JPH0716440A - Water-organic solvent separating membrane - Google Patents
Water-organic solvent separating membraneInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水に溶解した有機溶媒
を効率よく透過分離して、水の浄化もしくは有機溶媒の
濃縮回収を行うための水−有機溶媒分離膜に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a water-organic solvent separation membrane for efficiently permeating and separating an organic solvent dissolved in water to purify water or concentrate and recover the organic solvent.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般的に、液体混合物からの特定化合物
の分離は、蒸留法が用いられている。しかし、その液体
混合物の中でも共沸混合物、近沸点混合物、またはその
ような混合物からの熱的に不安定な化合物の分離は蒸留
法を用いても困難である。また工業廃水のように有機溶
媒が数%程度存在する水からの有機溶媒の分離も同様に
困難である。2. Description of the Related Art Generally, a distillation method is used for separating a specific compound from a liquid mixture. However, it is difficult to separate azeotropic mixtures, near-boiling mixtures, or thermally labile compounds from such mixtures in such liquid mixtures, even using distillation methods. Further, it is also difficult to separate the organic solvent from water such as industrial waste water in which the organic solvent is present in an amount of several%.
【0003】例えば、フェノール含有廃水の処理は、フ
ェノールをベンゼンなどで抽出した後に蒸留もしくは焼
却する方法、上記廃水中に空気などを吹き込み大気中に
蒸散させる方法、水で希釈した後に微生物で処理するな
どの方法が通常採られている。For example, phenol-containing wastewater is treated by extracting phenol with benzene or the like and then distilling or incinerating it, blowing air into the wastewater and evaporating it into the atmosphere, or diluting with water and treating with microorganisms. Etc. are usually adopted.
【0004】そこで、このような分離を効率良く行うた
め、膜を用いた方法が従来より検討されている。その中
の一つであるパーベーパレーション法(浸透気化法)
は、上記の蒸留では困難な混合物分離に有効な方法とし
て多くの報告例が知られている。Therefore, in order to efficiently perform such separation, a method using a membrane has been conventionally studied. One of them is the pervaporation method (pervaporation method).
Many reports are known as an effective method for separating a mixture which is difficult by the above-mentioned distillation.
【0005】その報告例は、水を微量に含む有機溶媒の
脱水膜、例えばエタノールの共沸混合物の脱水に用いる
水選択透過膜が中心で、実用化されているのも脱水プラ
ントである。The reported example is mainly a dehydration membrane of an organic solvent containing a trace amount of water, for example, a water selective permeable membrane used for dehydration of an azeotropic mixture of ethanol, and a dehydration plant is also put into practical use.
【0006】一方、逆に有機溶媒が数%程度存在する水
からの有機溶媒分離、または2種以上の有機溶媒混合物
の分離を行う有機溶媒選択透過膜も報告されているが、
高い分離性、透過性を満足する膜は報告されていない。
現在までに報告されている膜を検討してみても、透過性
が高くても分離性が低いか、または分離性が高くても透
過性が低いなど、膜性能のバランスがとれておらず、い
ずれも膜の処理能力としては不十分な膜である。On the other hand, on the other hand, an organic solvent selective permeable membrane for separating an organic solvent from water containing an organic solvent of about several% or a mixture of two or more kinds of organic solvents has been reported.
Membranes satisfying high separation and permeability have not been reported.
Examining the membranes reported to date, the membrane performance is not well balanced, such as high permeability and low separability, or high separability and low permeability. All of them are insufficient as the treatment capacity of the membrane.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
の技術的課題を解決し、分離性および透過性が共に高
く、バランスのとれた水−有機溶媒分離膜を提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above technical problems and to provide a well-balanced water-organic solvent separation membrane having both high separability and permeability.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の水−有機溶媒分離膜は、一般式In order to achieve the above object, the water-organic solvent separation membrane according to claim 1 has the general formula
【0009】[0009]
【化2】 [Chemical 2]
【0010】(式中R1 はポリイソシアナート残基を表
し、R2 はポリオール残基を表し、nは自然数を表
す。)で示されるポリウレタンからなることを特徴とす
る。(Wherein R 1 represents a polyisocyanate residue, R 2 represents a polyol residue, and n represents a natural number).
