JPS59203613A - 両性イオン交換膜を用いた有機化合物の脱塩方法 - Google Patents
両性イオン交換膜を用いた有機化合物の脱塩方法Info
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- JPS59203613A JPS59203613A JP7493383A JP7493383A JPS59203613A JP S59203613 A JPS59203613 A JP S59203613A JP 7493383 A JP7493383 A JP 7493383A JP 7493383 A JP7493383 A JP 7493383A JP S59203613 A JPS59203613 A JP S59203613A
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- Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (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】
本発明はブロック共重合体を用いて作製した両性イオン
交換膜を用いて行う無機塩と有機化合物の混合物から無
機塩を除去する方法に関する。
交換膜を用いて行う無機塩と有機化合物の混合物から無
機塩を除去する方法に関する。
糖類、抗生物質、オリゴペプチド、補酵素。
ビタミン、アミノ酸、核酸等の低分子量の有機化イ)物
と無機塩とを含む水溶液から、低コストでしかも必要成
分の活性を損なわないように、無機塩を除去する工程d
1、現在、益々、工業的に重要になりつつある。現在一
般に行われている晶析分離法やイオン交換樹脂によ、る
方法では、酸、アルカリ、塩類、水等を多量に消費し、
電気透析法では、電力を多量に消費する。さらに、これ
らの方法では、装置や操作も複雑化する他、熱あるいは
樹脂との接触あるいは電圧の影響で必要成分を変質させ
る危険性も高い。一方、限外沖過膜や逆浸透膜を用いた
場合、通常、低分子量の雨後化合物と無機塩とを効率良
く分離することは不用能である。近年、判しい分離膜の
研9犯も活発に行われているが、い1だ従来法に取って
代わるのに決め手となる方法は見出されていない。
と無機塩とを含む水溶液から、低コストでしかも必要成
分の活性を損なわないように、無機塩を除去する工程d
1、現在、益々、工業的に重要になりつつある。現在一
般に行われている晶析分離法やイオン交換樹脂によ、る
方法では、酸、アルカリ、塩類、水等を多量に消費し、
電気透析法では、電力を多量に消費する。さらに、これ
らの方法では、装置や操作も複雑化する他、熱あるいは
樹脂との接触あるいは電圧の影響で必要成分を変質させ
る危険性も高い。一方、限外沖過膜や逆浸透膜を用いた
場合、通常、低分子量の雨後化合物と無機塩とを効率良
く分離することは不用能である。近年、判しい分離膜の
研9犯も活発に行われているが、い1だ従来法に取って
代わるのに決め手となる方法は見出されていない。
本発明者らは、陽イオン交換基をもつ高分子polyA
7′と陰イオン交換基をもつ高分子poly73” (
!:を構成成分の一部とするブロック共重合体からなる
両性〈1イオン交換膜を用いて、高分子量山桜化合物や
低分子量有機化合物と無機塩とを含有する水溶液から無
機塩を除去する手段について研究を行った結果、このよ
うな両性イオン交換膜の片面を有機化合物と無機塩とを
含有する水溶液であるI相に接し、他の面を水またはI
相より薄い無機塩の水溶液または適当な濃度の有機化合
物と1相より低い濃度の無m塩を含む水溶液である■相
に接し、必要に応じて■相に圧力を加えるならば、■相
の有機化合物を1相に残しつつ無機塩を病態率で膜を透
過させI相がら■相に移動させるのが可能であることを
見出し本発明に到達した。
7′と陰イオン交換基をもつ高分子poly73” (
!:を構成成分の一部とするブロック共重合体からなる
両性〈1イオン交換膜を用いて、高分子量山桜化合物や
低分子量有機化合物と無機塩とを含有する水溶液から無
機塩を除去する手段について研究を行った結果、このよ
うな両性イオン交換膜の片面を有機化合物と無機塩とを
含有する水溶液であるI相に接し、他の面を水またはI
相より薄い無機塩の水溶液または適当な濃度の有機化合
物と1相より低い濃度の無m塩を含む水溶液である■相
に接し、必要に応じて■相に圧力を加えるならば、■相
の有機化合物を1相に残しつつ無機塩を病態率で膜を透
過させI相がら■相に移動させるのが可能であることを
見出し本発明に到達した。
以下に本発明の方法を詳細に記述する。
本発明で用いられる両性イオン交換膜は、陽イオン交換
基の導入可能な高分子poly Aと陰イオン交換基の
導入1丁能な高分子polyBとイオン交換基を導入さ
せない高分子poly Cとが、例えば、poly A
−poly C−poly B 、 poly C−p
oly A−polyc−poly B + poly
A−polyc−poly B−polyc 、 po
l、yc−poly A−poly C=poly B
−poly Cのように連結してなる丸;、多元ブロ
ック共重合体を用い1、製膜前々・るいは製粉後に、p
oly A部分とpoly B部分に七)′1そ!t1
(〜・づ3ン交換基表陰イオン交換基を私人し、必要に
Lc、じてpoly A 、 poly B 、 po
ly C部分を架橋することによって得られる。
基の導入可能な高分子poly Aと陰イオン交換基の
導入1丁能な高分子polyBとイオン交換基を導入さ
せない高分子poly Cとが、例えば、poly A
−poly C−poly B 、 poly C−p
oly A−polyc−poly B + poly
A−polyc−poly B−polyc 、 po
