JP2895133B2 - Method for producing permselective membrane - Google Patents

Method for producing permselective membrane

Info

Publication number
JP2895133B2
JP2895133B2 JP1250390A JP1250390A JP2895133B2 JP 2895133 B2 JP2895133 B2 JP 2895133B2 JP 1250390 A JP1250390 A JP 1250390A JP 1250390 A JP1250390 A JP 1250390A JP 2895133 B2 JP2895133 B2 JP 2895133B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
shrinking
membrane
imide polymer
aromatic imide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1250390A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH03217221A (en
Inventor
太郎 小林
俊男 有冨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Priority to JP1250390A priority Critical patent/JP2895133B2/en
Publication of JPH03217221A publication Critical patent/JPH03217221A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2895133B2 publication Critical patent/JP2895133B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、選択透過性膜の製造方法に関し、特に液体
混合物のパーベーパーレーション法による分離膜として
好適な分離能を有する選択透過性膜を提供するものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a selectively permeable membrane, and more particularly, to a selectively permeable membrane having a separation ability suitable as a separation membrane for a liquid mixture by a pervaporation method. To provide.

(従来技術及び発明が解決しようとする課題) 有機液体の混合物あるいは有機化合物の溶液など、と
りわけ沸点近接化合物、共沸混合物などの分離技術とし
て有効なパーベーパーレーション法(浸透気化法)にお
いては、良好な分離能とともに工業的に耐久性に優れた
分離膜が求められる。即ち、このようなパーベーパーレ
ーション法においては、分離膜を介して一方に有機系の
液体混合物が供給され、かつ他方を減圧または真空にし
て、特定の液体成分を気化させて取り出すため、分離能
とともに耐薬品性,耐熱性,機械的強度などを有する分
離膜が必要である。
(Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention) In a pervaporation method (pervaporation method) which is effective as a separation technique for a mixture of organic liquids or a solution of an organic compound, especially for a compound having a close boiling point and an azeotropic mixture, A separation membrane having excellent durability and industrially excellent durability is required. That is, in such a pervaporation method, an organic liquid mixture is supplied to one side through a separation membrane, and the other is decompressed or evacuated to vaporize and extract a specific liquid component. In addition, a separation membrane having chemical resistance, heat resistance, mechanical strength, and the like is required.

従来、分離膜の素材としては、その用途に応じて異な
るが、例えばセルロース,ポリビニル,ポリアミド,ポ
リエステル,ポリスルホン,ポリカーボネート,ポリイ
ミド系などのポリマーが提案されている。このうち、一
般にエンジニアリングプラスチックとして知られるポリ
マーは耐熱性,耐薬品性などが良好であるが、上記した
如きパーベーパーレーション法において、十分な分離能
を示す分離膜の素材としては、なお充分でない。
Conventionally, as a material of the separation membrane, although it depends on its use, for example, polymers such as cellulose, polyvinyl, polyamide, polyester, polysulfone, polycarbonate, and polyimide have been proposed. Among them, polymers generally known as engineering plastics have good heat resistance, chemical resistance and the like, but are still insufficient as materials for separation membranes exhibiting sufficient separation ability in the pervaporation method as described above.

(課題を解決するための手段) 本発明者らは、上記の問題に鑑み鋭意研究の結果、特
定の溶媒で処理をしたハロアルキル基を有する芳香族イ
ミド重合体よりなる分離膜が、特にパーベーパーレーシ
ョン法における選択透過性の良好な分離膜として極めて
有効である知見を得て、本発明を完成するに至ったもの
である。
(Means for Solving the Problems) In view of the above problems, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, have found that a separation membrane made of an aromatic imide polymer having a haloalkyl group treated with a specific solvent is particularly suitable for pervaporation. The present invention has been found to be extremely effective as a separation membrane having good permselectivity in a filtration method, and has completed the present invention.

即ち、本発明は有機溶媒に溶解されたハロアルキル基
を有する芳香族イミド重合体を凝固液中で固化させて膜
状物を得、次いで該膜状物を収縮させ得る溶媒と該膜状
物とを接触させることによって該膜状物を収縮させるこ
と、及び、上記方法で収縮させた膜状物をさらに100〜2
00℃で加熱することを特徴とする選択透過性膜の製造方
法を提供するものであり、また、有機溶媒に溶解された
ハロアルキル基を有する芳香族イミド重合体を凝固液中
で固化させて膜状物を得、次いで該膜状物を収縮させ得
る溶媒と該膜状物とを接触させることによって該膜状物
を収縮させると共にアミン化合物を用いて4級化反応を
行なうこと、及び、上記方法で収縮と4級化反応を行っ
た膜状物をさらに100〜200℃で加熱することを特徴とす
る選択透過性膜の製造方法をも提供するものである。
That is, the present invention solidifies an aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent in a coagulation liquid to obtain a film, and then a solvent capable of shrinking the film and a film capable of shrinking the film. To shrink the film-like material by contacting the film-like material,
The present invention provides a method for producing a permselective membrane characterized by heating at 00 ° C., and further comprises solidifying an aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent in a coagulating liquid. Obtaining a film-like material, then contacting the film-like material with a solvent capable of shrinking the film-like material, thereby shrinking the film-like material and performing a quaternization reaction using an amine compound; and Another object of the present invention is to provide a method for producing a permselective membrane, characterized by further heating the film-like substance subjected to shrinkage and quaternization reaction by 100 to 200 ° C.

