JPH06184237A - 気体透過性重合体およびその製造方法 - Google Patents

気体透過性重合体およびその製造方法

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JPH06184237A
JPH06184237A JP4354292A JP4354292A JPH06184237A JP H06184237 A JPH06184237 A JP H06184237A JP 4354292 A JP4354292 A JP 4354292A JP 4354292 A JP4354292 A JP 4354292A JP H06184237 A JPH06184237 A JP H06184237A
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diethoxymethylsilyl
styrene
styrene polymer
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栄蔵 及川
Toshiki Aoki
俊樹 青木
Eiichi Kuribayashi
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 気体透過性に優れた重合体を得ることを目的
とする。 【構成】 p−(ジエトキシメチルシリル)スチレン重
合体またはその縮合物からなり、その重量平均分子量が
5×105 〜15×105 である気体透過性重合体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、気体透過性重合体およ
びその製造方法に関し、さらに前記重合体からなる気体
透過性材料および気体透過性膜、さらにこの気体透過性
膜の製造方法に関する。本発明の気体透過性重合体は酸
素透過性および酸素−窒素透過選択性の両面に優れ、酸
素富化膜等の選択的気体透過膜として利用され、また燃
焼用、発酵用等の膜材料としても利用され、またコンタ
クトレンズ材料としての応用も可能である。また分子オ
ーダーの複合材料において、有機−無機のハイブリッド
高分子のポリマー膜としての利用も可能である。
【0002】
【従来の技術】選択性透過膜は、孔(透過物質の通り
道)の大きさにより多孔膜と非多孔膜に分けられる。多
孔膜とはふるい効果により物質を分離する膜で、孔の大
きさと物質の大きさにより分離を行なう。一方、非多孔
膜には一般的に言われる静的な孔はなく熱運動によって
生じる分子間隙(動的な孔)を透過分子が通過する。こ
の間隙は、10オングストローム以下といわれ、気体分
子などの小分子の混合物の分離に力を発揮する。
【0003】従来、この種の非多孔膜をつくる気体透過
性材料としては、例えば、特開昭63−277210号
公報に記載された、下記の一般式(I)式で表わされる
スチレン誘導体を重合して得られる重合体からなる気体
透過性材料がある。
【0004】一般式(I):
【化1】 (式中、Rはメチル基、Xはメチル基またはトリメチル
シリルオキシ基を示す) しかしながら、上記の気体透過性材料から得られたフィ
ルムの酸素透過係数(DK値)[PO2]は前記公開公報
第6頁第1表の実施例1及び実施例2に記載されている
ように、36.0×10-10 及び30.0×10
-10 [cc(STP)・cm/(cm2 ・sec ・cmHg)]で
あり、充分な酸素透過性が得られているとはいえなかっ
た。
【0005】一方、p−(ジエトキシメチルシリル)ス
チレンを重合して得られるp−(エトキシメチルシリ
ル)スチレン重合体は知られているが、公知のp−(ジ
エトキシメチルシリル)スチレン重合体は、重合開始剤
として、n−BuLi等のアニオン開始剤を用いてアニ
オン重合することにより得られた低分子量の重合体であ
り、アニオン開始剤を用いると、高重合体を得るのは難
しく、気体透過性膜として実用化されるのに充分な強度
の成膜性を有する程の高重合体は得られていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決するためになされたものであり、本発明の第1の
目的は、酸素透過性に優れるとともに、酸素・窒素透過
選択性も良好な気体透過性重合体を提供することにあ
る。また、本発明の第2の目的は、前記気体透過性重合
体の製造方法を提供することにある。また本発明の第3
の目的は、前記重合体を含む気体透過性材料を提供する
ことにある。また本発明の第4の目的は、前記重合体を
含む気体透過性膜を提供することにある。また本発明の