l、yc−poly A−poly C=poly B
−poly Cのように連結してなる丸;、多元ブロ
ック共重合体を用い1、製膜前々・るいは製粉後に、p
oly A部分とpoly B部分に七)′1そ!t1
(〜・づ3ン交換基表陰イオン交換基を私人し、必要に
Lc、じてpoly A 、 poly B 、 po
ly C部分を架橋することによって得られる。
一般に、ブロック共重合体の」8合、固体状態において
、111種モノマーからなる成分フロック(ま互いに混
じり合わず各々のブロック毎にブロックの升合庶から決
められる球状あるいは棒状あるいに1層状のミクロドメ
インを形成することが知られている。本発明で用いる両
性イオン交換触でに1、かかるミクロ相分齢現象を第1
」川1′ることによって[福イ牙ン父換基をもつドメイ
ンと陰イオン交換基をもつドメインを互いに分は隔てて
存在させ、ポリイオンコンプレックスの形成を妨げてい
るのが特徴である。
、111種モノマーからなる成分フロック(ま互いに混
じり合わず各々のブロック毎にブロックの升合庶から決
められる球状あるいは棒状あるいに1層状のミクロドメ
インを形成することが知られている。本発明で用いる両
性イオン交換触でに1、かかるミクロ相分齢現象を第1
」川1′ることによって[福イ牙ン父換基をもつドメイ
ンと陰イオン交換基をもつドメインを互いに分は隔てて
存在させ、ポリイオンコンプレックスの形成を妨げてい
るのが特徴である。
これ壕で、このようなブロック共重合体から作製された
両性イオン交換膜では、その両面間に生じる圧力差を駆
動力として、膝に接する高圧側の塩溶液をそれよりも高
い濃度にして低月冨狽1jへ押し出すことができ、これ
を利用すれば有機物の脱塩・精製が可能となることが知
ら−hていた。この場合、効率を上げる為にけが庁り慄
1い圧力を必要とする。本発明者は、同様なフロック共
重合体から作製された両性イオン交換膜の両面IH」の
圧力差が無い時、塩が塩濃度の涜〕い浴液側jから低い
浴液側へ高速度で膜を通って移動し、さらに、塩の娘度
差を生じさせた状態で塩濃度が高い溶成に圧力を加える
か、あるいは塩濃度の低い溶液に電離しない有機化合物
を加えるかすれば塩の透過が促進沁れることを発見し、
これらの現象を有機化合物の脱塩に応用したものである
。すなわち、本発明ではそのような両性イオン交換膜の
両面間に牛しさせた塩の濃度差を駆動力として利用17
ているのが特徴であり、膜の片面を脱塩を竹いたい有機
化合物の水溶液(I相)に接し、他の面を水あるいは■
相の水内液より低い濃度の塩を含む水溶液あるいはこれ
に任意の電離しない有機化合物を加えた水溶液(■相)
に接すれば圧力を加えないかあるいは■相に比較的低い
圧力を加えることにより効率良く塩を■相から■相へ移
動することが可能となる。この場合、塩の濃度差のみを
駆動力として用いると、■相の有機化合物濃度が高くな
るに従って、その浸透圧のために塩の透過が大きく妨害
されるようになる。このような時、■相への加圧あるい
は■相への任意の有機化合物の添加が有効となる。
両性イオン交換膜では、その両面間に生じる圧力差を駆
動力として、膝に接する高圧側の塩溶液をそれよりも高
い濃度にして低月冨狽1jへ押し出すことができ、これ
を利用すれば有機物の脱塩・精製が可能となることが知
ら−hていた。この場合、効率を上げる為にけが庁り慄
1い圧力を必要とする。本発明者は、同様なフロック共
重合体から作製された両性イオン交換膜の両面IH」の
圧力差が無い時、塩が塩濃度の涜〕い浴液側jから低い
浴液側へ高速度で膜を通って移動し、さらに、塩の娘度
差を生じさせた状態で塩濃度が高い溶成に圧力を加える
か、あるいは塩濃度の低い溶液に電離しない有機化合物
を加えるかすれば塩の透過が促進沁れることを発見し、
これらの現象を有機化合物の脱塩に応用したものである
。すなわち、本発明ではそのような両性イオン交換膜の
両面間に牛しさせた塩の濃度差を駆動力として利用17
ているのが特徴であり、膜の片面を脱塩を竹いたい有機
化合物の水溶液(I相)に接し、他の面を水あるいは■
相の水内液より低い濃度の塩を含む水溶液あるいはこれ
に任意の電離しない有機化合物を加えた水溶液(■相)
に接すれば圧力を加えないかあるいは■相に比較的低い
圧力を加えることにより効率良く塩を■相から■相へ移
動することが可能となる。この場合、塩の濃度差のみを
駆動力として用いると、■相の有機化合物濃度が高くな
るに従って、その浸透圧のために塩の透過が大きく妨害
されるようになる。このような時、■相への加圧あるい
は■相への任意の有機化合物の添加が有効となる。
■相に加圧を行って脱塩の効率を良くしたい場合、その
圧力は有機化合物が引き起こす浸透圧と同程度かあるい
はそれ以上であることが望ましく、また、■相に有機化
合物を添加して脱塩の効率を良くしたい場合、その重量
モル濃度は■相に含まれる廟機化合物のそれと同程度か
あるいはそれ以上であることが望ましい。しかし、■相
の圧力や■相の有機化合物濃度が上記の値より低くとも
、それらの値に応じた効果を発揮し祠る。
圧力は有機化合物が引き起こす浸透圧と同程度かあるい
はそれ以上であることが望ましく、また、■相に有機化
合物を添加して脱塩の効率を良くしたい場合、その重量
モル濃度は■相に含まれる廟機化合物のそれと同程度か
あるいはそれ以上であることが望ましい。しかし、■相
の圧力や■相の有機化合物濃度が上記の値より低くとも
、それらの値に応じた効果を発揮し祠る。
本発明で用いられる原フOyり共重合体を構成する高分
子のうち、陽イオン交換基が導入用能な高分子poly
A K ifl、カルボキシル基あるいはスルホン基
あるいはリン酸基等を容易に導入できることが必要であ
る。これらのうちカルホキシル基は、不飽和カルホン酸