本発明で使用し得るハロアルキル基を有する芳香族イ
ミド重合体は、芳香族イミド重合体にハロアルキル基を
導入することによって製造される。
The aromatic imide polymer having a haloalkyl group that can be used in the present invention is produced by introducing a haloalkyl group into the aromatic imide polymer.

芳香族イミド重合体としては、主鎖中に芳香族炭化水
素基とイミド基とを有する公知の縮合重合体が何ら制限
なく使用し得る。例えば、下記式(I) (但し、Ar1,Ar2は2価の芳香族炭化水素基を示
す。) 又は下記式(II) で示される繰り返し単位を有するものが好適に使用され
る。特に、本発明に於いては、下記式(III) で示される繰り返し単位を有する芳香族イミド重合体が
好適である。平均分子量は、得られる選択透過性膜の機
械的強度の点から、一般には20,000以上であることが好
ましい。
As the aromatic imide polymer, a known condensation polymer having an aromatic hydrocarbon group and an imide group in the main chain can be used without any limitation. For example, the following formula (I) (However, Ar 1 and Ar 2 each represent a divalent aromatic hydrocarbon group.) Or the following formula (II) Those having a repeating unit represented by formula (1) are preferably used. In particular, in the present invention, the following formula (III) An aromatic imide polymer having a repeating unit represented by formula (1) is preferred. The average molecular weight is generally preferably 20,000 or more from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained selectively permeable membrane.

ハロアルキル基としては、一般には、クロルメチル
基,ブロムメチル基,ヨードメチル基,クロルエチル基
等が用いられる。芳香族イミド重合体へのハロアルキル
基の導入方法としては公知の方法が使用される。例え
ば、ハロアルキル化剤としてクロルメチルエーテルなど
のハロメチルエーテルが、触媒として例えばSnCl4,TiC
l4,AlCl3などのフリーデルクラフト型触媒が用いら
れ、またハロアルキル化を均一に行わせるために芳香族
イミド重合体の溶解剤あるいは膨潤剤として、例えば、
1,2−ジクロルエタン,テトラクロルエタンなどのハロ
ゲン化炭化水素が好ましく用いられる。このような芳香
族イミド重合体におけるハロアルキル化の程度は、モア
ー法により測定されるハロゲン含量で表示すれば一般に
3〜12重量%が好ましい。なお、上記したハロゲン含量
より計算される芳香族イミド重合体の繰り返し単位あた
りに導入されたハロアルキル基の個数は、一般に0.5〜
2.2個である。また1H−核磁気共鳴スペクトルの測定に
より、ハロアルキル基が芳香族イミド重合体の芳香環に
導入されていることが確認できる。
As the haloalkyl group, a chloromethyl group, a bromomethyl group, an iodomethyl group, a chloroethyl group and the like are generally used. As a method for introducing a haloalkyl group into the aromatic imide polymer, a known method is used. For example, a halomethyl ether such as chloromethyl ether is used as a haloalkylating agent, and a catalyst such as SnCl 4 , TiC
Friedel-craft type catalysts such as l 4 and AlCl 3 are used, and as a solubilizer or swelling agent for an aromatic imide polymer in order to uniformly perform haloalkylation, for example,
Halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane and tetrachloroethane are preferably used. In general, the degree of haloalkylation in such an aromatic imide polymer is preferably from 3 to 12% by weight in terms of the halogen content measured by the Mohr method. Incidentally, the number of haloalkyl groups introduced per repeating unit of the aromatic imide polymer calculated from the halogen content described above is generally 0.5 to
2.2 pieces. The measurement of the 1 H-nuclear magnetic resonance spectrum confirms that the haloalkyl group has been introduced into the aromatic ring of the aromatic imide polymer.

上記したハロアルキル基を有する芳香族イミド重合体
は、有機溶媒に溶解されてドープ液と呼ばれる溶液が調
製される。ハロアルキル基を有する芳香族イミド重合体
を溶解する有機溶媒としては、後述する凝固液と相溶性
を有するものが好ましく採用され、例えばジメチルアセ
トアミド,N−メチル−2−ピロリドン,ジメチルホルム
アミド,2−ピロリドン,テトラクロロエタンなどが挙げ
られる。また、ドープ液は、後述する膜状物への成形を
容易にするために、ハロアルキル基を有する芳香族イミ
ド重合体の濃度を一般に10〜30重量%、特に15〜25重量
%に調製することが好ましい。
The above-mentioned aromatic imide polymer having a haloalkyl group is dissolved in an organic solvent to prepare a solution called a dope solution. As the organic solvent for dissolving the aromatic imide polymer having a haloalkyl group, those having compatibility with a coagulation solution described later are preferably used. For example, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, 2-pyrrolidone , Tetrachloroethane and the like. In addition, the dope solution is prepared so that the concentration of the aromatic imide polymer having a haloalkyl group is generally 10 to 30% by weight, particularly 15 to 25% by weight, in order to facilitate molding into a film-like material described later. Is preferred.

本発明に於いて、上記したドープ液から膜状物を成形
する方法は公知の方法が何ら制限なく採用し得る。
In the present invention, as a method of forming a film from the above-mentioned dope solution, a known method can be adopted without any limitation.

