JPH03174232A - ガス分離膜 - Google Patents
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、好ましくは9.9−ビス(アミノ−4−フェ
ニル)フルオレンから調製された、少なくとも1つの特
別な芳香族ポリイミドまたはコポリイミドから主として
なる、厚みの薄い少なくとも1つのフィルムを含むガス
分l!l!膜に関する。
ニル)フルオレンから調製された、少なくとも1つの特
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なる、厚みの薄い少なくとも1つのフィルムを含むガス
分l!l!膜に関する。
[従来の技術]
気体透過膜における芳香族ポリイミドの使用は、特に特
許US−A、−4,378,324,4,378,40
0、4゜512.891.4,705,540 、4,
717,393.4,717,394および4,718
.921に記載されている。
許US−A、−4,378,324,4,378,40
0、4゜512.891.4,705,540 、4,
717,393.4,717,394および4,718
.921に記載されている。
[発明が解決しようとする課題]
これらの特許のどれも、ガスの分離に使用し明tiIl
書の浄3(内容に変更なし)うるポリイミドの調製への
9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレンの使
用については記載していない。
書の浄3(内容に変更なし)うるポリイミドの調製への
9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレンの使
用については記載していない。
本発明による膜によれば、先行技術の膜に比べて、より
有効なガス分離が可能となる。当該膜に含まれるポリイ
ミドまたはコポリイミドは、一方では膜の製作に用いら
れる大部分の通常の溶媒への溶解性が優れており、また
他方ではガスの透過性を向上させ、しかもガス分離に対
する良好な選択性を保持する。
有効なガス分離が可能となる。当該膜に含まれるポリイ
ミドまたはコポリイミドは、一方では膜の製作に用いら
れる大部分の通常の溶媒への溶解性が優れており、また
他方ではガスの透過性を向上させ、しかもガス分離に対
する良好な選択性を保持する。
[課題を解決するための手段]
本発明によるガスの分!i1tMは、その厚さが有利に
は0.05X10−’〜20X10−’好ましくは0.
lX10−’〜15X10−’であって、その少なくと
も90モル%、好ましくは少なくとも95モル%が、少
なくと1つの芳香族ポリイミドまたはコポリイミドで!
d成されていて、その反復111位が下記式(1)に相
当する少なくとも1枚の膜から成る。
は0.05X10−’〜20X10−’好ましくは0.
lX10−’〜15X10−’であって、その少なくと
も90モル%、好ましくは少なくとも95モル%が、少
なくと1つの芳香族ポリイミドまたはコポリイミドで!
d成されていて、その反復111位が下記式(1)に相
当する少なくとも1枚の膜から成る。
明細−訃の浄IF(内容に変更なし)
ここに、Aは四価の芳香族基または、
四価の
各芳香族基の混合物を表わし、
Bは二価の芳香
族基を表わし、
その少なくとも50分子%は次
式
によって表わされる。
すなわち
3咳式
下記の式
(II+)
とは異なる。
A は轄x、−
Tt戸r−、!!’、;;:・1−か−1lFITNI
llA、表わす。
llA、表わす。
すなわち、
ここにR2は、次の6基、すなわち−〇−−S−−So
−−CO−−CH2 −C(CB ) −−CHoH−(Bの100モル%
以下が当該式(II)で表わされる場合)および−C(
CF3)2−の内から選んだ二価本発明によるガス分1
IltI8Iに含まれる当該芳香族ポリイミドまたはコ
ポリイミドは、有利には、適当な溶媒中において、かつ
、一般的には化学員論量的条1−1または化学量論量に
近い条件において(一般には化学量論量的割合に対して
、偏差は30モル%以下、好ましくは20モル%以下)
反応させて調製する(重縮合反応)。すなわち、 一一方では、 少なくとも1つのテトラエステル、 また、は一般式 1’) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) 明細書の浄書(内容に変更なし) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と、9.9−ビ
ス(アミノ−4−フェニル)フルオレンとの反応によっ
て調製される。
−−CO−−CH2 −C(CB ) −−CHoH−(Bの100モル%
以下が当該式(II)で表わされる場合)および−C(
CF3)2−の内から選んだ二価本発明によるガス分1
IltI8Iに含まれる当該芳香族ポリイミドまたはコ
ポリイミドは、有利には、適当な溶媒中において、かつ
、一般的には化学員論量的条1−1または化学量論量に
近い条件において(一般には化学量論量的割合に対して
、偏差は30モル%以下、好ましくは20モル%以下)
反応させて調製する(重縮合反応)。すなわち、 一一方では、 少なくとも1つのテトラエステル、 また、は一般式 1’) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) 明細書の浄書(内容に変更なし) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と、9.9−ビ
