JPS61271328A - グラフト共重合体及びこれを用いた気体混合物の分離方法 - Google Patents

グラフト共重合体及びこれを用いた気体混合物の分離方法

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JPS61271328A
JPS61271328A JP60113754A JP11375485A JPS61271328A JP S61271328 A JPS61271328 A JP S61271328A JP 60113754 A JP60113754 A JP 60113754A JP 11375485 A JP11375485 A JP 11375485A JP S61271328 A JPS61271328 A JP S61271328A
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裕 長瀬
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    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/46Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、主鎖がポリフェニレンオキシド鎖、側鎖がI
リオルガノシロキサン鎖から成る新規のポリフェニレン
オキシド/ポリオルがノシロキサングラフト共重合体お
よび該共重合体から形成される気体混合物の分離膜に関
するものである。特に空気中の酸素ガスを濃縮しうる、
酸素透過量が大きくしかも優れた選択透過性と膜強度を
有する選択性気体分離膜に関するものである。
〔発明の背景および従来技術〕
膜を用いる気体分離法は、その省エネルギー性、高い安
全性および操作の簡便性の故に、急激に用途が拡大しつ
つある。その中でも混合気体から酸素を分離する技術、
特に空気から酸素を分離、濃縮する技術は有用である。
空気よシ酸素に富む空気を簡単に、かつ経済的Kg造で
きれば、各種燃焼機関、医療用機器、食品工業、廃棄物
処理などの分野に多大な貢献をすると期待される。
かかる目的に用いる膜に望まれる特性は、酸素ガスと窒
素がスの透過係数の比が大きいことと酸素ガスの透過量
が大きいことである。特に、後者は分離装置を小型化し
、処理可能な気体量を増加させる上で極めて重要である
。大きな酸素ガス透過量を得るためには、膜素材として
酸素ガスの透過係数P。2の大きなものを選び、かつ膜
の厚みをできるだけ薄くする必要がある。したがって、
膜素材としては薄膜化に耐え得るための充分な膜強度を
有することが重要である。
これまで知られている高分子膜のうち、大きな気体の透
過係数P(以下、特にことわらない限シ、透過係数の単
位をcm” (STP)・4会z・sea・cmHgと
する。)を有する膜の代表としてポリジメチルシロキサ
ンを挙げることができる。その摺素ガスの透過係数P。
2は6 X 10”−8と透過性は高いが、酸素がスふ
ロ畳イフ小A牌砥勅ry(層重ゼプ箇溪4黒孤勅Po/
窒素ガスの透過係数pN2) 2.0と低い。さらにI
リゾメチルシロキサンは膜の機械的強度が小さいため、
数十μm以下では実際の使用に耐え得る膜とすることが
できない。このため、充分な気体透過量を有する膜を得
ることが難しい。ポリジメチルシロキサンの製膜性を改
善する目的で、ぼりジメチルシロキサンとポリカーブネ
ートやポリα−メチルスチレン等機械的強度の高いポリ
マーとの共重合体が開発されているが(例えば、米国特
許第3.980.456号、同第3.874,986号
、特開昭56−26.504号など)、酸素の透過係数
P。2が低下したり、分離係数αが不充分であるなど必
ずしも満足するものとはいえなかった。
&IJ−2.6−シメチルーp−7エニレンオキシドに
代表されるポリフェニレンオキシドは酸素の透過係数お
よび分離係数が比較的高い酸素富化膜素材として知られ
ているが(例えばポリ2,6−ジメチル−p−フェニレ
ンオキシドの場合Po2=1.58X10−’、α= 
4.2 )、その透過係数を比べるとポリジメチルシロ
キサ/の約1/30程度であシ・またガラス転移点が高
く(約210℃)堅いIリマーであるため、溶媒キャス
ト法等による製膜が困難な素材である。したがって、ポ
リフェニレンオキシドを膜として用いる場合には従来押
出し成型法による製膜を行うか、またはポリスチレン、
ポリカーゴネートまたはポリシロキサン共重合体等の製
膜性に優れた材料とブレンドするかあるいは複合膜とし
て用いることが提案されている(例えば、特開昭57−
150423号、特開昭58−95538号、特開昭5
8−22341 ’1号、特開昭59−301号、特開
昭59−203604号など)。しかしながら、押出し
成型法では数十μm以下の薄膜とすることは困難である
し、またブレンドや複合膜として用いるとポリフェニレ
ンオキシド自身の透過係数および分離係数を損う場合が
多い。
〔発明の目的〕
本発明は上に述べたポリジメチルシロキサンに比べ気体
透過係数が低く、また薄膜形成能に劣るポリフェニレン
オキシドの欠点を、ポリフェニレンオキシドにポリシロ
キサン鎖を導入することにより改善し、高い気体分離性
を維持しつつ、気体透過係数がポリジメチルシロキサン
と同程度であシ、かつ充分な膜強度を有する薄膜を形成
することのできる成膜性に優れた膜素材および気体混合
物を極めて効率的に分離する膜を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明者等は、ポリフェニレンオキシドのもつ高い気体
分離性を生かし、かつ気体透過係数がIリジ、メチルシ
ロキサンと同程度であり、さらに充分な膜強度を有する
薄膜を形成することのできる成膜性に優れた膜素材を得
るべく鋭意検討した。
その結果、ポリフェニレンオキシドにポリシロキサン鎖
を導入して得られる?リフエニン/オキシド/ポリオル
がノシロキサングラフト共重合体が、良好な成膜性を示
すと共に、ポリフェニレンオキシドをはるかに上回るポ
リジメチルシロキサンと同程度の気体透過係数を有し、
かつポリジメチルシロキサンを上面る気体分離係数を示
すことを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、繰り返し単位が一般式(式中、B
1.B2は同一あるいは異ってもよく、水繰り返し単位
ごとに任意に異ってもよい。ただし、Yは2価の有機基
、2はポリオルガノシロキサン鎖、R1−R5は同一あ
るいは異ってもよくアルキル基、置換アルキル基、フェ
ニル基または置換フェニル基である。A1はメチル基ま
たは単位ごとに任意に異ってもよい。A2はメチル基あ
か一方またはハロゲン原子またはアルコキシ基でで表さ
れる基の場合、繰り返し単位ごとに任意に異ってもよい
。)からなり、主鎖のポリフェニレンオキシドの繰υ返
し単位と側鎖のポリオルがノシロキサンの繰り返し単位
とのモル比が80/20から10/90の範囲にあり、
分子量が少くとも1万のポリフェニレンオキシド/ポリ
オルガノシロキサングラフト共重合体および該共重合体
から形成される気体混合物の分離膜に関するものである
なお、上記定義中の2価の有機基としては、置換もしく
は無置換のポリメチレン鎖(炭素数2以上)、フェニレ
ンポリメチレン基、←(≠シー0−CH2CH2CH2
−で示される基等を例示することができる。また、上記
定義中のポリオルガノシロキサン鎖とは、繰り返し単位
が一般式 %式%() (式中、R6、17は同一あるいは異ってもよく、アル
キル基、置換アルキル基、フェニル基又は置換フェニル
基であシ、繰り返し単位ごとに任意に異なってもよい。
) で表される基である。
本発明の前記一般式(1)で表される繰り返し単位から
成るポリフェニレンオキシド/ポリオルがノシロキサン
グラ7ト共重合体は、繰り返し単位が一般式 (式中、Aはハロダン原子、メチル基またはアルコキシ
基である。) で表されるポリフェニレンオキシドを強塩基と反応させ
た後、一般式 (式中、Xはハロダン原子、Yは2価の有機基、2はポ
リオルがノシロキサン鎖、R1−R5は同一あるいは異
ってもよく、アルキル基、置換アルキル基、フェニル基
、置換フェニル基である。)で表される片末端反応性テ
リオルガノシロキサンと反応させることによシ合成する
ことができる。
原料となる一般式(II[)で表されるポリフェニレン
オキシドとしては例えば、ポリ(2,6−ジメチル−p
−フェニレンオキシド)、ポリ(2−メチル−6−クロ
ロ−p−フェニレンオキシド)、ポリ(2−メfルー6
−フルオローp−7エニレンオキシド)、ポリ(2−メ
チル−6−ノドキシ−p−フェニレンオキシド)、ポリ
(2−メチル−6−二トキシーp−フェニレンオキシド
)等f:;hケることかできる。
これらのポリフェニレンオキシドは2.6−二置換フェ
ノール類の酸化カップリング反応によシ合成することが
でき(例えば、J、Am、Chem、 Soc、。
第81巻、6335ページ)、またその一部は市販され
ている。
強塩基としては、メチルリチウム、n−ブチルリチウム
、t−ブチルリチウム、フェニルリチウム、リチウムジ
イソプロピルアミド等の有機リチウム化合物、水素化カ
リウム、水素化ナトリウム等のアルカリ金属水素化物、
ヨウ化メチルマグネシウム、臭化エチルマグネシウム、
臭化フェニルマグネシウム等のグリニヤール化合物等を
例示することができるが、反応効率の点で有機リチウム
化合物が好ましい。これらの強塩基は通常原料のポリフ
ェニレンオキシドの繰り返し単位に対して通常0.01
〜4自量用い、この量によって、ポリオルガノシロキサ
ン鎖の導入率を制御できる。
また、これらの塩基との反応を、N、N、N’、N’−
テトラメチルエチレンジアミン等のジアミンの存在下に
行なうと反応が円滑に進行する点で好ましい。
本反応に用いる溶媒としては、ポリフェニレンオキシド
”およびポリオルガノシロキサンを共に溶解する溶媒で
あれば何でもよく、例えばトルエン、ベンゼン、テトラ
ヒドロフラン、n−ヘキサノ、クロロホルム、四塩化炭
素等の有機溶媒を用いることができる。
また反応温度としては通常室温付近で好適に反応が進行
するが、40〜150℃に加熱することにより、ポリオ
ルがノシロキサン鎖の導入率をさらに高めることもでき
る。
前記一般式(F/)で表される片末端反応性ポリオルが
ノシロキサンの一例としては、 CH3CH。
CH3C2H5 等を例示することができる。ただし、上記式中2は繰り
返し単位が前記一般式(II>で表されるポリオルガノ
シロキサン鎖で、その繰り返し単位の一例をあげると 等を例示することができる。
前記一般式〇V)で表される片末端反応性ポリオルがノ
シロキサ/は、例えば、下記の反応式で示す如く、三置
換シラノールに等モル量のn −BuLiを加えること
により得られるシラル−ドアニオyt[始剤として、シ
クロシロキサン化合物をリビングアニオン重合し、ヒド
ロシリル基を有するハロシラン化合物を用いて反応を停
止して得られル片末端ヒドロシリル化ポリオルがノシロ
キサンと、炭素−炭素二重結合を有する/・ロシラ/化
合物とのヒドロシリル化反応を行うことによシ合成する
ことができる。(参考側参照) (式中、nば1以上、pは3以上の整数、Xは)・ロダ
ン原子、Y′は炭素−炭素二重結合を有する基、Yは2
価の有機基、R1−R7は同一あるいは異ってもよく、
アルキル基、置換アルキル基、フェニル基又は置換フェ
ニル基である。ただし、R、Rは繰り返し単位ごとに任
意に異ってもよい。)ここで用いる炭素−炭素二重結合
を有するノ・ロシラン化合物としては、 CH5CH。
CH,CH。
H3 等を例示することができる。また、上記のヒドロシリル
化反応にあたっては触媒の使用が必須であシ、触媒とし
ては塩化白金酸を用いるのが最も一般的であるが、その
他にも・ぐラジウムやロジウムを含む金属錯体が使用可
能である。反応は溶媒中で行なうのが好ましく、溶媒と
しては、ヘキサン。
ぺ/ゼン、トルエン、アセトン、トリクロロエチレン、
四塩化炭素、 THFなどを用いることができる。反応
温度は、60℃〜130℃の温度範囲で行い、またアル
コ9ンや窒素等の不活性気体雰囲気下で行なうことが好
ましい。
上記の方法で得られる前記一般式(IV)で表される片
末端反応性ポリオルがノシロキサンを、強塩基に対して
0.5〜3.0当量好ましくはQ、9〜2.0当量用い
ることにより収率良く目的とする本発明のグラフト共重
合体を得ることができる。
本反応は上記のポリフェニレンオキシドと強塩基との反
応にひき続き、同一容器内で連続的に行うことができる
反応温度は好ましくは0〜150℃の範囲であシ、よシ
好ましくは室温付近である。反応温度が0℃以下では反
応速度が減少し、また反応温度を150℃以上で行って
も反応率の向上は期待できない。
本発明のグラフト共重合体を気体分離膜として用いる場
合には、主鎖ポリフェニレンオキシドの繰り返し単位と
側鎖ポリオルガノシロキサンの繰り返し単位とのモル比
が80/20から10/90の範囲にあることが必要で
ある。すなわちこの範囲よりポリオルガノシロキサン単
位が少ないと、得られる膜の機械的強度が充分でなく、
さらに気体の透過性が低くなりすぎ、また多いとガラス
転移温度が低くなりすぎるため製膜性が悪くな如薄膜が
得にくくなる。上記のモル比の範囲のグラフト共重合体
は、前述の合成方法において強塩基の量および片末端反
応性ポリオルガノシロキサンの量および鎖長を調整する
ことによシ得ることができる。
また、共重合体の分子量は膜強度の点から大きいことが
望ましく、通常1万以上、特に好ましくは5万以上であ
る。
本発明のグラフト共重合体はトルエン、ベンゼン、エチ
ルベンゼン、キシレン等の芳香族系溶媒、四塩化炭素、
クロロホルム、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化
水素あるいはジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等
のエーテル系溶媒に可溶で、アルコール類または水に対
しては不溶性である。
本発明のグラフト共重合体の製膜方法としては、特に限
定されることなく公知あるいは周知の手段を用いること
ができる。例えば、キャスト溶液から金属上、ガラス板
上、水面上などで溶媒を蒸発させて製膜することができ
る。また、多孔質の支持体を溶液に浸漬したのちにひき
上げたシ、溶液を塗布、乾燥させるなどの方法も採用す
ることができる。
本発明の膜は、充分な気体透過量を与えかつ実用的な強
度を持つために、膜の厚さが0.05〜100μm特に
0.1〜50μmのものが好ましく用いられる。膜厚が
1μm以下の薄膜では支持体とともに用いることが好ま
しい。支持体としては、織布状支持体、不織布状支持体
、ミクロフィルター、限外ろ過膜など膜を支持する充分
な強度を有する多孔質体であれば、これを用いることが
できる。
本発明の膜は平膜、管状膜、中空糸膜など、いかなる形
態においても用いることができる。
本発明のグラフト共重合体から形成される膜を用いて気
体混合物を分離、濃縮する場合に対象となる気体混合物
としては、例えば水素、ヘリウム。
酸素、窒素、二酸化炭素、−酸化炭素、メタン。
エタ、ン、プロノ臂ン、エチレン等の気体混合物があげ
られる。
本発明のポリシロキサン鎖を側鎖にもつグラフト共重合
体より形成される膜は、原料の?リフェニレンオキシド
よシ得られる膜に比べ、機械的強度および気体透過速度
が大幅に増大する。他方、酸素ガスと窒素ガスの分離係
数αは約2.5以上となシ、優れた選択透過膜であるこ
とが判明した。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明のIジフェニレンオキシド/ポリ
オルガノシロキサングラフト共重合体は、ポリフェニレ
ンオキシドのもつ気体透過性が低く薄膜形成能に劣ると
いう欠点を大幅に改善し、高い気体透過性と分離性を有
し、かつ充分な膜強度を有する薄膜を形成することので
きる成膜性に優れた膜素材となシ得る。したがって、本
発明のグラフト共重合体から形成される膜を用いて空気
からの酸素富化等種々の気体混合物の分離、!!縮を極
めて効率良く行うことができる。
〔実施例〕
以下に、実施例および参考例によシ本発明をさらに詳し
く説明する。ただし、本発明がこれらに限定されるもの
ではないことはもちろんである。
参考例1 トリエチルシラノール2.16 t (14,6mmo
t)を乾燥THF 10 mに溶解し、アルゴンガス気
流下にて1.60 mo4/l f) n −BuL1
ヘキサン溶液10,5tel (16,8mmot )
を加えた。10分間撹拌した後、さらにヘキサメチルシ
クロトリシロキサン13.74f(185,3mrno
t )を乾燥THF 120 mlに溶解した溶液を加
え、アルゴンガス気流下で室温にて22時間撹拌した。
この溶液に停止剤としてジメチルクロロシラy 4 m
l (36,7rrmot )を加え、リビング重合を
停止した。次に減圧下で溶媒を除去した後生成した塩を
ろ別し、0.1 mHg以下の真空下で200℃にて6
時間加熱して未反応のシクロシロキサンおよび過剰の停
止剤を除去したところ、無色透明な粘性液体15.15
Fを与えた。得られたポリマーについてIR測測定NM
R測定を行い、その構た。また平均重合度面は毘におけ
るプロトン比基準で約10.2であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサン4.4
Ofを乾燥トルエン40mに溶解し、アルゴンガス気流
下にてビニルジメチルクロロシラン1.2−および触媒
として塩化白金酸エタノール溶液(0,193mole
/A ) 7μlを加え、80℃で1.5時間加熱撹拌
した。この溶液をIR測測定たところ原料のポリオルガ
ノシロキサン末端のSt −H結合に基づく吸収ピーク
(2175Iff−’)は完全に消失していた。この溶
液からアルコ9ン気流中で溶媒および過剰のジメチルク
ロロシラ/を蒸発除去し、片末端ジメチルクロロシリル
化ポリオルガノシロキサンを得た。
実施例1 アルドリッチ社製、数平均分子量1.70X10’、重
量平均分子量4.64X10’のポリ(2,6−ジメチ
ル−p−フェニレンオキシド)1.0r(8,3O−o
L )をTlff100dに溶解し、N 、N 、N’
、N’−テトラメチルエチレンジアミン0.625m1
(4,20mmoA)、n−ブチルリチウムヘキサン溶
液(1,6mollt ) 2.6 d (4,16m
rriot )を加え、アルゴン気流下室温にて4時間
撹拌したところ、反応溶液が赤色を呈した。さらに参考
例1で得られた片末端ジメチルクロロシリル化ポリオル
ガノシロキサン3.3fを加えて室温にて15分間撹拌
した後、反応溶液が赤色から白濁溶液へと変化したこと
を確認した後、反応溶液をメタノール2ノに注ぎ、沈殿
を生成せしめた。得られた沈殿をろ別し、トルエン50
−に溶解し、メタノール2ノに再沈殿した後、ろ別し乾
燥したところ1.3Ofの白色ポリマ〜を得た。得られ
たポリマーについてテトラヒドロ7ランを溶媒としてG
PCを用いて分子量測定した結果、ポリスチレン換算値
で、数平均分子量4.13X10’、重量平均分子量1
.34 X 105−t’&つた0 また脇およびIRを測定し九結果、以下に示すピークを
検出した。
δ(CDCl2・ppm) : 0.10 (s) 、
 0.20 (g) 。
0.63 (s) 、 0.95 (t) =1.55
 (t) 、 2.26 (s) 。
5.67(s) xRの特性吸収(m−’):  2980.1605.
1480 。
1390.1300.1260゜ 1190.1080.1040 。
840.800 これらのピークより、生成プリマーは原料のポリ(2,
6−シメチルフエニレンオキシド)の核置換メチル基上
の水素および主鎖フェニレン環上の水素の一部が される基に置換された構造を有するポリフェニレンオキ
シド/ポリオルがシクロキサングラフト共重合体である
ことを確認した。さらに、上記のNMRピークの積分比
よシ得られたグラフト共重合体の主鎖、j? IJフェ
ニレンオキシド単量体単位と側鎖ポリオルがシクロキサ
ン単量体単位のモル比を算出したところ、24/76で
あった。また、生成ポリマーの元素分析値を以下だ示す
元素分析値(%χC,49,75、H,7,79このよ
うにして得られたグラフト共重合体をそれぞれトルエン
に溶解した後テフロン板上に流延し、トルエンをゆっく
りと蒸発除去することにより、膜厚が20μmの丈夫な
均質漢が得られた。得られた膜を気体透過装置に装着し
、高真空の圧力法によシ酸素および窒素の透過係数を測
定した。
その結果を表1に示す。
参考例2 トリエチルシラノール2.16 f (14,6mmo
L )を乾燥THF 10 mlに溶解し、アルゴンガ
ス気流下にてl、 60 mol/lの!II −Bu
Li ヘキサン溶液10.1ml (16,2mmot
 )を加えた。10分間撹拌した後、さらにヘキサメチ
ルシクロトリシロキサン6.52r(87,9mrno
L )を乾燥THF 60 mJに溶解した溶液を加え
、アルゴンがス気流下で室温にて22時間かくはんした
。この溶液に停止剤としてジメチルクロロシラ74 r
rtl (36,7rmnoL )を加え、リビング重
合を停止した。次に減圧下で溶媒を除去した後生成した
塩をろ別し、O,L tetrHg以下の真空下で20
0℃にて6時間加熱して未反応のシクロシロキサンおよ
び過剰の停止剤を除去したところ、無色透明な粘性液体
9.05ft与えた。得られたポリマーについてIR測
測定稀迅測定を行い、その構造が であることを確認した。また重合度mは闇におけるプロ
トン比基準で約5.1であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサン9.0
2を乾燥トルエン60m/に溶解し、アルコ9ンガス気
流下にてビニルジメチルクロロシラン6.0コおよび触
媒として塩化白金酸エタノール溶液(0,193mol
eμ)7μtを加え、80℃で1.5時間加熱かくはん
した。この溶液をIR測測定たところ原料のポリオルガ
ノシロキサン末端の5t−H結合に基づく吸収ピーク(
2175m−’)は完全に消失していた。この溶液から
アルゴン気流中で溶媒および過剰のジメチルクロロシラ
ンを蒸発除去し、片末端ジメチルクロロシリル化ポリオ
ルガノシロキサンを得た。
実施例2 アルドリッチ社製、数平均分子量1.70X10’、重
量平均分子量4.64X10’のポリ(2,6−fメチ
ル−p−フェニレンオキシド)1.0r(8,30mm
ot)をT)(F 100 dに溶解し、NININ’
IN’−テトラメチルエチレンジアミン0.63 ma
l (4,21mmot)、n−ブチルリチウムへキサ
ン溶液(1,6mot/l )2、6 ml (4,1
6mmoL )を加え、アルゴン気流下室温にて4時間
撹拌したところ、反応溶液が赤色を呈した。さらに、参
考例2で得られた片末端ジメチルクロロシリル化ポリオ
ルガノシロキサン4.02を加えて室温にて15分間撹
拌した後、反応溶液が赤色から白濁溶液へと変化したこ
とを確認した後、反応溶液をメタノール2tに注ぎ、沈
殿を生成せしめた。得られた沈殿をろ別し、トルエン5
0ゴに溶解し、メタノール2tに再沈殿した後、ろ別し
乾燥したところ1.21Fの白色ポリマーを得た。得ら
れたポリマーについてテトラヒドロフランを溶媒として
GPCを用いて分子量測定した結果、ポリスチレン換算
値で、数平均分子t3.45×104、重量平均分子量
1.11×105であった。
また、NMRを測定した結果、以下に示すピークを検出
した。IRの特性吸収は実施例1と同様であった。
δ(CDCl2. ppm) : 0.10 (s) 
、 0.20 (s) 。
0.63 (s) 、 0.95 (t) 。
1.55 (t) 、 2.26 (a) 。
6.67(s) これらのピークおよびIR測測定結果より、生成ポリマ
ーは原料のポリ(2,6−シメチルフエニレンオキシド
)の核置換メチル基上の水素および主鎖フェニレン環上
の水素の一部が れる基に置換された構造を有するポリフェニレンオキシ
ド/ポリオルガノシロキサングラフト共重合体であるこ
とを確認した。さらに、上記のFGIRピークの積分比
よシ得られたグラフト共重合体の主鎖ポリフェニレンオ
キシド単量体単位と側鎖ポリオルガノシロキサン単量体
単位のモル比を算出したところ、39/61であった。
また、生成ポリマーの元素分析値を以下に示す。
元素分析値(%)、C,57,11、H,7,5にのよ
うにして得られたグラフト共重合体をそれぞれトルエン
に溶解した後テフロン板上に流延し、トルエンをゆっく
りと蒸発除去することによシ、膜厚が18μmの丈夫な
均質膜が得られた。得られた膜を気体透過装置に装着し
、高真空の圧力法によシ酸素および窒素の透過係数を測
定した。
その結果を表1に示す。
参考例3 トリエチルシラノール2.16 f (14,6mmo
t)を乾燥THF 10−に溶解し、アルゴンガス気流
下にてl、 60 mo4/lのn −BuLi ヘキ
サン溶液10.1vtl (16,2mraoL )を
加えた。10分間撹拌した後、さらにヘキサメチルシク
ロトリシロキサン21.72F(2,92,8mmot
)を乾燥THF 190 mlに溶解した溶液を加え、
アルゴンガス気流下で室温にて22時間かくはんした。
この溶液に停止剤としてジメチルクロロシラン4 ml
 (36,7mmot)を加え、リビング重合を停止し
た。次に減圧下で溶媒を除去した後生成した塩をろ別し
、0.1 w Hg以下の真空下で200℃にて6時間
加熱して未反応のシクロシロキサンおよび過剰の停止剤
を除去したところ、無色透明な粘性液体21.21Fを
与えた。得られたポリマーについてIR測測定褐侃測定
を行い、その構造が であることを確認した。また重合度mはNMRにおける
プロトン比基準で約17.6であった。
このようにして得られたポリオルがシクロキサン15.
2rを乾燥トルエン60rnlに溶解し、アルゴンがス
気流下にてビニルジメチルクロロシラン2.4コおよび
触媒として塩化白金酸エタノール溶液(0,193mo
le/l) 10μtを加え、80℃で1.5時間加熱
かくはんした。この溶液をIR測測定たところ原料のポ
リオルガノシロキサン末端の5t−U結合に基づく吸収
ピーク(2175m−’ )は完全に消失していた。こ
の溶液からアルゴン気流中で溶媒および過剰のジメチル
クロロシランを蒸発除去し、片末端ジメチルクロロシリ
ル化ポリオルガノシロキサンを得た。
実施例3 アルドリッチ社製、数平均分子量1,70X10、重量
平均分子量4.64X10’のポリ(2,6−ジメチル
−p−フェニレンオキシド)1,0r(3,30mmo
t)をTHF 1001nlに溶解し、N、N、N’、
N’−テトラメチルエチレンジアミン0.63TILl
(4,21醒ot)、n−ブチルリチウムヘキサン溶液
(1,6mo4/L )2、6 mA! (4,16m
noL )を加え、アルゴン気流下室温にて4時間撹拌
したところ、反応溶液が赤色を呈した。さらに、参考例
3で得られた片末端ジメチルクロロシリル化ポリオルガ
ノシロキサン10.2tを加えて室温にて15分間撹拌
した後、反応溶液が赤色から白濁溶液へと変化したこと
を確認した後、反応溶液をメタノール2tに注ぎ、沈殿
を生成せしめた。得られた沈殿をろ別し、トルエン50
mJに溶解し、メタノール2tに再沈殿した後、ろ別し
乾燥したところ2.78fの白色ビリマーを得た。得ら
れたポリマーについてテトラヒドロフランを溶媒として
GPCを用いて分子量測定した結果、ポリスチレン換算
値で、数平均分子量5,85×104、重量平均分子量
1.95XIQであった。
また、NMRを測定した結果、以下に示すピークを検出
した。IRの特性吸収は実施例1と同様であったO a (CDCl2.ppm)  : 0.10 (s)
 、0.20 (s) 。
0.63 (s) 、0.95 (t) 。
1.55 (t) 、2.26 (s) 。
6.67(s) これらのピークおよびIR測測定結果より、生成ポリマ
ーは原料のポリ(2,6−シメチルフエニレンオキシド
)の核置換メチル基上の水素および主鎖フェニレン環上
の水素の一部が 表される基に置換された構造を有するポリフェニレンオ
キシド/ポリオルガノシロキサンゲラスト共重合体であ
ることを確認した。さらに、上記のNMRピークの積分
比より得られたグラフト共重合体の主鎖ポリフェニレン
オキシド単量体単位と側鎖2リオルがシクロキサン単量
体単位のモル比を算出したところ、24/76であった
。また、生成ポリマーの元素分析値を以下に示す。
元素分析値(チ)、C,46,11、H,7,51この
ようにして得られたグラフト共重合体をそれぞれトルエ
ンに溶解した後テフロン板上に流延し、トルエンをゆり
くシと蒸発除去することにょシ、膜厚が12μmの丈夫
な均質膜が得られた。得られた膜を気体透過装置に装着
し、高真空の圧力法によシ酸素および窒素の透過係数を
測定した。
その結果を表1に示す。
参考例4 トリメチルシラノール1.61 f (17,8mmo
t )を乾燥THF 10 mlに溶解し、アルゴンガ
ス気流下にて1.60 mo4/1.のn −BuLi
ヘキサン溶液13.4114! (21,4y画oL 
)を加えた。10分間撹拌した後、さらにヘキサメチル
シクロトリシロキサン7.969(107mmot)お
よびトリス(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリ
メチルシクロトリシロキサン11.17 f (71,
5mmoL )を乾燥THF150rILeに溶解した
溶液を加え、アルゴンガス気流下で室温にて20時間撹
拌した。この溶液に停止剤としてジメチルクロロシラン
4 at (36,7mmot)を加え、リビング重合
を停止した。次に減圧下で溶媒を除去した後生成した塩
をろ別し、0.1 mHg以下の真空下で200℃にて
6時間加熱して未反応のシクロシロキサンおよび過剰の
停止剤を除去したところ、無色透明な粘性液体18.5
Orを与えた。得られた。% IJママ一ついてIR測
測定NMR測定を行い、その構造が fシクロキサン鎖であることを確認した。また毘におけ
るプロトン比基準で、繰り返し単位であシ平均重合度は
約10.9であった。
このようにして得られたポリオルガノシロキサン9,5
52を乾燥トルエン60tnlに溶解し、アルゴンガス
気流下にでビニルジメチルクロロシラン1、7 tug
および触媒として塩化白金酸エタノール溶液(0,19
3mole/l) 10μtを加え、80℃で1.5時
間加熱撹拌した。この溶液をIR測測定たところ原料の
ポリオルがシクロキサン末端の5L−H結合に基づく吸
収ピーク(21750−1)は完全に消失していた。こ
の溶液からアルゴン気流中で溶媒および過剰のジメチル
クロロシランを蒸発除去し、片末端ジメチルクロロシリ
ル化ポリオルがシクロキサンを得た。
実施例4 アルドリッチ社製、数平均分子ftx、7oxxo’、
重量平均分子ft4.64x104のポリ(2,6−ジ
メチに−p −7−二Vンオ*’/ l’) 1.Of
 (8,30胴@t)をTHF 100 mlに溶解し
、N 、N 、N’、N’−テトラメチルエチレンジア
ミン0.625 ml (4,20mmot )、n−
ブチルリチウムへキサ/溶液(1,6mo4/l)2、
6 rut (4,16mmoL )を加え、アルゴン
気流下室温にて4時間撹拌したところ、反応溶液が赤色
を呈した。さらに参考例4で得られた片末端ジメチルク
ロロシリル化ポリオルがシクロキサン8.3Fを加えて
室温にて15分間撹拌した後、反応溶液が赤色から白濁
溶液へと変化したことを確認した後、反応溶液をメタノ
ール2tに注ぎ、沈殿を生成せしめた。得られた沈殿を
ろ別し、トルエン50−に溶解し、メタノール2tに再
沈殿した後、ろ別し乾燥したところ1.589の白色ポ
リマーを得た。得られたポリマーについてテトラヒPロ
フランを溶媒としてcpcを用いて分子量測定した結果
、ポリスチレン換算値で、数平均分子量3.78×10
4、重量平均分子量1.38X105であった。
またNMRおよびrRを測定した結果、以下に示すピー
クを検出した。
δ(CDCl2・ppm )  : 0.10 (a)
 、 0.20 (s) 。
0.63 (s) 、 0.75 (t) 。
1.25 (t) 、 2.26 (s) 。
6.67(s) IRの特性吸収(c!n−’):  2980.160
5.1480 。
1390.1300,1260゜ 1210.1190,1080゜ 1020.900,840,800゜ これらのピークより、生成ポリマーは原料のポリ(2,
6−ジメチルフェニレンオキシド)の核置換メチル基上
の水素、および主鎖フェニレン環上の水素の一部が CH2CH2CF3 CH。
リオルガノシロキサンであり、繰り返し単位+S io
+CI(。
菅5 および−4sto÷−0モル比は7:3であり、平CH
2C)I2CF。
均重合度は約10.9である。)で表わされる基に置換
された構造を有するIジフェニレンオキシド/ポリオル
ガノシロキサングラフト共重合体であることを確認した
。さらに、上記のNMRピークの積分比よシ得られたグ
ラフト共重合体の主鎖ポリフェニレンオキシド単量体単
位と側鎖ポリオルガノシロキサン単量体単位のモル比を
算出したところ、41A9でありた。また、生成/ I
Jママ−元素分析値を以下に示す。
元素分析値(チ)、C,42,21、H,7,01この
ようにして得られたグラフト共重合体をそれぞれトルエ
ンに溶解した後テフロン板上に流延し、トルエンをゆり
くシと蒸発除去することにより、膜厚が15μmの丈夫
な均質膜が得られた。得られた膜を気体透過装置に装着
し、高真空の正方法により酸素および窒素の透過係数を
測定した。
その結果を表1に示す。
表  1

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)繰り返し単位が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、B^1、B^2は同一あるいは異ってもよく、
    水素原子または▲数式、化学式、表等があります▼で表
    される基であり、 繰り返し単位ごとに任意に異ってもよい。ただし、Yは
    2価の有機基、Zはポリオルガノシロキサン鎖、R^1
    〜R^5は同一あるいは異ってもよくアルキル基、置換
    アルキル基、フェニル基または置換フェニル基である。 A^1はメチル基または ▲数式、化学式、表等があります▼で表される基であり
    、繰り返し 単位ごとに任意に異ってもよい。A^2はメチル基ある
    いは▲数式、化学式、表等があります▼で表される基の
    いずれか 一方またはハロゲン原子またはアルコキシ基であり、た
    だしメチル基あるいは▲数式、化学式、表等があります
    ▼で 表される基の場合、繰り返し単位ごとに任意に異っても
    よい。)からなり、主鎖のポリフェニレンオキシドの繰
    り返し単位と側鎖のポリオルガノシロキサンの繰り返し
    単位とのモル比が80/20から10/90の範囲にあ
    り、分子量が少くとも1万のポリフェニレンオキシド/
    ポリオルガノシロキサングラフト共重合体。
  2. (2)繰り返し単位が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、B^1、B^2は同一あるいは異ってもよく、
    水素原子または▲数式、化学式、表等があります▼で表
    される基であり、 繰り返し単位ごとに任意に異ってもよい。ただしYは2
    価の有機基、Zはポリオルガノシロキサン鎖、R^1〜
    R^5は同一あるいは異ってもよく、アルキル基、置換
    アルキル基、フェニル基または置換フェニル基である。 A^1はメチル基または▲数式、化学式、表等がありま
    す▼で表される基であり、繰り返し 単位ごとに任意に異ってもよい。A^2はメチル基ある
    いは▲数式、化学式、表等があります▼で表される基の
    いずれか 一方またはハロゲン原子またはアルコキシ基であり、た
    だしメチル基あるいは▲数式、化学式、表等があります
    ▼で 表わされる基の場合、繰り返し単位ごとに任意に異って
    もよい。)からなり、主鎖のポリフェニレンオキシドの
    繰り返し単位と側鎖のポリオルガノシロキサンの繰り返
    し単位とのモル比が80/20から10/90の範囲に
    あり、分子量が少くとも1万のポリフェニレンオキシド
    /ポリオルガノシロキサングラフト共重合体から形成さ
    れる気体混合物の分離膜。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07196812A (ja) * 1993-10-21 1995-08-01 General Electric Co <Ge> ポリアリーレンエーテル−オルガノポリシロキサン共重合体
WO2018134074A1 (en) * 2017-01-19 2018-07-26 Basf Se New membranes

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