JPH01111420A - 気体分離膜およびその製造方法 - Google Patents
気体分離膜およびその製造方法Info
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- JPH01111420A JPH01111420A JP20212687A JP20212687A JPH01111420A JP H01111420 A JPH01111420 A JP H01111420A JP 20212687 A JP20212687 A JP 20212687A JP 20212687 A JP20212687 A JP 20212687A JP H01111420 A JPH01111420 A JP H01111420A
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- Japan
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- gas separation
- separation membrane
- polymer
- membrane according
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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】
[産業上の利用分野]
本発明は、良好な透過性、選択性、耐久性、耐スクラッ
チ性を有する気体分離膜に関する。
チ性を有する気体分離膜に関する。
[従来の技術]
近年、脱法による気体分離、特に膜分離による酸素富化
空気を1qる方法が注目されている。この膜分離に実用
上使用され得る膜は、気体分離性が高く、かつ気体透過
性も高いという条件を満たさなければならない。これら
の要求特性を満たすために、膜素材、膜構造、製膜法な
どの検討により、近年、種々の分離膜が考案されている
。
空気を1qる方法が注目されている。この膜分離に実用
上使用され得る膜は、気体分離性が高く、かつ気体透過
性も高いという条件を満たさなければならない。これら
の要求特性を満たすために、膜素材、膜構造、製膜法な
どの検討により、近年、種々の分離膜が考案されている
。
(1) 特開昭54−146277号公報、特開昭5
6−40413号公報、特開昭56−92925号公報
、特開昭56−92926号公報では、ポリ(4−メチ
ル−1−ペンテン)などのポリオレフィンよりなる気体
分離膜およびその製造方法が提案されている。また、特
公昭59−30169号公報では、メチルペンテン重合
体およびポリオルガノシロキサン−ポリカーボネート共
重合体よりなる組成物から形成される気体分離膜が提案
されている。これらの他に、特開昭56−28605号
公報では、ポリオルガノシロキサンで部分的に架橋した
オレフィン系高分子を主成分とした気体透過膜材料が示
されている。
6−40413号公報、特開昭56−92925号公報
、特開昭56−92926号公報では、ポリ(4−メチ
ル−1−ペンテン)などのポリオレフィンよりなる気体
分離膜およびその製造方法が提案されている。また、特
公昭59−30169号公報では、メチルペンテン重合
体およびポリオルガノシロキサン−ポリカーボネート共
重合体よりなる組成物から形成される気体分離膜が提案
されている。これらの他に、特開昭56−28605号
公報では、ポリオルガノシロキサンで部分的に架橋した
オレフィン系高分子を主成分とした気体透過膜材料が示
されている。
(2) 更に、特開昭59−32903号公報では、
不飽和カルボン酸の有機シラン誘導体をグラフト共重合
した変性ポリ(4−メチル−1−ペンテン)から形成さ
れた分離膜が提案されている。
不飽和カルボン酸の有機シラン誘導体をグラフト共重合
した変性ポリ(4−メチル−1−ペンテン)から形成さ
れた分離膜が提案されている。
(3)また、特公昭43−25022号公報では、ポリ
アリーレンオキシドからなる気体分離膜が、更に、特開
昭60−216802 @公報では、シリル化ポリフェ
ニレンオキシドからなる気体分離膜が提案されている。
アリーレンオキシドからなる気体分離膜が、更に、特開
昭60−216802 @公報では、シリル化ポリフェ
ニレンオキシドからなる気体分離膜が提案されている。
(4) 架橋ポリアリーレンオキシドを気体分離膜へ
応用した例としては、特開昭59−222203’ @
公報および特開昭62−53373号公報にアミン変性
ポリシリキサンで架橋されたポリアリーレンオキシドか
らなる気体分離膜が、また、特開昭60−51525号
公報には、ハロゲン化ポリアリーレンオキシドとアンモ
ニア等の架橋剤との反応により調製された架橋ポリアリ
ーレンオキシド膜がある。
応用した例としては、特開昭59−222203’ @
公報および特開昭62−53373号公報にアミン変性
ポリシリキサンで架橋されたポリアリーレンオキシドか
らなる気体分離膜が、また、特開昭60−51525号
公報には、ハロゲン化ポリアリーレンオキシドとアンモ
ニア等の架橋剤との反応により調製された架橋ポリアリ
ーレンオキシド膜がある。
(5) ざらにPolymer Preprints
、Japan 35(3)、425(1986)では、
ポリ(2−トリメトキシシリル−1,3−ブタジェン)
のガス透過性について検討されている。
、Japan 35(3)、425(1986)では、
ポリ(2−トリメトキシシリル−1,3−ブタジェン)
のガス透過性について検討されている。
(6) 一方、膜の構成としては、例えば、特開昭5
9−112802号公報にシリコーン系高分子とポリオ
レフィンまたはポリジエンなどのガラス転移温度が常温
以下の高分子の2層が多孔質支持膜に支持させた選択透
過膜が示されている。
9−112802号公報にシリコーン系高分子とポリオ
レフィンまたはポリジエンなどのガラス転移温度が常温
以下の高分子の2層が多孔質支持膜に支持させた選択透
過膜が示されている。
(7)また、特開昭59−59214号公報にポリオル
ガノシロキサンなどの酸素透過係数が10−8〜10−
10−7(−cm/cm2− sec −cmHg)を
有する素材から成る第1の膜を多孔質支持膜に積層し、
更にその上にポリビニールピバレートなどの酸素と窒素
の分離性の高い素材から成る第2の膜を積層した選択透
過膜が示されている。
ガノシロキサンなどの酸素透過係数が10−8〜10−
10−7(−cm/cm2− sec −cmHg)を
有する素材から成る第1の膜を多孔質支持膜に積層し、
更にその上にポリビニールピバレートなどの酸素と窒素
の分離性の高い素材から成る第2の膜を積層した選択透
過膜が示されている。
[発明が解決しようとする問題点]
しかしながら、上記(1)は、混合気体から特定の気体
を分離する際の選択性が低く、また(2)は、選択性を
改善するものであるが、膜強度、製膜性という観点で問
題があった。
を分離する際の選択性が低く、また(2)は、選択性を
改善するものであるが、膜強度、製膜性という観点で問
題があった。
(3)の気体分離膜は、ポリアリーレンオキシドが架橋
構造を有していないので、薄膜形成性および膜の耐久性
が不十分であった。
構造を有していないので、薄膜形成性および膜の耐久性
が不十分であった。
さらに、(4)は、ハロゲン化ポリアリーレンオキシド
の架橋のために後処理で架橋剤を添加する必要があり、
製造工程が複雑になるという問題がある。また、(5)
では、ポリ(2−メトキシシリル−1,3−ブタジェン
)からなる膜は、膜強度が低く、特に膜素材がガラス状
態では再現性のある測定データが得られていない。また
、ゴム状態において得られた測定データを見ても、膜素
材のα(=PO2/PN2)は、3程度と低いものであ
った。
の架橋のために後処理で架橋剤を添加する必要があり、
製造工程が複雑になるという問題がある。また、(5)
では、ポリ(2−メトキシシリル−1,3−ブタジェン
)からなる膜は、膜強度が低く、特に膜素材がガラス状
態では再現性のある測定データが得られていない。また
、ゴム状態において得られた測定データを見ても、膜素
材のα(=PO2/PN2)は、3程度と低いものであ
った。
膜の構成として(6)および(7)の様な選択透過膜は
、最上層の気体分離性の高いポリマーからなる薄膜が、
機械的強度が低いために、製膜時での巻取による薄膜層
のこすれ、また、モジュールに組み込んだ際気体の流路
を確保するために必要なスペーサーが薄膜層に接触する
ことにより、ピンホールが生じ、分離性能が低下すると
いう問題点を有していた。
、最上層の気体分離性の高いポリマーからなる薄膜が、
機械的強度が低いために、製膜時での巻取による薄膜層
のこすれ、また、モジュールに組み込んだ際気体の流路
を確保するために必要なスペーサーが薄膜層に接触する
ことにより、ピンホールが生じ、分離性能が低下すると
いう問題点を有していた。
[問題点を解決するための手段]
本発明は、かかる問題点を解決するために、下記の構成
からなる。
からなる。
すなわち、本発明は、
(1)自己架橋するか、または架橋剤と反応して架橋す
る活性官能基を有する、ポリオレフィン、ポリアリーレ
ンオキシドから選ばれる重合体を溶剤に溶解した溶液か
ら、溶剤を蒸発させ、形成される薄膜が架橋結合を有す
る気体分離膜。
る活性官能基を有する、ポリオレフィン、ポリアリーレ
ンオキシドから選ばれる重合体を溶剤に溶解した溶液か
ら、溶剤を蒸発させ、形成される薄膜が架橋結合を有す
る気体分離膜。
(2)少なくとも多孔質支持体上に気体透過性に優れる
重合体からなる第1の薄膜と、自己架橋するか、または
架橋剤と反応して架橋する活性官能基を有するポリオレ
フィン、ポリアリーレンオキシドから選ばれる重合体を
溶剤に溶解した溶液から溶剤を蒸発させ、形成される薄
膜がオリゴシロキサン結合からなる架橋結合を有する第
2の薄膜が積層されてなる気体分離膜に関するものであ
る。
重合体からなる第1の薄膜と、自己架橋するか、または
架橋剤と反応して架橋する活性官能基を有するポリオレ
フィン、ポリアリーレンオキシドから選ばれる重合体を
溶剤に溶解した溶液から溶剤を蒸発させ、形成される薄
膜がオリゴシロキサン結合からなる架橋結合を有する第
2の薄膜が積層されてなる気体分離膜に関するものであ
る。
本発明において使用されるポリオレフィンは、炭素数2
〜18、より好ましくは炭素数2〜10のオレフィンか
ら形成されるものであり、例、えば、エチレン、プロピ
レン、イソブチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブ
テン、3−シクロへキシル−1−ブテン等のブテン誘導
体、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メ
チル−1−ペンテン等のペンテン誘導体、1−ヘキセン
、5−メチル−1−ヘキセン等のヘキセン誘導体、1−
ヘプテン、5−メチル−1−ヘプテン等のヘプテン誘導
体、1−オクテン等のオクテン誘導体、1−デセン等の
デセン誘導体、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘ
キサン等のビニルシクロアルカン誘導体、アリルシクロ
ヘキサン等のアリルシクロアルカン誘導体、スチレン、
α−メチルスチレン等のスチレン誘導体、とニルトリメ
チルシラン、アリルトリメチルシラン等の含ケイ素アル
ケン等のα−オレフィン、ノルボルネン等の内部オレフ
ィン、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジn−プロピ
ル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ジt−ブチル
等のフマル酸エステル類、アクリル酸エステル類、メタ
クリル酸エステル類、ピバリン酸ビニル等の不飽和カル
ボン酸エステルから形成される単独重合体ないしは共重
合体である。これらの重合体のうち、α−オレフィンの
ポリマー、より具体的には、プロピレン、4−メチル−
1−ペンテンから選ばれる少なくとも1種を含む単独重
合体ないしは共重合体は、膜強度に優れることから好ま
しく、更に4−メチル−1−ペンテンを構成成分として
含む単独重合体ないしは共重合体は、選択透過性が特に
優れることからより好ましい。また、ポリ(ブタジェン
)、ポリ(イソプレン)などのポリジエン類は、ポリマ
ー主鎖中に二重結合を有しているため耐酸化性が悪く、
酸素等の気体分離には適していない。
〜18、より好ましくは炭素数2〜10のオレフィンか
ら形成されるものであり、例、えば、エチレン、プロピ
レン、イソブチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブ
テン、3−シクロへキシル−1−ブテン等のブテン誘導
体、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メ
チル−1−ペンテン等のペンテン誘導体、1−ヘキセン
、5−メチル−1−ヘキセン等のヘキセン誘導体、1−
ヘプテン、5−メチル−1−ヘプテン等のヘプテン誘導
体、1−オクテン等のオクテン誘導体、1−デセン等の
デセン誘導体、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘ
キサン等のビニルシクロアルカン誘導体、アリルシクロ
ヘキサン等のアリルシクロアルカン誘導体、スチレン、
α−メチルスチレン等のスチレン誘導体、とニルトリメ
チルシラン、アリルトリメチルシラン等の含ケイ素アル
ケン等のα−オレフィン、ノルボルネン等の内部オレフ
ィン、フマル酸ジイソプロピル、フマル酸ジn−プロピ
ル、フマル酸ジシクロヘキシル、フマル酸ジt−ブチル
等のフマル酸エステル類、アクリル酸エステル類、メタ
クリル酸エステル類、ピバリン酸ビニル等の不飽和カル
ボン酸エステルから形成される単独重合体ないしは共重
合体である。これらの重合体のうち、α−オレフィンの
ポリマー、より具体的には、プロピレン、4−メチル−
1−ペンテンから選ばれる少なくとも1種を含む単独重
合体ないしは共重合体は、膜強度に優れることから好ま
しく、更に4−メチル−1−ペンテンを構成成分として
含む単独重合体ないしは共重合体は、選択透過性が特に
優れることからより好ましい。また、ポリ(ブタジェン
)、ポリ(イソプレン)などのポリジエン類は、ポリマ
ー主鎖中に二重結合を有しているため耐酸化性が悪く、
酸素等の気体分離には適していない。
また、本発明で使用されるポリオレフィンは、重量平均
分子量で10000以上、ないしは重合度で100以上
のものであることが好ましい。
分子量で10000以上、ないしは重合度で100以上
のものであることが好ましい。
本発明において使用されるポリアリーレンオキシドの基
本構造は一般式 で表わされる。ここでmは1〜3の整数、好ましくはm
は2、nは75以上の整数、好ましくは100以上の整
数を示す。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。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バラ位であること
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。
本構造は一般式 で表わされる。ここでmは1〜3の整数、好ましくはm
は2、nは75以上の整数、好ましくは100以上の整
数を示す。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。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バラ位であること
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。
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ハ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
ハロゲン原子が保持されていることが必要である。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。
鎖芳香環上に水素原子またはハ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
ハロゲン原子が保持されていることが必要である。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。
置換基Rは好ましくはアルキル基である。かかるアルキ
ル基としては、長鎖状、分岐状のいずれでもよく、例え
ば、メチル、エチル、n−プロピル、1−プロピル、n
−ブチル、i−ブチル、5ec−ブチル、n−ペンチル
などがあげられる。本発明においてより好ましく用いら
れるポリアリーレンオキシドは、ポリ(2,6−ジメチ
ル−1,4−フェニレンオキシド)である。
ル基としては、長鎖状、分岐状のいずれでもよく、例え
ば、メチル、エチル、n−プロピル、1−プロピル、n
−ブチル、i−ブチル、5ec−ブチル、n−ペンチル
などがあげられる。本発明においてより好ましく用いら
れるポリアリーレンオキシドは、ポリ(2,6−ジメチ
ル−1,4−フェニレンオキシド)である。
これらのポリアリーレンオキシドは、種々の方法で合成
することができる。即ち、上記一般式に対応する置換フ
ェノールモノマーの酸化カップリング重合による方法、
または上記一般式に対応するハロゲン置換フェノールの
縮合重合法、さらにポリアリーレンオキシドの高分子反
応による方法等により合成できるが、これらに限定され
るものではない。
することができる。即ち、上記一般式に対応する置換フ
ェノールモノマーの酸化カップリング重合による方法、
または上記一般式に対応するハロゲン置換フェノールの
縮合重合法、さらにポリアリーレンオキシドの高分子反
応による方法等により合成できるが、これらに限定され
るものではない。
さらに本発明において使用されるポリアリーレンオキシ
ドとしては、前記一般式中に含まれる主鎖芳香環の芳香
族炭素原子上、または主鎖芳香環に隣接した脂肪族炭素
原子上の水素原子および/またはハロゲン原子等の全部
または一部がオルガノシリル基、オルガノシロキサン基
、オルガノシルアルキレン基などの非架橋性ケイ素基で
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、オルガ
ノシロキサン基、オルガノシルアルキレン基などの非架
橋性ケイ素基が付加した構造のポリアリーレンオキシド
を用いることもできる。
ドとしては、前記一般式中に含まれる主鎖芳香環の芳香
族炭素原子上、または主鎖芳香環に隣接した脂肪族炭素
原子上の水素原子および/またはハロゲン原子等の全部
または一部がオルガノシリル基、オルガノシロキサン基
、オルガノシルアルキレン基などの非架橋性ケイ素基で
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、オルガ
ノシロキサン基、オルガノシルアルキレン基などの非架
橋性ケイ素基が付加した構造のポリアリーレンオキシド
を用いることもできる。
これらの、ケイ素原子を含有するポリアリーレンオキシ
ドの合成法としては種々の方法があるが、ポリアリーレ
ンオキシド、含ハロゲンポリアリーレンオキシドなどか
ら有機金属試薬等を用いて調製したメタル化ポリアリー
レンオキシドとオルガノへロシラン、オルガノハロシロ
キサン、オルガノハロシルアルキレンなどとのカップリ
ング反応(特開昭62−7418号、特開昭62−30
524号等に記載されている方法)や置換基に不飽和結
合を有する一ポリアリーレンオキシドのヒドロシリル化
反応、エポキシド、イソシアネート、ジアゾ基等の反応
性基を有するオルガノシラン、オルガノシロキサン、オ
ルガノシルアルキレン等とポリアリーレンオキシドとの
反応による方法などが挙げられる。
ドの合成法としては種々の方法があるが、ポリアリーレ
ンオキシド、含ハロゲンポリアリーレンオキシドなどか
ら有機金属試薬等を用いて調製したメタル化ポリアリー
レンオキシドとオルガノへロシラン、オルガノハロシロ
キサン、オルガノハロシルアルキレンなどとのカップリ
ング反応(特開昭62−7418号、特開昭62−30
524号等に記載されている方法)や置換基に不飽和結
合を有する一ポリアリーレンオキシドのヒドロシリル化
反応、エポキシド、イソシアネート、ジアゾ基等の反応
性基を有するオルガノシラン、オルガノシロキサン、オ
ルガノシルアルキレン等とポリアリーレンオキシドとの
反応による方法などが挙げられる。
上記メタル化ポリアリーレンオキシドの合成には、n−
ブチルリチウム、5ec−ブチルリチウム、tert−
ブチルリチウム、フェニルリチウム等の有機金属試薬を
、必要とあらばN、N、N’、N−テトラメチルエチレ
ンジアミン等のアミン類等の存在下で用いることができ
る。
ブチルリチウム、5ec−ブチルリチウム、tert−
ブチルリチウム、フェニルリチウム等の有機金属試薬を
、必要とあらばN、N、N’、N−テトラメチルエチレ
ンジアミン等のアミン類等の存在下で用いることができ
る。
オルガノシリル基、オルガノシロキサン基、オルガノシ
ルアルキレン基に含まれるケイ素原子上の置換基として
は、同一でもよく、それぞれ異なっていてもよく、水素
、炭素数1〜12のアルキル基、置換アルキル基、アル
ケニル基、フェニル基、置換フェニル基等が好ましい。
ルアルキレン基に含まれるケイ素原子上の置換基として
は、同一でもよく、それぞれ異なっていてもよく、水素
、炭素数1〜12のアルキル基、置換アルキル基、アル
ケニル基、フェニル基、置換フェニル基等が好ましい。
ここで置換基としてアルキル基を用いた場合は、1個の
ケイ素原子上の置換基の含有する総炭素原子数が2〜3
0、より好ましくは2〜24の範囲がよい。炭素原子数
が30を越える場合には、膜の機械的強度(破断強度、
ヤング率)が低下し、薄膜の成形性が低下し好ましくな
い。置換基の具体例としては、下記の置換基を挙げるこ
とができるが、これらに限られる訳ではない。
ケイ素原子上の置換基の含有する総炭素原子数が2〜3
0、より好ましくは2〜24の範囲がよい。炭素原子数
が30を越える場合には、膜の機械的強度(破断強度、
ヤング率)が低下し、薄膜の成形性が低下し好ましくな
い。置換基の具体例としては、下記の置換基を挙げるこ
とができるが、これらに限られる訳ではない。
即ち、水素、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロ
ピル、n−ブチル、イソブチル、5ec−ブチル、te
rt−ブチル、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、シ
クロヘキシル等のアルキル基、クロロメチル基、クロロ
プロピル基、メルカプトプロピル基、シアノエチル基、
ベンジル基、トリクロロプロピル基、メトキシエチル基
、ニトロプロピル基、2−(カルボメトキシ)エチル基
、ジクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、(パー
フルオロヘキシル)エチル基、(パーフルオロオクチル
)エチル基等の(置換)アルキル基、シクロへキセニル
基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基
、4−メチルフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−
クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、ペンタフ
ルオロフェニル基等の(置換)フェニル基である。
ピル、n−ブチル、イソブチル、5ec−ブチル、te
rt−ブチル、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、シ
クロヘキシル等のアルキル基、クロロメチル基、クロロ
プロピル基、メルカプトプロピル基、シアノエチル基、
ベンジル基、トリクロロプロピル基、メトキシエチル基
、ニトロプロピル基、2−(カルボメトキシ)エチル基
、ジクロロメチル基、トリフルオロプロピル基、(パー
フルオロヘキシル)エチル基、(パーフルオロオクチル
)エチル基等の(置換)アルキル基、シクロへキセニル
基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基
、4−メチルフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−
クロロフェニル基、4−メトキシフェニル基、ペンタフ
ルオロフェニル基等の(置換)フェニル基である。
自己架橋するか、または架橋剤と反応して架橋する活性
官能基としては、活性シリル基、ヒドロキシル基、エポ
キシ基、イソシアネート基、エステル基、アミノ基、チ
オール基、不飽和アルキル基、無水カルボンM1等を用
いることができるが、架橋構造を容易に形成しうる点か
ら活性シリル基や無水カルボン酸基が好ましい。
官能基としては、活性シリル基、ヒドロキシル基、エポ
キシ基、イソシアネート基、エステル基、アミノ基、チ
オール基、不飽和アルキル基、無水カルボンM1等を用
いることができるが、架橋構造を容易に形成しうる点か
ら活性シリル基や無水カルボン酸基が好ましい。
活性シリル基としては、ケイ素原子上に、例えば、メト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、プロペノキシ基等
のアルコキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、(C
H3)2 C=NO−1C2H5083C=NO−およ
び (CeHs )2 C=NO−等のオキシム基、アルキ
ルアミノ基等の置換アミン基、アセトアミド等のアミド
基、アルキルアミノオキシ基、ハロゲン基、水酸基、水
素等を置換基として有するシリル基、または、ビニル基
、アリル基等のアルケニル基がケイ素原子に結合してい
るもの、またはエポキシ基、イソシアネート基、アミノ
基、ヒドロキシル基、チオール基等の官能基を有するア
ルキル基、アリール基等がケイ素原子に結合しているも
のが挙げられるが、好ましい活性シリル基としては、ア
ルコキシシリル基、アセトキシシリル基、オキシムシリ
ル基が挙げられる。
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、プロペノキシ基等
のアルコキシ基、アセトキシ基等のアシロキシ基、(C
H3)2 C=NO−1C2H5083C=NO−およ
び (CeHs )2 C=NO−等のオキシム基、アルキ
ルアミノ基等の置換アミン基、アセトアミド等のアミド
基、アルキルアミノオキシ基、ハロゲン基、水酸基、水
素等を置換基として有するシリル基、または、ビニル基
、アリル基等のアルケニル基がケイ素原子に結合してい
るもの、またはエポキシ基、イソシアネート基、アミノ
基、ヒドロキシル基、チオール基等の官能基を有するア
ルキル基、アリール基等がケイ素原子に結合しているも
のが挙げられるが、好ましい活性シリル基としては、ア
ルコキシシリル基、アセトキシシリル基、オキシムシリ
ル基が挙げられる。
また、活性官能基と反応する架橋剤は、活性官能基と縮
合反応、付加反応および置換反応を行なう官能基を複数
個有する化合物であれば差し支えなく、活性官能基を有
するポリオレフィン、ポリアリーレンオキシドの溶解し
ている溶液に共存していることが好ましい。
合反応、付加反応および置換反応を行なう官能基を複数
個有する化合物であれば差し支えなく、活性官能基を有
するポリオレフィン、ポリアリーレンオキシドの溶解し
ている溶液に共存していることが好ましい。
活性官能基をポリオレフィン、ポリアリーレンオキシド
といった重合体に導入する方法として、活性官能基を有
する単量体との共重合法、および活性官能基を有する側
鎖を導入するグラフト法等がある。
といった重合体に導入する方法として、活性官能基を有
する単量体との共重合法、および活性官能基を有する側
鎖を導入するグラフト法等がある。
グラフト法としては、活性官能基を有する不飽和化合物
を必要に応じて有機過酸化物等のラジカル開始剤の存在
下において溶液状態または溶融状態で反応させる方法や
、n−ブチルリチウム、sec −ブチルリチウム、t
ert−ブチルリチウム、フェニルリチウム等の有機金
属試薬を用いて調製したメタル化重合体に活性官能基を
有する試薬を反応させる方法等がある。
を必要に応じて有機過酸化物等のラジカル開始剤の存在
下において溶液状態または溶融状態で反応させる方法や
、n−ブチルリチウム、sec −ブチルリチウム、t
ert−ブチルリチウム、フェニルリチウム等の有機金
属試薬を用いて調製したメタル化重合体に活性官能基を
有する試薬を反応させる方法等がある。
活性官能基が活性シリル基の場合、ポリオレフィンへの
活性シリル基の導入法としては、不飽和化合物によって
グラフトすることが好ましく、具体的な不飽和化合物と
しては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチ
ルジェトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、
ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメ
チルビス(メチルエチルケトオキシム)シラン等が例示
できる。
活性シリル基の導入法としては、不飽和化合物によって
グラフトすることが好ましく、具体的な不飽和化合物と
しては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルジメチルメ
トキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチ
ルジェトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、
ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリアセトキ
シシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメ
チルビス(メチルエチルケトオキシム)シラン等が例示
できる。
また、活性シリル基をポリアリーレンオキシドに導入す
るには、有機金属試薬等を用いて調製したメタル化ポリ
アリーレンオキシドに活性シリル基を有する試薬を反応
させることが好ましい。かかる活性シリル基を有する具
体的な試薬として、メトキシジメチルクロロシラン、ジ
メトキシメチルクロロシラン、トリメトキシクロロシラ
ン、エトキシジメチルクロロシラン、ジェトキシメチル
クロロシラン、トリエトキシクロロシラン、フエニルジ
メトキシクロロシランなどの含ハロゲン化合物、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジェトキシシランなどのエポキシ化
合物、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメ
トキシメチルシラン、ジェトキシメチルシラン、トリス
(2−プロパノンオキシム)シラン、トリス(2−ブタ
ノンオキシム)シランなどのヒドロシラン化合物、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルメチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシ
シラン、ごニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(
2−プロパノンオキシム)シラン、ビニルトリス(2−
ブタノンオキシム)シラン等のビニルシラン化合物等が
例示できる。
るには、有機金属試薬等を用いて調製したメタル化ポリ
アリーレンオキシドに活性シリル基を有する試薬を反応
させることが好ましい。かかる活性シリル基を有する具
体的な試薬として、メトキシジメチルクロロシラン、ジ
メトキシメチルクロロシラン、トリメトキシクロロシラ
ン、エトキシジメチルクロロシラン、ジェトキシメチル
クロロシラン、トリエトキシクロロシラン、フエニルジ
メトキシクロロシランなどの含ハロゲン化合物、γ−グ
リシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシド
キシプロピルメチルジェトキシシランなどのエポキシ化
合物、トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、ジメ
トキシメチルシラン、ジェトキシメチルシラン、トリス
(2−プロパノンオキシム)シラン、トリス(2−ブタ
ノンオキシム)シランなどのヒドロシラン化合物、ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビ
ニルメチルジメトキシシラン、ビニルエチルジメトキシ
シラン、ごニルトリアセトキシシラン、ビニルトリス(
2−プロパノンオキシム)シラン、ビニルトリス(2−
ブタノンオキシム)シラン等のビニルシラン化合物等が
例示できる。
また、無水カルボン酸基をポリオレフィンに導入する方
法としては、無水マレイン酸などの不飽和化合物を有機
過酸化物等のラジカル開始剤の存在下において反応させ
る方法が好ましい。
法としては、無水マレイン酸などの不飽和化合物を有機
過酸化物等のラジカル開始剤の存在下において反応させ
る方法が好ましい。
ポリオレフィンまたはポリアリーレンオキシドへの活性
官能基の導入量は、活性官能基の種類、ポリマーの種類
、架橋反応の条件、および望ましい架橋度等の条件によ
り広い範囲で変えることができる。活性官能基が活性シ
リル基であり、ポリマーがポリオレフィンである場合、
ポリオレフィン中の活性シリル基の導入量は、指標とし
てポリオレフィン中のケイ素含量を用いて表わすと、0
.05〜12重量%、特に0.05〜5重量%であるこ
とが好ましい。活性官能基が活性シリル基であり、ポリ
マーがポリアリーレンオキシドの場合、ポリアリーレン
オキシド中の活性シリル基の導入量は、指標としてポリ
アリーレンオキシド中のケイ素含量を用いて表わすと、
0.05〜12重量%、特に0.05〜10重量%であ
ることが好ましい。また、活性官能基が無水カルボン酸
基であり、ポリマーがポリオレフィンの場合、無水カル
ボン酸基の゛導入量は、指標としてポリオレフィン中の
無水カルボン酸基のモル分率で表わすと、0.01〜1
0モル%特に0.1〜5モルであることが好ましい。
官能基の導入量は、活性官能基の種類、ポリマーの種類
、架橋反応の条件、および望ましい架橋度等の条件によ
り広い範囲で変えることができる。活性官能基が活性シ
リル基であり、ポリマーがポリオレフィンである場合、
ポリオレフィン中の活性シリル基の導入量は、指標とし
てポリオレフィン中のケイ素含量を用いて表わすと、0
.05〜12重量%、特に0.05〜5重量%であるこ
とが好ましい。活性官能基が活性シリル基であり、ポリ
マーがポリアリーレンオキシドの場合、ポリアリーレン
オキシド中の活性シリル基の導入量は、指標としてポリ
アリーレンオキシド中のケイ素含量を用いて表わすと、
0.05〜12重量%、特に0.05〜10重量%であ
ることが好ましい。また、活性官能基が無水カルボン酸
基であり、ポリマーがポリオレフィンの場合、無水カル
ボン酸基の゛導入量は、指標としてポリオレフィン中の
無水カルボン酸基のモル分率で表わすと、0.01〜1
0モル%特に0.1〜5モルであることが好ましい。
かかる活性官能基を有するポリオレフィンやボリアリー
レンオキシドから選ばれる重合体を溶解する溶媒として
は、多孔質支持体上の構造を破壊することのない非溶媒
でかつ該重合体の良溶媒でなければならないが、使用す
る多孔質支持体によって選択する必要がある。かかる溶
媒の具体例として、例えば多孔質支持体にポリスルホン
多孔質支持膜またはポリイミド多孔質支持膜を使用する
場合には、シクロヘキサン、シクロヘキセン、クロロホ
ルムを挙げることができる。これに加えて特願昭61−
76181に記載されているように、ピンホールフリー
の薄膜を得るために活性官能基を有する重合体の溶液を
低表面張力の溶媒で希釈して均一溶液とすることが好ま
しい。低表面張力の溶媒としてトリクロロトリフルオロ
エタン、トリクロロフルオロメタン、イソペンタン、ジ
メチルエーテル、ジエチルエーテル等をあげることがで
きる。
レンオキシドから選ばれる重合体を溶解する溶媒として
は、多孔質支持体上の構造を破壊することのない非溶媒
でかつ該重合体の良溶媒でなければならないが、使用す
る多孔質支持体によって選択する必要がある。かかる溶
媒の具体例として、例えば多孔質支持体にポリスルホン
多孔質支持膜またはポリイミド多孔質支持膜を使用する
場合には、シクロヘキサン、シクロヘキセン、クロロホ
ルムを挙げることができる。これに加えて特願昭61−
76181に記載されているように、ピンホールフリー
の薄膜を得るために活性官能基を有する重合体の溶液を
低表面張力の溶媒で希釈して均一溶液とすることが好ま
しい。低表面張力の溶媒としてトリクロロトリフルオロ
エタン、トリクロロフルオロメタン、イソペンタン、ジ
メチルエーテル、ジエチルエーテル等をあげることがで
きる。
かかる活性官能基を有するポリオレフィン、ポリアリー
レンオキシドから選ばれる重合体を溶剤に溶解した溶液
は、多孔質支持体上または、多孔質支持体上に気体透過
性に優れる重合体からなる第1の薄膜を設けた複合股上
に直接塗工して、溶媒を蒸発させて、薄膜を形成させる
か、該溶液を水面上に流延し、水面上で溶媒を蒸発させ
て薄膜を形成させるかの二つの方法があるが、いずれの
方法でもよい。
レンオキシドから選ばれる重合体を溶剤に溶解した溶液
は、多孔質支持体上または、多孔質支持体上に気体透過
性に優れる重合体からなる第1の薄膜を設けた複合股上
に直接塗工して、溶媒を蒸発させて、薄膜を形成させる
か、該溶液を水面上に流延し、水面上で溶媒を蒸発させ
て薄膜を形成させるかの二つの方法があるが、いずれの
方法でもよい。
本発明では、該溶液から溶媒が蒸発する過程で架橋反応
が進み、溶媒の蒸発終了時には、架橋結合を有した薄膜
が形成され、該薄膜は機械的強度、分離性に優れたピン
ホールフリーであることを特徴としている。溶媒の蒸発
過程での架橋反応の進行は、活性シリル基を有する重合
体の場合は、活性シリル基同士の反応により自己架橋ヒ
しめる方法、及び架橋剤を用いて活性シリル基を架橋け
しめる方法等がある。前者は、活性シリル基からケイ素
原子を含有する結合、好ましくはオリゴシロキサン結合
を形成することによって架橋をもたらすものである。よ
り具体的には活性シリル基は加水分解可能な置換基例え
ばアルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基を含み、こ
れから誘導されたシラノール基等の縮合により架橋構造
を形成する方法である。さらにこの架橋反応を効率よく
行なうため、架橋触媒を用いること、および/または加
温すること、および/または水分(空気中の湿気等を含
む)を存在させることが好ましい。
が進み、溶媒の蒸発終了時には、架橋結合を有した薄膜
が形成され、該薄膜は機械的強度、分離性に優れたピン
ホールフリーであることを特徴としている。溶媒の蒸発
過程での架橋反応の進行は、活性シリル基を有する重合
体の場合は、活性シリル基同士の反応により自己架橋ヒ
しめる方法、及び架橋剤を用いて活性シリル基を架橋け
しめる方法等がある。前者は、活性シリル基からケイ素
原子を含有する結合、好ましくはオリゴシロキサン結合
を形成することによって架橋をもたらすものである。よ
り具体的には活性シリル基は加水分解可能な置換基例え
ばアルコキシ基、アシロキシ基、オキシム基を含み、こ
れから誘導されたシラノール基等の縮合により架橋構造
を形成する方法である。さらにこの架橋反応を効率よく
行なうため、架橋触媒を用いること、および/または加
温すること、および/または水分(空気中の湿気等を含
む)を存在させることが好ましい。
かかる架橋触媒として、ジブチル錫ジラウレート、ジブ
チル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ジアセテート、ス
タナスオクタノエート等の有機錫、2−エチルヘキサン
酸鉄、ナフテン酸コバルト等のカルボン酸塩、チタン酸
エステル等の有機金属化合物、エチルアミン、ジブチル
アミン、ピリジン等の有機アミン、脂肪酸などの酸があ
る。これらの中でも、ジブチル錫ジラウレート、ジブチ
ル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ジアセテート、スタ
ナスオクタノエートが好適である。溶媒の蒸発は、室温
から200℃、好ましくは50℃から150℃で行なわ
れる。
チル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ジアセテート、ス
タナスオクタノエート等の有機錫、2−エチルヘキサン
酸鉄、ナフテン酸コバルト等のカルボン酸塩、チタン酸
エステル等の有機金属化合物、エチルアミン、ジブチル
アミン、ピリジン等の有機アミン、脂肪酸などの酸があ
る。これらの中でも、ジブチル錫ジラウレート、ジブチ
ル錫ジオクタノエート、ジブチル錫ジアセテート、スタ
ナスオクタノエートが好適である。溶媒の蒸発は、室温
から200℃、好ましくは50℃から150℃で行なわ
れる。
ポリオレフィン、ポリアリーレンオキシドに架を示す)
を含むもの、より具体的に一般式(Xl、X2.X3.
X4はそれぞれ−O3i −、アルキル、アリール、ア
ルコキシ、アセトキシ、オキシム、水11などを表わす
)で表わされるものを意味する。架橋部位、即ち架橋構
造1個当りに含まれるシロキサン結合単位の数(n)は
、1以上3以下の場合、選択性が向上し好ましく、特に
好ましくはnが1である。また、ポリアリーレンオキシ
ドに架橋構造をもたらすためには、シロキサン結合以外
に、炭素−炭素結合、炭素−酸素結合、炭素−窒素結合
、炭素−イオウ結合、炭素−ケイ素結合、エステル結合
、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合等の通常の有
機高分子および無′機高分子を形成し得る結合を合わゼ
で用いても差し支えない。
を含むもの、より具体的に一般式(Xl、X2.X3.
X4はそれぞれ−O3i −、アルキル、アリール、ア
ルコキシ、アセトキシ、オキシム、水11などを表わす
)で表わされるものを意味する。架橋部位、即ち架橋構
造1個当りに含まれるシロキサン結合単位の数(n)は
、1以上3以下の場合、選択性が向上し好ましく、特に
好ましくはnが1である。また、ポリアリーレンオキシ
ドに架橋構造をもたらすためには、シロキサン結合以外
に、炭素−炭素結合、炭素−酸素結合、炭素−窒素結合
、炭素−イオウ結合、炭素−ケイ素結合、エステル結合
、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合等の通常の有
機高分子および無′機高分子を形成し得る結合を合わゼ
で用いても差し支えない。
本発明の気体分離膜の構成成分としては、オリゴシロキ
サン結合による架橋構造を有するポリオレフィン、ポリ
アリーレンオキシド以外に第2成分として他のポリマー
が含まれていても差し支えない。すなわち、第2成分と
しては、ポリ(4−メチルペンテン)、ポリ(ビニルト
リメチルシラン)、ポリスチレン、ポリ(フマル酸ジー
tOrt−ブチル)等の各種オレフィン系ポリマー、ポ
リ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンオキシド)
など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、シルフェニレン−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(ビスエトキシフォスフアゼン)等のポリオルガノフ
ォスフアゼン、ポリ(オキシ−1,4−フェニレンスル
ホニル−1,4−フェニレン)、ポリ(オキシ−1,4
−フェニレンスルホニル−1,4−フェニレンオキシ−
1,4−フェニレンプロピリデン−1,4−フェニレン
)等のポリスルホンなどが挙げられる。添加方法として
は、第2成分ポリマーとの混合法、第2成分ポリマーと
の積層法などがおる。
サン結合による架橋構造を有するポリオレフィン、ポリ
アリーレンオキシド以外に第2成分として他のポリマー
が含まれていても差し支えない。すなわち、第2成分と
しては、ポリ(4−メチルペンテン)、ポリ(ビニルト
リメチルシラン)、ポリスチレン、ポリ(フマル酸ジー
tOrt−ブチル)等の各種オレフィン系ポリマー、ポ
リ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンオキシド)
など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、シルフェニレン−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(ビスエトキシフォスフアゼン)等のポリオルガノフ
ォスフアゼン、ポリ(オキシ−1,4−フェニレンスル
ホニル−1,4−フェニレン)、ポリ(オキシ−1,4
−フェニレンスルホニル−1,4−フェニレンオキシ−
1,4−フェニレンプロピリデン−1,4−フェニレン
)等のポリスルホンなどが挙げられる。添加方法として
は、第2成分ポリマーとの混合法、第2成分ポリマーと
の積層法などがおる。
第2成分ポリマーの含有量は、膜の諸特性が低下しない
程度であれば差し支えないが、通常50@徂%以下でめ
る。
程度であれば差し支えないが、通常50@徂%以下でめ
る。
本発明の気体分離膜は、架橋構造を有するポリオレフィ
ン、ポリアリーレンオキシドからなる非対称膜および複
合膜のいずれの形態でも差し支えない。非対称膜として
は、平膜状、中空糸状、チューブ状などいかなる形態で
も良く、膜厚は、実用的な機械的強度を有しかつ十分な
気体透過速度を得るために、通常1〜300μ′であり
、好ましくは5〜100μである。本発明からなる膜は
、公知の方法、例えば湿式法、乾湿式法、溶融法、延伸
法等により製膜したものが適宜用いられる。
ン、ポリアリーレンオキシドからなる非対称膜および複
合膜のいずれの形態でも差し支えない。非対称膜として
は、平膜状、中空糸状、チューブ状などいかなる形態で
も良く、膜厚は、実用的な機械的強度を有しかつ十分な
気体透過速度を得るために、通常1〜300μ′であり
、好ましくは5〜100μである。本発明からなる膜は
、公知の方法、例えば湿式法、乾湿式法、溶融法、延伸
法等により製膜したものが適宜用いられる。
本発明の架橋構造を有するポリオレフィン、ポリアリー
レンオキシドの薄膜を有する複合膜は、多孔質支持体上
に少なくとも該薄膜を一層設けた形態を有している。
レンオキシドの薄膜を有する複合膜は、多孔質支持体上
に少なくとも該薄膜を一層設けた形態を有している。
本発明の薄膜を保持する多孔質支持体とは、薄膜を支持
する機能をはだすもので、表面の孔の大きざが約10人
〜5000人、好ましくは約10人〜1000人である
。また、気体の透過抵抗になりにくいように非対称構造
を持つことが好ましい。気体透過性としては、窒素透過
速度で10(m″/TlI2・hr/at111)以上
ノモノカ好マシイ。素材としては、ガラス貿多孔材、焼
結金属、セラミックス、セルロースエステル非対称膜、
ポリエーテルスルホン非対称膜、ポリスルホン非対称膜
、ポリイミド非対称膜などが挙げられる。この中でも、
気体透過性が十分であること、孔径が適当である点でポ
リスルホン非対称膜が好ましい。
する機能をはだすもので、表面の孔の大きざが約10人
〜5000人、好ましくは約10人〜1000人である
。また、気体の透過抵抗になりにくいように非対称構造
を持つことが好ましい。気体透過性としては、窒素透過
速度で10(m″/TlI2・hr/at111)以上
ノモノカ好マシイ。素材としては、ガラス貿多孔材、焼
結金属、セラミックス、セルロースエステル非対称膜、
ポリエーテルスルホン非対称膜、ポリスルホン非対称膜
、ポリイミド非対称膜などが挙げられる。この中でも、
気体透過性が十分であること、孔径が適当である点でポ
リスルホン非対称膜が好ましい。
架橋結合を有するポリオレフィン、ポリアリーレンオキ
シドの薄膜の膜厚は、0.2μ以下であれば、ピンホー
ルが生じない限り薄いことが好ましい。
シドの薄膜の膜厚は、0.2μ以下であれば、ピンホー
ルが生じない限り薄いことが好ましい。
また、本発明の気体分離膜は、好ましくは、前記架橋ポ
リオレフィン、ポリアリーレンオキシドの薄膜と多孔質
支持体との間に気体透過性に優れる重合体からなる第1
の薄膜を設けた複合膜である。ここで、多孔質支持体上
に設けた気体透過性に優れる重合体とは、酸素透過係数
P 02が、1x 10’ (cm3− cm/cm2
− cmHo −sec >以上の高分子である。かか
る高分子の具体例としては、ポリオルガノシロキサン、
架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサ
ン/ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサ
ン/ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン
/ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピ
ンなどが挙げられる。この中でも、機械的強度が高く酸
素透過係数が大きいという点で、架橋型ポリジメチルシ
ロキサンが最も好ましい。この架橋型ポリジメチルシロ
キサンは、製法によって、得られる薄膜の性能が異なり
、特開昭60−257803、特願昭61−60272
、特願昭61−59269に記載されている製法に従っ
て得られた架橋型ポリジメチルシロキサンの薄膜が気体
透過性に優れ、ピンホールが少ないため好ましい。
リオレフィン、ポリアリーレンオキシドの薄膜と多孔質
支持体との間に気体透過性に優れる重合体からなる第1
の薄膜を設けた複合膜である。ここで、多孔質支持体上
に設けた気体透過性に優れる重合体とは、酸素透過係数
P 02が、1x 10’ (cm3− cm/cm2
− cmHo −sec >以上の高分子である。かか
る高分子の具体例としては、ポリオルガノシロキサン、
架橋型ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノシロキサ
ン/ポリカーボネート共重合体、ポリオルガノシロキサ
ン/ポリフェニレン共重合体、ポリオルガノシロキサン
/ポリスチレン共重合体、ポリトリメチルシリルプロピ
ンなどが挙げられる。この中でも、機械的強度が高く酸
素透過係数が大きいという点で、架橋型ポリジメチルシ
ロキサンが最も好ましい。この架橋型ポリジメチルシロ
キサンは、製法によって、得られる薄膜の性能が異なり
、特開昭60−257803、特願昭61−60272
、特願昭61−59269に記載されている製法に従っ
て得られた架橋型ポリジメチルシロキサンの薄膜が気体
透過性に優れ、ピンホールが少ないため好ましい。
多孔質支持体上に架橋型ポリジメチルシロキサンから成
る第1の薄膜を設ける方法としては、具体内には下記の
イ〜ハに示すような方法がある。
る第1の薄膜を設ける方法としては、具体内には下記の
イ〜ハに示すような方法がある。
イ、特開昭60−257803に示されている、末端に
シラノール基を有するポリジメチルシロキサンと四官能
以上のシラン架橋剤、または四官能以上のシロキサン架
橋剤を溶媒に混合して得られた溶液を多孔質支持体上に
塗工して得る方法。
シラノール基を有するポリジメチルシロキサンと四官能
以上のシラン架橋剤、または四官能以上のシロキサン架
橋剤を溶媒に混合して得られた溶液を多孔質支持体上に
塗工して得る方法。
口、特願昭81−60272で示されている、側鎖の末
端が7ミノ変成されたポリオルガノシロキサンと、側鎖
の末端がイソシアネート変成されたポリオルガノシロキ
サンを溶媒に混合して得られた溶液を多孔質支持体上に
塗工して得る方法。
端が7ミノ変成されたポリオルガノシロキサンと、側鎖
の末端がイソシアネート変成されたポリオルガノシロキ
サンを溶媒に混合して得られた溶液を多孔質支持体上に
塗工して得る方法。
ハ、特願昭61−59269で示されている、側鎖の末
端がシラノール変成されたポリオルガノシロキサンとシ
ラン架橋剤またはシロキサン架橋剤を溶媒に混合した溶
液を多孔質支持体上に塗工して得る方法。
端がシラノール変成されたポリオルガノシロキサンとシ
ラン架橋剤またはシロキサン架橋剤を溶媒に混合した溶
液を多孔質支持体上に塗工して得る方法。
第1の薄膜の膜厚は、気体透過性の点で、薄いほど好ま
しいが、ピンホールの発生を考え合せると極度に薄いも
のは適当ではない。上記記載された製法に従えば、膜厚
が0.1g程度までピンホールフリーの薄膜を作成する
ことが可能であるため0.1μに近いほど好ましい。
しいが、ピンホールの発生を考え合せると極度に薄いも
のは適当ではない。上記記載された製法に従えば、膜厚
が0.1g程度までピンホールフリーの薄膜を作成する
ことが可能であるため0.1μに近いほど好ましい。
[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。
膜性能の測定方法並びに効果の評価方法は次の通りであ
る。
る。
(1)気体透過性、気体分離性
膜サンプル(デンスフィルム)の酸素透過係数P 02
窒素透過係数P N2および分離係数α(−P 02/
P N2 )は(株式会社)柳本製作所製ガス透過率測
定装置を用い、25℃において減圧法により測定した。
窒素透過係数P N2および分離係数α(−P 02/
P N2 )は(株式会社)柳本製作所製ガス透過率測
定装置を用い、25℃において減圧法により測定した。
また、複合膜の性能は、気体分離膜を隔てて、−次側の
圧力を2atm、二次側の圧力を1 atmにし、気体
(酸素または窒素)透過速度を精密膜流量計5F−10
1(スタンダード・テクノロジー社製)で測定した。
圧力を2atm、二次側の圧力を1 atmにし、気体
(酸素または窒素)透過速度を精密膜流量計5F−10
1(スタンダード・テクノロジー社製)で測定した。
酸素透過速度(QO2と表示する。単位はv!/m2・
hr −atmである。)を気体透過性能とし、酸素透
過速度と窒素透過速度(QN2と表示する。
hr −atmである。)を気体透過性能とし、酸素透
過速度と窒素透過速度(QN2と表示する。
単位は7n’/m2− hr −atmである。)の比
である分離係数(αと表示する)を気体分離性能の評価
基準とした。
である分離係数(αと表示する)を気体分離性能の評価
基準とした。
(2)耐スクラッチ性
本発明の製造方法にしたがって作成した気体分離膜をあ
らかじめ気体透過性と気体分離性を測定しておき、該選
択性複合膜を学娠型堅牢度試験機(大栄化学績器製作所
製)を使用して、摩耗材として不織布MF−110(日
本バイリーン製)で10回試験を行ない、試験後の気体
透過性と気体分離性を測定し、試験前後での性能差を耐
スクラッチ性の評価基準とした。
らかじめ気体透過性と気体分離性を測定しておき、該選
択性複合膜を学娠型堅牢度試験機(大栄化学績器製作所
製)を使用して、摩耗材として不織布MF−110(日
本バイリーン製)で10回試験を行ない、試験後の気体
透過性と気体分離性を測定し、試験前後での性能差を耐
スクラッチ性の評価基準とした。
実施例1
無水キシレン250gに窒素雰囲気下にてポリ(4−メ
チル−1−ペンテン) (三井石油化学工業■製TPX
@MX−001>25qを加熱溶解した。
チル−1−ペンテン) (三井石油化学工業■製TPX
@MX−001>25qを加熱溶解した。
この溶液にトリメトキシビニルシラン50C1を添加し
、さらに過酸化ベンゾイル1.25gを加えた後、11
0℃にて約4時間反応を行なった。得られたポリマーを
メタノールから再沈澱を2度繰り返すことにより精製し
た後、真空乾燥を行ない、メトキシシランクラフトポリ
(4−メチル−1−ペンテン) (■)を(qた。この
グラフトポリマー(I)のケイ素含有量は、0.13%
であった。
、さらに過酸化ベンゾイル1.25gを加えた後、11
0℃にて約4時間反応を行なった。得られたポリマーを
メタノールから再沈澱を2度繰り返すことにより精製し
た後、真空乾燥を行ない、メトキシシランクラフトポリ
(4−メチル−1−ペンテン) (■)を(qた。この
グラフトポリマー(I)のケイ素含有量は、0.13%
であった。
合成したグラフトポリマー(I>10C]とジブチル錫
ジラウレート0.1gとを60gのシクロヘキサンに溶
解し、この溶液をテフロン板上にキャストした。相対湿
度約70%の雰囲気下で40℃にて8時間乾燥させるこ
とにより、架橋ポリ(4−メチル−1−ペンテン)膜を
)qた。このサンプルの酸素透過係数P 02は1 、
5X 10−9(0−9(cm/cm2− sec −
cmHg) 、窒素透過係数P N2は3.5X1Q
(Cm3−Cm/Cm2−3Cm2−3eC−Cで
あり、分離係数α(=P 02/P N2 >は4.2
であった。
ジラウレート0.1gとを60gのシクロヘキサンに溶
解し、この溶液をテフロン板上にキャストした。相対湿
度約70%の雰囲気下で40℃にて8時間乾燥させるこ
とにより、架橋ポリ(4−メチル−1−ペンテン)膜を
)qた。このサンプルの酸素透過係数P 02は1 、
5X 10−9(0−9(cm/cm2− sec −
cmHg) 、窒素透過係数P N2は3.5X1Q
(Cm3−Cm/Cm2−3Cm2−3eC−Cで
あり、分離係数α(=P 02/P N2 >は4.2
であった。
実施例2
実施例1で合成したメトキシシランクラフトポリ(4−
メチル−1−ペンテン>(I>1qとジラウリン酸ジー
n−ブチルスズ10myとを200Clのシクロヘキサ
ンに溶解した。この溶液を、表面部の水のみを除去せし
めた含水ポリスルホン多孔質支持膜[乾燥時の空気透過
量が約200(T11!/Tr12・hr−atm>程
度のもの]の表面部に浸漬法により塗布したのち、14
0’Cの熱風にて十分に乾燥することにより、架橋ポリ
(4−メチル−1−ペンテン)/ポリスルホン複合膜を
得た。この複合膜は、室温における酸素透過速度Q 0
2が0.15(m″/Tr12・hr−atm)、窒素
透過速度Q N2が0.042(T11!/Tr12・
hr−atm)、分離係数(X (=002/QN2)
が3.6なる酸素富化性能を示し、架橋ポリ(4−メチ
ル−1−ペンテン)が良好な製膜性を有していることが
判明した。
メチル−1−ペンテン>(I>1qとジラウリン酸ジー
n−ブチルスズ10myとを200Clのシクロヘキサ
ンに溶解した。この溶液を、表面部の水のみを除去せし
めた含水ポリスルホン多孔質支持膜[乾燥時の空気透過
量が約200(T11!/Tr12・hr−atm>程
度のもの]の表面部に浸漬法により塗布したのち、14
0’Cの熱風にて十分に乾燥することにより、架橋ポリ
(4−メチル−1−ペンテン)/ポリスルホン複合膜を
得た。この複合膜は、室温における酸素透過速度Q 0
2が0.15(m″/Tr12・hr−atm)、窒素
透過速度Q N2が0.042(T11!/Tr12・
hr−atm)、分離係数(X (=002/QN2)
が3.6なる酸素富化性能を示し、架橋ポリ(4−メチ
ル−1−ペンテン)が良好な製膜性を有していることが
判明した。
比較例1
ポリ(4−メチル−1−ペンテン)[三井石油化学cm
f1g)であり、(X (=P 02/P N2 )=
3.911gを200C7のシクロヘキサンに溶解した
溶液を用いて、実施例2と同様にポリ(4−メチル−1
−ペンテン)/ポリスルホン複合膜を作製した。この複
合膜の分離係数α(Q 02 /Q N2 )は1であ
り、酸素富化性能を示さなかった。
f1g)であり、(X (=P 02/P N2 )=
3.911gを200C7のシクロヘキサンに溶解した
溶液を用いて、実施例2と同様にポリ(4−メチル−1
−ペンテン)/ポリスルホン複合膜を作製した。この複
合膜の分離係数α(Q 02 /Q N2 )は1であ
り、酸素富化性能を示さなかった。
実施例3
水架橋ポリプロピレン(有機シラン変性ポリマー、三菱
油化<t1製リンクロン■P XPM800トl)1
.4gを70mのキシレンに140℃にて溶解した。こ
の溶液にジブチル錫ジラウレート10myを添加した後
、プレート上にキャストし、130℃にて熱風乾燥する
ことにより、半透明の架橋ポリプロピレン膜を1qだ。
油化<t1製リンクロン■P XPM800トl)1
.4gを70mのキシレンに140℃にて溶解した。こ
の溶液にジブチル錫ジラウレート10myを添加した後
、プレート上にキャストし、130℃にて熱風乾燥する
ことにより、半透明の架橋ポリプロピレン膜を1qだ。
この膜の酸素透過像数P 02は1.7x10 (
cm3−cm/cm2−SeC−CmH(]) 、分離
係数a (=P 02/P N2 >は3.4であった
。
cm3−cm/cm2−SeC−CmH(]) 、分離
係数a (=P 02/P N2 >は3.4であった
。
実施例4
実施例1で合成したグラフトポリマー’IQ(I>をシ
クロヘキセン99CJに溶解した一次溶液をトリフルオ
ロトリクロロエタンでポリマー濃度0゜1wt%に希釈
して塗液を調製する。あらかじめ、ポリスルホン多孔質
支持膜を使用して、特願昭61−60272の実施例1
の方法に従って、すなわち、両末端がシラノール基であ
るポリジメチルシロキサン(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
.4CI、ジブデル錫ジアセテートO,’1gをシクロ
ヘキサンに溶解し、固形分0.5重量%の溶液を調製す
る。
クロヘキセン99CJに溶解した一次溶液をトリフルオ
ロトリクロロエタンでポリマー濃度0゜1wt%に希釈
して塗液を調製する。あらかじめ、ポリスルホン多孔質
支持膜を使用して、特願昭61−60272の実施例1
の方法に従って、すなわち、両末端がシラノール基であ
るポリジメチルシロキサン(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
.4CI、ジブデル錫ジアセテートO,’1gをシクロ
ヘキサンに溶解し、固形分0.5重量%の溶液を調製す
る。
この稀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サン複合膜を得た。この
様にして、多孔質支持体上に架橋型シリコーンの第1の
薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合膜にグラ
フトポリマーの塗液をWet厚20μで塗工して選択性
複合膜を1qた。
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サン複合膜を得た。この
様にして、多孔質支持体上に架橋型シリコーンの第1の
薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合膜にグラ
フトポリマーの塗液をWet厚20μで塗工して選択性
複合膜を1qた。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
実施例5
ポリ(4−メチルペンテン−1)(三井石油化学工業■
製TPX■MX−001>250を無水キシレン250
CIに加熱溶解し、無水マレイン150qを添加し、さ
らに過酸化ベンゾイル1.25gを加えた俊、110℃
にて約4時間反応を行なった。得られたポリマーをメタ
ノールから再沈澱を2度繰り返すことにより精製した後
、真空乾燥を行ない、無水マレイン酸グラフトポリ(4
−メチルペンテン−1> (II)を得た。無水マレ
イン酸の含量は、該ポリマー中約3モル%であった。
製TPX■MX−001>250を無水キシレン250
CIに加熱溶解し、無水マレイン150qを添加し、さ
らに過酸化ベンゾイル1.25gを加えた俊、110℃
にて約4時間反応を行なった。得られたポリマーをメタ
ノールから再沈澱を2度繰り返すことにより精製した後
、真空乾燥を行ない、無水マレイン酸グラフトポリ(4
−メチルペンテン−1> (II)を得た。無水マレ
イン酸の含量は、該ポリマー中約3モル%であった。
ポリマー(II>1qをシクロヘキサン99gに溶解し
た一次溶液をトリフルオロトリクロロエタンでポリマー
濃度0.1wt%に希釈して塗液を調製する。該塗液1
00CIに、1.3−ビス(3−アミノプロピル)テト
ラメチルジシロキサンを0.10添加する。あらかじめ
、ポリスルホン多孔質支持体を使用して、実施例4の方
法に従って多孔質支持体上に架橋型シリコーンの第1の
薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合膜にさぎ
ほどの塗液をWet厚20μで塗工して選択性複合膜を
得た。
た一次溶液をトリフルオロトリクロロエタンでポリマー
濃度0.1wt%に希釈して塗液を調製する。該塗液1
00CIに、1.3−ビス(3−アミノプロピル)テト
ラメチルジシロキサンを0.10添加する。あらかじめ
、ポリスルホン多孔質支持体を使用して、実施例4の方
法に従って多孔質支持体上に架橋型シリコーンの第1の
薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合膜にさぎ
ほどの塗液をWet厚20μで塗工して選択性複合膜を
得た。
1qられた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラ
ッチ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
ッチ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
比較例2
ポリ(4−メチルペンテン−1)(三井石油化学エセン
99gに溶解した一次溶液をトリフルオロトリクロロエ
タンでポリマー濃度0.1wt%に希釈して塗液を調製
する。あらかじめ、特願昭61−60272の実施例1
の方法にしたがって多孔質支持体上に架橋型シリコーン
の第1の薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合
膜にポリ(4−メチルペンテン−1〉の塗液をWet厚
20μで塗工して乾燥して選択性複合膜を得た。
99gに溶解した一次溶液をトリフルオロトリクロロエ
タンでポリマー濃度0.1wt%に希釈して塗液を調製
する。あらかじめ、特願昭61−60272の実施例1
の方法にしたがって多孔質支持体上に架橋型シリコーン
の第1の薄膜を設けた複合膜を用意しておく。この複合
膜にポリ(4−メチルペンテン−1〉の塗液をWet厚
20μで塗工して乾燥して選択性複合膜を得た。
得られた選択性の気体透過性能および耐スクラッヂ性テ
スト後の気体透過性能を表1に示す。
スト後の気体透過性能を表1に示す。
この表より、本発明の選択性複合膜は気体透過性と耐ス
クラッチ性がともに優れていることがわかる。
クラッチ性がともに優れていることがわかる。
実施例6
実施例4のグラフトポリマー(I)の塗液にオクチル酸
スズを0.10添加した塗液を使用して、実施例4と同
様の方法で選択性複合膜を得た。
スズを0.10添加した塗液を使用して、実施例4と同
様の方法で選択性複合膜を得た。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性が向上されることがわかる。
チ性が向上されることがわかる。
実施例7
エチレンプロピレンラバー(三井石油化学工業■製■P
−0180>20にJを無水キシレン180CIに加熱
溶解した。この溶液にトリエトキシビニルシラン50C
1を添加し、さらに過酸化ベンゾイル1.251を加え
た後110℃にて約4時間反応を行なった。得られたポ
リマーをメタノール再沈澱を2度繰り返すことにより精
製した後、真空乾燥を行ない、エトキシシランクラフト
エチレンプロピレンラバー(III)を得た。このグラ
フトポリマー(III)のケイ素含有量は、0−3%で
あった。
−0180>20にJを無水キシレン180CIに加熱
溶解した。この溶液にトリエトキシビニルシラン50C
1を添加し、さらに過酸化ベンゾイル1.251を加え
た後110℃にて約4時間反応を行なった。得られたポ
リマーをメタノール再沈澱を2度繰り返すことにより精
製した後、真空乾燥を行ない、エトキシシランクラフト
エチレンプロピレンラバー(III)を得た。このグラ
フトポリマー(III)のケイ素含有量は、0−3%で
あった。
この合成したグラフトポリマー(、I[I)1CIをシ
クロヘキサン99Clに溶解した一次溶液をトリフルオ
ロトリクロロエタンで希釈しポリマー濃度0゜1wt%
にし、ジブチル錫ジアセテートを0.1C]添加して塗
液を調製する。特開昭6O−2578O3の実施例1の
方法に従って、すなわち、(−=0.026> n十m [■而(数平均重合度) =1600 で表わされるアミノ変性シロキサンをトリクロロトリフ
ルオロエタンに0,1wt%溶解し、N ト1 (CHコ) 2 H [ C=O m。
クロヘキサン99Clに溶解した一次溶液をトリフルオ
ロトリクロロエタンで希釈しポリマー濃度0゜1wt%
にし、ジブチル錫ジアセテートを0.1C]添加して塗
液を調製する。特開昭6O−2578O3の実施例1の
方法に従って、すなわち、(−=0.026> n十m [■而(数平均重合度) =1600 で表わされるアミノ変性シロキサンをトリクロロトリフ
ルオロエタンに0,1wt%溶解し、N ト1 (CHコ) 2 H [ C=O m。
(−=0.026)
n’ +m’
n’+m’(数平均重合度)=1200で表わされるイ
ソシアネート変性シロキサンをトリクロロトリフルオロ
エタンに0.1wt%溶解し、この二液を1:1に混合
して塗液を調製する。あらかしめ水を孔内に含浸させて
おいたポリスルホン多孔性支持膜の表面にこの塗液を−
et厚25μで塗布し、塗布後2秒後に100’Cの熱
風で乾燥する。ざらにもう−度、Net厚20μで塗液
を塗布し、同条件で乾燥する。この様にして、多孔質支
持体上に架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜
をあらかじめ用意しておく。この複合膜にグラフトポリ
マー(III>の塗液をwet厚20μで塗工して乾燥
して選択性複合膜を1qだ。
ソシアネート変性シロキサンをトリクロロトリフルオロ
エタンに0.1wt%溶解し、この二液を1:1に混合
して塗液を調製する。あらかしめ水を孔内に含浸させて
おいたポリスルホン多孔性支持膜の表面にこの塗液を−
et厚25μで塗布し、塗布後2秒後に100’Cの熱
風で乾燥する。ざらにもう−度、Net厚20μで塗液
を塗布し、同条件で乾燥する。この様にして、多孔質支
持体上に架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜
をあらかじめ用意しておく。この複合膜にグラフトポリ
マー(III>の塗液をwet厚20μで塗工して乾燥
して選択性複合膜を1qだ。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
比較例3
エチレンプロピレンラバー(三井石油化学工業viJ%
P−0180> 1 gヲシクロヘキサ/99qに溶解
した一次溶液をトリフルオロエタンでポリマー濃度0.
1wt%に希釈して塗液を調製する。
P−0180> 1 gヲシクロヘキサ/99qに溶解
した一次溶液をトリフルオロエタンでポリマー濃度0.
1wt%に希釈して塗液を調製する。
あらかじめ、実施例7の方法に従って多孔質支持体上に
架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意し
ておく。この複合膜にエチレンプロピレンラバーの塗液
をWet厚20μで塗工して選択性複合膜を得た。
架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意し
ておく。この複合膜にエチレンプロピレンラバーの塗液
をWet厚20μで塗工して選択性複合膜を得た。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
チ性テスト後の気体透過性能を表1に示す。
実施例8
ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンオキシド
)6.1gを無水テトラヒドロ7ラン400rIdlに
溶解し、室温にてN、N、N’ 、N’−テトラメチル
エチレンジアミン8.5rI11とn−ブチルリチウム
のn−ヘキサン溶液(1,58M>28rniとを添加
し、80分間攪拌した。次いで、この反応溶液にトリメ
チルクロロシラン5.9dとトリエトキシクロロシラン
1.3dの混合物を添加し、ざらに1時間攪拌を続け、
得られた反応溶液を2Qのメタノール中に投入し、析出
したポリマーを一過により回収した。このポリマーを再
度メタノール再沈澱により精製した後、減圧下で乾燥し
、7.40のポリマー[重合体(IV)]を得た。この
ポリマーの赤外分光スペクトルでは、1250Qm−”
にトリメチルシリル基に由来する吸収が見られ、さらに
プロトン核磁気共鳴スペクトルによれば、繰返し単位の
25%にトリメチルシリル基が、また、繰返し単位の4
%にトリエトキシシリル基が導入されていることが確認
された。
)6.1gを無水テトラヒドロ7ラン400rIdlに
溶解し、室温にてN、N、N’ 、N’−テトラメチル
エチレンジアミン8.5rI11とn−ブチルリチウム
のn−ヘキサン溶液(1,58M>28rniとを添加
し、80分間攪拌した。次いで、この反応溶液にトリメ
チルクロロシラン5.9dとトリエトキシクロロシラン
1.3dの混合物を添加し、ざらに1時間攪拌を続け、
得られた反応溶液を2Qのメタノール中に投入し、析出
したポリマーを一過により回収した。このポリマーを再
度メタノール再沈澱により精製した後、減圧下で乾燥し
、7.40のポリマー[重合体(IV)]を得た。この
ポリマーの赤外分光スペクトルでは、1250Qm−”
にトリメチルシリル基に由来する吸収が見られ、さらに
プロトン核磁気共鳴スペクトルによれば、繰返し単位の
25%にトリメチルシリル基が、また、繰返し単位の4
%にトリエトキシシリル基が導入されていることが確認
された。
このポリマーの3%クロロホルム溶液にポリマー重量の
1%のオクチル酸スズを添加した後に、溶液をテフロン
板上にキャストし、50℃、R880%の条件下で20
時間放置し、架橋膜を製膜した。゛この架橋膜の分離係
数および酸素透過係数を表2に示す。
1%のオクチル酸スズを添加した後に、溶液をテフロン
板上にキャストし、50℃、R880%の条件下で20
時間放置し、架橋膜を製膜した。゛この架橋膜の分離係
数および酸素透過係数を表2に示す。
比較例4
実施例8で合成した重合体(IV )の3%クロロホル
ム溶液をテフロン板上にキャストした後、50℃にて乾
燥し、未架橋膜を作成した。この未架橋膜の分離係数お
よび酸素透過係数を表2に示す。
ム溶液をテフロン板上にキャストした後、50℃にて乾
燥し、未架橋膜を作成した。この未架橋膜の分離係数お
よび酸素透過係数を表2に示す。
実施例9
実施例8で合成したポリマー(IV)’lをトリフルオ
ロトリクロロエタン99gに溶解した一次溶液を調製す
る。トリフルオロトリクロロエタン90gにオクチル酸
スズ触媒0.02gを添加した希釈液を調製し、−次溶
液10C1と混合してポリマー濃度0.1wt%の塗液
を作る。ポリスルボン多孔質支持膜を使用して、実施例
4の方法に従って多孔質支持体上に架橋型シリコーンの
第1の薄膜を設けた複合膜をあらかじめ用意しておく。
ロトリクロロエタン99gに溶解した一次溶液を調製す
る。トリフルオロトリクロロエタン90gにオクチル酸
スズ触媒0.02gを添加した希釈液を調製し、−次溶
液10C1と混合してポリマー濃度0.1wt%の塗液
を作る。ポリスルボン多孔質支持膜を使用して、実施例
4の方法に従って多孔質支持体上に架橋型シリコーンの
第1の薄膜を設けた複合膜をあらかじめ用意しておく。
この複合膜にポリマー塗液をwet厚20μで塗工した
後、乾燥して選択性複合膜を得た。
後、乾燥して選択性複合膜を得た。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性′テスト後の気体透過性能を表3に示す。
チ性′テスト後の気体透過性能を表3に示す。
比較例5
ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フエニレンオキシド
)6.1gを無水テトラヒドロフラン400dに溶解し
、室温にてN、N、N’ 、N’−テトラメチルエチレ
ンジアミン8.5dとn−ブチルリチウムのn−ヘキサ
ン溶液(1,58M>28dとを添加し、80分間攪拌
した。次いで、この反応溶液にトリメチルクロロシラン
6.0dを添加し、さらに1時間攪拌を続け、得られた
反応溶液を2αのメタノール中に投入し、析出したポリ
マーをシ濾過により回収した。このポリマーを再度メタ
ノール再沈澱により精製した後、減圧下で乾燥し、7.
0(7のポリマー[重合体(V)]を得た。
)6.1gを無水テトラヒドロフラン400dに溶解し
、室温にてN、N、N’ 、N’−テトラメチルエチレ
ンジアミン8.5dとn−ブチルリチウムのn−ヘキサ
ン溶液(1,58M>28dとを添加し、80分間攪拌
した。次いで、この反応溶液にトリメチルクロロシラン
6.0dを添加し、さらに1時間攪拌を続け、得られた
反応溶液を2αのメタノール中に投入し、析出したポリ
マーをシ濾過により回収した。このポリマーを再度メタ
ノール再沈澱により精製した後、減圧下で乾燥し、7.
0(7のポリマー[重合体(V)]を得た。
このポリマー0.1gをトリフルオロトリクロロエタン
99.9CIに溶解して0.1wt%の塗液をつくる。
99.9CIに溶解して0.1wt%の塗液をつくる。
あらかじめ実施例4の方法にしたがって多孔質支持体上
に架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意
しておく。この複合膜にポリマー[重合体(V)コのQ
、1wtX塗液をWet厚20μで塗工して選択性複合
膜を得た。
に架橋型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意
しておく。この複合膜にポリマー[重合体(V)コのQ
、1wtX塗液をWet厚20μで塗工して選択性複合
膜を得た。
得られた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラッ
チ性テスト俊の気体透過性能を表3に示す。
チ性テスト俊の気体透過性能を表3に示す。
実施例10
実施例8で得られたポリマー[重合体(IV)]1gを
シクロヘキサン99C]に溶解して一次溶液を調製する
。−次溶液10CIをトリフルオロトリクロロエタン9
0C1で希釈して0.1■t%塗液を調製する。あらか
じめ実施例7の方法にしたがって多孔質支持体上に架橋
型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意してお
く。この複合膜に0.1wt%塗液をwet厚30μで
塗工して選択性複合膜を得た。
シクロヘキサン99C]に溶解して一次溶液を調製する
。−次溶液10CIをトリフルオロトリクロロエタン9
0C1で希釈して0.1■t%塗液を調製する。あらか
じめ実施例7の方法にしたがって多孔質支持体上に架橋
型シリコーンの第1の薄膜を設けた複合膜を用意してお
く。この複合膜に0.1wt%塗液をwet厚30μで
塗工して選択性複合膜を得た。
1qられた選択性複合膜の気体透過性能および耐スクラ
ッチ性テスト後の気体透過性能を表3に示す。
ッチ性テスト後の気体透過性能を表3に示す。
この表より、本発明の選択性複合膜は気体透過 −性と
耐スクラッチ性がともに優れていることがわかる。
耐スクラッチ性がともに優れていることがわかる。
[発明の効果]
本発明の気体分離膜は、気体透過性、気体選択性に優れ
、かつ膜強度、製膜性、耐スクラッチ性が良好でおり、
本発明の膜により効果的、経済的な気体分離が可能とな
る。
、かつ膜強度、製膜性、耐スクラッチ性が良好でおり、
本発明の膜により効果的、経済的な気体分離が可能とな
る。
特許出願人 東 し 株 式 会 社手続補正鴫2.
9.30 昭和 年 月 日
9.30 昭和 年 月 日
Claims (19)
- 1.自己架橋するか、または架橋剤と反応して架橋する
活性官能基を有する、ポリオレフィン、ポリアリーレン
オキシドから選ばれる重合体を溶剤に溶解した溶液から
、溶剤を蒸発させ、形成される薄膜が架橋結合を有する
ことを特徴とする気体分離膜。 - 2.架橋剤と反応して架橋する活性官能基を有するポリ
オレフィン、ポリアリーレンオキシドから選ばれる重合
体を溶剤に溶解した溶液が、該活性官能基と反応する架
橋剤を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の気体分離膜。 - 3.オリゴシロキサン結合が、一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ [ただしX_1、X_2、X_3、X_4は、それぞれ
−OSi−、アルキル、アリール、アルコキシ、アセト
キシ、オキシム、水酸基から選ばれる基を示し、nは1
〜3以下を示す。]であることを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の気体分離膜。 - 4.ポリオレフィンが、炭素数2から18のオレフィン
から主としてなるポリマーであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載の気体分離膜。 - 5.ポリオレフィンが、α−オレフィンから主としてな
るポリマーであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の気体分離膜。 - 6.ポリオレフィンが、ポリプロピレン、ポリ−(4−
メチルペンテン)から選ばれる少なくとも一種を含むポ
リマーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の気体分離膜。 - 7.ポリアリーレンオキシドが下記一般式で表わされる
ポリマーであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の気体分離膜。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (ただし、式中のmは1〜3の整数、nは75以上の整
数、Rはそれぞれアルキル基、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、ア
ルケニル基、アミノ基から選ばれる置換基を示す。) - 8.ポリアリーレンオキシドが、ポリ(2,6−ジメチ
ル−1,4−フェニレンオキシド)から主としてなるポ
リマーであることを特徴とする特許請求の範囲第7項記
載の気体分離膜。 - 9.ポリアリーレンオキシドが、オルガノシリル基、オ
ルガノシロキサン基、オルガノシルアルキレン基から選
ばれる非架橋性ケイ素基を一部に有する、ポリアリーレ
ンオキシドであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の気体分離膜。 - 10.自己架橋するか、または架橋剤と反応して架橋す
る活性官能基が、活性シリル基または無水カルボン酸基
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の気
体分離膜。 - 11.オリゴシロキサン結合によって架橋された重合体
が、活性シリル基を有する重合体を架橋せしめたもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の気体
分離膜。 - 12.活性シリル基が、アルコキシシリル基、アセトキ
シシリル基、オキシムシリル基から選ばれる少なくとも
一種であることを特徴とする特許請求の範囲第10項記
載の気体分離膜。 - 13.活性シリル基を有する重合体を架橋せしめる際、
水分の存在下で反応を行うことを特徴とする特許請求の
範囲第11項記載の気体分離膜。 - 14.架橋剤と反応して架橋する活性官能基を有するポ
リオレフィン、ポリアリーレンオキシドから選ばれる重
合体を溶剤に溶解した溶液が、該活性官能基と反応する
架橋剤を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の気体分離膜。 - 15.重合体を溶剤に溶解した溶液が、有機スズ、カル
ボン酸塩、アミン、チタン酸エステルから選ばれる少な
くとも一種の架橋触媒を含むことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の気体分離膜。 - 16.オリゴシロキサン結合からなる架橋結合を有する
気体分離膜が、多孔質支持体の上に存在することを特徴
とする特許請求の範囲第2項記載の気体分離膜。 - 17.オリゴシロキサン結合からなる架橋結合を有する
気体分離膜が、非対称膜であることを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載の気体分離膜。 - 18.少なくとも多孔質支持体上に気体透過性に優れる
重合体からなる第1の薄膜と、自己架橋するか、または
架橋剤と反応して架橋する活性官能基を有するポリオレ
フィン、ポリアリーレンオキシドから選ばれる重合体を
溶剤に溶解した溶液から、溶剤を蒸発させ、形成される
薄膜がオリゴシロキサン結合からなる架橋結合を有する
第2の薄膜が積層されてなることを特徴とする気体分離
膜。 - 19.第1の薄膜が、架橋されたポリオルガノシロキサ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第18項記載
の気体分離膜。
Applications Claiming Priority (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19093086 | 1986-08-14 | ||
| JP21403486 | 1986-09-12 | ||
| JP23442886 | 1986-10-03 | ||
| JP61-190930 | 1987-07-13 | ||
| JP61-214034 | 1987-07-13 | ||
| JP61-234428 | 1987-07-13 | ||
| JP62-175542 | 1987-07-13 | ||
| JP17554287 | 1987-07-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01111420A true JPH01111420A (ja) | 1989-04-28 |
| JP2555617B2 JP2555617B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=27474649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62202126A Expired - Lifetime JP2555617B2 (ja) | 1986-08-14 | 1987-08-13 | 気体分離膜およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2555617B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013122151A1 (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | 富士フイルム株式会社 | 複合型分離膜、それを用いた分離膜モジュール |
| JP2015504778A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-02-16 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイShell Internationale Research Maatschappij Beslotenvennootshap | 高性能炭素分子篩の中空糸膜のための多孔質形態の安定化 |
| CN117138608A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-12-01 | 华中科技大学 | 一种氟化物改性的金属离子交联渗透汽化膜、制备与应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162904A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素選択透過性複合膜およびその製造方法 |
| JPS61157325A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 気体選択透過膜およびその製造方法 |
-
1987
- 1987-08-13 JP JP62202126A patent/JP2555617B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162904A (ja) * | 1983-03-09 | 1984-09-13 | Agency Of Ind Science & Technol | 水素選択透過性複合膜およびその製造方法 |
| JPS61157325A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Toa Nenryo Kogyo Kk | 気体選択透過膜およびその製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015504778A (ja) * | 2011-12-20 | 2015-02-16 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイShell Internationale Research Maatschappij Beslotenvennootshap | 高性能炭素分子篩の中空糸膜のための多孔質形態の安定化 |
| WO2013122151A1 (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | 富士フイルム株式会社 | 複合型分離膜、それを用いた分離膜モジュール |
| JP2013166131A (ja) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Fujifilm Corp | 複合型分離膜、それを用いた分離膜モジュール |
| US9314736B2 (en) | 2012-02-16 | 2016-04-19 | Fujifilm Corporation | Separation composite membrane and separating membrane module using the same |
| CN117138608A (zh) * | 2023-08-01 | 2023-12-01 | 华中科技大学 | 一种氟化物改性的金属离子交联渗透汽化膜、制备与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2555617B2 (ja) | 1996-11-20 |
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