第5の目的は、前記気体透過性膜の製造方法を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の目的を達
成する気体透過性重合体は、p−(ジエトキシメチルシ
リル)スチレンを重合して得られる、重量平均分子量が
5×105 〜15×105 である、p−(ジエトキシメ
チルシリル)スチレン重合体(以下、重合体(A)とい
う)または前記重合体(A)を加水分解処理することに
より重合体(A)を縮合させることにより得られる重合
体(A)の縮合物(以下重合体(B)という)からな
る。
【0008】重合体(A)は、p−(ジエトキシメチル
シリル)スチレンを重合して得られる、式
【化2】 で示される重合体である。
【0009】モノマーのp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレンは、式
【化3】 で示される化合物であり、この化合物は4−クロロスチ
レンをMgと反応させてグリニャール化し、得られたグ
リニャール試薬をトリクロロメチルシランと反応させて
p−(ジクロロメチルシリル)スチレンを得、次いでこ
れにエタノールとトリエチルアミンとを反応させて得ら
れる。重合体(A)を得るための反応条件は後記の重合
体(A)の製造方法において詳述する。
【0010】重合体(A)は、その重量平均分子量が5
×105 〜15×105 であり、従来のアニオン開始剤
を用いて得られたp−(ジクロロメチルシリル)スチレ
ン重合体よりも高分子量である。また重量平均分子量
(Mw )/数平均分子量(Mn)は1.8〜2.3であ
り、粘度は0.7〜0.9(dl・g-1)である。この重
合体(A)は、後述するように酸素透過性、酸素・窒素
透過選択性にすぐれているので、気体透過性材料、気体
透過性膜として好ましく使用される。中でも重量平均分
子量が6.5×105 〜10×105 の重合体が好まし
い。
【0011】重合体(B)は、前記重合体(A)を加水
分解処理することにより得られる、式
【化4】 で示される重合体である。この重合体(B)を得るため
の加水分解処理条件は後記の重合体(B)の製造方法で
詳述する。
【0012】重合体(B)は、従来のアニオン開始剤を
用いて得られたp−(ジエトキシメチルシリル)スチレ
ン重合体の加水分解縮合物よりも高分子量である。この
重合体(B)も、後述するように酸素透過性、酸素・窒
素透過選択性にすぐれている。この重合体(B)の酸素
透過性は前記重合体(A)のそれよりも高いので、重合
体(B)は、気体透過性材料、気体透過性膜として特に
好ましく使用される。本発明の重合体(A)の製造方法
は、p−(ジエトキシメチルシリル)スチレンを有機溶
媒中ラジカル開始剤の存在下、ラジカル重合させること
を特徴とする。
【0013】モノマーであるp−(ジエトキシメチルシ
リル)スチレンの合成法は既に述べたとおりである。本
発明の重合体(A)の製造方法によれば、モノマーのp
−(ジエトキシメチルシリル)スチレンを有機溶媒中ラ
ジカル開始剤の存在下ラジカル重合させる。
【0014】ラジカル開始剤としては、一般的なラジカ
ル開始剤として知られているラウロイルパーオキサイ
ド、クメンハイドロパーオキサイド、ビス4−tert−ブ
チルシクロヘキシルパーオキサイド等の過酸化物や、ア
ゾビスメチルバレロニトリル、アゾビスイソブチロニト
リル等のアゾ化合物が使用できるが、中でもアゾビスイ
ソブチロニトリルが好ましい。使用量としては、モノマ
ーの0.05〜0.4mol %程度が好ましい。0.05
mol %未満では、重合反応の進行が円滑でなくなるた
め、重合の再現性が失われ、得られる重合体の分子量の
コントロールが難しくなる場合があり、一方0.4mol
%を越えると、低分子量の重合体しか得られなくなり、
機械的強度の低下が起こりやすくなるので、いずれも好
ましくない。
【0015】p−(ジエトキシメチルシリル)スチレン
の重合の際、上記ラジカル開始剤を用いずに、n−Bu
Li等のアニオン開始剤を用いてアニオン重合を行なっ
た場合、重合度の低い低分子量のp−(ジエトキシメチ
ルシリル)スチレン重合体は得られるものの、重合度の
高い高分子量のp−(ジエトキシメチルシリル)スチレ
ン重合体を得るのは極めて困難である。その理由として
は、アニオン重合の場合、反応活性が高くなりすぎるた
め、重合以外に側鎖等の開裂分解が生じてしまい、重合
度がある限度以上大きくなれないためと考えられる。そ
の結果、p−(ジエトキシメチルシリル)スチレンをア
ニオン重合した場合、得られる重合体の成膜性は極めて
悪く、実用的な膜を作製できる程の機械的強度を有する
重合体は得られない。またアニオン開始剤を用いる方法
