JPH07114942B2 - Permselective membrane - Google Patents

Permselective membrane

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JPH07114942B2
JPH07114942B2 JP18588487A JP18588487A JPH07114942B2 JP H07114942 B2 JPH07114942 B2 JP H07114942B2 JP 18588487 A JP18588487 A JP 18588487A JP 18588487 A JP18588487 A JP 18588487A JP H07114942 B2 JPH07114942 B2 JP H07114942B2
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polymer
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aromatic
reverse osmosis
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正也 東海
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Toyobo Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/56Polyamides, e.g. polyester-amides

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は特定のコポリアミドからなる選択透過性高分
子膜であって、特に海水やかん水を脱塩して淡水を得る
のに好適な選択透過性高分子膜に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial field of application) The present invention relates to a permselective polymer membrane made of a specific copolyamide, which is particularly suitable for desalination of seawater or brackish water to obtain fresh water. The present invention relates to a permeable polymer membrane.

(従来の技術) 共通溶媒に溶解した1種またはそれ以上の物質の溶液
を、この溶液の浸透圧より高い圧力で選択透過性膜に圧
送して溶液中の成分を選択的に分離する選択透過法や、
水を透過させるがその中に溶解している塩類を透過させ
ない逆浸透法は古くから知られており、これらの方法に
は選択透過性膜、逆浸透膜といわれる実質的に同じ半透
膜が使用されている(以下両者を併せて選択透過性高分
子膜と称する)この選択透過性高分子膜は重合体物質か
らなり、支持体付きの極薄層の形状か、中空繊維の形状
のいずれかである緻密で均質な構造を有するもの、また
は一般に0.1〜0.2ミクロンもしくはそれ以下の厚みの緻
密な表面重合体層とこの薄い層に対する支持体となる多
孔質下部構造とからなる「異方性ゲル」膜の不均質構造
を有するものがある。この不均質構造の膜の水流通に対
する高い浸透性と脱塩能とは、片面のみに付着している
上記の薄くて緻密な表面重合体層に依存するものであ
り、これら不均質構造の膜は非対称膜ともいわれてい
る。
(Prior Art) Selective permeation in which a solution of one or more substances dissolved in a common solvent is pumped to a permselective membrane at a pressure higher than the osmotic pressure of this solution to selectively separate the components in the solution. The law,
Reverse osmosis methods that allow water to permeate but not salts dissolved therein have been known for a long time.In these methods, a substantially permeable semi-permeable membrane called a selective permeable membrane or a reverse osmosis membrane is used. The permselective polymer membrane used (hereinafter, both are collectively referred to as permselective polymer membrane) is made of a polymer substance and is either in the form of an ultrathin layer with a support or in the form of a hollow fiber. Which has a dense and homogeneous structure, or is composed of a dense surface polymer layer generally having a thickness of 0.1 to 0.2 μm or less and a porous substructure serving as a support for this thin layer. Some have the heterogeneous structure of a "gel" film. The high permeability and desalination ability of this heterogeneous membrane for water flow depend on the above-mentioned thin and dense surface polymer layer adhered only on one side. Is also called an asymmetric membrane.

従来、選択透過性高分子膜を形成する重合体として、醋
酸セルロースが工業的に利用されていたが、この醋酸セ
ルロース膜は耐加水分解性、耐微生物性、膜寿命などの
点に問題があった。
Conventionally, cellulose acetate acetate was industrially used as a polymer for forming a permselective polymer membrane, but this cellulose acetate acetate membrane has problems in hydrolysis resistance, microbial resistance, membrane life, etc. It was

これらの問題を解決するために醋酸セルロースに代わる
新しい膜材料として芳香族ポリアミドからなる選択透過
性高分子膜(特公昭50−8781号公報参照)が知られてい
るが、この公知の選択透過性高分子膜は水の殺菌剤とし
て使用される酸化性の塩素に対する耐久性すなわち、耐
塩素性に欠けるという問題があった。
In order to solve these problems, a permselective polymer membrane made of aromatic polyamide is known as a new membrane material to replace cellulose acetate (see Japanese Patent Publication No. Sho 50-8781). The polymer film has a problem that it lacks durability against oxidative chlorine used as a sterilizing agent for water, that is, chlorine resistance.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、透水性、塩除去性及び製膜性にすぐれかつ従
来技術では満足されていない塩素殺菌、特に繰返し塩素
殺菌処理後も初期と変らない透水性および塩除去性を保
持するすぐれた耐塩素耐久性逆浸透膜を提供することに
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has excellent water permeability, salt removability, and film-forming property, and chlorine sterilization that has not been satisfied by the prior art, and particularly water permeability which is not changed from the initial stage even after repeated chlorine sterilization treatment. Another object of the present invention is to provide an excellent chlorine resistant reverse osmosis membrane which retains salt removal property.

(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は、下記一般式を有するジフェニルス
ルホン単位を少なくとも1個以上有する芳香族ジアミン
化合物(A)(ただし、3,3′−ジアミノジフェニルス
ルホン系化合物を除く)とベンゼン環上の水素と置換し
たカルボキシル基またはその誘導体を1個以上有する芳
香族アミン化合物(B)とから主としてなり、ジアミン
化合物(A)と(B)との比がモル比で95/5〜40/60で
ある混合ジアミン成分に芳香族ポリカルボン酸成分を反
応させて得られる芳香族コポリアミドからなる選択透過
性膜である。
(Means for Solving Problems) That is, the present invention provides an aromatic diamine compound (A) having at least one diphenylsulfone unit having the following general formula (provided that the 3,3′-diaminodiphenylsulfone compound is And an aromatic amine compound (B) having at least one carboxyl group substituted with hydrogen on the benzene ring or a derivative thereof and the ratio of the diamine compounds (A) and (B) is a molar ratio. A selectively permeable membrane comprising an aromatic copolyamide obtained by reacting an aromatic polycarboxylic acid component with a mixed diamine component of 95/5 to 40/60.

