JP2010155207A - Ethylene-vinyl alcohol polymer composite-membrane for use in gas separation membrane - Google Patents

Ethylene-vinyl alcohol polymer composite-membrane for use in gas separation membrane Download PDF

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Naoki Fujiwara
直樹 藤原
Yoshiki Nobuto
芳樹 延藤
Shuji Asano
修司 浅野
Shingo Kazama
伸吾 風間
Shuhong Duan
淑紅 段
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite membrane for use in a gas separation membrane, capable of separating specific species of gasses even from a mixed gas comprising steam and excellent in water resistance. <P>SOLUTION: The ethylene-vinyl alcohol polymer composite-membrane for use in a gas separation membrane is a composite membrane that includes an ethylene-vinyl alcohol polymer (A) comprising an ethylene group by 21 to 50 mol% and an amine compound (B), and shows weight retention of 60 to 100 wt.% subsequent to submerging the same in distilled water at a temperature of 60°C for three hours. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、水蒸気の含まれる混合ガスから特定のガス種を分離するガス分離膜用複合膜に関する。   The present invention relates to a composite membrane for a gas separation membrane that separates a specific gas species from a mixed gas containing water vapor.

近年、分離膜を用いた分離技術がめざましく進展している。このような分離技術には、例えば飲料水を得るために不純物を分離するといった液体と固体の分離から、選択透過性を有する分離膜を用いて二酸化炭素と水素、あるいは二酸化炭素とメタンの分離といった気体の分離まで、種々のものが含まれる。特に、気体の分離技術は、油田のオフガスや火力発電の排ガス、天然ガスからの二酸化炭素分離などに広く応用されるので、二酸化炭素を選択的に分離する技術が精力的に検討されている。   In recent years, a separation technique using a separation membrane has been remarkably advanced. Such separation techniques include, for example, separation of liquid and solid such as separation of impurities to obtain drinking water, separation of carbon dioxide and hydrogen, or separation of carbon dioxide and methane using a selectively permeable separation membrane. Various things are included up to gas separation. In particular, gas separation technology is widely applied to off-gas in oil fields, exhaust gas from thermal power generation, carbon dioxide separation from natural gas, and the like, and technology for selectively separating carbon dioxide has been energetically studied.

しかしながら、従来の高分子膜では二酸化炭素の選択性(二酸化炭素の膜透過速度/分離対象ガスの膜透過速度)が不十分で、目的とする濃度で二酸化炭素を回収することが出来なかった。そのため、二酸化炭素選択性に優れた分離膜の開発が望まれていた。このような膜を得るために、二酸化炭素に対して選択的に親和性が高い素材を用いることが提案されている。たとえば、室温で液状物質であるポリアミドアミンデンドリマーを、微多孔質の支持体に含浸させた分離膜が提案されている(非特許文献1および2)。この含浸膜の分離性能は、膜に圧力差を設けない状況では1000を超える優れた二酸化炭素選択性を示すものの、この膜に圧力を掛けると、含浸させたポリアミドアミンデンドリマーが時間と共に支持体から抜け出して、性能を維持できないため、実用に供することが困難であった。   However, the conventional polymer membrane has insufficient carbon dioxide selectivity (the membrane permeation rate of carbon dioxide / the membrane permeation rate of the separation target gas), and carbon dioxide could not be recovered at the target concentration. Therefore, development of a separation membrane having excellent carbon dioxide selectivity has been desired. In order to obtain such a membrane, it has been proposed to use a material having a high selective affinity for carbon dioxide. For example, a separation membrane in which a microporous support is impregnated with a polyamidoamine dendrimer that is a liquid substance at room temperature has been proposed (Non-Patent Documents 1 and 2). Although the separation performance of the impregnated membrane shows excellent carbon dioxide selectivity exceeding 1000 in a situation where no pressure difference is provided in the membrane, when the pressure is applied to the membrane, the impregnated polyamidoamine dendrimer is separated from the support over time. It has been difficult to put it to practical use because it cannot escape and maintain its performance.

この問題を解決する方法として、架橋剤で架橋された吸水性高分子材料のマトリックス中に特定のアミン化合物を包含させた気体分離層を多孔質性の支持膜の表面部分に形成させた複合膜が提案されている(特許文献1)。この複合膜の分離性能は、高い選択性を有すると共に、圧力差に耐え実用に供することが可能な分離膜である。しかしながら、気体分離膜ではその分離対象となる混合ガスに水蒸気が含まれる場合が多いため、混合ガスと膜表面との親和性を発現するための適度な親水性と、一方で水蒸気に対して経時的に分離性能が低下することのない耐水性という相反する性能を持ち合わせることが要求される。前記の複合膜の分離性能は、水蒸気を含む混合ガスを用いると、包含させたアミン化合物が時間と共に複合膜から抜け出して、性能を維持できないため、実用に供することが困難であり、水蒸気が含まれる混合ガスでも使用可能な耐水性に優れる分離膜の開発が切望されていた。   As a method for solving this problem, a composite membrane in which a gas separation layer containing a specific amine compound in a matrix of a water-absorbing polymer material crosslinked with a crosslinking agent is formed on the surface of a porous support membrane. Has been proposed (Patent Document 1). The separation performance of this composite membrane is a separation membrane that has high selectivity and can withstand pressure differences and can be put to practical use. However, in a gas separation membrane, water vapor is often contained in the mixed gas to be separated, so that it has an appropriate hydrophilicity for expressing the affinity between the mixed gas and the membrane surface, while the water vapor over time. In particular, it is required to have the contradictory performance of water resistance without degrading the separation performance. As for the separation performance of the composite membrane, when a mixed gas containing water vapor is used, the included amine compound escapes from the composite membrane with time, and the performance cannot be maintained. The development of a separation membrane with excellent water resistance that can be used even with mixed gas is desired.

特開2008−68238号公報JP 2008-68238 A J.Am.Chem.Soc.122(2000)7594〜7595J. et al. Am. Chem. Soc. 122 (2000) 7594-7595 Ind.Eng.Chem.Res.40(2001)2502〜2511Ind. Eng. Chem. Res. 40 (2001) 2502-2511

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、水蒸気が含まれる混合ガスであっても特定のガス種を分離することが可能な耐水性に優れるガス分離膜用複合膜を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above problems, and provides a composite membrane for gas separation membranes that is excellent in water resistance and that can separate a specific gas species even in a mixed gas containing water vapor. It is for the purpose.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、エチレン基を特定量含有するエチレン−ビニルアルコール系重合体と特定のアミン化合物からなる複合膜であって、該複合膜を一定温度の蒸留水に一定時間浸漬させた時の該複合膜の重量保持率が特定の範囲にあることによって、高い選択性を有すると共に、水蒸気の含まれる混合ガスに耐え実用に供することが可能な耐水性に優れるガス分離膜用複合膜を得ることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a composite film comprising an ethylene-vinyl alcohol-based polymer containing a specific amount of ethylene groups and a specific amine compound, and the composite film When the composite membrane is immersed in distilled water at a constant temperature for a certain period of time, the weight retention of the composite membrane is in a specific range, so that it has high selectivity and can withstand a mixed gas containing water vapor for practical use. The present inventors have found that a composite membrane for gas separation membrane having excellent water resistance that can be obtained has been obtained.

すなわち上記課題は、エチレン基を21〜50モル%含有するエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)およびアミン化合物(B)からなる複合膜であって、該複合膜を60℃の蒸留水に3時間浸漬させた時の該複合膜の重量保持率が60〜100重量%であることを特徴とするガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜を提供することによって解決される。   That is, the above-mentioned problem is a composite film composed of an ethylene-vinyl alcohol polymer (A) containing 21 to 50 mol% of an ethylene group and an amine compound (B), and the composite film is dissolved in distilled water at 60 ° C. 3 The problem is solved by providing an ethylene-vinyl alcohol polymer composite membrane for gas separation membrane, wherein the composite membrane has a weight retention of 60 to 100% by weight when immersed for a period of time.

このとき、アミン化合物(B)が、ポリアミドアミン系デンドリマーであることが好適であり、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、アミン化合物(B)および親水性高分子材料(C)からなり、かつエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)と親水性高分子材料(C)の重量割合(A)/(C)が50/50〜98/2であることが好適である。また、親水性高分子材料(C)がビニルアルコール系重合体であることが好適であり、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、アミン化合物(B)、親水性高分子材料(C)および多官能性の架橋剤(D)からなることが好適である。また、複合膜100重量部に対する吸水量が30〜1000重量部であることも本発明の好適な実施態様である。   At this time, the amine compound (B) is preferably a polyamidoamine-based dendrimer, and comprises an ethylene-vinyl alcohol-based polymer (A), an amine compound (B), and a hydrophilic polymer material (C). The weight ratio (A) / (C) of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the hydrophilic polymer material (C) is preferably 50/50 to 98/2. The hydrophilic polymer material (C) is preferably a vinyl alcohol polymer, and the ethylene-vinyl alcohol polymer (A), the amine compound (B), the hydrophilic polymer material (C) and It is preferable to consist of a polyfunctional crosslinking agent (D). Moreover, it is also a preferred embodiment of the present invention that the amount of water absorption relative to 100 parts by weight of the composite membrane is 30 to 1000 parts by weight.

本発明により、水蒸気が含まれる混合ガスであっても高い選択性をもって実用に供することが可能な耐水性に優れるガス分離膜用複合膜が提供される。   The present invention provides a composite membrane for gas separation membranes that is excellent in water resistance and can be practically used with high selectivity even if it is a mixed gas containing water vapor.

本発明の耐水性に優れるガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜は、エチレン基を21〜50モル%含有するエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)およびアミン化合物(B)からなる複合膜であって、該複合膜を60℃の蒸留水に3時間浸漬させた時の該複合膜の重量保持率が60〜100重量%であることを特徴とする。   The ethylene-vinyl alcohol polymer composite membrane for gas separation membrane having excellent water resistance of the present invention comprises an ethylene-vinyl alcohol polymer (A) containing 21 to 50 mol% of ethylene groups and an amine compound (B). A composite membrane, wherein the composite membrane has a weight retention of 60 to 100% by weight when immersed in distilled water at 60 ° C. for 3 hours.

本発明に用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)のエチレン単位の含有量は21〜50モル%である。エチレン単位の含有量が21モル%未満の場合には、複合膜の耐水性が低下して配合するアミン化合物(B)の溶出が多くなるおそれがあり、23モル%以上であることが好ましく、25モル%以上であることがより好ましい。一方、エチレン単位の含有量が50モル%を超える場合には、アミン化合物(B)との相溶性が低下して均質な複合膜が得られないおそれがあり、47モル%以下であることが好ましく、45モル%以下であることがより好ましい。   The ethylene unit content of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention is 21 to 50 mol%. When the ethylene unit content is less than 21 mol%, the water resistance of the composite membrane may decrease and the elution of the amine compound (B) to be blended may increase, and is preferably 23 mol% or more. More preferably, it is 25 mol% or more. On the other hand, when the content of the ethylene unit exceeds 50 mol%, the compatibility with the amine compound (B) may be reduced, and a homogeneous composite film may not be obtained, and it may be 47 mol% or less. Preferably, it is 45 mol% or less.

本発明で用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)の重合度を表す指標のメルトフローレート(210℃、2160g荷重下)は、0.1〜50g/10分であることが好ましい。メルトフローレートが0.1g/10分未満である場合には、複合膜を作成する際の該エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)とアミン化合物(B)からなる溶液の粘度が高くなりすぎる場合があり、作業性が低下するのみならず均質な複合膜が得られないおそれがある。メルトフローレートは、より好適には0.5g/10分以上であり、さらに好適には1g/10分以上である。一方、メルトフローレートが50g/10分を超える場合には複合膜のマトリックスを構成する機能が低下して複合膜の耐水性が低下するおそれがある。メルトフローレートは、より好適には20g/10分以下であり、さらに好適には10g/10分以下である。   The melt flow rate (210 ° C., under 2160 g load) as an index representing the degree of polymerization of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention is preferably 0.1 to 50 g / 10 min. When the melt flow rate is less than 0.1 g / 10 min, the viscosity of the solution comprising the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the amine compound (B) at the time of preparing the composite film becomes too high. In some cases, not only the workability deteriorates but also a homogeneous composite film cannot be obtained. The melt flow rate is more preferably 0.5 g / 10 min or more, and even more preferably 1 g / 10 min or more. On the other hand, when the melt flow rate exceeds 50 g / 10 min, the function of constituting the matrix of the composite membrane is lowered, and the water resistance of the composite membrane may be lowered. The melt flow rate is more preferably 20 g / 10 min or less, and even more preferably 10 g / 10 min or less.