【0011】ここで、Rはポリイソシアナート残基であ
り、その代表的な構造として以下の構造(化3〜化8,
化15〜化26)を挙げることができる。Here, R is a polyisocyanate residue, and a typical structure thereof is the following structure (formula 3 to formula 8,
Chemical formula 15 to chemical formula 26) can be mentioned.
【0012】[0012]
【化3】 [Chemical 3]
【0013】上記化3中のnは1〜18の自然数であ
る。In the above Chemical Formula 3, n is a natural number of 1-18.
【0014】[0014]
【化4】 [Chemical 4]
【0015】[0015]
【化5】 [Chemical 5]
【0016】[0016]
【化6】 [Chemical 6]
【0017】[0017]
【化7】 [Chemical 7]
【0018】[0018]
【化8】 [Chemical 8]
【0019】ここで、化8中のR3 は、下記化9〜化1
2のいずれかである。Here, R 3 in Chemical formula 8 is the following Chemical formula 9 to Chemical formula 1
It is either 2.
【0020】[0020]
【化9】 [Chemical 9]
【0021】[0021]
【化10】 [Chemical 10]
【0022】[0022]
【化11】 [Chemical 11]
【0023】[0023]
【化12】 [Chemical 12]
【0024】また、上記化8中のR4 は、下記の化13
または化14である。R 4 in the above Chemical Formula 8 is the following Chemical Formula 13
Alternatively,
【0025】[0025]
【化13】 [Chemical 13]
【0026】[0026]
【化14】 [Chemical 14]
【0027】[0027]
【化15】 [Chemical 15]
【0028】[0028]
【化16】 [Chemical 16]
【0029】ここで、化16中のR4 は上記化8中のR
4 と同様である。Here, R 4 in the chemical formula 16 is R in the chemical formula 8 above.
Similar to 4 .
【0030】[0030]
【化17】 [Chemical 17]
【0031】[0031]
【化18】 [Chemical 18]
【0032】[0032]
【化19】 [Chemical 19]
【0033】[0033]
【化20】 [Chemical 20]
【0034】[0034]
【化21】 [Chemical 21]
【0035】ここで、化21中のnは2,3または4で
あり、R4 は上記化8中のR4 と同様である。[0035] Here, n is 2, 3 or 4 in Chemical Formula 21, R 4 is the same as R 4 in the chemical formula 8.
【0036】[0036]
【化22】 [Chemical formula 22]
【0037】[0037]
【化23】 [Chemical formula 23]
【0038】[0038]
【化24】 [Chemical formula 24]
【0039】[0039]
【化25】 [Chemical 25]
【0040】[0040]
【化26】 [Chemical formula 26]
【0041】上記化2中のR2 は、ポリオール残基であ
り、その代表的な構造として以下の構造(化27〜化3
1)を挙げることができる。R 2 in the above Chemical Formula 2 is a polyol residue, and its typical structure is the following structure (Chemical Formula 27 to Chemical Formula 3).
1) can be mentioned.
【0042】[0042]
【化27】 [Chemical 27]
【0043】ここで、化27中のnは1〜12の自然数
である。Here, n in Chemical formula 27 is a natural number of 1 to 12.
【0044】[0044]
【化28】 [Chemical 28]
【0045】[0045]
【化29】 [Chemical 29]
【0046】ここで、化29中のmは1または2であ
り、nは3〜50の自然数であり、さらにR5 は上記化
8中のR4 と同様である。Here, m in Chemical formula 29 is 1 or 2, n is a natural number of 3 to 50, and R 5 is the same as R 4 in Chemical formula 8 above.
【0047】[0047]
【化30】 [Chemical 30]
【0048】ここで、化30中のnは3〜50の自然数
である。Here, n in the chemical formula 30 is a natural number of 3 to 50.