膜状物として平膜を得る場合には、上記のドープ液を
平板上に流延した後、凝固液中に浸漬して固化させる方
法が採用される。また、膜状物が中空糸膜の場合には、
一般に中空糸製造用環状ノズルよりドープ液を押出して
成形する公知手段が採用される。例えば、ノズルベッド
の中央に開口しているオリフィスの中央にチューブが突
出しているチューブ・イン・オリフィス型ノズルを用い
る場合、該オリフィスの開口内周面とチューブの外周面
との環状の空隙部からドープ液を押出し、同時にチュー
ブの内孔から芯液を供給して、中空糸を形成する方法で
ある。この芯液としては、ドープ液を中空糸の内部から
凝固させることがなく、しかもドープ液のハロアルキル
基を有する芳香族イミド重合体を溶解することがない液
であればよく、一般に水が用いられる。次に、このよう
に形成された未固化の中空糸膜は、速かに所定の凝固液
に浸漬して、中空糸の外部から凝固させることにより、
固化した中空糸膜を得ることが出来る。
When a flat film is obtained as a film, a method is employed in which the above-mentioned dope is cast on a flat plate and then immersed in a coagulation liquid to be solidified. When the membrane is a hollow fiber membrane,
In general, a known means for extruding and forming a dope from an annular nozzle for producing a hollow fiber is employed. For example, when using a tube-in-orifice type nozzle in which a tube projects at the center of an orifice that opens at the center of the nozzle bed, the annular gap between the inner peripheral surface of the opening of the orifice and the outer peripheral surface of the tube is used. In this method, a dope solution is extruded, and at the same time, a core solution is supplied from an inner hole of a tube to form a hollow fiber. The core liquid may be any liquid that does not coagulate the dope liquid from the inside of the hollow fiber and that does not dissolve the aromatic imide polymer having a haloalkyl group in the dope liquid, and water is generally used. . Next, the unsolidified hollow fiber membrane thus formed is quickly immersed in a predetermined coagulation liquid, and solidified from outside the hollow fiber,
A solidified hollow fiber membrane can be obtained.

凝固液中での固化の際に、後述する膜状物を収縮させ
得る溶媒を凝固液として用い、膜状物を収縮させる条件
を採用した場合には、膜状物の表面に緻密層が形成され
ず、膜状物に選択透過性を付与することができなくな
る。また、後述の膜状物を収縮させ得る溶媒と膜状物の
接触によって該膜状物を収縮させることができなくなる
惧れがある。従って、凝固液の種類や凝固液による固化
の条件は、後述する膜状物を収縮させ得る溶媒と膜状物
とを接触させたときに該膜状物が収縮するように選択さ
れる。凝固液の種類としては、例えば、水;メタノー
ル,エタノール,イソプロピルアルコール等のアルコー
ル類;テトラヒドロフラン,ジオキサン等のエーテル
類;エチレングリコール等のグリコール類;及びこれら
2種以上の混合物を挙げることができ、特に水,メタノ
ール水溶液(水50重量%以上),イソプロパノール水溶
液(水50重量%以上)が好適に使用し得る。上記の凝固
液として例示した中には、温度条件によっては膜状物を
収縮させるものもあるため、このような凝固液を用いる
場合には、膜状物を収縮させない温度条件を予め決定す
れば良い。膜状物を収縮させない温度条件としては、一
般に0〜50℃の範囲が採用される。
When solidifying in the coagulating liquid, a solvent capable of contracting the film-like material described below is used as the coagulating liquid, and when conditions for contracting the film-like material are employed, a dense layer is formed on the surface of the film-like material. This makes it impossible to impart selective permeability to the film. Further, there is a fear that the film-like material cannot be shrunk due to contact between the film-like material and a solvent capable of shrinking the film-like material described below. Therefore, the type of the coagulating liquid and the conditions for solidification with the coagulating liquid are selected so that the film-like material contracts when the film-like material is brought into contact with a solvent capable of contracting the film-like material described below. Examples of the type of coagulation liquid include water; alcohols such as methanol, ethanol, and isopropyl alcohol; ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; glycols such as ethylene glycol; and a mixture of two or more of these. Particularly, water, an aqueous methanol solution (50% by weight or more of water), and an aqueous solution of isopropanol (50% by weight or more of water) can be suitably used. Some of the examples of the coagulating liquid may cause the film to shrink depending on the temperature conditions.If such a coagulating liquid is used, a temperature condition that does not cause the film to shrink may be determined in advance. good. As a temperature condition which does not shrink the film-like material, a range of 0 to 50 ° C. is generally adopted.

このようにして得られた膜状物は、次に該膜状物を収
縮させ得る溶媒とを接触させる。本発明に於いては、膜
状物をこのような特定の溶媒と接触させることによっ
て、膜状物に良好な選択透過性を付与することができ
る。本発明で得られた選択透過性膜をパーベーパーレー
ション法の分離膜として用いた場合は、膜状物の収縮率
を大きくするほど分離膜の選択性は向上するが、一方、
透過量が低下するという傾向を示す。このため、選択性
と透過量のバランスを考慮して適当な溶媒を選択すれば
良い。一般には、上記の固化して得られた膜状物の線収
縮率(膜状物が中空糸膜の場合には中空糸膜の長さ方向
の収縮率、以下同じ)を3〜30%、好ましくは5〜25%
にし得る溶媒を用いることが好ましい。
The film thus obtained is then brought into contact with a solvent capable of shrinking the film. In the present invention, good selective permeability can be imparted to the film by bringing the film into contact with such a specific solvent. When the selectively permeable membrane obtained in the present invention is used as a separation membrane for a pervaporation method, the selectivity of the separation membrane is improved as the contraction rate of the membrane is increased, but, on the other hand,
It shows a tendency that the amount of transmission decreases. Therefore, an appropriate solvent may be selected in consideration of the balance between the selectivity and the permeation amount. In general, the linear shrinkage rate of the solidified film obtained above (when the film is a hollow fiber membrane, the shrinkage in the longitudinal direction of the hollow fiber membrane, the same applies hereinafter) is 3 to 30%. Preferably 5 to 25%
It is preferable to use a solvent that can be converted into a solvent.

