JP2013017988A - ポリイミドガス分離膜、及びガス分離方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ジアミン成分の少なくとも一部が、ベンゾイミダゾール構造を含む構造であることを特徴とするポリイミドで形成されたことを特徴とするガス分離膜を提供する。
【選択図】 なし
Description
その5〜70モル%が、前記化学式(2)で示されるベンゾイミダゾール構造を含むユニットA1であり、
その95〜30モル%が、下記化学式(A2)で示される2価のユニットA2であるガス分離膜に関する。
式中、Bはテトラカルボン酸成分に起因する4価のユニットである。また、Aはジアミン成分に起因する2価のユニットであり、前記化学式(2)で示されるベンゾイミダゾール構造を含むユニットA1を必須成分として含む。芳香族ポリイミドを構成するユニットについて以下に詳述する。
凝固した中空糸分離膜は炭化水素などの溶媒を用いて凝固液と溶媒置換させたあとで乾燥し、更に加熱処理するのが好適である。加熱処理は、用いられた芳香族ポリイミドの軟化点又は二次転移点よりも低い温度で行うことが好ましい。
緻密層はガス種によって透過速度が実質的に異なる(例えば、50℃においてヘリウムガスと窒素ガスとの透過速度比が1.2倍以上)程度の緻密さを有し、ガス種による分離機能を持つ。一方、多孔質層は実質的なガス分離機能を持たない程度に多孔性を有する層であって、必ずしも孔径は一定でなく、大きな孔から順次細かい孔となり更に連続的に緻密層を形成したものであっても構わない。
ポリイミド溶液の溶液粘度は、回転粘度計(ローターのずり速度1.75sec-1)を用い温度100℃で測定した。
8本の非対称中空糸膜と、ステンレスパイプと、エポキシ樹脂系接着剤とを使用して有効長が8cmの透過性能評価用のエレメントを作成し、これをステンレス容器に装着してペンシルモジュールとした。それにヘリウムガスを1MPaGの圧力、50℃の温度で中空糸膜の外側に供給し、透過流量を測定した。測定した透過流量、供給圧、および有効膜面積からヘリウムガスの透過速度を算出した。酸素ガス、窒素ガス、メタンガスおよび二酸化炭素ガスの透過速度も同様の方法で算出した。
6FDA:4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)−ビス(無水フタル酸)
(なお、この化合物は2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物ともいう。)
sBPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
DSDA:3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
DAPBI:5(6)−アミノ−2−(4−アミノフェニル)−ベンゾイミダゾール
(なお、この化合物は4−(5−アミノ−1H−ベンゾイミダゾール−2−イル)アニリンともいう。)
5BAIB:2,2’−(1,4−フェニレン)ビス[1H−ベンゾイミダゾール−5(6)−アミン]
TSN:3,7−ジアミノ−2,8−ジメチルジベンゾチオフェン=5,5−ジオキシド
DADE:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
PCP:4−クロロフェノール
撹拌機と窒素ガス導入管が取り付けられたセパラブルフラスコに、6FDA 17.8g、sBPDA 7.4g、DAPBI 5.7g、TSN 7.1gとを、ポリマー濃度が17重量%となるように溶媒のPCPと共に加え、窒素ガスをフラスコ内に流通させながら、撹拌下に反応温度190℃で10時間重合イミド化反応をおこない、ポリイミド濃度が17重量%のポリイミド溶液を調製した。このポリイミド溶液の100℃における溶液粘度は1500ポイズであった。
前記調製したポリイミド溶液を、400メッシュの金網でろ過し、これをドープ液として、中空糸紡糸用ノズルを備えた紡糸装置を使用して、中空糸紡糸用ノズル(円形開口部外径1000μm、円形開口部スリット幅200μm、芯部開口部外径400μm)の円形開口部からドープ液を吐出させ、同時に芯部開口部から窒素ガスを吐出させて中空糸状体を形成し、それを窒素雰囲気中に通した後、一次凝固液(0℃、75重量%エタノール水溶液)に浸漬し、更に一対の案内ロールを備えた二次凝固装置内の二次凝固液(0℃、75重量%エタノール水溶液)中で案内ロール間を往復させて中空糸状体を凝固させ、引取りロールによって引取り速度15m/分で引き取って、湿潤中空糸膜を得た。次いでこの中空糸膜をエタノールで脱溶媒処理した後、イソオクタンでエタノールを置換し、更に100℃で加熱してイソオクタンを蒸発乾燥させ、更に300℃で30分間加熱処理して、中空糸膜を得た。
得られた中空糸膜は、大略、外径が400μm、内径が200μmであった。
表1に示した種類と、組成とを有する芳香族テトラカルボン酸成分および芳香族ジアミン成分を使用したほかは実施例1と同様にして、ポリイミドの溶液を、それぞれ調製した。そして、それらの各ポリイミド溶液から中空糸膜を作成し、中空糸膜から糸束エレメントを形成し、次いで、それらの各中空糸膜の糸束エレメントからガス分離膜モジュールを形成した。
さらに、各ガス分離膜モジュールを使用したほかは、実施例1と同様にして、中空糸膜のガス透過性能を前記の方法によって測定した。それらの結果を、表2に示す。
撹拌機と窒素ガス導入管が取り付けられたセパラブルフラスコに、6FDA 20.3g、sBPDA 3.4g、DAPBI 6.5g、TSN 8.0gを、ポリマー濃度が18重量%となるように溶媒のPCPと共に加え、窒素ガスをフラスコ内に流通させながら、撹拌下に反応温度190℃で10時間重合イミド化反応をおこない、ポリイミド濃度が18重量%のポリイミド溶液を調製した。このポリイミド溶液の100℃における溶液粘度は1400ポイズであった。
前記調製したポリイミド溶液を、実施例1と同様の方法で紡糸を行うことにより、非対称中空糸膜を得た。
その結果、混合ガス供給開始から1時間後の二酸化炭素の透過速度(P’CO2)は、13.1×10-5cm3/cm2・sec・cmHgであり、二酸化炭素ガスとメタンガスとの分離度は27であった。また、混合ガス供給開始から380時間後の二酸化炭素の透過速度(P’CO2)は、11.9×10-5cm3/cm2・sec・cmHgであり、二酸化炭素ガスとメタンガスとの分離度は28であった。供給開始から380時間経過までの間、ガス透過性能は殆ど変化することなく安定していた。
また、前記ガス分離膜を用いて二酸化炭素ガスとメタンガスを含む混合ガスから選択的に二酸化炭素ガスを透過させてガス分離を行うガス分離方法、二酸化炭素ガスと窒素ガスを含む混合ガスから選択的に二酸化炭素ガスを透過させてガス分離を行うガス分離方法、あるいは、酸素ガスと窒素ガスを含む混合ガスから選択的に酸素ガスを透過させてガス分離を行うガス分離方法を提供することができる。
Claims (6)
