JP5579365B2 - Anion exchange membrane and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、製塩に用いられる陰イオン交換膜及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an anion exchange membrane used for salt production and a method for producing the same.

イオン交換膜製塩法における海水濃縮工程には、陽および陰イオン交換膜を利用した電気透析槽が用いられている。電気透析槽に利用するイオン交換膜は、食塩の製造費低減のために、膜の電気抵抗を増加させることなく、濃縮性能を向上させることが必要である。   An electrodialysis tank using positive and negative ion exchange membranes is used in the seawater concentration step in the ion exchange membrane salt production method. An ion exchange membrane used for an electrodialysis tank needs to improve the concentration performance without increasing the electrical resistance of the membrane in order to reduce the production cost of salt.

製塩用イオン交換膜の製法については従来から数多くの方法が提案されている(例えば特許文献1〜3参照)が、それらの中でもイオン交換基が導入可能な官能基を有する単量体、架橋剤および重合開始剤を主たる成分として含有する混合物をポリ塩化ビニル製の織布等に塗布して重合した後、必要に応じてイオン交換基を導入する方法が広く知られている。   A number of methods for producing an ion exchange membrane for salt production have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3). Among them, a monomer having a functional group into which an ion exchange group can be introduced, and a crosslinking agent. In addition, a method is widely known in which a mixture containing a polymerization initiator as a main component is applied to a woven fabric made of polyvinyl chloride and polymerized, and then ion exchange groups are introduced as necessary.

しかしながら、この方法により得られたイオン交換膜は、膜の電気抵抗を増加させることなく、濃縮性能を向上させることは困難であった。   However, it has been difficult to improve the concentration performance of the ion exchange membrane obtained by this method without increasing the electrical resistance of the membrane.

かかる問題点を解決するため、ポリプロピレン繊維基材等に重合性単量体を含浸担持させた後、電離放射線でグラフト重合しイオン交換膜を得る方法や、ポリオレフィン製基材等に重合性単量体を含浸担持させた後、電離放射線で一部重合をおこない、続いて重合開始剤の存在下で加熱することにより、重合を完結させてイオン交換膜を得る方法が提案されている(例えば特許文献4〜6参照)。   In order to solve such problems, a method of obtaining an ion exchange membrane by impregnating and supporting a polymerizable monomer on a polypropylene fiber substrate or the like and then graft polymerizing with ionizing radiation, or a polymerizable monomer on a polyolefin substrate or the like A method has been proposed in which a polymer is impregnated and supported, followed by partial polymerization with ionizing radiation, followed by heating in the presence of a polymerization initiator to complete the polymerization and obtain an ion exchange membrane (for example, patents). References 4-6).

しかし、いずれの方法も、膜の濃縮性能については満足のいく成果は見られなかった。
特公昭39−27861号公報 特公昭40−28951号公報 特公昭44−19253号公報 特開昭51−52489号公報 特開昭60−238327号公報 特開平06−271687号公報
However, none of the methods yielded satisfactory results in terms of membrane concentration performance.
Japanese Examined Patent Publication No. 39-27861 Japanese Patent Publication No.40-28951 Japanese Patent Publication No. 44-19253 JP-A-51-52489 JP 60-238327 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-271687

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、製塩に用いられる陰イオン交換膜について、従来使用されている膜と比較し、電気抵抗を増加させずに、濃縮性能を向上させることを目的とするものである。   This invention is made | formed in view of such a subject, Compared with the conventionally used film | membrane about the anion exchange membrane used for salt production, it improves a concentration performance, without increasing an electrical resistance. It is for the purpose.

本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレン等からなる多孔性基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を有するポリスチレン系共重合体等が充填されている陰イオン交換膜が、従来使用されている製塩用の陰イオン交換膜と比較し、電気抵抗を増加させずに、濃縮性能を向上させることを見出した。より具体的には、超高分子量ポリエチレンからなる多孔性基材の細孔内に、クロロメチルスチレン及びジビニルベンゼン等の単量体を充填して熱重合し、得られた共重合体に第4級アンモニウム基を導入することにより得られる陰イオン交換膜が、従来使用されている製塩用の陰イオン交換膜と比較し、電気抵抗を増加させずに、濃縮性能を向上させることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have filled a porous base material made of polyethylene or the like with a polystyrene copolymer having a quaternary ammonium group or the like. The present inventors have found that the anion exchange membrane improves the concentration performance without increasing the electric resistance as compared with the conventionally used anion exchange membrane for salt production. More specifically, monomers such as chloromethylstyrene and divinylbenzene are filled in the pores of the porous base material made of ultrahigh molecular weight polyethylene and thermally polymerized. It has been found that the anion exchange membrane obtained by introducing a quaternary ammonium group improves the concentration performance without increasing the electric resistance, compared with the conventionally used anion exchange membrane for salt production.