【0049】[0049]
【化31】 [Chemical 31]
【0050】ここで、化31中のnは3〜50の自然数
であり、R6 は下記化32〜化41のいずれかであり、
R7 は下記化42〜化51のいずれかである。Here, n in the chemical formula 31 is a natural number of 3 to 50, R 6 is one of the following chemical formulas 32 to 41,
R 7 is any of the following chemical formulas 42 to 51.
【0051】[0051]
【化32】 [Chemical 32]
【0052】[0052]
【化33】 [Chemical 33]
【0053】[0053]
【化34】 [Chemical 34]
【0054】[0054]
【化35】 [Chemical 35]
【0055】[0055]
【化36】 [Chemical 36]
【0056】[0056]
【化37】 [Chemical 37]
【0057】[0057]
【化38】 [Chemical 38]
【0058】[0058]
【化39】 [Chemical Formula 39]
【0059】[0059]
【化40】 [Chemical 40]
【0060】[0060]
【化41】 [Chemical 41]
【0061】[0061]
【化42】 [Chemical 42]
【0062】[0062]
【化43】 [Chemical 43]
【0063】[0063]
【化44】 [Chemical 44]
【0064】[0064]
【化45】 [Chemical formula 45]
【0065】[0065]
【化46】 [Chemical formula 46]
【0066】[0066]
【化47】 [Chemical 47]
【0067】[0067]
【化48】 [Chemical 48]
【0068】[0068]
【化49】 [Chemical 49]
【0069】[0069]
【化50】 [Chemical 50]
【0070】[0070]
【化51】 [Chemical 51]
【0071】重付加反応によるポリウレタン調製は、以
下のように行われる。基本的に官能基数が1:1になる
ようにイソシアナート化合物とポリオール化合物を混
合、撹拌する。ここで、必要があればイソシアナート基
が反応し得る活性水素を持たない溶媒(例えば、クロロ
ホルム、酢酸エチル、メチルエチルケトンなど)および
触媒(例えば、スズ塩化物、有機スズ化合物、3級アミ
ンなど)を加え、反応を行うこともできる。また、熱安
定性など膜の耐久性が要求される場合には、一般に鎖延
長剤として用いられている1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサメチレンジ
オールおよび3官能以上のポリイソシアナート化合物、
およびポリオール化合物を全ポリイソシアナートポリオ
ール成分のうち数%(重量%)加え、重付加反応を行っ
てもよい。Preparation of polyurethane by polyaddition reaction is carried out as follows. Basically, the isocyanate compound and the polyol compound are mixed and stirred so that the number of functional groups becomes 1: 1. Here, if necessary, a solvent (eg, chloroform, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, etc.) that does not have active hydrogen with which an isocyanate group can react and a catalyst (eg, tin chloride, organotin compound, tertiary amine, etc.) are used. In addition, the reaction can be carried out. When the durability of the film such as thermal stability is required, 1,4-butanediol, which is generally used as a chain extender,
1,6-hexanediol, 1,6-hexamethylenediol, and a tri- or more functional polyisocyanate compound,
Alternatively, the polyaddition reaction may be carried out by adding the polyol compound to a few% (% by weight) of the total polyisocyanate polyol component.
【0072】ここで多官能のポリイソシアナートとして
は、下記の化52,化55〜化63の化合物を挙げるこ
とができる。Examples of the polyfunctional polyisocyanate include the compounds of the following chemical formulas 52 and 55 to 63.
【0073】[0073]
【化52】 [Chemical 52]
【0074】ここで化52中のR8 は下記化53,化5
4のいずれか一方である。Here, R 8 in the chemical formula 52 is the following chemical formula 53, chemical formula 5
One of four.
【0075】[0075]
【化53】 [Chemical 53]
【0076】[0076]
【化54】 [Chemical 54]
【0077】[0077]
【化55】 [Chemical 55]
【0078】[0078]
【化56】 [Chemical 56]
【0079】[0079]
【化57】 [Chemical 57]
【0080】[0080]
【化58】 [Chemical 58]
【0081】[0081]
【化59】 [Chemical 59]
【0082】[0082]
【化60】 [Chemical 60]
【0083】[0083]
【化61】 [Chemical formula 61]
【0084】[0084]
【化62】 [Chemical formula 62]
【0085】[0085]
【化63】 [Chemical formula 63]
【0086】また、多官能のポリオール化合物として
は、例えば下記の化64〜化69の化合物を挙げること
ができる。As the polyfunctional polyol compound, for example, the compounds of the following chemical formulas 64 to 69 can be mentioned.