エステル(例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル、クロトン酸ニスデル、共役ジエン系プJルホ
ン戯エステル等)あるいはアクリロニトリル。
子のうち、陽イオン交換基が導入用能な高分子poly
A K ifl、カルボキシル基あるいはスルホン基
あるいはリン酸基等を容易に導入できることが必要であ
る。これらのうちカルホキシル基は、不飽和カルホン酸
エステル(例えば、アクリル酸エステル、メタクリル酸
エステル、クロトン酸ニスデル、共役ジエン系プJルホ
ン戯エステル等)あるいはアクリロニトリル。
メタクリ口ニトリル、ビニリチンシアニド等のシアン基
をもつモノマーあるいはアルキルテンマロン酸エステル
類やα−シアンアクリル酸エステル等の重合体を加水分
解すれば得ることがテキ、スルホン基はスチレンスルホ
ニルクロリドの重合体を加水分解することによりあるい
はスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンある
いはジフェニルブタジェン等の重合体を公知の方法でス
ルホン化することによって得られる。
をもつモノマーあるいはアルキルテンマロン酸エステル
類やα−シアンアクリル酸エステル等の重合体を加水分
解すれば得ることがテキ、スルホン基はスチレンスルホ
ニルクロリドの重合体を加水分解することによりあるい
はスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンある
いはジフェニルブタジェン等の重合体を公知の方法でス
ルホン化することによって得られる。
陰イオン交換基を導入可能な高分子poly Bは、ア
ンモニウム基あるいはスルホニウム基アルいはホスホニ
ウム基等の官能基をd導入できることが必侠である。こ
れらの官能基は例えば窒素原子を含有する複累猿をもつ
ビニル化合物であるビニルピリジン類(2−ビニルピリ
ジン、4−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピ
リジン等)、ヒニルピリミソン類、ビニルキノリン類、
ヒニルカルバゾール類、ビニルイミダゾ(n= 1〜3
1RI 2は、各々炭素数が1〜12のアルキル基)で
表わされるo 、m、p−ビニルヘンシルジアルキルア
ミン類等のスチレン誘導体アミン類の重合体を四級化す
るかまたは三級アンモニウム塩とすることによって得ら
れる。
ンモニウム基あるいはスルホニウム基アルいはホスホニ
ウム基等の官能基をd導入できることが必侠である。こ
れらの官能基は例えば窒素原子を含有する複累猿をもつ
ビニル化合物であるビニルピリジン類(2−ビニルピリ
ジン、4−ビニルピリジン、2−メチル−5−ビニルピ
リジン等)、ヒニルピリミソン類、ビニルキノリン類、
ヒニルカルバゾール類、ビニルイミダゾ(n= 1〜3
1RI 2は、各々炭素数が1〜12のアルキル基)で
表わされるo 、m、p−ビニルヘンシルジアルキルア
ミン類等のスチレン誘導体アミン類の重合体を四級化す
るかまたは三級アンモニウム塩とすることによって得ら
れる。
(R+は水素あるいは炭素数1〜12のアルキル基、R
,、R8は各々炭素数1〜12のアルキル基)で表わさ
れるアルキルアミノアクリレート類や(R,は水素ある
いは炭素数1〜12のアルキル基、R2,Raは各々炭
素数1〜12のアルキル基)で表わされるジアルキルア
クリルアミドの重合体を四級化するか貰たけ三級アンモ
ニウム塩とすることによっても導入できる。さらに、ク
ロロメチル化スチレンを始めとするハロメチルスチレン
の重合体にも公知の方法にょυ容易に四級アミンまたは
三級アミンを導入できる。
,、R8は各々炭素数1〜12のアルキル基)で表わさ
れるアルキルアミノアクリレート類や(R,は水素ある
いは炭素数1〜12のアルキル基、R2,Raは各々炭
素数1〜12のアルキル基)で表わされるジアルキルア
クリルアミドの重合体を四級化するか貰たけ三級アンモ
ニウム塩とすることによっても導入できる。さらに、ク
ロロメチル化スチレンを始めとするハロメチルスチレン
の重合体にも公知の方法にょυ容易に四級アミンまたは
三級アミンを導入できる。
残るイオン交換基を導入しない高分子四lycを構成す
るモノマ一種としては、ジエン系モノマーが適しており
、例えば、ブタジェンインプレン、ペンタジェン、シク
ロへキサジエン等力ある。
るモノマ一種としては、ジエン系モノマーが適しており
、例えば、ブタジェンインプレン、ペンタジェン、シク
ロへキサジエン等力ある。
゛このようなジエン系モノマーがら構成された中性ブロ
ックをもっブロック共重合体の場合、この部分を過酸化
物、硫黄、−塩化硫黄、濃硫酸あるいは紫外線等を用い
て公知の手法により容易に架橋することができる。1ノ
で、公知の方法で水素添加することもできる。これらに
より羽ネ−1の強度は増大する。
ックをもっブロック共重合体の場合、この部分を過酸化
物、硫黄、−塩化硫黄、濃硫酸あるいは紫外線等を用い
て公知の手法により容易に架橋することができる。1ノ
で、公知の方法で水素添加することもできる。これらに
より羽ネ−1の強度は増大する。
不発ヅ]で用いられるブロック共重合体を構成するpo
ly A 、 poly B 、 pol)y C各々
がブロック共重合体の構成成分として板数ケ含まれる場
合、これら各々は同じ高分子でも異なった高分子でもよ
い。成分高分子poly A 、 poly B 、
poly C各々の分子量:は103〜106ソ7rn
olであることが望丑しい。さらに望ましくは104〜
5×1ゲg/molである。一般によく知られているよ
うに、フロック共重合体では、分子量が低くなるにした
がいミクロ相分離により形成された隣り合う二つのドメ
インの間に生ずる相溶界面領域の体積分率は増加する。
ly A 、 poly B 、 pol)y C各々
がブロック共重合体の構成成分として板数ケ含まれる場