ス(アミノ−4−フェニル)フルオレンとの反応によっ
て調製される。
一般式(IV)および(V)において、RおよびR”は
それぞれ、同一または異なり、炭素原子数1〜13の1
lilliの炭化水素基であり、(し/−1イ’rf;
i) 明細2の浄−二(内容に変更なし) 例えば、炭素原子1〜13を含む一価の炭化水素基で、
例えば炭素原子数1〜13の低級アルコール、炭素原子
数1〜13のシクロアルコールまたは炭素原子数6〜1
3のアリルであり、Rはまた、水素原子を表わしてもよ
く(Roはこの場合、上記のように定義される):Ri
は置換または非置換の四価の基で、好ましくは下記に示
す基の内から選定したものである。すなわち ■・ ■ 0噸 αね、l工 夏 ここに、R2は、次の基すなわち、−〇−s−−5o2
− −co−−cH2 C(CH3) 2− −CHoH−および−〇−また他
方では: 少なくとも1つのテトラエステル、 または一般式(IV) で表わされる少なくとも1つの男香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と ・9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレンで
あり ・*9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン
50〜95モル%および H2N −R3−NH(■) で表わされる少なくとも1つの芳香族ジアミン5〜50
モル%を含む混合物との反応により調製される。
それぞれ、同一または異なり、炭素原子数1〜13の1
lilliの炭化水素基であり、(し/−1イ’rf;
i) 明細2の浄−二(内容に変更なし) 例えば、炭素原子1〜13を含む一価の炭化水素基で、
例えば炭素原子数1〜13の低級アルコール、炭素原子
数1〜13のシクロアルコールまたは炭素原子数6〜1
3のアリルであり、Rはまた、水素原子を表わしてもよ
く(Roはこの場合、上記のように定義される):Ri
は置換または非置換の四価の基で、好ましくは下記に示
す基の内から選定したものである。すなわち ■・ ■ 0噸 αね、l工 夏 ここに、R2は、次の基すなわち、−〇−s−−5o2
− −co−−cH2 C(CH3) 2− −CHoH−および−〇−また他
方では: 少なくとも1つのテトラエステル、 または一般式(IV) で表わされる少なくとも1つの男香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と ・9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレンで
あり ・*9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン
50〜95モル%および H2N −R3−NH(■) で表わされる少なくとも1つの芳香族ジアミン5〜50
モル%を含む混合物との反応により調製される。
一般式(Vl)において、R1は一般式(■)〜(IX
) の1つに対応する二価の基であり、X5YSX1、Yl
lzSTは、同一または衣なり、水素原子と水酸M−O
Hとカルボキシルu−co。
) の1つに対応する二価の基であり、X5YSX1、Yl
lzSTは、同一または衣なり、水素原子と水酸M−O
Hとカルボキシルu−co。
Hと炭素原子数1〜3のアルキル基またはアルコキシ基
とから選ばれ、R4は、下記基ニー〇−8−−5O2−
−CO−−CH2 −C(CH3) 2− −CHoH−および−C(CF
3)2−から選ばれた二価の基である。
とから選ばれ、R4は、下記基ニー〇−8−−5O2−
−CO−−CH2 −C(CH3) 2− −CHoH−および−C(CF
3)2−から選ばれた二価の基である。
調製が、9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオ
レンと、式(IV)の芳香族アミンの少なくとも一つの
混合物で実施される場合は、R2はこれも、基−CH0
H−を表わすことができる。
レンと、式(IV)の芳香族アミンの少なくとも一つの
混合物で実施される場合は、R2はこれも、基−CH0
H−を表わすことができる。
重縮合反応は、通常のあらゆる方法、好ましくは特許U
S−A−4,73Ei、O15に記載された方法によっ
て実施されることができる。
S−A−4,73Ei、O15に記載された方法によっ
て実施されることができる。
本発明において考察されているポリイミドまたはコポリ
イミドの調製において使用されている少なくとも1つの
芳香族テトラカルボン酸から誘導されたテトラエステル
または二酸◆ジエステルとしては、下記のものを挙げる
ことができる:対称テトラエステル、すなわち式(1■
)(式中!&RおよびR′は同一である)の化合物、例
えばテトラメチルエステル、テトラエチルエステル、テ
トラブチルエステル;式(IV) (式中基Rおよび
R゛は異なって、アルキルおよび/またはアリールであ
る)によって表わされる非対称テトラエステル、例えば
ジメチルジフェニルエステル、ジメチルジブチルエステ
ル、ジエチルジフェニルエステル:より単純にジエステ
ルと呼ばれるビス(オルト酸エステル)、すなわち式(
m (式中Rは水素原子であり、R゛はアルキル基で
ある)の化合物、例えばメチルジエステル、エチルジエ
ステル、n−プロピルジエステル、イソプロピルジエス
テル、n−ブチルジエステル、イソブチルジエステル、
アミルジエステル、ヘキシルジエステル、2−ヒドロキ
シエチルジエステル。
イミドの調製において使用されている少なくとも1つの
芳香族テトラカルボン酸から誘導されたテトラエステル
または二酸◆ジエステルとしては、下記のものを挙げる
ことができる:対称テトラエステル、すなわち式(1■
)(式中!&RおよびR′は同一である)の化合物、例
えばテトラメチルエステル、テトラエチルエステル、テ
トラブチルエステル;式(IV) (式中基Rおよび
R゛は異なって、アルキルおよび/またはアリールであ
る)によって表わされる非対称テトラエステル、例えば
ジメチルジフェニルエステル、ジメチルジブチルエステ
ル、ジエチルジフェニルエステル:より単純にジエステ
ルと呼ばれるビス(オルト酸エステル)、すなわち式(
m (式中Rは水素原子であり、R゛はアルキル基で
ある)の化合物、例えばメチルジエステル、エチルジエ
ステル、n−プロピルジエステル、イソプロピルジエス
テル、n−ブチルジエステル、イソブチルジエステル、
アミルジエステル、ヘキシルジエステル、2−ヒドロキ
シエチルジエステル。
最も一般的な場合には、非対称テトラエステルおよびジ
エステルは、純粋な化合物ではなく、異性体の混合物で
ある。例えばメチルジエステルは、核酸の3.3°−ジ
カルボキシ・4.4′−ジメトキシカルボニル、4,4
°−ジカルボキシ◆3.3−ジメトキシカルボニルおよ
び3.4°−ジカルボキシ・4.3゛−ジメトキシカル
ボニルの様々な割合の混合物であってもよい。
エステルは、純粋な化合物ではなく、異性体の混合物で
ある。例えばメチルジエステルは、核酸の3.3°−ジ
カルボキシ・4.4′−ジメトキシカルボニル、4,4
°−ジカルボキシ◆3.3−ジメトキシカルボニルおよ
び3.4°−ジカルボキシ・4.3゛−ジメトキシカル
ボニルの様々な割合の混合物であってもよい。
好ましい調製方法に従って、適切な溶媒中に、9.9−
ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン、場合によっ
ては式(1■)の少なくとも1つの芳香族ジアミン、お
よび好ましくは実質的に等モル量の少なくとも1つの式
(1v)の化合物または式(v)の化合物を溶解して、
少なくとも1つの芳香族ポリイミドまたはコポリイミド
を調製する。ついで溶媒および反応体からなる反応混合
物を、有利には80℃以上、一般に80〜400℃、好
ましくは100〜250℃の温度で、組成物が所望の粘
度に達するまで加熱する。温度は一般に、アミン官能基
と、1つまたは複数のテトラカルボン酸の誘導体との反
応が、合理的な速度で実施されるような値に固定される
。
ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン、場合によっ
ては式(1■)の少なくとも1つの芳香族ジアミン、お
よび好ましくは実質的に等モル量の少なくとも1つの式
(1v)の化合物または式(v)の化合物を溶解して、
少なくとも1つの芳香族ポリイミドまたはコポリイミド
を調製する。ついで溶媒および反応体からなる反応混合
物を、有利には80℃以上、一般に80〜400℃、好
ましくは100〜250℃の温度で、組成物が所望の粘
度に達するまで加熱する。温度は一般に、アミン官能基
と、1つまたは複数のテトラカルボン酸の誘導体との反
応が、合理的な速度で実施されるような値に固定される
。
本発明において考察されるポリイミドまたはコポリイミ
ドが調製される溶媒は、通常、極性有機化合物である。
ドが調製される溶媒は、通常、極性有機化合物である。
すなわちこれらはへテロ原子、例えばO,NSS、Pを
含み、モノマーおよびポリマーに対して不活性である。
含み、モノマーおよびポリマーに対して不活性である。
これらの溶媒としては、フェノール類、例えばフェノー
ル、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール、グ
リコールのモノおよびジエーテル類、例えばエチレング
リコールおよびジエチレングリコールのモノおよびジエ
ーテル、アミド類、例えばメチルホルムアミド、ジメチ
ルホルムアミド、ヘキサメチルホスホトリアミド、メチ
ルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、ウレア類、例
えばテトラメチルウレア、複素環式化合物類、例えばピ
リジン、キノリン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、
N−メチルピロリドン、N−7セチルビロリドン、テト
ラメチレンスルフォン、スルフォンおよびスルフオキシ
ド類、例えばジメチルスルフォンおよびジメチルスルフ
オキシド。
ル、クレゾール、キシレノール、クロロフェノール、グ
リコールのモノおよびジエーテル類、例えばエチレング
リコールおよびジエチレングリコールのモノおよびジエ
ーテル、アミド類、例えばメチルホルムアミド、ジメチ
ルホルムアミド、ヘキサメチルホスホトリアミド、メチ
ルアセトアミド、ジメチルアセトアミド、ウレア類、例
えばテトラメチルウレア、複素環式化合物類、例えばピ
リジン、キノリン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、
N−メチルピロリドン、N−7セチルビロリドン、テト
ラメチレンスルフォン、スルフォンおよびスルフオキシ
ド類、例えばジメチルスルフォンおよびジメチルスルフ
オキシド。
これらの溶媒は、単独であるいは相互に混合して、さら
には他の液体有機化合物と混合して使用することができ
る。これらの化合物として下記のものを挙げることがで
きる:アルコール類、例えばメタノール、エタノール、
プロパツール、イソプロパツール、ブタノール、ベンジ
ルアルコール;ケトン類、例えばアセトン、2−ブタノ
ン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、
シクロヘキサノン、アセトフェノン;芳香族炭化水素類
、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ナフサ溶媒;
ハロゲン化芳香族炭化水素、例えばクロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン、クロロトルエン;脂肪族および芳香族
カルボン酸の脂肪族および芳香族エステル、例えば酢酸
メチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸フェニル
、安息香酸メチル;エーテル類、例えばジブチルエーテ
ル、ジフェニルエーテル。
には他の液体有機化合物と混合して使用することができ
る。これらの化合物として下記のものを挙げることがで
きる:アルコール類、例えばメタノール、エタノール、
プロパツール、イソプロパツール、ブタノール、ベンジ
ルアルコール;ケトン類、例えばアセトン、2−ブタノ
ン、メチルイソブチルケトン、ジイソプロピルケトン、
シクロヘキサノン、アセトフェノン;芳香族炭化水素類
、例えばベンゼン、トルエン、キシレン、ナフサ溶媒;
ハロゲン化芳香族炭化水素、例えばクロロベンゼン、ジ
クロロベンゼン、クロロトルエン;脂肪族および芳香族
カルボン酸の脂肪族および芳香族エステル、例えば酢酸
メチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸フェニル
、安息香酸メチル;エーテル類、例えばジブチルエーテ
ル、ジフェニルエーテル。
反応溶媒中のモノマーの当初濃度は臨界的なものではな
いが、これは一般的には10〜80重量%である。
いが、これは一般的には10〜80重量%である。
反応中に形成された揮発性物質(水および/またはアル
コール)は、媒質中に放置されてもよいが、これらはま
た、形成するにつれて蒸溜によって除去されてもよい。
コール)は、媒質中に放置されてもよいが、これらはま
た、形成するにつれて蒸溜によって除去されてもよい。
これによって反応の進捗を制御することができる。
本発明によるガスの分離膜に含まれるフィルムは、通常
、例えば周囲温度〜150℃の温度で、少なくとも1つ
の適切な有機溶媒中、一般に3〜35f[I量%、好ま
しくは5〜25重量%の濃度で、前記1つまたは複数の
ポリイミドまたはコポリイミドの溶解によって調製され
る。
、例えば周囲温度〜150℃の温度で、少なくとも1つ
の適切な有機溶媒中、一般に3〜35f[I量%、好ま
しくは5〜25重量%の濃度で、前記1つまたは複数の
ポリイミドまたはコポリイミドの溶解によって調製され
る。
前記溶媒は、例えばポリイミドまたはコポリイミドの溶
解性によって、N−メチルピロリドン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフオキシ
ド、0−lm−またはp−クレゾール、フェノール誘導
体、ハロゲン化炭化水素、ジオキサンおよびテトラヒド
ロフランからなる群から選ばれる。
解性によって、N−メチルピロリドン、ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルフオキシ
ド、0−lm−またはp−クレゾール、フェノール誘導
体、ハロゲン化炭化水素、ジオキサンおよびテトラヒド
ロフランからなる群から選ばれる。
得られた溶液は一般に、周囲温度(15〜25℃)まで
冷却され、好ましくは濾過および脱ガスされる。ついで
溶液を、ナイフまたはバーによる商業用塗布器(un
applicateur du cosserce a
couteau ou a barre)によって、平
らな而(支持体)、例えばガラスのプレート上に伸ばし
て、厚みが一般にlO〜200.10−6m s好まし
くは30〜!50.10−6mの前記溶液のフィルムを
得るようにする。
冷却され、好ましくは濾過および脱ガスされる。ついで
溶液を、ナイフまたはバーによる商業用塗布器(un
applicateur du cosserce a
couteau ou a barre)によって、平
らな而(支持体)、例えばガラスのプレート上に伸ばし
て、厚みが一般にlO〜200.10−6m s好まし
くは30〜!50.10−6mの前記溶液のフィルムを
得るようにする。
ついで溶媒を漸次かつ段階的に、一般に真空下または1
つないし複数の不活性ガス流下、例えば80〜220℃
の温度で、6〜22時間蒸発させる。ついで、このよう
にして1りられた1つまたは複数のポリイミドまたはコ
ポリイミドフィルムを、一般に種々の温度、例えば10
〜80℃の温度で、例えばフィルムと支持体とからなる
全体の1つまたは複数の連続水浴中への浸漬によって、
支持体から剥がす。ついでフィルムを再び真空下、また
は1つまたは複数の不活性ガス流下、好ましくは段階的
に、例えば80〜400℃、好ましくは90〜350℃
の温度で、6〜22時間乾燥する。一般的にこの最終熱
処理によって、前記フィルムの透過性を改善することが
できる。
つないし複数の不活性ガス流下、例えば80〜220℃
の温度で、6〜22時間蒸発させる。ついで、このよう
にして1りられた1つまたは複数のポリイミドまたはコ
ポリイミドフィルムを、一般に種々の温度、例えば10
〜80℃の温度で、例えばフィルムと支持体とからなる
全体の1つまたは複数の連続水浴中への浸漬によって、
支持体から剥がす。ついでフィルムを再び真空下、また
は1つまたは複数の不活性ガス流下、好ましくは段階的
に、例えば80〜400℃、好ましくは90〜350℃
の温度で、6〜22時間乾燥する。一般的にこの最終熱
処理によって、前記フィルムの透過性を改善することが
できる。
このようにして高密度フィルムが得られる。
この厚みは、0.05X 10−’〜20X LO−6
m 、好ましくは0.I X 10−’ 〜15X 1
0−6mである。厚すぎるフィルムは透過性が低く、薄
すぎるフィルムは、ガスの非選択的通過を生じやすい小
さい欠陥にも極端な感受性を示すであろう。
m 、好ましくは0.I X 10−’ 〜15X 1
0−6mである。厚すぎるフィルムは透過性が低く、薄
すぎるフィルムは、ガスの非選択的通過を生じやすい小
さい欠陥にも極端な感受性を示すであろう。
一般に、本発明による分離膜は、前記高密度フィルムの
他に、前記フィルムを支持する少なくとも1つの多孔質
構造を含む。この場合は、不斉型の膜のことを言う。こ
れらの不斉構造は、例えば通常の転相技術によって、あ
るいはさらには既存の多孔質構造への高密度フィルムの
制御された付着によって直接得ることもできる。
他に、前記フィルムを支持する少なくとも1つの多孔質
構造を含む。この場合は、不斉型の膜のことを言う。こ
れらの不斉構造は、例えば通常の転相技術によって、あ
るいはさらには既存の多孔質構造への高密度フィルムの
制御された付着によって直接得ることもできる。
この後者の場合、複合膜のことを言う。これらの膜は、
例えば平たいまたはフィラメント状形態、または中空管
または繊維の形態にある。
例えば平たいまたはフィラメント状形態、または中空管
または繊維の形態にある。
本発明による分離膜は、特に、気体炭化水素混合物の脱
水または脱酸、気体炭化水素の混合物からの水素の分離
、酸素と窒素との分離に、明+l1tIQの浄3(内容
に変更なし)およびより一般的にはガスの分離方法に使
用できる。
水または脱酸、気体炭化水素の混合物からの水素の分離
、酸素と窒素との分離に、明+l1tIQの浄3(内容
に変更なし)およびより一般的にはガスの分離方法に使
用できる。
[実 施 例]
下記実施例は本発明を例証するが、その範囲を開眼する
ものではない。
ものではない。
実施例において、内部粘度は、30℃で、N−メチルピ
ロリドン中で測定される。
ロリドン中で測定される。
水素、−酸化災素、メタン、酸素および窒素透過性の測
定は、ポリ・「ミドまたはコポリイミドの高密度フィル
ムに対して、20℃で、上流では〕MPaの圧力で、下
流では真空で実施される。
定は、ポリ・「ミドまたはコポリイミドの高密度フィル
ムに対して、20℃で、上流では〕MPaの圧力で、下
流では真空で実施される。
水透過性の測定は、50℃で、水蒸気が負荷された窒素
を用いて行なわれる。上流の圧力はIMPaであり、水
の分圧は0.5であり、真空は下流で適用される。 種
々のガスの透過性は、下記式を用いて=1算される: I P 電 −一一一、−−−− 七、ΔPA これらはcrt+’ / (cJ、 s 、 cm
Itg )で表示さ■は、高密度フィルムを通過するガ
スの容積を表わしくcm’ 、TPN ) 、tは透過
時間(S)を表わし、ΔPはフィルムの上流面と下流面
との間の該ガスの圧力差を表わし、Aはフィルムの表面
積を表わす。
を用いて行なわれる。上流の圧力はIMPaであり、水
の分圧は0.5であり、真空は下流で適用される。 種
々のガスの透過性は、下記式を用いて=1算される: I P 電 −一一一、−−−− 七、ΔPA これらはcrt+’ / (cJ、 s 、 cm
Itg )で表示さ■は、高密度フィルムを通過するガ
スの容積を表わしくcm’ 、TPN ) 、tは透過
時間(S)を表わし、ΔPはフィルムの上流面と下流面
との間の該ガスの圧力差を表わし、Aはフィルムの表面
積を表わす。
透過係数は、下記式を用いて計算される:これらはバレ
(barrcr)で表示されている(1バレー10−”
am’ 、 am/ (cJ、 s 、(1)Il
g ) 。
(barrcr)で表示されている(1バレー10−”
am’ 、 am/ (cJ、 s 、(1)Il
g ) 。
ここにおいてPは測定された透過性を表わし、eはフィ
ルムの厚みを表わす。
ルムの厚みを表わす。
2つのガスiとjとの分離についての選択率は、下記式
によって表わされる; びjの透過係数である。
によって表わされる; びjの透過係数である。
実施例1
N−メチルピロリドン792g中、ジフェニル・ジ(ト
リフルオロメチル)メタン・3,3°、4.4−テトラ
カルボン酸の二無水物444gと、N−メチルピロリド
ン792g中の9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)
フルオレン349gを、窒素流下、油浴中攪拌下加熱す
る。これによって、混合物の温度を190℃まで漸次上
昇させることができる。温度段階は、50℃で1時間、
110℃で1時間、150℃で1時間、190℃で1時
間、190℃で1時間である。反応中に、m−クレゾー
ルを漸次添加して、乾燥物質の濃度を、温度サイクル終
了時には約30fflffi%までになるようにする。
リフルオロメチル)メタン・3,3°、4.4−テトラ
カルボン酸の二無水物444gと、N−メチルピロリド
ン792g中の9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)
フルオレン349gを、窒素流下、油浴中攪拌下加熱す
る。これによって、混合物の温度を190℃まで漸次上
昇させることができる。温度段階は、50℃で1時間、
110℃で1時間、150℃で1時間、190℃で1時
間、190℃で1時間である。反応中に、m−クレゾー
ルを漸次添加して、乾燥物質の濃度を、温度サイクル終
了時には約30fflffi%までになるようにする。
得られた溶液を希釈して、乾燥物質の濃度15〜2Of
fi量%を得るようにし、ついで濾過しく熱間)、かつ
大過剰のメタノール(溶液1容あたりlO容程度)中で
激しく攪拌して沈澱させる。
fi量%を得るようにし、ついで濾過しく熱間)、かつ
大過剰のメタノール(溶液1容あたりlO容程度)中で
激しく攪拌して沈澱させる。
得られた混合物を濾過して、ポリマー粒子を分離する。
ポリマーを再び水で数回洗浄し、ついで閉鎖容器中、真
空下24時間90℃で乾燥する。
空下24時間90℃で乾燥する。
このようにして調製されたポリイミドは、内部粘度が0
.51dl/ gである。
.51dl/ gである。
実施例2
実施例1において調製されたポリイミドlOgを、攪拌
下、N−メチルピロリドン90g中に、約100℃の温
度で溶解する。溶液を周囲温度まで冷却し、0.5ミク
ロンFLUOPOREフィルタで濾過し、脱ガスする。
下、N−メチルピロリドン90g中に、約100℃の温
度で溶解する。溶液を周囲温度まで冷却し、0.5ミク
ロンFLUOPOREフィルタで濾過し、脱ガスする。
クラス100光束ドラフト(hotte a I’lu
x 1ustnalre c!asse 100)下、
溶液をバーニヨル塗布器によってガラスのプレート上に
伸ばし、厚さ約100810−6mの溶液フィルムを得
る。
x 1ustnalre c!asse 100)下、
溶液をバーニヨル塗布器によってガラスのプレート上に
伸ばし、厚さ約100810−6mの溶液フィルムを得
る。
溶媒を真空下100℃で8時間、180 ”Cで4時間
蒸発させる。ついでポリイミドフィルムを20℃の水と
60℃の水に交互に浸して支持体から剥がす。このフィ
ルムを再び真空下100℃で8時間、180℃で4時間
乾燥する。
蒸発させる。ついでポリイミドフィルムを20℃の水と
60℃の水に交互に浸して支持体から剥がす。このフィ
ルムを再び真空下100℃で8時間、180℃で4時間
乾燥する。
このようにして、厚さIOX 10−6mの高密度フィ
ルムが得られる。このフィルムを、窒素流下、300℃
で4時間熱処理に付す。
ルムが得られる。このフィルムを、窒素流下、300℃
で4時間熱処理に付す。
透過テストの結果を下記表1に示す。
実施例3(比較)
ジフェニルジ(トリフルオロメチル)メタン3.3”、
4.4“−テトラカルボン酸の二無水物444gを、実
施例1の方法に従って、(ジアミノ−4,4−ジフェニ
ル)メタン198gに混合する。
4.4“−テトラカルボン酸の二無水物444gを、実
施例1の方法に従って、(ジアミノ−4,4−ジフェニ
ル)メタン198gに混合する。
得られたポリイミドの内部粘度h 0.51dl/ t
であり、これを、実施例2の方法に従ってフィルムの形
態にする。
であり、これを、実施例2の方法に従ってフィルムの形
態にする。
透過テストの結果を表1に挙げる。
実施例4(比較)
ベンズヒドロール3.3°、4.4°−テトラカルボン
酸メチルジエステル388.3 fを、実施例1の方法
に従って、(テトラエチル−3,3°、5.5ジアミノ
−4,4°−ジフェニル)メタン310g1:混合する
。
酸メチルジエステル388.3 fを、実施例1の方法
に従って、(テトラエチル−3,3°、5.5ジアミノ
−4,4°−ジフェニル)メタン310g1:混合する
。
得られたポリイミドの内部粘度h O,99dl/ f
であり、これを、実施例2の方法に従ってフィルムの形
態にする。
であり、これを、実施例2の方法に従ってフィルムの形
態にする。
透過テス
トの結果を表1に挙げる。
(以下余白)
表
実施例5
3.8°、4.4’−ジフェニルテトラカルボン酸メチ
ル358gを、実施例1の方法に従って、9.9゜−ビ
ス(4−アミノフェニル)フルオレン348gに混合す
る。得られたポリイミドを実施例2の方法に従って高密
度フィルムの形態にする。
ル358gを、実施例1の方法に従って、9.9゜−ビ
ス(4−アミノフェニル)フルオレン348gに混合す
る。得られたポリイミドを実施例2の方法に従って高密
度フィルムの形態にする。
透過テストの結果を表2に挙げる。
実施例6
ペンズヒドロール3.3’、4.4°−テトラカルボン
酸メチルジエステル386gを、実施例1の方法に従っ
て、9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン
348gの混合する。得られたポリイミドを実施例2の
方法に従って高密度フィルムの形態にする。
酸メチルジエステル386gを、実施例1の方法に従っ
て、9.9−ビス(アミノ−4−フェニル)フルオレン
348gの混合する。得られたポリイミドを実施例2の
方法に従って高密度フィルムの形態にする。
透過テストの結果を表2に挙げる。
表
[発明の効果]
本発明による膜によれば、先行技術の膜に比べて、より
有効なガス分離が可能となる。当該膜に含まれるポリイ
ミドまたはコポリイミドは、一方では膜の製作に用いら
れる大部分の通常の溶媒への溶解性が優れており、また
他方ではガスの透過性を向上させ、しかもガス分離に対
する良好な選択性を保持する。
有効なガス分離が可能となる。当該膜に含まれるポリイ
ミドまたはコポリイミドは、一方では膜の製作に用いら
れる大部分の通常の溶媒への溶解性が優れており、また
他方ではガスの透過性を向上させ、しかもガス分離に対
する良好な選択性を保持する。
以上
特許出廟人 アンスティテユ・フランセ◆デュ・ベト
ロール
ロール
Claims (9)
- (1)下記一般式( I ): ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中、Aは、四価の芳香族基または四価の芳香族基の
混合物を表わし、Bは、少なくとも50モル%が一般式
(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) で表わされる二価の芳香族基を表わす)に対応する反復
単位を有する少なくとも1つの芳香族ポリイミドまたは
コポリイミドから少なくとも90モル%が構成され、上
記一般式 ( I )は下記一般式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) とは異なる、厚さ0.05×10^−^6〜20×10
^−^6mの少なくとも1つのフィルムを含むことを特
徴とする分離膜。 - (2)上記フィルムの少なくとも95モル%が、上記一
般式( I )に対応する反復単位を有する少なくとも1
つの芳香族ポリイミドまたはコポリイミドから成り、上
記一般式( I )が上記一般式(III)とは異なることを
特徴とする請求項1記載の膜。 - (3)上記フィルムが、0.1・10^−^6〜15・
10^−^6mの厚さを有することを特徴とする請求項
1または2項記載の膜。 - (4)上記芳香族ポリイミドまたはコポリイミドは、少
なくとも1つのテトラエステル、または一般式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と、9,9−ビ
ス(アミノ−4−フェニル)フルオレンとの反応によっ
て調製され、一般式(IV)および(V)において、Rお よびR′はそれぞれ、同一または異なり、炭素原子数1
〜13の1価の炭化水素基であり、Rは更に水素原子で
あってもよく、R_1は下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、 ▲数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化学
式、表等があります▼ から選ばれた置換または非置換の四価の基であり、R_
2は下記基:−O−、−S−、−SO_2−、−CO−
、−CH_2−、−C(CH_3)_2−、−CHOH
−および−C(CF_3)_2−から選ばれた二価の基
を表わす、ことを特徴とする請求項第1〜3項の1つに
記載の膜。 - (5)上記芳香族ポリイミドまたはコポリイミドは、少
なくとも1つのテトラエステル、または一般式(IV) ▲数式、化学式、表等があります▼(IV) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した二酸ジエステル、または一般式(V) ▲数式、化学式、表等があります▼(V) で表わされる少なくとも1つの芳香族テトラカルボン酸
から誘導した少なくとも1つの二無水物と、9,9−ビ
ス(アミノ−4−フェニル)フルオレン50〜95モル
%および一般式(VI) H_2N−R_3−NH_2(VI) で表わされる少なくとも1つの芳香族ジアミン5〜50
モル%を含む混合物との反応によって調製され、 一般式(IV)および(V)において、Rお よびR′はそれぞれ、同一または異なり、炭素原子数1
〜13の1価の炭化水素基であり、Rはは更に水素原子
であってもよく、R_1は下記式 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
、 ▲数式、化学式、表等があります▼および▲数式、化学
式、表等があります▼ から選ばれた置換または非置換の四価の基であり、R_
2は下記基:−O−、−S−、−SO_2−、−CO−
、−CH_2−、−C(CH_3)_2−、−CHOH
−および−C(CF_3)_2−から選ばれた二価の基
を表わし、 一般式(VI)において、R_3は一般式(VII)〜(IX
) ▲数式、化学式、表等があります▼(VII)、▲数式、
化学式、表等があります▼(VIII)、 ▲数式、化学式、表等があります▼(IX)、▲数式、化
学式、表等があります▼(X)、▲数式、化学式、表等
があります▼(X I )の1つに対応する二価の基であ
り、X、Y、X_1、Y_1、Z、Tは、同一または異
なり、水素原子と水酸基−OHとカルボキシル基−CO
OHと炭素原子数1〜3のアルキル基またはアルコキシ
基とから選ばれ、R_4は、下記基:−O−、−S−、
−SO_2−、−CO−、−CH_2−、−C(CH_
3)_2−、−CHOH−および−C(CF_3)_2
−から選ばれた二価の基である、ことを特徴とする請求
項第1〜3項の1つに記載の膜。 - (6)ガス状炭化水素混合物の脱水に請求項第1〜5項
の1つに記載の膜を使用する方法。 - (7)ガス状炭化水素混合物の脱酸に請求項第1〜5項
の1つに記載の膜を使用する方法。 - (8)ガス状炭化水素混合物から水素を分離するのに請
求項第1〜5項の1つに記載の膜を使用する方法。 - (9)酸素と炭素との分離に請求項第1〜5項の1つに
記載の膜を使用する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8910900 | 1989-08-11 | ||
| FR8910900A FR2650757B1 (fr) | 1989-08-11 | 1989-08-11 | Membrane de separation de gaz |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03174232A true JPH03174232A (ja) | 1991-07-29 |
Family
ID=9384719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2213570A Pending JPH03174232A (ja) | 1989-08-11 | 1990-08-11 | ガス分離膜 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0412882A1 (ja) |
| JP (1) | JPH03174232A (ja) |
| CA (1) | CA2023123A1 (ja) |
| FR (1) | FR2650757B1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1213049B8 (en) * | 1999-03-23 | 2007-02-14 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology | Gas separation membrane and process for producing a polymer |
| US7018445B2 (en) * | 2002-12-02 | 2006-03-28 | L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Polyimide blends for gas separation membranes |
| FR2904778B1 (fr) | 2006-08-09 | 2008-10-31 | Inst Francais Du Petrole | Procede de separation par membrane d'hydrocarbures lineaires au sein d'un melange d'hydrocarbures |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6094106A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-27 | Nitto Electric Ind Co Ltd | 複合膜の製造方法 |
| US4845185A (en) * | 1986-04-22 | 1989-07-04 | Nippon Steel Corporation | Soluble copolyimide from 9,9-bis (4-amino phenyl) fluorene |
| JPS63309525A (ja) * | 1987-06-12 | 1988-12-16 | Nippon Steel Corp | 可溶性ポリアミドイミド |
-
1989
- 1989-08-11 FR FR8910900A patent/FR2650757B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-08-02 EP EP90402222A patent/EP0412882A1/fr not_active Withdrawn
- 1990-08-10 CA CA002023123A patent/CA2023123A1/fr not_active Abandoned
- 1990-08-11 JP JP2213570A patent/JPH03174232A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2023123A1 (fr) | 1991-02-12 |
| EP0412882A1 (fr) | 1991-02-13 |
| FR2650757B1 (fr) | 1992-06-05 |
| FR2650757A1 (fr) | 1991-02-15 |
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