は、重合をコントロールするために例えば−78℃のよ
うな極低温で行なわなければならない。本発明の重合体
(A)の製造方法によれば、重合に際してラジカル開始
剤を用いることにより例えば室温〜80℃のような通常
の温度条件下に、重合度の高い高分子量のp−(ジエト
キシメチルシリル)スチレン重合体が得られるという顕
著な利点がある。
【0016】前記のラジカル重合において用いられる有
機溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素類、テトラヒドロフラン(THF)
等の環状エーテル類が挙げられる。中でもベンゼンが好
ましい。これら有機溶媒の好ましい使用量は、モノマー
に対して50〜200wt%である。
【0017】重合温度は50〜80℃、重合時間は3〜
24時間とするのが好ましい。重合温度が低く、重合時
間が短かいと、得られる重合体は低分子量で成膜性に欠
けるものとなり、一方重合温度が高く、重合時間が長く
なると、場合によっては一部ゲル化が生じ溶媒に不溶な
ものとなるため、いずれも好ましくない。上記方法で得
られた重合体(A)は、上述の如く重量平均分子量が5
×105〜15×105 であり、p−(ジエトキシメチ
ルシリル)スチレンの高重合体である。
【0018】次に本発明の重合体(B)の製造方法につ
いて説明する。この方法は、上で得られた重合体(A)
を加水分解処理することにより重合体(A)を縮合させ
ることを特徴とする。
【0019】加水分解処理としては、酸処理及び飽和水
蒸気処理等が挙げられるが、通常酸処理が好ましい。酸
処理の場合、酸の水溶液又は酸のエタノール溶液又はテ
トラヒドロフラン(THF)溶液に重合体(A)を浸漬
するのが好ましい。酸としては、例えば、塩酸(HC
l)、オルトリン酸(H3 PO4 )、メタリン酸(HP
3 )、硫酸(H2 SO4 )、硝酸(HNO3 )、酢酸
(CH3 COOH)、p−トルエンスルホン酸等が使用
可能であり、中でも塩酸が好ましい。例えば塩酸を用い
た場合の好ましい濃度は、0.005〜0.1(HCl
/Siモル比)である。
【0020】この加水分解処理により、重合体(A)中
のエトキシ基が水酸基となり、次いで分子間脱水反応が
起こり、重合体(A)が縮合されて、重合体(B)が得
られる。これを式で表わすと以下の通りである。
【0021】
【化5】 得られた重合体(B)は、重合体(A)[p−(ジエト
キシメチルシリル)スチレン高重合体]の縮合物であ
り、上述の如く高分子量を有する。
【0022】上記重合体(A)すなわちp−(ジエトキ
シメチルシリル)スチレン重合体または重合体(B)す
なわちp−(ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体
の縮合物は既述のように酸素透過性、酸素・窒素透過選
択性にすぐれているので、気体透過性材料(例えば気体
透過性膜などを製造するための原料)として好ましく用
いられる。
【0023】重合体(A)または重合体(B)を含む気
体透過性膜は、場合によりポリジメチルシロキサンを含
有していてもよい。ポリジメチルシロキサンを用いるこ
とにより、酸素・窒素透過選択性を維持しつつ酸素透過
性が格段に向上する。
【0024】重合体(A)または重合体(B)とポリジ
メチルシロキサンの配合割合は、重量比3:7〜1:9
であるのが好ましい。
【0025】重合体(A)または重合体(B)を用いる
気体透過性膜は、下記の3種の方法により得られる。
【0026】方法(I) 重合体(A)または重合体(B)を、所望によりポリジ
メチルシロキサンとともに、有機溶媒に溶解して重合体
溶液を得、次いでこの重合体溶液を流延し、溶媒を乾燥
除去して重合体(A)または重合体(B)からなる膜を
成膜する。
【0027】方法(II) 重合体(A)を、所望によりポリジメチルシロキサンと
ともに、有機溶媒に溶解して重合体溶液を得、次いでこ
の重合体溶液を加水分解処理して、重合体(A)の縮合
物すなわち重合体(B)を含む溶液を得、その後この溶
液を流延し、溶媒および水を乾燥除去して重合体(B)
からなる膜を成膜する。
【0028】方法(III) 重合体(A)を、所望によりポリジメチルシロキサンと
ともに、有機溶媒に溶解して重合体溶液を得、次いでこ
の重合体溶液を流延し、溶媒を乾燥除去して重合体
(A)からなる膜を成膜した後、加水分解処理して重合
体(A)の縮合物すなわち重合体(B)からなる膜を得
る。
【0029】以下、方法(I),(II),(III)につい
て順次説明する。
【0030】方法(I)においては、先ず重合体(A)
または重合体(B)を、所望によりポリジメチルシロキ