合、これら各々は同じ高分子でも異なった高分子でもよ
い。成分高分子poly A 、 poly B 、
poly C各々の分子量:は103〜106ソ7rn
olであることが望丑しい。さらに望ましくは104〜
5×1ゲg/molである。一般によく知られているよ
うに、フロック共重合体では、分子量が低くなるにした
がいミクロ相分離により形成された隣り合う二つのドメ
インの間に生ずる相溶界面領域の体積分率は増加する。
このため、分子量の低い試料ではポリイオンコンプレッ
クスの形成が大きく、ミクロ相分離によってカチオンド
メインとアニオンドメインを同時に存在させる効果が薄
れる。
クスの形成が大きく、ミクロ相分離によってカチオンド
メインとアニオンドメインを同時に存在させる効果が薄
れる。
種々のブロック共1゛合体に対してこれ才で公表された
実験事実によれば、各々のブロックの分子量が103以
下では相分離構造はほとんど形成されないと考えられる
。一方、分子量が大きな試料の場合、その固体または溶
液状態における粘性が増大し7、成型が困難になる恐れ
が生ずる。
実験事実によれば、各々のブロックの分子量が103以
下では相分離構造はほとんど形成されないと考えられる
。一方、分子量が大きな試料の場合、その固体または溶
液状態における粘性が増大し7、成型が困難になる恐れ
が生ずる。
原ブロック共゛く1合体は、陽イオン交換基を導入する
成分高分子polyAおよび陰イオン交換基を導入する
成分高分子poly Bを各々重量分率で5%以上含有
する必要がある。その理由は、最終的に得られる両性イ
オン交換膜の陶ま/こけ陰イオン交換基をもつ成分セグ
メントが5チ未満となった場合、両性のイオンが同時に
存在することによる効果が著しく低下してし壕うからで
ある。また、中性の成分高分子poly Cは、膜の強
度の点とミクロ相分離したpoly A 、 poly
B部分を隔てるため重量分率で30%以」二含有芒れ
ていることが望まし2い。
成分高分子polyAおよび陰イオン交換基を導入する
成分高分子poly Bを各々重量分率で5%以上含有
する必要がある。その理由は、最終的に得られる両性イ
オン交換膜の陶ま/こけ陰イオン交換基をもつ成分セグ
メントが5チ未満となった場合、両性のイオンが同時に
存在することによる効果が著しく低下してし壕うからで
ある。また、中性の成分高分子poly Cは、膜の強
度の点とミクロ相分離したpoly A 、 poly
B部分を隔てるため重量分率で30%以」二含有芒れ
ていることが望まし2い。
本発明で用いるブロック共重合体はりピングアニオン重
合法によって製造される。この方法によれば、重合度の
均一なブロック共重合体をイ4Iることが用能である。
合法によって製造される。この方法によれば、重合度の
均一なブロック共重合体をイ4Iることが用能である。
リビングアニオン重合開始剤としては、公知のブチルリ
ジウム (n 、 see 、 tert等がある)や
2−メチルブチルリジウムあるいはナトリウムナフタレ
ン、すトリウム−アントラセン、α−メチルスチレンテ
トラマーナトリウム、すトリウムヒフェニル委が用いら
れ、芳香族炭化水素。
ジウム (n 、 see 、 tert等がある)や
2−メチルブチルリジウムあるいはナトリウムナフタレ
ン、すトリウム−アントラセン、α−メチルスチレンテ
トラマーナトリウム、すトリウムヒフェニル委が用いら
れ、芳香族炭化水素。
環状エーテル、脂肪族炭化水素(一般にはヘンセン、ト
ルエン、テトラヒドロフシン1n−ヘキツン、シクロヘ
キッン等が用いられる)中、貞−窄もしく iJ窒素ガ
ス、アルコンカス等の不Y占件カス雰囲気下で重合が行
なわれる。
ルエン、テトラヒドロフシン1n−ヘキツン、シクロヘ
キッン等が用いられる)中、貞−窄もしく iJ窒素ガ
ス、アルコンカス等の不Y占件カス雰囲気下で重合が行
なわれる。
原ブロック共重合体からの製膜は、溶媒蒸発法q−によ
り容易に行なうことができる。この際、ヘンゼン、トル
エン、キシレン、シクロヘキザン、ジオキヅン、デトラ
ヒド口フラン、クロロポルム、ジクロルエタン等多くの
有機溶剤が使用用能である。捷た、膜の強度を増すため
には適当な却1目状のスクリーン、多孔性の薄膜、布等
を支持体として用いれば良い。これらの支持体は、ポリ
塩化ビニル、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ガラス等耐溶剤性に優れた材料からなるものであるこ
とが望督しい。両性イオン交換膜は、原ブロック共重合
体を製膜したのち、または製膜前、または製膜と同時に
、窒素部分を四級あるいは三級アンモニウム塩とし、続
いてこの処理が製膜前の場合は製膜して架橋、水素添加
、スルホン化、加水分解等を施して得ることができる。
り容易に行なうことができる。この際、ヘンゼン、トル
エン、キシレン、シクロヘキザン、ジオキヅン、デトラ
ヒド口フラン、クロロポルム、ジクロルエタン等多くの
有機溶剤が使用用能である。捷た、膜の強度を増すため
には適当な却1目状のスクリーン、多孔性の薄膜、布等
を支持体として用いれば良い。これらの支持体は、ポリ
塩化ビニル、テフロン、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ガラス等耐溶剤性に優れた材料からなるものであるこ
とが望督しい。両性イオン交換膜は、原ブロック共重合
体を製膜したのち、または製膜前、または製膜と同時に
、窒素部分を四級あるいは三級アンモニウム塩とし、続
いてこの処理が製膜前の場合は製膜して架橋、水素添加
、スルホン化、加水分解等を施して得ることができる。
窒素の四級化は公知の方法、すなわち、アルキルハロケ
ン化合物と反応させることによるが、アルキルハロケン
化合物を含有する溶剤を用いれは製117atと同時に
四級化が1」能である。ハロメナルスチレンけトリメチ