本発明に於いて好適に使用する溶媒は、例えば、メタ
ノール、エタノール,イソプロピルアルコール等のアル
コール類;アセトン,メチルエチルケトン等のケトン
類;トルエン,キシレン等の芳香族炭化水素類;ニトロ
メタン,ニトロエタン,1−ニトロプロパン,2−ニトロプ
ロパン等のニトロアルカン類;及びこれら溶媒相互の混
合液、又はこれら溶媒の水溶液等が挙げられる。
Solvents preferably used in the present invention include, for example, alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; nitromethane, nitroethane, 1- Nitroalkanes such as nitropropane and 2-nitropropane; and mixtures of these solvents with each other, or aqueous solutions of these solvents.

前記の膜状物と該膜状物を収縮させる溶媒との接触方
法は、公知の固液接触方法が何ら制限なく採用される。
例えば、膜状物を収縮させる溶媒中に膜状物を浸漬する
方法、膜状物に溶媒を塗布する方法等が挙げられる。ま
た、接触温度及び時間によって膜状物の収縮率が変化す
ることが多いため、適当な収縮率となるように予め温度
及び時間を決定しておけば良い。良好な選択性及び透過
量を膜状物に付与するためには、該膜状物の線収縮率を
3〜30%、さらには5〜25%とすることが好ましい。こ
のような線収縮率とするためには、接触温度は室温〜溶
媒の沸点の範囲から、接触時間は10分〜数時間の範囲か
ら採用される。
As a method for contacting the film-like material with a solvent for shrinking the film-like material, a known solid-liquid contact method is employed without any limitation.
For example, a method of immersing the film in a solvent that shrinks the film, a method of applying a solvent to the film, and the like can be used. In addition, since the contraction rate of the film-like material often changes depending on the contact temperature and time, the temperature and time may be determined in advance so as to obtain an appropriate contraction rate. In order to impart good selectivity and good permeation amount to the film, the linear shrinkage of the film is preferably 3 to 30%, more preferably 5 to 25%. In order to obtain such a linear shrinkage, the contact temperature is selected from the range of room temperature to the boiling point of the solvent, and the contact time is selected from the range of 10 minutes to several hours.

このようにして選択透過性の優れた膜を得ることがで
きる。
In this way, a film having excellent permselectivity can be obtained.

本発明は、前記の芳香族イミド重合体の有するハロア
ルキル基にアミン化合物を反応させて4級化を行なう方
法をも提供する。4級化反応を行なうことによって、さ
らに選択透過性を向上させることができる。
The present invention also provides a method for performing quaternization by reacting an amine compound with a haloalkyl group of the aromatic imide polymer. By performing the quaternization reaction, the selective permeability can be further improved.