【0087】[0087]
【化64】 [Chemical 64]
【0088】[0088]
【化65】 [Chemical 65]
【0089】[0089]
【化66】 [Chemical formula 66]
【0090】[0090]
【化67】 [Chemical formula 67]
【0091】[0091]
【化68】 [Chemical 68]
【0092】[0092]
【化69】 [Chemical 69]
【0093】こうして得られたポリウレタンを、必要が
あればこれらの非溶媒を用い再沈精製し、乾燥後適当な
溶媒に溶解する。この溶液を支持体膜上に直接または剥
離処理をしたフィルム上にコーティング等の手法を用い
製膜後乾燥する。また、剥離処理フィルム上に製膜した
ものは、支持体膜上にポリウレタン層を転写する。さら
に支持体膜が積層されていない面に支持体膜を積層し、
ポリウレタン層を二つの支持体で挟んで複合膜としても
よい。さらにこれらの操作を繰り返し、複数の支持体
膜、ポリウレタン層を有する複合膜を得ることも可能で
ある。分離対象溶液による膜の膨潤などが大きい場合
は、膜の強度向上のためポリウレタン製膜時に架橋剤を
加え製膜してもよい。また、重付加反応により調製され
たポリウレタンを溶融製膜、湿式紡糸、乾式紡糸などの
方法を用い、平膜、中空糸などに加工してもよい。The polyurethane thus obtained is reprecipitated and purified by using these non-solvents if necessary, dried and then dissolved in a suitable solvent. This solution is formed on the support membrane directly or on a release-treated film by a method such as coating, and then dried. Further, when the film is formed on the release-treated film, the polyurethane layer is transferred onto the support film. Furthermore, a support film is laminated on the surface on which the support film is not laminated,
The polyurethane layer may be sandwiched between two supports to form a composite film. Further, it is possible to obtain a composite membrane having a plurality of support membranes and polyurethane layers by repeating these operations. When the swelling of the membrane due to the solution to be separated is large, the membrane may be formed by adding a crosslinking agent at the time of forming the polyurethane to improve the strength of the membrane. Further, the polyurethane prepared by the polyaddition reaction may be processed into a flat film, a hollow fiber or the like by using a method such as melt film formation, wet spinning or dry spinning.
【0094】このような複合膜を用い、水−有機溶媒混
合物から有機溶媒を透過・分離する方法は、パーベーパ
レーション法(浸透気化法)が用いられる。この方法は
公知のもので、膜の一方に分離対象溶液を供給、他方を
減圧もしくは透過成分と関連のない気体などで掃引し、
透過してきた成分を冷却トラップなどを用いて捕集し分
離するものである。A pervaporation method (permeation method) is used as a method for permeating and separating an organic solvent from a water-organic solvent mixture using such a composite membrane. This method is a known method, in which one of the membranes is supplied with a solution to be separated, and the other is depressurized or swept with a gas not related to the permeation component,
The permeated components are collected and separated using a cooling trap or the like.
【0095】各成分の分離の程度は、一般に分離係数
(α)を用い次のように表される。The degree of separation of each component is generally expressed as follows using the separation coefficient (α).
【0096】[0096]
【数1】 [Equation 1]
【0097】α1/2は、成分1が透過・分離させたい
成分である場合の分離係数である。ここで、X1 ,X
2 :供給液中の成分1、成分2の濃度、Y1 ,Y2 :透
過液中の成分1、成分2の濃度を表す。Α1 / 2 is a separation coefficient when the component 1 is a component to be transmitted / separated. Where X 1 , X
2 : The concentrations of component 1 and component 2 in the feed liquid, Y 1 and Y 2 : the concentrations of component 1 and component 2 in the permeate liquid.