ルアミン等により四級アミンにすることができる。丑だ
、窒素部分を塩酸等によって三級アンモニウム塩とする
こともできる。芳香族環のスルホン化は、濃硫酸9発煙
硫酸、三酸化硫黄。
ン化合物と反応させることによるが、アルキルハロケン
化合物を含有する溶剤を用いれは製117atと同時に
四級化が1」能である。ハロメナルスチレンけトリメチ
ルアミン等により四級アミンにすることができる。丑だ
、窒素部分を塩酸等によって三級アンモニウム塩とする
こともできる。芳香族環のスルホン化は、濃硫酸9発煙
硫酸、三酸化硫黄。
クロルスルホン酸等で(新実験化学講座、14−m5
、 P1776 )、また、カルボン酸エステルの加水
分解は水酸化すl−IJウム水溶液等で、各々公知の手
法で行なうことができる。
、 P1776 )、また、カルボン酸エステルの加水
分解は水酸化すl−IJウム水溶液等で、各々公知の手
法で行なうことができる。
さらに、イオン交換基をもつ部分の水の膨潤を抑えて、
よシ緻密な側を得るために―゛、それらの部分を架橋す
れば良い。陽イオン交捩基をもつ部分を架橋するには、
フリデル・クラフッ触媒(例えば、M(Js 、 Sb
C& 、5nCli 、TiC4@)を用いて、ホリス
チレン等芳香族猿をもつ部分とC11(CHt ) n
C1lで表わされる11が2以上の化合物や例えば下
記の式で表わされる芳香族多官能化合物 などと反応させれば良く、陰イオン交換基をもつ部分を
架橋するには、窒素部分の四級化を例えばBr (CH
,)nBrやI(CL)nIで表わされるnが2以上の
化合物を用いて行えば良い。
よシ緻密な側を得るために―゛、それらの部分を架橋す
れば良い。陽イオン交捩基をもつ部分を架橋するには、
フリデル・クラフッ触媒(例えば、M(Js 、 Sb
C& 、5nCli 、TiC4@)を用いて、ホリス
チレン等芳香族猿をもつ部分とC11(CHt ) n
C1lで表わされる11が2以上の化合物や例えば下
記の式で表わされる芳香族多官能化合物 などと反応させれば良く、陰イオン交換基をもつ部分を
架橋するには、窒素部分の四級化を例えばBr (CH
,)nBrやI(CL)nIで表わされるnが2以上の
化合物を用いて行えば良い。
以上、収明したように前記のブロック共重合体を原料と
して用いれば、最初に形成されたミクロ相分離構造が保
持されたまま化学修飾が可能であり、最終的に緻密で欠
陥のない両性イオン交換膜を得ることができる。実際こ
のような膜で陰及び陰イオン交換容量を独立に一般に知
られた滴定法によって測定すれば、そわそれ乾燥膜1g
当シ0゜3ミリ当量以上得られ、陰と陽イオン交換基領
域が同時に存在していることが確認された。
して用いれば、最初に形成されたミクロ相分離構造が保
持されたまま化学修飾が可能であり、最終的に緻密で欠
陥のない両性イオン交換膜を得ることができる。実際こ
のような膜で陰及び陰イオン交換容量を独立に一般に知
られた滴定法によって測定すれば、そわそれ乾燥膜1g
当シ0゜3ミリ当量以上得られ、陰と陽イオン交換基領
域が同時に存在していることが確認された。
本発明で■相に入れて脱塩を行うことのできる有機化合
物とは、グルコーヌ、フシクトース。
物とは、グルコーヌ、フシクトース。
マルトース、キシロース、ザッカロース、ラフィノース
、およびその他オリゴ砧などの糖妬。
、およびその他オリゴ砧などの糖妬。
各種ビタミン類、オリゴペプチド、抗生物質。
補酵素、アミノ酸、アルコール類、アミン類。
有機酸などを始めとして食品添加物、医薬品。
香料、午化学物質およびその他−膜化成品として知られ
ている低分子量有機化合物、あるいは、でんぷんを始め
とする高分子多糖類、各種タンパク質、核酸、r#素な
どの天然高分子やポリビニルアルコール、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性の合成
高分子である。また脱塩効率を上げるために■相に添加
する有機化合物は、目的に応じて適当に上記から選べば
よい。。
ている低分子量有機化合物、あるいは、でんぷんを始め
とする高分子多糖類、各種タンパク質、核酸、r#素な
どの天然高分子やポリビニルアルコール、ポリエチレン
グリコール、ポリビニルピロリドンなどの水溶性の合成
高分子である。また脱塩効率を上げるために■相に添加
する有機化合物は、目的に応じて適当に上記から選べば
よい。。
以下、本発明を笑施例にょシ説明する。
実hmVリ J。
ナトリウム鋭全通して精製したベンゼン中で、5ec−
ブチルリチウム3.4 X 10−’lTl0I f開
始剤として、スチレンと4−ビニルベンジルジメチルア
ミン(以下、4−VBDMAと略記ンとイソブレンヲ、
インプレン7!i、スチレン15g。
ブチルリチウム3.4 X 10−’lTl0I f開
始剤として、スチレンと4−ビニルベンジルジメチルア
ミン(以下、4−VBDMAと略記ンとイソブレンヲ、
インプレン7!i、スチレン15g。
イソプレン7 F 、 4−VBDMA25 P 、イ
ソプL/ 779 (7)IltK、5段階で順次モノ
マーヲ投入して重合を行ない、poly cl po
ly A −poly C+−poly B pol
y C+型の原ブロック共重合体を祠だ。
ソプL/ 779 (7)IltK、5段階で順次モノ
マーヲ投入して重合を行ない、poly cl po
ly A −poly C+−poly B pol
y C+型の原ブロック共重合体を祠だ。
沖合に先立ってスチレンは水素化カルシウムで乾燥し減
圧蒸留した後さらにベンゾフェノンナトリウムで精製し
、真空蒸留葡行なった。イソプレンは、水素化カルシウ
ムとナトリウムで乾燥後蒸留した。4 V B D
M Aは、水素化カルシウムで乾燥し、減圧蒸留した後
、さらにトリフェニルメチルリジウム−臭化リシウノ、
系でM ”Mし真空蒸留を行なった。