4級化反応は、前記したハロアルキル基を有する芳香
族イミド重合体の膜状物の収縮化と同時に行なわれる。
即ち、前記したハロアルキル基を有する芳香族イミド重
合体の膜状物を収縮させる溶媒中にアミン化合物を溶解
しておき、該膜状物のハロアルキル基を該アミン化合物
の第三級アミノ基との反応により、第四級アンモニウム
塩基に変換し、必要に応じて架橋構造を形成させる。本
発明に用いられるアミン化合物としては、例えばトリメ
チルアミン,トリエチルアミン,トリエタノールアミ
ン,トリブチルアミンなどの脂肪族第三級アミンのほ
か、第一級,第二級アミン,脂肪族ポリアミン,又は芳
香族ポリアミンのいずれでもよい。特に、ビニル基を有
するアミン化合物及びポリアミン化合物は、本発明にお
ける第四級アンモニウム塩基の変換とともに架橋構造を
容易に形成し得るために好ましい。かかるビニル基を有
するアミン化合物としては、例えば、N−ビニルジメチ
ルアミン,N−ビニルジエチルアミン,N−ビニルジフェニ
ルアミン,ビニルピリジン,N−ビニルピロール,N−ビニ
ルインドール,ビニルキノリン,ビニルピペリジン,ビ
ニルピラジン,N−ビニルイミダゾール,ビニルベンジル
アミン,N,N−ジメチルビニルベンジルアミン,メタクリ
ロイルアミノプロピルジメチルアミン等を挙げることが
できる。これらの中でも、特にビニルピリジンやビニル
ベンジルアミンが好適に用い得る。これらのビニル基を
有するアミン化合物を用いた場合には、必要により重合
が行なわれる。また、ポリアミン化合物としては、例え
ば、エチレンジアミン,トリエチレンジアミン,テトラ
エチレンペンタミン,ポリエチレンイミン,NNN′N′−
テトラメチルジアミノメタン,NNN′N′−テトラメチル
エチレンジアミン,NNN′N′−テトラメチル−1,3−プ
ロパンジアミン,NNN′N′−テトラメチル1,6−ヘキサ
ンジアミン,NNN′N′−テトラメチル−1,4−フェニレ
ンジアミン,NNN′N′−テトラメチルベンジジン,NNN′
N′−テトラメチル−1,3−ジアミノ−2−プロパノー
ル等が挙げられる。これらのうち、第三級アミンでない
場合は、ハロアルキル基と反応させた後、公知の方法に
より4級化を施せばよい。このようにアミノ化,4級化を
行う場合も、本発明における4級化反応に含まれるもの
である。アミン化合物の濃度は一般に0.1〜3.0モル/lに
調製して用いることが好ましい。また、本発明におい
て、膜状物の収縮とアミン化合物によるハロアルキル基
の4級化反応とを同時に行なうための反応条件は、一般
に室温〜80℃で30秒〜100時間の浸漬処理により達成さ
れる。
The quaternization reaction is carried out simultaneously with the shrinkage of the film of the aromatic imide polymer having a haloalkyl group.
That is, the amine compound is dissolved in a solvent that shrinks the film of the aromatic imide polymer having a haloalkyl group described above, and the haloalkyl group of the film is formed with the tertiary amino group of the amine compound. By the reaction, it is converted to a quaternary ammonium base, and a crosslinked structure is formed as required. Examples of the amine compound used in the present invention include aliphatic tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, triethanolamine and tributylamine, as well as primary, secondary amines, aliphatic polyamines and aromatic polyamines. Either may be used. In particular, amine compounds and polyamine compounds having a vinyl group are preferable because a crosslinked structure can be easily formed together with the conversion of the quaternary ammonium base in the present invention. Examples of the amine compound having such a vinyl group include N-vinyldimethylamine, N-vinyldiethylamine, N-vinyldiphenylamine, vinylpyridine, N-vinylpyrrole, N-vinylindole, vinylquinoline, vinylpiperidine, vinylpyrazine, Examples thereof include N-vinylimidazole, vinylbenzylamine, N, N-dimethylvinylbenzylamine, and methacryloylaminopropyldimethylamine. Among these, vinylpyridine and vinylbenzylamine can be particularly preferably used. When these amine compounds having a vinyl group are used, polymerization is performed if necessary. Examples of the polyamine compound include ethylenediamine, triethylenediamine, tetraethylenepentamine, polyethyleneimine, NNN'N'-
Tetramethyldiaminomethane, NNN'N'-tetramethylethylenediamine, NNN'N'-tetramethyl-1,3-propanediamine, NNN'N'-tetramethyl1,6-hexanediamine, NNN'N'-tetramethyl -1,4-phenylenediamine, NNN'N'-tetramethylbenzidine, NNN '
N'-tetramethyl-1,3-diamino-2-propanol and the like. Among these, when it is not a tertiary amine, it may be reacted with a haloalkyl group and then quaternized by a known method. Such amination and quaternization are also included in the quaternization reaction of the present invention. Generally, it is preferable to use the amine compound at a concentration of 0.1 to 3.0 mol / l. In the present invention, the reaction conditions for simultaneously performing the shrinkage of the film-like material and the quaternization reaction of the haloalkyl group with the amine compound are generally achieved by immersion treatment at room temperature to 80 ° C. for 30 seconds to 100 hours. .

以上のようにして得られたハロアルキル基を有する芳
香族イミド重合体を収縮させた選択透過性膜、又は収縮
と共に4級化反応を行なった選択透過性膜は、さらに加
熱することによって選択透過性を向上させ、膜の強度を
上げると共に膜の伸縮を防止することができる。加熱の
温度は100〜200℃の範囲である。加熱温度が100℃未満
のときは上記した加熱の効果が得られず、逆に200℃を
越えると膜のガラス転移点に近ずくことになり、却って
膜を劣化させるために好ましくない。加熱温度が高くな
れば選択性は向上するが透過量は低下するという傾向を
示すため、目的に応じた選択性と透過量が得られるよう
に加熱温度を決定すればよい。
The permselective membrane obtained by shrinking the aromatic imide polymer having a haloalkyl group obtained as described above, or the permselective membrane subjected to a quaternization reaction together with shrinkage is selectively permeated by further heating. Can be improved, the strength of the film can be increased, and expansion and contraction of the film can be prevented. The heating temperature is in the range of 100-200 ° C. When the heating temperature is lower than 100 ° C., the above-mentioned effect of the heating cannot be obtained. On the other hand, when the heating temperature is higher than 200 ° C., the temperature approaches the glass transition point of the film. As the heating temperature increases, the selectivity improves but the amount of permeation tends to decrease. Therefore, the heating temperature may be determined so as to obtain the selectivity and the amount of permeation according to the purpose.

加熱は、膜状物が乾燥状態及び湿潤状態のいずれの状
態で行なってもよいが、湿潤状態で加熱したときは膜状
物中に含浸されている液体が加熱されることによって気
化し、それによって膜状物の内部に孔が形成され、透過
量が大きくなることがある。
The heating may be performed in any of a dry state and a wet state of the film, but when the film is heated in the wet state, the liquid impregnated in the film is vaporized by heating. As a result, pores are formed inside the film-like material, and the amount of permeation may increase.

また、加熱雰囲気は、どのうような雰囲気でもかまわ
ないが、膜状物の組成によっては酸素のない雰囲気下の
方が良いものもある。そのような膜状物に対しては窒
素,アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行え
ば良い。
The heating atmosphere may be any atmosphere, but depending on the composition of the film-like material, there is a case where an atmosphere without oxygen is better. Heat treatment may be performed on such a film-like material in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon.