本発明の選択透過性膜は優れた耐塩素性、製膜性及び逆
浸透性能(透水性、塩除去率)を有することを見出し
た。
It has been found that the selectively permeable membrane of the present invention has excellent chlorine resistance, film-forming property and reverse osmosis performance (water permeability, salt removal rate).

芳香族ジアミン化合物(A)としては3,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスル
ホン、ビス−[4−(3−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フ
ェニル]スルホン、3,3′,4,4′−テトラアミノジフェ
ニルスルホン、等を挙げることができる。塩除去率の点
から4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,4′−ジア
ミノジフェニルスルホンが特に好ましい。また、上記の
ジアミン化合物を2種類以上混合して用いたり、他のジ
アミン化合物と混合して用いることも可能である。特
に、3,3′−ジアミノジフェニルスルホンとの併用は耐
塩素性の点から好ましい。
As the aromatic diamine compound (A), 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, bis- [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] sulfone, 3,3 ', 4,4'-tetraaminodiphenyl sulfone, and the like. From the viewpoint of salt removal rate, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone and 3,4'-diaminodiphenyl sulfone are particularly preferable. Further, two or more kinds of the above diamine compounds may be mixed and used, or may be mixed with another diamine compound and used. In particular, the combined use with 3,3'-diaminodiphenyl sulfone is preferable from the viewpoint of chlorine resistance.

ベンゼン環上の水素を置換したカルボキシル基含有芳香
族ジアミン化合物(B)としては、3,5−ジアミノ安息
香酸、3,5−ジアミノ安息香酸メチルエステル、3,5−ジ
アミノ安息香酸エチルエステル、3,5−ジアミノ安息香
酸リチウム、3,5−ジアミノ安息香酸ナトリウム、3,5−
ジアミノ安息香酸カリウム、N,N′−ジメチル−3,5−ジ
アミノ安息香酸、3,4−ジアミノ安息香酸、3,4−ジアミ
ノ安息香酸メチルエステル、3,4−ジアミノ安息香酸エ
チルエステル、3,4−ジアミノ安息香酸リチウム、3,4−
ジアミノ安息香酸ナトリウム、3,4−ジアミノ安息香酸
カリウム、N,N′−ジメチル−3,4−ジアミノ安息香酸、
2,5−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノ安息香酸メチル
エステル、2,5−ジアミノ安息香酸エチルエステル、2,5
−ジアミノ安息香酸リチウム、2,5−ジアミノ安息香酸
ナトリウム、2,5−ジアミノ安息香酸カリウム、N,N′−
ジメチル−2,5−ジアミノ安息香酸、2,5−ジアミノテレ
フタル酸、2,5−ジアミノテレフタル酸ジメチルエステ
ル、2,5−ジアミノテレフタル酸ジエチルエステム、2,5
−ジアミノテレフタル酸リチウム、2,5−ジアミノテレ
フタル酸カリウム、2,5−ジアミノテレフタル酸ナトリ
ウム、ビス(3−カルボキシ−4−アミノフェニル)メ
タン、ビス(3−カルボメトキシ−4−アミノフェニ
ル)メタン、ビス(3−カルボエキトシ−4−アミノフ
ェニル)メタン、等を挙げることができる。
Examples of the carboxyl group-containing aromatic diamine compound (B) substituted with hydrogen on the benzene ring include 3,5-diaminobenzoic acid, 3,5-diaminobenzoic acid methyl ester, 3,5-diaminobenzoic acid ethyl ester, 3 Lithium 5,5-diaminobenzoate, sodium 3,5-diaminobenzoate, 3,5-
Diaminobenzoic acid potassium, N, N'-dimethyl-3,5-diaminobenzoic acid, 3,4-diaminobenzoic acid, 3,4-diaminobenzoic acid methyl ester, 3,4-diaminobenzoic acid ethyl ester, 3, Lithium 4-diaminobenzoate, 3,4-
Sodium diaminobenzoate, potassium 3,4-diaminobenzoate, N, N′-dimethyl-3,4-diaminobenzoic acid,
2,5-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminobenzoic acid methyl ester, 2,5-diaminobenzoic acid ethyl ester, 2,5
-Lithium diaminobenzoate, sodium 2,5-diaminobenzoate, potassium 2,5-diaminobenzoate, N, N'-
Dimethyl-2,5-diaminobenzoic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid, 2,5-diaminoterephthalic acid dimethyl ester, 2,5-diaminoterephthalic acid diethyl ester, 2,5
-Lithium diaminoterephthalate, potassium 2,5-diaminoterephthalate, sodium 2,5-diaminoterephthalate, bis (3-carboxy-4-aminophenyl) methane, bis (3-carbomethoxy-4-aminophenyl) methane , Bis (3-carboethoxy-4-aminophenyl) methane, and the like.