圧蒸留した後さらにベンゾフェノンナトリウムで精製し
、真空蒸留葡行なった。イソプレンは、水素化カルシウ
ムとナトリウムで乾燥後蒸留した。4 V B D
M Aは、水素化カルシウムで乾燥し、減圧蒸留した後
、さらにトリフェニルメチルリジウム−臭化リシウノ、
系でM ”Mし真空蒸留を行なった。
このようにして得られた原ブロック共重合体の5 *
i %のヘンイン溶液を用いて水銀上で溶媒蒸発法によ
り厚さ約50μmの原フィルムを作製した。この原フィ
ルムをヨウ化メチル蒸気中でアミン部分を四級化し、さ
らに、体積濃度が20%の一塩化イオウのニトロメタン
浴液でイソプレン部分を架橋した後、さらに、2チのク
ロルスルホン酸の1.2ジクロロ工タン浴液テスチレン
部分をスルホン化した。
i %のヘンイン溶液を用いて水銀上で溶媒蒸発法によ
り厚さ約50μmの原フィルムを作製した。この原フィ
ルムをヨウ化メチル蒸気中でアミン部分を四級化し、さ
らに、体積濃度が20%の一塩化イオウのニトロメタン
浴液でイソプレン部分を架橋した後、さらに、2チのク
ロルスルホン酸の1.2ジクロロ工タン浴液テスチレン
部分をスルホン化した。
これらのイヒ学処理の一つのスデソブ毎にフィルムを透
過型電子顕微鏡で観察したところ、原フィルムの3相ミ
クロ構造は本質的に変化することなく最後まで保たれて
いることがわかった。
過型電子顕微鏡で観察したところ、原フィルムの3相ミ
クロ構造は本質的に変化することなく最後まで保たれて
いることがわかった。
また、最終的に得られた膜の陽イオン交換容薫は乾燥し
た樹脂1g当、C0,95ミ1.I M量であり、陰イ
オン交換容量は0.60ミリ当飯であった。
た樹脂1g当、C0,95ミ1.I M量であり、陰イ
オン交換容量は0.60ミリ当飯であった。
透析試験に用いたセルは、膜によって仕切られた■室と
Ii室からなり、■家には脱塩を行いたいイI′’fj
、 第21を含む水溶液を入れ、II室には遮析液金外
部から希、ずように工夫さハ、ている。得られ/こ画+
′−iイオン交換膜d゛この透析セルに装着さ第1.1
室K 0.10 rnol/jl’ (7)サッカロー
スと0.10ma 1/lの食ねtを含む水浴液をfi
+4たし、この敢を撹拌しつつ、11室に]−0−”m
olAの食塩水を流し3’ffi’;栢試駒を行つ/こ
。この萌、それぞれの室の水浴層には人気J(−が双1
わるようにした。透析を臥1始してから2011イIu
l後、■室の水浴層の食堪龜度fcI’、 0.021
1TIOI/J!!と約115 K ?X 少L fc
fr’、サッカO−ス濃度は0.097 mol/e
と1・介とんど俊ら〕なかった。また、この助、■室の
水綱牟・の体′hiも幻、とんと変らなかった。
Ii室からなり、■家には脱塩を行いたいイI′’fj
、 第21を含む水溶液を入れ、II室には遮析液金外
部から希、ずように工夫さハ、ている。得られ/こ画+
′−iイオン交換膜d゛この透析セルに装着さ第1.1
室K 0.10 rnol/jl’ (7)サッカロー
スと0.10ma 1/lの食ねtを含む水浴液をfi
+4たし、この敢を撹拌しつつ、11室に]−0−”m
olAの食塩水を流し3’ffi’;栢試駒を行つ/こ
。この萌、それぞれの室の水浴層には人気J(−が双1
わるようにした。透析を臥1始してから2011イIu
l後、■室の水浴層の食堪龜度fcI’、 0.021
1TIOI/J!!と約115 K ?X 少L fc
fr’、サッカO−ス濃度は0.097 mol/e
と1・介とんど俊ら〕なかった。また、この助、■室の
水綱牟・の体′hiも幻、とんと変らなかった。
実施例
天が(・例1の透析試験において、II室に純水を流し
て透析試験を行ったところ、実か[1汐1]1とほとん
ど同じ結果が府1られた。
て透析試験を行ったところ、実か[1汐1]1とほとん
ど同じ結果が府1られた。
実施例3
実施例1の子析試、馳において、■室に0.30mol
/7のサッカロースと0.10 mol、/lの食塩を
含む水溶液を満たし、■室に0.30 mol/lのザ
7・力ロースと10 ’mol/lの食塩を含む水溶/
id ’c流して透析を行ったところ、20[時間後に
、■室の食塩濃度とサッカロース濃度はそれぞれ0、0
]、 6 mol/′lと0.30 moj/7と乃
:す、■室の水溶液の体積は1・1とんど変らなかった
。
/7のサッカロースと0.10 mol、/lの食塩を
含む水溶液を満たし、■室に0.30 mol/lのザ
7・力ロースと10 ’mol/lの食塩を含む水溶/
id ’c流して透析を行ったところ、20[時間後に
、■室の食塩濃度とサッカロース濃度はそれぞれ0、0
]、 6 mol/′lと0.30 moj/7と乃
:す、■室の水溶液の体積は1・1とんど変らなかった
。
実施例4
実施例3の透析試験において、ステンレスの網を用いて
膜を支持しつつ、■室に10 ′−′mol/7の食塩
水を流し、1字に5気圧の圧力をJJ+−+えて透析実
験を行ったところ、20萌間懐に、■室の食塩とサッカ
ロースの嫉度(=:]、ぞれぞれ0.018mol/l
と0.29 mol/l となった。
膜を支持しつつ、■室に10 ′−′mol/7の食塩
水を流し、1字に5気圧の圧力をJJ+−+えて透析実
験を行ったところ、20萌間懐に、■室の食塩とサッカ
ロースの嫉度(=:]、ぞれぞれ0.018mol/l
と0.29 mol/l となった。
実施例5
実施例1の透析実験において、■室に010mol//
lのビタミンBatと0.10 mol、/lの食塩を
含む水浴液を満たし、同じ%件で透析試験を行ったとこ
ろ、20時間後、■室のビタミンBlt と食塩の7
<度はそノ1.ぞれ0.099 mol/lと0.02
2mol/lとなった。
lのビタミンBatと0.10 mol、/lの食塩を
含む水浴液を満たし、同じ%件で透析試験を行ったとこ
ろ、20時間後、■室のビタミンBlt と食塩の7
<度はそノ1.ぞれ0.099 mol/lと0.02
2mol/lとなった。
実施例6
sec−ブチルリチウム1.3 X 10 ’rnol
を開始剤として用い、実施例1と同様々方法で、ブ
タジェン3.49.スチレン66g、イソプレン6.8
9 、4−VBDMA 9.89 、ブタジェン3.5
gを11、llfに投入して、poly c、−pol
y A −poly C2−pol、y B−poly
C,型の5元ブロック共重合を合成したところ、沖合収
率はほぼ100%であり、中間重合体と最終重合体の数
平均分子量及び最終重合体についての元素分析の結果は
計舞値とよく一致した。この5元ブロック共重合体のジ
オキザンf箸液から作製したフィルムに実施例1と同様
な方法でイ」ン交換基の導入及び架橋全行ったところ、
乾燥した膜19あだ、!l) 1.2 、? !J当量
の1i+41オン交換基と098ミリ当量の陰イオン交
換基金もつ両性イオン交換膜が得られた。
を開始剤として用い、実施例1と同様々方法で、ブ
タジェン3.49.スチレン66g、イソプレン6.8
9 、4−VBDMA 9.89 、ブタジェン3.5
gを11、llfに投入して、poly c、−pol
y A −poly C2−pol、y B−poly
C,型の5元ブロック共重合を合成したところ、沖合収
率はほぼ100%であり、中間重合体と最終重合体の数
平均分子量及び最終重合体についての元素分析の結果は
計舞値とよく一致した。この5元ブロック共重合体のジ
オキザンf箸液から作製したフィルムに実施例1と同様
な方法でイ」ン交換基の導入及び架橋全行ったところ、
乾燥した膜19あだ、!l) 1.2 、? !J当量
の1i+41オン交換基と098ミリ当量の陰イオン交
換基金もつ両性イオン交換膜が得られた。
この両性イオン交換膜を実施例1で用いた透tIrセル
に装着し、■室に分子量104のポリビニルアルコール
と塩化カリウムをそれぞれ1oy7;atと0.1 r
nol/l含む水溶液を満たし、■室に10−”mol
/lの塩化カリウム水溶液を流して透析試験を行ったと
ころ、透析を開始してから20時間後に1室の塩化カリ
ウムとポリビニルアルコールの濃度はそれぞれ0.02
0 mol、今と9.9yβとなり、■室の水溶液の体
積はほとんど変らなかった。
に装着し、■室に分子量104のポリビニルアルコール
と塩化カリウムをそれぞれ1oy7;atと0.1 r
nol/l含む水溶液を満たし、■室に10−”mol
/lの塩化カリウム水溶液を流して透析試験を行ったと
ころ、透析を開始してから20時間後に1室の塩化カリ
ウムとポリビニルアルコールの濃度はそれぞれ0.02
0 mol、今と9.9yβとなり、■室の水溶液の体
積はほとんど変らなかった。
実施例7
実施例6の透析試験において、■室にo、os。
mol/lのグリシンと0.10 molA の食塩
を含む水浴液を満たし、同じ条件で透析試験を行ったと
ころ、20閣間後に■室のクリシンと食塩の濃度はそれ
ぞれ0.047 mol/′lと0.019 mol/
Aとなり、その水溶液の体積はほとんど変らなかった。
を含む水浴液を満たし、同じ条件で透析試験を行ったと
ころ、20閣間後に■室のクリシンと食塩の濃度はそれ
ぞれ0.047 mol/′lと0.019 mol/
Aとなり、その水溶液の体積はほとんど変らなかった。
特許出願人 東洋曹達工業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 陽イオン交換基をもつ高分子polyiと隙イオン
交換基をもつ高分子四1y13とを構成成分の一部とす
るブロック共重合体からなる両性イオン交換膜の片方の
面を無機塩を含む有機化合物の水溶液であるI相に接し
、他の面を水またば■相よシ薄い無機塩の水溶液または
任意の濃度の電離をしない有機化合物とI相よシ低い濃
度の無機塩を含む水溶液である■相に接し、■相の無機
塩な含む有機化合物の水溶液から無機塩を選択的に取シ
除くことを特徴とする両性イオン交換膜を用いた有機化
合物の脱塩方法。 2、無機塩を含む有機化合物の水溶液であるI相に圧力
を加えることを特徴とする特許請求の範囲1記載の方法
。 3、 両性イオン交換膜が、陽イオン交換基を導入可能
な高分子と陰イオン交換基を導入可能な高分子とイオン
交換基を導入させない高分子からなる原ブロック共重合
体に陽イオン交換基と陰イオン交換基とを導入し2て得
られるものである特許請求の範囲第1項または第2項に
記載の方法。 4、 両性イオン交換膜のイオン交換基を導入させない
高分子部分が架橋されでいる特許請求の範囲第3項に記
載の方法。 5、 両性イオン交換膜の陽イオン交換基を導入した高
分子部分が架橋されている特許請求の範囲第3項に記載
の方法。 6、 両性イオン交換膜の陰イオン交換基を導入した高
分子部分が架橋されている特許請求の範囲第3項に記載
の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58074933A JPH0644977B2 (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 両性イオン交換膜を用いた有機化合物の脱塩方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58074933A JPH0644977B2 (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 両性イオン交換膜を用いた有機化合物の脱塩方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59203613A true JPS59203613A (ja) | 1984-11-17 |
JPH0644977B2 JPH0644977B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=13561645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58074933A Expired - Lifetime JPH0644977B2 (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 両性イオン交換膜を用いた有機化合物の脱塩方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0644977B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010117036A1 (ja) | 2009-04-09 | 2010-10-14 | 国立大学法人山口大学 | モザイク荷電膜 |
WO2010119858A1 (ja) | 2009-04-13 | 2010-10-21 | 国立大学法人山口大学 | イオン交換膜およびその製造方法 |
WO2011081145A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 株式会社クラレ | モザイク荷電複層膜およびその製造方法 |
JP2012071288A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kuraray Co Ltd | 有機化合物水溶液の脱塩方法、有機化合物水溶液の脱塩装置およびモザイク荷電膜 |
JP2014198685A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社クラレ | ペプチドの製造方法および該方法により得られるペプチド含有医薬組成物 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5318482A (en) * | 1976-08-03 | 1978-02-20 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Ion permeable composite membrane and its preparation |
JPS5676408A (en) * | 1979-11-27 | 1981-06-24 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Block copolymer |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58074933A patent/JPH0644977B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5318482A (en) * | 1976-08-03 | 1978-02-20 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Ion permeable composite membrane and its preparation |
JPS5676408A (en) * | 1979-11-27 | 1981-06-24 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | Block copolymer |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010117036A1 (ja) | 2009-04-09 | 2010-10-14 | 国立大学法人山口大学 | モザイク荷電膜 |
WO2010119858A1 (ja) | 2009-04-13 | 2010-10-21 | 国立大学法人山口大学 | イオン交換膜およびその製造方法 |
JP5531267B2 (ja) * | 2009-04-13 | 2014-06-25 | 国立大学法人山口大学 | イオン交換膜およびその製造方法 |
US9266069B2 (en) | 2009-04-13 | 2016-02-23 | Yamaguchi University | Ion-exchange membrane and method for producing same |
WO2011081145A1 (ja) | 2009-12-28 | 2011-07-07 | 株式会社クラレ | モザイク荷電複層膜およびその製造方法 |
US9346020B2 (en) | 2009-12-28 | 2016-05-24 | Kuraray Co., Ltd. | Multilayered charge-mosaic membrane and manufacturing method therefor |
JP2012071288A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Kuraray Co Ltd | 有機化合物水溶液の脱塩方法、有機化合物水溶液の脱塩装置およびモザイク荷電膜 |
JP2014198685A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-23 | 株式会社クラレ | ペプチドの製造方法および該方法により得られるペプチド含有医薬組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0644977B2 (ja) | 1994-06-15 |
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