JPS62254807A - 溶液拡散膜の製造方法 - Google Patents
溶液拡散膜の製造方法Info
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- JPS62254807A JPS62254807A JP61097736A JP9773686A JPS62254807A JP S62254807 A JPS62254807 A JP S62254807A JP 61097736 A JP61097736 A JP 61097736A JP 9773686 A JP9773686 A JP 9773686A JP S62254807 A JPS62254807 A JP S62254807A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
- B01D67/00931—Chemical modification by introduction of specific groups after membrane formation, e.g. by grafting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
- C08J7/12—Chemical modification
- C08J7/16—Chemical modification with polymerisable compounds
- C08J7/18—Chemical modification with polymerisable compounds using wave energy or particle radiation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/38—Graft polymerization
- B01D2323/385—Graft polymerization involving radiation
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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。
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、合成ポリマーから溶融押し出し、またはキャ
スティングによって製造された均一、稠密なフィルムに
加速された電子を照射し、次いで塩形成可能な官能基、
または塩形成可能な官能基に容易に変換可能な基を含む
モノマーとラジカルグラフト重合させることによる溶液
拡散膜の製造方法とその浸透気化への使用に関する。
スティングによって製造された均一、稠密なフィルムに
加速された電子を照射し、次いで塩形成可能な官能基、
または塩形成可能な官能基に容易に変換可能な基を含む
モノマーとラジカルグラフト重合させることによる溶液
拡散膜の製造方法とその浸透気化への使用に関する。
かかる溶液拡散膜の製造方法は、N、1)、Rozen
−blyurrI ら、Khim、 Vys、 Ene
rg、 8 (1974) 339゜1、 Ishi
gakiら、Radiat、 Phys、 Chew、
1B(1981)899、Y、Haruvy、 A、
L、l?ajbenbach、J、Appl、Poly
m。
−blyurrI ら、Khim、 Vys、 Ene
rg、 8 (1974) 339゜1、 Ishi
gakiら、Radiat、 Phys、 Chew、
1B(1981)899、Y、Haruvy、 A、
L、l?ajbenbach、J、Appl、Poly
m。
Sci、26(1981) 3065およびS、5hk
olnik、D、Behar。
olnik、D、Behar。
J、八pp1.Polym、set、 27(1982
)2189に記載されている。
)2189に記載されている。
これら文献によれば、電子照射の後にポリエチレンフィ
ルムが、アクリル酸、スチレン、アクリロニトリル、2
.3−エポキシプロビルアクリレート、Na−ビニルス
ルホネートまたはスチレン−p−Na−スルホネートで
グラフトされ、またはナイロン−6がアクリルアミド、
メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸またはア
クリル酸でグラフトされている。
ルムが、アクリル酸、スチレン、アクリロニトリル、2
.3−エポキシプロビルアクリレート、Na−ビニルス
ルホネートまたはスチレン−p−Na−スルホネートで
グラフトされ、またはナイロン−6がアクリルアミド、
メタクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、メタクリル酸またはア
クリル酸でグラフトされている。
また、これらと共にhoCo−γ線によって開始される
グラフトも知られている。
グラフトも知られている。
すなわち、浸透気化のための溶液拡散膜に関する文献の
大部分は、& OCO−γ線で共通的に照射した後のグ
ラフト、すなわち困難な操作(ポリマーフィルムとグラ
フトモノマーが同時に照射される)と長いグラフト反応
時間を避けるための技術基準を確立するために、実験室
規模に適した方法によって行なわれている。
大部分は、& OCO−γ線で共通的に照射した後のグ