本発明におけるポリアミド共重合体の酸成分としての芳
香族ポリカルボン酸はフタル酸、イソフタル酸、テレフ
タル酸、4,4′−ジフェニルジカルボン酸、1,2−ナフタ
リンジカルボン酸、1,3−ナフタリンジカルボン酸、1,4
−ナフタリンジカルボン酸、1,5−ナフタリンジカルボ
ン酸、1,6−ナフタリンジカルボン酸、1,7−ナフタリン
ジカルボン酸、1,8−ナフタリンジカルボン酸、2,3−ナ
フタリンジカルボン酸、2,6−ナフタリンジカルボン
酸、2,7−ナフタリンジカルボン酸、トリメシン酸、ト
リメリット酸等があげられる。
The aromatic polycarboxylic acid as the acid component of the polyamide copolymer in the present invention is phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4'-diphenyldicarboxylic acid, 1,2-naphthalene dicarboxylic acid, 1,3-naphthalene dicarboxylic acid. Acid, 1,4
-Naphthalene dicarboxylic acid, 1,5-naphthalene dicarboxylic acid, 1,6-naphthalene dicarboxylic acid, 1,7-naphthalene dicarboxylic acid, 1,8-naphthalene dicarboxylic acid, 2,3-naphthalene dicarboxylic acid, 2,6-naphthalene Examples thereof include dicarboxylic acid, 2,7-naphthalene dicarboxylic acid, trimesic acid and trimellitic acid.

一般式(A)で示される化合物と一般式(B)で示され
る化合物との共重合比はモル比で95/5〜40/60好ましく
は90/10〜70/30である。化合物(A)の量が95%より多
いか、または40%より少ないと良好な逆浸透性能が得ら
れない。また40%より少ないと膜の耐塩素性は悪くな
る。逆浸透性能から考慮した場合用いられるジアミン化
合物は全体の40モル%以上、好ましくは70モル%以上が
1級ジアミンであることが望ましい。2級ジアミンの使
用量が多いと膜形成能が悪くなり、また逆浸透性能も低
下する。
The copolymerization ratio of the compound represented by the general formula (A) and the compound represented by the general formula (B) is 95/5 to 40/60, preferably 90/10 to 70/30 in terms of molar ratio. If the amount of compound (A) is more than 95% or less than 40%, good reverse osmosis performance cannot be obtained. If it is less than 40%, the chlorine resistance of the film becomes poor. Considering the reverse osmosis performance, the diamine compound used is preferably 40 mol% or more, and more preferably 70 mol% or more, of primary diamine. When the amount of the secondary diamine used is large, the film forming ability is deteriorated and the reverse osmosis performance is also reduced.

本発明の芳香族ポリアミド共重合体は、通常のポリアミ
ドの製造に用いられる重合方法、例えば、溶融重合法、
固相重合法、界面重合法、溶液重合法により合成するこ
とができる。中でも、界面重合法、および溶液重合法が
好ましい。
The aromatic polyamide copolymer of the present invention is a polymerization method used for producing a usual polyamide, for example, a melt polymerization method,
It can be synthesized by a solid phase polymerization method, an interfacial polymerization method or a solution polymerization method. Of these, the interfacial polymerization method and the solution polymerization method are preferable.

溶液重合法に用いる溶媒としては種々の有機溶媒を用い
ることができるが、好ましくはアミド系溶媒を用いる。
好ましい溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、
ヘキサメチルホスホルアミド、N,N′−ジメチルアセト
アミドおよびこれらの混合系が挙げることができる。
As the solvent used in the solution polymerization method, various organic solvents can be used, but an amide solvent is preferably used.
Preferred solvents include N-methyl-2-pyrrolidone,
Hexamethylphosphoramide, N, N'-dimethylacetamide and mixtures thereof can be mentioned.

溶液重合の一般的重合方法を示せば、ジアミン化合物の
混合物を前記アミド系溶媒に溶解させたのち、この溶液
中にジカルボン酸ハライドを撹はん下に添加し、適当な
時間撹はんを続ける。反応の温度は−20℃から100℃が
好ましく、さらに好ましくは−5℃から70℃である。重
合に際しては、混合物溶液に、重合前、重合中、および
重合後に、添加剤を添加してもよい。このような添加剤
には、各種の無機化合物、有機化合物が挙げられるが、
あるものは、重合によって生成する塩化水素を中和する
ためおよび/または重合体の溶解を容易にするために添
加される。このような無機化合物の例としてはリチウム
クロライド、カルシウムクロライド、カリウムクロライ
ド、炭酸リチウム、酸化リチウム、水酸化リチウム、水
酸化カルシウム、炭酸カルシウムなどが好ましい例とし
て上げられる。また、このような効果を有する有機化合
物としては、ピリジン、トリエチレンジアミン、トリエ
チルアミン、N−メチルモルフォリン、N,N−ジメチル
アニリン、N,N−ジエチルアニリン、N,N−ジメチルピペ
ラジン等が好ましい例として挙げられる。
The general polymerization method of solution polymerization is as follows: After the mixture of diamine compounds is dissolved in the amide solvent, dicarboxylic acid halide is added to this solution with stirring, and stirring is continued for an appropriate time. . The reaction temperature is preferably -20 to 100 ° C, more preferably -5 to 70 ° C. Upon polymerization, an additive may be added to the mixture solution before, during, and after the polymerization. Such additives include various inorganic compounds and organic compounds,
Some are added to neutralize the hydrogen chloride produced by the polymerization and / or to facilitate dissolution of the polymer. Preferred examples of such inorganic compounds include lithium chloride, calcium chloride, potassium chloride, lithium carbonate, lithium oxide, lithium hydroxide, calcium hydroxide and calcium carbonate. Further, as an organic compound having such an effect, pyridine, triethylenediamine, triethylamine, N-methylmorpholine, N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethylpiperazine and the like are preferable examples. As.