すなわち、本発明は、下記の構成とすることにより上記の目的を達成するに至った。
(1)ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとを70〜85:30〜15の重量割合で少なくとも共重合成分とし、かつ第4級アンモニウム基を有する共重合体が充填された製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(2)前記脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行うことにより得られた前記(1)記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(3)前記脂肪族ポリオレフィンがポリエチレンであることを特徴とする前記(1)または(2)記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(4)前記脂肪族ポリオレフィンが超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする前記(1)または(2)記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(5)前記重合性混合物にゴムを含む前記(2)〜(4)のいずれか1項記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(6)ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行う工程を含む製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。
(7)前記第4級アンモニウム基を導入可能な官能基自体が第4級アンモニウム基でない場合には、熱重合の後に、第4級アンモニウム基を付与できる化合物で処理した前記(6)記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。
(8)前記第4級アンモニウム基を導入可能な官能基自体が第4級アンモニウム基である前記(6)記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。
(9)前記重合性混合物にゴムを含む前記(6)〜(8)のいずれか1項に記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。
That is, the present invention has achieved the above object by adopting the following configuration.
(1) Chloromethylstyrene and divinylbenzene are formed in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. And an anion-exchange membrane for electrodialysis for salt production, which is filled with a copolymer having a quaternary ammonium group in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 at least.
(2) Chloromethylstyrene having a functional group capable of introducing a quaternary ammonium group into the pores of a porous film-like substrate made of the aliphatic polyolefin and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm; The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to the above (1), obtained by filling a polymerizable mixture containing divinylbenzene in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization.
(3) The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to (1) or (2), wherein the aliphatic polyolefin is polyethylene.
(4) The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to (1) or (2), wherein the aliphatic polyolefin is ultrahigh molecular weight polyethylene.
(5) The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to any one of (2) to (4), wherein the polymerizable mixture contains rubber.
(6) A quaternary ammonium group is formed in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. Anion exchange for electrodialysis for salt production comprising a step of filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene having a functional group capable of introduction at a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization A method for producing a membrane.
(7) If the functional group capable of introducing the quaternary ammonium group itself is not a quaternary ammonium group, it is treated with a compound capable of imparting a quaternary ammonium group after thermal polymerization. A method for producing an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production.
(8) The method for producing an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to the above (6), wherein the functional group itself capable of introducing the quaternary ammonium group is a quaternary ammonium group.
(9) The method for producing an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to any one of (6) to (8), wherein the polymerizable mixture contains rubber.

上記から明らかなように、本発明の骨子は、下記(1)〜(3)に存する。
(1)ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとを70〜85:30〜15の重量割合で少なくとも共重合成分とし、かつ第4級アンモニウム基を有する共重合体が充填された製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(2)ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行うことにより得られた前記(1)に記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。
(3)ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行う工程を含む製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。
As is clear from the above, the gist of the present invention resides in the following (1) to (3).
(1) Chloromethylstyrene and divinylbenzene are formed in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. And an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production, which is filled with a copolymer having a quaternary ammonium group in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 at least.
(2) A quaternary ammonium group is formed in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. As described in (1) above, which is obtained by filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene having an introduceable functional group and divinylbenzene in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization. Anion exchange membrane for electrodialysis for salt production.
(3) A quaternary ammonium group is formed in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. Anion exchange for electrodialysis for salt production comprising a step of filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene having a functional group capable of introduction at a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization A method for producing a membrane.

本発明により、現在製塩に用いられている陰イオン交換膜と比較して、電気抵抗を増加させずに、濃縮性能を向上させた陰イオン交換膜を提供できることから、製塩コスト低減に寄与できる。   According to the present invention, an anion exchange membrane having an improved concentration performance can be provided without increasing the electrical resistance as compared with the anion exchange membrane currently used for salt production, which can contribute to a reduction in salt production cost.

本発明の製塩用陰イオン交換膜製造方法は、包括的には、ポリオレフィンからなる多孔性基材の細孔内に第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有する重合性単量体、架橋性単量体を含有する重合性混合物を充填して、熱重合をおこない、必要に応じてトリメチルアミン等を用いて第4級アンモニウム基を導入することが特徴である。
より具体的には、ポリエチレンや超高分子量ポリエチレンからなる多孔性基材の細孔内に、クロロメチルスチレン及びジビニルベンゼン等の単量体を充填して熱重合をおこない、得られた共重合体に第4級アンモニウム基を導入することを特徴とするものである。
The method for producing an anion exchange membrane for salt production according to the present invention generally comprises a polymerizable monomer having a functional group capable of introducing a quaternary ammonium group into the pores of a porous substrate made of polyolefin, and a crosslinked monomer. It is characterized in that a polymerizable mixture containing a polymerizable monomer is filled, thermal polymerization is performed, and a quaternary ammonium group is introduced using trimethylamine or the like as necessary.
More specifically, the copolymer obtained by performing thermal polymerization by filling monomers such as chloromethylstyrene and divinylbenzene into the pores of a porous base material made of polyethylene or ultrahigh molecular weight polyethylene. In the present invention, a quaternary ammonium group is introduced.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
本発明においてポリオレフィンとは、分子中に二重結合を有する化合物の重合体である。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブタジエン等の脂肪族オレフィンの重合体、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレン、ポリジビニルベンゼン等の芳香族オレフィンの重合体、ポリメタクリル酸メチル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール等の含酸素オレフィンの重合体、ポリアクリロニトリル、ポリN−メチルピロリドン等の含窒素オレフィンの重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含ハロゲンオレフィンの重合体等が挙げられる。これらのポリオレフィンを単独で使用してもよいし、複数のポリオレフィンを混合してもよい。また、上記の2個以上のオレフィンの共重合体、あるいはグラフト共重合体でもよい。2個以上の二重結合を有する化合物との共重合あるいは電子線照射、プラズマ照射、紫外線照射、化学反応等により架橋構造を有するものでもよい。その中でも化学的安定性やコストの面等からポリエチレンが好ましく、特に分子量が100万以上の超高分子量ポリエチレンが好適である。また、本発明においてポリオレフィンには、その望ましい特性を損なわない範囲において、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の種々の添加剤を含んでいてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the present invention, the polyolefin is a polymer of a compound having a double bond in the molecule. Specifically, polymers of aliphatic olefins such as polyethylene, polypropylene, polybutylene and polybutadiene, polymers of aromatic olefins such as polystyrene, poly α-methylstyrene and polydivinylbenzene, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, Polymers of oxygen-containing olefins such as polyvinyl alcohol, polymers of nitrogen-containing olefins such as polyacrylonitrile and poly-N-methylpyrrolidone, halogen-containing olefins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene A polymer etc. are mentioned. These polyolefins may be used alone or a plurality of polyolefins may be mixed. Further, it may be a copolymer of two or more olefins as described above, or a graft copolymer. It may have a crosslinked structure by copolymerization with a compound having two or more double bonds, electron beam irradiation, plasma irradiation, ultraviolet irradiation, chemical reaction, or the like. Among them, polyethylene is preferable from the viewpoint of chemical stability and cost, and ultrahigh molecular weight polyethylene having a molecular weight of 1,000,000 or more is particularly preferable. In the present invention, the polyolefin may contain various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an antistatic agent as long as the desired characteristics are not impaired.