(発明の効果) 本発明において提供されるハロアルキル基を有する芳
香族イミド重合体よりなる選択透過性膜は、パーベーパ
ーレーション法の分離膜として使用した場合に優れた選
択性を示す。特にアルコール−水系の分離の場合にその
効果が顕著である。また、収縮とともに4級化反応を行
なった選択透過性膜は、さらに優れた選択性を示すとと
もに高い透過量を示す。また、本発明で得られる選択透
過性膜は、芳香族イミド重合体よりなるため、耐熱性,
耐薬品(溶剤)性,機械的強度に良好な耐久性を有す
る。
(Effect of the Invention) The permselective membrane made of an aromatic imide polymer having a haloalkyl group provided in the present invention shows excellent selectivity when used as a separation membrane in a pervaporation method. In particular, the effect is remarkable in the case of alcohol-water separation. In addition, the selectively permeable membrane that has undergone a quaternization reaction with shrinkage exhibits higher selectivity and a higher permeation amount. In addition, since the permselective membrane obtained in the present invention is made of an aromatic imide polymer, heat resistance,
Good durability in chemical (solvent) resistance and mechanical strength.

従って、本発明で得られる選択透過性膜は、有機液体
の混合物あるいは有機化合物の溶液など非水系液体を含
む混合物の分離,濃縮,精製に好適であり、エレクトロ
ニクス,バイオケミストリ,医薬品,食品など広い分野
で利用可能である。
Therefore, the permselective membrane obtained by the present invention is suitable for separation, concentration, and purification of a mixture containing an organic liquid or a mixture containing a non-aqueous liquid such as a solution of an organic compound, and is widely used in electronics, biochemistry, pharmaceuticals, foods, and the like. Available in the field.

(実施例) 実施例1 下記式で表わされる繰り返し単位 を有する芳香族イミド重合体(商品名:ウルテム1000,
ゼネラル・エレクトリック社製:分子量40,000)100gを
ジクロルエタン832gに窒素雰囲気下、50℃で攪拌しなが
ら均一に溶解した後、クロルメチルエーテル67gおよび
塩化亜鉛11gを投入し、攪拌しつつ50℃で8時間反応さ
せた。次いで、反応液を30℃まで冷却した後、大過剰の
メタノール中に沈澱させ減圧乾燥後、クロロホルム−メ
タノール系で溶解、再精製した。得られたクロルメチル
化芳香族イミド重合体は、モアー法によって測定した塩
素含量が6.6重量%であり、この塩素含量から計算で求
められる重合体の繰り返し単位あたりの導入されたクロ
ルメチル基の数は1.2個である。さらに、このクロルメ
チル化芳香族イミド重合体を1H−核磁気共鳴スペクトル
で評価した結果、4.56ppmに現われるメチレン基濃度と
一致し、クロルメチル化されていることを確認した。
(Example) Example 1 Repeating unit represented by the following formula Aromatic imide polymer having the following (trade name: Ultem 1000,
100 g of General Electric Company (molecular weight: 40,000) was uniformly dissolved in 832 g of dichloroethane while stirring at 50 ° C. under a nitrogen atmosphere at 67 ° C., 67 g of chloromethyl ether and 11 g of zinc chloride were added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 8 hours with stirring. Reacted. Next, the reaction solution was cooled to 30 ° C., precipitated in a large excess of methanol, dried under reduced pressure, dissolved in a chloroform-methanol system, and purified again. The obtained chloromethylated aromatic imide polymer had a chlorine content of 6.6% by weight as measured by the Mohr method, and the number of introduced chloromethyl groups per repeating unit of the polymer calculated from the chlorine content was 1.2. Individual. Further, the chloromethylated aromatic imide polymer was evaluated by 1 H-nuclear magnetic resonance spectrum, and as a result, it was confirmed that the chloromethylated aromatic imide polymer was chloromethylated, which coincided with the methylene group concentration appearing at 4.56 ppm.

上記のクロルメチル化芳香族イミド重合体をN−メチ
ルピロリドンの溶媒に溶解して約20重量%の濃度である
均一溶液のドープ液を調製した。このドープ液を用いて
中空糸製造用環状ノズルから中空糸膜を押出し、水を凝
固液として中空糸膜の内部および外部から凝固させ、ク
ロルメチル化芳香族イミドからなる内径0.79mm×外径1.
3mmの中空糸膜を得た。
The above chloromethylated aromatic imide polymer was dissolved in a solvent of N-methylpyrrolidone to prepare a dope solution of a uniform solution having a concentration of about 20% by weight. Using this dope solution, a hollow fiber membrane is extruded from a hollow nozzle for producing a hollow fiber, and water is coagulated from the inside and the outside of the hollow fiber membrane as a coagulating liquid, and an inner diameter of 0.79 mm x an outer diameter of chloromethylated aromatic imide 1.
A 3 mm hollow fiber membrane was obtained.

次いで、上記中空糸膜を収縮させる溶媒に第1表に示
した条件で浸漬させた。
Then, the hollow fiber membrane was immersed in a solvent for shrinking under the conditions shown in Table 1.