他の添加剤としては、必要に応じて末端停止剤を用いる
ことができ、末端停止剤としてはアミノ基、及び酸ハラ
イド基と反応する基を1つだけ有する化合物が適当であ
る。かかる溶液重合反応において、モノマー類の仕込み
濃度は、一般には5−20重量%が好ましい。重合反応
後、得られた溶液をメタノール、粋などと混合して固形
物として、さらに固形物の濾過、水およびメタノールに
よる洗浄を繰り返したのち、乾燥して本発明の芳香族ポ
リアミドを得ることができる。
If necessary, a terminal terminating agent can be used as the other additive, and as the terminal terminating agent, a compound having only one group that reacts with an amino group and an acid halide group is suitable. In such a solution polymerization reaction, the charged concentration of monomers is generally preferably 5 to 20% by weight. After the polymerization reaction, the obtained solution is mixed with methanol, syrup, etc. as a solid matter, and the solid matter is repeatedly filtered, washed with water and methanol, and then dried to obtain the aromatic polyamide of the present invention. it can.

次に界面重合の一般的な方法に関して述べる。界面重合
に用いる有機相の有機溶媒としては塩化メチレン、クロ
ロホルム、四塩化炭素、クロロベンゼン等の塩素系炭化
水素溶媒、n−ヘキサン、n−オクタン、シクロヘキサ
ノン等の脂肪族炭化水素類、キシレン、ベンゼン、トル
エン等の芳香族炭化水素類などが挙げられる。最も好ま
しい溶媒としてはシクロヘキサノンである。界面重合時
に発生する塩化水素をトラップする物質としては水酸化
ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化リチウム、炭酸リ
チウム、水酸化カリウムなどが用いられ、特に水酸化ナ
トリウム、炭酸ナトリウムが好ましい。
Next, a general method of interfacial polymerization will be described. Examples of the organic solvent for the organic phase used in the interfacial polymerization include chlorine-based hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and chlorobenzene, aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, n-octane and cyclohexanone, xylene and benzene. Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as toluene. The most preferred solvent is cyclohexanone. As a substance that traps hydrogen chloride generated during interfacial polymerization, sodium hydroxide, sodium carbonate, lithium hydroxide, lithium carbonate, potassium hydroxide and the like are used, and sodium hydroxide and sodium carbonate are particularly preferable.

一般的な重合操作を示せばジアミン化合物と塩化水素ト
ラップ剤を水に溶解した溶液と、ジカルボン酸ハライド
化合物を上記の有機溶媒に溶解した液とを機械的に混合
し、本発明のポリマーを得る。このとき、予め、ジカル
ボン酸ハライドの含まない有機相の一部をジアミン化合
物を含む水相と機械的に混合しておき、その中にジカル
ボン酸ハライドを含む有機溶媒の溶液を撹はんしながら
加えることが好ましい。
If a general polymerization operation is shown, a solution of a diamine compound and a hydrogen chloride trapping agent dissolved in water and a solution of a dicarboxylic acid halide compound dissolved in the above organic solvent are mechanically mixed to obtain a polymer of the present invention. . At this time, a part of the organic phase containing no dicarboxylic acid halide was mechanically mixed with the aqueous phase containing the diamine compound in advance, while stirring the solution of the organic solvent containing the dicarboxylic acid halide therein. It is preferable to add.

水相にジアミン化合物の分散を促進するため、水相に界
面活性剤を添加することも可能である。有機相および水
相における該ジカルボン酸ハライド及び該ジアミン化合
物の濃度は、一般には3−10重量%が好ましい。重合反
応後得られた溶液をメタノール、水などと混合して沈澱
を形成させ、これの濾過、水による洗浄を数回繰り返し
たのち、所定温度下で、約24時間乾燥して本発明の芳香
族ポリアミド共重合体を得ることができる。
In order to promote the dispersion of the diamine compound in the water phase, it is possible to add a surfactant to the water phase. In general, the concentration of the dicarboxylic acid halide and the diamine compound in the organic phase and the aqueous phase is preferably 3-10% by weight. The solution obtained after the polymerization reaction was mixed with methanol, water, etc. to form a precipitate, which was repeatedly filtered and washed with water several times, and then dried at a predetermined temperature for about 24 hours to obtain the aroma of the present invention. Group polyamide copolymers can be obtained.

また、該芳香族ポリアミド共重合体を他のポリアミドと
共重合したり、他のポリマーとブレンドしたりして用い
ることも可能である。
It is also possible to use the aromatic polyamide copolymer by copolymerizing it with another polyamide or blending it with another polymer.

本発明によって得られた芳香族ポリアミド共重合体を適
当な有機溶媒に溶解し該溶液を適当なプレート上に塗布
後、芳香族コポリアミド共重合体の貧溶媒中に浸漬する
ことにより非対称膜を得ることができる。
The aromatic polyamide copolymer obtained by the present invention is dissolved in a suitable organic solvent, the solution is applied on a suitable plate, and then immersed in a poor solvent for the aromatic copolyamide copolymer to form an asymmetric membrane. Obtainable.

