JPS6082103A - 分離膜 - Google Patents

分離膜

Info

Publication number
JPS6082103A
JPS6082103A JP58190363A JP19036383A JPS6082103A JP S6082103 A JPS6082103 A JP S6082103A JP 58190363 A JP58190363 A JP 58190363A JP 19036383 A JP19036383 A JP 19036383A JP S6082103 A JPS6082103 A JP S6082103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
separation
membrane
gas
formula
separation 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.)
Granted
Application number
JP58190363A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH057052B2 (ja
Inventor
Takayuki Oota
太田 隆之
Munehisa Okada
宗久 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Mitsubishi Kasei Corp
Priority to JP58190363A priority Critical patent/JPS6082103A/ja
Publication of JPS6082103A publication Critical patent/JPS6082103A/ja
Publication of JPH057052B2 publication Critical patent/JPH057052B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B01D71/58Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
    • B01D71/62Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
    • B01D71/64Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は良好な気体透過性を特つ選択的分離JIQ[関
する。更に詳しくは、気体混合物の分離に適した気体分
離膜に関する。
近時、膜による分離技術の進歩発展には著しいものがら
り、そのうちのいくつかは工業的規模で実用化されてい
る。しかし2実用化されているのは海水の淡水化、工場
廃液の列理2食品の濃縮等の如く液−液分離もしくは液
−固分離であり、気−気分離即ち、2種以上の混合ガス
の分離につbてけ殆んどない。
なぜならば従来の膜は、気体の透過速度が小さいために
、多くの膜面積を必要とし1分離の為のコストが高くな
ったり、実用化が姉しいという欠点があった。
従ってすぐれた選択性を保ちながら、透溝速度のきわめ
て大きい膜が望筺れている。気体の透過速度は与えられ
た膜面積を、与えられた時間内に透過する気体の量によ
って示される。従って膜をはさんでの圧力差をl定とす
れば、その膜に対する気体の透過速度はそのh材料自体
の気体の通し易さく透近係数で示ざねる)、及び膜の厚
みに依存する。そわ故最良の結果はめる気体について透
適保数の大きい膜材料を使用し、膜をはさんでの圧力差
に耐え得る限シ最も薄い腰を使用した時に得られる。
本発明の分離膜はガス分離性能が特にすぐれている特定
の芳香族ポリイミドからなる分離膜材料である。
芳香族ポリイミドは、非常にすぐれた耐熱性をもち、さ
らに機械的性質および釦系晶性もすぐれているので、高
温での耐久性が優れたものである。
ところが公知の芳香族ポリイミドとしては。
ピロメリット酸と芳香族ジアミンやピンエニルテトラカ
ルボン酸と芳香族ジアミンとから得ら下であり分離性能
が必ずしも充分ではなかった。
本発明者等は鋭意検討した結果、コポリイミドを主体と
する膜I料を用いた場合に、気体混合物の分離において
、すぐれた選択性を保持し2々から、気体の透過速度が
従来の同系統の膜よシ大きい膜が得られることを見出し
本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は。
一般式 (11 %式% で表わされる反復単位からなり。
反復単位(A)二反復単位(B)が20二J”0ないし
♂θ:+2θモル比で存在するコポリイミドを膜材料の
主体とする分離膜、とぐに気体用分陪膜に存する。
しかして本発明の分離膜は、上述(、たコポリイミドを
膜材料とするが、該混合物の膜としての特性を大巾に失
わない限−1’7 において、有機物。
無機物などの第二成分をもんでいてもよい。また、ポリ
アミド、ポリニスデル等の合成繊維又は天然繊維の不織
布を強化相として含んでいてもよい。製脱方法は特に制
限けなく、公知の方法により平jμ、管状脱、あるいけ
中空糸状の膜に製粉される。例えばポリマーを過当な解
削に溶解した高分子溶仙あるいは−V名・溶液をそのま
まガラス板上ある1nld多孔賀相料上に流延あるいは
塗布し、一定時間浴a%・、の一部を徐々に蒸発させた
後、充分に乾燥し、て製造することができる。
本発明におりて使用さhるコポリイミドは一般式 (A)および(B)で表わさi′する反復単位妙)ら々
す。
反復単位(A):反復単位(B)がコθ;?θないしl
”0:2θのモル比で存在する。
このコポリイミドは、適尚な無水物および過当なポリイ
ソシアネートあるいけ相当するポリアミンからポリイミ
ドの製造技術において周知の方法のいずf′LVcよっ
ても製造することができる。
詳しく説明すると、この発明で使用されるコポリイミド
を製造するには、ます、以下の一般式(0)およびCD
)で表わされる反復単位を有するコポリアミド酸を得る
および 000)1 000H 反復単位(C):反復単位(DJはコo:roなりし1
0:2θのモル比で存在している。
該コポリアミド酸は、ピロメリット酸無水物(以下(a
)成分という)に対し、 3.3’−ジメチルベンチジ
ン(以下(b)成分という)とり、釘−ジするように仕
込み、不様溶収中で低温で反応させることにより製造さ
れ1本発明のコポリイミドは、上述のようにして製造さ
れたコポリアミド酸を常法によりイミド化することによ
り製造される。
(a) 取分と(b>および(c)成分との反応は有機
溶媒。
例えはBl、N−ジメチルポルムアミド、N、N−ジメ
チルアセトアミド、 N、N−ジメチルグロピオンアミ
ド等のアミド頻、N−メチ゛ルーコーピロリドン、/、
j−ジメチルーコーピロリドン等のピはリドン類、フェ
ノール、p−クロロフェノール+ a−りOロフェノー
ル等のフェノール類の一穏以上を単独若し7〈は混合溶
媒中ジメチルスルホキサイド、トリクロロエタン鶴との
混合溶媒中で好適に実施ネれる。
ポリアミド酸をyL造する一段、目の反応は比較的低温
例えはjO℃以下の温厚で行うのがよく。
また一般的には(b)および(c)成分を適当な有機溶
媒に浩力1させた溶液を冷却下に保ち、この溶液K (
a)成分を添加して反応を行うことができる。
かくして得られたポリアミド鈑浴液はオが々の方法でイ
ミド化することが出来る。例えは0)そのまま加熱脱水
してイミド化する方法←)ポリアミド酸溶液をガラス板
等の上に流延した後加熱脱水してイミド化する方法 (ハ) ポリアミド酸溶液に第3級アミン及び酸無水物
等のイミド化触録を添加混合した後ガラス板等の上に流
延し、室渦又は加熱脱水してイミド化する方法 に)大葉のアセトン等の貧溶媒に投入して、析多戸 出、〆別した粉末を加熱乾録させてイミド化する方法 (ホ) 第3級アミン及び酸無水物等のイミド化触媒中
又はそれらを含む有機溶媒中で室温又幻加熱脱水してイ
ミド化する方法 等がある。
該コポリイミドはフィルムを形成させるのに必賛な高分
子量すなわち?2チの詐4?r1.酸中。
θ、j9/ctlの濃度且り3θ℃の温度で測定し、た
対数粘度η1n)lが少なくともo、jrib / f
 ljf 適にq/#/f以上!dllf以下の範囲に
あることが望ましい。ここで対数粘度ηinhとは下記
式4式%) 式中Cは重合体溶液の濃度(N合体Li/溶媒/ 00
 ml )であり且っηred、は相対粘度すなわち毛
細管粘度計で測定した重合体溶液及び溶媒の流動時間の
比で定義される測定値でるる。コポリアミド酸は、N、
N−ジメチルホルムアミド中o、5y7tutv濃度か
つ30υの温度で測定した対数粘度(η1nh)が0.
6 di/ 9〜/ Odi/ fの範囲にあることが
望まし、い。対iJ粘度ηinhの定義は上記に同じで
うZo 不発明で用いられるコポリイミドは、前述(A)および
(BJの反復単位が、20:とθない[5とO:20好
ましく id jθニア0fzly>し−70:30(
モル比)である。後述の実加例及び参考例で明らかなよ
うに、それぞれの単独系では勿論のとと□□□:と(B
)の害11合が上記岬、囲外でd本発明の目的の高弾性
、高強度のポリイミドが仲られないからである。すなわ
ち(A)の割合が上記範囲以下であると5C11−性率
及び強度等が十分改良さJlず。
また(Alの割合が上記範囲以上であると1弾性率は高
しが強度の極めて低いものしか得らi″Lなくなる。同
和−にコポリアミド酸は、前述(Alおよび(B)の反
復単位がコO:♂O々いしとθ:2θ好まシくは30ニ
ンθない(,2θ二、イO(モル比)でおる。
本発明においてはコポリイミドを前述のイミド化法でフ
ィルム状とし2.これを分離膜とする。
コポリイミドからなる分離jル1特にηinhが/、o
di/9以上の均質膜は、Z!に9/雇以上の引張強度
と4tookg7−以上の初期弾性率を有する。
本発明におしてコポリイミドにはそh自体公知の処方に
従い周知の配合剤1例えば酸化防止剤、熱安定剤、紫外
線吸収剤1着色剤、充填剤等を配合してもよい。
本発明のル1は気体の選択的透通にずぐれft膜であり
、又実用的に使用しうるすぐれた機械的強度と取扱い易
さを鳴しており、混合気体からある気体をより多くの割
合で得る目的で多くの分野に使用できる。本発明の膜を
利用するのに役立つ分野は1例えは、天然ガスからのヘ
リウムの回収、水添反応のガス流からの水素の濃縮、汚
水処理のための曝気、tMb工業、高い燃焼温度を必要
とするボイラー、焼却炉、医療用酸素吸入装置、魚養殖
旭川曝気等のための酸素濃縮勢があり、酸素、窒素、水
素、二酸化炭素、−酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、ア
ンモニア。
アルカン(例えばメタン、エタンその他)、アルケン(
例えはエチレン、プロピレンその他)。
水蒸気、硫化水素、アルカノール(例えばメタノールま
たはエタノール)および膜透過により分離可能な任洞の
その他の気体または蒸気例えば揮発性金ハ同位元累また
はその地1例えばウラニウムまたはへキサフルオロウラ
ニウムなどをあけることができ5本hシtけ、これらの
気体混合物カコら、相互に分離するのに増している。
以下、本発明の内容を実施例にて具体的に曲間する。な
お、本発明の趣旨に関するものけ。
実九〇例にのみ限定されるものではない。
参考例/ 温度計、撹拌装置鎧を備えた!θθmlyつロフラスコ
にり滓′−ジアミノジフェニルエーテル(以下(JDA
と略す)に、にy、3.3′−ジメチルベンチジン(以
下OTDと略す)3.02を精秤し、 N、N−ジメチ
ルホルムアミド(以下DMFと略す)lO−を加えて溶
M した。吹いて無水ピロメリット酸(以下PMDAと
略す) / 0.32を加え、室温にて!時間反応を行
った。反応の進行と共に溶液の粘度が上昇する為、DM
Fにて稀釈を行い、最終的に/−重量一〇〇TD70D
A=30770(モル比)のアミド酸の共重合体溶液を
得た。この溶液の一部をDMFKて稀釈して0.j y
 7dl溶液を帥與[て対数粘度を測定したところコ、
j dl 7gであっに0赤外吸収スペクトルから3.
2/θcm−’にアミド酸の吸収(NH)が認められた
実JJIIi例/ 参考例/に従って得たコポリアミド酸のDMF溶液をガ
ードナー社製トリターナイフにてガラス板上に瀞膜を形
成し、/コ。℃、/θ分間熱風乾燥炉中にて乾燥した。
次いでこの半乾燥フィルムを金属枠に固定り、更に、1
20℃よりコto′C−1で/!外分間加熱昇温し、最
後にJ!O’Q4を分間熱処理を行16..2 jμI
11のコポリイミド均amを得た。
この均質膜の赤外吸収スペクトルをとると72?Q備−
1人び23θctn−’ に強いイミドの吸収が新たに
みられ、一方3210c1n−葛のNHの吸収が完全に
なくなっていた。
同、均質膜物性は下記によって評価を行った。
引張試験: ASTMD4J?の試験方法に準拠し、た
方法で2.0℃で側足した。
ガラス転移点(以下Tyと略す):島律製作所(113
製、熱的梯械分析泪を用いて/θ℃/分の昇温速度で測
定した。
この均質膜の引張物性はす「11性z4t 10kg/
vrd。
強度、20に9/md、破断伸度jθチであった。又こ
のコポリイミド均質膜を?7チ硫酸に溶解してOjf/
/di溶液を調整して対数粘度を6111定したところ
八! dl / fであった。
尚コポリイミドのTIIは約3夕O℃であった。
得られた均質膜を分tll膜と[7ての性能訃験即ち気
体透過率測定をおこなった。
水蒸気を除く、気体の透溝速度の測定法は気体透過率測
定装置を使用した。同装悔は膜の一方の面に所定のガス
を定圧供給シ2.一定時間に膜の他の面から透溝流出す
るガス星を、ガスクロマトグラフにより測定する装置で
ある。測定温度コ、rc。
水蒸気透通速度け、ABTMH?ご−66に準じ3J”
Q−92チ RHにて測定した。
結M′−を表/に示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 cl)一般式 %式% で表わさノしる反復単位からなり。 反復単位GA) 二反後単位(B)が、zo:goない
    しtO:2θのモル比で存在するコポリイミドを膜材料
    の主体とする分離膜。
JP58190363A 1983-10-12 1983-10-12 分離膜 Granted JPS6082103A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58190363A JPS6082103A (ja) 1983-10-12 1983-10-12 分離膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58190363A JPS6082103A (ja) 1983-10-12 1983-10-12 分離膜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6082103A true JPS6082103A (ja) 1985-05-10
JPH057052B2 JPH057052B2 (ja) 1993-01-28

Family

ID=16256935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58190363A Granted JPS6082103A (ja) 1983-10-12 1983-10-12 分離膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6082103A (ja)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4705540A (en) * 1986-04-17 1987-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4717393A (en) * 1986-10-27 1988-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4717394A (en) * 1986-10-27 1988-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4830640A (en) * 1984-06-20 1989-05-16 Agency Of Industrial Science And Technology Aromatic imide polymer hollow filaments
US4880442A (en) * 1987-12-22 1989-11-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4932983A (en) * 1989-06-01 1990-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copolyimide gas separation membranes derived from substituted methylene dianilines and unsubstituted diamines
US4932982A (en) * 1989-06-01 1990-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copolyimide gas separation membranes derived from substituted phenylene diamines and substituted methylene dianilines
US4948400A (en) * 1988-06-30 1990-08-14 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Separation membranes and process for preparing the same
US4988371A (en) * 1989-09-12 1991-01-29 The Dow Chemical Company Novel alicyclic polyimide gas separation membranes
US5071452A (en) * 1989-08-11 1991-12-10 Institut Francais Du Petrole Gas separation membrane
US5076816A (en) * 1989-08-14 1991-12-31 Institut Francais Du Petrole Gas separation membrane
US5178650A (en) * 1990-11-30 1993-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes and process of using same
US5248319A (en) * 1992-09-02 1993-09-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Gas separation membranes made from blends of aromatic polyamide, polymide or polyamide-imide polymers
US5266100A (en) * 1992-09-02 1993-11-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Alkyl substituted polyimide, polyamide and polyamide-imide gas separation membranes
WO2006025327A1 (ja) 2004-08-30 2006-03-09 National University Corporation Nagoya Institute Of Technology 多分岐ポリイミド系ハイブリッド材料

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57170936A (en) * 1981-04-14 1982-10-21 Ube Ind Ltd Preparation of porous polyimide film

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57170936A (en) * 1981-04-14 1982-10-21 Ube Ind Ltd Preparation of porous polyimide film

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4830640A (en) * 1984-06-20 1989-05-16 Agency Of Industrial Science And Technology Aromatic imide polymer hollow filaments
US4705540A (en) * 1986-04-17 1987-11-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4717393A (en) * 1986-10-27 1988-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4717394A (en) * 1986-10-27 1988-01-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4880442A (en) * 1987-12-22 1989-11-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes
US4948400A (en) * 1988-06-30 1990-08-14 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Separation membranes and process for preparing the same
US4932983A (en) * 1989-06-01 1990-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copolyimide gas separation membranes derived from substituted methylene dianilines and unsubstituted diamines
US4932982A (en) * 1989-06-01 1990-06-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Copolyimide gas separation membranes derived from substituted phenylene diamines and substituted methylene dianilines
US5071452A (en) * 1989-08-11 1991-12-10 Institut Francais Du Petrole Gas separation membrane
US5076816A (en) * 1989-08-14 1991-12-31 Institut Francais Du Petrole Gas separation membrane
US4988371A (en) * 1989-09-12 1991-01-29 The Dow Chemical Company Novel alicyclic polyimide gas separation membranes
US5178650A (en) * 1990-11-30 1993-01-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polyimide gas separation membranes and process of using same
US5248319A (en) * 1992-09-02 1993-09-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Gas separation membranes made from blends of aromatic polyamide, polymide or polyamide-imide polymers
US5266100A (en) * 1992-09-02 1993-11-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Alkyl substituted polyimide, polyamide and polyamide-imide gas separation membranes
WO2006025327A1 (ja) 2004-08-30 2006-03-09 National University Corporation Nagoya Institute Of Technology 多分岐ポリイミド系ハイブリッド材料
US7771521B2 (en) 2004-08-30 2010-08-10 National University Corporation Nagoya Institute Of Technology Hyperbranched polyimide-based hybrid material

Also Published As

Publication number Publication date
JPH057052B2 (ja) 1993-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhuang et al. High-strength, soluble polyimide membranes incorporating Tröger’s Base for gas separation
Sen et al. Spiro-biindane containing fluorinated poly (ether imide) s: Synthesis, characterization and gas separation properties
US4838900A (en) Polyimide gas separation membranes
JP2855668B2 (ja) ポリイミド分離膜
JPS6082103A (ja) 分離膜
US4954144A (en) Polyimide membranes and their use for gas separation
JP2588806B2 (ja) ガス分離中空糸膜及びその製法
EP0648812B1 (en) Blends of polyethersulfones with aromatic polyimides, polyamides or polyamide-imides and gas separation membranes made therefrom
JPS6153103B2 (ja)
US5917137A (en) Gas separation membranes of blends of polyethersulfones with aromatic polyimides
JPH0365214A (ja) 気体分離法およびそれに用いるメンブレン
CA2367842C (en) Resin material for gas separation base and process for producing the same
Kammakakam et al. Novel piperazinium-mediated crosslinked polyimide membranes for high performance CO2 separation
JPS6022902A (ja) 分離膜
Kammakakam et al. Ionic group-mediated crosslinked polyimide membranes for enhanced CO 2 separation
CN109833784A (zh) 一种含硅聚酰亚胺气体分离膜及制备方法
Huang et al. Water vapor permeation properties of aromatic polyimides
Shrimant et al. Intrinsically microporous polyimides containing spirobisindane and phenazine units: Synthesis, characterization and gas permeation properties
JPH0531341A (ja) ポリイミドガス分離膜
CN109679088A (zh) 一种聚芳醚及其制备方法以及聚芳醚固化薄膜及其制备方法和应用
JPH10156157A (ja) 芳香族ポリイミド気体分離膜
JPS62114628A (ja) 分離膜
JPH0286820A (ja) 分離膜及びその製造法
Er et al. Copolyimide membranes for gas separation
Hao et al. Synthesis and properties of polyimides from thianthrene‐2, 3, 7, 8‐tetracarboxylic dianhydride‐5, 5, 10, 10‐tetraoxide