サンとともに有機溶媒に溶解して重合体溶液を得る。有
機溶媒としては、重合体(A)または重合体(B)を溶
解できるものであれば、いかなるものも使用可能である
が、溶解性の良好なテトラヒドロフラン(THF)、
1,4−ジオキサン、ベンゼン等が好ましく、これらは
単独又は混合して用いることができる。有機溶媒の使用
量は、溶媒の種類によって異なるが、重合体(A)また
は重合体(B)の重量に対して5〜20倍量であるのが
好ましい。
【0031】なお、前記溶媒の代わりに、例えば、トル
エン、シクロヘキサン、四塩化炭素、クロロホルム等を
用いることも可能である。
【0032】得られた重合体溶液を次いで所定の容器、
成形型、平板を用いて流延する。流延に用いる容器、成
形型、平板などの材質としては、後で形成される膜を剥
離できるものであれば、いかなるものも使用可能であ
り、例えばポリエチレン、フッ素樹脂などの合成樹脂
や、ガラス、ゼラミックスなどの無機物質などが挙げら
れる。
【0033】流延後、有機溶媒を乾燥除去して重合体
(A)または重合体(B)からなる膜を成膜する。有機
溶媒の乾燥除去方法としては、重合体を変性させるよう
な悪影響が生じないものであればいかなる方法でもよい
が、例えば、凍結乾燥、真空乾燥、減圧乾燥、加温乾燥
等の手段が可能であり、これらを併用してもよい。
【0034】次に方法(II)について述べる。この方法
においては、前記方法(I)におけると同様のやり方
で、重合体(A)を、所望によりポリジメチルシロキサ
ンとともに、有機溶媒に溶解して重合体(A)の溶液を
得る。
【0035】次にこの重合体(A)溶液を酸水溶液によ
り加水分解処理して、重合体(A)の縮合物すなわち重
合体(B)を含む溶液を得る。加水分解処理の条件は、
前記重合体(B)の製造方法で述べた条件が基本的に適
用される。
【0036】次に重合体(B)の溶液を流延し、溶媒お
よび水を乾燥除去して重合体(B)からなる膜を成膜す
る。流延条件は、前記方法(I)におけると同一であ
る。また乾燥条件も前記方法(I)における条件が基本
的に適用される。
【0037】得られた重合体(B)からなる膜は、重合
体(A)からなる膜に比べ、酸素透過性が著るしく向上
しており、気体透過性膜として特に好ましく用いられ
る。
【0038】次に方法(III)について述べる。この方法
では、方法(I)および(II)におけると同様に、先ず
重合体(A)を、所望によりポリジメチルシロキサンと
ともに、有機溶媒に溶解して重合体(A)の溶液を得
る。
【0039】次にこの重合体(A)溶液を流延し、溶媒
を乾燥除去して重合体(A)からなる膜を成膜する。流
延条件および乾燥条件は前記方法(I)で述べたとおり
である。
【0040】次に重合体(A)からなる膜を加水分解処
理することにより、重合体(A)の縮合物すなわち重合
体(B)からなる膜に転化する。加水分解処理の条件
は、前記方法(II)におけると同一である。
【0041】得られた重合体(B)からなる膜が重合体
(A)からなる膜に比べ酸素透過性にすぐれていること
は前述のとおりである。
【0042】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。実施例及び比較例における物性値は次の方法により
測定した。得られた結果は表1及び表2に記載した。
【0043】(分子量測定)得られたポリマーの分子量
測定は、GPCにより行った。HPLCは日立製作所製
の655−66型を、カラムにはGelpack Gl
−A100M(8nm×50nm)を使用した。
【0044】(酸素透過性の測定)[気相法] ソルベントキャストにより作製した膜(膜厚60〜80
μm )を25℃恒温槽中の透過セルに装着し、系を真空
にして供給側に1気圧の空気を導入して透過した酸素と
窒素を一定時間毎にガスクロにより分析し、酸素透過係
数PO2,窒素透過係数PN2及び酸素分離係数α(=PO2
/PN2)を算出した。
【0045】参考例(モノマーのp−(ジエトキシメチ
ルシリル)スチレンの合成) (1)p−(ジクロロメチルシリル)スチレンの合成 (i)200mlの3ツ口フラスコに金属マグネシウム
(削状)2.0g(85.6mmol)を加えて、ジムロー
トおよび滴下ロートを取付け、十分に窒素置換した。そ
こへ無水テトラヒドロフラン(THF)5ml、ジブロモ
エタン1mlを加え、発熱がおさまらないうちにp−クロ
ロスチレン10.9g(78.6mmol)のTHF溶液3
5mlを滴下し、滴下終了後2.5時間室温で撹拌した。
【0046】(ii)200mlの3ツ口フラスコに滴下ロ
ートを取付けて十分に窒素置換した後、無水エーテル8
0mlとトリクロロメチルシラン23.5g(158.3
mmol)を加えて良く撹拌した。そこへ(i)で調製した
グリニャール試薬を0℃を越えないようにしてゆっくり
と滴下した。滴下終了後、12時間室温にて撹拌した。
反応終了後THFを減圧留去し、無水ヘキサン140ml
を加えて塩を析出させた後、フィルターにて濾過した。
濾液を減圧蒸留することによりp−(ジクロロメチルシ
リル)スチレンが得られた。生成物の分析結果を以下に
示す。
【0047】沸点68℃/0.15mmHg 収量8.86g(50.9%;純度97.3%)1 H−NMRδ(CCl4 /ppm ) 7.70,7.42(4H,2d,J=6.6,フェニ
ル)、6.70(1H,2d,ビニルCH)、5.7
6,5.25(2H,2d,J=10.8,18.0,
ビニルCH2 )、0.99(3H,s,SiCH3
(2)p−(ジエトキシメチルシリル)スチレンの合成 200mlの3ツ口フラスコに滴下ロートを取付けて十分
に窒素置換した後、(1)で得られたp−(ジクロロメ
チルシリル)スチレン8.86g(39.6mmol)と無
水エーテル30mlを加えた。次に、無水エタノール6.
84ml(119mmol)とトリエチルアミン16.5g
(119mmol)のエーテル溶液90mlを滴下した。この
際、フラスコは氷水浴で0℃に保ち、滴下終了後、室温
で12時間撹拌した。その後、塩を迅速に濾別し、塩を
十分に無水エーテルにて洗浄した。減圧蒸留によりp−
(ジエトキシメチルシリル)スチレンが得られた。生成
物の分析結果を以下に示す。
【0048】沸点62℃/0.1mmHg 収量7.04g(75.1%;純度97.2%)1 H−NMRδ(CCl4 /ppm ) 7.59,7.35(4H,2d,J=7.8,フェニ
ル)、6.72(1H,2d,ビニルCH)、5.7
3,5.23(2H,2d,J=10.8,18.0,
ビニルCH2 )、3.79(4H,q,J=6.6,O
CH2 )、1.22(6H,t,J=7.2,CH2
3 )、0.27(3H,s,SiCH3
【0049】実施例1(重合体(A)の製造例) 重合管に参考例で得られたp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレン1.0g(4.23mmol)とラジカル重合
開始剤であるAIBNのベンゼン溶液20mlを仕込み、
ドラアイス−メタノール冷媒を用いて凍結させ次に脱気
する操作を数回繰り返した後、封管して60℃にて13
時間ラジカル重合した。反応後無水メタノールに反応液
を開けポリマーを沈殿させた後、ベンゼンに溶かして再
沈殿させ精製した。その後、ベンゼンにより凍結乾燥し
てさらに真空乾燥し、重合物を得た。重合条件および重
合物の物性を表1に示す。
【0050】実施例2〜3(重合体(A)の製造例) 実施例1と同様にしてp−(ジエトキシメチルシリル)
スチレンをラジカル重合し、重合物を得た。重合条件お
よび重合物の物性は表1に記した。
【0051】実施例4(重合体(A)からなる膜の、方
法(I)による成膜例) 実施例1で得られたポリp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレン0.05gをTHF1.5mlに溶かし不溶
物を濾過後、直径3cmのガラス板の上平面にテフロンシ
ートを貼った上にキャストした。30℃で24時間乾燥
器中に放置した後、テフロンシートに付着したままガラ
ス板よりはがしさらに12時間真空乾燥した後テフロン
シートをはがし、ポリp−(ジエトキシメチルシリル)
スチレンからなる膜を成膜した。
【0052】実施例5(重合体(B)からなる膜の、方
法(II)による成膜例) 実施例1で得られたポリp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレン0.05gをTHF1.5mlに溶かしそこ
へ塩酸をモル比でHCl/Si=0.0005、H2
/Si=1となるように加え、乾燥器中50℃で24時
間成膜を行って、ポリp−(ジエトキシメチルシリル)
スチレンの縮合物からなる膜を成膜した。
【0053】実施例6(重合体(B)からなる膜の、方
法(III)による成膜例) 実施例1で得られたポリp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレン0.05gをTHF1.5mlに溶かし不溶
物を濾過後、直径3cmのガラス板の上平面にテフロンシ
ートを貼った上にキャストした。30℃で24時間乾燥
器中に放置した後、テフロンシートに付着したままガラ
ス板よりはがしさらに12時間真空乾燥した後テフロン