【0098】また、膜の透過量を示すFlux(フラッ
クス、透過流速)は、次式で示される。Further, Flux (flux, permeation flow velocity) indicating the permeation amount of the membrane is expressed by the following equation.
【0099】[0099]
【数2】 [Equation 2]
【0100】さらに、透過液中の成分1、成分2の濃度
およびFluxから各成分のFluxが算出できる。Furthermore, the flux of each component can be calculated from the concentrations of component 1 and component 2 in the permeate and flux.
【0101】分離膜としての性能は、αとFluxがと
もに高く、バランスがとれていること、つまりこれらの
積が大きなものほど優れているといえる。It can be said that the performance as a separation membrane is better when both α and Flux are high and well balanced, that is, the product of these is large.
【0102】[0102]
【作用】本発明の分離膜は、例えば脂肪族,芳香族,脂
環族炭化水素構造などの疎水性構造を有するポリイソシ
アナートおよびポリオール化合物を用い、その有機溶媒
との疎水性相互作用を利用し高い選択透過性を得ること
ができる。また、フェノールなどの弱酸性有機溶媒に対
しては、ウレタン結合の塩基性により酸・塩基相互作用
を生じ膜との高い選択透過性を得ることができる。The separation membrane of the present invention uses a polyisocyanate and a polyol compound having a hydrophobic structure such as an aliphatic, aromatic or alicyclic hydrocarbon structure, and utilizes its hydrophobic interaction with an organic solvent. However, high selective permeability can be obtained. Further, with respect to a weakly acidic organic solvent such as phenol, acid-base interaction occurs due to the basicity of the urethane bond, and high selective permeability with respect to the membrane can be obtained.
【0103】そのため、本発明の分離膜は、種々の水−
有機溶媒混合物、例えばメタノール、エタノール、プロ
ピルアルコールなどのアルコール、酢酸エチル、酢酸ブ
チルなどのエステル、トリクロロエタン、テトラクロロ
エチレンなどのハロゲン化炭化水素、トルエンなどの炭
化水素、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン、
N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミンなどのう
ち、1種または2種以上を含む水溶液の分離に有効であ
るが、特に水−フェノールの透過分離に有効である。Therefore, the separation membrane of the present invention can be used in various water
Organic solvent mixtures, for example, alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, ethyl acetate, esters such as butyl acetate, halogenated hydrocarbons such as trichloroethane and tetrachloroethylene, hydrocarbons such as toluene, acetone, ketones such as methyl ethyl ketone,
Among amines such as N, N-dimethylformamide, etc., it is effective for separating an aqueous solution containing one or more kinds, and is particularly effective for permeation separation of water-phenol.
【0104】また分離方法としては、パーベーパレーシ
ョン法のほか蒸気透過法、パーストラクション法も用い
ることが可能である。As the separation method, a vapor permeation method and a perstraction method can be used in addition to the pervaporation method.
【0105】[0105]
【実施例】以下に実施例を示して、さらに具体的に本発
明を説明する。EXAMPLES The present invention will be described more specifically by showing examples below.
【0106】1)実施例1 官能基数が等しくなるようにヘキサメチレンジイソシア
ナート(以下HMDI)とポリテトラメチレングリコー
ル(重量平均分子量2900)(以下PTMG(290
0))を混合、クロロホルムを加え80重量%溶液とし
た。これに塩化第二スズの酢酸エチル溶液(1重量%)
を触媒量添加し、室温で一昼夜撹拌した。この溶液を2
5重量%になるようにクロロホルムで希釈し、架橋剤と
してHMDIをモル分率で全ウレタン結合の25%にな
るように加え十分に撹拌した。1) Example 1 Hexamethylene diisocyanate (hereinafter HMDI) and polytetramethylene glycol (weight average molecular weight 2900) (hereinafter PTMG (290
0)) was mixed and chloroform was added to make a 80 wt% solution. Stannous chloride in ethyl acetate (1% by weight)
Was added in a catalytic amount, and the mixture was stirred overnight at room temperature. 2 this solution
The mixture was diluted with chloroform to 5% by weight, and HMDI was added as a cross-linking agent so that the mole fraction was 25% of all urethane bonds, and the mixture was sufficiently stirred.
