JPS59154105A - ガス選択透過膜 - Google Patents
ガス選択透過膜Info
- Publication number
- JPS59154105A JPS59154105A JP58027044A JP2704483A JPS59154105A JP S59154105 A JPS59154105 A JP S59154105A JP 58027044 A JP58027044 A JP 58027044A JP 2704483 A JP2704483 A JP 2704483A JP S59154105 A JPS59154105 A JP S59154105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxygen
- polymer
- group
- aliphatic
- thin membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/72—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in a single one of the groups B01D71/46 - B01D71/70 and B01D71/701 - B01D71/702
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガス選択透過膜、特にガスの透過速度及び分離
係数が共に大なる酸素富化に好適な選択透過膜に係るも
のである。
係数が共に大なる酸素富化に好適な選択透過膜に係るも
のである。
酸素濃度が２５％以上の酸素富化空気は、例えば高炉送
風用、燃焼補助用、石油蛋白プロセス用、廃液処理用、
医療における呼吸気用等に必要とされる。酸素富化空気
を得る方法としては、従来高純度酸素を深冷液化蒸留法
にて製造し、次いで空気を混合して目的の酸素濃度を得
てきた。しかし、かかる方法では、高純度酸素は一般に
圧力容器に入っているので、圧力容器の取り扱いの危険
性或は混合ガス濃度を一定にする為の圧力調節器の必要
性、その操作の煩雑性等種々の問題があった。
風用、燃焼補助用、石油蛋白プロセス用、廃液処理用、
医療における呼吸気用等に必要とされる。酸素富化空気
を得る方法としては、従来高純度酸素を深冷液化蒸留法
にて製造し、次いで空気を混合して目的の酸素濃度を得
てきた。しかし、かかる方法では、高純度酸素は一般に
圧力容器に入っているので、圧力容器の取り扱いの危険
性或は混合ガス濃度を一定にする為の圧力調節器の必要
性、その操作の煩雑性等種々の問題があった。
他方、２５〜５０％の酸素富化空気を得る方法として、
膜分離法がある。
膜分離法がある。
この方法は、直接酸素富化空気が得られ、操作的に簡単
でアシ、且経済的にも有利である。
でアシ、且経済的にも有利である。
この様な分離膜としては、従来オルガノポリシロキサン
−ポリカーボネート共重合体が知られている。（特開昭
５０−４１９５８号公報参照）この膜の酸素の透過速度
は１０〜Ｉ Ｄ ＣＣ１１５１／ｉ・秒・ｍ Ｈｆと
大きいが、酸素分離係数（Ｐｏ。
−ポリカーボネート共重合体が知られている。（特開昭
５０−４１９５８号公報参照）この膜の酸素の透過速度
は１０〜Ｉ Ｄ ＣＣ１１５１／ｉ・秒・ｍ Ｈｆと
大きいが、酸素分離係数（Ｐｏ。
／ＰＨ２） は２．０〜２．４と小さく、得られる酸
素富化空気の酸素濃度に限界がある。一方、ボリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ホリカーボネート及
び四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体等の含弗
素樹脂等は、酸素分離係数は３〜５と大であるが、酸素
の透過速度は１０−”〜１Ｏ−１２（ｆ：、＊ｔｙｎ／
Ｊ・秒＊ ｅｓ Ｈｆ と小さく十分な流量の酸素富
化空気が得られることはあまり期待出来ない。
素富化空気の酸素濃度に限界がある。一方、ボリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ホリカーボネート及
び四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体等の含弗
素樹脂等は、酸素分離係数は３〜５と大であるが、酸素
の透過速度は１０−”〜１Ｏ−１２（ｆ：、＊ｔｙｎ／
Ｊ・秒＊ ｅｓ Ｈｆ と小さく十分な流量の酸素富
化空気が得られることはあまり期待出来ない。
本発明者はかかる点に鑑み、分離係数（Ｐｏ２／ＰＮ、
） と酸素の透過速度がバランスし、しかもその性能
が安定して持続し得る膜材料を得ることを目的として種
々研究、検討した結果、フォスフアゼン系ポリマーを用
いることにより前記目的を達成し得ることを見出した。
） と酸素の透過速度がバランスし、しかもその性能
が安定して持続し得る膜材料を得ることを目的として種
々研究、検討した結果、フォスフアゼン系ポリマーを用
いることにより前記目的を達成し得ることを見出した。