本発明での多孔性基材とは、平均孔径が0.001〜50μm、厚みが1〜300μm、空孔率が1〜95%のフィルム状物である。多孔性基材の平均孔径は、0.005〜5μmが好ましく、特に0.01〜2μmが好適である。また、多孔性基材の厚みは、5〜200μmが好ましく、特に10〜150μmが好適である。多孔性基材の空孔率は、10〜90%が好ましく、特に20〜80%が好適である。ここでいう空孔率とは、多孔性基材の単位面積あたりの重量と厚みからみかけの密度ρa(g/cm)を求め、多孔性基材を構成するポリオレフィン(添加剤を含む場合は、添加剤も含めたもの)の真の密度ρt(g/cm)から次式により算出された値である。
空孔率(%)=(1−ρa/ρt)×100
The porous substrate in the present invention is a film-like material having an average pore diameter of 0.001 to 50 μm, a thickness of 1 to 300 μm, and a porosity of 1 to 95%. The average pore diameter of the porous substrate is preferably 0.005 to 5 μm, and particularly preferably 0.01 to 2 μm. The thickness of the porous substrate is preferably 5 to 200 μm, particularly preferably 10 to 150 μm. The porosity of the porous substrate is preferably 10 to 90%, particularly preferably 20 to 80%. The porosity here means the apparent density ρa (g / cm 3 ) based on the weight and thickness per unit area of the porous substrate, and the polyolefin constituting the porous substrate (in the case where an additive is included) The value calculated from the true density ρt (g / cm 3 ) of the product including the additive by the following formula.
Porosity (%) = (1−ρa / ρt) × 100

本発明において多孔性基材の製造方法は、従来おこなわれている広範な方法が何の制限もなく使用できる。例えば、溶融ポリマーをシート化して、さらに熱処理によって積層ラメラ構造を形成させ、一軸延伸によって結晶界面の剥離をおこなう延伸開孔法や、ポリマーと溶剤を加熱溶融してシート化することでミクロ相分離させ、その溶剤を抽出除去しながら一軸あるいは二軸延伸する相分離法等があげられる。   In the present invention, as a method for producing a porous substrate, a wide variety of conventional methods can be used without any limitation. For example, a melted polymer is made into a sheet, and a laminated lamella structure is formed by heat treatment, and the crystal opening is separated by uniaxial stretching, or the polymer and solvent are heated and melted into a sheet for microphase separation. And a phase separation method in which the solvent is extracted and removed uniaxially or biaxially.

本発明にかかる多孔性基材としては、例えば旭化成ケミカルズ株式会社製ハイポア(製品名)、東燃化学那須株式会社製セティーラ(製品名)等が挙げられる。   As a porous base material concerning this invention, Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd. Hypore (product name), Tonen Chemical Nasu Co., Ltd. cetilla (product name), etc. are mentioned, for example.

本発明において共重合体とは、2種または2種以上の単量体を構成単位としているような重合体をいう。例えば、スチレンとクロロメチルスチレンのように二重結合を有する化合物が付加重合することにより生成した共重合体、ジカルボン酸とジアルコールとの反応のように重縮合することにより生成した共重合体、ジイソシアナートとジアルコールとの反応のように重付加することにより生成した共重合体等があげられる。また、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンの共重合体のように架橋構造を有するものも含まれる。   In the present invention, a copolymer refers to a polymer having two or more monomers as constituent units. For example, a copolymer produced by addition polymerization of a compound having a double bond such as styrene and chloromethylstyrene, a copolymer produced by polycondensation such as a reaction between a dicarboxylic acid and a dialcohol, Examples thereof include copolymers formed by polyaddition as in the reaction of diisocyanate and dialcohol. Moreover, what has a crosslinked structure like the copolymer of chloromethylstyrene and divinylbenzene is also contained.

本発明において共重合体は、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとを少なくとも共重合成分とするが、その他の共重合成分としては、クロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンと共重合するものであれば特に制限を受けない。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、m−エチルスチレン、o−エチルスチレン等のスチレン系単量体、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリルアミド、アクリロニトリル等のアクリル酸あるいはメタクリル酸系単量体、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン、1,2−ビス(ビニルフェニル)エタン等の芳香族ジエン類、トリビニルベンゼン等の芳香族ポリエン類、エチレングリコールジメタクリレート、N,N−メチレンビスアクリルアミド等のアクリル酸系ジエン類、ペンタエリスリトールトリアクリレート等のアクリル酸系ポリエン類等が挙げられる。   In the present invention, the copolymer comprises at least a copolymer component of chloromethylstyrene and divinylbenzene, but other copolymer components are particularly limited as long as they copolymerize with chloromethylstyrene and divinylbenzene. Absent. For example, styrene monomers such as styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene, p-methoxy styrene, p-ethyl styrene, m-ethyl styrene, o-ethyl styrene, methyl acrylate, methyl methacrylate, acrylamide, acrylonitrile Acrylic acid or methacrylic acid monomers such as divinyltoluene, divinylnaphthalene, aromatic dienes such as 1,2-bis (vinylphenyl) ethane, aromatic polyenes such as trivinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, Examples include acrylic acid dienes such as N, N-methylenebisacrylamide, and acrylic acid polyenes such as pentaerythritol triacrylate.