本発明で用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)のけん化度は95〜99.9モル%であることが好ましい。けん化度が95モル%未満の場合には、複合膜の耐水性が低下するおそれがあり、96モル%以上であることがより好ましい。一方、けん化度が99.9モル%を超える場合には、製膜時の作業性が低下したり、複合膜を作成する際の該エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)とアミン化合物(B)からなる溶液の粘度安定性が低下するおそれがある。   The saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention is preferably 95 to 99.9 mol%. When the degree of saponification is less than 95 mol%, the water resistance of the composite membrane may be lowered, and it is more preferably 96 mol% or more. On the other hand, when the degree of saponification exceeds 99.9 mol%, the workability during film formation is reduced, or the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and amine compound (B The viscosity stability of the solution consisting of

本発明で用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)は、ビニルエステルとエチレンとの共重合体をけん化することにより得られる。ビニルエステルとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニルおよびバーサティック酸ビニル等が挙げられる。これらの中でも酢酸ビニルが好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention can be obtained by saponifying a copolymer of vinyl ester and ethylene. Examples of the vinyl ester include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate and vinyl versatate. Among these, vinyl acetate is preferable.

本発明で用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)は、さらに、アニオン基もしくはカチオン基を含有していてもよい。これらアニオン基もしくはカチオン基を有する単量体としては、フマール酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸または無水イタコン酸等に由来するカルボキシル基を有する単量体;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等に由来するカチオン基を有する単量体が挙げられる。これらの単量体の中でも、入手のし易さおよび共重合性の観点から、無水マレイン酸、無水マレイン酸のハーフエステル、イタコン酸、アリルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、N−アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロライドに由来する単量体が好ましい。これらの単量体単位の含有量は、通常10モル%以下であり、0.1〜8モル%がより好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention may further contain an anionic group or a cationic group. Monomers having a carboxyl group derived from fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, maleic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, itaconic anhydride, etc. Monomers having sulfonic acid groups derived from ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, etc .; vinyloxyethyl trimethyl ammonium chloride, vinyloxy butyl trimethyl ammonium chloride , Vinyloxyethyldimethylamine, vinyloxymethyldiethylamine, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidoethyltrimethylammonium chloride, N-acrylamidodimethylamine, Lil trimethylammonium chloride, methallyl trimethylammonium chloride, dimethyl allyl amine include monomers having a cationic group derived from the allyl ethyl amine. Among these monomers, maleic anhydride, maleic anhydride half ester, itaconic acid, allylsulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, from the viewpoint of availability and copolymerizability, Monomers derived from N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride and N-acrylamidoethyltrimethylammonium chloride are preferred. The content of these monomer units is usually 10 mol% or less, more preferably 0.1 to 8 mol%.

本発明で用いられるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、ビニルアルコール単位およびビニルエステル単位以外の単量体単位を含有していても良い。このような単量体単位としては、アクリル酸およびその塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル等のアクリル酸エステル;メタクリル酸およびその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸i−プロピル等のメタクリル酸エステル;アクリルアミド;N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド;N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル等のビニルエーテル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニル;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸、その塩またはそのエステル;イタコン酸、その塩またはそのエステル;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル等の単量体由来の単位が挙げられる。これらの単量体単位の含有量としては、10モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましく、3モル%以下がさらに好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in the present invention may contain monomer units other than vinyl alcohol units and vinyl ester units as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such monomer units include acrylic acid and its salts; acrylic acid esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate and i-propyl acrylate; methacrylic acid and its salts; methyl methacrylate , Methacrylates such as ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate and i-propyl methacrylate; acrylamides; acrylamide derivatives such as N-methylacrylamide and N-ethylacrylamide; methacrylamide; N-methylmethacrylamide and N-ethyl Methacrylamide derivatives such as methacrylamide; Vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether and i-propyl vinyl ether; Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Vinyl halides such as nyl, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride; allyl compounds such as allyl acetate and allyl chloride; maleic acid, salts thereof or esters thereof; itaconic acid, salts thereof or esters thereof; vinyltrimethoxysilane Units derived from monomers such as isopropenyl acetate; The content of these monomer units is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and even more preferably 3 mol% or less.

次に、アミン化合物(B)について説明する。アミン化合物(B)は、分離対象のガスによって自由に選択することができる。ただし、本発明においては、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)と親和性を有することが必要であるために、水溶性もしくはアルコール可溶であること方が好ましい。本発明で用いられるアミン化合物(B)としては、注目度の高い二酸化炭素の分離を念頭において例示すれば、ポリアミドアミン系デンドリマー、その他の化合物としてモノエタノールアミン、ジエタノールアミン、2,3−ジアミノプロピオン酸、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミンなど、1級のアミノ基を有する化合物が挙げられるが、アミノ基の数が多く二酸化炭素の吸着能力の点でポリアミドアミン系デンドリマーが好ましく用いられる。分離対象のガスによって自由に選択することができる。   Next, the amine compound (B) will be described. The amine compound (B) can be freely selected depending on the gas to be separated. However, in the present invention, since it is necessary to have an affinity for the ethylene-vinyl alcohol polymer (A), it is preferably water-soluble or alcohol-soluble. Examples of the amine compound (B) used in the present invention include polyamidoamine-based dendrimers and other compounds such as monoethanolamine, diethanolamine, and 2,3-diaminopropionic acid as examples of carbon dioxide having a high degree of attention. , Polyallylamine, polyethyleneimine, and the like, and compounds having a primary amino group are exemplified. Polyamideamine dendrimers are preferably used in view of their large number of amino groups and carbon dioxide adsorption ability. It can be freely selected depending on the gas to be separated.

エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)とアミン化合物(B)の重量割合(A/B)には特に制限はないが、好ましくは20/80〜80/20であり、より好ましくは30/70〜60/40であり、さらに好ましくは35/65〜60/40である。   The weight ratio (A / B) of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the amine compound (B) is not particularly limited, but is preferably 20/80 to 80/20, more preferably 30/70. It is -60/40, More preferably, it is 35 / 65-60 / 40.

次に、親水性高分子材料(C)について説明する。本発明に用いられる親水性高分子材料(C)としては、キトサン、ヒアルロン酸、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)、ポリ(p−アミノスチレン)、ポリ[スチレン−co−(p−ヒドロキシスチレン)]、ポリアリルアミン、ポリビニルオキシエタノール等が挙げられるが、中でもエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)と相溶性が良好な点からビニルアルコール系重合体が好ましい。   Next, the hydrophilic polymer material (C) will be described. Examples of the hydrophilic polymer material (C) used in the present invention include chitosan, hyaluronic acid, cellulose, polyvinyl alcohol, poly (p-hydroxystyrene), poly (p-aminostyrene), and poly [styrene-co- (p -Hydroxystyrene)], polyallylamine, polyvinyloxyethanol and the like. Among them, a vinyl alcohol polymer is preferable from the viewpoint of good compatibility with the ethylene-vinyl alcohol polymer (A).

エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)と親水性高分子材料(C)の重量割合には特に制限はないが、重量割合(A)/(C)が50/50〜98/2であることが好ましく、70/30〜98/5であることがより好ましい。重量割合(A)/(C)が50/50より小さい場合には、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)を用いる効果が小さく、耐水性が不足するおそれがある。一方、重量割合(A)/(C)が98/2より大きい場合には、親水性高分子材料(C)を用いる効果が小さくなるおそれがある。   The weight ratio of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the hydrophilic polymer material (C) is not particularly limited, but the weight ratio (A) / (C) is 50/50 to 98/2. Is preferable, and 70/30 to 98/5 is more preferable. When the weight ratio (A) / (C) is smaller than 50/50, the effect of using the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) is small, and the water resistance may be insufficient. On the other hand, when the weight ratio (A) / (C) is greater than 98/2, the effect of using the hydrophilic polymer material (C) may be reduced.

次に、多官能性の架橋剤(D)について説明する。本発明に用いられる架橋剤(D)は、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)同士や、あるいはエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)とアミン化合物(B)を架橋するのに用いられる架橋剤であって、特に限定されるものでなく、エポキシ基、アルデヒド基、ハロゲン原子などの官能基を2個以上有する化合物、チタン系架橋剤、ジルコニウム系架橋剤等が挙げられる。中でも、チタン系架橋剤、ジルコニウム系架橋剤、および官能基としてエポキシ基またはアルデヒド基を有する架橋剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。   Next, the polyfunctional crosslinking agent (D) will be described. The cross-linking agent (D) used in the present invention is a cross-linking used for cross-linking ethylene-vinyl alcohol polymers (A) or ethylene-vinyl alcohol polymers (A) and amine compounds (B). The agent is not particularly limited, and examples thereof include a compound having two or more functional groups such as an epoxy group, an aldehyde group, and a halogen atom, a titanium-based crosslinking agent, and a zirconium-based crosslinking agent. Among these, at least one selected from the group consisting of a titanium-based crosslinking agent, a zirconium-based crosslinking agent, and a crosslinking agent having an epoxy group or an aldehyde group as a functional group is preferable.

エポキシ基を有する架橋剤としては、たとえば、エポキシクロロヒドリン、ジエポキシアルカン、ジエポキシアルケン、(ポリ)エチレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)プロピレングリコールジグリシジルエーテル、(ポリ)グリセリンジグリシジルエーテルなどのジグリシジルエーテル化合物が挙げられ、とくにエチレングリコールジグリシジルエーテルが好ましい。また、アルデヒド基を有する架橋剤としては、グルタルアルデヒド、スクシンアルデヒド、マロンジアルデヒド、テレフタルアルデヒド、イソフタルアルデヒドなどのジアルデヒド化合物が挙げられ、とくにグルタルアルデヒドが好ましい。チタン系架橋剤としては、チタンジイソプロポキシビス(トリエタノールアミネート)、チタンラクテートアンモニウム塩など、チタンのアルコシキド系架橋剤が好ましい。また、ジルコニウム系架橋剤としては、酸塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、ステアリン酸ジルコニウム、オクチル酸ジルコニウム、珪酸ジルコニウムなどが挙げられる。これらのジルコニウム化合物のなかでも水溶性のものが好ましく、塩素を持たないものがさらに好ましい。具体的には硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウムが挙げられる。   Examples of the crosslinking agent having an epoxy group include epoxy chlorohydrin, diepoxy alkane, diepoxy alkene, (poly) ethylene glycol diglycidyl ether, (poly) propylene glycol diglycidyl ether, and (poly) glycerin diglycidyl ether. The diglycidyl ether compound is particularly preferable ethylene glycol diglycidyl ether. Examples of the crosslinking agent having an aldehyde group include dialdehyde compounds such as glutaraldehyde, succinaldehyde, malondialdehyde, terephthalaldehyde, and isophthalaldehyde, and glutaraldehyde is particularly preferable. As the titanium-based crosslinking agent, titanium alkoxide-based crosslinking agents such as titanium diisopropoxybis (triethanolaminate) and titanium lactate ammonium salt are preferable. Examples of the zirconium-based crosslinking agent include zirconium oxychloride, zirconium sulfate, zirconium nitrate, zirconium acetate, zirconium carbonate, zirconium zirconium ammonium, zirconium stearate, zirconium octylate, and zirconium silicate. Of these zirconium compounds, water-soluble ones are preferred, and those having no chlorine are more preferred. Specific examples include zirconium sulfate, zirconium nitrate, zirconium acetate, and ammonium ammonium carbonate.

