JPH0144367B2 - - Google Patents

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JPH0144367B2
JPH0144367B2 JP57179794A JP17979482A JPH0144367B2 JP H0144367 B2 JPH0144367 B2 JP H0144367B2 JP 57179794 A JP57179794 A JP 57179794A JP 17979482 A JP17979482 A JP 17979482A JP H0144367 B2 JPH0144367 B2 JP H0144367B2
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JP
Japan
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pentene
methyl
modified poly
mixed gas
organosilicon compound
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JP57179794A
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JPS5969104A (ja
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Katsumi Funakoshi
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
発明の技術分野 本発明は、混合気体、とくに空気などの酸素含
有混合気体中の特定の成分に対して選択的透過性
を有する混合気体分離膜に関する。さらに詳細に
は、本発明は、酸素分子などの特定の成分に対す
る分離係数およびその透過率などの分離性能に優
れた混合気体分離膜を提供するものである。 発明の技術的背景 最近、液・液分離、固・液分離などの分野では
膜による分離技術の進歩が著しく、海水の淡水
化、廃液処理、濃縮などの分野で工業的規模で実
用化されている。しかし、混合ガスの膜による分
離技術分野では、一般に膜の特定の気体成分に対
する分離係数およびその透過率などの分離性能が
低く、工業的規模で気体分離に採用することは困
難であつた。たとえば、空気などの混合気体から
酸素などの特定の成分を分離するための膜とし
て、ポリ4−メチル−1−ペンテンなどのポリオ
レフインよりなる分離膜(たとえば、特開昭50−
38683号公報、特開昭55−4108号公報、特開昭55
−41809号公報、特開昭56−89803号公報、特開昭
56−92925号公報、特開昭56−92926号公報など)、
ポリ4−メチル−1−ペンテンなどのα−オレフ
イン重合体、ポリジメチルシロキサンおよびポリ
ブテンゴム伸展油よりなる組成物から形成された
分離膜(特公昭49−37639号公報)、ポリ4−メチ
ル−1−ペンテンおよびポリシロキサン・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
た分離膜(特開昭54−40868号公報)などが提案
されているが、これらのいずれの分離膜も酸素分
子などの特定の成分に対する分離係数およびその
透過率などの分離性能が低く混合気体を効率良く
分離することはできない。したがつて、混合気体
の膜による分離技術の分野では、分離性能の優れ
た膜の開発が要望されている。 本発明者らは、空気などの混合気体中の酸素分
子などの特定の成分に対する分離係数およびその
透過率などの分離性能に優れ、混合気体を効率良
く分離することのできる分離膜の開発について検
討した結果、特定のケイ素含有変性ポリ4−メチ
ル−1−ペンテンから形成された分離膜が前記目
的を達成することを見出し、本発明に到達した。 発明の概要 本発明に係る混合気体樹脂膜は、不飽和エポキ
シド化合物がグラフト重合された不飽和エポキシ
ド変性ポリ4−メチル−1−ペンテンに、アミノ
基を有する有機ケイ素化合物、カルボキシル基を
有する有機ケイ素化合物、水酸基を有する有機ケ