本発明において第4級アンモニウム基とは、1つの窒素原子に4つの炭素原子が結合して陽イオンになったものをいい、陰イオン交換膜の陰イオン交換基として広く用いられているものである。ただし、4つの炭素原子は必ずしも異なる炭素原子である必要はなく、同一の炭素原子である場合を含む。   In the present invention, the quaternary ammonium group means a cation formed by bonding four carbon atoms to one nitrogen atom, and is widely used as an anion exchange group of an anion exchange membrane. is there. However, the four carbon atoms do not necessarily need to be different carbon atoms, and includes the case where they are the same carbon atom.

共重合体への第4級アンモニウム基の導入方法としては、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、クロロメチル基をアミンで4級化する方法、ハロゲン化アルキル基を有する単量体、例えば、ブロモメチルスチレン等とクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、ハロゲン化アルキル基をアミンで4級化する方法、芳香環を有する単量体、例えば、スチレン等とクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、クロロメチルメチルエーテル等との反応によりクロロメチル基を導入して、アミンで4級化する方法、エポキシ基を有する単量体、例えば、グリシジルメタクリレート等とクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、トリメチルアミン等との反応により4級化する方法、窒素を有する単量体、例えば、ビニルベンジル(ジメチル)アミン等とクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、ヨウ化メチル等で4級化する方法、第4級アンモニウム基を有する単量体、例えば、ビニルベンジル(トリメチル)アンモニウムハイドロオキサイド等とクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合する方法等があり、特に制限を受けない。その中でクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性混合物を共重合した後、クロロメチル基をアミンで4級化する方法が特に好適である。   As a method for introducing a quaternary ammonium group into the copolymer, a method of copolymerizing a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene and then quaternizing the chloromethyl group with an amine, A monomer having, for example, a method of copolymerizing a polymerizable mixture containing bromomethylstyrene and the like, chloromethylstyrene and divinylbenzene, and then quaternizing the halogenated alkyl group with an amine, a monomer having an aromatic ring, For example, a method of copolymerizing a polymerizable mixture containing styrene, chloromethylstyrene and divinylbenzene, then introducing a chloromethyl group by reaction with chloromethyl methyl ether, etc., and quaternizing with an amine, an epoxy group Polymers containing monomers such as glycidyl methacrylate, chloromethylstyrene and divinylbenzene Copolymerization of the mixture followed by quaternization by reaction with trimethylamine or the like, copolymerization of a nitrogen-containing monomer such as vinylbenzyl (dimethyl) amine, a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene Then, a method of quaternization with methyl iodide or the like, a monomer having a quaternary ammonium group, for example, vinylbenzyl (trimethyl) ammonium hydroxide or the like, a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene are used together. There are methods for polymerization, and there is no particular limitation. Among them, a method of copolymerizing a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene and then quaternizing the chloromethyl group with an amine is particularly preferable.

クロロメチル基を4級化するためのアミンとしては、アンモニアやメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン等の1級アミン類、ジメチルアミン、メチルエチルアミン、ジエチルアミン、メチルプロピルアミン等の2級アミン類、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジメチルプロピルアミン、ジメチルブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の3級アミン類、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,4−ブタンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン等のジアミン類、N,N,N’,N’ ’, N’ ’−ペンタメチルエチレントリアミン等のトリアミン類、ポリエチレンイミン、ポリ−N,N−ジメチルアリルアミン等のポリアミン類、ピリジン、ピロール、アニリン等の芳香族アミン類、ピペリジン、モルホリン等の脂肪族環状アミン類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   As amines for quaternizing the chloromethyl group, primary amines such as ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, dimethylamine, methylethylamine, diethylamine, methylpropylamine, etc. Secondary amines, trimethylamine, dimethylethylamine, dimethylpropylamine, dimethylbutylamine, dimethylbenzylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, N-methyldiethanolamine, tertiary amines such as triethanolamine, N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,3-propanediamine, N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,4-butanediamine, N, N, Diamines such as', N'-tetramethyl-1,6-hexanediamine, triamines such as N, N, N ′, N ′ ′, N ′ ′-pentamethylethylenetriamine, polyethyleneimine, poly-N, Examples thereof include, but are not limited to, polyamines such as N-dimethylallylamine, aromatic amines such as pyridine, pyrrole and aniline, and aliphatic cyclic amines such as piperidine and morpholine.

クロロメチル基をアミンで4級化する際は、溶媒なしにアミンのみでもおこなえるし、水、メタノール、エタノール、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミド等の溶媒を用いておこなってもよい。   When the chloromethyl group is quaternized with an amine, it can be carried out with an amine alone without a solvent, or with a solvent such as water, methanol, ethanol, acetone, N, N-dimethylformamide or the like.

本発明において、第4級アンモニウム基を有する共重合体を多孔性基材の細孔内に充填する方法は、従来おこなわれている広範な方法が何の制限もなく使用できる。例えば、第4級アンモニウム基を有する共重合体溶液に多孔性基材を浸漬した後、溶媒を除去する方法、第4級アンモニウム基を有する単量体を多孔性基材の細孔内に充填した後、光照射により重合する方法、多孔性基材の細孔内にクロロメチルスチレンとジビニルベンゼン及び重合性単量体、架橋性単量体等を含有する重合性混合物を充填して、熱重合をおこない、アミンで4級化する方法等があるが、特に多孔性基材の細孔内にクロロメチルスチレンとジビニルベンゼン及び重合性単量体、架橋性単量体等を含有する重合性混合物を充填して、熱重合をおこない、アミンで4級化する方法が好適である。また、多孔性基材の細孔内にクロロメチルスチレンとジビニルベンゼン及び重合性単量体、架橋性単量体等を含有する重合性混合物を充填する方法としては、重合性混合物またはその溶液に多孔性基材を浸漬する方法が好適である。 In the present invention, as a method of filling the copolymer having a quaternary ammonium group into the pores of the porous substrate, a wide range of conventionally performed methods can be used without any limitation. For example, a method of removing the solvent after immersing the porous substrate in a copolymer solution having a quaternary ammonium group, and filling the pores of the porous substrate with a monomer having a quaternary ammonium group Then, a method of polymerizing by light irradiation, filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene, divinylbenzene, a polymerizable monomer, a crosslinkable monomer, etc. in the pores of the porous substrate, There is a method of performing polymerization and quaternization with an amine, but in particular, the polymerizability containing chloromethylstyrene, divinylbenzene, a polymerizable monomer, a crosslinkable monomer, etc. in the pores of the porous substrate. A method of filling the mixture, performing thermal polymerization, and quaternizing with an amine is preferable. In addition, as a method of filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene, divinylbenzene, a polymerizable monomer, a crosslinkable monomer, etc. in the pores of the porous substrate, the polymerizable mixture or a solution thereof can be used. A method of immersing the porous substrate is preferred.

