JPS6279832A - Composite film for gas separation - Google Patents

Composite film for gas separation

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JPS6279832A
JPS6279832A JP22041685A JP22041685A JPS6279832A JP S6279832 A JPS6279832 A JP S6279832A JP 22041685 A JP22041685 A JP 22041685A JP 22041685 A JP22041685 A JP 22041685A JP S6279832 A JPS6279832 A JP S6279832A
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JP
Japan
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layer
gas
polymer
polyarylene oxide
separation
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JP22041685A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Yamada
申一 山田
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Toray Industries Inc
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the titled film having improved properties of separation, permeability and durability by providing a layer A made of a high polymer and having a gas permeability, and a layer B made of a polyarylene oxide contg. a silicon atom on a porous substrating body. CONSTITUTION:The layer A made of the high polymer and having the gas permeability and the layer B made of the polyarylene oxide and contg. the silicon atom are provided on the porous substrating body to form the composite film for the gas separation. The material constituting the porous substrating body contains a polysulfonic acid or a polyolefins, etc. Size of fine pores lying on the surface of the substrating body is preferably 10-2,000Angstrom . The oxygen permeability coefficient PO2 of the layer A is preferably 1X10<-8>(cm<2>.cm/ cm<2>.sec.cm Hg). The layer B is made of the polyarylene oxide contg. the organosilyl group.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、混合気体の分離に使用され、良好な選択透過
性および気体透過性を有する気体分離用複合膜に関する
ものでおる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a composite membrane for gas separation that is used to separate mixed gases and has good permselectivity and gas permeability.

[従来の技術] 最近、膜を用いた分離技術の進歩は著しく、海水の淡水
化、超純水の製造、排液処理等の分野では、工業的規模
で実用化されている。また、膜による気体の分離におい
ても水素、炭化水素、二酸化炭素等について実用化が進
められている。
[Prior Art] Recently, separation technology using membranes has made remarkable progress, and has been put to practical use on an industrial scale in fields such as seawater desalination, ultrapure water production, and wastewater treatment. Further, in the separation of gases using membranes, practical application of hydrogen, hydrocarbons, carbon dioxide, etc. is progressing.

このような膜の気体分離への応用例の一つとして画素富
化空気の製造が挙げられる。酸素富化空気は、医療分野
においては呼吸器用等に、また工業分野においては燃焼
システム用等に必要とされ、その応用範囲は広い。通常
の燃焼システム(例えばボイラー)では燃料の他に空気
を用いているが、この空気の代りに空気中の酸素濃度を
増した酸素富化空気を燃焼システムに供給すれば、燃料
効率・燃焼温度の向上と燃焼排ガス量の減少が達成でき
、省エネルギー・公害防止の両面において効果が期待で
きる。
One example of the application of such membranes to gas separation is the production of pixel-enriched air. Oxygen-enriched air is required for respiratory purposes in the medical field, and for combustion systems in the industrial field, and has a wide range of applications. Normal combustion systems (boilers, for example) use air in addition to fuel, but if oxygen-enriched air, which has an increased oxygen concentration in the air, is supplied to the combustion system instead of this air, fuel efficiency and combustion temperature can be improved. It is possible to achieve an improvement in fuel consumption and a reduction in the amount of combustion exhaust gas, and is expected to be effective in terms of both energy conservation and pollution prevention.

このような期待にもかかわらず、高分子膜による気体の
分離は、工業的規模ではほとんど実用化されておらず、
わずかに水素分離等の一部の限られた分野でのみ実用化
が具体化しつつおる。
Despite these expectations, gas separation using polymer membranes has hardly been put into practical use on an industrial scale.
Practical use is only beginning to take shape in a few limited fields, such as hydrogen separation.

高分子膜による気体分離の実用化が進んでいない理由と
しては、一つには気体透過性および気体分離性の双方に
すぐれ、かつ薄膜化が容易な膜素材の開発が遅れている
ことにある。一般に、高分子膜の気体透過性と気体分離
性は相反する傾向におり、これを克服するために種々の
方法により、複合膜化が検討されている。
One of the reasons why the practical application of gas separation using polymer membranes has not progressed is that there has been a delay in the development of membrane materials that have excellent gas permeability and gas separation properties and can be easily made into thin films. . In general, gas permeability and gas separation properties of polymer membranes tend to be contradictory, and in order to overcome this, various methods have been investigated to form composite membranes.