上記の多官能性の架橋剤(D)は単独で使用しても性能は発現するが、異なる系の多官能性の架橋剤(D)を2種以上混合して用いる方が効果は高い。すなわち、多官能性の架橋剤(D)が、チタン系架橋剤、ジルコニウム系架橋剤、および官能基としてエポキシ基またはアルデヒド基を有する架橋剤からなる群から選択される少なくとも2種以上であることが好適な実施態様である。   Even if the above-mentioned polyfunctional crosslinking agent (D) is used alone, performance is exhibited, but it is more effective to use a mixture of two or more different types of multifunctional crosslinking agents (D). That is, the polyfunctional crosslinking agent (D) is at least two or more selected from the group consisting of a titanium-based crosslinking agent, a zirconium-based crosslinking agent, and a crosslinking agent having an epoxy group or an aldehyde group as a functional group. Is a preferred embodiment.

本発明の複合膜において、該複合膜100重量部(乾燥重量)当りの吸水量は、30〜1000重量部の範囲にあることが好ましい。吸水量がこの範囲にあることにより、混合ガスに水蒸気が含まれた場合であっても適度な親和性を有することとなる。吸水量が30重量部未満であると、水蒸気の含まれる混合ガスにおいてガス分離の選択性が低下するおそれがあり、40重量部以上であることがより好ましく、50重量部以上であることがさらに好ましい。一方、吸水量が1000重量部を超えると耐水性が発現しないため、アミン化合物(B)に固有の高い分離性能が経時的に低下するおそれがあり、800重量部以下であることがより好ましく、500重量部以下であることがさらに好ましい。   In the composite membrane of the present invention, the water absorption amount per 100 parts by weight (dry weight) of the composite membrane is preferably in the range of 30 to 1000 parts by weight. When the amount of water absorption is within this range, even if water vapor is contained in the mixed gas, it has an appropriate affinity. If the water absorption is less than 30 parts by weight, the gas separation selectivity may be reduced in a mixed gas containing water vapor, more preferably 40 parts by weight or more, and further preferably 50 parts by weight or more. preferable. On the other hand, when the water absorption amount exceeds 1000 parts by weight, water resistance is not exhibited, and therefore, the high separation performance inherent to the amine compound (B) may be deteriorated with time, and is more preferably 800 parts by weight or less. More preferably, it is 500 parts by weight or less.

また、本発明において、該複合膜を60℃の蒸留水に3時間浸漬させた時の該複合膜の重量保持率は、60〜100重量%の範囲にある。重量保持率がこの範囲にあることにより、耐水性を有し分離性能が低下することのない本発明の複合膜が得られることとなる。重量保持率が60重量%未満であると、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)マトリックスにアミン化合物(B)を固定化する目的が達成されず、アミン化合物(B)に固有の高い分離性能が得られないおそれがあるとともに耐水性が低下するおそれがあり、70重量%以上であることが好ましい。   In the present invention, when the composite membrane is immersed in distilled water at 60 ° C. for 3 hours, the weight retention of the composite membrane is in the range of 60 to 100% by weight. When the weight retention is in this range, the composite membrane of the present invention that has water resistance and does not deteriorate separation performance can be obtained. If the weight retention is less than 60% by weight, the purpose of immobilizing the amine compound (B) on the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) matrix is not achieved, and the high separation performance inherent to the amine compound (B). May not be obtained, and the water resistance may decrease, and it is preferably 70% by weight or more.

本発明の複合膜における吸水量と重量保持率を上記の範囲になるようにするには、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)とアミン化合物(B)との種類および使用比率を適宜選択することにより行うことができる。   In order to make the water absorption and weight retention in the composite membrane of the present invention within the above ranges, the kind and the use ratio of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the amine compound (B) are appropriately selected. Can be done.

多官能性の架橋剤(D)を使用する際の使用量は前記エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)100重量部に対して0.1〜70重量部であることが好ましく、0.2〜60重量部であることが更に好ましい。0.1重量部未満である場合、得られる複合膜の耐水性が充分でないおそれがあり、また、70重量部を超えるとアミン化合物(B)に固有の高い分離性能を得ることが出来ないおそれがある。   The amount used when using the polyfunctional crosslinking agent (D) is preferably 0.1 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A). More preferably, it is -60 weight part. If the amount is less than 0.1 parts by weight, the resulting composite membrane may not have sufficient water resistance, and if it exceeds 70 parts by weight, high separation performance inherent to the amine compound (B) may not be obtained. There is.

本発明の耐水性に優れるガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜を得る点から、該複合膜の熱処理は重要である。熱処理によるエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)の結晶化を促進することで架橋のような効果を発現することができる。熱処理の温度としては、60〜200℃が好ましく、90〜180℃が更に好ましい。60℃未満である場合、熱処理の効果が不十分となるおそれがある。200℃を超えるとエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)やアミン化合物(B)が分解する場合があり好ましくない。熱処理の時間としては条件や設備によって異なるために特に制限はないが、1秒から1時間の範囲にあることが好ましい。1秒未満である場合、熱処理の効果が不十分となるおそれがある。1時間を超えると工業的な実施に難があるのみならず、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)やアミン化合物(B)が分解する場合があり好ましくない。   The heat treatment of the composite membrane is important from the viewpoint of obtaining the ethylene-vinyl alcohol polymer composite membrane for gas separation membrane having excellent water resistance of the present invention. By promoting the crystallization of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) by heat treatment, an effect such as crosslinking can be exhibited. As temperature of heat processing, 60-200 degreeC is preferable and 90-180 degreeC is still more preferable. If it is lower than 60 ° C., the effect of heat treatment may be insufficient. If it exceeds 200 ° C., the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the amine compound (B) may be decomposed, which is not preferable. The heat treatment time varies depending on conditions and equipment and is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 second to 1 hour. If it is less than 1 second, the effect of heat treatment may be insufficient. If it exceeds 1 hour, it is not preferable because not only industrial implementation is difficult, but also the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the amine compound (B) may be decomposed.

本発明の耐水性に優れるエチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜は、水蒸気の含まれる混合ガスに耐え実用に供することが可能なガス分離膜に好適に使用される。ガス分離膜は支持膜と本発明の複合膜から構成され、公知の支持膜の表面に本発明の複合膜が形成される。支持膜を構成する疎水性高分子としては従来公知の膜形成用の樹脂が使用できる。かかる疎水性樹脂としては、例えばポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリメタクリル酸メチル等が例示できる。   The ethylene-vinyl alcohol-based polymer composite membrane having excellent water resistance according to the present invention is suitably used as a gas separation membrane that can withstand a mixed gas containing water vapor and can be used practically. The gas separation membrane is composed of a support membrane and the composite membrane of the present invention, and the composite membrane of the present invention is formed on the surface of a known support membrane. As the hydrophobic polymer constituting the support membrane, a conventionally known resin for film formation can be used. Examples of the hydrophobic resin include polysulfone, polyethersulfone, polyamide, polyimide, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl chloride, polyamide, polymethyl methacrylate, and the like.