かくして本発明は、一般式
アルキル基、フェニル基、含
フッ素アルキル基及び炭素数
が１〜１２の脂肪族鎖３扱ア
ミノ基、ピリジン環を有スル
脂肪族、トリアルキルシリル
基を有する脂肪族）
で示されるポリマーから成るガス選択透過膜を提供する
にある。
にある。
本発明において、上記一般式で示されるポリマーが有す
るｎの数は１０〜１０５であり、かかる範囲を逸脱する
とポリマーの強度不足による製膜化の不良および余りに
高分子量の場合には薄膜化が困難となる等の理由から不
適当である。
るｎの数は１０〜１０５であり、かかる範囲を逸脱する
とポリマーの強度不足による製膜化の不良および余りに
高分子量の場合には薄膜化が困難となる等の理由から不
適当である。
そしてこのうちｎの数が１００〜１０４を採用する場合
には製膜性が良くさらに製膜されの膜の耐久性が優れて
いるなどの理由から特に好ましい。又、Ｒ及びＲ′は同
一でも異なっていても良いが、上記群から選ばれる。そ
してこのうちメチル基、インブチル基、ネオペンチル基
、トリアルキルシリル基を採用する場合には酸素透過速
度および分離係数が大きく、耐久性も優れているなどの
理由から特に好ましい。かくしてこの様なポリマーを合
成せしめる手段としては、例えばｄｌ−クロルフォスフ
アゼンの三量体を１５０〜３５０℃、真空下で熱重合し
、ｄｉ−クロルフォスフアゼンポリマー １ １ ムアルコキサイドを溶媒の存在下（（反応させ側鎖の０
１ を所定のアルコキシ基、フェノキシ・基に置換す
る方法がある。まだ、上記三量体を触媒の存在下に加熱
重合する方法もある。
には製膜性が良くさらに製膜されの膜の耐久性が優れて
いるなどの理由から特に好ましい。又、Ｒ及びＲ′は同
一でも異なっていても良いが、上記群から選ばれる。そ
してこのうちメチル基、インブチル基、ネオペンチル基
、トリアルキルシリル基を採用する場合には酸素透過速
度および分離係数が大きく、耐久性も優れているなどの
理由から特に好ましい。かくしてこの様なポリマーを合
成せしめる手段としては、例えばｄｌ−クロルフォスフ
アゼンの三量体を１５０〜３５０℃、真空下で熱重合し
、ｄｉ−クロルフォスフアゼンポリマー １ １ ムアルコキサイドを溶媒の存在下（（反応させ側鎖の０
１ を所定のアルコキシ基、フェノキシ・基に置換す
る方法がある。まだ、上記三量体を触媒の存在下に加熱
重合する方法もある。
得られたポリマーは、これから分離素子としての薄膜が
形成される。
形成される。
その薄膜の厚さは、通常５０μ以下、好ましくけ１０μ
以下特に好ましくは１μ以下が適当である。かかる薄膜
の形成手段としては特に制限はなく、適宜公知の手段を
採用し得る。例えばキャスト成形等は好適な実施手段で
ある。例えば米国特許第３５８０８４１号明細書に記載
されている如き、希薄溶液を水面上に注ぎ、脱溶媒する
事によって薄膜を形成させたり、希薄溶液を直接多孔質
支持膜上１で塗布、乾燥する等の方法も採用し得る。
以下特に好ましくは１μ以下が適当である。かかる薄膜
の形成手段としては特に制限はなく、適宜公知の手段を
採用し得る。例えばキャスト成形等は好適な実施手段で
ある。例えば米国特許第３５８０８４１号明細書に記載
されている如き、希薄溶液を水面上に注ぎ、脱溶媒する
事によって薄膜を形成させたり、希薄溶液を直接多孔質
支持膜上１で塗布、乾燥する等の方法も採用し得る。
前者の方法では、キャスト液の濃度及び粘度を調節する
ことによね、又場合によっては水面上の溶液を引き伸ば
すことにより、後者の方法では、溶液濃度や塗布の速さ
を制御する事により、膜厚を適宜制御することが可能と
なる。
ことによね、又場合によっては水面上の溶液を引き伸ば
すことにより、後者の方法では、溶液濃度や塗布の速さ
を制御する事により、膜厚を適宜制御することが可能と
なる。
次に本発明を実施例により説明する。
実施例１
予め４０℃で６日間、真空乾燥を行ったヘキサクロロシ
クロトリフオスファゼン９５５ｆをガラスアンプルに採
取し、真空下で封じる、このアンプルを恒温槽２５０℃
中に入れ、約５時間熱重合を行った。
クロトリフオスファゼン９５５ｆをガラスアンプルに採
取し、真空下で封じる、このアンプルを恒温槽２５０℃
中に入れ、約５時間熱重合を行った。
アンプルを開封後直ちに重合物を脱水し７たベンゼンに
溶解し、不溶物はガラスフィルターによシ濾過した。
溶解し、不溶物はガラスフィルターによシ濾過した。
とのポリマー溶液を、ナトリウムメトキサイド５．８８
２およびンジウムフェノキサイド６．３２１のテトラヒ
ドロフラン溶液中に滴下、滴下終了後、６５℃で２５時
間反応を行わせた。
２およびンジウムフェノキサイド６．３２１のテトラヒ
ドロフラン溶液中に滴下、滴下終了後、６５℃で２５時
間反応を行わせた。
反応物を中和処理し、エタノールにより沈析乾燥し、６
−５？のうすい褐色のポリマーを得だ。
−５？のうすい褐色のポリマーを得だ。
該ポリマーのテトラヒドロフランでの固有粘度は１．８
１であった。
１であった。
次にとのポリマー１ノを三角フラスコにとり、インプロ
