) | 2013-12-16 | 2017-02-07 | 사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이. | 처리된 혼합 매트릭스 중합 멤브레인들 |
WO2015095034A1 (en) | 2013-12-16 | 2015-06-25 | Sabic Global Technologies B.V. | Uv and thermally treated polymeric membranes |
MX2014005222A (es) | 2014-04-30 | 2015-11-02 | Inst Mexicano Del Petróleo | Membranas para la separacion de gases preparadas de polimidas de alto peso molecular. |
KR101979690B1 (ko) | 2016-07-19 | 2019-05-17 | 한양대학교 산학협력단 | 불소화 가교구조의 열전환 고분자 기체분리막 및 그 제조방법 |
US10786787B2 (en) * | 2017-10-09 | 2020-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of fluorinating filters used in the manufacture of a semiconductor device |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3770567A (en) * | 1971-11-08 | 1973-11-06 | Du Pont | Laminates of support material and fluorinated polymer containing pendant side chains containing sulfonyl groups |
US3902947A (en) * | 1973-08-01 | 1975-09-02 | Du Pont | Process for preparing laminates of support material and fluorinated polymer containing pendant side chains containing sulfonyl groups |
US3988491A (en) * | 1974-01-17 | 1976-10-26 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorination of polyesters and polyamide fibers |
US4020223A (en) * | 1974-01-17 | 1977-04-26 | Air Products And Chemicals, Inc. | Fluorination of polyolefin and polyacrylonitrile fibers |
US4144374A (en) * | 1974-12-12 | 1979-03-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Perfluorinated functionalized materials |
US3998180A (en) * | 1975-04-07 | 1976-12-21 | Union Carbide Corporation | Vapor deposition apparatus including fluid transfer means |
JPS551816A (en) * | 1978-06-15 | 1980-01-09 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | Vapor-liquid contactor |
US4393113A (en) * | 1980-06-05 | 1983-07-12 | Teitin Limited | Novel silicon-containing copolymer, ultrathin solid membrane composed of said copolymer, use of said solid membrane for concentrating a specified gas in a gaseous mixture, and process for producing said solid membrane |
US4414693A (en) * | 1981-05-04 | 1983-11-15 | Brody Samuel S | Optical devices for use in moisture laden atmosphere |
JPS58168630A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-05 | バツテル・デイベロプメント・コ−ポレ−シヨン | 表面の調節フツ素化方法 |
JPS5962310A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-09 | Kobunshi Oyo Gijutsu Kenkyu Kumiai | 気体選択分離素子の製造方法 |
JPS59154106A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-03 | Toshinobu Higashimura | 気体分離膜 |
JPS59189913A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-27 | Nok Corp | 限外ロ過膜の製造方法 |
US4486202A (en) * | 1983-06-30 | 1984-12-04 | Monsanto Company | Asymmetric gas separation membranes |
US4472175A (en) * | 1983-06-30 | 1984-09-18 | Monsanto Company | Asymmetric gas separation membranes |
JPS6078601A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-04 | Sanyo Chem Ind Ltd | パ−ベ−パレイシヨン用複合分離膜 |
JPS60132605A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-15 | Sanyo Chem Ind Ltd | 非対称膜の製造法 |
JPS60143815A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-30 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 気体分離用複合成形体 |
JPH06825B2 (ja) * | 1984-04-07 | 1994-01-05 | 三菱化成株式会社 | アセチレン系ポリマ−および該ポリマ−からなる分離膜 |
JPS60232205A (ja) * | 1984-05-04 | 1985-11-18 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 気体分離用成形体 |
JPS6135824A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気体透過膜 |
-
1985
- 1985-12-13 US US06/808,784 patent/US4657564A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-11-20 NO NO864642A patent/NO167498C/no unknown