シートをはがした。得られた膜を0.001Nの塩酸水
溶液に48時間浸漬して、ポリp−(ジエトキシメチル
シリル)スチレンの縮合物からなる膜を得た。
【0054】実施例7(重合体(A)からなる膜の、方
法(I)による成膜例) 実施例1で得られたポリp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレン0.05gをTHF1.5mlに溶かし不溶
物を濾過後、60℃の飽和水蒸気中、直径3cmのガラス
板の上表面にテフロンシートを貼った上にキャストし、
24時間成膜を行って、ポリp−(ジエトキシメチルシ
リル)スチレンからなる膜を得た。
【0055】実施例8(重合体(A)とPDMSからな
る膜の、方法(I)による成膜例) ポリジメチルシロキサン(PDMS)として、信越化学
工業株式会社製のシリコーンKE−42−TS(商品
名)のトルエン溶液(トルエン40〜50%)0.2g
をTHF1mlに溶かし、前記PDMSを含むトルエン溶
液に対して5wt%のポリp−(ジエトキシメチルシリ
ル)スチレンをTHF1mlによく溶かし、両者を混ぜ合
わせてキャスト溶液とした。この液をテフロン板上にキ
ャストして12時間成膜し、その後、12時間真空乾燥
して、ポリp−(ジエトキシメチルシリル)スチレンと
PDMSからなる膜を得た。
【0056】実施例9(重合体(B)とPDMSからな
る膜の、方法(III)による成膜例) PDMSとして、信越化学工業株式会社製のシリコーン
KE−42−TSのトルエン溶液(トルエン40〜50
%)0.2gをTHF1mlに溶かし、前記PDMSを含
むトルエン溶液に対して5wt%のポリp−(ジエトキシ
メチルシリル)スチレンをTHF1mlによく溶かし、両
者を混ぜ合わせてキャスト溶液とした。この液をテフロ
ン板上にキャストして12時間成膜し、その後、塩酸−
エタノール液に12時間浸漬し、12時間真空乾燥して
ポリp−(ジエトキシメチルシリル)スチレンの縮合物
とPDMSからなる膜を得た。
【0057】実施例10(重合体(B)とPDMSから
なる膜の、方法(II)による成膜例) PDMSとして、信越化学工業株式会社製のシリコーン
KE−42−TSのトルエン溶液(トルエン40〜50
%)0.2gをTHF1mlに溶かし、PDMSに対して
5wt%のポリp−(ジエトキシメチルシリル)スチレン
をTHF1mlによく溶かし、両者を混ぜ合わせてキャス
ト溶液とした。この液に0.1N塩酸水溶液5μl を加
えて12時間テフロン板上にキャストして成膜し、その
後、12時間真空乾燥して、ポリp−(ジエトキシメチ
ルシリル)スチレンの縮合物とPDMSからなる膜を得
た。
【0058】比較例1(アニオン重合) 10mlのナスフラスコを窒素置換し、p−(ジエトキシ
メチルシリル)スチレン0.30g(1.27mmol)と
無水のTHF4.0mlを加えて、ドライアイス−メタノ
ール冷媒にて冷却した。そこへアニオン重合開始剤であ
るn−BuLiのヘキサン溶液0.02ml(0.03mm
ol)を加え重合を開始した。2時間反応し、反応液を1
00mlのメタノールに開けて重合物を沈殿させた後、凍
結乾燥、真空乾燥を経て重合物を得た。得られたポリマ
ーは低分子量のため成膜不可能であった。
【0059】(比較例2)PDMSとして、信越化学工
業株式会社製のシリコーンKE−42−TSのトルエン
溶液(トルエン40〜50%)0.2gをTHF1mlに
溶かし12時間テフロン板上にて成膜した。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】 表1に示すように、アゾ系開始剤であるAIBNを用い
てラジカル重合を行なった実施例1〜3の各例では重量
平均分子量(Mw )=7.13〜9.52×105 と高
い分子量を示したが、アニオン重合(開始剤:BuL
i)を行なった比較例1ではMw =0.74×10-5
分子量が低く、成膜不可能であった。
【0062】また表2に示すようにラジカル重合により
得られたポリp−(ジエトキシメチルシリル)スチレン
は溶媒に可溶で、溶媒成膜することができた。この膜
は、PO2値7.4×10-9でα値2.95と極めて高い
酸素−窒素透過選択性を示した(実施例4)。また、こ
の膜を種々の酸条件にて加水分解処理したものは、加水
分解処理しないものに比べてPO2値が1.02〜1.7
7倍と増加した(実施例5〜7)。更に、PDMSとブ
レンドしたものはα値2.03〜2.14でPO2値がP
DMS単独のものに比べて2.36〜2.74倍と飛躍
的に増加した(実施例8〜10)。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば、ラジカル重合法により