ピルエーテル５ｏりを加え攪拌し均質なポリマー溶液を
得た、そして、該ポリマー溶液を水上に供給し、キャス
ティング薄膜を得た。
ピルエーテル５ｏりを加え攪拌し均質なポリマー溶液を
得た、そして、該ポリマー溶液を水上に供給し、キャス
ティング薄膜を得た。
さらに該薄膜（膜厚的０．３μ）を多孔質支持膜上に捕
集し、ガス透過性能の測定に供する複合膜を得だ。
集し、ガス透過性能の測定に供する複合膜を得だ。
流通方式のガス透過測定装置による該ガス透過性能は、
酸素透過速度Ｑ。２は［１２ｍ３／ ｍ”・ｈｒ・ａｔ
ｍ 、分離係数Ｑ。２／ＱＮ２は五〇であった。
酸素透過速度Ｑ。２は［１２ｍ３／ ｍ”・ｈｒ・ａｔ
ｍ 、分離係数Ｑ。２／ＱＮ２は五〇であった。
実施例２
ヘキサクロロシクロトリフオスファゼン９５５２から出
発し、実施例１と同様な処方で得たベンゼン溶液を、ナ
トリウムメトキサイド４．２１およびナトリウムイソブ
チルオキシド６５７を溶解したテトラヒドロフラン溶液
中に滴下、滴下終了後、６５℃で２２時間反応を行わせ
た。
発し、実施例１と同様な処方で得たベンゼン溶液を、ナ
トリウムメトキサイド４．２１およびナトリウムイソブ
チルオキシド６５７を溶解したテトラヒドロフラン溶液
中に滴下、滴下終了後、６５℃で２２時間反応を行わせ
た。
反応物を中和処理し、エタノールにより沈析、乾燥し、
５′？のエラスティック状のポリマーを得た。該ポリマ
ーのＴＨＦに於ける固有粘度（は、２．１１であった。
５′？のエラスティック状のポリマーを得た。該ポリマ
ーのＴＨＦに於ける固有粘度（は、２．１１であった。
次に該ポリマーを用い、実施例１と同様な方法で複合膜
（薄膜４約０．５μ）化およびガス透過性能の測定を行
った。その結果、該複合膜のガス透過性能は、酸素透過
速度Ｑ。２が０．５ ｍ” ／ ｍ””ｈｒ＊ａｔｍ、
分離係数Ｑｏ２１ Ｑ）＋、 ＝ ３．０であった
。
（薄膜４約０．５μ）化およびガス透過性能の測定を行
った。その結果、該複合膜のガス透過性能は、酸素透過
速度Ｑ。２が０．５ ｍ” ／ ｍ””ｈｒ＊ａｔｍ、
分離係数Ｑｏ２１ Ｑ）＋、 ＝ ３．０であった
。
実施例３
フォスフアゼンエラストマーの側鎖が
ＣＦ３ＣＨ２０−およびＨＦ２Ｃ（ＯＦｚ ）ｎＣ！Ｈ
２０（ｎ二ｊ、３，５゜７）である含フツ素フォス７ア
ゼンボリマー（ファイヤーストンＰＮＰ−２００，）１
ｆを三角フラスコにとり、イソプロピルエーテル５０Ｆ
を加え、攪拌しポリマー溶液を得た。このポリマー溶液
を用い実施例−１と同様な方法で複合膜（薄膜４約０５
μ）を得た。
２０（ｎ二ｊ、３，５゜７）である含フツ素フォス７ア
ゼンボリマー（ファイヤーストンＰＮＰ−２００，）１
ｆを三角フラスコにとり、イソプロピルエーテル５０Ｆ
を加え、攪拌しポリマー溶液を得た。このポリマー溶液
を用い実施例−１と同様な方法で複合膜（薄膜４約０５
μ）を得た。
この複合膜のガス透過性能は酸素透過速度ＱＯ。
が１ ｍｓ／ ｍ” ｈｒ ’ ａｔｍ １分離係数は
２．２であった。
２．２であった。
一方、プレス成形によって得たフィルムからの８
該ポリマーの酸素透過係数Ｐ。２は１．０２Ｘ１０帥・
ｔｙＲ１０ｒ？−・渡・ｃｍＨｆｌ、分離係数は２．５
であった。
ｔｙＲ１０ｒ？−・渡・ｃｍＨｆｌ、分離係数は２．５
であった。
代理人 内 １） 明
代理人萩 原 亮 −
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １＋ ＯＲ 晶 ＯＲ’ 膜。 （但しｎ（数平均重合度）：１０〜 １０Ｓ、 Ｒ、Ｒ’ニー同一もしくは異なる炭素数が１
〜１０のアルキル基、 フェニル基、含フツ素アルキル基、 および、炭素数が１〜１２の脂肪 族第３級アミノ基、ピリジン環を 有する脂肪族、およびトリアルキ ルシリル基を有する脂肪族）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027044A JPS59154105A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | ガス選択透過膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58027044A JPS59154105A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | ガス選択透過膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154105A true JPS59154105A (ja) | 1984-09-03 |
Family