上記で得た長さ150mmの中空糸膜20本をモジュール化
して作製したパーベーパーレーション法の分離装置を用
いて、被処理液としてイソプロピルアルコールの濃度が
85重量%であるイソプロピルアルコール(IPA)と水(H
2O)との混合液について分離試験を行なった。なお、被
処理液は60℃の液温で中空糸膜の内部に供給し、外部の
透過気体室側における真空度は3トールで実施した。そ
の分離結果から、中空糸膜の透過液量Q(g/m2・hr)と
分離係数α=(PH2O×FIPA/PIPA×FH2Oを第1表に示し
た。但し、 PH2O=透過気体側の水濃度(重量%) PIPA=透過気体側のイソプロピルアルコール濃度(重量
%) FH2O=被処理液の水濃度(重量%) FIPA=被処理液のイソプロピルアルコール濃度(重量
%) また、前記した芳香族イミド重合体よりなる中空糸膜
を溶媒で処理することなく、そのまま上記と同様にモジ
ュール化して、IPA−H2O混合液の分離試験に供した結果
を比較例として第1表に示した。
The concentration of isopropyl alcohol as a liquid to be treated was determined using a pervaporation separation device prepared by modularizing the 20 hollow fiber membranes having a length of 150 mm obtained above into a module.
85% by weight of isopropyl alcohol (IPA) and water (H
It was performed separated tested 2 O) and a mixture of. The liquid to be treated was supplied to the inside of the hollow fiber membrane at a liquid temperature of 60 ° C., and the degree of vacuum on the external permeated gas chamber side was set at 3 Torr. From the results of the separation, Table 1 shows the permeate volume Q (g / m 2 · hr) of the hollow fiber membrane and the separation coefficient α = (P H2O × F IPA / P IPA × F H2O , where P H2O. = Water concentration on the permeated gas side (wt%) P IPA = Concentration of isopropyl alcohol on the permeated gas side (wt%) F H2O = Water concentration of the liquid to be treated (wt%) F IPA = Isopropyl alcohol concentration of the liquid to be treated (weight) %) Further, the hollow fiber membrane comprising the aromatic imide polymer was modularized in the same manner as described above without being treated with a solvent, and subjected to a separation test of an IPA-H 2 O mixed solution. The results are shown in Table 1.

実施例2 実施例1No.5の浸漬処理において、処理時間を第2表
に示す如く変化させること以外は、実施例1No.5と同様
にしてクロルメチル化芳香族イミド重合体よりなる中空
糸膜を得た。得られた中空糸膜のそれぞれについて、実
施例1と同様にしてモジュール化し、IPA−H2O混合液の
分離試験に供した結果を第2表に示した。
Example 2 A hollow fiber membrane made of a chloromethylated aromatic imide polymer was prepared in the same manner as in Example 1 No. 5, except that in the immersion treatment of Example 1 No. 5, the treatment time was changed as shown in Table 2. Obtained. For each of the resulting hollow fiber membrane, a module in the same manner as in Example 1, showed the results were subjected to separation test of IPA-H 2 O mixture in Table 2.

実施例1No.5の浸漬処理した中空糸膜を風乾させた
後、大気中で第3表に示す条件で加熱処理を行った。得
られた中空糸膜のそれぞれについて実施例1と同様にし
てモジュール化し、IPA−H2O混合液の分離試験及び引張
り強度試験に供した結果を第3表に示した。
Example 1 No. 5 immersion-treated hollow fiber membrane was air-dried, and then heat-treated in the air under the conditions shown in Table 3. The resulting modularized in the same manner as in Example 1 for each of the hollow fiber membrane showed results were subjected to the separation test and the tensile strength test of the IPA-H 2 O mixture in Table 3.

実施例4 実施例1と同様にして凝固液と接触させて得た中空糸
膜を第4表に示す濃度の4−ビニルピリジン(以下、4V
Pと略記する。)のメチルエチルケトン溶液に浸漬し
て、第4表に示す温度および時間で反応処理することに
より、架橋荷電型の変性芳香族イミド重合体よりなる中
空糸膜を得た。尚、いずれの場合もメチルエチルケトン
に浸漬したときの線収縮率は10.3%であった。
Example 4 A hollow fiber membrane obtained by contacting with a coagulating liquid in the same manner as in Example 1 was treated with 4-vinylpyridine (hereinafter referred to as 4V) at a concentration shown in Table 4.
Abbreviated as P. ) Was immersed in a methyl ethyl ketone solution and subjected to a reaction treatment at the temperature and time shown in Table 4 to obtain a hollow fiber membrane made of a crosslinked charged type modified aromatic imide polymer. In each case, the linear shrinkage when immersed in methyl ethyl ketone was 10.3%.

得られた中空糸膜のそれぞれについて、実施例1と同
様にモジュール化し、IPA−H2O混合液の分離試験に供し
た結果を第4表に示した。
For each of the resulting hollow fiber membrane, similarly modularized as in Example 1, it showed the results were subjected to separation test of IPA-H 2 O mixture in Table 4.

また、中空糸膜を収縮させない溶媒である4VPの水溶
液中で4級化反応処理した中空糸膜を上記と同様にモジ
ュール化し、IPA−H2O混合液の分離試験に供した結果を
比較例として第4表に示した。
In addition, a hollow fiber membrane that had been subjected to a quaternization reaction in an aqueous solution of 4VP, which is a solvent that does not shrink the hollow fiber membrane, was modularized in the same manner as described above, and subjected to a separation test of an IPA-H 2 O mixed solution. The results are shown in Table 4.

実施例5 実施例4No.2の4級化処理した中空糸膜を風乾させた
後、窒素雰囲気下で第5表に示す条件で加熱処理を行っ
た。得られた中空糸膜のそれぞれについて実施例1と同
様にしてモジュール化し、IPA−H2O混合液の分離試験と
引張り強度試験に供した結果を第5表に示した。
Example 5 The quaternized hollow fiber membrane of Example 4 No. 2 was air-dried and then heat-treated under a nitrogen atmosphere under the conditions shown in Table 5. The resulting modularized in the same manner as in Example 1 for each of the hollow fiber membrane showed. The results are strength test and tensile separation test of IPA-H 2 O mixture in Table 5.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B01D 71/64 B01D 67/00 B01D 61/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B01D 71/64 B01D 67/00 B01D 61/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】有機溶媒に溶解されたハロアルキル基を有
する芳香族イミド重合体を凝固液中で固化させて膜状物
を得、次いで該膜状物を収縮させ得る溶媒と該膜状物と
を接触させることによって該膜状物を収縮させることを
特徴とする選択透過性膜の製造方法。
An aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent is solidified in a coagulation liquid to obtain a film, and then a solvent capable of shrinking the film and a solvent capable of shrinking the film. A method for producing a selectively permeable membrane, wherein the membrane is contracted by contacting the membrane.
【請求項2】有機溶媒に溶解されたハロアルキル基を有
する芳香族イミド重合体を凝固液中で固化させて膜状物
を得、次いで該膜状物を収縮させ得る溶媒と該膜状物と
を接触させることによって該膜状物を収縮させ、その
後、100〜200℃で加熱することを特徴とする選択透過性
膜の製造方法。
2. An aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent is solidified in a coagulation liquid to obtain a film, and then a solvent capable of shrinking the film and a film capable of shrinking the film. And shrinking the film-like material by contacting the film, and then heating the film at 100 to 200 ° C.
【請求項3】有機溶媒に溶解されたハロアルキル基を有
する芳香族イミド重合体を凝固液中で固化させて膜状物
を得、次いで該膜状物を収縮させ得る溶媒と該膜状物と
を接触させることによって該膜状物を収縮させると共に
アミン化合物を用いて4級化反応を行なうことを特徴と
する選択透過性膜の製造方法。
3. A film-like substance obtained by solidifying an aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent in a coagulation liquid, and then a solvent capable of shrinking the film-like substance and a film-like substance. And a quaternization reaction using an amine compound to cause contraction of the film-like material by contacting the film with the compound.
【請求項4】有機溶媒に溶解されたハロアルキル基を有
する芳香族イミド重合体を凝固液中で固化させて膜状物
を得、次いで該膜状物を収縮させ得る溶媒と該膜状物と
を接触させることによって該膜状物を収縮させると共に
アミン化合物を用いて4級化反応を行ない、さらに100
〜200℃で加熱することを特徴とする選択透過性膜の製
造方法。
4. An aromatic imide polymer having a haloalkyl group dissolved in an organic solvent is solidified in a coagulating liquid to obtain a film, and then a solvent capable of shrinking the film and a solvent capable of shrinking the film. , The film-like material is contracted, and a quaternization reaction is carried out using an amine compound.
A method for producing a permselective membrane, characterized by heating at -200 ° C.
JP1250390A 1990-01-24 1990-01-24 Method for producing permselective membrane Expired - Fee Related JP2895133B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1250390A JP2895133B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for producing permselective membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1250390A JP2895133B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for producing permselective membrane

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03217221A JPH03217221A (en) 1991-09-25
JP2895133B2 true JP2895133B2 (en) 1999-05-24

Family

ID=11807163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1250390A Expired - Fee Related JP2895133B2 (en) 1990-01-24 1990-01-24 Method for producing permselective membrane

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2895133B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03217221A (en) 1991-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1146711A (en) Process for preparing a selective permeable membrane and membranes prepared thereby
KR101988491B1 (en) Membranes for separation
EP0446947B1 (en) Gas separating asymmetric membrane
US8753426B2 (en) Polymers, polymer membranes and methods of producing the same
JPS6153103B2 (en)
JPH0551331B2 (en)
KR0159772B1 (en) Semipermeable membrane made from a homogeneously miscible polymer blend
EP3050614B1 (en) Method of producing a thermally rearranged PBX, thermally rearranged PBX and membrane
Xie et al. Low fouling polysulfone ultrafiltration membrane via click chemistry
JPS6127086B2 (en)
JP4057217B2 (en) Method for producing solvent-resistant microporous polybenzimidazole thin film
US4891135A (en) Macroporous, asymmetric, hydrophilic polyaramide membrane
JPS62201603A (en) Hydrophilic polysulfone membrane
US5536408A (en) Hydrophilic, asymmetric, chemically-resistant polyaramide membrane
Echigo et al. A novel preparative method of microporous poly (4, 4'-oxydiphenylenepyromellitimide) membranes
JP2895133B2 (en) Method for producing permselective membrane
JPH0122008B2 (en)
JPH0235920A (en) Manufacture of selective permeable membrane
JPS6028803A (en) Selective permeable membrane and its manufacture
JP2915123B2 (en) Manufacturing method of pervaporation membrane
JPH0527448B2 (en)
CN113195081A (en) Porous membranes for high pressure filtration
JP3165725B2 (en) Method for producing structure having solvent resistance
CA2021551A1 (en) Composite polymeric membranes for the preparation of mixtures of gases and the method for preparation the same
EP0753336A2 (en) Solvent resistant microporous polyimide membranes

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees