JPH01176424A - 気体分離膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は気体の分離、濃縮を行う気体分離膜に関するも
のである。

従来の技術 近年、混合気体（空気など）から特定の気体（酸素、窒
素など）を分離、濃縮する手段として高分子薄膜を用い
る方法が注目されている。気体分離膜素材としては、ポ
リメチルシロキサン、ポリ（４−メチルペンテン−１）
、ポリスルホン。

ポリスチレン、ポリホスファゼンなどがあり、特に燃焼
用の酸素富化膜葉材としては、気体透過性の優れたポリ
シロキサンを主成分とする高分子が用いられている。膜
強度や製膜性を考慮してポリシロキサン・セグメントを
ハードセグメントテ補強した構成の重合体が開発されて
いる。その−例としては、ポリシロキサンとポリカーボ
ネートのブロック共重合体、又は側鎖に芳香環をもつス
チレン系高分子と、α、Ｗ−２官能性ポリシロキサンと
から得られる架橋型共重合体（特開昭５６−２６５０６
号）などがある。

発明が解決しようとする問題点 ポリシロキサンと、ポリスルホンと、一部トリメチルシ
リル化したポリヒドロキシスチレンとの共重合体（特開
昭５６−２６５０６号）の膜における酸素ガスの透過係
数は、２．０ｘ１０　’（ｄ−ｄ／ｄ・式・ｍＨｇ）と
、ポリシロキサン膜と同オーダーでちゃ、分離係数は、
２．１から２．２であシ、薄膜の成形性と薄膜状態にお
ける膜強度の点では、ポリシロキサン膜と比較すると格
段の改良がなされている。まだ、ポリシロキサンとフッ
素化ポリスルホンと一部トリメチルシリル化したポリヒ
ドロキシスレンとの共重合体は、分離係数が、２．２か
ら２．３と気体分離性が向上している。しかし、薄膜の
信頼性において不満足である。

本発明は上記欠点に鑑み、薄膜の信頼性を向上させるこ
とを目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の気体分離膜は、ｐ−
ビニルフェノールとスチレンとの共重合物 と、ポリスルホンと、ポリシロキサンとの共重合体によ
多構成されている。

作　　用 以上のような構成において、ｐ−ビニルフェノールとス
チレンとの共重合物 を、 に代えて用いることにより、加水分解を受けにくくな９
、化学的に安定となる。よって、このシロキサン共重合
体は化学的に安定となシ、信頼性が向上する。

実施例 次に本発明を実施例に基づき、更に詳細に説明するが、
本発明の内容は、以下の実施例のみに限定されるもので
はない。

〔実施例１〕 ポリスルホン（Ｍｙ岬１ｏ００ｏ）６ｑと、リンカ−１
５（丸善石油化学■製）　２．５　ｇを、クロルベンゼ
ン２１０ｙｔｔｌと、１，４ジオキサン１５０．／の混
合溶液に溶解し、スターツー撹拌下、７０℃にｍ熟Ｌ、
これにα、Ｗビス（ジエチルアミノ）ポリジメチルシロ
キサン（Ｍｗ　’＝＝＝＝　２５００　）　　を１３ｐ
を添加する。添加後、９０℃で約１時間反応させ、さら
に温度を上げて１１０℃で約１時間反応させる。反応終
了後、室温まで冷却し、多量のメタノールに投入して反
応沈殿物を得る。反応沈殿物を再沈殿法によって精製後
、真空乾燥して精製された共重合体（以下、ポリマーＨ
３と呼ぶ）を得た。

ポリマーＨ３を２ｗｔ％のベンゼン溶液にして、この溶
液にして、この溶液に対し、３ｗｔ％のテトラヒドロフ
ランを加え調整液を得る。この調整液を水面上で薄膜化
を行うと透明に近い均一な超薄膜が得られた。このよう
にして得られた膜を多孔質ポリプロピレン（ジュラガー
ド２４００．ポリプラスチック■製）上に付着させた。

膜厚は０．１μｍ以下であった。酸素と窒素の透過係数
をそれぞれこの離を、温度６０℃、相対湿度９５％の耐
湿槽に放置しておき、１００時間毎に槽から取シ出し膜
の分離係数ｃｔ（０２／ＰＮ２）を測定したところ、１
６００時間経過してはじめてαが２．０を下廻った。

〔実施例２〕 フッ素化ポリスルホン（Ｍｗ岬１ｏｏｏｏ）ｓｙと、リ
ンカ−１５（丸善石油化学■製）　２．５ｆを、クロル
ベンゼン２１０ｒｒｔｌと、１，４ジオキサイン１ｒｓ
ｏｍｌの混合溶液に溶解し、スターツー撹拌下、７０°
Ｃに加熱し、これにα、Ｗビス（ジエチルアミノ）ポリ
ジメチルシロキサン（Ｍｗ→２５００）ｉ１３２を添加
する。添加後、９０’Ｑで約１時間反応させ、さらに温
度を上げて１１０℃で約１時間反応させる。反応終了後
、室温まで冷却し、多量のメタノールに投入して反応沈
殿物を得る。反応沈殿物を再沈殿法によって精製後、真
空乾燥して４１ｍされた共重合体（以下、ポリマーＨ８
Ｆと呼ぶ）を得る。この調整液を水面上で＋４膜化を行
うと透明に近い均一な超薄膜が得られた。このようにし
て得られた膜を多孔質ポリプロピレン（ジュラガード２
４００．ポリプラスチック■製）上に付着させた。膜厚
は０．１μｍ以下であった。膜の分離係数α（ＰＯ２／
ＰＮ２〕は、２．３であった。この膜を、温度θｏ’Ｃ
，相対湿度９６％の耐湿槽に放置しておき、１００時間
毎に楢から取り出して膜の分離係数α（Ｐｏ２／ＰＮ２
）を測定したところ、２０００時間経過してはじめてα
が２．Ｏｆ、下廻った。

〔比較例１〕 フッ素化ポリスルホン（Ｍｗ４Ｑ１ｏｏｏｏ　）　ｓ　
Ｓ’と、８６％トリメチルシリル化したポリヒドロキシ
スチレン２．５　ｆ　ｔ−クロルベンゼン２１０１１ｔ
ｌと１，４ジオキサン１５０ｍ／の混合溶液に溶解し、
スターシー撹拌下、７０’Ｃに加熱し、これに、（Ｅ、
Ｗビス（ジエチルアミノ）ポリジメチルシロキサン（Ｍ
ｗａｑ２５００）　ｆ　１３９　ｋ添加する。添加後９
０’Ｃで約１時間反応させ、さらに温度を上げて１１０
°Ｃで約１時間反応させる。反応終了後、室温まで冷却
し、多量のメタノールに投入して、反応沈殿物を得る。

反応沈殿法によって精製後、真空乾燥して精製された共
重合体を得た。この共１合体上２　ｗ　ｔ％のベンゼン
溶液にしてこの溶液に対し、３ｗｔ％　のテトラヒドロ
フラン七加え調整液を得る。

この調整液を水面上で薄膜化を行うと透明に近い均一な
超薄膜が得られた。このようにして得られた膜ヲ多孔質
ポリプロピレン（ジュラガード２４００゜ポリプラスチ
ック＠製）上に付着させた。膜厚は０・１μｍ以下であ
った。分離係数α（ＰＯ２／ＰＮ２）ハ２．３であった
。この膜を、６０℃、９５％ＲＨ耐湿槽に放置しておき
、１００時間毎に、檜から取）出して膜の分離係数α（
ＰＯ２／ＰＮ２）を測定したところ、１２００時間でα
が２．０を下廻った。

〔比較例２〕 ポリスルホニ／　（Ｍｗ　ｂ−ｐ　１００００）　５　
ｆと４０％）リメチルシリル化したポリヒドロキシスチ
レン２．６２をクロルベンゼン２１ｏｍ／と１ｙ４ジオ
キサン１５０１１１／の混合溶液に溶解し、スターラ撹
拌下、７０’Ｃに加熱し、これに（Ｚ、Ｗビス（ジエチ
ルアミノ）ポリジメチルシロキサン（Ｍｗｋ−Ｐ２５０
０）　　ｔｌ”１３２を添加する添加後９０°Ｃで約１
時間反応させる。反応終了後、室温まで冷却し、多量の
メタノールに投入して反応沈殿物を得る。反応沈殿物を
再沈殿法によって精製後、真空乾燥して精製された共重
合体を得た。この共重合体１２ｗｔ’Ｑのベンゼン溶液
にして、この溶液に対し、３ｗｔ％のテトラヒドロフラ
ンを加えＡ整液を得る。この調整液を水面上で薄膜化を
行うと透明に近い均一な超薄膜が得られた。このように
して得られた膜を多孔Ｘポリプロピレン（ジュラガード
２４００．ポリプラスチック■製）上に付着させた。膜
厚は０．１μｍ以下であった。分離係数α（ｏ２／ＰＮ
２）は２．２であった。残りの膜ｔ、温度６０°Ｃ２相
対湿度９６チの耐湿槽に放置しておき、１００時間毎に
槽から取シ出して膜の分離係数α（Ｐ０２／　ＰＮ２　
）　を測定したところ、１０００時間でαが２．０’ｉ
下廻った。

発明の効果 以上のように本発明の気体分離膜は、加水分解されやす
いトリメチルシリル基が存在していないため、その特性
の信頼性が向上し、実用的効果は大なるものがある。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）▲数式、化学式、表等があります▼ 上記の構造の化合物（ｐ−ビニルフェノールとスチレン
   との共重合物）とポリスルホンとポリシロキサンとの共
   重合体からなる気体分離膜。
2. （２）ポリスルホンが、フッ素化されたポリスルホン▲
   数式、化学式、表等があります▼である特許請求の範囲
   第（１）項記載の気体分離膜。