本発明において重合性混合物とは、重合性単量体、架橋性単量体、ゴム、線状高分子物質、可塑剤、重合開始剤等の混合物である。   In the present invention, the polymerizable mixture is a mixture of a polymerizable monomer, a crosslinkable monomer, rubber, a linear polymer substance, a plasticizer, a polymerization initiator, and the like.

本発明において第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有する重合性単量体とは、第4級アンモニウム基を導入しやすい官能基を有するか、あるいは第4級アンモニウム基を有する重合性単量体であり、具体的には、以下に列記する単量体が挙げられる。
(1)ハロゲン化アルキル基を有する単量体。例えば、クロロメチルスチレン、ブロモメチルスチレン、α−メチル(クロロメチル)スチレン、ビニル(クロロメチル)ナフタレン、(2−クロロエチル)スチレン、(6−クロロヘキシル)スチレン等。
(2)芳香環を有する単量体。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、p−エチルスチレン、m−エチルスチレン、ビニルナフタレン等。
(3)エポキシ基を有する単量体。例えば、グリシジルメタクリレート、エポキシスチレン、ブタジエンモノオキシド等。
(4)窒素を含む単量体。例えば、ビニルベンジル(ジメチル)アミン、ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピリジン、エチルビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール、ビニルイミダゾール、アミノスチレン、(メチルアミノ)スチレン、(ジメチルアミノ)スチレン等。
(5)第4級アンモニウム基を有する単量体。例えば、ビニルベンジル(トリメチル)アンモニウムハイドロオキサイド、トリメチルビニルアンモニウムクロライド、トリメチルアリルアンモニウムクロライド等。
In the present invention, the polymerizable monomer having a functional group capable of introducing a quaternary ammonium group has a functional group that easily introduces a quaternary ammonium group, or a polymerizable monomer having a quaternary ammonium group. Specifically, the monomers listed below are listed.
(1) A monomer having a halogenated alkyl group. For example, chloromethyl styrene, bromomethyl styrene, α-methyl (chloromethyl) styrene, vinyl (chloromethyl) naphthalene, (2-chloroethyl) styrene, (6-chlorohexyl) styrene and the like.
(2) A monomer having an aromatic ring. For example, styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene, p-methoxy styrene, p-ethyl styrene, m-ethyl styrene, vinyl naphthalene and the like.
(3) A monomer having an epoxy group. For example, glycidyl methacrylate, epoxy styrene, butadiene monoxide and the like.
(4) A monomer containing nitrogen. For example, vinyl benzyl (dimethyl) amine, vinyl pyridine, 2-methyl-5-vinyl pyridine, ethyl vinyl pyridine, vinyl pyrrolidone, vinyl carbazole, vinyl imidazole, aminostyrene, (methylamino) styrene, (dimethylamino) styrene and the like.
(5) A monomer having a quaternary ammonium group. For example, vinyl benzyl (trimethyl) ammonium hydroxide, trimethyl vinyl ammonium chloride, trimethyl allyl ammonium chloride and the like.

本発明において架橋性単量体は、分子中に二重結合を少なくとも2個有するものであれば特に制限を受けずに使用できる。例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルナフタレン、1,2−ビス(ビニルフェニル)エタン等の芳香族ジエン類、トリビニルベンゼン等の芳香族ポリエン類、エチレングリコールジメタクリレート、N,N−メチレンビスアクリルアミド等のアクリル酸系ジエン類、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート等のアクリル酸系ポリエン類が挙げられ、特にジビニルベンゼンが好適である。   In the present invention, the crosslinkable monomer can be used without particular limitation as long as it has at least two double bonds in the molecule. For example, aromatic dienes such as divinylbenzene, divinyltoluene, divinylnaphthalene, 1,2-bis (vinylphenyl) ethane, aromatic polyenes such as trivinylbenzene, ethylene glycol dimethacrylate, N, N-methylenebisacrylamide Acrylic acid-based polyenes such as acrylic acid-based dienes such as pentaerythritol triacrylate and tetramethylolmethane tetraacrylate, and divinylbenzene is particularly preferable.

合成された陰イオン交換膜に柔軟性を付与するために、重合性混合物にゴム等の弾性体を添加することも有効である。ゴムとしては、従来製塩用イオン交換膜に使用されているものが何の制限もなく使用できる。例えば、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、天然ゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、水素添加ニトリルブタジエンゴム、エピクロロヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ノルボンネンゴム等を用いることができ、単独もしくは2種以上混合して用いることができる。その中で、特にNBRとSBRが好適である。   In order to impart flexibility to the synthesized anion exchange membrane, it is also effective to add an elastic body such as rubber to the polymerizable mixture. As the rubber, those conventionally used for ion-exchange membranes for salt production can be used without any limitation. For example, nitrile butadiene rubber (NBR), styrene butadiene rubber (SBR), natural rubber, ethylene propylene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, hydrogenated nitrile butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene Norbornene rubber or the like can be used, and these can be used alone or in admixture of two or more. Among them, NBR and SBR are particularly preferable.