また、該プレート上から、有機溶媒を蒸発させることに
より均質膜を得ることも可能である。さらに、該溶液を
紡糸することにより中空糸の形態をも形成すること、ま
た、適当な多孔質膜上に、本発明で得られた芳香族ポリ
アミド共重合体の溶液を塗布し、複合膜の形態をとるこ
とも可能である。用いられる多孔質膜としては高分子化
合物から得られる多孔質膜、例えば、ポリエチレン、ポ
リスルホン、ポリプロピレン、ポリイミド等の多孔質膜
が適当である。
It is also possible to obtain a homogeneous film by evaporating the organic solvent from the plate. Further, a hollow fiber form is formed by spinning the solution, and the solution of the aromatic polyamide copolymer obtained in the present invention is applied onto a suitable porous membrane to form a composite membrane. It can also take the form. As the porous film to be used, a porous film obtained from a polymer compound, for example, a porous film made of polyethylene, polysulfone, polypropylene, polyimide or the like is suitable.

この塗布方法としては、浸漬法、ロールコーティング
法、クイックコーティング法等、いかなる方法でもよ
い。塗布されたポリマーの厚みは0.05−1.0ミクロン、
好ましくは0.1−0.5ミクロンとなるように塗布条件をコ
ントロールすべきである。
This coating method may be any method such as a dipping method, a roll coating method, a quick coating method and the like. The thickness of the applied polymer is 0.05-1.0 micron,
The coating conditions should be controlled so that it is preferably 0.1-0.5 micron.

ポリマーを塗布する以外に、次のように支持体上で膜を
形成させることも可能である。すなわち、ジアミン化合
物の溶液を多孔質膜上で塗布した後に、ジカルボン酸ク
ロライドを溶かした有機溶媒中に浸漬することにより、
該多孔質膜上に本発明の芳香族ポリアミド共重合体を形
成させることも可能である。用いられる多孔質素材とし
てはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポ
リイミドなどが挙げられる。また、無機化合物からなる
多孔質膜素材上に該芳香族ポリアミド共重合体を形成さ
せることも可能である。複合膜の形成時、膜の強度を高
めるため、トリメシン酸クロライド、トリメリット酸ク
ロライド、3−クロロスルホニルイソフタル酸クロライ
ドのような3個以上の反応性基を有する化合物を添加し
てもよい。
Besides coating the polymer, it is also possible to form a film on the support as follows. That is, by applying a solution of a diamine compound on the porous film, by dipping in a dicarboxylic acid chloride dissolved organic solvent,
It is also possible to form the aromatic polyamide copolymer of the present invention on the porous film. Examples of the porous material used include polyethylene, polypropylene, polysulfone, and polyimide. It is also possible to form the aromatic polyamide copolymer on a porous film material made of an inorganic compound. During the formation of the composite film, a compound having three or more reactive groups such as trimesic acid chloride, trimellitic acid chloride and 3-chlorosulfonylisophthalic acid chloride may be added in order to increase the strength of the film.

(発明の作用) 本発明により得られる選択透過性膜は後述の実施例に示
すごとく優れた塩排除性および透水性のみならず耐塩素
性をも有するため、特に、海水、かん水の脱塩に適した
有用な膜である。
(Operation of the invention) The permselective membrane obtained by the present invention has not only excellent salt-excluding property and water-permeating property but also chlorine resistance as shown in Examples described later. Therefore, it is particularly suitable for desalination of seawater and brackish water. It is a suitable and useful membrane.

以下、実施例を挙げ本発明をさらに詳しく説明するが、
本発明は実施例に限るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to the embodiments.

非対称膜の製法 本発明で得られたポリマーのN,N′−ジメチルアセトア
ミド20%溶液(5%LiCl含有)を作成し、300ミクロン
の厚さでガラス板上にコートする。恒温槽中110℃で10
分間加熱し、溶媒を蒸発させる。冷却後、水中に、浸漬
して、該ポリマーの非対称膜を形成させる。これをガラ
ス面上からはがし、以下の逆浸透膜実験に供した。
Method for producing asymmetric membrane A 20% solution of the polymer obtained in the present invention in N, N'-dimethylacetamide (containing 5% LiCl) is prepared and coated on a glass plate in a thickness of 300 microns. 10 at 110 ° C in a constant temperature bath
Heat for a minute and evaporate the solvent. After cooling, it is immersed in water to form an asymmetric membrane of the polymer. This was peeled off from the glass surface and subjected to the following reverse osmosis membrane experiment.

逆浸透膜試験法 通常の連続式ポンプ型逆浸透装置を用い、25℃にて3500
0ppmのNaClを含む水溶液を原液として、操作圧力は55kg
/cm2で行なった。耐塩素性評価は上記水溶液中に次亜塩
素酸ナトリウムと塩酸を添加しpH6、塩素濃度約10ppmと
して上記と同様に逆浸透性能の測定を行なった。測定開
始約20時間後の逆浸透性能(塩排除率(Rj)、透水量
(FR))を測定し、塩素無添加系の逆浸透性能との差よ
り透水量膜の耐塩素性を評価した、その差が小さいほど
膜の耐塩素性が優れる。
Reverse osmosis membrane test method 3500 at 25 ° C using a normal continuous pump type reverse osmosis device
Using an aqueous solution containing 0 ppm NaCl as the stock solution, the operating pressure is 55 kg.
/ cm 2 . For the evaluation of chlorine resistance, sodium hypochlorite and hydrochloric acid were added to the above aqueous solution to adjust pH to 6 and chlorine concentration to about 10 ppm, and the reverse osmosis performance was measured in the same manner as above. The reverse osmosis performance (salt exclusion rate (Rj), water permeation rate (FR)) was measured about 20 hours after the start of measurement, and the chlorine resistance of the water permeation membrane was evaluated from the difference with the reverse osmosis performance of the chlorine-free system. The smaller the difference, the better the chlorine resistance of the film.

塩排除率の計算 実施例中の塩排除率とは通常の方法、すなわち、次式に
よって求められた。
Calculation of Salt Exclusion Rate The salt exclusion rate in the examples was determined by a usual method, that is, the following formula.

(比較例1)ポリイソフタロイルメタフェニレンジアミ
ンの合成 窒素導入管、温度計、撹はん翼を備えた500mlの4つ口
丸底フラスコに、蒸留により精製したメタフエニレンジ
アミン10.80g(0.10ml)、脱水精製したNMP150mlを入れ
る。
(Comparative Example 1) Synthesis of polyisophthaloyl metaphenylenediamine In a 500 ml four-necked round bottom flask equipped with a nitrogen inlet tube, a thermometer, and a stirring blade, 10.80 g (0.10 g) of metaphenylenediamine purified by distillation. ml) and 150 ml of dehydrated and purified NMP.

撹はんにより系が均一になったら、0℃まで冷却し、撹
はんしながらイソフタル酸クロライド(IPC)0.1モル
(20、30g)を粉末状で一度に加える。容器に付着した
試薬をNMP10mlで洗い落とし、正確にモル比を合せる。I
PCを加え始めると、系の温度は約50℃に上昇する。冷却
しながら約1時間撹はんし、その後、室温にもどし、さ
らに2時間撹はんを行い反応を終了する。得られた溶液
を約1500mlのメタノール中に注ぎポリマーを得た。沈澱
物を濾過後、水を入れたホームミキサーで粉砕洗浄によ
り精製した。次いで、精製物を24時間減圧下にて乾燥し
た。このときの収率は約85%であった。粘度は1.35(0.
5g/1dl−H2SO4)であった。
When the system becomes uniform by stirring, it is cooled to 0 ° C., and 0.1 mol (20, 30 g) of isophthalic acid chloride (IPC) is added at once as a powder while stirring. Wash off the reagent adhering to the container with 10 ml of NMP and adjust the molar ratio accurately. I
When PC is added, the temperature of the system rises to about 50 ° C. The mixture is stirred for about 1 hour while cooling, then returned to room temperature and further stirred for 2 hours to complete the reaction. The obtained solution was poured into about 1500 ml of methanol to obtain a polymer. After filtering the precipitate, it was purified by crushing and washing with a home mixer containing water. Then, the purified product was dried under reduced pressure for 24 hours. The yield at this time was about 85%. The viscosity is 1.35 (0.
Was 5g / 1dl-H 2 SO 4 ).

さらに、前述の方法に従って、得られたポリマーの非対
称膜の製造、および逆浸透実験をおこなった。
Further, according to the above-mentioned method, the production of the asymmetric membrane of the obtained polymer and the reverse osmosis experiment were conducted.

(比較例2)ポリイソフタロイルメタフェニレンジアミ
ン/3,5−ジアミノ安息香三共重合体の合成 比較例1においてメタフェニレンジアミンの代わりにメ
タフェニレンジアミンと3,5−ジアミノ安息香酸との混
合物(3,5−ジアミノ安息香酸量=10モル%)を用いた
以外は全て同様にして、該共重合体の合成をおこなっ
た。さらに、前述の方法に従い非対称膜を作成し、逆浸
透実験に供した。
(Comparative Example 2) Synthesis of polyisophthaloyl metaphenylenediamine / 3,5-diaminobenzoic acid terpolymer In Comparative Example 1, instead of metaphenylenediamine, a mixture of metaphenylenediamine and 3,5-diaminobenzoic acid (3 The copolymer was synthesized in the same manner except that 5,5-diaminobenzoic acid amount = 10 mol%) was used. Further, an asymmetric membrane was prepared according to the above-mentioned method and subjected to a reverse osmosis experiment.

(比較例3)ポリイソフタロイルメタフェニレンジアミ
ン/2,4−ジアミノベンゼスルホン酸共重合体の合成 比較例1においてメタフェニレンジアミンの代わりにメ
タフェニレンジアミンと2,4−ジアミノベンゼンスルホ
ン酸との混合物(2,4−ジアミノベンゼンスルホン酸量
=10モル%)を用いた以外は、全て同様にして、該共重
合体の合成をおこなった。さらに、前述の方法に従い非
対称膜を作成し、逆浸透実験に供した。
(Comparative Example 3) Synthesis of polyisophthaloyl metaphenylenediamine / 2,4-diaminobenze sulfonic acid copolymer In Comparative Example 1, instead of metaphenylenediamine, metaphenylenediamine and 2,4-diaminobenzenesulfonic acid were used. The copolymer was synthesized in the same manner except that the mixture (amount of 2,4-diaminobenzenesulfonic acid = 10 mol%) was used. Further, an asymmetric membrane was prepared according to the above-mentioned method and subjected to a reverse osmosis experiment.

(比較例4)ポリ(イソフタロイル−4,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン)重合体の合成 比較例1においてメタフェニレンジアミンの代わりに4,
4′−ジアミノフエニルスルホンを用いた以外は全て同
様にして、該共重合体の合成をおこなった。前述の方法
に従い非対称膜を作成し、逆浸透実験に供した。
Comparative Example 4 Synthesis of Poly (isophthaloyl-4,4′-diaminodiphenylsulfone) Polymer In Comparative Example 1, instead of metaphenylenediamine, 4,
The copolymer was synthesized in the same manner except that 4'-diaminophenyl sulfone was used. An asymmetric membrane was prepared according to the method described above and subjected to a reverse osmosis experiment.

