JPS6125605A - 選択性透過膜 - Google Patents

選択性透過膜

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JPS6125605A
JPS6125605A JP14525284A JP14525284A JPS6125605A JP S6125605 A JPS6125605 A JP S6125605A JP 14525284 A JP14525284 A JP 14525284A JP 14525284 A JP14525284 A JP 14525284A JP S6125605 A JPS6125605 A JP S6125605A
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Japan
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membrane
vinyl compound
separation
obtd
film
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JP14525284A
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JPH0314493B2 (ja
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Juji Konagaya
重次 小長谷
Koji Fukuda
福田 紘二
Shinsuke Takegami
竹上 信介
Masao Murano
村野 政生
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Artificial Filaments (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】 (産業上の利用分野) 本発明は良好な遺沢的透過性を有する銘規、な」、重合
体膜に関する。更に詳しくはメタクリロキシ変性ポリシ
ロキサンと疎水性基を有するビニル化合物から主として
得られる共重合体肢に関する。
T従来の技?1t) 1着近、様々な分野で選択的透過性膜を用いた股1分−
″雛法が望まれている。一つけ液々混合物の精製手段で
ある蒸留法に代る膜分離法である。蒸留法においては共
沸混合物、近沸点混合物、熱分解性化合物等を分離する
ことは極めて困難であるが、高分子膜を用いた膜分離に
よればこれらの分離が可能であることが示唆されている
。Mehta (メータ) (Journal of 
membrane aclence、■、 1〜26(
1982)によれば、アルコール水溶液の分断において
、膜分離法は蒸留法よりもコスト的に有利であるとのべ
ている。液体の膜分離法は従来i% h’!による分離
が困難な物質の精製に有利のみならず、分離対象物を佛
点まで加温する必要がないという点から省エネルギーに
も有利である。又他の一つは気体混合物から特定の気体
を富化及び分離する手段として膜分離法が有望である。
例えば、燃焼H:、賑療用などの用途における酸素富化
空気の製造、天然ガス、その他からのヘリウムの分離又
は回収、(I化学分舒における混合ガスからの水素の分
離などがあげられる。すでに、高分子膜による液々分離
及びガス分離の試みは数多くなされている。木材(−1
8(3)、177(1983))、特開昭−56−26
504号公報にはアルコール水溶液から甲ルコールを選
択的に分離する族としてSl (CH3)21′〇一単
位からなるホ゛リジメチルシロキサン膜が、叉空気中の
酸素富化膜として同様なポリジメチルシロキサン膜が提
案されている。しかし、上記のポリジメチルシロキサン
族は薄膜化が困麹であるため、それに代る薄膜可能な新
しい高分子膜が提案されている。例えば特開88at−
51715号公報ではCHz=CM−CHz−8S R
t Rz Rsを出発原料とした誂がrlに素富化膜と
して提案されている。しかしこの膜は比較的もろく実用
上の使用に耐えられな(発明の目的) 本発明者らは、これらの問題点を解決すべく鋭意研究の
結呆メタクリロキシ変性ホリシロ中サンを基本と1゛る
共重合体が液体分離及び気体分離特性として連続的使用
に耐える機械的強度をもち、気体及び液体混合物に対す
る良好な選択的透過性を有することを見出し本発明に到
達した。
(発明のm成) すなわち、本発明は下記一般式(A)で表わされるビニ
ル化合@(1) である。
及°び、疎水性基を有するビニル化合物■より主として
なる共重合体から構成された膜であり、液体及び気体分
離膜として機械的強度をもち気体及び液体混合物に対す
る良好な選択的透過性を有するものであ、5゜ 前記ビニル化合物(I)に対するモノマーとして例えば
トリス(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリ
レ−Fl トリス(トリメチルシロキシ)シリルペンチ
ルメタクリレート、トリス(トリメチルシロキシ)シリ
ルプロピルアクリレート、トリス(トリメチルシロキシ
)シリルペンチルアクリレート岬が挙げられる。一方ビ
ニル化合物(I)と共重合し得る疎水性基を有するビニ
ル化合物(6)にはメチルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、n−プロピルメタクリレート、1so−プ
ロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、i
s。
−1ニブチルメタクリレート、1e(1−ブチルメタク
リ・ijl −) 、tart−ブチルメタクリレート
、n−へキシルアクリレート、2−エチル−ヘキシルメ
タ、4リレ一ト%  1so−デシルメタクリレート、
ラウー・→ルメタクリレート、ステアリルメタクリレー
ト等のメタクリレート類;メチルアクリレート、エチル
アクリレート、n−プロピルアクリレート、1so−プ
ロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、jso
−ブチルアクリレート、1ee−ブチルアクリレート、
1ert−ブチルアクリレート、n−へキシルアクリレ
ート、ラウリルアクリレート、ステアリルアクリレート
等のアクリレート類等を挙げることができる。
尚、この系に2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン
、スチレン等のビニル化合物やポリジメチルシブキシジ
メタクリレート等のジビニル化合物をも使用することが
可能である。これらのモノマーは1個または2個を併用
して用いることができる。本発明のメタクリロキシ変性
ポリシロキサン共重合体中のビニル化合物fI)とビニ
ル化合物(TOの割合は広い範囲に渡って量比を敦えて
共重合が可能である。良好な液体及び気体分離特性を提
供するためにはビニル化合物(1):ビニル化合物■の
割合は10:90から99:lの範囲好ましくはso:
soから95:5の範囲から選択することが望ましい。
ビニル化合物(I)が10%未満では得Aれた共重合体
中の81 (CHs )x含有率が低いためjlj1好
な分離特性が得られない。また、ビニル化合岸’:a)
が100%では生成するポリマーは粘稠で良好、な裏が
得られない等の欠点を有する。
本発明の共重合体は他のポリマー、例えばオレフ・イン
ポリマー、ジエンポリマー、ビニルポリマー、メタクリ
ル酸アルキルポリマー、ポリエーテル、ポリエステル、
ポリアミド等とブレンドして用いることも可能である。
本発明の新規な共重合体は前記ビニル化合物(I)トヒ
ニル化合物(6)とをアゾビスインブチロニトリル、ま
たはベンゾイルパーオキサイド等の重合開始剤と共に5
0〜90℃好ましくは60〜80℃の湿度で重合するこ
とにより製造することができる。重合温度が50℃より
低い温度では重合速度が遅く経済的に不利である。他方
90℃を越える温度では開始剤効率が悪くなる傾向があ
るので好ましくない。
本発明の共重合体膜は框々の液体混合物、及び気体混合
物に対して高い選択性を示す。特に、水/有機液体化合
物混合液から有機液体化合物を、チッ素/WI素混合気
体から酸素を選択的に透過する特徴を有する。本発明の
共重合体は各柚の溶媒、例工ばりシロホルム、トルエン
、ベンゼンテトラハイド07ラン等に可溶であり膜素材
としての有埼性は極めて高い。
口重発明の共重合体を分離膜として利用する場合づ過饋
は該層の膜厚に反比例するため、固有の適訳透過性を実
質的に損わず、分S膜として連続使用に耐え得る強度を
もち、高い透過量を得るためにはできるだけ薄いはうが
望ましい。例えば好ま勢い膜厚としては0.O1〜30
0μが適当である0展の形態としては中空糸膜、平膜、
非対称膜、該共重合体を多孔質支持体に塗布した複合膜
等があげられ、利用形路に応じた膜厚が適訳される。
(発明の効果) このようにして得られた透過層は優れた機械的強度をも
ち、気体及び液体混合物に対する良好な選択的透過性を
有する。
(実施例) 以下に本発明の実施例を記述するが、本発明はこれらで
もって限定されるものではない。
浸透気化実験法 水/水溶性有機化合物混合液の供給側は大気圧下透過側
は0.3−Kf以下の減圧下で以下の浸透気化実験を行
なった。供給側に膜の活性層面を向け、膜面上に供給液
を加え一定温度下で攪拌した。このときの膜の有効面積
は1546Iである。膜を透過した水と有機化合物は液
体チッ素で凝縮させて採集した。透過液中に内部標準と
してn−プロパツールを加え、TCD−ガスクシマドグ
ラフィーにより透過量及び分離係数を求めた。なお水に
対すEtoH ルエタ/−ルの分離係数αH20は次のように定翰した
ものである。
、 EtoHYEto)(/YH20 ”0XEtoH/X)IzO ただし、上式のπtoH5)G(20は供給液のエタノ
ール、水の重量%を、またYEtoH、Ml(2oは透
過液のエタノール、水の重量%を表わす。
実施例1 100 coパイレックス製アンプル中に、ベンゼン5
0140%アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)2
.4 X 10−” mot / Lベンゼン、トリス
(トリメチルシロキシ)シリルプロピルメタクリレート
(SIMA)とメチルメタクリレート(MMA)をl:
2の比率で、1.2 mot/ tベンゼンになるよう
に加え、充分チッ素置換後封管し、65Cのオイルバス
中にて重合反応を行なった。16〜40時間経過後Nア
ンプルを取り出しチッ素下で開封し反応液をメタ/−ル
中に投入し共重合体ポリマーを得た。得られたポリ!−
を室温真空下で乾燥後、重クロロホルム中に漕解し、H
’−NMRk、テ1lli合体中に含まれるSIMA含
有率を求めたとこ!624.5 mot%であった。次
いで得られたポリマ←のル 60vrt%ト課エン溶液を厚さ2−のテフロン版上に
流延し・溶媒蒸発により可撓性及び機械的強度を有する
均−fs(厚さ24.5μ)を得た。この均一膜を用い
て種々のアルコール水溶液の浸透気化分離実験を行なっ
た。結果を表1に示した。
実施例2 実施例1と同様にして、SiMA/ M M A仕込み
モル比2/!で重合を行ない、得られたポリマーを多孔
性ポリ7ツ化ビニリデン(PVDF )膜上に塗布し、
使合膜を合成した。該複合膜を用い、実施例1と同様に
して種々のアルコール水溶液の浸透気化実験を行ない表
2の結果を得た。このときのSj MA含有率は44 
mo1%、コーティング層の厚みは106μであった。
実施例3 SiMA/MMA仕込みモル比5/1で実施例2と同様
な実験を行ない、表3の結果を得た◎尚、このときの8
1 MA含有率は76 mat%で、コーティング層の
厚みは239μであった。
実施例4 実施例1と同様にして、SIMAとn−ブチルメタクリ
レート(n−BuMA)との共重合(仕込みモル比Si
MA/n−BuMA=]/7 )を行ない、可撓性及び
機械的強度を有する均一膜を得た。SiMA含有率は9
.3mot%で厚さは89μであった。
該層を用いて種々のアルコール水溶液の浸透気化分離実
験を行ない表4の結果を得た。
実施例5 81 MA / n −B!MAの仕込みモル比をl/
1として、実施例4と全く同様にして可撓性及びi械的
強度を有する均一膜を得た。このとき得られた均一膜の
厚さ及び81 MA含有率は135μ、56.3局t%
であった。該層を用いて種々のアルコール水溶液の浸透
気化分離実験を行ない表5の結果を得たり実施例6 実施例1と同様にして、81 MAと2−エチルへキシ
ルメタクリレート(EHMA )との共重合(仕込みモ
ル比SiMA/EHMA=1/2 )を行ない、可撓性
及び機械的強度を有する均一膜を得た。
該層のSi MA含有率は35 mot%で、厚さは1
02μであった。該層を用いてメタノール水溶液の浸透
気化分離実験を行ない表6の結果を得た。
実施例7 SIMA/EHMAの共重合体(仕込みモル比SIMA
/EHMA=1 )の複合膜を実施例2と同様にして作
成し、種々のアルコール水溶液の浸透気化分離実験を行
なった。このときの81 MAの含有率は54.6 m
oj %でコート層の厚みは100μであフた。得られ
た結果を表7に示した。
実施例8 実施例5で得られた81 MA / n −Bu MA
共重合体均一膜を用いて、種々の気体の透過係数を測定
したところ、以下の結果が得られた0 実施例9 実施例4で得られたSi MA / n −Bu MA
共重合体均一膜を用いて、酸素、チン素の透過係数を求
めたところ次のような結果が得られた。
PO2−4,65ct/I ・an/’cj ・aec
 ・cmHy(30℃)、PNz=0.25cJ ・c
m/ d ・see ・cmHy (30℃)、pot
/ PN2 = 2.58 表  1 表  2 表3 表  5

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)下記一般式(A)で表わされるビニル化合物(
    I )▲数式、化学式、表等があります▼ (但し、式中R_1は水素原子またはメチル基、Xは2
    価の有機性基、l、m、nは0または正の整数である。 ) 及び疎水性基を有するビニル化合物(II)より主として
    なる共重合体から構成された選択性透過膜。
  2. (2)ビニル化合物( I )が、R_1がメチル基、X
    がトリメチレン基、l、m、nが各々1である特許請求
    の範囲第(1)項記載の選択性透過膜。
JP14525284A 1984-07-14 1984-07-14 選択性透過膜 Granted JPS6125605A (ja)

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JP14525284A JPS6125605A (ja) 1984-07-14 1984-07-14 選択性透過膜

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JP14525284A JPS6125605A (ja) 1984-07-14 1984-07-14 選択性透過膜

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JPS6125605A true JPS6125605A (ja) 1986-02-04
JPH0314493B2 JPH0314493B2 (ja) 1991-02-26

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JP14525284A Granted JPS6125605A (ja) 1984-07-14 1984-07-14 選択性透過膜

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211208A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Meiji Univ 気体分離膜
JP2012210582A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Toray Ind Inc 複合半透膜およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007211208A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Meiji Univ 気体分離膜
JP2012210582A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Toray Ind Inc 複合半透膜およびその製造方法

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