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。なお、実施例中で特に断りのない限り、「%」および「部」はそれぞれ「重量%」および「重量部」を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited at all by these Examples. Unless otherwise specified in the examples, “%” and “part” mean “% by weight” and “part by weight”, respectively.

[複合膜の耐水性評価]
シート状物の吸水量、重量保持率はそれぞれ次式で求めた。
吸水量(部)=[(W1/W2)−1]×100
重量保持率(%)={1−[(W3−W2)/W3]}×100
上記の式において、記号は下記の意味を有する。
W1:膨潤後の試料の重量
W2:膨潤後さらに乾燥した後の試料重量
W3:膨潤前の試料重量
[Water resistance evaluation of composite membrane]
The amount of water absorption and the weight retention rate of the sheet-like material were determined by the following equations, respectively.
Water absorption (parts) = [(W1 / W2) -1] × 100
Weight retention (%) = {1-[(W3-W2) / W3]} × 100
In the above formula, the symbols have the following meanings.
W1: Weight of sample after swelling W2: Sample weight after swelling and further drying W3: Sample weight before swelling

合成例1
[エチレン単位を有するビニルアルコール系重合体の合成例]
撹拌機、窒素導入口、エチレン導入口および開始剤添加口を備えた100L加圧反応槽に酢酸ビニル56kgおよびメタノール5.8kgを仕込み、60℃に昇温した後、30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。次いで反応槽圧力が6.0kg/cmになるようにエチレンを導入仕込みした。開始剤として2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)をメタノールに溶解した濃度2.8g/L溶液を調製し、窒素ガスによるバブリングを行って窒素置換した。上記の反応槽内温を60℃に調整した後、上記の開始剤溶液50mLを注入し、重合を開始した。重合中はエチレンを導入して反応槽圧力を7.0kg/cmに、重合温度を60℃に維持し、上記の開始剤溶液を170mL/hrで連続添加した。6時間後に重合率が40%に達したところで冷却して重合を停止した。反応槽を解放して脱エチレンしたあと窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去し、ポリ酢酸ビニル(以下、PVAcと略記する。)のメタノール溶液とした。20%に調整した該溶液にモル比(NaOHのモル数/ポリ酢酸ビニル中の酢酸ビニル単位のモル数)0.05のNaOHメタノール溶液(10%濃度)を添加してけん化した。得られたPVA(PVA−1)のけん化度は98.6モル%であった。
Synthesis example 1
[Synthesis example of vinyl alcohol polymer having ethylene unit]
A 100 L pressurized reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen inlet, ethylene inlet and initiator addition port was charged with 56 kg of vinyl acetate and 5.8 kg of methanol, heated to 60 ° C., and then subjected to nitrogen bubbling for 30 minutes. Was replaced with nitrogen. Then the reaction vessel pressure was introduced charged ethylene to be 6.0 kg / cm 2. A 2.8 g / L solution in which 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) was dissolved in methanol as an initiator was prepared, and nitrogen substitution was performed by bubbling with nitrogen gas. After adjusting the temperature inside the reaction vessel to 60 ° C., 50 mL of the initiator solution was injected to initiate polymerization. During the polymerization, ethylene was introduced to maintain the reactor pressure at 7.0 kg / cm 2 , the polymerization temperature at 60 ° C., and the above initiator solution was continuously added at 170 mL / hr. After 6 hours, when the polymerization rate reached 40%, the polymerization was stopped by cooling. The reaction vessel was opened and deethylene removed, and then nitrogen gas was bubbled to completely remove ethylene. Subsequently, the unreacted vinyl acetate monomer was removed under reduced pressure to obtain a methanol solution of polyvinyl acetate (hereinafter abbreviated as PVAc). The solution adjusted to 20% was saponified by adding a NaOH methanol solution (concentration of 10%) having a molar ratio (number of moles of NaOH / number of moles of vinyl acetate units in polyvinyl acetate) of 0.05. The degree of saponification of the obtained PVA (PVA-1) was 98.6 mol%.

重合後、未反応酢酸ビニルモノマーを除去して得られたPVAcのメタノール溶液をn−ヘキサンに沈殿、アセトンで溶解する再沈精製を3回行った後、60℃で減圧乾燥して精製PVAcを得た。該PVAcのアルカリ消費量を測定して求めたエチレン変性量は5.5モル%であった。上記のPVAcのメタノール溶液をアルカリモル比0.2でけん化した後、メタノールソックスレーを3日間実施し、次いで乾燥して精製PVAを得た。常法のJIS K6726に準じて、該PVAの平均重合度を測定したところ1680であった。   After polymerization, the methanol solution of PVAc obtained by removing the unreacted vinyl acetate monomer was precipitated in n-hexane and reprecipitation purification was performed three times by dissolving with acetone, and then dried at 60 ° C. under reduced pressure to obtain purified PVAc. Obtained. The amount of ethylene modification determined by measuring the alkali consumption of PVAc was 5.5 mol%. After saponifying the above methanol solution of PVAc at an alkali molar ratio of 0.2, methanol Soxhlet was carried out for 3 days and then dried to obtain purified PVA. It was 1680 when the average degree of polymerization of this PVA was measured according to JIS K6726 of the usual method.

実施例1
エバールF101B(エチレン32mol%、メルトインデックス3.8g/10min、けん化度99.7mol%、株式会社クラレ製)を水/イソプロピルアルコール=40/60の溶液に徐々に加え、スラリー状態となったところで95℃まで加熱し、3重量%の水溶液を作製した。その水溶液100重量部に対し、アミン化合物(B)としてPAMAMデンドリマー(表面基:−CONHCHCHNH、表面基の数:4個)の20%メタノール溶液(アルドリッチ社製)15重量部を攪拌しながら徐々に加えて調整した。この溶液を流延し、60℃で乾燥して厚さ100μmのシート状物を得た。得られたシート状物を枠に固定して熱風乾燥機で120℃、10分間熱処理をした。この熱処理したシート状物を温水(60℃)に3時間浸漬した後、吸水量および重量保持率を測定した。シート状物の吸水量は160重量部、重量保持率は79%であり、しっかりとした皮膜状態を維持していた。結果を表1に示す。
Example 1
Eval F101B (ethylene 32 mol%, melt index 3.8 g / 10 min, saponification degree 99.7 mol%, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was gradually added to a solution of water / isopropyl alcohol = 40/60, and when it became a slurry state, 95 Heated to 0 ° C. to prepare a 3 wt% aqueous solution. 15 parts by weight of a 20% methanol solution (manufactured by Aldrich) of PAMAM dendrimer (surface group: —CONHCH 2 CH 2 NH 2 , number of surface groups: 4) as an amine compound (B) with respect to 100 parts by weight of the aqueous solution. The mixture was gradually added while stirring. This solution was cast and dried at 60 ° C. to obtain a sheet-like material having a thickness of 100 μm. The obtained sheet was fixed to a frame and heat-treated at 120 ° C. for 10 minutes with a hot air dryer. The heat-treated sheet was immersed in warm water (60 ° C.) for 3 hours, and the water absorption and weight retention were measured. The sheet-like product had a water absorption of 160 parts by weight and a weight retention of 79%, maintaining a firm film state. The results are shown in Table 1.

比較例1
分子量50万のキトサン(商品名:キトサンH、キミカ株式会社製)/分子量5万のキトサン(商品名:キトサンLL、キミカ株式会社製)=100/10の混合キトサンを酢酸2重量%水溶液に徐々に加え、60分攪拌して0.5重量%のキトサン溶液を調製した。その後、1.0μmのろ紙でろ過したキトサンの酢酸水溶液100重量部に対し、架橋剤(D)としてエチレングリコールジグリシジルエーテル(EGDGE)(東京化成工業株式会社製)を20重量部攪拌しながら徐々に加えて調整した。この溶液を流延し、20℃で乾燥して厚さ100μmのシート状物を得た。得られたシート状物を枠に固定して大過剰の0.1Mの水酸化ナトリウム水溶液に10分間浸漬した。引き続き、蒸留水とエタノール1:1の混合溶媒に60分間浸漬した後に、60℃で8時間乾燥した。
Comparative Example 1
Chitosan having a molecular weight of 500,000 (trade name: Chitosan H, manufactured by Kimika Co., Ltd.) / Chitosan having a molecular weight of 50,000 (trade name: Chitosan LL, manufactured by Kimika Co., Ltd.) = 100/10 mixed chitosan was gradually added to a 2% by weight aqueous solution of acetic acid. In addition, the mixture was stirred for 60 minutes to prepare a 0.5 wt% chitosan solution. Thereafter, 20 parts by weight of ethylene glycol diglycidyl ether (EGDGE) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a crosslinking agent (D) is gradually added to 100 parts by weight of an aqueous acetic acid solution of chitosan filtered through a 1.0 μm filter paper. In addition to the adjustment. This solution was cast and dried at 20 ° C. to obtain a sheet-like material having a thickness of 100 μm. The obtained sheet was fixed to a frame and immersed in a large excess of 0.1 M aqueous sodium hydroxide solution for 10 minutes. Subsequently, it was immersed in a mixed solvent of distilled water and ethanol 1: 1 for 60 minutes, and then dried at 60 ° C. for 8 hours.

さらに、得た枠に固定された乾燥シート状物を、アミン化合物(B)として実施例1で使用されたものと同じPAMAMデンドリマーの20%メタノール溶液(アルドリッチ社製)を水で2倍希釈した大過剰の溶液中に30分間浸漬した。その後60℃で8時間乾燥した。重量測定から該シート状物には、キトサン100重量部に対してPAMAMデンドリマーは100重量部包含されていた。さらに、120℃、10分間熱処理をした。この熱処理したシート状物を温水(60℃)に3時間浸漬した後、吸水量および重量保持率を測定した。シート状物の吸水量は170重量部、重量保持率は36%であり、皮膜状態はしっかりとしていたが、重量保持率は低いものであった。結果を表1に示す。   Furthermore, the dry sheet-like material fixed to the obtained frame was diluted twice with water in the same 20% methanol solution (manufactured by Aldrich) of PAMAM dendrimer as that used in Example 1 as the amine compound (B). It was immersed in a large excess of solution for 30 minutes. Thereafter, it was dried at 60 ° C. for 8 hours. From the weight measurement, the sheet-like material contained 100 parts by weight of PAMAM dendrimer with respect to 100 parts by weight of chitosan. Further, heat treatment was performed at 120 ° C. for 10 minutes. The heat-treated sheet was immersed in warm water (60 ° C.) for 3 hours, and the water absorption and weight retention were measured. The sheet had a water absorption of 170 parts by weight and a weight retention of 36%, and the film state was firm, but the weight retention was low. The results are shown in Table 1.

比較例2
比較例1で用いた架橋剤(D)であるEGDGEに代えて、グルタルアルデヒド(GA;和光純薬製)を3重量部用いた以外は、比較例1と同様にして熱処理したシート状物を得た。重量保持率は低いものであった。結果を表1に示す。
Comparative Example 2
Instead of EGDGE, which is the crosslinking agent (D) used in Comparative Example 1, a sheet-like material heat-treated in the same manner as in Comparative Example 1 except that 3 parts by weight of glutaraldehyde (GA; manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used. Obtained. The weight retention was low. The results are shown in Table 1.

実施例2〜4、比較例3〜4
実施例1で用いたエチレン−ビニルアルコール系重合体の種類を表1に示すものに代えた以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
Examples 2-4, Comparative Examples 3-4
The same procedure as in Example 1 was performed except that the type of ethylene-vinyl alcohol polymer used in Example 1 was changed to that shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

実施例5〜7
実施例1で用いたエバールF101Bを使用して、親水性高分子(C)として合成例1で得られたPVA−1、合成例1と同様にして合成したPVA−2、およびPVA−205(株式会社クラレ製)を用いて(A)/(C)の重量割合およびシートの熱処理温度を表1に示すものに代えた以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
Examples 5-7
Using Eval F101B used in Example 1, PVA-1 obtained in Synthesis Example 1 as a hydrophilic polymer (C), PVA-2 synthesized in the same manner as Synthesis Example 1, and PVA-205 ( The same procedure as in Example 1 was performed except that the weight ratio of (A) / (C) and the heat treatment temperature of the sheet were changed to those shown in Table 1 using Kuraray Co., Ltd. The results are shown in Table 1.

実施例8〜12
実施例2で使用したエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、実施例5および6で用いた親水性高分子(C)を使用して、(A)/(C)の重量割合を表1に示すものに代えた以外は、実施例5と同様に行った。結果を表1に示す。
Examples 8-12
Table 1 shows the weight ratio of (A) / (C) using the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) used in Example 2 and the hydrophilic polymer (C) used in Examples 5 and 6. The same procedure as in Example 5 was performed except that the one shown in FIG. The results are shown in Table 1.

実施例13〜14
架橋剤(D)を新たに加えて、エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、親水性高分子(C)および架橋剤(D)の重量割合を表1に示すものに代えた以外は、実施例8と同様に行った。重量保持率が高く耐水性が向上していた。結果を表1に示す。
Examples 13-14
A crosslinking agent (D) was newly added, and the ethylene-vinyl alcohol polymer (A), the hydrophilic polymer (C) and the crosslinking agent (D) weight ratios were changed to those shown in Table 1, except that The same operation as in Example 8 was performed. The weight retention was high and the water resistance was improved. The results are shown in Table 1.

実施例15〜16
架橋剤を2種類使用する以外は、実施例13および14と同様に行って熱処理したシート状物を得た。得られたシート状物を枠に固定してグルタルアルデヒドと等量の硫酸水溶液に60℃で10分間浸漬した。引き続き、蒸留水とエタノール1:1の混合溶媒に60分間浸漬した後に、60℃で8時間乾燥した。結果を表1に示す。
Examples 15-16
Except using two types of crosslinking agents, it carried out similarly to Example 13 and 14, and obtained the heat-treated sheet-like material. The obtained sheet was fixed to a frame and immersed in an aqueous sulfuric acid solution in an amount equal to glutaraldehyde at 60 ° C. for 10 minutes. Subsequently, it was immersed in a mixed solvent of distilled water and ethanol 1: 1 for 60 minutes, and then dried at 60 ° C. for 8 hours. The results are shown in Table 1.

比較例5
エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)を使用せずに、アミン化合物(B)としてPAMAMデンドリマー、親水性高分子(C)としてPVA−120、および架橋剤(D)としてグルタルアルデヒドを用いて表1に示される重量割合で実施例15と同様に行った。得られたシートを60℃の温水に浸漬したところシートは溶解した。
Comparative Example 5
Table without using ethylene-vinyl alcohol polymer (A), using PAMAM dendrimer as amine compound (B), PVA-120 as hydrophilic polymer (C), and glutaraldehyde as crosslinking agent (D). The same procedure as in Example 15 was performed at the weight ratio shown in FIG. When the obtained sheet was immersed in warm water at 60 ° C., the sheet was dissolved.

比較例6
実施例1のエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、アミン化合物(B)の重量割合(A/B)を表1に示すものに代えた以外は、実施例1と同様に行った。重量保持率が49%に低下した。結果を表1に示す。
Comparative Example 6
The same procedure as in Example 1 was conducted except that the weight ratio (A / B) of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and amine compound (B) in Example 1 was changed to that shown in Table 1. Weight retention decreased to 49%. The results are shown in Table 1.

Figure 2010155207
Figure 2010155207

Claims (6)

エチレン基を21〜50モル%含有するエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)およびアミン化合物(B)からなる複合膜であって、該複合膜を60℃の蒸留水に3時間浸漬させた時の該複合膜の重量保持率が60〜100重量%であることを特徴とするガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜。   A composite film comprising an ethylene-vinyl alcohol polymer (A) containing 21 to 50 mol% of an ethylene group and an amine compound (B), wherein the composite film is immersed in distilled water at 60 ° C. for 3 hours An ethylene-vinyl alcohol polymer composite membrane for gas separation membrane, wherein the composite membrane has a weight retention of 60 to 100% by weight. アミン化合物(B)が、ポリアミドアミン系デンドリマーである請求項1に記載のガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜。   The ethylene-vinyl alcohol polymer composite membrane for gas separation membrane according to claim 1, wherein the amine compound (B) is a polyamidoamine dendrimer. エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、アミン化合物(B)および親水性高分子材料(C)からなり、かつエチレン−ビニルアルコール系重合体(A)と親水性高分子材料(C)の重量割合(A)/(C)が50/50〜98/2である請求項1または2に記載のガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系複合膜。   The weight of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A), the amine compound (B) and the hydrophilic polymer material (C), and the weight of the ethylene-vinyl alcohol polymer (A) and the hydrophilic polymer material (C). The ethylene / vinyl alcohol composite membrane for gas separation membrane according to claim 1 or 2, wherein the ratio (A) / (C) is 50/50 to 98/2. 親水性高分子材料(C)がビニルアルコール系重合体である請求項3に記載のガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系複合膜。   The ethylene-vinyl alcohol composite membrane for gas separation membrane according to claim 3, wherein the hydrophilic polymer material (C) is a vinyl alcohol polymer. エチレン−ビニルアルコール系重合体(A)、アミン化合物(B)、親水性高分子材料(C)および多官能性の架橋剤(D)からなる請求項3または4に記載のガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系重合体複合膜。   The ethylene for gas separation membrane according to claim 3 or 4, comprising an ethylene-vinyl alcohol polymer (A), an amine compound (B), a hydrophilic polymer material (C), and a polyfunctional crosslinking agent (D). -Vinyl alcohol polymer composite film. 複合膜100重量部に対する吸水量が30〜1000重量部である請求項1〜5のいずれかに記載のガス分離膜用エチレン−ビニルアルコール系複合膜。
The ethylene-vinyl alcohol composite membrane for gas separation membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the amount of water absorption relative to 100 parts by weight of the composite membrane is 30 to 1000 parts by weight.
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