従来より製造不可能とされていたp−(ジエトキシメチ
ルシリル)スチレンの高重合物を得ることが可能となっ
た。さらにその重合物単独またはPDMS(ポリジメチ
ルシロキサン)等とともにソルベントキャストして成膜
した膜、また、その加水分解処理膜は酸素透過性及び酸
素−窒素透過選択性に優れた気体透過性膜として極めて
有用である。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 p−(ジエトキシメチルシリル)スチレ
    ンを重合して得られる、重量平均分子量が5×105
    15×105 である重合体からなることを特徴とするp
    −(ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のp−(ジエトキシメチ
    ルシリル)スチレン重合体を加水分解処理することによ
    りp−(ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体を縮
    合させることより得られたものであることを特徴とする
    p−(ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体の縮合
    物。
  3. 【請求項3】 p−(ジエトキシメチルシリル)スチレ
    ンを有機溶媒中ラジカル開始剤の存在下、ラジカル重合
    させることを特徴とするp−(ジエトキシメチルシリ
    ル)スチレン重合体の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3で得られたp−(ジエトキシメ
    チルシリル)スチレン重合体を加水分解処理することに
    よりp−(ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体を
    縮合させることを特徴とするp−(ジエトキシメチルシ
    リル)スチレン重合体の縮合物の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項3または請求項4で得られたp−
    (ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体またはその
    縮合物を含むことを特徴とする気体透過性材料。
  6. 【請求項6】 請求項3または請求項4で得られたp−
    (ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体またはその
    縮合物を含むことを特徴とする気体透過性膜。
  7. 【請求項7】 ポリジメチルシロキサンを更に含む、請
    求項6に記載の気体透過性膜。
  8. 【請求項8】 請求項3または請求項4で得られたp−
    (ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体またはその
    縮合物を、所望によりポリジメチルシロキサンととも
    に、有機溶媒に溶解して重合体溶液を得、次いでこの重
    合体溶液を流延し、溶媒を乾燥除去して重合体膜を成膜
    することを特徴とする気体透過性膜の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項3で得られたp−(ジエトキシメ
    チルシリル)スチレン重合体を、所望によりポリジメチ
    ルシロキサンとともに、有機溶媒に溶解して重合体溶液
    を得、次いでこの重合体溶液を加水分解処理して、p−
    (ジエトキシメチルシリル)スチレン重合体の縮合物を
    含む溶液を得、その後この溶液を流延し、溶媒および水
    を乾燥除去してp−(ジエトキシメチルシリル)スチレ
    ン重合体の縮合物からなる膜を成膜することを特徴とす
    る気体透過性膜の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項3で得られたp−(ジエトキシ
    メチルシリル)スチレン重合体を、所望によりポリジメ
    チルシロキサンとともに、有機溶媒に溶解して重合体溶
    液を得、次いでこの重合体溶液を流延し、溶媒を乾燥除
    去して成膜した後、加水分解処理してp−(ジエトキシ
    メチルシリル)スチレン重合体の縮合物からなる膜を得
    ることを特徴とする気体透過性膜の製造方法。
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