【0107】これを剥離処理したポリエチレンテレフタ
レート(以下PET)フィルム上にコートし、100℃
で5分間乾燥した。乾燥後厚さ25μmのポリプロピレ
ン(以下PP)多孔質膜の支持体を貼合わせ、PETフ
ィルムを剥離し、支持体上に厚さ10.8μmのポリウ
レタン膜を形成した。さらに、ポリウレタン膜上にPP
多孔質膜を貼合わせ複合型分離膜とした。This is coated on a polyethylene terephthalate (hereinafter PET) film which has been subjected to a release treatment, and the temperature is 100 ° C.
And dried for 5 minutes. After drying, a support of a polypropylene (hereinafter referred to as PP) porous film having a thickness of 25 μm was attached, the PET film was peeled off, and a polyurethane film having a thickness of 10.8 μm was formed on the support. Furthermore, PP on the polyurethane film
The porous membrane was used as a laminated composite separation membrane.
【0108】次にこの分離膜をパーベーパレーション透
過測定装置に装着し、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルを上部室内に循環ポンプを用い供給し、測定温度6
0℃、下部室内2.5mmHgの減圧状態とし透過測定
を行った。結果を表−1に示す。Next, this separation membrane was attached to a pervaporation permeation measuring apparatus, and 1 liter of a 1% by weight phenol aqueous solution was supplied into the upper chamber using a circulation pump, and the measurement temperature was 6
The permeation measurement was performed at 0 ° C. under a reduced pressure of 2.5 mmHg in the lower chamber. The results are shown in Table-1.
【0109】2)実施例2 実施例1のPTMG(2900)をPTMG(100
0)にした以外は、同様の方法で製膜、透過測定を行っ
た。結果を表−1に示す。2) Example 2 The PTMG (2900) of Example 1 was replaced with the PTMG (100
Film formation and permeation measurement were carried out in the same manner except that it was set to 0). The results are shown in Table-1.
【0110】3)実施例3 実施例1のPTMG(2900)をPTMG(650)
にした以外は、同様の方法で製膜、透過測定を行った。
結果を表−1に示す。3) Example 3 The PTMG (2900) of Example 1 was replaced with the PTMG (650).
Film formation and permeation measurement were performed in the same manner except that the above was used.
The results are shown in Table-1.
【0111】4)実施例4 実施例1のHMDIを2,4−トルエンジイソシアナー
ト(以下TDI)にした以外は、同様の方法で製膜、透
過測定を行った。結果を表−1に示す。4) Example 4 Film formation and permeation measurement were carried out by the same method except that HMDI of Example 1 was changed to 2,4-toluene diisocyanate (hereinafter referred to as TDI). The results are shown in Table-1.
【0112】5)実施例5 実施例1のHMDIを1,12−ジイソシアナートドデ
カン(以下DID)にした以外は、同様の方法で製膜、
透過測定を行った。結果を表−1に示す。5) Example 5 A film was formed by the same method except that the HMDI of Example 1 was changed to 1,12-diisocyanatododecane (hereinafter DID).
Transmission measurements were performed. The results are shown in Table-1.
【0113】6)実施例6 実施例1のHMDIをイソホロンジイソシアナート(以
下IPDI)にした以外は、同様の方法で製膜、透過測
定を行った。結果を表−1に示す。6) Example 6 Film formation and permeation measurement were carried out by the same method except that the HMDI of Example 1 was changed to isophorone diisocyanate (hereinafter IPDI). The results are shown in Table-1.
【0114】7)実施例7 実施例1のHMDIを4,4′−ジフェニルメタンジイ
ソシアナート(以下MDI)とした以外は同様の方法で
製膜、透過測定を行った。結果を表−1に示す。7) Example 7 Film formation and permeation measurement were carried out by the same method except that HMDI of Example 1 was changed to 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (hereinafter referred to as MDI). The results are shown in Table-1.