ラフト、すなわち困難な操作(ポリマーフィルムとグラ
フトモノマーが同時に照射される)と長いグラフト反応
時間を避けるための技術基準を確立するために、実験室
規模に適した方法によって行なわれている。
更に、既知の、照射によって誘起されたグラフト重合に
よって製造された溶液拡散膜の分離係数は、その大きさ
が小さい。
よって製造された溶液拡散膜の分離係数は、その大きさ
が小さい。
すなわち本発明の使命は、混合物成分に対して、たとえ
ば溶媒/水混合物の水に高い選択性と浸透性を同時に有
しており、技術的に処理可能な方法で製造することがで
きる、浸透気化に適した溶液拡散膜を自由に使用できる
ようにすることである。
ば溶媒/水混合物の水に高い選択性と浸透性を同時に有
しており、技術的に処理可能な方法で製造することがで
きる、浸透気化に適した溶液拡散膜を自由に使用できる
ようにすることである。
そこで本願発明の目的は、溶液拡散膜の製造方法であり
、すなわち合成ポリマーから溶融押し出し、またはキャ
スティングによって製造された均一、稠密なフィルムに
、加速された電子を照射し、次いで塩形成可能な官能基
、または塩形成可能な官能基に容易に変換可能な基、た
とえばエステルを含むモノマーとグラフト重合させる方
法において、140℃以上の溶融温度、0℃以上のガラ
ス転位温度を有し、沸騰エタノールに対して継続安定性
を示し、かつグラフト重合後にグラフトポリマーの官能
基は解離した塩に変換される合成ポリマーからのフィル
ムを使用することを特徴とする。
、すなわち合成ポリマーから溶融押し出し、またはキャ
スティングによって製造された均一、稠密なフィルムに
、加速された電子を照射し、次いで塩形成可能な官能基
、または塩形成可能な官能基に容易に変換可能な基、た
とえばエステルを含むモノマーとグラフト重合させる方
法において、140℃以上の溶融温度、0℃以上のガラ
ス転位温度を有し、沸騰エタノールに対して継続安定性
を示し、かつグラフト重合後にグラフトポリマーの官能
基は解離した塩に変換される合成ポリマーからのフィル
ムを使用することを特徴とする。
かかる本発明の方法は、工業的規模の実施に適している
。このようにして製造された溶液拡散膜は、特に含水混
合物の浸透気化に好適であり、水に対して高い選択性と
浸透性を同時に有している。
。このようにして製造された溶液拡散膜は、特に含水混
合物の浸透気化に好適であり、水に対して高い選択性と
浸透性を同時に有している。
本発明に使用される合成ポリマーは、140℃以上、好
ましくは180℃以上の熔融温度(Fp)を有し、かつ
0℃以上、好ましくは15℃以上、特に20℃またはそ
れ以上のガラス転位温度(Tg)を有する。
ましくは180℃以上の熔融温度(Fp)を有し、かつ
0℃以上、好ましくは15℃以上、特に20℃またはそ
れ以上のガラス転位温度(Tg)を有する。
ポリマーが二つのガラス転位温度を示す場合には、高い
方のガラス転位温度が適用される(この点については、
R,F、Boyer、J、Polym、Sci、。
方のガラス転位温度が適用される(この点については、
R,F、Boyer、J、Polym、Sci、。
Polym;Symp、 50(1975)189を参
照)。
照)。
本発明に好適な合成ポリマーの例は、ポリビニルフルオ
ライド(PVF) (Fp〜185℃;18〜45℃)
、ポリビニリデンフルオライド(PVFz) (Fp〜
170℃;18〜20℃)(テトラフルオルエチレン−
ヘキサフルオルプロピレン)コポリマー(PFEP)(
Fp〜260℃;18〜80℃)およびポリアクリロニ
トリル(PAN) (Fp〜317℃;18〜85℃)
である。
ライド(PVF) (Fp〜185℃;18〜45℃)
、ポリビニリデンフルオライド(PVFz) (Fp〜
170℃;18〜20℃)(テトラフルオルエチレン−
ヘキサフルオルプロピレン)コポリマー(PFEP)(
Fp〜260℃;18〜80℃)およびポリアクリロニ
トリル(PAN) (Fp〜317℃;18〜85℃)
である。
好ましい実施形態においては、フッ素含有ポリマーから
のフィルムが用いられ、ここでポリビニルフルオライド
が優先的な位置にある。ポリビニルフルオライドは電子
線によって良好な網状化性を存し、このことは膜の選択
性を一定にする利点がある。
のフィルムが用いられ、ここでポリビニルフルオライド
が優先的な位置にある。ポリビニルフルオライドは電子
線によって良好な網状化性を存し、このことは膜の選択
性を一定にする利点がある。
他の好ましい実施形態としてはポリアクリロニトリルか
らのフィルムの使用がある。
らのフィルムの使用がある。
沸騰エタノールに対する耐安定性とは、ポリマーフィル
ムをエタノール中で10時間またはそれ以上沸騰したと
きに、何等の本質的な変化を示さず、とりわけ形状が安
定であることを意味する。
ムをエタノール中で10時間またはそれ以上沸騰したと
きに、何等の本質的な変化を示さず、とりわけ形状が安
定であることを意味する。
本発明において得られるポリマーフィルムは、放射線に
よって導入されたグラフトによって膜の性質が得られる
が、均一、稠密な溶融押し出された、またはキャスティ
ングされたフィルムであり、数μm〜1鶴、特に5〜2
00μm、とりわけ10〜100μmの厚さを有する。
よって導入されたグラフトによって膜の性質が得られる
が、均一、稠密な溶融押し出された、またはキャスティ
ングされたフィルムであり、数μm〜1鶴、特に5〜2
00μm、とりわけ10〜100μmの厚さを有する。
このグラフトのためのポリマーフィルムは、加速された
電子によるイオン化照射の迅速な処理にかけられ、次い
でグラフトモノマーと接触せしめられる。
電子によるイオン化照射の迅速な処理にかけられ、次い
でグラフトモノマーと接触せしめられる。
モノマーはフィルムの表面に浸透し、ポリマーフィルム
への照射によって得られたラジカルと、グラフト重合ま
たはグラフト化と呼ばれるラジカル重合が行なわれる。
への照射によって得られたラジカルと、グラフト重合ま
たはグラフト化と呼ばれるラジカル重合が行なわれる。
上述したポリマーフィルムは、空気中、または、特に酸
素濃度< 1100ppの不活性ガス雰囲気中で、電子
加速装置の照射域に置かれる。
素濃度< 1100ppの不活性ガス雰囲気中で、電子
加速装置の照射域に置かれる。
特に用いられた、10〜100 μmの厚さのフィルム
に、可能な限り均一なラジカル濃度を得るために、好ま
しくはE ) 150KeVの電子エネルギーが採用さ
れる。
に、可能な限り均一なラジカル濃度を得るために、好ま
しくはE ) 150KeVの電子エネルギーが採用さ
れる。
電子照射の際には、一般には) l KGys−’、好
ましくは3〜50KGys−’ (0,3〜5 Mrd
s−’)の照射強度が用いられるが、高能力電子加速装
置のように大きな技術的用途を与える、本質的により高
い照射強度、例えば5000KGys−’を用いること
もでき4゜とりわけ、照射強度は3〜20KGys−’
である。
ましくは3〜50KGys−’ (0,3〜5 Mrd
s−’)の照射強度が用いられるが、高能力電子加速装
置のように大きな技術的用途を与える、本質的により高
い照射強度、例えば5000KGys−’を用いること
もでき4゜とりわけ、照射強度は3〜20KGys−’
である。
使用される照射量は一最には10〜1000KGy(1
〜1000KGy (1〜10QMrd) 、とりわけ
20〜250KGyになる。
〜1000KGy (1〜10QMrd) 、とりわけ
20〜250KGyになる。
特別の実施形態においては、より高い照射量、たとえば
250〜400KGyの使用によってポリマーフィルム
の高度の網状化がもたらされる。これによって、特定の
場合にはより優れた選択性が達成される。
250〜400KGyの使用によってポリマーフィルム
の高度の網状化がもたらされる。これによって、特定の
場合にはより優れた選択性が達成される。
本発明においてグラフトモノマーとしては、一つまたは
複数の塩形成能のある基を有する、または塩形成能のあ
る基に容易に変換されうる基(たとえばエステル)を有
する、すべてのラジカル重合可能な化合物を用いること
ができる。
複数の塩形成能のある基を有する、または塩形成能のあ
る基に容易に変換されうる基(たとえばエステル)を有
する、すべてのラジカル重合可能な化合物を用いること
ができる。
かかるモノマーの例としては、ビニルスルホン酸、スチ
レンスルホン酸、2−アクリロイルアミノ−2−メチル
プロパンスルホン酸、アクリル酸およびその同族体、メ
タクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、2.3−エポキシプロビルメタクリレート、ビニル
イミダゾール、2−ビニルピリジンおよび4−ビニルピ
リジンが挙げられる。
レンスルホン酸、2−アクリロイルアミノ−2−メチル
プロパンスルホン酸、アクリル酸およびその同族体、メ
タクリル酸、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、2.3−エポキシプロビルメタクリレート、ビニル
イミダゾール、2−ビニルピリジンおよび4−ビニルピ
リジンが挙げられる。
好ましいモノマーは、アクリル酸(AAc)、メタクリ
ル酸(MAAc)、ビニルイミダゾール(VIA)、4
−ビニルピリジン(4−VPy)および2−ビニルピリ
ジン(2−VPy)である。
ル酸(MAAc)、ビニルイミダゾール(VIA)、4
−ビニルピリジン(4−VPy)および2−ビニルピリ
ジン(2−VPy)である。
かかるグラフトモノマーは、純粋な形状か或いは溶液、
たとえば水溶液または水/エタノール溶液として、特に
モノマー濃度20〜80重量%で用いられる。
たとえば水溶液または水/エタノール溶液として、特に
モノマー濃度20〜80重量%で用いられる。
本発明においてグラフト重合は特に30〜80℃で、と
りわけ50〜70℃の温度で行なわれる。
りわけ50〜70℃の温度で行なわれる。
電子線が照射されたポリマーフィルムは、一般に照射終
了後約1分で、場合によっては予めその温度に調節され
たモノマーとまたはモノマーに全面に接触される。
了後約1分で、場合によっては予めその温度に調節され
たモノマーとまたはモノマーに全面に接触される。
グラフト重合の条件は、好ましくはポリマーフィルムが
その全厚みにグラフトされるまで保持される。本発明に
よれば、好ましくポリマー/モノマー結合および操作パ
ラメータに一般に10〜60分の時間で到達し、試料膜
の薄層の位相差−干渉一造影一顕微鏡(Differe
ntial −InLerferenz −Kontr
ast −Mikroskopie)の助けによって目
的とする結果を制御することができる。
その全厚みにグラフトされるまで保持される。本発明に
