JPS6223972B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6223972B2
JPS6223972B2 JP10713781A JP10713781A JPS6223972B2 JP S6223972 B2 JPS6223972 B2 JP S6223972B2 JP 10713781 A JP10713781 A JP 10713781A JP 10713781 A JP10713781 A JP 10713781A JP S6223972 B2 JPS6223972 B2 JP S6223972B2
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JP
Japan
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porous membrane
solvent
membrane
weight
impregnated
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Expired
Application number
JP10713781A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS588735A (en
Inventor
Hiroshi Makino
Yoshihiro Kusuki
Takashi Harada
Hiroshi Shimazaki
Toshio Ishida
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.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP10713781A priority Critical patent/JPS588735A/en
Priority to GB08218163A priority patent/GB2104832B/en
Priority to US06/392,169 priority patent/US4486376A/en
Priority to DE19823223844 priority patent/DE3223844A1/en
Priority to CA000406464A priority patent/CA1206308A/en
Publication of JPS588735A publication Critical patent/JPS588735A/en
Publication of JPS6223972B2 publication Critical patent/JPS6223972B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36After-treatment
    • C08J9/40Impregnation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、芳香族ポリイミド多孔質膜の改質方
法に関するものである。 従来、高分子重合体からなる分離膜としては、
緻密層(均質層)と多孔質層とを有する非対称性
膜が、透過性能および分離性能の優れているもの
としてよく知られていたが、その非対称性膜は、
重合体溶液のドープ溶液の薄膜を、適当な凝固液
で凝固して、一度に緻密層と多孔質層とを形成し
た凝固膜を作らなければならないので、製造条件
が難しく、再現性よく安定した性能の非対称性膜
を作ることが困難であつた。 本発明者らは、すでに芳香族ポリイミドからな
る多孔質膜の製造方法について研究しており、何
件かの特許出願をしているが、これらの多孔質膜
を改質して、高性能の分離膜を得る方法について
種々検討した結果、芳香族ポリイミドからなる多
孔質膜の実質的に全面にわたつて、その多孔質膜
を一定量収縮させることができる収縮性有機溶媒
を含浸させ、次いで、その多孔質膜を乾燥およ
び/または加熱することによつて、分離性能の優
れた分離膜に改質されることを見出し、本発明を
完成した。 すなわち本発明は、 一般式() (ただし、Rは芳香族ジアミンのアミノ基を除い
た二価の芳香族残基である)で示される反復単位
を80%以上(好ましくは90%以上)有する芳香族
ポリイミドからなる多孔質膜に、該多孔質膜を各
溶媒単独に浸漬して各溶媒で湿潤された多孔質膜
を乾燥した場合に該多孔質膜を約3〜14%(収縮
率)収縮させることのできる弱収縮性有機溶媒の
1種もしくは2種以上を、実質的にその全面にわ
たつて含浸させ、次いで多孔質膜を乾燥および/
または加熱して弱収縮性有機溶媒含浸量を約10重
量%以下(含浸されている溶媒の重量/多孔質膜
の重量)とすることを特徴とする芳香族ポリイミ
ド多孔質膜の改質方法。である。ここで、上記弱
収縮性有機溶媒は、炭素数1〜6のアルキル基で
置換されているベンゼン、2個以内のハロゲン原
子で置換されているベンゼン、および炭素数5〜
8の脂環族アルコール又はケトンから選ばれる。 本発明の方法は、従来公知の高分子重合体の分
離膜とはまつたく異なる方式で、芳香族ポリイミ
ドからなる多孔質膜から高性能の分離膜を、再現
性よく製造することができる方法である。 本発明の方法で改質された結果得られる芳香族
ポリイミドの分離膜は、混合ガスの分離・濃縮、
または溶液の分離・濃縮に使用した場合に、各ガ
ス成分または溶液成分の透過速度が速く、しかも
各成分の分離性能が高いのである。 以下、この発明の方法について、さらに詳しく
説明する。 本発明において使用する多孔質膜は、前記の芳
香族ポリイミドからなる多孔質膜であり、後述の
ガス透過テストによつて測定された水素の透過度
H2が、1×10-1〜1×10-6cm3/cm2・秒・cmHg、
特に5×10-1〜5×10-5cm3/cm2・秒・cmHg程度
であつて、水素と一酸化炭素との透過度の比(P
H2/PCO)が1.5〜5、特に2〜4.5程度であれば
よい。 前記の一般式()で示される芳香族ポリイミ
ドはフエノール系溶媒の少なくとも一種に3重量
%以上、好ましくは5重量%以上溶解しうるもの
であることが好ましく、また30℃、濃度0.5g/
100ml溶媒(パラクロルフエノール4容量とオル
ソクロルフエノール1容量との混合溶媒)で測定
した対数粘度が0.3〜7.0、特に0.4〜5.0、さらに
好ましくは、0.5〜4.0程度の広範囲のものであれ
ばよい。 前記の芳香族ポリイミドは、3・3′・4・4′−
ビフエニルテトラカルボン酸成分2・3・3′・
4′−ビフエニルテトラカルボン酸成分などのビフ
エニルテトラカルボン酸成分と、一般式H2N−R
−NH2で示される芳香族ジアミン成分とから、重
合およびイミド化反応(イミド環化反応)によつ
て得られるポリマーであれば、公知のどのような
方法で製造された芳香族ポリイミドであつてもよ
い。 本発明の方法で使用される芳香族ポリイミドか
らなる多孔質膜は、前記のビフエニルテトラカル
ボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを、略等モル
重合して生成する芳香族ポリアミツク酸または芳
香族ポリイミドの均一な溶液をドープ液として使
用して種々な方法で製造することができる。 その多孔質膜の製造方法としては、例えば、前
記の芳香族ポリアミツク酸またはポリイミドの均
一な溶液を、水または低級アルコールを主成分と
する適当な凝固液で、凝固して、半透膜を形成
し、次いで、溶媒が溶解度パラメーター9.3以下
のものを含浸した状態で、その半透膜を乾燥およ
び/または加熱し、必要であれば、高温に加熱し
てポリマーをイミド環化することによつて、ポリ
イミド多孔質膜を製造する方法を挙げることがで
きる。 また、前述の多孔質膜を製造する他の方法とし
ては、前記の芳香族ポリアミツク酸またはポリイ
ミドが、それらのポリマー不溶性で高沸点の有機
極性溶媒を少量含有している前記ポリマー可溶性
の有機極性溶媒に、均一に溶解している均一な溶
液をドープ液として使用して、そのドープ液の薄
膜を形成し、その薄膜を乾燥および/または加熱
して、溶媒を徐々に除去して、必要であれば、乾
燥膜を高温に加熱してポリマーをイミド環化して
ポリイミド多孔質膜を製造する方法を挙げること
ができる。 前述の芳香族ポリイミドの多孔質膜の製造方法
において使用されるビフエニルテトラカルボン酸
成分としては、3・3′・4・4′−ビフエニルテト
ラカルボン酸二無水物、2・3・3′・4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸二無水物が好ましいが、
2・3・3′・4′−または3・3′・4・4′−ビフエ
ニルテトラカルボン酸、あるいは2・3・3′・
4′−または3・3′・4・4′−ビフエニルテトラカ
ルボン酸の塩またはそれらのエステル化誘導体で
あつてもよく、さらに前記の各化合物の混合物で
あつてもよい。 前述のビフエニルテトラカルボン酸成分の一部
は、他のテトラカルボン酸成分、例えば、ピロメ
リツト酸、2・2−ビス(3・4−ジカルボキシ
フエニル)プロパン、ビス(3・4−ジカルボキ
シフエニル)メタン、ビス(3・4−ジカルボキ
シフエニル)スルホン、ビス(3・4−ジカルボ
キシフエニル)エーテル、ビス(3・4−ジカル
ボキシフエニル)チオエーテル、あるいは、それ
らの酸無水物、塩またはエステル化誘導体など
で、置換されていてもよい。あるいは、ベンゾフ
エノンテトラカルボン酸成分、(例えば、3・
3′・4・4′−ベンゾフエノンテトラカルボン酸二
無水物、2・3・3′・4′−ベンゾフエノンテトラ
カルボン酸二無水物、2・3・3′・4′−または
3・3・4・4′−ベンゾフエノンテトラカルボン
酸、あるいはそれらの塩またはエステル化誘導
体)で置換されていてもよい。 前述の芳香族ポリイミドの多孔質膜の製造にお
いて使用される一般式H2N−R−NH2で示される
芳香族ジアミン成分としては、例えば、4・4′−
ジアミノジフエニルエーテル、3・3′−ジメトキ
シ−4・4′−ジアミノジフエニルエーテル、3・
3′−ジメチル−4・4′−ジアミノジフエニルエー
テル、3・3′−ジアミノジフエニルエーテル、
3・4′−ジアミノジフエニルエーテルなどのジフ
エニルエーテル系ジアミン、4・4′−ジアミノジ
フエニルチオエーテル、3・3′−ジメチル−4・
4′−ジアミノジフエニルチオエーテル、3・3′−
ジメトキシ−4・4′−ジアミノジフエニルチオエ
ーテル、3・3′−ジアミノジフエニルチオエーテ
ルなどのジフエニルチオエーテル系ジアミン、
4・4′−ジアミノベンゾフエノン、3・3′−ジア
ミノ−ジメチル−4・4′−ジアミノベンゾフエノ
ン、3・3′−ジアミノベンゾフエノンなどのベン
ゾフエノン系ジアミン、3・3′−ジアミノジフエ
ニルメタン、4・4′−ジアミノジフエニルメタ
ン、3・3′−ジメトキシ−4・4′−ジフエニルメ
タンなどのジフエニルメタン系ジアミン、2・2
−ビス(4−アミノフエニル)プロパン、2・2
−ビス(3−アミノフエニル)プロパンなどのビ
スフエニルプロパン系ジアミン、4・4′−ジアミ
ノジフエニルスルホン、3・3′−ジアミノジフエ
ニルスルホンなどのジフエニルスルホン系ジアミ
ン、4・4′−ジアミノジフエニルスルホキシド、
3・3′−ジアミノジフエニルスルホキシドなどの
ジフエニルスルホキシド系ジアミン、ベンチジ
ン、3・3′−ジメチルベンチジン、3・3′−ジメ
トキシベンチジン、3・3′−ジアミノビフエニル
などのジフエニル系ジアミン、o−、m−、また
はp−ジアミノベンゼン、2・6−ジアミノピリ
ジン、3・6−ジアミノピリジン、2・5−ジア
ミノピリジンなどを挙げることができる。 また、前記の一般式()で示される反復単位
を有する芳香族ポリイミドからなる多孔質膜を、
各溶媒単独に浸漬して各溶媒で湿潤(膨潤)され
た多孔質膜を乾燥させた場合に、多孔質膜を約3
〜14%(収縮率)収縮させることができる弱収縮
性有機溶媒の例としては、トルエン、キシレン、
エチルベンゼンなどのアルキル基(炭素数1〜
6)で置換されているベンゼン、クロルベンゼ
ン、ブロムベンゼン、ジクロルベンゼン、ジブロ
ムベンゼンなどの2個以内のハロゲン原子で置換
されているベンゼン、シクロヘキサノール、シク
ロヘキサンなどの炭素数5〜8の脂環族アルコー
ル又はケトンを挙げることができる。 本発明の方法では、芳香族ポリイミドからなる
多孔質膜の全面にわたつて上記の弱収縮性有機溶
媒(改質用有機溶媒)を含浸(付着)させるので
あるが、その含浸(付着)方法は、多孔質膜の実
質的に全面にわたつてほぼ均一に含浸(付着)で
き、その含浸量が、その多孔質膜を改質できなか
つたり多孔質膜を高性能の分離膜とすることがで
きないような量とならない限り、例えば、含浸量
を、多孔質膜100重量部に対して改質用有機溶媒
0.1〜30重量部、特に0.5〜20重量部、さらに好ま
しくは1〜10重量部程度の割合とすることができ
れば、どのような方法であつてもよい。 本発明では、多孔質膜に改質用有機溶媒を含浸
(付着)させる方法は、例えば、高分子重合体を
実質的に溶解せず沸点が前記改質用有機溶媒より
低い、特に20℃以上低い他の有機溶媒100重量部
と、改質用有機溶媒0.5〜40重量部、特に1〜30
重量部との混合溶媒に、多孔質膜を適当な時間、
浸漬し、その混合溶媒で湿潤した多孔質膜から沸
点の低い他の有機溶媒を蒸発して除去して、改質
用有機溶媒を含浸した多孔質膜とする方法を利用
できる。あるいは上記のような低沸点の溶媒中に
多孔質膜を一旦侵漬して、その溶媒を含浸した多
孔質膜を調製した後、多孔質膜をそのまま目的の
改質用有機溶媒に浸漬することにより含浸溶媒の
置換を行なつて、以下乾燥、加熱等を行なう方法
も好ましい。 また、含浸(付着)方法としては、前記混合溶
媒を、ハケとかロールなどで、多孔質膜に塗布す
る方法も挙げることができる。 さらに、含浸(付着)方法としては、改質用有
機溶媒の蒸気中に多孔質膜をさらして、その蒸気
を付着させる方法、改質用有機溶媒を噴霧化して
多孔質膜に付着させる方法なども挙げることがで
きる。 前記の混合溶媒において、前述の芳香族ポリイ
ミド不溶性であつて低沸点の有機溶媒としては、
例えば、ベンゼン;シクロヘキサン、シクロペン
タンなどの脂環族炭化水素;n−ペンタン、n−
ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタンなどの脂
肪族炭化水素;メチルアルコール、エチルアルコ
ール、プロパノール、ブタノール、などの低級脂
肪族アルコール;メチルケトン、エチルケトン、
メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケト
ン、メチルイソアミルケトン、などの低級脂肪族
ケトン系溶媒;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピ
オン酸エチル、プロピオン酸ブチルなどの低級脂
肪族カルボン酸エステルなどが、芳香族ポリイミ
ド多孔質膜の改質用有機溶媒と相溶性であるので
適当である。 本発明の方法においては、前述のようにして改
質用有機溶媒の含浸された多孔質膜を、乾燥およ
び/または加熱して、改質用有機溶媒を徐々に除
去して、ポリイミド多孔質膜を改質するのであ
る。 前記の溶媒を多孔質膜から除去するには、例え
ば、減圧または常圧で、5〜80℃で、0.1〜100時
間乾燥し、次いで80〜160℃の温度で0.1〜20時間
加熱乾燥し、さらに160〜300℃の温度で0.1〜20
時間加熱することが好ましいが、特に、160℃以
下の温度における乾燥または乾燥および加熱乾燥
に、約0.3時間以上、特に0.5時間以上の時間を費
して、徐々に溶媒を除去し、次いで160〜300℃の
高温で、熱処理することが好適である。このよう
な方法により、多孔質膜に含浸されている改質用
有機溶媒の含浸量(含浸されている改質用有機溶
媒の重量/多孔質膜の重量)を約10重量%以下
(好ましくは7〜1重量%)とする。 なお前記の乾燥または加熱は、不活性ガスの流
通下に行なうこともできる。 本発明の方法によつて芳香族ポリイミドの多孔
質膜を改質した結果得られる分離膜は、例えば、
後述のガス透過テストにおける水素ガスの透過度
H2が、1×10-3〜5×10-7、特に1×10-4〜1
×10-7cm3/cm2・秒・cmHg程度であり、水素ガス
と一酸化炭素ガスとの透過度の比(PH2/PCO
が、6〜60、特に8〜60程度である優れたガス分
離膜である。 また、前記の分離膜は、例えば、塩化ナトリウ
ムNaClの水溶液について行う逆浸透膜試験にお
いて、塩排除性能を示す逆浸透膜でもある。 本発明の方法においては、平膜状、中空糸状の
多孔質膜のいずれでも使用できるので、それらの
多孔質膜の改質によつて、平膜状または中空糸状
の分離膜を安定的に得ることができる。 以下、実施例を示す。 実施例において、ガス透過テストは、面積
14.65cm2のステンレス製セルにガス分離膜を設置
し、水素ガス、一酸化炭素ガスを、25℃で、0.5
〜3Kg/cm2に加圧して、分離膜を透過してくるガ
ス容量を流量計で測定し行なつた。 各ガスの透過度Pは、次の式で算出した。 透過度P=ガスの透過量(STP)/膜面積×透過時間×圧力差(cm3/cm2・秒・cmHg) 実施例1〜4および比較例1 3・3′・4・4′−ビフエニルテトラカルボン酸
二無水物40mmol、4・4′−ジアミノジフエニル
エーテル40mmolおよびパラクロルフエノー198
gを、撹拌機と窒素ガス導入管とが付設されたセ
パラブルフラスコに入れて、窒素ガスを流通し、
撹拌しながら、反応液を常温から180℃まで約50
分間で昇温し、さらにその反応液を180℃に8時
間保持し、重合およびイミド環化を1段で行つて
粘稠なポリイミド溶液を得た。 そのポリイミド溶液は、ポリマー濃度が10重量
%であり、ポリマーのイミド化率が95%以上(赤
外吸収スペクトル分析による)であり、さらにポ
リマーの対数粘度(50℃、0.5g/100mlパラクロ
ルフエノール)が2.2であつた。 前述のようにして製造したポリイミド溶液を、
ガラス板上に25℃で流延し厚さ0.2mmの液状の薄
膜を形成し、その液状の薄膜を25℃でメタノール
凝固液に約20時間浸漬し、凝固させて、半透膜を
形成し、その凝固膜をn−ヘキサンに20時間浸漬
した後、n−ヘキサンから取り出し、30℃で20分
間空気流通下に乾燥し、100℃で1時間乾燥し、
さらに200℃で3時間加熱して、芳香族ポリイミ
ド多孔質膜を製造した。 そのポリイミド多孔質膜は、厚さが約25μであ
つた。この多孔質膜についてガス透過テストを行
なつた結果を第1表に示す(比較例1)。 上記の芳香族ポリイミド多孔質膜をn−ヘキサ
ン中に25℃で20分間浸漬して、多孔質膜にn−ヘ
キサンを含浸させ、次いでこの多孔質膜をn−ヘ
キサンから取り出し、そのまま第1表に示す溶媒
に浸漬する。この浸漬を減圧下、25℃で20分間行
なつた後、空気流通下、室温で2時間乾燥し、次
いで100℃で1時間、さらに200℃で2時間加熱処
理を行なつて溶媒含浸多孔質膜を得た。各々の溶
媒含浸多孔質膜についてガス透過テストを行なつ
た結果を、上記の比較例1の結果とともに第1表
に示す。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for modifying a porous aromatic polyimide membrane. Conventionally, separation membranes made of high molecular weight polymers are
Asymmetric membranes having a dense layer (homogeneous layer) and a porous layer were well known as having excellent permeation performance and separation performance.
A thin film of a dope solution of a polymer solution must be coagulated with an appropriate coagulating liquid to create a coagulated film that forms both a dense layer and a porous layer at the same time. It has been difficult to create membranes with asymmetric performance. The present inventors have already researched methods for manufacturing porous membranes made of aromatic polyimide and have filed several patent applications. As a result of various studies on how to obtain a separation membrane, we found that substantially the entire surface of a porous membrane made of aromatic polyimide is impregnated with a shrinkable organic solvent capable of shrinking the porous membrane by a certain amount, and then, The inventors have discovered that by drying and/or heating the porous membrane, it can be modified into a separation membrane with excellent separation performance, and the present invention has been completed. That is, the present invention is based on the general formula () (However, R is a divalent aromatic residue excluding the amino group of an aromatic diamine.) , a weakly shrinkable organic material capable of shrinking the porous membrane by about 3 to 14% (shrinkage rate) when the porous membrane is immersed in each solvent alone and the porous membrane wetted with each solvent is dried. The porous membrane is impregnated substantially over its entire surface with one or more solvents, and then the porous membrane is dried and/or
Alternatively, a method for modifying a porous aromatic polyimide membrane, which comprises heating to reduce the impregnation amount of a weakly shrinkable organic solvent to about 10% by weight or less (weight of impregnated solvent/weight of porous membrane). It is. Here, the weakly shrinkable organic solvent is benzene substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, benzene substituted with up to 2 halogen atoms, and benzene having 5 to 6 carbon atoms.
selected from 8 alicyclic alcohols or ketones. The method of the present invention is a method that can produce high-performance separation membranes from porous aromatic polyimide membranes with good reproducibility, in a method that is completely different from conventional separation membranes made of high molecular weight polymers. be. The aromatic polyimide separation membrane obtained as a result of modification by the method of the present invention can be used to separate and concentrate mixed gases,
Alternatively, when used for separating and concentrating solutions, the permeation rate of each gas component or solution component is high, and the separation performance of each component is high. The method of the present invention will be explained in more detail below. The porous membrane used in the present invention is a porous membrane made of the aromatic polyimide described above, and has a hydrogen permeability P H2 of 1×10 -1 to 1× as measured by the gas permeation test described below. 10 -6 cm 3 /cm 2・sec・cmHg,
In particular, the permeability ratio of hydrogen and carbon monoxide ( P
H2 /P CO ) may be about 1.5 to 5, particularly about 2 to 4.5. It is preferable that the aromatic polyimide represented by the above general formula () can be dissolved in at least 3% by weight, preferably 5% by weight or more, in at least one kind of phenolic solvent.
It is sufficient that the logarithmic viscosity measured with 100 ml of solvent (mixed solvent of 4 volumes of parachlorophenol and 1 volume of orthochlorophenol) ranges from 0.3 to 7.0, particularly from 0.4 to 5.0, more preferably from 0.5 to 4.0. . The aromatic polyimide mentioned above is 3, 3', 4, 4'-
Biphenyltetracarboxylic acid component 2, 3, 3',
A biphenyltetracarboxylic acid component such as a 4'-biphenyltetracarboxylic acid component and a general formula H 2 N-R
An aromatic polyimide produced by any known method as long as it is a polymer obtained by polymerization and imidization reaction (imide cyclization reaction) from an aromatic diamine component represented by -NH 2 Good too. The porous membrane made of aromatic polyimide used in the method of the present invention is made of aromatic polyamic acid or aromatic polyimide produced by polymerizing the biphenyltetracarboxylic acid component and the aromatic diamine component in approximately equimolar amounts. It can be produced in various ways using a homogeneous solution of as a dope. As a method for manufacturing the porous membrane, for example, a semipermeable membrane is formed by coagulating a homogeneous solution of the aromatic polyamic acid or polyimide described above with an appropriate coagulating liquid containing water or a lower alcohol as the main component. and then drying and/or heating the semipermeable membrane while impregnated with a solvent with a solubility parameter below 9.3, if necessary by heating to elevated temperatures to imidocyclize the polymer. , a method for producing a polyimide porous membrane. In addition, as another method for producing the above-mentioned porous membrane, the above-mentioned aromatic polyamic acid or polyimide is dissolved in an organic polar solvent soluble in the above-mentioned polymer, which contains a small amount of a high-boiling point organic polar solvent in which the above-mentioned aromatic polyamic acid or polyimide is insoluble. The homogeneous solution, which is homogeneously dissolved, is used as the dope to form a thin film of the dope, and the film is dried and/or heated to gradually remove the solvent and, if necessary, For example, a method of manufacturing a polyimide porous membrane by heating a dry membrane to a high temperature and imide cyclizing the polymer can be mentioned. The biphenyltetracarboxylic acid component used in the above-mentioned method for producing a porous membrane of aromatic polyimide includes 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3'・4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is preferred, but
2,3,3',4'- or 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, or 2,3,3',
It may be a salt of 4'- or 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid or an esterified derivative thereof, or a mixture of the above-mentioned compounds. Some of the above-mentioned biphenyltetracarboxylic acid components may contain other tetracarboxylic acid components, such as pyromellitic acid, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)propane, bis(3,4-dicarboxyphenyl) phenyl)methane, bis(3,4-dicarboxyphenyl)sulfone, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether, bis(3,4-dicarboxyphenyl)thioether, or their acid anhydrides may be substituted with a compound, salt, or esterified derivative. Alternatively, a benzophenonetetracarboxylic acid component (for example, 3.
3', 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2, 3, 3', 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2, 3, 3', 4'- or 3 -3,4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, or a salt or esterified derivative thereof). The aromatic diamine component represented by the general formula H 2 N-R-NH 2 used in the production of the above-mentioned aromatic polyimide porous membrane includes, for example, 4.4'-
Diaminodiphenyl ether, 3.3'-dimethoxy-4.4'-diaminodiphenyl ether, 3.
3'-dimethyl-4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether,
Diphenyl ether diamines such as 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl thioether, 3,3'-dimethyl-4,
4′-diaminodiphenylthioether, 3・3′-
diphenylthioether diamines such as dimethoxy-4,4'-diaminodiphenylthioether and 3,3'-diaminodiphenylthioether;
4,4'-diaminobenzophenone, 3,3'-diamino-dimethyl-4,4'-diaminobenzophenone, benzophenone diamines such as 3,3'-diaminobenzophenone, 3,3'-diamino Diphenylmethane diamines such as diphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diphenylmethane, 2,2
-bis(4-aminophenyl)propane, 2.2
-Bisphenylpropane diamines such as bis(3-aminophenyl)propane, diphenylsulfone diamines such as 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diamino diphenyl sulfoxide,
Diphenyl sulfoxide diamines such as 3,3'-diaminodiphenyl sulfoxide; diphenyl diamines such as benzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, and 3,3'-diaminobiphenyl; , o-, m-, or p-diaminobenzene, 2,6-diaminopyridine, 3,6-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, and the like. In addition, a porous membrane made of an aromatic polyimide having a repeating unit represented by the above general formula (),
When a porous membrane soaked in each solvent alone and wetted (swollen) with each solvent is dried, the porous membrane
Examples of weakly shrinking organic solvents that can shrink by ~14% (shrinkage percentage) include toluene, xylene,
Alkyl groups such as ethylbenzene (1 to 1 carbon atoms)
6) benzene substituted with chlorobenzene, bromobenzene, dichlorobenzene, dibromobenzene, etc., benzene substituted with up to 2 halogen atoms, cyclohexanol, cyclohexane, etc., containing 5 to 8 carbon atoms; Mention may be made of cyclic alcohols or ketones. In the method of the present invention, the above weakly shrinkable organic solvent (organic solvent for modification) is impregnated (adhered) over the entire surface of a porous membrane made of aromatic polyimide. , it can be impregnated (adhered) almost uniformly over substantially the entire surface of the porous membrane, and the amount of impregnation is such that the porous membrane cannot be modified or the porous membrane cannot be made into a high-performance separation membrane. For example, the impregnating amount should be adjusted to 100 parts by weight of the organic solvent for modification, unless the amount is as follows.
Any method may be used as long as the proportion can be adjusted to 0.1 to 30 parts by weight, particularly 0.5 to 20 parts by weight, and more preferably 1 to 10 parts by weight. In the present invention, the method of impregnating (adhering) the organic solvent for modification into the porous membrane is, for example, a method that does not substantially dissolve the polymer and has a boiling point lower than the organic solvent for modification, particularly at 20°C or higher. 100 parts by weight of other organic solvents and 0.5 to 40 parts by weight of organic solvent for modification, especially 1 to 30 parts by weight
The porous membrane is placed in a mixed solvent with parts by weight for an appropriate period of time.
A method can be used in which other organic solvents with a low boiling point are removed by evaporation from the porous membrane that has been immersed and wetted with the mixed solvent to form a porous membrane impregnated with a modifying organic solvent. Alternatively, a porous membrane is once immersed in a low-boiling point solvent as described above to prepare a porous membrane impregnated with the solvent, and then the porous membrane is immersed as it is in the desired organic solvent for modification. It is also preferable to replace the impregnating solvent with the following steps, and then perform drying, heating, etc. Further, examples of the impregnation (adhesion) method include a method of applying the mixed solvent to the porous membrane using a brush, a roll, or the like. Furthermore, impregnation (adhesion) methods include a method in which the porous membrane is exposed to the vapor of an organic solvent for modification and the vapor is allowed to adhere to the vapor, and a method in which the organic solvent for modification is atomized and adhered to the porous membrane. can also be mentioned. In the above-mentioned mixed solvent, the above-mentioned aromatic polyimide-insoluble organic solvent with a low boiling point includes:
For example, benzene; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane; n-pentane, n-
Aliphatic hydrocarbons such as hexane, n-heptane, n-octane; lower aliphatic alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, propanol, butanol; methyl ketone, ethyl ketone,
Lower aliphatic ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, and methyl isoamyl ketone; lower aliphatic carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, ethyl propionate, and butyl propionate are It is suitable because it is compatible with the organic solvent for modification. In the method of the present invention, the porous membrane impregnated with the organic solvent for modification as described above is dried and/or heated to gradually remove the organic solvent for modification, thereby forming a polyimide porous membrane. It modifies the. To remove the solvent from the porous membrane, for example, dry it under reduced pressure or normal pressure at 5 to 80°C for 0.1 to 100 hours, then heat dry at a temperature of 80 to 160°C for 0.1 to 20 hours, Further 0.1-20 at temperatures of 160-300℃
Heating for an hour is preferred, but in particular, the solvent is gradually removed by drying or drying and heating drying at a temperature of 160°C or less for a time of about 0.3 hours or more, especially 0.5 hours or more, and then Heat treatment is preferably performed at a high temperature of 300°C. By such a method, the amount of impregnated organic solvent for modification impregnated into the porous membrane (weight of organic solvent for modification impregnated/weight of porous membrane) is reduced to about 10% by weight or less (preferably 7 to 1% by weight). Note that the drying or heating described above can also be performed under the flow of an inert gas. The separation membrane obtained as a result of modifying a porous aromatic polyimide membrane by the method of the present invention is, for example,
Hydrogen gas permeability P H2 in the gas permeation test described below is 1×10 -3 to 5×10 -7 , especially 1×10 -4 to 1
×10 -7 cm 3 /cm 2・sec・cmHg, and the ratio of permeability between hydrogen gas and carbon monoxide gas (P H2 /P CO )
is about 6 to 60, especially about 8 to 60, making it an excellent gas separation membrane. Further, the above-mentioned separation membrane is also a reverse osmosis membrane that exhibits salt exclusion performance in a reverse osmosis membrane test performed on an aqueous solution of sodium chloride NaCl, for example. In the method of the present invention, both flat membrane-like and hollow fiber-like porous membranes can be used; therefore, flat membrane-like or hollow fiber-like separation membranes can be stably obtained by modifying these porous membranes. be able to. Examples are shown below. In an example, the gas permeation test
A gas separation membrane is installed in a 14.65 cm 2 stainless steel cell, and hydrogen gas and carbon monoxide gas are separated by 0.5 at 25°C.
The pressure was increased to ~3 Kg/cm 2 and the volume of gas passing through the separation membrane was measured using a flow meter. The permeability P of each gas was calculated using the following formula. Permeability P = gas permeation amount (STP)/membrane area x permeation time x pressure difference ( cm3 / cm2・sec・cmHg) Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 3・3′・4・4′− 40 mmol of biphenyltetracarboxylic dianhydride, 40 mmol of 4,4'-diaminodiphenyl ether, and 198 mmol of parachlorophenol
g into a separable flask equipped with a stirrer and a nitrogen gas introduction tube, and flowing nitrogen gas through it.
While stirring, heat the reaction solution from room temperature to 180℃ for about 50 minutes.
The reaction solution was heated at 180° C. for 8 hours, and polymerization and imide cyclization were performed in one step to obtain a viscous polyimide solution. The polyimide solution has a polymer concentration of 10% by weight, a polymer imidization rate of 95% or more (based on infrared absorption spectrum analysis), and a polymer logarithmic viscosity (50°C, 0.5g/100ml parachlorophenol). ) was 2.2. The polyimide solution produced as described above was
A thin liquid film with a thickness of 0.2 mm was formed by casting on a glass plate at 25°C, and the liquid thin film was immersed in a methanol coagulation solution at 25°C for about 20 hours to solidify and form a semipermeable membrane. The coagulated film was immersed in n-hexane for 20 hours, then taken out from the n-hexane, dried at 30°C for 20 minutes under air circulation, and then dried at 100°C for 1 hour.
The mixture was further heated at 200° C. for 3 hours to produce an aromatic polyimide porous membrane. The polyimide porous membrane had a thickness of about 25μ. Table 1 shows the results of a gas permeation test performed on this porous membrane (Comparative Example 1). The above aromatic polyimide porous membrane was immersed in n-hexane at 25°C for 20 minutes to impregnate the porous membrane with n-hexane, and then the porous membrane was taken out from the n-hexane and shown in Table 1. Soak in the solvent shown in . This immersion was carried out under reduced pressure at 25°C for 20 minutes, then dried at room temperature under air circulation for 2 hours, then heated at 100°C for 1 hour and further at 200°C for 2 hours to form a solvent-impregnated porous material. A membrane was obtained. The results of a gas permeation test conducted on each solvent-impregnated porous membrane are shown in Table 1 along with the results of Comparative Example 1 above. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式 (ただし、Rは芳香族ジアミンのアミノ基を除い
た二価の芳香族残基である)で示される反復単位
を80%以上有する芳香族ポリイミドからなる多孔
質膜に、該多孔質膜を各溶媒単独に浸漬して各溶
媒で湿潤された多孔質膜を乾燥した場合に該多孔
質膜を約3〜14%収縮させることのでき、しか
も、炭素数1〜6のアルキル基で置換されている
ベンゼン、2個以内のハロゲン原子で置換されて
いるベンゼン、および炭素数5〜8の脂環族アル
コール又はケトンから選ばれた有機溶媒である弱
収縮性有機溶媒の1種もしくは2種以上を、実質
的にその全面にわたつて含浸させ、次いで多孔質
膜を乾燥および/または加熱して弱収縮性有機溶
媒含浸量を約10重量%以下(含浸されている前記
溶媒の重量/多孔質膜の重量)とすることを特徴
とする芳香族ポリイミド多孔質膜の改質方法。
[Claims] 1. General formula (However, R is a divalent aromatic residue excluding the amino group of an aromatic diamine). When a porous membrane soaked in a solvent alone and wetted with each solvent is dried, the porous membrane can be contracted by about 3 to 14%, and moreover, it can be substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. benzene substituted with up to 2 halogen atoms, and a weakly shrinkable organic solvent selected from alicyclic alcohols or ketones having 5 to 8 carbon atoms. , the porous membrane is impregnated substantially over its entire surface, and then the porous membrane is dried and/or heated to reduce the amount of the weakly shrinkable organic solvent impregnated to about 10% by weight or less (weight of the solvent impregnated/porous membrane). weight)).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0141793A1 (en) * 1983-06-30 1985-05-15 Monsanto Company Asymmetric gas separation membranes having increased selectivy, and process for their production
DE3615649A1 (en) * 1986-05-09 1987-11-19 Geesthacht Gkss Forschung METHOD FOR PRODUCING HIGHLY SELECTIVE INTEGRALASYMMETRICAL POLYETHERIMIDE MEMBRANES
JPS6383629A (en) * 1986-09-27 1988-04-14 Mitsubishi Motors Corp Automatic measuring instrument for exhaust gas meter of automobile
JPH0454397U (en) * 1990-09-14 1992-05-11
US8324285B2 (en) 2007-11-06 2012-12-04 The Boeing Company Hydrophobic and/or oleophobic open cell polyimide acoustic and thermal insulation foams and methods of making

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0220675U (en) * 1988-07-20 1990-02-09

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