(比較例5)ポリ(テレフタロイル−4,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン)重合体の合成 比較例4においてイソフタル酸クロリドの代わりにテレ
フタル酸クロリドを用いた以外は全て同様にして行なっ
た。前述の方法に従い非対称膜を作成し、逆浸透実験に
供した。
(Comparative Example 5) Synthesis of poly (terephthaloyl-4,4'-diaminodiphenylsulfone) polymer Comparative Example 4 was carried out in the same manner except that terephthalic acid chloride was used instead of isophthalic acid chloride. An asymmetric membrane was prepared according to the method described above and subjected to a reverse osmosis experiment.

(比較例6)ポリ(イソフタロイル−3,5−ジアミノ安
息香酸)重合体の合成 比較例1においてメタフェニレンジアミンの代わりに3,
5′−ジアミノ安息香酸を用いた以外は全て同様にし
て、該共重合体の合成をおこなった。
Comparative Example 6 Synthesis of Poly (isophthaloyl-3,5-diaminobenzoic acid) Polymer In Comparative Example 1, instead of metaphenylenediamine, 3,
The copolymer was synthesized in the same manner except that 5'-diaminobenzoic acid was used.

該重合体は水溶性であるので、非対称膜の作成および逆
浸透性能測定は困難であった。
Since the polymer is water-soluble, it was difficult to prepare an asymmetric membrane and measure reverse osmosis performance.

(実施例1) 3,5−ジアミノ安息香酸1.9018g(0.0125モル)、4,4′
−ジアミノジフェニルスルホン27.9979g(0.1125モル)
を窒素導入管,温度計,撹はん機を備えた500mlの4つ
口フラスコ中に窒素気流下で入れる。さらに、この系中
にN−メチルピロリドン150mlを加えモノマーを溶解さ
せる。
(Example 1) 1.9018 g (0.0125 mol) of 3,5-diaminobenzoic acid, 4,4 '
-Diaminodiphenyl sulfone 27.9979 g (0.1125 mol)
Under a nitrogen stream in a 500 ml four-necked flask equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirrer. Further, 150 ml of N-methylpyrrolidone is added to this system to dissolve the monomer.

十分撹はん後、反応系全体を氷冷しながらイソフタル酸
クロライド25.3775g(0.125モル)を窒素気流下にて素
早く加える。約60分間氷冷下で反応後、室温に戻し、さ
らに約1時間、反応系の撹はんをおこなう。反応終了
後、この溶液をメタノール1500ml中に加え、ポリマーを
沈澱析出させる。家庭用ミキサーによるポリマーの粉
砕、濾過、水による洗浄の一連の精製工程を数回繰り返
しおこない、ポリマー中の未反応物の除去、溶媒の除去
をおこなった。最後に、ポリマーをメタノールで洗浄
し、約140℃下、真空下で約48時間乾燥をおこない以下
の非対称膜の製造に供した。得られたポリマーの収率は
約95%であり、ポリマーの還元粘度(ηsp/c)は1.65
(0.5g/dlN−メチル−2−ピロリドン,30℃)であっ
た。先述の方法に従って、得られたポリマーの非対称膜
の製造、および逆浸透実験をおこなった。
After thoroughly stirring, 25.3775 g (0.125 mol) of isophthalic acid chloride was quickly added under a nitrogen stream while cooling the entire reaction system with ice. After reacting under ice cooling for about 60 minutes, the temperature is returned to room temperature, and the reaction system is stirred for about 1 hour. After completion of the reaction, this solution is added to 1500 ml of methanol to precipitate the polymer. A series of purification steps of pulverizing the polymer with a household mixer, filtering, and washing with water were repeated several times to remove unreacted substances in the polymer and remove the solvent. Finally, the polymer was washed with methanol and dried under vacuum at about 140 ° C. for about 48 hours to be used for the production of the following asymmetric membrane. The yield of the obtained polymer was about 95%, and the reduced viscosity (ηsp / c) of the polymer was 1.65.
(0.5 g / dl N-methyl-2-pyrrolidone, 30 ° C.). According to the method described above, the asymmetric membrane of the obtained polymer was produced, and the reverse osmosis experiment was performed.

(実施例2,3) 実施例1において、3,5ジアミノ安息香酸量を全ジアミ
ン量に対して30mol%,50mol%とした以外は実施例1と
同様にして行なった。得られたポリマーの還元粘度はそ
れぞれ1.78,1.86であった。
(Examples 2 and 3) The procedure of Example 1 was repeated, except that the amounts of 3,5 diaminobenzoic acid were changed to 30 mol% and 50 mol% based on the total amount of diamines. The reduced viscosities of the obtained polymers were 1.78 and 1.86, respectively.

(実施例4〜6) 実施例1〜3においてイソフタル酸ジクロリドの代わり
にテレクタル酸ジクロリドを用いた以外はすべて実施例
1〜3と同様にして行なった。得られたポリマーの還元
粘度はそれぞれ2.66,3.07,2.06であった。
(Examples 4 to 6) The same procedure as in Examples 1 to 3 was performed except that terephthalic acid dichloride was used instead of isophthalic acid dichloride in Examples 1 to 3. The reduced viscosities of the obtained polymers were 2.66, 3.07 and 2.06, respectively.