【0115】8)実施例8 実施例1のPTMG(2900)をポリカプロラクトン
ジオール(重量平均分子量3000)(以下PCL(3
000))にした以外は、同様の方法で製膜、透過測定
を行った。結果を表−1に示す。8) Example 8 The PTMG (2900) of Example 1 was converted into polycaprolactone diol (weight average molecular weight 3000) (hereinafter PCL (3
000)) was performed, and film formation and permeation measurement were performed in the same manner. The results are shown in Table-1.
【0116】9)実施例9 実施例1の膜を用い、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルの代りにエタノール1重量%水溶液0.3リットル
を供給し、他の条件は実施例1と同様にし透過測定を行
った。結果を表−2に示す。9) Example 9 Using the membrane of Example 1, 0.3 liter of a 1 wt% aqueous solution of ethanol was supplied instead of 1 liter of a 1 wt% aqueous solution of phenol. The measurement was performed. The results are shown in Table-2.
【0117】10)実施例10 実施例1の膜を用い、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルの代りにアセトン1重量%水溶液0.3リットルを
供給し、他の条件は実施例1と同様にし透過測定を行っ
た。結果を表−2に示す。10) Example 10 Using the membrane of Example 1, 0.3 liter of 1% by weight aqueous solution of acetone was supplied instead of 1 liter of 1% by weight aqueous solution of phenol, and other conditions were the same as in Example 1. The measurement was performed. The results are shown in Table-2.
【0118】11)実施例11 実施例1の膜を用い、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルの代りに酢酸エチル1重量%水溶液0.3リットル
を供給し、他の条件は実施例1と同様にし透過測定を行
った。結果を表−2に示す。11) Example 11 Using the membrane of Example 1, 0.3 liter of a 1 wt% aqueous solution of ethyl acetate was supplied instead of 1 liter of a 1 wt% aqueous solution of phenol, and other conditions were the same as in Example 1. Transmission measurements were performed. The results are shown in Table-2.
【0119】12)実施例12 実施例1の膜を用い、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルの代りに1,1,2−トリクロロエタン0.15重
量%水溶液0.3リットルを供給し、他の条件は実施例
1と同様にし透過測定を行った。結果を表−2に示す。12) Example 12 Using the membrane of Example 1, 0.3 liter of a 0.15 wt% aqueous solution of 1,1,2-trichloroethane was supplied in place of 1 liter of a 1 wt% aqueous solution of phenol under other conditions. The transmission measurement was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table-2.
【0120】13)実施例13 実施例1の膜を用い、フェノール1重量%水溶液1リッ
トルの代りにトルエン0.015重量%水溶液0.3リ
ットルを供給し、他の条件は実施例1と同様にし透過測
定を行った。結果を表−2に示す。13) Example 13 Using the membrane of Example 1, 0.3 liter of 0.015 wt% aqueous solution of toluene was supplied instead of 1 liter of 1 wt% aqueous solution of phenol, and other conditions were the same as in Example 1. Then, the transmission measurement was performed. The results are shown in Table-2.
【0121】(比較例) 1)比較例1 ポリウレタン複合膜をナイロン6複合膜とした以外は実
施例1と同様の方法で透過測定を行った。結果を表−1
に示す。Comparative Example 1) Comparative Example 1 Permeation measurement was carried out in the same manner as in Example 1 except that the nylon 6 composite film was used as the polyurethane composite film. The results are shown in Table-1
Shown in.
【0122】2)比較例2 ポリウレタン複合膜をポリエチレン複合膜とした以外は
実施例1と同様の方法で透過測定を行った。結果を表−
1に示す。2) Comparative Example 2 Permeation measurement was performed in the same manner as in Example 1 except that the polyurethane composite film was a polyethylene composite film. Table of results
Shown in 1.
【0123】3)比較例3 ポリウレタン複合膜をポリジメチルシロキサン複合膜と
した以外は実施例1と同様の方法で透過測定を行った。
結果を表−1に示す。3) Comparative Example 3 Permeation measurement was carried out in the same manner as in Example 1 except that the polyurethane composite film was a polydimethylsiloxane composite film.