- 非対称膜であることを特徴とする請求項1もしくは2のいずれかに記載のガス分離膜。
- 中空糸膜であることを特徴とする請求項1もしくは2のいずれかに記載のガス分離膜。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のガス分離膜を用いて、複数のガスを含む混合ガスから特定のガスを選択的に分離回収する方法。
- 二酸化炭素とメタンガスを含む混合ガスから、選択的に二酸化炭素ガスを透過させてガス分離を行うことを特長とする請求項5に記載の方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014152326A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Korea Institute Of Science And Technology | カルドポリベンズイミダゾール共重合体、ガス分離膜及びその製造方法 |
US10486101B2 (en) | 2016-07-25 | 2019-11-26 | Fujifilm Corporation | Gas separation membrane, gas separation membrane module, and gas separation device |
JP2020169323A (ja) * | 2017-02-23 | 2020-10-15 | 旭化成株式会社 | 組成物、複合膜、膜電極接合体 |
CN114591503A (zh) * | 2020-12-03 | 2022-06-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种可溶聚(苯并咪唑-共-酰亚胺)聚合物及其制备和应用 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS451832B1 (ja) * | 1966-06-30 | 1970-01-21 | ||
JPH0924260A (ja) * | 1995-07-12 | 1997-01-28 | Dainippon Ink & Chem Inc | ポリ(イミダゾピロロン−イミド)共重合体分離膜及びその製造方法 |
JP2010054872A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Chisso Corp | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP2010106137A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Unimatec Co Ltd | チューブ状ポリイミドベルトの製造法 |
JP2012521871A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ユーオーピー エルエルシー | 高性能架橋ポリベンゾオキサゾール及びポリベンゾチアゾールポリマー膜 |
JP2012521870A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ユーオーピー エルエルシー | オルト位に官能基を有する芳香族ポリイミドから誘導される熱転位ポリマーを含むブレンドポリマー膜 |
JP2013505822A (ja) * | 2009-09-25 | 2013-02-21 | ユーオーピー エルエルシー | ポリベンゾオキサゾール膜の選択性を向上させる方法 |
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2011
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS451832B1 (ja) * | 1966-06-30 | 1970-01-21 | ||
JPH0924260A (ja) * | 1995-07-12 | 1997-01-28 | Dainippon Ink & Chem Inc | ポリ(イミダゾピロロン−イミド)共重合体分離膜及びその製造方法 |
JP2010054872A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Chisso Corp | 液晶配向剤、液晶配向膜及び液晶表示素子 |
JP2010106137A (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-13 | Unimatec Co Ltd | チューブ状ポリイミドベルトの製造法 |
JP2012521871A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ユーオーピー エルエルシー | 高性能架橋ポリベンゾオキサゾール及びポリベンゾチアゾールポリマー膜 |
JP2012521870A (ja) * | 2009-03-27 | 2012-09-20 | ユーオーピー エルエルシー | オルト位に官能基を有する芳香族ポリイミドから誘導される熱転位ポリマーを含むブレンドポリマー膜 |
JP2013505822A (ja) * | 2009-09-25 | 2013-02-21 | ユーオーピー エルエルシー | ポリベンゾオキサゾール膜の選択性を向上させる方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014152326A (ja) * | 2013-02-12 | 2014-08-25 | Korea Institute Of Science And Technology | カルドポリベンズイミダゾール共重合体、ガス分離膜及びその製造方法 |
US10486101B2 (en) | 2016-07-25 | 2019-11-26 | Fujifilm Corporation | Gas separation membrane, gas separation membrane module, and gas separation device |
JP2020169323A (ja) * | 2017-02-23 | 2020-10-15 | 旭化成株式会社 | 組成物、複合膜、膜電極接合体 |
CN114591503A (zh) * | 2020-12-03 | 2022-06-07 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种可溶聚(苯并咪唑-共-酰亚胺)聚合物及其制备和应用 |
CN114591503B (zh) * | 2020-12-03 | 2023-07-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种可溶聚(苯并咪唑-共-酰亚胺)聚合物及其制备和应用 |
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