(実施例7〜9) 実施例2においてイソフタル酸クロライドの代りにイソ
フタル酸クロライド/テレフタル酸クロライドの混合酸
成分を用い、その混合モル比を30/70,50/50,70/30とし
た以外は実施例2と同様にして行なった。得られたポリ
マーの還元粘度はそれぞれ2.83,2.18,1.97であった。
(Examples 7 to 9) In Example 2, a mixed acid component of isophthalic acid chloride / terephthalic acid chloride was used instead of isophthalic acid chloride, and the mixing molar ratio was 30/70, 50/50, 70/30. Was performed in the same manner as in Example 2. The reduced viscosities of the obtained polymers were 2.83, 2.18 and 1.97, respectively.

(実施例10〜12) 実施例2において、4,4′−ジアミノジフェニルスルホ
ンの代りに3,3′−ジアミノジフェニルスルホン/4,4−
ジアミノジフェニルスルホンの混合アミン成分を用い、
その混合モル比を70/30,50/50,30/30/70とした以外は実
施例2と同様にして行なった。得られたポリマーの還元
粘度はそれぞれ1.56,1.78,1.95,であった。
(Examples 10 to 12) In Example 2, in place of 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone / 4,4-
Using the mixed amine component of diaminodiphenyl sulfone,
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the mixing molar ratio was 70/30, 50/50, 30/30/70. The reduced viscosities of the obtained polymers were 1.56, 1.78, and 1.95, respectively.

(実施例13) 実施例2において、4,4′−ジアミノジフェニルスルホ
ンの代りに、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェ
ニルスルホンを用いた以外はすべて実施例2と同様にし
て行なった。得られたポリマーの還元粘度は2.58であっ
た。
(Example 13) The procedure of Example 2 was repeated except that bis [4- (3-aminophenoxy) phenylsulfone was used instead of 4,4'-diaminodiphenylsulfone. The polymer obtained had a reduced viscosity of 2.58.

(実施例14) 実施例2において、4,4′−ジアミノジフェニルスルホ
ンの代りにビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニ
ル]スルホンを用いた以外はすべて実施例2と同様にし
て行なった。得られたポリマーの還元粘度は2.87であっ
た。
(Example 14) The procedure of Example 2 was repeated except that bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone was used instead of 4,4'-diaminodiphenylsulfone. The reduced viscosity of the obtained polymer was 2.87.

比較例1〜6、実施例1〜14によるポリマーの製膜性、
得られた非対称膜の逆浸透実験結果(塩排除率 Rj、透
水性 FR)および耐塩素性評価結果を第1表に一括表示
した。
Film-forming properties of polymers according to Comparative Examples 1 to 6 and Examples 1 to 14,
The results of reverse osmosis experiments (salt exclusion rate Rj, water permeability FR) and chlorine resistance evaluation results of the obtained asymmetric membranes are summarized in Table 1.

第1表の結果は、本願発明の実施例1〜14で得られるポ
リマーの製膜性および該ポリマーによる非対称膜の逆浸
透性能(塩排除性、透水性)および耐塩素性能が比較例
1〜6で示される製膜性や逆浸透性能および耐塩素性能
よりも優れていることを示している。
The results of Table 1 show that the film-forming properties of the polymers obtained in Examples 1 to 14 of the present invention and the reverse osmosis performance (salt exclusion, water permeability) and chlorine resistance of the asymmetric membranes obtained from the polymers are in Comparative Examples 1 to 1. It is shown that it is superior to the film-forming property, reverse osmosis performance and chlorine resistance performance shown by 6.

(発明の効果) 本発明によって得られる芳香族ポリアミド共重合体は溶
剤溶解性にすぐれ非対称膜への製膜性に優れている。ま
た該ポリマーで得られる非対称膜は特に塩排除性と耐塩
素性に優れている。
(Effects of the Invention) The aromatic polyamide copolymer obtained by the present invention is excellent in solvent solubility and is excellent in film forming property on an asymmetric film. In addition, the asymmetric membrane obtained from the polymer is particularly excellent in salt exclusion and chlorine resistance.

そのため塩素を含む海水などの淡水化に長時間使用して
も初期の優れた塩排除性を維持する。
Therefore, even when used for a long time for desalination of seawater containing chlorine, the excellent salt-removing property at the initial stage is maintained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】下記一般式を有するジフェニルスルホン単
位を1個以上有する芳香族ジアミン化合物(A)(ただ
し、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン系化合物を除
く)とベンゼン環上の水素と置換したカルボキシル基ま
たはその誘導体を1個以上有する芳香族ジアミン化合物
(B)とから主としてなり、ジアミン化合物(A)と
(B)との比がモル比で95/5〜40/60である混合ジアミ
ン成分に芳香族ポリカルボン酸成分を反応させて得られ
る芳香族コポリアミドからなる選択透過性膜。
1. An aromatic diamine compound (A) having at least one diphenylsulfone unit having the following general formula (excluding 3,3′-diaminodiphenylsulfone compound) and hydrogen on the benzene ring. A mixed diamine component mainly composed of an aromatic diamine compound (B) having at least one carboxyl group or a derivative thereof and having a molar ratio of the diamine compounds (A) and (B) of 95/5 to 40/60. A permselective membrane comprising an aromatic copolyamide obtained by reacting an aromatic polycarboxylic acid component with.
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