イ素化合物およびヒドロキシアルキル基を有する
有機ケイ素化合物からなる群から選ばれる、上記
の変性ポリ4−メチル−1−ペンテンに導入され
たエポキシドと反応性を示す有機ケイ素化合物を
反応させて得られる、ケイ素含量が50ppm以上で
あるケイ素含有変性ポリ4−メチル−1−ペンテ
ンから形成されることを特徴としている。 発明の具体的説明 以下本発明に係る混合気体分離膜について具体
的に説明する。 本発明に係る混合気体分離膜は、不飽和エポキ
シド化合物がグラフト重合された不飽和エポキシ
ド変性ポリ4−メチル−1−ペンテンに、特定の
基を有する有機ケイ素化合物を反応させることに
より得られたケイ素含有変性ポリ4−メチル−1
−ペンテンからなる。換言すると、本発明で用い
られるケイ素含有変性ポリ4−メチル−1−ペン
テンは、ポリ4−メチル−1−ペンテンにグラフ
ト重合されたエポキシド成分に有機ケイ素化合物
が結合した構造を有している。 上記のようなケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテンでは、ケイ素含量は50〜107ppm好
ましくは50〜106ppmの量で存在していることが
望ましい。またケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテンのデカリン溶液中で135℃で測定し
た[η]の値は、通常0.02〜10dl/g、好ましく
は0.45〜5dl/gの範囲である。 上記のようなケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテン重合体は、通常、不飽和エポキシド
化合物がグラフト共重合された不飽和エポキシド
変性ポリ4−メチル−1−ペンテンに、このエポ
キシド成分と反応性を有する有機ケイ素化合物を
反応させる方法などによつて製造することができ
る。 このようなエポキシド成分と反応性を有する有
機ケイ素化合物としては、アミノ基を有する有機
ケイ素化合物、カルボキシル基を有する有機ケイ
素化合物、水酸基を有する有機ケイ素化合物およ
びヒドロキシアルキル基を有する有機ケイ素化合
物からなる群から選ばれる有機ケイ素化合物が用
いられ、さらに具体的には、アミノ変性シリコー
ンオイル[トーレシリコーン(株)製、SF−8417、
信越化学工業(株)製、KF−857など]、アルコール
またはカルビノール変性シリコーンオイル[トー
レシリコーン(株)製、SF−8427、信越化学工業(株)
製、KF−851など]、アミノメチルトリメチルシ
ラン、3−アミノプロピルジメチルエトキシシラ
ン、p−アミノフエノキシジメチルビニルシラ
ン、ブチルアミノメチルトリメチルシラン、3−
アミノプロピルジエトキシメチルシラン、トリメ
チルシラノール、ヒドロキシメチルトリメチルシ
ラン、3−ヒドロキシプロピルトリメチルシラ
ン、トリエチルシラノール、トリフエニルシラノ
ール、ジメチルヒドロキシメチルフエニルシラン
などを例示することができる。 このような不飽和エポキシド化合物をグラフト
共重合させた不飽和エポキシド変性ポリ4−メチ
ル−1−ペンテンと前記有機ケイ素化合物とを反
応させるには、通常、不飽和エポキシド変性ポリ
4−メチル−1−ペンテンと前記有機ケイ素化合
物とを有機溶媒中で必要に応じて触媒の存在下に
接触させる方法が採用される。その際の有機溶媒
としては、両反応基質を溶解させることができ、
かつ反応に不活性な溶媒が使用され、具体的に
は、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、ハロゲン
化炭化水素などが用いられる。また、触媒として
は、不飽和エポキシド化合物および有機ケイ素化
合物の種類によつても異なるが、通常、酸、塩
基、有機過酸化物などが使用される。反応の際の
温度は、通常、60〜300℃の範囲である。 本発明では、ベースとなるポリ4−メチル−1
−ペンテンにグラフト共重合される不飽和エポキ
シド化合物としては、一分子中に重合可能な不飽
和結合およびエポキシ基を、それぞれ1個以上有
する単量体が用いられ、具体的には、 グリシジルアクリレート、 グリシジルメタクリレート、 イタコン酸のモノおよびジグリシジルエステ
ル、 ブテントリカルボン酸のモノ、ジおよびトリグ
リシジルエステル、 シトラコン酸のモノおよびジグリシジルエステ
ル、 エンド−シス−ビシクロ[2,2,1]ヘプト
−5−エン−2,3−ジカルボン酸(商品名ナジ
ツク酸)のモノおよびジグリシジルエステル、 エンド−シス−ビシクロ[2,2,1]ヘプト
−5−エン−2−メチル−2,3−ジカルボン酸
(商品名メチルナジツク酸)のモノおよびジグリ
シジルエステル、 アクリルコハク酸のモノおよびジグリシジルエ
ステル、 p−スチレンカルボン酸のグリシジルエステ
ル、 アクリルグリシジルエーテル、 2−メチルアクリルグリシジルエーテル、 スチレン−p−グリシジルエーテル、 p−グリシジルスチレン、 3,4−エポキシ−1−ブテン、 3,4−エポキシ−3−メチル−1−ブテン、 3,4−エポキシ−1−ペンテン、 3,4−エポキシ−3−メチル−1−ペンテ
ン、 5,6−エポキシ−1−ヘキセンおよび ビニルシクロヘキセンモノオキシド等が用いら
れる。 これらの中では、グリシジルアクリレート、グ
リシジルメタクリレートが好ましい。 このような不飽和エポキシドがグラフトされた
変性ポリ4−メチル−1−ペンテンにおける不飽
和エポキシドのグラフト割合は、ポリ4−メチル
−1−ペンテン100gに対して5×10-4〜0.5モ
ル、好ましくは8×10-4〜0.3モルの範囲である
ことが望ましい。 このような不飽和エポキシドで変性された変性
ポリ4−メチル−1−ペンテンは、従来から公知
の方法、たとえばポリ4−メチル−1−ペンテン
と不飽和エポキシド化合物とを溶液状態または溶
融状態で必要に応じてラジカル開始剤の存在下に
反応させる方法により製造される。 本発明に係る混合気体分離膜においてベースと
なるポリ4−メチル−1−ペンテンとしては、4
−メチル−1−ペンテンの単独重合体、あるいは
4−メチル−1−ペンテン成分単位を主成分と
し、かつ他の不飽和重合成分を少量たとえば10モ
ル%以下の割合で含有する共重合体を用いること
ができる。共重合成分としては、エチレン、プロ
ピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル
−1−ブチル、1−ヘキセン、1−オクテン、1
−デセンなどのα−オレフイン成分単位を例示す
ることができる。該ポリ4−メチル−1−ペンテ
ンのデカリン中135℃で測定された[η]は、通
常0.5〜10dl/g、好ましくは1〜10dl/gの範
囲である。 本発明で用いられる混合気体分離膜は、膜全体
が上記のようなケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテンから製膜された均質膜であつてもよ
く、あるいは不飽和エポキシド変性ポリ4−メチ
ル−1−ペンテン膜の少なくとも片面を有機ケイ
素化合物と反応させて膜表面がケイ素含有変性ポ
リ4−メチル−1−ペンテンとされた不均質膜で
あつてもよい。膜厚はとくに限定されないが、通
常、10-2〜500μm、好ましくは0.1〜10μmの範囲
であることが望ましい。 上記のようなケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテンから均質の混合気体分離膜を作製す
るには、通常の方法、たとえばケイ素含有変性ポ
リ4−メチル−1−ペンテンの溶液から製作する
溶液製膜法、湿式製膜法、該ケイ素含有変性ポリ
4−メチル−1−ペンテン溶融物をプレス法によ
つて製作するプレス製膜法、押出製膜法などの方
法が採用される。また上記のような不均質の混合
気体分離膜を作製するには、不飽和エポキシド変
性ポリ4−メチル−1−ペンテンから膜を作成
し、この膜を有機ケイ素含有化合物が溶解された
溶液に浸漬するなどの方法が採用される。 上記のようなケイ素含有変性ポリ4−メチル−
1−ペンテンから形成された混合気体分離膜は、
前述のごとく空気などの分子状酸素含有気体中の
酸素分子成分に対する分離係数および透過率など
の分離性能が優れているが、該混合気体分離膜が
該ケイ素含有変性ポリ4−メチル−1−ペンテン
から形成された不均質膜である場合には、とくに
分離係数に優れた分離性能を示し、該ケイ素含有
変性ポリ4−メチル−1−ペンテンから形成され
た均質膜である場合には、とくに透過率に優れた
分離性能を示す。 次に、本発明を実施例によつて具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 実施例 1 4−メチル−1−ペンテン・1−デセン共重合
体[4−メチル−1−ペンテン(97重量%)、1
−デセン(3重量%)共重合体、極限粘度2.5
dl/g]をベースとして、この共重合体を、145
℃のトルエン溶媒中で触媒としてジ−tert−ブチ
ルパーオキサイドを用いてアリルグリシジルエー
テルと反応させて、アリルグリシジルエーテルグ
ラフト変性ポリマーを合成した。該変性ポリマー
の極限粘度[η]は、1.48dl/gであり、アリル
グリシジルエーテルの含量は該変性ポリマー100
g中に0.05モルであつた。 次いでアリルグリシジルエーテルグラフト変性
ポリマー5gを100c.c.のシクロヘキセンに60℃で
完全に溶解し、その後アプリケーターを用いてテ
フロン上に40℃で薄膜を作製し、真空乾燥機中で
乾燥した。このようにして得られた薄膜を、アミ
ノ変性シリコーンオイル[信越化学工業(株)製、
KF−857]のイソプロパノール溶液(シリコーン
オイル10重量%)に70℃で浸漬し、反応させ、混
合気体分離膜を調製した。得られた分離膜中のSi
含量は400ppmであつた。 このようにして得られた混合気体分離膜の酸
素、窒素の透過量を、ガス透過度測定装置[スイ
ス国LYSSY社製(L−100)]を用いて調べた。 測定結果を表1に示す。 実施例 2 実施例1において、混合気体分離膜中に含まれ
るSi含量を600ppmとし、膜厚を20μmとした以外
は、実施例1と同様にした。 結果を表1に示す。 比較例 1 実施例1において、アリルグリシジルエーテル
グラフト変性ポリマーをそのまま用いて、膜厚を
19μmとして混合気体分離膜を得た以外は、実施
例1と同様にした。 結果を表1に示す。
【表】 実施例 3〜4 実施例1で得られたアリルグリシジルエーテル
グラフト変性ポリ4−メチル−1−ペンテン膜
に、表2に示すような各種ケイ素化合物を反応さ
せてケイ素含有変性ポリ4−メチル−1−ペンテ
ンを調製し、これから実施例1と同様にして混合
気体分離膜を製造した。 得られた混合気体分離膜のO2/N2分離能を測
定して表2に示す。 比較例 2 実施例1で用いられたベースポリマーとしての
ポリ4−メチル−1−ペンテンを用いて膜厚51μ
mの混合気体分離膜を製造した。 得られた混合気体分離膜のO2/N2分離能を測
定して表2に示す。
【表】 実施例 5〜8 実施例1において、ベースとしての4−メチル
−1−ペンテン・1−デセン共重合体にアリルグ
リシジルエーテルを表3に示すような量でグラフ
ト変性させ、アリルグリシジルエーテルグラフト
変性ポリマーを合成した。このようにして得られ
たアリルグリシジルエーテルグラフト変性ポリマ
ーを用いて実施例1と同様にして薄膜を作り、ア
ミノ変性シリコーンオイル[信越化学工業(株)製、
KF−857]を反応させて混合気体分離膜を作製
し、ガス透過率を測定した。 結果を表3に示す。
【表】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 不飽和エポキシド化合物がグラフト重合され
    た不飽和エポキシド変性ポリ4−メチル−1−ペ
    ンテンに、アミノ基を有する有機ケイ素化合物、
    カルボキシル基を有する有機ケイ素化合物、水酸
    基を有する有機ケイ素化合物およびヒドロキシア
    ルキル基を有する有機ケイ素化合物からなる群か
    ら選ばれる、上記の変性ポリ4−メチル−1−ペ
    ンテンに導入されたエポキシドと反応性を示す有
    機ケイ素化合物を反応させて得られる、ケイ素含
    量が50ppm以上であるケイ素含有変性ポリ4−メ
    チル−1−ペンテンから形成される混合気体分離
    膜。
JP17979482A 1982-10-15 1982-10-15 混合気体分離膜 Granted JPS5969104A (ja)

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