The results are shown in Table-1.
【0124】[0124]
【表1】 [Table 1]
【0125】[0125]
【表2】 [Table 2]
【0126】[0126]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、疎水性
構造を有するポリイソシアナート化合物およびポリオー
ル化合物から重付加反応により得た、ポリウレタンから
なる分離膜であるので、有機溶媒との疎水性相互作用に
より高い選択透過性を示すものである。また、フェノー
ル等の弱酸性有機溶媒に対してはウレタン結合の塩基性
による酸,塩基相互作用により選択透過性を得ることが
できる。従って、本発明の分離膜を、有機溶媒を少量含
む水からの有機溶媒の分離に用いれば、その有機溶媒の
みを選択的に効率よく分離することができる。As described above, the present invention is a separation membrane made of polyurethane obtained by a polyaddition reaction from a polyisocyanate compound having a hydrophobic structure and a polyol compound. It exhibits high selective permeability due to interaction. In addition, selective permeability can be obtained for weakly acidic organic solvents such as phenol by acid-base interaction due to the basicity of the urethane bond. Therefore, when the separation membrane of the present invention is used for separating an organic solvent from water containing a small amount of the organic solvent, only the organic solvent can be selectively separated efficiently.
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成5年7月13日[Submission date] July 13, 1993
【手続補正2】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0071[Correction target item name] 0071
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0071】重付加反応によるポリウレタン調製は、以
下のように行われる。基本的に官能基数が1:1になる
ようにイソシアナート化合物とポリオール化合物を混
合、撹拌する。ここで、必要があればイソシアナート基
が反応し得る活性水素を持たない溶媒(例えば、クロロ
ホルム、酢酸エチル、メチルエチルケトンなど)および
触媒(例えば、スズ塩化物、有機スズ化合物、3級アミ
ンなど)を加え、反応を行うこともできる。また、熱安
定性など膜の耐久性が要求される場合には、一般に鎖延
長剤として用いられている1,4−ブタンジオール、
1,6−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサメチレンジ
オールおよび3官能以上のポリイソシアナート化合物、
およびポリオール化合物を全ポリイソシアナート、ポリ
オール成分のうち数%(重量%)加え、重付加反応を行
ってもよい。Preparation of polyurethane by polyaddition reaction is carried out as follows. Basically, the isocyanate compound and the polyol compound are mixed and stirred so that the number of functional groups becomes 1: 1. Here, if necessary, a solvent (eg, chloroform, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, etc.) that does not have active hydrogen with which an isocyanate group can react and a catalyst (eg, tin chloride, organotin compound, tertiary amine, etc.) are used. In addition, the reaction can be carried out. When the durability of the film such as thermal stability is required, 1,4-butanediol, which is generally used as a chain extender,
1,6-hexanediol, 1,6-hexamethylenediol, and a tri- or more functional polyisocyanate compound,
The polyaddition reaction may be carried out by adding a polyol compound and a polyol compound of several% (% by weight) of the total polyisocyanate and the polyol component.
【手続補正3】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0079[Correction target item name] 0079
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【0079】[0079]
【化57】 [Chemical 57]
Claims (1)
リオール残基を表し、nは自然数を表す。)で示される
ポリウレタンからなることを特徴とする水−有機溶媒分
離膜。1. A general formula: (In the formula, R 1 represents a polyisocyanate residue, R 2 represents a polyol residue, and n represents a natural number.) A water-organic solvent separation membrane comprising a polyurethane.
Priority Applications (1)
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JP16267093A JP3408289B2 (en) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | Water-organic solvent separation membrane |
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Publications (2)
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JPH0716440A true JPH0716440A (en) | 1995-01-20 |
JP3408289B2 JP3408289B2 (en) | 2003-05-19 |
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JP (1) | JP3408289B2 (en) |
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1993
- 1993-06-30 JP JP16267093A patent/JP3408289B2/en not_active Expired - Fee Related
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