ID=12210067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58027044A Pending JPS59154105A (ja) | 1983-02-22 | 1983-02-22 | ガス選択透過膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154105A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0149988A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-31 | Monsanto Company | Polyphosphazene gas separation membranes |
| EP0150699A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-07 | Monsanto Company | Multicomponent gas separation membranes having polyphosphazene coatings |
| EP0150700A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-07 | Monsanto Company | Polyphosphazene fluid separation membranes |
| US4749489A (en) * | 1986-05-30 | 1988-06-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Polyphosphazene semipermeable membranes |
| US11000092B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-05-11 | Nike, Inc. | Articulated sole structure with sipes forming hexagonal sole elements |
-
1983
- 1983-02-22 JP JP58027044A patent/JPS59154105A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0149988A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-07-31 | Monsanto Company | Polyphosphazene gas separation membranes |
| EP0150699A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-07 | Monsanto Company | Multicomponent gas separation membranes having polyphosphazene coatings |
| EP0150700A2 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-07 | Monsanto Company | Polyphosphazene fluid separation membranes |
| EP0150700A3 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-21 | Monsanto Company | Polyphosphazene fluid separation membranes |
| EP0150699A3 (en) * | 1983-12-28 | 1985-08-21 | Monsanto Company | Multicomponent gas separation membranes having polyphosphazene coatings |
| EP0149988A3 (en) * | 1983-12-28 | 1985-09-11 | Monsanto Company | Polyphosphazene gas separation membranes |
| US4749489A (en) * | 1986-05-30 | 1988-06-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Polyphosphazene semipermeable membranes |
| US11000092B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-05-11 | Nike, Inc. | Articulated sole structure with sipes forming hexagonal sole elements |
| US11793269B2 (en) | 2013-11-12 | 2023-10-24 | Nike, Inc. | Articulated sole structure with sipes forming hexagonal sole elements |
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