よれば、好ましくポリマー/モノマー結合および操作パ
ラメータに一般に10〜60分の時間で到達し、試料膜
の薄層の位相差−干渉一造影一顕微鏡(Differe
ntial −InLerferenz −Kontr
ast −Mikroskopie)の助けによって目
的とする結果を制御することができる。
このようにして得られたグラフトされたポリマーフィル
ムのグラフト化度は一般的には20〜300%である。
ムのグラフト化度は一般的には20〜300%である。
グラフト化度を決定するために、膜が重量一定になるま
で乾燥され、下記の式に従ってグラフト化度(PG)が
決定される。
で乾燥され、下記の式に従ってグラフト化度(PG)が
決定される。
O
ここでPはグラフト化されたフィルムの重量を示し、P
oはグラフト化されていないフィルムの重量を示す。
oはグラフト化されていないフィルムの重量を示す。
飽和グラフト化度は、種々の操作パラメータと同様にグ
ラフトモノマーの拡散および重合性に関係する。
ラフトモノマーの拡散および重合性に関係する。
一般に飽和グラフト化度は放射線量が増大するにつれて
増加するが、一定の放射線量を超えると飽和グラフト化
度の減少が現われる。更にこれを越えた極めて高い放射
線量では、フィルムポリマーの分解が起り、破壊にまで
至る。最終的にはラジカル再結晶によって一定のフィル
ムポリマー(たとえばPVF)の網状化反応が現われる
。
増加するが、一定の放射線量を超えると飽和グラフト化
度の減少が現われる。更にこれを越えた極めて高い放射
線量では、フィルムポリマーの分解が起り、破壊にまで
至る。最終的にはラジカル再結晶によって一定のフィル
ムポリマー(たとえばPVF)の網状化反応が現われる
。
温度上昇によって飽和グラフト化度は増加するか、また
は低下する。モノマー濃度の上昇は一般に飽和グラフト
化度の増加の原因となる。
は低下する。モノマー濃度の上昇は一般に飽和グラフト
化度の増加の原因となる。
飽和グラフト化度および操作条件とグラフトモノマーの
拡散および重合性との関係の複雑性の故に、かつポリマ
ーフィルムのグラフト化度およびグラフト化のいづれも
膜品質に決定的な特徴を表わさないが、ポリマー・モノ
マー結合の比率および操作条件によってグラフト化に最
高に異なった値が付与され、前述した位相差−干渉一造
影一顕微鏡を用いてグラフト化の出現を経験的に決定す
ることにより合目的に実証される。
拡散および重合性との関係の複雑性の故に、かつポリマ
ーフィルムのグラフト化度およびグラフト化のいづれも
膜品質に決定的な特徴を表わさないが、ポリマー・モノ
マー結合の比率および操作条件によってグラフト化に最
高に異なった値が付与され、前述した位相差−干渉一造
影一顕微鏡を用いてグラフト化の出現を経験的に決定す
ることにより合目的に実証される。
グラフト反応終了の後に、グラフトポリマーの官能基は
解離した塩に導かれる。しかしながら、特に塩形成に先
立って七ツマー残基またはポリ、マーフィルムへのグラ
フト化によっては形成されない、転換反応によって形成
されたホモ重合物(または多くの異なるグラフトモノマ
ーの使用による共重合物)の精製のために、グラフト化
されたポリマーフィルムの水または水/エタノールによ
る抽出が行なわれる。
解離した塩に導かれる。しかしながら、特に塩形成に先
立って七ツマー残基またはポリ、マーフィルムへのグラ
フト化によっては形成されない、転換反応によって形成
されたホモ重合物(または多くの異なるグラフトモノマ
ーの使用による共重合物)の精製のために、グラフト化
されたポリマーフィルムの水または水/エタノールによ
る抽出が行なわれる。
解離した塩の形成のためには、アクリル酸、メタクリル
酸または他の酸でグラフトしたフィルムの場合は、苛性
カリまたは苛性ソーダのような強塩基の水溶液またはア
ルコール性溶液(たとえば、80%エタノール水溶液)
によってアルカリ塩が形成される。
酸または他の酸でグラフトしたフィルムの場合は、苛性
カリまたは苛性ソーダのような強塩基の水溶液またはア
ルコール性溶液(たとえば、80%エタノール水溶液)
によってアルカリ塩が形成される。
塩基の濃度は、この場合たとえば0.1〜IO重量%で
あり、好ましくは1〜5重景%である。
あり、好ましくは1〜5重景%である。
かかる塩の形成は、一般には温度20〜80℃、特に約
20℃で行なわれ、ここで反応時間は1分〜30時間で
あり、特に5分〜2.5時間が適用される。
20℃で行なわれ、ここで反応時間は1分〜30時間で
あり、特に5分〜2.5時間が適用される。
しかしながら、多くの場合、最大の膜選択性を得るまで
の反応時間は、上述した良く用いられる範囲よりも著る
しく長く (実施例2参照)、その詳細な理由は現在ま
で明らかにされていない。
の反応時間は、上述した良く用いられる範囲よりも著る
しく長く (実施例2参照)、その詳細な理由は現在ま
で明らかにされていない。
ビニルイミダゾールまたはビニルピリジンでグラフトさ
れたフィルムの場合には、グラフト化されたポリマーフ
ィルムの第4級塩形成は、たとえばヨウ化メチル、臭化
メチルまたはジメチルサルフェートによって既知の反応
条件下での第4級アンモニウム塩の形成が行なわれる。
れたフィルムの場合には、グラフト化されたポリマーフ
ィルムの第4級塩形成は、たとえばヨウ化メチル、臭化
メチルまたはジメチルサルフェートによって既知の反応
条件下での第4級アンモニウム塩の形成が行なわれる。
次いで必要に応じて陰イオンの交換が、酸からの塩形成
に関して上述したような条件と同様な条件下で行なわれ
る。
に関して上述したような条件と同様な条件下で行なわれ
る。
アクリレートでグラフト化されたフィルムの場合には、
酸の塩形成に類似した条件下でグラフト化されたポリマ
ーフィルムがKO)lまたはNaOHのような強塩基の
溶液で処理され、次いで鹸化され、そして同時に相当す
る塩に轟かれる。
酸の塩形成に類似した条件下でグラフト化されたポリマ
ーフィルムがKO)lまたはNaOHのような強塩基の
溶液で処理され、次いで鹸化され、そして同時に相当す
る塩に轟かれる。
特別の実施形態においては、電子線照射と続いてのグラ
フト重合のための前段階としてポリマーフィルムは加速
された電子で予め照射され続いて親水性モノマーを使用
して予備グラフトされる。
フト重合のための前段階としてポリマーフィルムは加速
された電子で予め照射され続いて親水性モノマーを使用
して予備グラフトされる。
この結果、親水性のコマトリフクス(Coma tr
ix)を形成することができ、これによってより良い柔
軟化と引続いてのグラフト重合によって再びより高いグ
ラフト度を達成することができる。
ix)を形成することができ、これによってより良い柔
軟化と引続いてのグラフト重合によって再びより高いグ
ラフト度を達成することができる。
この前段階、すなわち予備照射と予備グラフトを達成す
るために、上述したような照射とグラフト化のためのも
のと同一の条件を採用することができ、グラフトモノマ
ーが異なるだけである。
るために、上述したような照射とグラフト化のためのも
のと同一の条件を採用することができ、グラフトモノマ
ーが異なるだけである。
予備グラフト化に好適なグラフトモノマーの例は、N−
ビニルピロリドン(MVP)またはN−ビニル−N−メ
チルアセトアミド(VIMA)である。
ビニルピロリドン(MVP)またはN−ビニル−N−メ
チルアセトアミド(VIMA)である。
本発明の実施例を下記に説明する。
本発明によって製造された膜の分離性を浸透気化−実験
室測定法によって確認した。
室測定法によって確認した。
すべての場合、80/20 (重量%) Etoll/
■tO混合物である試料水を約70℃で膜にポンプで供
給した。
■tO混合物である試料水を約70℃で膜にポンプで供
給した。
浸透物側は膜ポンプの助けによって< 40mbarの
低圧にした。浸透物は冷却容器に収容し、測定し、重量
をガスクロマトグラフィによって分析した。
低圧にした。浸透物は冷却容器に収容し、測定し、重量
をガスクロマトグラフィによって分析した。
全浸透物流φはkgm−”h−’であり、分離定数αは
下記の式によって計算される。
下記の式によって計算される。
11zOEtOH
ここでCは濃度(重量%)、Zは試料水であり、Pは浸
透物である。
透物である。
ポリマーフィルムにおけるグラフトの?夙 深さグラフ
トの浸入深さ、とりわけいかなる条件下でポリマーフィ
ルムがグラフト化されたかは、試料膜の位相差−干渉一
造影一顕微鏡(DIKM)によって検査した。
トの浸入深さ、とりわけいかなる条件下でポリマーフィ
ルムがグラフト化されたかは、試料膜の位相差−干渉一
造影一顕微鏡(DIKM)によって検査した。
実施例1
厚さ25μmのポリフッ化ビニルの溶融押し出しポリマ
ーフィルムを、室温下、窒素気流中(酸素濃度(−10
100ppで160KeVの電子で照射強度DL= 9
KGys−’(0,9Mrds−’) 、全照射量D=
26KGy(2,6Mrd)で照射した。
ーフィルムを、室温下、窒素気流中(酸素濃度(−10
100ppで160KeVの電子で照射強度DL= 9
KGys−’(0,9Mrds−’) 、全照射量D=
26KGy(2,6Mrd)で照射した。
照射終了の後約1分で、照射されたpvpフィルムを3
0分間、70℃に温度制御されたアクリル酸(AAc)
の80%水溶液のグラフトモノマー溶液に浸漬し、全フ
ィルム厚さにグラフト化した(前述したDIXM−法に
よって検査した)。
0分間、70℃に温度制御されたアクリル酸(AAc)
の80%水溶液のグラフトモノマー溶液に浸漬し、全フ
ィルム厚さにグラフト化した(前述したDIXM−法に
よって検査した)。
しかる後にグラフト化されたPVF−フィルムを16時
間、エタノール−水混合物で還流抽出し、16時間、5
0℃で減圧下に乾燥した。
間、エタノール−水混合物で還流抽出し、16時間、5
0℃で減圧下に乾燥した。
グラフト化度は重量測定によりPC= 223%である
ことが決定された。
ことが決定された。
塩形成は、80/20 (重量%)エタノール/水混合
物の5%KOH溶液を用い20℃で30分の反応時間に
より行なった。
物の5%KOH溶液を用い20℃で30分の反応時間に
より行なった。
標準浸透気化試験によれば、PVF−g−AAc膜(g
= (AAcが)グラフト化された〕は酸の形状で3
5%エタノールを浸透物として提供した。
= (AAcが)グラフト化された〕は酸の形状で3
5%エタノールを浸透物として提供した。
これは分離係数α〜7、全浸透物流φ〜0.6kgm−
”h−’に相当し、一方、相当する塩の形状では、3.
6%エタノールが浸透物として得られ、これはα〜10
7、全浸透物流0.6 kgm−” h−’を与えた。
”h−’に相当し、一方、相当する塩の形状では、3.
6%エタノールが浸透物として得られ、これはα〜10
7、全浸透物流0.6 kgm−” h−’を与えた。
実施例2
実施例1に従って、PvC−フィルムをAAcでグラフ
ト化したが、照射量D =390KGyであり、とるに
たらぬ僅かなグラフト化度PG = 206%であった
。
ト化したが、照射量D =390KGyであり、とるに
たらぬ僅かなグラフト化度PG = 206%であった
。
標準浸透気化試験によって、PVF−g−AAc膜は酸
形状において浸透物が26%エタノールであり、分離係
数α〜11、全浸透流φ〜0.7 kgm−” h−’
に相当し、一方、相当する塩形状では、浸透物は1.5
%エタノールであり、分離係数α〜263、全浸透流φ
〜2.2kgm−2h−’を与えた。
形状において浸透物が26%エタノールであり、分離係
数α〜11、全浸透流φ〜0.7 kgm−” h−’
に相当し、一方、相当する塩形状では、浸透物は1.5
%エタノールであり、分離係数α〜263、全浸透流φ
〜2.2kgm−2h−’を与えた。
塩形成のための反応時間を26時間に延長すると、この
強い綱状化したPVF−g−AAc膜によって分離状は
著るしく改善された。
強い綱状化したPVF−g−AAc膜によって分離状は
著るしく改善された。
標準浸透気化試験によると、処理されたグラフト膜(塩
形)は0.7%エタノール浸透物を与え、α〜56.7
、全浸透流φ〜l、 9 kgm−” h−を与えた。
形)は0.7%エタノール浸透物を与え、α〜56.7
、全浸透流φ〜l、 9 kgm−” h−を与えた。
3例3 親水性モノマーによる予備グラフト化厚さ25
μmのポリフッ化ビニル(PVF)の溶融押し出しされ
たポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気中(酸素濃度
< 10100ppで160KeV を子で照射強度D
L = 3KGys−’(0,3Mrds−’)で全照
射fi D =51KGy (5,IMrd)まで照射
した。
μmのポリフッ化ビニル(PVF)の溶融押し出しされ
たポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気中(酸素濃度
< 10100ppで160KeV を子で照射強度D
L = 3KGys−’(0,3Mrds−’)で全照
射fi D =51KGy (5,IMrd)まで照射
した。
照射終了1分後に、この予め照射されたPvFフィルム
を70℃に温度制御されたグラフトモノマーの100%
N−ビニル−N−メチルアセトアミドmMA)と接触さ
せ、全フィルム厚さにグラフトさせた(DIK−顕微鏡
で検査した)。次いで、グラフト化されたPVFフィル
ムをエタノール/水混合物で還流下に16時間抽出し、
16時間、50℃で減圧下に乾燥した。
を70℃に温度制御されたグラフトモノマーの100%
N−ビニル−N−メチルアセトアミドmMA)と接触さ
せ、全フィルム厚さにグラフトさせた(DIK−顕微鏡
で検査した)。次いで、グラフト化されたPVFフィル
ムをエタノール/水混合物で還流下に16時間抽出し、
16時間、50℃で減圧下に乾燥した。
グラフト化度はitによりPG = 60%と決定され
た。
た。
VIMAで予めグラフト化されたPVF−フィルムを室
温下でN2雰囲気中(Oz t7A度(100ppm)
で160KeV電子で照射強度DL = 12KGys
−’で全照射量D=98Khまで照射した。
温下でN2雰囲気中(Oz t7A度(100ppm)
で160KeV電子で照射強度DL = 12KGys
−’で全照射量D=98Khまで照射した。
照射終了1分後に予めグラフト化され照射されたPVF
−H−VIMA74 JLtムを60分間、70℃に温
度制御されたAAcの80%水溶液に接触させ、全フィ
ルム厚さに2回目のグラフトをした(DIK顕微鏡で検
査した)。次いで2回グラフト化したPVFフィルムを
上記と同様に抽出および乾燥操作にかけた。
−H−VIMA74 JLtムを60分間、70℃に温
度制御されたAAcの80%水溶液に接触させ、全フィ
ルム厚さに2回目のグラフトをした(DIK顕微鏡で検
査した)。次いで2回グラフト化したPVFフィルムを
上記と同様に抽出および乾燥操作にかけた。
2回目のグラフト化操作で得られたグラフト化度は重量
的にはPG = 267%であった(PVF−g−VI
MA)。
的にはPG = 267%であった(PVF−g−VI
MA)。
実施例1記述の塩形成は60分の反応時間であった。
標準浸透気化試験において、この2重にグラフト化され
た膜PVF−g−VIMA−g−AAcは酸型において
浸透物中のエタノールは31%であり、これは分離系数
α〜9、全浸透流φ〜Q、7kgm−2h−’に相当し
、一方、相当する塩型では浸透物は2.7%エタノール
であり、全浸透流φ〜4.7kgm−”h−1における
相当するα〜144を与えた。
た膜PVF−g−VIMA−g−AAcは酸型において
浸透物中のエタノールは31%であり、これは分離系数
α〜9、全浸透流φ〜Q、7kgm−2h−’に相当し
、一方、相当する塩型では浸透物は2.7%エタノール
であり、全浸透流φ〜4.7kgm−”h−1における
相当するα〜144を与えた。
実施例4
ポリフッ化ビリニデン(PVF、)の厚さ22μmの溶
融押し出しポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気中で
(酸素濃度< 10100pp 160KeV電子で照
射強度DL = 9KGys−’で全照射量D=53K
GVまで照射した。
融押し出しポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気中で
(酸素濃度< 10100pp 160KeV電子で照
射強度DL = 9KGys−’で全照射量D=53K
GVまで照射した。
照射終了1分後に照射されたPVF2フィルムを60分
間、60℃に温度制御されたビニルイミダゾール(VI
A)の50%水溶液のグラフトモノマー溶液に接触させ
、全フィルム厚さにグラフト化させた(DIK−顕微鏡
により検査した)。
間、60℃に温度制御されたビニルイミダゾール(VI
A)の50%水溶液のグラフトモノマー溶液に接触させ
、全フィルム厚さにグラフト化させた(DIK−顕微鏡
により検査した)。
次いで照射されたPVF 2フイルムを実施例1と同様
な条件下で抽出し乾燥した。
な条件下で抽出し乾燥した。
グラフト化度は重量的にPG = 23%であった。
9515 (重量%)エタノール/水混合物のC1h1
5%溶液に70℃で30分の反応時間で第4級塩形成を
行った。標準浸透気化試験において、このPVh−g−
VIA膜は浸透物におけるエタノール23%であり、こ
れは分離係数α〜13、全浸透流φ〜Q、 4 kgm
−” h伺に相当し、一方、相当する第4級塩では浸透
物においてエタノール5.9%であり、α〜64、全浸
透流φ〜9.8kgm−”h−電に相当する。
5%溶液に70℃で30分の反応時間で第4級塩形成を
行った。標準浸透気化試験において、このPVh−g−
VIA膜は浸透物におけるエタノール23%であり、こ
れは分離係数α〜13、全浸透流φ〜Q、 4 kgm
−” h伺に相当し、一方、相当する第4級塩では浸透
物においてエタノール5.9%であり、α〜64、全浸
透流φ〜9.8kgm−”h−電に相当する。
実施例5
ポリフッ化ビリニデン(PVF、)の溶融押し出しされ
た厚さ22μmのポリマーフィルムを室温下、N2雰囲
気COztm度< 90ppm)中で160KeV電子
で照射強度9 KGys−’で全照射量D =20KG
yまで照射した。
た厚さ22μmのポリマーフィルムを室温下、N2雰囲
気COztm度< 90ppm)中で160KeV電子
で照射強度9 KGys−’で全照射量D =20KG
yまで照射した。
照射終了1分後に照射されたPVF2フィルムを45分
間、70℃に温度制御された100%の4−ビニルピリ
ジンのグラフトモノマー浴に接触させ、全フィルム厚さ
にグラフト化した(DIK顕微鏡で検査した)。次いで
グラフト化されたPVFzフィルムを実施例1と同様な
条件下で抽出し、乾燥した。グラフト化度は重量的にP
G = 40%であった。
間、70℃に温度制御された100%の4−ビニルピリ
ジンのグラフトモノマー浴に接触させ、全フィルム厚さ
にグラフト化した(DIK顕微鏡で検査した)。次いで
グラフト化されたPVFzフィルムを実施例1と同様な
条件下で抽出し、乾燥した。グラフト化度は重量的にP
G = 40%であった。
実施例4と同様に第4級塩を形成した。
標準浸透気化試験によって、このPVFz−g−VPy
膜は浸透物中エタノールは34%であり、これは分離係
数α〜8、全浸透流φ〜0.7kgm−z h−1に相
当し、一方、相当する第4級塩では浸透物におけるエタ
ノール4%であり、α〜96、全浸透流φ〜2.2kg
m−”h−’である。
膜は浸透物中エタノールは34%であり、これは分離係
数α〜8、全浸透流φ〜0.7kgm−z h−1に相
当し、一方、相当する第4級塩では浸透物におけるエタ
ノール4%であり、α〜96、全浸透流φ〜2.2kg
m−”h−’である。
実施例6
(テトラフルオルエチレン−ヘキサフルオルプロペン)
コポリマー(PFEP)を溶融押し出した厚さ25μm
のポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気(酸素濃度(
10100pp中で160KeV電子で照射強度D L
= 12KGys−’で全照射ffi D = 97
Keyまで照射した。
コポリマー(PFEP)を溶融押し出した厚さ25μm
のポリマーフィルムを室温下、N2雰囲気(酸素濃度(
10100pp中で160KeV電子で照射強度D L
= 12KGys−’で全照射ffi D = 97
Keyまで照射した。
照射終了1分後に照射されたPFEPフィルムを60分
間、60℃に温度制御されたアクリル酸の30%水溶液
からなるグラフトモノマー溶液に接触させ、全フィルム
厚さにグラフト化させた(DIK顕微鏡で検査した)。
間、60℃に温度制御されたアクリル酸の30%水溶液
からなるグラフトモノマー溶液に接触させ、全フィルム
厚さにグラフト化させた(DIK顕微鏡で検査した)。
次いでグラフト化したPFEPフィルムを15時間、水
で還流下に抽出し、16時間60℃で減圧下に乾燥した
。グラフト化度は重量的にPG = 30%であった。
で還流下に抽出し、16時間60℃で減圧下に乾燥した
。グラフト化度は重量的にPG = 30%であった。
塩形成は80/20 (重量%)エタノール/水混合物
の5%KOH溶液で、25℃で2.5時間の反応時間で
行なった。
の5%KOH溶液で、25℃で2.5時間の反応時間で
行なった。
標準浸透気化試験によって、このPFEP−g−AAc
膜は酸形状において浸透物は40%エタノールであり、
分離係数α〜6、全浸透流φ〜0.5kgm−”h−1
に相当し、一方、相当する塩形状は浸透物のエタノール
0.5%であり、α〜796、全浸透流φ〜1.8 k
gm−” h−’に相当する。
膜は酸形状において浸透物は40%エタノールであり、
分離係数α〜6、全浸透流φ〜0.5kgm−”h−1
に相当し、一方、相当する塩形状は浸透物のエタノール
0.5%であり、α〜796、全浸透流φ〜1.8 k
gm−” h−’に相当する。
実施例7
ポリアクリロニトリル(PAN、 ジメチルホルムア
ミドの12%溶液)からの厚さ25μmの流し込みフィ
ルムを室温下、N2雰囲気(酸素濃度(100ppm)
中で160KeV電子で照射強度DL =11KGys
−’で全照射量D =33KGVまで照射した。
ミドの12%溶液)からの厚さ25μmの流し込みフィ
ルムを室温下、N2雰囲気(酸素濃度(100ppm)
中で160KeV電子で照射強度DL =11KGys
−’で全照射量D =33KGVまで照射した。
照射終了1分後に照射されたPANフィルムを40分間
、60℃に温度制御した50%アクリル酸水溶液のグラ
フトモノマー溶液に接触させ、全フィルム厚さにグラフ
ト化させた(DIK顕微鏡)で検査した)0次いで照射
されたPANフィルムを実施例6と同一の条件で抽出し
、乾燥した。
、60℃に温度制御した50%アクリル酸水溶液のグラ
フトモノマー溶液に接触させ、全フィルム厚さにグラフ
ト化させた(DIK顕微鏡)で検査した)0次いで照射
されたPANフィルムを実施例6と同一の条件で抽出し
、乾燥した。
グラフト化度は重量的にPG = 127%と検定され
た。
た。
塩形成は実施例6の方法に従った。
標準浸透気化試験では酸形状で浸透物は33%エタノー
ルであり分離係数α〜8、全浸透流φ〜1.8kgm−
”h−’に相当し、一方、相当ス・コ塩形状は浸透物中
エタノール0.4%であり、α〜996、全浸透流φ〜
1−7kgm−2h−+に相当した。
ルであり分離係数α〜8、全浸透流φ〜1.8kgm−
”h−’に相当し、一方、相当ス・コ塩形状は浸透物中
エタノール0.4%であり、α〜996、全浸透流φ〜
1−7kgm−2h−+に相当した。
(本頁以下余白)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、合成ポリマーから溶融押出しまたはキャスティング
によって製造された均一、稠密なフィルムに加速された
電子を照射し、次いで塩形成可能な官能基、または塩形
成可能な基に容易に変換可能な基を含むモノマーとラジ
カルグラフト重合させる溶液拡散膜の製造方法において
、140℃以上の溶融温度、0℃以上のガラス転移温度
を有し、沸騰エタノールに対して耐安定性を示し、かつ
グラフト重合後にグラフトポリマーの官能基は解離した
塩に変換される合成ポリマーからのフィルムを使用する
ことを特徴とする溶液拡散膜の製造方法。 2、15℃以上のガラス転位温度を有する合成ポリマー
からのフィルムを使用する前記特許請求の範囲第1項記
載の溶液拡散膜の製造方法。 3、フッ素含有ポリマーからのフィルムを使用する前記
特許請求の範囲第1項または第2項記載の溶液拡散膜の
製造方法。 4、フッ素含有ポリマーとしてポリフッ化ビニルを使用
する前記特許請求の範囲第3項記載の溶液拡散膜の製造
方法。 5、ポリアクリロニトリルからのフィルムを使用する前
記特許請求の範囲第1項または第2記載の溶液拡散膜の
製造方法。 6、厚さ10〜100μmのフィルムを使用する前記特
許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項または第
5項記載の溶液拡散膜の製造方法。 7、3〜50KGys^−^1の照射強度の照射を行な
う前記特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項
、第5項または第6項記載の溶液拡散膜の製造方法。 8、照射によって20〜250KGyの照射量が適用さ
れる前記特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4
項、第5項、第6項または第7項記載の溶液拡散膜の製
造方法。 9、電子照射によって照射量を250〜400KGyに
高めることによって、ポリマーフィルムの網状化がもた
らされる前記特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、
第4項、第5項、第6項または第7項記載の溶液拡散膜
の製造方法。 10、ポリマーフィルムを電子照射し、次いでグラフト
重合させるための前処理として、ポリマーフィルムを加
速された電子で予め照射し、次いで親水性モノマーを用
いて予めグラフトさせる前記特許請求の範囲第1項、第
2項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項、第8
項または第9項記載の溶液拡散膜の製造方法。 11、ポリマーフィルムがその全厚さにわたってグラフ
トされるまでグラフト重合の条件が長く保持される特許
請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、
第6項、第7項、第8項、第9項または第10項記載の
溶液拡散膜の製造方法。 12、グラフト重合が温度50〜70℃で行なわれる特
許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項
、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項または第
11項記載の溶液拡散膜の製造方法。 13、グラフトされたポリマーフィルムが、塩形成に先
立って水または/エタノール抽出にかけられる特許請求
の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6
項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項また
は第12項記載の溶液拡散膜の製造方法。 14、得られた溶液拡散膜が浸透気化に使用される前記
特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5
項、第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第1
1項、第12項または第13項記載の溶液拡散膜の製造
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853515184 DE3515184A1 (de) | 1985-04-26 | 1985-04-26 | Verfahren zur herstellung von loesungs-diffusionsmembranen und ihre verwendung fuer die pervaporation |
DE3515184.6 | 1985-04-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62254807A true JPS62254807A (ja) | 1987-11-06 |
JPH0478328B2 JPH0478328B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=6269244
Family Applications (1)
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JP61097736A Granted JPS62254807A (ja) | 1985-04-26 | 1986-04-26 | 溶液拡散膜の製造方法 |
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EP (1) | EP0221171B1 (ja) |
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1985
- 1985-04-26 DE DE19853515184 patent/DE3515184A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-04-25 DE DE8686903303T patent/DE3673119D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-25 WO PCT/EP1986/000254 patent/WO1986006294A1/de active IP Right Grant
- 1986-04-25 EP EP86903303A patent/EP0221171B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-25 US US07/013,977 patent/US4865743A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-26 JP JP61097736A patent/JPS62254807A/ja active Granted
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