また、合成された陰イオン交換膜に柔軟性を付与するために、重合性混合物に線状高分子物質として、例えば、ポリ塩化ビニル微粉末、ポリエチレン微粉末、ポリプロピレン微粉末等を添加することも有効であり、使用に際しては、単独もしくは2種以上混合して用いることができる。また、同様の目的で重合性混合物に可塑剤として、ジオクチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレート、ジブチルフタレート、リン酸トリブチルあるいは、脂肪族酸、芳香族酸のアルコールエステル等を添加することも有効である。   In addition, in order to impart flexibility to the synthesized anion exchange membrane, for example, polyvinyl chloride fine powder, polyethylene fine powder, polypropylene fine powder or the like may be added to the polymerizable mixture as a linear polymer substance. It is effective and can be used alone or in admixture of two or more. For the same purpose, it is also effective to add dioctyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, dibutyl phthalate, tributyl phosphate or aliphatic acid, alcohol ester of aromatic acid, etc. as a plasticizer to the polymerizable mixture. is there.

以下の説明及び実施例において、部は全て重量部を示す。クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含有する重合性混合物に添加するゴム、線状高分子物質、可塑剤の量は、特に制限するものではないが、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含む重合性単量体と架橋性単量体の合計を100部とした時、ゴムは50部以下、線状高分子物質は30部以下、可塑剤は50部以下が好ましく、特にゴムは30部以下、線状高分子物質は20部以下、可塑剤は30部以下が好適である。
また、重合性混合物において、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとの使用割合(重量割合)は、前者を1としたとき、後者は0.05〜1の範囲が好ましく、0.07〜0.55の範囲が特に好ましい。クロロメチルスチレンに対してジビニルベンゼンの使用割合が小さ過ぎると陰イオン交換膜にした時に第4級アンモニウム基を有する共重合体が剥がれることがあり、また、大き過ぎると膜抵抗が高くなり過ぎる。
In the following description and examples, all parts are parts by weight. The amount of rubber, linear polymer material and plasticizer added to the polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene is not particularly limited, but is a polymerizable monomer containing chloromethylstyrene and divinylbenzene. And 100 parts by weight of the crosslinkable monomer, the rubber is preferably 50 parts or less, the linear polymer substance is preferably 30 parts or less, the plasticizer is preferably 50 parts or less, particularly the rubber is 30 parts or less, the linear high The molecular substance is preferably 20 parts or less, and the plasticizer is preferably 30 parts or less.
In the polymerizable mixture, the use ratio (weight ratio) of chloromethylstyrene and divinylbenzene is preferably in the range of 0.05 to 1 when the former is 1, and 0.07 to 0.55. A range is particularly preferred. If the proportion of divinylbenzene used is too small relative to chloromethylstyrene, the copolymer having a quaternary ammonium group may be peeled off when formed into an anion exchange membrane, and if too large, the membrane resistance will be too high.

本発明において熱重合は、従来おこなわれている広範な方法が何の制限もなく使用できる。重合開始剤を使用せず、加熱のみで重合することも可能であるが、重合開始剤を添加したクロロメチルスチレンとジビニルベンゼンを含有する重合性混合物に多孔性基材を浸漬した後、多孔性基材をガラス板に挟んで、乾燥機中で加熱する方法等が好適である。   In the present invention, a wide variety of conventional methods can be used for thermal polymerization without any limitation. It is possible to polymerize only by heating without using a polymerization initiator, but after immersing the porous substrate in a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene and divinylbenzene to which a polymerization initiator has been added, A method in which the substrate is sandwiched between glass plates and heated in a dryer is suitable.

熱重合に使用する重合開始剤は、特に限定されないが、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、1,1’−アゾビスシクロヘキサン−1−カルボニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネ−ト)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系重合開始剤、過酸化ベンゾイル(BPO)、ペルオキシ安息香酸t−ブチル、過酸化ジラウリル、過酸化ジt−ブチル、過酸化ジコハク酸等の過酸化物系重合開始剤等が使用でき、特にAIBN、BPOが好適である。   Although the polymerization initiator used for thermal polymerization is not particularly limited, azobisisobutyronitrile (AIBN), 1,1′-azobiscyclohexane-1-carbonitrile, dimethyl-2,2′-azobis (2- Azo polymerization initiators such as methylpropionate) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), benzoyl peroxide (BPO), t-butyl peroxybenzoate, dilauryl peroxide, ditoxide peroxide -Peroxide-based polymerization initiators such as butyl and disuccinic peroxide can be used, and AIBN and BPO are particularly preferable.

熱重合の具体例を以下に示す。クロロメチルスチレン80部、ジビニルベンゼン20部、NBR5部、AIBN1部を混合した重合性混合物中に多孔性基材を室温で3秒〜12時間浸漬する。所定時間後、多孔性基材を取り出し、ガラス板に挟んで、乾燥機に入れる。熱重合の温度は30〜120℃、好ましくは50〜100℃であり、3〜24時間保つ。   Specific examples of thermal polymerization are shown below. The porous substrate is immersed in a polymerizable mixture in which 80 parts of chloromethylstyrene, 20 parts of divinylbenzene, 5 parts of NBR, and 1 part of AIBN are mixed at room temperature for 3 seconds to 12 hours. After a predetermined time, the porous substrate is taken out, sandwiched between glass plates, and placed in a dryer. The temperature of thermal polymerization is 30 to 120 ° C., preferably 50 to 100 ° C., and is maintained for 3 to 24 hours.

クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンの共重合体等を細孔内に充填した多孔性基材に、次の段階として第4級アンモニウム基を導入する。第4級アンモニウム基の導入は従来おこなわれている広範な方法が何の制限もなく使用できるが、具体例を以下に示す。   As a next step, a quaternary ammonium group is introduced into a porous substrate filled with a copolymer of chloromethylstyrene and divinylbenzene in the pores. The introduction of the quaternary ammonium group can be performed without any limitation by a wide range of methods conventionally used. Specific examples are shown below.

トリメチルアミン30%水溶液とメタノールの1:1(重量)混合液に、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンの共重合体等を細孔内に充填した多孔性基材を0〜50℃で30分〜7日間浸漬して反応させる。所定時間反応後、膜を十分に水洗する。   A porous base material in which a copolymer of chloromethylstyrene and divinylbenzene and the like is mixed in a 1: 1 (by weight) mixed solution of trimethylamine 30% aqueous solution and methanol in a pore at 0 to 50 ° C. for 30 minutes to 7 days. Immerse and react. After reacting for a predetermined time, the membrane is thoroughly washed with water.

以下、本発明の陰イオン交換膜およびその製造方法を実施例にもとづいてさらに詳細に説明する。なお、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the anion exchange membrane of the present invention and the production method thereof will be described in more detail based on examples. In addition, this invention is not limited to this Example.

(実施例1)
ガラス容器にクロロメチルスチレン(AGCセイミケミカル株式会社製クロロメチルスチレンCMS−P(製品名))80部、ジビニルベンゼン(和光純薬工業株式会社製55%ジビニルベンゼン(異性体混合物)(製品名))20部、NBR5部、AIBN1部からなる混合物を入れ、超高分子量ポリエチレンからなる多孔性基材である東燃化学那須株式会社製セティーラE30MMS(膜厚31μm、孔径0.051μm、空孔率38%)を室温で3時間浸漬した。浸漬後、セティーラE30MMSを取り出し、ガラス板に挟んで、乾燥機に入れて60℃で16時間、90℃で3時間熱重合をおこなった。
Example 1
In a glass container, 80 parts of chloromethylstyrene (chloromethylstyrene CMS-P (product name) manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.), divinylbenzene (55% divinylbenzene (isomer mixture) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (product name) ) 20 parts, 5 parts of NBR and 1 part of AIBN were added, and Tonen Chemical Nasu Co., Ltd. Setira E30MMS (thickness 31 μm, pore diameter 0.051 μm, porosity 38%), which is a porous substrate made of ultrahigh molecular weight polyethylene ) For 3 hours at room temperature. After the immersion, Setilla E30MMS was taken out, sandwiched between glass plates, put into a dryer, and subjected to thermal polymerization at 60 ° C. for 16 hours and at 90 ° C. for 3 hours.

トリメチルアミン30%水溶液とメタノールの1:1(重量)混合液に、熱重合後のセティーラE30MMSを室温で72時間浸漬した後、膜を十分に水洗した。得られた陰イオン交換膜を0.5N−NaCl水溶液中に保存した。   Cetilla E30MMS after thermal polymerization was immersed in a 1: 1 (by weight) mixed solution of trimethylamine 30% aqueous solution and methanol for 72 hours at room temperature, and the membrane was then thoroughly washed with water. The obtained anion exchange membrane was stored in 0.5N-NaCl aqueous solution.

さらに、該陰イオン交換膜と市販の陽イオン交換膜(旭硝子(株)CSO)を小型電気透析装置(膜面積8cm)に装着し、25℃で濃縮試験を実施した。脱塩室流速は6cm/s、電流密度3A/dmの濃縮条件で供給液は0.5N−NaCl水溶液を用いた。 Further, the anion exchange membrane and a commercially available cation exchange membrane (Asahi Glass Co., Ltd. CSO) were mounted on a small electrodialysis apparatus (membrane area 8 cm 2 ), and a concentration test was performed at 25 ° C. A 0.5N-NaCl aqueous solution was used as the feed solution under the concentration conditions of a desalting chamber flow rate of 6 cm / s and a current density of 3 A / dm 2 .

実施例1と異なる方法で合成した陰イオン交換膜を実施例2〜15、現在製塩用陰イオン交換膜として使用されている膜(旭硝子(株)ASA)を比較例1、2とし、実施例1とあわせ、前記陰イオン交換膜の合成に用いた多孔性基材の物性を表1、熱重合条件及び得られた陰イオン交換膜の膜特性を表2に示す。なお、実施例9〜13は、トリメチルアミン30%水溶液とメタノールの1:1(重量)混合液の代わりにトリメチルアミン30%水溶液に、熱重合後のセティーラF23DHAを室温で72時間浸漬した後、膜を十分に水洗し、得られた陰イオン交換膜を0.5N−NaCl水溶液中に保存した。また、実施例14、15は、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,6−ヘキサンジアミン30%水溶液に、熱重合後のセティーラF23DHAを室温で4時間浸漬した後、さらにトリメチルアミン30%水溶液に48時間浸漬し、膜を十分に水洗し、得られた陰イオン交換膜を0.5N−NaCl水溶液中に保存した。なお、膜抵抗は、膜抵抗用測定セル(膜面積1.8cm)に該陰イオン交換膜を装着し、膜の両側を0.5N−NaCl水溶液で満たし、25℃でミリオームメーターにより周波数1kHzで電気抵抗を測定し、その後、該陰イオン交換膜を外して、同条件でブランクの電気抵抗を測定し、両者の差を膜抵抗とした。また、かん水濃度は、濃縮試験で得られた濃縮NaCl水溶液のCl濃度を測定し、かん水濃度とした。 Examples 2 to 15 are anion exchange membranes synthesized by a method different from Example 1, and Examples 1 and 2 are membranes currently used as anion exchange membranes for salt production (Asahi Glass Co., Ltd. ASA). Table 1 shows the physical properties of the porous substrate used for the synthesis of the anion exchange membrane, and Table 2 shows the thermal polymerization conditions and the membrane properties of the obtained anion exchange membrane. In Examples 9 to 13, cetera F23DHA after thermal polymerization was immersed in a 30% aqueous solution of trimethylamine instead of a 1: 1 (by weight) mixed solution of 30% aqueous solution of trimethylamine and methanol for 72 hours at room temperature. After sufficiently washing with water, the obtained anion exchange membrane was stored in a 0.5N-NaCl aqueous solution. In Examples 14 and 15, cetera F23DHA after thermal polymerization was immersed in a 30% aqueous solution of N, N, N ′, N′-tetramethyl-1,6-hexanediamine for 4 hours at room temperature, and then trimethylamine was further added. The membrane was immersed in a 30% aqueous solution for 48 hours, the membrane was thoroughly washed with water, and the obtained anion exchange membrane was stored in a 0.5N-NaCl aqueous solution. The membrane resistance is measured by mounting the anion exchange membrane on a membrane resistance measurement cell (membrane area 1.8 cm 2 ), filling both sides of the membrane with a 0.5N-NaCl aqueous solution, and using a milliohm meter at 25 ° C. and a frequency of 1 kHz. Then, the anion exchange membrane was removed, and the electrical resistance of the blank was measured under the same conditions, and the difference between the two was taken as the membrane resistance. The brine concentration was determined by measuring the Cl concentration of the concentrated NaCl aqueous solution obtained in the concentration test.

Figure 0005579365
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Figure 0005579365
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濃縮試験の結果として膜抵抗とかん水濃度との関係を図1に示す。
表2及び図1に示したとおり本発明に従って合成したいずれの膜も、市販されている製塩用陰イオン交換膜と比較し、高い濃縮性能を示した。なお、図1中に示した直線は、市販イオン交換膜と同等の濃縮性能を示す直線であり、直線より上部に示される膜性能はすべて市販膜より高い濃縮性能であるといえる。
FIG. 1 shows the relationship between membrane resistance and brine concentration as a result of the concentration test.
As shown in Table 2 and FIG. 1, all the membranes synthesized according to the present invention exhibited high concentration performance as compared with commercially available anion exchange membranes for salt production. In addition, the straight line shown in FIG. 1 is a straight line which shows the concentration performance equivalent to a commercially available ion exchange membrane, and it can be said that all the membrane performance shown above a straight line is higher concentration performance than a commercial membrane.

本発明の実施例及び比較例における陰イオン交換膜の膜抵抗とかん水濃度との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the membrane resistance of an anion exchange membrane and the brine concentration in the Example and comparative example of this invention.

Claims (9)

ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、クロロメチルスチレンとジビニルベンゼンとを70〜85:30〜15の重量割合で少なくとも共重合成分とし、かつ第4級アンモニウム基を有する共重合体が充填された製塩用電気透析用陰イオン交換膜。 70 ml of chloromethylstyrene and divinylbenzene are contained in the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. An anion exchange membrane for electrodialysis for salt production, which is filled with a copolymer having a quaternary ammonium group as a copolymerization component at a weight ratio of ˜85: 30 to 15. 前記脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行うことにより得られた請求項1に記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。 Chloromethylstyrene and divinylbenzene having a functional group capable of introducing a quaternary ammonium group in the pores of a porous film-like substrate made of the aliphatic polyolefin and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to claim 1, which is obtained by filling a polymerizable mixture contained in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization. 前記脂肪族ポリオレフィンがポリエチレンであることを特徴とする請求項1または2記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。 The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to claim 1 or 2, wherein the aliphatic polyolefin is polyethylene. 前記脂肪族ポリオレフィンが超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする請求項1または2記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。 The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to claim 1 or 2, wherein the aliphatic polyolefin is ultrahigh molecular weight polyethylene. 前記重合性混合物にゴムを含む請求項2〜4のいずれか1項記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜。   The anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to any one of claims 2 to 4, wherein the polymerizable mixture contains rubber. ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブチレンから選ばれる少なくとも1種の脂肪族ポリオレフィンからなり、平均孔径が0.01〜2μmである多孔性のフィルム状基材の細孔内に、第4級アンモニウム基を導入可能な官能基を有するクロロメチルスチレン及びジビニルベンゼンを70〜85:30〜15の重量割合で含有する重合性混合物を充填して、熱重合を行う工程を含む請求項1記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。 A quaternary ammonium group can be introduced into the pores of a porous film-like substrate made of at least one aliphatic polyolefin selected from polyethylene, polypropylene and polybutylene and having an average pore diameter of 0.01 to 2 μm. 2. The salt for electrodialysis for salt production according to claim 1, comprising a step of filling a polymerizable mixture containing chloromethylstyrene having a functional group and divinylbenzene in a weight ratio of 70 to 85:30 to 15 and performing thermal polymerization. A method for producing an ion exchange membrane. 前記第4級アンモニウム基を導入可能な官能基自体が第4級アンモニウム基でない場合には、熱重合の後に、第4級アンモニウム基を付与できる化合物で処理した請求項6記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。   The electrodialysis for salt production according to claim 6, wherein when the functional group capable of introducing the quaternary ammonium group is not a quaternary ammonium group, it is treated with a compound capable of imparting a quaternary ammonium group after thermal polymerization. For producing an anion exchange membrane. 前記第4級アンモニウム基を導入可能な官能基自体が第4級アンモニウム基である請求項6記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。   The method for producing an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to claim 6, wherein the functional group itself capable of introducing the quaternary ammonium group is a quaternary ammonium group. 前記重合性混合物にゴムを含む請求項6〜8のいずれか1項に記載の製塩用電気透析用陰イオン交換膜の製造方法。   The method for producing an anion exchange membrane for electrodialysis for salt production according to any one of claims 6 to 8, wherein the polymerizable mixture contains a rubber.
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