酸素富化空気の製造や他の気体分離に用いられる高分子
膜の気体透過速度(Q)は、一般に次式1式% ここでPは透過係数(−・cm/aK・sec・cmH
g)、△pは膜の両側での透過気体の分圧差(cmHg
) 、Aは膜面積(cJ) 、dは膜厚(cm )を示
す。高分子薄膜の気体分離性は、高分子膜に固有のもの
で必り、膜厚に依存しない。一方、気体透過性は、上記
式に必るように薄膜化により向上することから、気体分
離性を有する膜素材を、欠点のない均質膜としていかに
薄くするかということが複合膜化の重要なポイントとな
る。
The gas permeation rate (Q) of polymer membranes used for the production of oxygen-enriched air and other gas separations is generally calculated using the following formula (%), where P is the permeability coefficient (-cm/aK sec cmH
g), △p is the partial pressure difference of the permeate gas on both sides of the membrane (cmHg
), A is the membrane area (cJ), and d is the membrane thickness (cm). The gas separation property of a thin polymer film is necessarily unique to the polymer membrane and does not depend on the film thickness. On the other hand, gas permeability is improved by making the membrane thinner, as required by the above equation, so how to make the membrane material with gas separation properties thinner as a homogeneous membrane with no defects is an important factor in making composite membranes. This is the point.

かかる観点から種々の構成による気体分離用複合膜が考
案されている。例えば、米国特許第3874986@明
細書では、ポリフェニレンオキシドとオルガノボリシロ
キ→ナンーボリカーポネート共重合体からなる薄膜層と
多孔質支持層との間に接着とクッションの役割のため、
オルガノポリシロキ1ノンーポリカーボネ−1〜共重合
体からなる中間層を設けた積層複合膜が提案されている
。また、米国特許第3980456号明細書では、上記
積層複合膜上にさらに薄膜層を設け、微小粒子の混入等
により発生したピンホールを遮蔽している。
From this point of view, composite membranes for gas separation with various configurations have been devised. For example, in U.S. Pat. No. 3,874,986@ specification, for the role of adhesion and cushioning between a thin film layer made of polyphenylene oxide and organoborisiloxane → nanoboricarbonate copolymer and a porous support layer,
A laminated composite membrane having an intermediate layer made of organopolysiloxy-1 non-polycarbonate-1 to copolymer has been proposed. Further, in US Pat. No. 3,980,456, a thin film layer is further provided on the laminated composite film to cover pinholes caused by inclusion of fine particles.

しかしながらかかる積層複合膜では、分離活性層として
2種類の高分子からなる薄膜層を用いており、これら高
分子の相分離等により膜性能(分離性および透過性)ま
たは耐久性が必ずしも十分とは言えない。また特開昭5
7−4203号公報では、ポリ−4−メチルペンテンを
用いた膜の表面に、膜形成能を有しない物質をコーティ
ングした複合膜が提案されているが、コーティングによ
り複合膜の気体分離[生は向上するものの、膜表面に膜
形成能を有しない物質の層があるため耐久性に問題があ
ると考えられる。
However, such laminated composite membranes use a thin film layer made of two types of polymers as the separation active layer, and due to phase separation of these polymers, membrane performance (separability and permeability) or durability may not necessarily be sufficient. I can not say. Also, JP-A-5
Publication No. 7-4203 proposes a composite membrane in which the surface of a membrane using poly-4-methylpentene is coated with a substance that does not have membrane-forming ability. Although the improvement is achieved, it is thought that there is a problem with durability because there is a layer of a substance that does not have film-forming ability on the film surface.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記のような従来例のもつ欠点のない気体分
離用複合膜、すなわち分離性、透過性に優れ、かつ耐久
性においても良好である気体分離用複合膜を提供するこ
とを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention provides a composite membrane for gas separation that does not have the drawbacks of the conventional examples as described above, that is, a gas separation membrane that has excellent separation performance, permeability, and durability. The purpose is to provide a composite membrane for

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。[Means for solving problems] In order to achieve the above object, the present invention consists of the following configuration.

「 多孔質支持体上に気体透過性を有づる高分子よりな
る層(A)とケイ素原子を含有するポリアリーレンオキ
シドよりなる層(B)を設けたことを特徴とする気体分
離用複合膜。」 本発明における多孔質支持体は、多孔質支持体表面に存
在する微細孔の大きさが、積層する薄膜の分離特性を効
果的に発現し、かつ十分な気体透過量を得るために、1
0〜10000大、好ましくは10〜2000人である
。多孔質支持体としては、抽出法、層分離法、延伸法、
焼成法等の種々の方法で作られた有機多孔質支持体また
は無機多孔質支持体か用いられる。有機多孔質支持体は
、その支持体としてポリスルホン類、セルロース類、ポ
リオレフィン類、ポリエステル類、ポリアミド類、ポリ
イミド類等のホモポリマーあるいはこれらポリマーのブ
レンド物が通常使用されるが、特にこれらに限定される
ものではない。多孔質支持体の形状としては、平膜状以
外にも中空糸状、チューブ状などを使用することができ
る。
``A composite membrane for gas separation, characterized in that a layer (A) made of a polymer having gas permeability and a layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms are provided on a porous support. ” The porous support in the present invention has the size of the micropores present on the surface of the porous support to effectively express the separation characteristics of the laminated thin films and to obtain a sufficient amount of gas permeation.
0 to 10,000 people, preferably 10 to 2,000 people. Porous supports include extraction methods, layer separation methods, stretching methods,
Organic porous supports or inorganic porous supports made by various methods such as calcination can be used. For organic porous supports, homopolymers such as polysulfones, celluloses, polyolefins, polyesters, polyamides, polyimides, etc. or blends of these polymers are usually used, but they are not particularly limited to these. It's not something you can do. As for the shape of the porous support, in addition to a flat membrane shape, a hollow fiber shape, a tube shape, etc. can be used.

気体透過性を有する高分子よりなる層(八)を構成する
高分子とは、例えば透過性を示す尺度して酸素透過係数
PO2を用いた場合、PO2が少なくとも5X10−9
1aK−cm/crK・sec ・cmHq]以上、好
ましくは10−8[ci−Cm/cJ・sec・CmH
Q]以上である特性のものである。酸素透過係数が前記
範囲を満たす高分子としては、例えば、ポリジメチルシ
ロキサン等のポリオルガノシロキサン、シルフェニレン
−シロキサン共重合体、ポリカーボネートーポリシロキ
ナン共重合体、ポリスルホンーポリシロキナン共重合体
、ポリスチレン−ポリシロキサン共重合体等のポリオル
ガノシロキ畳ナン共重合体、ポリ(↑ert−ブチルア
セチレン)、ポリ(1〜リメチルシリルプロピン)等の
置換ポリアセチレン、ポリ(フマル酸ジーtert−ブ
チル)等のポリオレフィン、ポリ(ビスエトキシフォス
フ7ゼン)等のポリオルガノフォスフアゼン等が挙げら
れるが、実質的に閑素透過係数が前記範囲を満たすもの
であればこれらに限るものではない。
The polymer constituting the layer (8) made of a polymer having gas permeability means, for example, when using the oxygen permeability coefficient PO2 as a measure of permeability, the polymer has a PO2 of at least 5X10-9.
1aK-cm/crK・sec・cmHq] or more, preferably 10−8 [ci-Cm/cJ・sec・CmH
Q] It has the following characteristics. Examples of polymers whose oxygen permeability coefficient satisfies the above range include polyorganosiloxanes such as polydimethylsiloxane, silphenylene-siloxane copolymers, polycarbonate-polysilokinane copolymers, polysulfone-polysilokinane copolymers, Polyorganosiloxane copolymers such as polystyrene-polysiloxane copolymers, substituted polyacetylenes such as poly(↑ert-butylacetylene), poly(1-dimethylsilylpropyne), poly(di-tert-butyl fumarate) ), and polyorganophosphazenes such as poly(bisethoxyphosph7zene), but are not limited to these as long as the carbon permeability coefficient substantially satisfies the above range.

また気体透過性を有する高分子よりなる層(A)の厚さ
は、あまり薄すぎると機械的強度が低下し、逆にあまり
厚すぎると気体透過量が低下することから、一般に0.
01〜3μ、好ましくは00O3〜0.5μの範囲にあ
ることが適当である。
In addition, the thickness of the layer (A) made of a gas-permeable polymer is generally 0.001.
A suitable range is 01 to 3μ, preferably 00O3 to 0.5μ.

ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドよりなる
層(B)を構成する高分子としては、オルガノシリル基
を有するポリアリーレンオキシド、ポリアリーレンオキ
シド−オルガノシロキサン共重合体、ポリアリーレンオ
キシド−オルガノシルアルキレン共重合体等が挙げられ
る。後者の2例のように高分子がポリアリーレンオキシ
ドと含ケイ素ポリマーとの共重合体である場合、共重合
体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グ
ラフト共重合体、ベンダン1〜型共重合体等のいずれの
状態であっても差し支えないが、ペンダント型共重合体
の場合、膜性能が特に良好であり、より好ましい。また
(B)層を構成する高分子は、一部架橋していても差し
支えない。
Examples of the polymer constituting the layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms include polyarylene oxide having an organosilyl group, polyarylene oxide-organosiloxane copolymer, and polyarylene oxide-organosyl alkylene copolymer. Examples include merging. When the polymer is a copolymer of polyarylene oxide and a silicon-containing polymer as in the latter two examples, examples of the copolymer include random copolymers, block copolymers, graft copolymers, bendane 1- Although it may be in any state such as a type copolymer, a pendant type copolymer is more preferable because the membrane performance is particularly good. Further, the polymer constituting the layer (B) may be partially crosslinked.

ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドよりなる
層(B)を構成する高分子中に含まれるポリアリーレン
オキシド部分の基本構造は、一般式で表わされる。ここ
でmは1〜3の整数、nは25以上の整数、好ましくは
50以上の整数を示す。
The basic structure of the polyarylene oxide moiety contained in the polymer constituting the layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms is represented by the general formula. Here, m is an integer of 1 to 3, and n is an integer of 25 or more, preferably 50 or more.

またポリマー主鎖中に含まれる芳香環は、一般式中の酸
素原子との接続と隣接繰返し単位中の酸素原子との接続
がパラ位であることが好ましいが、いくつかの接続は他
の位置であっても差し支えない。Rは、同一でもよく、
それぞれ異なっていてもよく、アルキル基、置換アルキ
ル基、フェニル基、置換フェニル基、ハロゲン原子、ア
ルコキシ基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基等
から選ばれる。置換基Rに含まれる炭素原子数は15以
下であることが好ましいが、より好ましくは8以下であ
る。
In addition, in the aromatic ring contained in the polymer main chain, it is preferable that the connection with the oxygen atom in the general formula and the connection with the oxygen atom in the adjacent repeating unit be at the para position, but some connections may be made at other positions. There is no problem even if it is. R may be the same,
They may be different from each other and are selected from alkyl groups, substituted alkyl groups, phenyl groups, substituted phenyl groups, halogen atoms, alkoxy groups, alkenyl groups, alkynyl groups, amino groups, and the like. The number of carbon atoms contained in the substituent R is preferably 15 or less, more preferably 8 or less.

前記一般式で表わされるポリアリーレンオキシドは、主
鎖芳香環上に水素原子またはへロゲ°ン原子等が少なく
とも1個以上含まれているか、または主鎖芳香環に隣接
した炭素原子上には少なくとも1個以上の水素原子また
はハロゲン原子等が保持されていることが必要である。
The polyarylene oxide represented by the above general formula contains at least one hydrogen atom or herogen atom on the aromatic ring in the main chain, or at least one hydrogen atom or hydrogen atom on the aromatic ring in the main chain, or at least one hydrogen atom or hydrogen atom on the aromatic ring in the main chain. It is necessary that one or more hydrogen atoms, halogen atoms, etc. are retained.

特にRがアルキル基の場合、主鎖芳香環に隣接した炭素
原子上には少なくとも1個の水素が含まれていることが
必要である。また高分子中に含まれる繰返し単位は、単
一でもよく、また異なっていてもよい。
In particular, when R is an alkyl group, it is necessary that at least one hydrogen is contained on the carbon atom adjacent to the main chain aromatic ring. Further, the repeating units contained in the polymer may be single or different.

ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドとしては
、前記ポリアリーレンオキシド一般式中に含まれる芳香
族炭素または脂肪族炭素上の水素原子および/またはハ
ロゲン原子等が全部または一部がオルガノシリル基やオ
ルガノシロキサン鎖、オルガノシルアルキレン鎖で置換
された構造のものや、前記一般式中に含まれる不飽和結
合等の全部または一部にオルガノシリル基やオルガノシ
ロキ1ナン鎖、オルガノシルアルキレン鎖が付加した構
造のものをさす。
The silicon atom-containing polyarylene oxide is such that all or a portion of the hydrogen atoms and/or halogen atoms on the aromatic carbon or aliphatic carbon contained in the general formula of the polyarylene oxide are organosilyl groups or organosiloxanes. Structures substituted with chains, organosylalkylene chains, and structures in which organosilyl groups, organosilokynan chains, or organosylalkylene chains are added to all or part of the unsaturated bonds contained in the above general formula. refers to something.

これらのケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシド
は、例えば、特願昭60−49132号、特願昭60〜
54271号などに記載されている方法等によって合成
ができるものである。
These silicon atom-containing polyarylene oxides are disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 49132/1982, Japanese Patent Application No. 1983-
It can be synthesized by the method described in No. 54271 and the like.

さらにケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドよ
りなる層(B)には第2成分として下記のポリマーが一
部含まれていても差し支えない、[!I]ら、第2成分
としては、ポリ(4−メチルペンテン)、ポリ(ビニル
1ヘリメチルシラン)、ポリスチレン、ポリ(フマル駿
ジーtert−ブチル)等の各種オレフィン系ポリマー
、ポリ(2,6−シメチルーP−フェニレンオキシド)
等の芳香族ポリエーテル、ポリジメチルシロキサン、ポ
リメチルフェニルシロキサン等のポリオルガノシロキサ
ン、シルノエニレンーシロキサン共重合体、ポリカーボ
ネート−ポリシロキサン共重合体、ポリスルホン−ポリ
シロキサン共重合体等のポリオルガノシロキサン共重合
体、ポリ(tert−ブチルアセチレン)、ポリ(トリ
メチルシリルプロピン)等の置換ポリアセチレン、ポリ
(ビスエ1〜キシフ4スフアゼン)等のポリオルガノフ
tスフアゼン等が挙げられる。
Furthermore, the layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms may partially contain the following polymer as a second component. The second component includes various olefin polymers such as poly(4-methylpentene), poly(vinyl-1-helimethylsilane), polystyrene, poly(fumarushun-di-tert-butyl), poly(2,6 -Simethyl-P-phenylene oxide)
aromatic polyethers such as polydimethylsiloxane, polyorganosiloxanes such as polymethylphenylsiloxane, polyorganosiloxanes such as silnoenylene-siloxane copolymers, polycarbonate-polysiloxane copolymers, polysulfone-polysiloxane copolymers, etc. Examples include copolymers, substituted polyacetylenes such as poly(tert-butylacetylene) and poly(trimethylsilylpropyne), and polyorganof-t-sphazenes such as poly(bis-1-xif-4 sphazenes).

ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドよりなる
層(B)の厚さは、薄すぎると機械的強度、均一性が低
下し、逆にあまり厚すぎると気体透過mが低下すること
から、一般に0.01〜1μ、好ましくは0.01〜0
.3μの範囲にあることが適当である。
The thickness of the layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms is generally 0.00000.000000000000000000000000,000. 01-1μ, preferably 0.01-0
.. A range of 3μ is appropriate.

本発明に用いられるケイ素原子を含有するポリアリーレ
ンオキシドは、その組成によっても異なるが、−IIに
、ベンゼン、1〜ルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、
シクロヘキ丈ン、n−ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶
媒、クロロベンゼン、クロロホルム、ジクロルメタン、
トリフルオロ1〜リクロロエタン等の含ハロゲン化炭化
水素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエー
テル系溶媒等の単独または混合溶媒に可溶でおり、これ
らの溶媒を用いた溶液を用いて製膜または薄膜化が可能
である。
The silicon atom-containing polyarylene oxide used in the present invention differs depending on its composition, but in -II, an aromatic solvent such as benzene, 1 to toluene, xylene, etc.
cyclohexane, aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, chlorobenzene, chloroform, dichloromethane,
It is soluble in single or mixed solvents such as halogenated hydrocarbon solvents such as trifluoro-1 to dichloroethane, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, and can be used to form films or thin films using solutions using these solvents. It is possible to

気体透過性を有する高分子よりなる層(A)およびケイ
素原子を含有するポリアリーレンオキシドよるなる層(
B)の積層法としては、重合体の稀薄溶液を種々の方法
により、水面上に流延し溶媒を蒸発させることによって
得られた重合体薄膜を積層する方法ないしは浸漬法、ロ
ールコーティング法、スプレーコーティング法等のコー
ティングによる方法、In 5itu 重合、界面重合
による方法が挙げられる。また、積層の順序としては、
(A)層−(B)層−多孔質支持体、(B)層−(A)
層−多孔質支持体、(A)層−(B)層−(A)層−多
孔質支持体という溝成が適当である。
A layer (A) made of a polymer having gas permeability and a layer (A) made of a polyarylene oxide containing silicon atoms.
The lamination method of B) includes a method of laminating a thin polymer film obtained by casting a dilute solution of the polymer onto the water surface and evaporating the solvent by various methods, a dipping method, a roll coating method, and a spray method. Examples include coating methods such as coating methods, in situ polymerization, and interfacial polymerization. In addition, the order of lamination is as follows:
(A) layer-(B) layer-porous support, (B) layer-(A)
A suitable channel configuration is layer-porous support, (A) layer-(B) layer-(A) layer-porous support.

本発明の膜は、気体混合物の分離特性および透過特性に
優れ、水素、酸素、窒素、二發化炭素、炭化水素、−酸
化炭素、硫化水素、アルゴン、ヘリウム、二酸化硫黄等
の種々の気体の分離、濃縮に用いることができる。また
、本発明の膜を空気より蕨素富化空気を製造する酸素富
化システムに組込み、エンジン、ボイラー、暖房器具等
の燃焼システムに用いることにより燃焼効率を向上する
ことができる。さらに酸素富化システムは、呼吸器疾患
用や未熟児用の治療器、人工肺等の医療用途、人工えら
、窒素富化空気製造等の気体回収用途に利用することが
できる。
The membrane of the present invention has excellent separation and permeation properties for gas mixtures, and can be used for various gases such as hydrogen, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, hydrocarbons, carbon oxides, hydrogen sulfide, argon, helium, and sulfur dioxide. Can be used for separation and concentration. Furthermore, combustion efficiency can be improved by incorporating the membrane of the present invention into an oxygen enrichment system for producing air-rich air from air and using it in combustion systems such as engines, boilers, and heating appliances. Furthermore, the oxygen enrichment system can be used in medical applications such as treatment devices for respiratory diseases and premature infants, artificial lungs, artificial gills, and gas recovery applications such as nitrogen-enriched air production.

[実施例] 以下の実施例によって本発明をざらに詳細に説明する。[Example] The invention is illustrated in greater detail by the following examples.

実施例中のフィルムの酸素透過係数PO2、窒素透過係
数PN2は、(株)柳本製作所製ガス透過率測定装置を
用いて25°Cにて測定した。また複合膜における気体
透過速度Qは、(株)エステツク製精密膜流ff1lを
用いて測定を行った。
The oxygen permeability coefficient PO2 and nitrogen permeability coefficient PN2 of the films in Examples were measured at 25°C using a gas permeability measuring device manufactured by Yanagimoto Seisakusho Co., Ltd. The gas permeation rate Q in the composite membrane was measured using Precision Membrane Flow ff1l manufactured by Estech Co., Ltd.

製造例1 (1)重合体(1)の調製 ポリ(2,6−シメチルー1,4−フェニレンオキシド
)12gを650m1の無水テトラヒドロフランに溶解
し、室温にてN、N、N’、 N’−テ!〜ラメチルエ
チレンジアミン19m1とn−ブチルリチウムのn−ヘ
キサン溶液(1,7M>67m1とを添加し40分間攪
拌した。反応溶液に1〜リメチルクロロシラン21m1
を加え、ざらに75分間攪拌を続けた。反応溶液を濃縮
後、約1.50のメタノール中に投入し、)濾過により
ポリマーを回収した。
Production Example 1 (1) Preparation of Polymer (1) 12 g of poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) was dissolved in 650 ml of anhydrous tetrahydrofuran, and N, N, N', N'- Te! 19 ml of 19 ml of methylethylenediamine and a solution of n-butyllithium in n-hexane (1,7M>67 ml) were added and stirred for 40 minutes. 21 ml of 1 to 1-lymethylchlorosilane were added to the reaction solution.
was added and continued to be roughly stirred for 75 minutes. After concentrating the reaction solution, it was poured into about 1.5% methanol and the polymer was recovered by filtration.

メタノール再沈澱により再度ポリマーを精製した後、減
圧下で乾燥し14.2CJの生成物を)7だ。
After purifying the polymer again by methanol reprecipitation, it was dried under reduced pressure to obtain a product of 14.2 CJ).

このポリマーの赤外線吸収スペク1−ルでは、1250
cm’にトリメチルシリル基に由来する吸収が見られ、
ざらにプロ1〜ン核磁気共鳴においては、ポリフェニレ
ンオキシド繰返し単位の約34%にトリメチルシリル基
が導入されていることが確認された。
The infrared absorption spectrum of this polymer is 1250
An absorption derived from the trimethylsilyl group is seen at cm',
In general nuclear magnetic resonance analysis, it was confirmed that trimethylsilyl groups were introduced into about 34% of the polyphenylene oxide repeating units.

このポリマーの5%クロロホルム溶液をガラス板上にキ
ャスト後、室温で3日間乾燥し作成したフィルムの酸素
透過係数PO2は2.9X10−9(al−cm/al
−sec −cmHQ’) 、窒素透過係数PN2は7
.2X10   (ci−cm/1−sec −cmH
Q>であり、分離係数α(= PO2/ P N 2.
)は4.0であった。
After casting a 5% chloroform solution of this polymer on a glass plate and drying it at room temperature for 3 days, the oxygen permeability coefficient PO2 of the film was 2.9X10-9 (al-cm/al
-sec -cmHQ'), nitrogen permeability coefficient PN2 is 7
.. 2X10 (ci-cm/1-sec-cmH
Q>, and the separation coefficient α (= PO2/P N 2.
) was 4.0.

実施例1 両末端がシラノール基であるポリジメチルシロキリン(
数平均分子量約5万)9.5g、テトラキス(2−プロ
パノンオキシム)シラン0.4CJ、ジブチル錫ジアセ
テ−1〜0.1gをシクロヘキサンに溶解し、固形分0
.5重足%の溶液を調製する。この希薄溶液の一部をポ
リスルホン多孔質支持体上にコーティングし、130’
Cで1分間加熱乾燥した後、室温で1時間乾燥して架橋
シロキリン複合膜を得た。この複合膜のポリジメチルシ
ロキリン層の膜厚は約0.1μでめった。複合膜の@素
通過速度QO2は、8.0 [m’/m2−hr−at
m ]であり、分離係数α(=QO2/QN 2 ) 
G、t2.0であった。
Example 1 Polydimethylsiloquiline with silanol groups at both ends (
9.5 g (number average molecular weight approximately 50,000), 0.4 CJ of tetrakis(2-propanone oxime) silane, and 1 to 0.1 g of dibutyltin diacetate were dissolved in cyclohexane to obtain a solid content of 0.
.. Prepare a 5% solution. A portion of this dilute solution was coated onto a polysulfone porous support and 130'
After heating and drying at C for 1 minute, the mixture was dried at room temperature for 1 hour to obtain a crosslinked siloquiline composite membrane. The thickness of the polydimethylsiloquiline layer of this composite membrane was approximately 0.1 μm. The @ elementary passing rate QO2 of the composite membrane is 8.0 [m'/m2-hr-at
m ], and the separation coefficient α (=QO2/QN 2 )
G, t2.0.

製造例1で合成した重合体(1>[トリメチルシリル基
を有するポリマー]0.5gを16CIのクロロホルム
に均一に溶解した。この重合体溶液の一部を水面上に流
延し、溶媒を室温で揮散させることにより薄膜を得た。
0.5 g of the polymer synthesized in Production Example 1 (1>[polymer having a trimethylsilyl group]) was uniformly dissolved in 16 CI of chloroform. A portion of this polymer solution was cast onto the water surface, and the solvent was allowed to cool at room temperature. A thin film was obtained by volatilization.

この薄、膜を上記のように調製した架橋シロキナン複合
膜上に吸引法により積層し、積層複合膜を得た。この積
層複合膜の各種気体の透過速度は表1の通りであり、種
々の気体の分離が可能であった。また、この積層複合膜
の酸素富化性能は、分離性、透過性の両面において良好
であることが確認された。
This thin film was laminated by a suction method on the crosslinked silokinane composite film prepared as described above to obtain a laminated composite film. The permeation rates of various gases through this laminated composite membrane are shown in Table 1, and it was possible to separate various gases. It was also confirmed that the oxygen enrichment performance of this laminated composite membrane was good in terms of both separation and permeability.

し比較例1] 実施例1で用いた重合体(1)のかわりにポリ(4−メ
チルペンテン)を用いて積層複合膜を作成した。
Comparative Example 1] Poly(4-methylpentene) was used instead of the polymer (1) used in Example 1 to create a laminated composite membrane.

ポリ(4−メチルペンテン)の2重量%シクロヘキザン
溶液を水面上に流延し、溶媒を室温で揮散させることに
よりMWAを得た。
MWA was obtained by casting a 2% by weight solution of poly(4-methylpentene) in cyclohexane onto the water surface and volatilizing the solvent at room temperature.

この薄膜を実施例1で調製した架橋シロキリン複合膜上
に吸引法により積層し、積層複合膜を得た。この積層複
合膜の酸素透過速度QO2は1.8[m’/m’ −h
r −atm ] 、窒素透過速度QN2は0゜6[T
r1″/m2.− hr−atm ] 、分離係数α(
=Q02/QN2)は3.0で必り、実施例1の積層複
合膜はど良好な性能は発現しなかった。
This thin film was laminated on the crosslinked siloquiline composite membrane prepared in Example 1 by a suction method to obtain a laminated composite membrane. The oxygen permeation rate QO2 of this laminated composite membrane is 1.8 [m'/m' -h
r - atm ], the nitrogen permeation rate QN2 is 0°6 [T
r1″/m2.−hr-atm], separation coefficient α(
=Q02/QN2) was 3.0, and the laminated composite membrane of Example 1 did not exhibit any good performance.

表1 [発明の効果] 本発明の気体分離用複合膜は気体透過性、選択透過性に
優れ、かつ膜強度、耐久性が良好でおり、本発明の膜に
より効果的、経済的な気体分離が可能となった。
Table 1 [Effects of the Invention] The composite membrane for gas separation of the present invention has excellent gas permeability and permselectivity, and has good membrane strength and durability.The membrane of the present invention enables effective and economical gas separation. became possible.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)多孔質支持体上に気体透過性を有する高分子より
なる層(A)とケイ素原子を含有するポリアリーレンオ
キシドよりなる層(B)を設けたことを特徴とする気体
分離用複合膜。
(1) A composite membrane for gas separation characterized in that a layer (A) made of a polymer having gas permeability and a layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms are provided on a porous support. .
(2)気体透過性を有する高分子よりなる層(A)の酸
素透過係数PO_2が、1×10^−^8[cm^3・
cm/cm^2・sec・cmHg]以上である特性を
有することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
の気体分離用複合膜。
(2) The oxygen permeability coefficient PO_2 of the layer (A) made of a gas-permeable polymer is 1×10^-^8 [cm^3.
The composite membrane for gas separation according to claim 1, characterized in that the composite membrane has a property of not less than cm/cm^2·sec·cmHg].
(3)ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシドよ
りなる層(B)が、オルガノシリル基を有するポリアリ
ーレンオキシド、ポリアリーレンオキシド−オルガノシ
ロキサン共重合体、ポリアリーレンオキシド−オルガノ
シルアルキレン共重合体から選ばれる一種以上の高分子
からなることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記
載の気体分離用複合膜。
(3) The layer (B) made of polyarylene oxide containing silicon atoms is selected from polyarylene oxide having an organosilyl group, polyarylene oxide-organosiloxane copolymer, and polyarylene oxide-organosyl alkylene copolymer. The composite membrane for gas separation according to claim (1), characterized in that it is made of one or more types of polymers.
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