JPS6094104A - 浸透気化分離方法 - Google Patents

浸透気化分離方法

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JPS6094104A
JPS6094104A JP20121683A JP20121683A JPS6094104A JP S6094104 A JPS6094104 A JP S6094104A JP 20121683 A JP20121683 A JP 20121683A JP 20121683 A JP20121683 A JP 20121683A JP S6094104 A JPS6094104 A JP S6094104A
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JP
Japan
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membrane
mol
polymer
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high polymer
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Application number
JP20121683A
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English (en)
Inventor
Isao Shinohara
功 篠原
Toshihiko Ito
伊藤 利彦
Yuji Okawa
雄士 大川
Kazuhiko Ishihara
一彦 石原
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.)
Kyowa Gas Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Gas Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は改良された浸透気化分離方法に関するもので
ある。
有機液体混合物を高分子膜を用いて分離する方法、例え
ば浸透気化法(pervaporation) 、浸透
抽出法(perstraction) 、正浸透法(r
everse osmosis )等は、従来の蒸留法
等によっては極めて困難であった共沸混合物、近沸点混
合物等の分離が可能であるので、その発展が期待されて
いる。
浸透気化法(pervaporation法)を用いた
高分子膜による有機液体混合物の分離は水−ジオキサン
(P、ApteL、etal;J、Memb、Sci、
、1 (1976)271)、ベンゼン−シクロヘキサ
ン、(J、Terada、etal;Poi、ym。
J、14鷹5 (1982)347)、水−エタノール
、 (G、C。
Teald、etal;J、Memb、Sci、、9 
(198])191)、などの近沸点混合物、共沸混合
物を中心に種々の研究が行なわれている。しかしながら
、未だ満足すべき選択透過膜が得られていないために、
実用化には至っていない。
したがって、この発明の目的は、ミクロ相分離構造を有
する高子分子膜を使用する有機液体混合物の分離方法を
提供することであり、更にはミクロ相分離構造を有する
高分子膜の選択透過性を改良する方法を提供することに
ある。
これらの鎖目的は、選択性透過膜により液体混合物を分
離するに当り、前記液体混合物中の少くとも1成分を選
択的に溶解する液体膜を前記成分を選択的に透過する高
分子膜に担持してなる分離膜を使用することを特徴とす
る浸透気化分離方法により、達成される。
この発明で使用される高分子膜とは分離すべき液体混合
物の一成分にのみ親和性を示す高分子成分と、前記成分
以外の成分および液膜成分に親和性を示さない高分子成
分のミクロ相分離構造を有する高分子膜であり、このよ
うな構造を有する高分子膜では透過径路となるドメイン
と可塑化作用を抑制するドメインを形成させるという利
用法により、選択性や透過速度の面で、汎用高分子、三
次元架橋膜に比べてすぐれた特性が得られる。そしてこ
のような、−6分子膜は前記の夫々の高分子成分を幹あ
るいは枝としたグラフト共重合体により構成することが
できる。
グラフト共重合体の合成法としては、(1)官能基を廟
する単独重合体同志のカップリング、(2)幹高分子部
位からの枝高分子の開始属長反応、(3)幹高分子部位
への枝高分子の停止反応、(4)マク−モノマーによる
共1合反応を利用する方法がある。
共重合体を2−ヒドロキシエチルアクリレート−7クリ
ロニト、リルとした場合、片末端に官能基をイアする単
独重合体(低重合体)を合成することが困難であるので
、(1)及び(4)の方法では合成できない。また(2
)の方法では、共重合体が三次元化するという問題が残
されている。したがってこの場合は(3)の方法により
合成するのが好ましい。
この方法を模式的に示せば次のとおりである。
陰 2H50H こ\で式(1)は幹高分子である。幹高分子中にラジカ
ル停止反応を起す官能基として二)+=フェニル基を導
入して得た式(′■)で示す高分子の存在下で、枝高分
子となる2−ヒドロキシルエチルアクリレートをラジカ
ル重合させると、ニトロフェニル基によりラジカル停止
反応がおこり、2−ヒドロキシルエチルアクリレート(
枝)−アクリロニトリル (+?) グラフト共重合体
が得られるや この発明で使用される′eL膜の構成成分は、液体混合
物の所望成分を選択的に溶角りする物質から選択するこ
とができる。この上うな液膜構成成分は分離すべき液体
混合物のそせい、併用される高分子膜成分との関連で適
宜選択することができる。
実施例1 (軸重合体の合成) 重合管にアクリロニトリル27.22g((1,51モ
ル) 2−ヒドロキシルエチルアクリレート:3.J 
48(2−7X10−”モル) 2,2アゾビスイソブ
チロニトリルQ、0986g(6、OX ] (1”モ
ル)およびN、N−ジメチルホルt、7 ミF(1)M
F)’78.8g(1,08)モルを仕込み全容を) 
21.11とした。 脱ガス後常法に従って真空下に封
管し、重合槽中60立18C1こたもって2.0時間振
温することにょって共重合体を得た。得られた反応混合
物をDMF113.3J?(1,55モル)で希釈して
、28489のメタノールに沈殿させF別後真空乾燥し
た。
この2−ヒドロキシエチルアクリレート−アクリロニト
リル共重合体中の、2−ヒドロキシエチルアクリレート
組成は、元素分析の窒素チよりめたところ8.4%であ
った。これより、側鎖の水酸基量は、1.44X10 
モル71g共重合体であり、極限粘度〔りは1.115
であった。
三角フラスコに、上記で得られた九重合体9.31!(
水酸基量1.34 X 10 モル)p−二トp塩化ベ
ンゾイル60.9(0,23モル)DMF293g(4
0モル)ピリジン30.3 g(0,38モル)を加え
0°C〜20℃で24時間反応させることにより側鎖に
ニトロフェニル基を導入した。これを幹高分子とする1
、幹高分子は、5550gの水で再沈殿し、さらに31
64J9のメタノールで2回再沈殿を行ない、f別後真
空乾燥することにより精製した。ニトロフェニル基の導
入率は、DMFを溶媒とした3 30 nm の吸光度
より測定したところ7.04 X l O’モル/11
/共重合体であり、水酸基の約53%が反応した。
(グラフト共重合体の合成) グラフト共〕k合体は、重合管に上述て得られた幹高分
子0.8’52pにトロフェニル基1. OX 10モ
ル)、2−ヒドロキシエチルアクリレート139g(0
,12モル) 2.2’−アゾヒスイソブチルニトリル
0.0493&(3,0X10 モル)およびDMF 
44.8.9 (0,61モル)を仕込み全容を60m
1とし、前述と同様な方法により、06時間反応させる
ことにより得た。反応物をメタノール3001/ (9
,4モル)−ジエチルエーテル2909 (2,7モル
)系で分別沈殿後、載録することによって得た。このグ
ラフト共重合体の極限粘度は 〔!〕=147であった
。共1に合体組成は元素分析の窒素チより、2−ヒドロ
キシエチルアクリレート194チを含有していた。
(製膜おJ:び分離) このようにして得られた2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート (枝)−7クリロニトリル(4)グラフト共重合
体0.9yを30.!i’(0,41モル)のDMFに
溶解し溶液濃度を3%とした。この溶液をポリエチレン
板上に流延し、40℃で48時間溶媒除去後真空乾燥さ
せることにより膜厚19.6IIm の2−ヒドロキシ
エチルアクリレート(枝)−7クリロニトリル(幹)グ
ラフト共重合体の膜を得た。
このようにして得られた膜を浸透気化法透過セルにセッ
トし、供給溶媒としてエタノール20F(0,43モル
)−四塩化炭素40.9(0,26モル)混合物の透過
実験を行ない、透過物をガスクロマトグラフィーにより
同定したところ、透過物組成はエタノール100重量襲
であり、透過速度は8、72 Ji’ / mbrであ
った。
実施例2 (幹高分子の合成) 重合管に7クリロニトリル27.229 (0,51モ
ル)2−ヒドロキシエチルアクリレート314#(2,
7X10−2モル)1−ブタンチオール029.9(3
,2y1g モル) 2.2’アゾビスイソブチロニト
リル0.0986g(6,0X10’モル)およびDM
F 78.4.9 (1,07モル)を仕込み、実施例
1と同様に400時間反応せることにより共重合体を得
た。この共重合体を実施例1と同様に精製した。共重合
体中の2−ヒドロキシエチルアクリレート組成は5.3
0 %であり、水酸基量は9.40×10 モル/]l
l共711.合体であった、また極限粘度〔マ〕は、0
.442であった。
上述で得られた2−ヒドロキシエチル7クリレートー7
クリpニトリル共重合体6I!(水酸基量5.64X1
0”モル)p−ニトロ塩化ベンゾイル40 g(0,1
5モル)DMF189.9(2,58モル)、ピリジン
19..6g(0,247モル)を仕込み、48時間反
応させることによりニトロフェニル基を導入し、実施例
1と同様の方法で精製した。
ニトロフェニル基の尋人率は、8.25X10 モル/
I11共II合体であり、約88%の水酸基が反応した
(グラフト共]j合体の合成) 上記の幹高分子0.3945 gにトロフェニル基3.
24 X 10’−’モル)2−ヒドロキシエチルアク
リレ−)13.9.9(0,120モル) 2.2’7
ゾビスイソブチルニトリル0.0493.9 (3,O
X 10−’モル)DMF44.8II(0,61モル
)を重合管に仕込み、実施例1と同様に08時間反応さ
せることによりグラフト共重合体を得た。
(製膜および分離) 実施例1と同様な方法により行ない、共重合体中の2−
ヒドロキシエチルアクリレート組成77.6チ膜厚93
,0μm の膜を得た。
このようにして得られた膜を実施例1と同様に、エタノ
ール20.17(0,43モル)四塩化炭素40J(0
,26モル)混合物の透過実験を行なったところ、透過
物は、エタノール932重量%であり、透過速度は、2
0.31 / rrlhrであった。
またこの膜上に、四塩化炭素1 ’5.89 、!i’
 (0,103モル)を静置し、さらにその上にエタノ
ール7.89&(o、17モル)水、10.9(0,5
6モル)混合物を注いで透過実験を行なったところ、透
過物はエタノール100重量%であり、透過速度は71
2g/m’hrであった。
実施例3 実施例2で合成した幹高分子1.875Jにトロフェニ
ルg6.ox1o モル)、2−ヒドロキシエチルアク
リレート27.8 & (0,24モル)、2.2’7
ゾヒスイソブチpニトリル0.0986.9(6,0X
IOモル) DMF89.6.9 (1,22モル)重
合質に仕込み実施例1と同様に10時間反応させること
により、2−ヒトルキシエチル1アクリレート組成53
0係のグラフト共重合体を得、更に膜量311μm の
高分子膜を得た。
このようにして得られた膜を用いて実施19111と同
様に(1)エタノール20 g(0,43モル)四塩化
炭素40.ii’(0,26モル)混合物の透過実験を
行なったところ、透過物はエタノール87正伝チであり
、透過速度は、40.29 / mhrであった。(2
)エタノール15 g(0,32モル)、四塩化炭素4
51/ (0,29モル)混合物の透過実験を行なった
ところ、透過物はエタノール100重量%であり、透過
速度は22.09 /rthlrであった。
(3)エタノール7、.46 g (0,16モル)、
四塩化炭素52.5 & (0,34モル)混合物の透
過実験を行7エっだところ、透過物はエタノール100
重量部であり、透過速度は5.111/ 7m、’hr
であった。
またこの膜上に四塩化炭素7.95 p (0,052
七ル)を静置し、さらにその上にエタノール789g(
o、17モル)水10g(o、s6モル)混合物を注い
で透過実験を行なったところ、エタノール970重量%
、水30重月俸であり透過速度は、4、82 & /m
hrであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例1で得られた幹高分子の赤外線スペクト
ル図であり、第2図は実施例1で得られたグラフト共重
合体の赤外線スベク)/し図テする。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)選択性透過膜により液体混合物を分離するに当り、
    前記液体混合物中の少くとも1成分を選択的に溶解する
    液体膜を前記成分を選択的に透過する高分子膜に担持し
    てなる分離膜を使用することを特徴とする浸透気化分離
    方法。
JP20121683A 1983-10-27 1983-10-27 浸透気化分離方法 Pending JPS6094104A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62171707A (ja) * 1986-01-22 1987-07-28 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd 浸透気化法による物質の分離濃縮方法
WO1993004769A1 (en) * 1991-09-03 1993-03-18 Daicel Chemical Industries, Ltd. Permselective polyacrylonitrile copolymer membrane and production thereof
JP2009533217A (ja) * 2006-04-11 2009-09-17 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー ポリアクリロニトリルグラフトコポリマーによって形成されるファウリング抵抗性を有する膜

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