- 1986-12-05 EP EP19860116924 patent/EP0226141B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-05 ES ES86116924T patent/ES2021271B3/es not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-05 DE DE8686116924T patent/DE3678402D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-12-08 FI FI864986A patent/FI86198C/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-12-08 IL IL8090986A patent/IL80909A/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-12-08 AU AU66307/86A patent/AU566481B2/en not_active Ceased
- 1986-12-08 JP JP61292255A patent/JPS62155919A/ja active Granted
- 1986-12-09 BR BR8606064A patent/BR8606064A/pt not_active IP Right Cessation
- 1986-12-09 MX MX4597A patent/MX163338A/es unknown
- 1986-12-09 CA CA 524874 patent/CA1320804C/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-10 ZA ZA869327A patent/ZA869327B/xx unknown
- 1986-12-11 DK DK595486A patent/DK165224C/da not_active IP Right Cessation
- 1986-12-13 KR KR1019860010683A patent/KR910005718B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO864642D0 (no) | 1986-11-20 |
DK595486A (da) | 1987-06-14 |
FI86198B (fi) | 1992-04-15 |
DK165224C (da) | 1993-03-22 |
DK595486D0 (da) | 1986-12-11 |
EP0226141B1 (en) | 1991-03-27 |
NO167498B (no) | 1991-08-05 |
IL80909A0 (en) | 1987-03-31 |
DE3678402D1 (de) | 1991-05-02 |
AU6630786A (en) | 1987-06-18 |
BR8606064A (pt) | 1987-09-15 |
KR910005718B1 (ko) | 1991-08-02 |
ES2021271B3 (es) | 1991-11-01 |
EP0226141A2 (en) | 1987-06-24 |
IL80909A (en) | 1990-06-10 |
US4657564A (en) | 1987-04-14 |
EP0226141A3 (en) | 1988-08-03 |
JPS62155919A (ja) | 1987-07-10 |
AU566481B2 (en) | 1987-10-22 |
NO864642L (no) | 1987-06-15 |
KR870006065A (ko) | 1987-07-09 |
ZA869327B (en) | 1988-08-31 |
CA1320804C (en) | 1993-08-03 |
FI864986A0 (fi) | 1986-12-08 |
NO167498C (no) | 1991-11-13 |
FI864986A (fi) | 1987-06-14 |
FI86198C (fi) | 1992-07-27 |
JPH0551331B2 (da) | 1993-08-02 |
MX163338A (es) | 1992-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK165224B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af en semipermeabel fluoreret polymermembran til gasseparation, semipermeabel polymermembran fremstillet ved denne fremgangsmaade, og anvendelse af en saadan polymermembran til gasseparation | |
JP2718681B2 (ja) | 薄膜複合分離膜及びこれを用いる分離方法 | |
CN110099734B (zh) | 多膜分离方法 | |
RU2390372C2 (ru) | Мембранное разделение газов | |
US4759776A (en) | Polytrialkylgermylpropyne polymers and membranes | |
EP0273724B1 (en) | Acid gas scrubbing by composite solvent-swollen membranes | |
US4824443A (en) | Gas separation by composite solvent-swollen membranes | |
EP0354514A2 (en) | Fluoro-oxidized polymeric membranes for gas separation and process for preparing them | |
US5061301A (en) | Process for the preparation of surface modified, multilayered, composite membranes for oxygen enrichment and the gas separation membranes | |
US20180133663A1 (en) | High selectivity chemically cross-linked rubbery membranes and their use for separations | |
US4659590A (en) | Pervaporation separation of ethanol-water mixtures using polyethylenimine composite membranes | |
RU2726354C1 (ru) | Высокоэластичные полимерные мембраны для процесса разделения | |
US5342432A (en) | Composite membrane, process for its production and its use | |
JPS61111121A (ja) | 気体分離用複合膜 | |
CA1312425C (en) | Semipermeable thin-film membranes comprising siloxane, alkoxysilyl and aryloxysilyl oligomers and copolymers | |
CA2037018C (en) | Process for separating hydrogen from gas mixtures using a semi-permeable membrane consisting predominantly of polycarbonates derived from tetrhalobisphenols | |
JPS6242722A (ja) | 水蒸気の分離法 | |
US20240286089A1 (en) | Separation membrane with excellent fouling resistance and method for manufacturing same | |
JPS5895540A (ja) | 気体分離膜 | |
JPH06142433A (ja) | 炭化水素蒸気回収方法 | |
JPH10165771A (ja) | 浸透膜を使用する流体からの有機物の除去法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed |