JPS6161613A - 気体分離用膜 - Google Patents
気体分離用膜Info
- Publication number
- JPS6161613A JPS6161613A JP18373384A JP18373384A JPS6161613A JP S6161613 A JPS6161613 A JP S6161613A JP 18373384 A JP18373384 A JP 18373384A JP 18373384 A JP18373384 A JP 18373384A JP S6161613 A JPS6161613 A JP S6161613A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas separation
- deltah
- separation membrane
- substituted polystyrene
- calculated
- 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は気体分離用ポリスチレン膜に関するものである
。従来、気体分離用膜としてはゴム状ポリマーを用いた
ものと、ガラス状ポリマーを用いたものとが知られてい
る。ゴム状ポリマーは一般に高い気体透過性を示すが、
選択性が低い。しかも、架橋操作が必要であり、強度も
弱く、このため薄膜化も困難である。従って気体分離用
膜素材としてはガラス状ポリマーが好ましい。ガラス状
ポリマーとしては透過性能の良い素材としては従来ポリ
(2,6−シメチルー1.4−オキシフェニレン)が知
られているが、水素透過係数は46.3X10−10a
d ・an/ oA ・sec ・cmllgでより高
性能の気体分離膜の開発が望まれていた。しかし、高性
能の気体分離膜を開発する上で実用上有効な指標が今日
まで知られていなかった。そこで、本発明者は鋭意研究
を重ねた結果、広幅NMRの2次モーメントの分子間項
(△H”) 1nterがポリマーの気体透過性の有用
な指標となることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を成すに至った。
。従来、気体分離用膜としてはゴム状ポリマーを用いた
ものと、ガラス状ポリマーを用いたものとが知られてい
る。ゴム状ポリマーは一般に高い気体透過性を示すが、
選択性が低い。しかも、架橋操作が必要であり、強度も
弱く、このため薄膜化も困難である。従って気体分離用
膜素材としてはガラス状ポリマーが好ましい。ガラス状
ポリマーとしては透過性能の良い素材としては従来ポリ
(2,6−シメチルー1.4−オキシフェニレン)が知
られているが、水素透過係数は46.3X10−10a
d ・an/ oA ・sec ・cmllgでより高
性能の気体分離膜の開発が望まれていた。しかし、高性
能の気体分離膜を開発する上で実用上有効な指標が今日
まで知られていなかった。そこで、本発明者は鋭意研究
を重ねた結果、広幅NMRの2次モーメントの分子間項
(△H”) 1nterがポリマーの気体透過性の有用
な指標となることを見い出し、この知見に基づいて本発
明を成すに至った。
すなわち、本発明は広幅NMRの2次モーメントの分子
間項く△H”) 1nterが2.56以下の置換ポリ
スチレン又は置換ポリスチレン共重合体を用いることを
特徴とする気体分離用膜である。
間項く△H”) 1nterが2.56以下の置換ポリ
スチレン又は置換ポリスチレン共重合体を用いることを
特徴とする気体分離用膜である。
まず本発明で指標として用いられる広幅NMRの2次モ
ーメントの分子間項について説明する。
ーメントの分子間項について説明する。
広幅NMRの2次モーメントは次式で与えられる。
Hは磁場の共鳴中心よりの変位、f(H)はNMR吸収
強度である。
強度である。
分子運動が完全に凍結されている場合にはNは系内に存
在するプロトン数である。
在するプロトン数である。
プロトンには同一分子内に属するものと異なる分子に属
するものがある。(△H”>は分子内項(ΔH”) 1
ntraと分子間項くΔH”) 1nterの和となる
。
するものがある。(△H”>は分子内項(ΔH”) 1
ntraと分子間項くΔH”) 1nterの和となる
。
N分子間 ij
= く△H”> 1ntra+ (ΔH”> 1
nter■そこで、まずQuantum Chemi
sLry ProgramExchangeより入手
したN、L、八lIingerSY、H,Yuhによる
プログラムrMM2Jにより分子の最安定コンホメーシ
ョンにおけるプロトン間距離を計算し、これを基にく△
H”> 1ntraを計算した。次にこのくΔH”)
1ntraを測定より得られる(△H”)より差引くこ
とにより く△H2> 1nterを求めた。なお、く
ΔH”> 1ntraの計算はメチル基およびtert
−ブチル基が回転しているとして計算した。
nter■そこで、まずQuantum Chemi
sLry ProgramExchangeより入手
したN、L、八lIingerSY、H,Yuhによる
プログラムrMM2Jにより分子の最安定コンホメーシ
ョンにおけるプロトン間距離を計算し、これを基にく△
H”> 1ntraを計算した。次にこのくΔH”)
1ntraを測定より得られる(△H”)より差引くこ
とにより く△H2> 1nterを求めた。なお、く
ΔH”> 1ntraの計算はメチル基およびtert
−ブチル基が回転しているとして計算した。
本発明の膜素材として有用なポリマーとしては置換ポリ
スチレン又は置換ポリスチレン共重合体が用いられる。
スチレン又は置換ポリスチレン共重合体が用いられる。
置換基としてはアルキル基、芳香族炭化水素基、脂環式
炭化水素基、炭化水素置換シリル基、アルコキシ基を用
いることができるが、メチル、エチル、tert−ブチ
ル、等のアルキル基、トリメチルシリルなどの非極性で
嵩高い置換基が好ましい。特にter t−ブチル基が
好適である。置換ポリスチレン共重合体としては、置換
スチレン・アクリロニトル共重合体、置換スチレン・メ
チルメタクリレート共重合体等が含まれる。また、これ
ら素材を均質膜、非対称膜、複合膜等公知の全ての膜と
して用いることができる。さらに、膜の形態としては平
膜、中空糸等公知のすべての形態で用いられる。
炭化水素基、炭化水素置換シリル基、アルコキシ基を用
いることができるが、メチル、エチル、tert−ブチ
ル、等のアルキル基、トリメチルシリルなどの非極性で
嵩高い置換基が好ましい。特にter t−ブチル基が
好適である。置換ポリスチレン共重合体としては、置換
スチレン・アクリロニトル共重合体、置換スチレン・メ
チルメタクリレート共重合体等が含まれる。また、これ
ら素材を均質膜、非対称膜、複合膜等公知の全ての膜と
して用いることができる。さらに、膜の形態としては平
膜、中空糸等公知のすべての形態で用いられる。
本発明の気体分離用ポリスチレン膜を用いることにより
例えば水素透過係数80〜10100aj−/ cj−
sec−cmllgという高透過性の気体分離膜が実現
できる。
例えば水素透過係数80〜10100aj−/ cj−
sec−cmllgという高透過性の気体分離膜が実現
できる。
実施例
イ0合成
還流冷却器、滴下ロートを取りつけた10100O三つ
ロフラスコにポリスチレン20gと水素化カルシウム上
で蒸留した二硫化炭素300mlを仕込み、溶解させる
。これにドライボックス中で粉砕した無水塩化アルミニ
ウム6.5gを分散させた後、t−ブチルプロミドの二
硫化炭素溶液(32g/70mAりを徐々に滴下した。
ロフラスコにポリスチレン20gと水素化カルシウム上
で蒸留した二硫化炭素300mlを仕込み、溶解させる
。これにドライボックス中で粉砕した無水塩化アルミニ
ウム6.5gを分散させた後、t−ブチルプロミドの二
硫化炭素溶液(32g/70mAりを徐々に滴下した。
t−ブチルプロミドの添加量がポリスチレンに対して約
20mon+%になるまで滴下した後11滴下を停止し
、室温で約5分間かくはんした後、注射器を用いて反応
液50mj!を抜き出し、2%の塩酸を含むメタノール
中に注いでポリマーを沈澱させた。さらに滴下を続け、
t−ブチルプロミドの添加量がポリスチレンに対して、
40.60.70.80.100.120%になった時
点で同様の操作を行い、t−ブチル化率の異る試料を得
た。得られたt−ブチル化ポリスチレンはクロロホルム
−含塩酸メタノール系の再沈澱により精製した。
20mon+%になるまで滴下した後11滴下を停止し
、室温で約5分間かくはんした後、注射器を用いて反応
液50mj!を抜き出し、2%の塩酸を含むメタノール
中に注いでポリマーを沈澱させた。さらに滴下を続け、
t−ブチルプロミドの添加量がポリスチレンに対して、
40.60.70.80.100.120%になった時
点で同様の操作を行い、t−ブチル化率の異る試料を得
た。得られたt−ブチル化ポリスチレンはクロロホルム
−含塩酸メタノール系の再沈澱により精製した。
t−ブチル化率の定量
H−NMRスペクトルの^romatic −HとA1
1phatic−Hの強度比から求めた。H−N M
Rは重クロロホルムを溶媒としてLow/v%、30℃
、100MH,で測定した。Aromatic −H(
6〜7 ppm)と八1iphatic −H(1〜2
.5ppm)の吸収強度比をXとするとt−ブチル化率
yは)’= (5−3x)/ (9x+1)で与えられ
る。
1phatic−Hの強度比から求めた。H−N M
Rは重クロロホルムを溶媒としてLow/v%、30℃
、100MH,で測定した。Aromatic −H(
6〜7 ppm)と八1iphatic −H(1〜2
.5ppm)の吸収強度比をXとするとt−ブチル化率
yは)’= (5−3x)/ (9x+1)で与えられ
る。
11、製 膜
精製ポリマー1.2gを7mj?の1.1,2.2−テ
トラクロルエタンに溶解したドープを内径115mmの
フラットシャーレに入れ、90℃で5日間乾燥して厚さ
約100μのフィルムを得た。
トラクロルエタンに溶解したドープを内径115mmの
フラットシャーレに入れ、90℃で5日間乾燥して厚さ
約100μのフィルムを得た。
フィルム中に?容媒が残っていないことをH−NMRに
より確認した後、気体透過性及び広幅NMRの測定に供
した。
より確認した後、気体透過性及び広幅NMRの測定に供
した。
二、透過性能
ハ、で製膜した膜の気体透過性および広幅NMRの2次
モーメントく△H”> 1nterの測定結果を表1に
示した。く△H”) 1nterが2.56以下のte
rt−ブチル化ポリスチレンでは気体透過係数Pが水素
について42〜97.2X I Q−” cJ ・cn
+/c++I ・sec−cmHgという高い値を示し
た。
モーメントく△H”> 1nterの測定結果を表1に
示した。く△H”) 1nterが2.56以下のte
rt−ブチル化ポリスチレンでは気体透過係数Pが水素
について42〜97.2X I Q−” cJ ・cn
+/c++I ・sec−cmHgという高い値を示し
た。
以下余白
Claims (2)
- (1)広幅NMRの2次モーメントの分子間項〈△H^
2〉interが2.56以下の置換ポリスチレン又は
置換ポリスチレン共重合体を用いることを特徴とする気
体分離用膜。 - (2)置換ポリスチレンがtert−ブチル化ポリスチ
レンである特許請求範囲第1項記載の気体分離膜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18373384A JPS6161613A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 気体分離用膜 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18373384A JPS6161613A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 気体分離用膜 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6161613A true JPS6161613A (ja) | 1986-03-29 |
JPH0363417B2 JPH0363417B2 (ja) | 1991-10-01 |
Family
ID=16141017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18373384A Granted JPS6161613A (ja) | 1984-09-04 | 1984-09-04 | 気体分離用膜 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6161613A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3720045A1 (de) * | 1987-06-16 | 1989-01-05 | Krantz H Gmbh & Co | Filter zum reinigen eines gasfoermigen mediums |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5626506A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Selective gas-permeable membrane |
JPS5814926A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 選択性気体透過膜 |
JPS59123502A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Nissan Motor Co Ltd | 選択透過膜 |
JPS60110303A (ja) * | 1983-11-21 | 1985-06-15 | Toray Ind Inc | 選択透過膜及び複合膜 |
JPS60114302A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-20 | Toray Ind Inc | 選択透過膜及び複合膜 |
-
1984
- 1984-09-04 JP JP18373384A patent/JPS6161613A/ja active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5626506A (en) * | 1979-08-09 | 1981-03-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Selective gas-permeable membrane |
JPS5814926A (ja) * | 1981-07-17 | 1983-01-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 選択性気体透過膜 |
JPS59123502A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Nissan Motor Co Ltd | 選択透過膜 |
JPS60110303A (ja) * | 1983-11-21 | 1985-06-15 | Toray Ind Inc | 選択透過膜及び複合膜 |
JPS60114302A (ja) * | 1983-11-22 | 1985-06-20 | Toray Ind Inc | 選択透過膜及び複合膜 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3720045A1 (de) * | 1987-06-16 | 1989-01-05 | Krantz H Gmbh & Co | Filter zum reinigen eines gasfoermigen mediums |
DE3720045C2 (ja) * | 1987-06-16 | 1991-02-21 | H. Krantz Gmbh & Co, 5100 Aachen, De |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0363417B2 (ja) | 1991-10-01 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |