JPH0523817B2 - - Google Patents

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JPH0523817B2
JPH0523817B2 JP59052265A JP5226584A JPH0523817B2 JP H0523817 B2 JPH0523817 B2 JP H0523817B2 JP 59052265 A JP59052265 A JP 59052265A JP 5226584 A JP5226584 A JP 5226584A JP H0523817 B2 JPH0523817 B2 JP H0523817B2
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JP
Japan
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polymer
film
water surface
membrane
vinyl
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JP59052265A
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English (en)
Other versions
JPS60197207A (ja
Inventor
Chisato Kajama
Hiroshi Oomori
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP59052265A priority Critical patent/JPS60197207A/ja
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Publication of JPH0523817B2 publication Critical patent/JPH0523817B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/14Dynamic membranes
    • B01D69/141Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
    • B01D69/1411Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes containing dispersed material in a continuous matrix

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、物質選択機能を制御しうる有機高分
子膜の調製方法に関するものである。
近年、工学、医学、農学等広範囲の分野で、透
過性あるいは選択透過性を利用した膜技術が開発
され、防湿膜、脱塩膜、人工腎臓用透析膜、イオ
ン交換膜等現実に実施されつつある。さらに、最
近においては、省エネルギー化技術の一つとし
て、酸素富化膜、資源分離膜、電荷分離膜等、特
異的でしかも高機能を有する膜の開発の重要性が
高まつている。
例えば、酸素富化膜についてみるとその素材と
して、高分子多孔膜(特開昭55−8803号)、フツ
素を含むシリコーン系ゴム−多孔性ポリテトラフ
ルオロエチレン(特開昭56−5121号)、架橋ポリ
オルガノシロキサン−直鎖ポリオルガノシロキサ
ン共重合体(特開昭56−26508号)、セルロースモ
ノカルボン酸エステル(特開昭56−26526号)、ス
チレンシロキサンポリマーα、ω−2官能ポリシ
ロキサン架橋型ポリマー(特開昭56−28604号等)
等々、種々の提案がなされている。しかしなが
ら、いずれの素材も、ガス透過係数、分離係数、
あるいは製造可能な膜厚等のバランスが不充分で
ある。
一方、有機高分子膜を調製する方法も多数提案
されている。例えば、水面上へのキヤストによる
製膜方法あるいはプラズマ気相重合により多孔質
支持体上に製膜する方法等があげられる(特開昭
50−41958号等)。しかしながら、実用に供し得る
だけの面積をもつ薄い有機高分子膜を製造するた
めの信頼性及び再現性ある方法は今日もなお当業
界において強く要望されている。
本発明者等は、有機高分子膜素材及びその製膜
方法について、従来の問題点を解決すべく鋭意研
究を積重ね、本発明を完成するに至つたものであ
る。
すなわち、本発明の物質選択機能を制御しうる
有機高分子膜の調製方法は、ハロゲン化ビニル重
合体及び/又はハロゲン化ビニルと共重合体しう
るモノマーとハロゲン化ビニルとの共重合並びに
ネマチツク液晶物質を含有する組成物を、該
(共)重合体の良溶媒と貧溶媒との混合溶媒に溶
解せしめて重合体溶液を得、該重合体溶液を水面
上に展開して製膜することを特徴とするものであ
る。
本発明に用いられるハロゲン化ビニル重合体及
び/又はハロゲン化ビニルと共重合しうるモノマ
ーとハロゲン化ビニルとの共重合体としては、例
えば、ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリフ
ツ化ビニル、塩化ビニール−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル
−プロピレン共重合体、塩化ビニル−スチレン共
重合体、塩化ビニル−イソブチレン共重合体、塩
化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル
−スチレン−無水マレイン酸三元共重合体、塩化
ビニル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、
塩化ビニル−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−
イソプレン共重合体、塩化ビニル−塩素化プロピ
レン共重合体、塩化ビニル−塩素化ビニリデン−
酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビニル−アクリル
酸エステル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エ
ステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル
共重合体等が挙げられる。本発明にいうハロゲン
化ビニル重合体には、ポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリテトラフルオロクロルエチレン、ポリ弗
化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等も含まれ
る。これらのポリマーは、ネマチツク液晶物質と
相溶性を有する限り、膜の使用目的、使用場面に
応じ、広く選択しうる。例えば、酸素富化膜とし
て使用する場合には、適当な溶媒を有するポリマ
ーが好都合である。
本発明において使用されるネマチツク液晶物質
としては、例えばメトキシベンジリデン−p−n
−ブチルアニリン、エトキシベンジリデン−p−
n−ブチルアニリン、n−プロピロキシベンジリ
デン−p−n−ブチルアニリン、n−ブトキシベ
ンジリデン−p−n−ブチルアニリン、メトキシ
ベンジリデン−p−n−アミルアニリン、エトキ
シベンジリデン−p−n−アミルアニリン、n−
プロピロキシベンジリデン−p−n−アミルアニ
リン、n−ブトキシベンジリデン−p−n−アミ
ルアニリン、n−アミロキシベンジリデン−p−
n−アミルアニリン、メトキシベンジリデン−p
−n−ヘキシルアニリン、p−アニシリデン−p
−アミノフエニルアセテート、p−アニシリデン
−p−アミノベンゾニトリル、p−アゾキシアニ
ソール、p−エトキシ−p′−ヘキサノニロキシア
ゾベンゼン、p−n−ヘキシルベンゾイツクアシ
ツド−p′−n−ヘキシルオキシフエニルエステ
ル、ブチル−(4′−エトキシフエノキシカルボニ
ル)−フエニルカーボネート(BEPCPC)、N−
4−ペンチロキシカルボニロキシベンジリデン−
4′−アニシジン(PCBA)、4−n−ヘプチロキ
シベンゾイツクアシツド(HBA)、N,N′−ビ
ス−p−メトキシベンジリデン−3,3′−ジクロ
ロベンジアジン(MBDB)等が挙げられる。
ネマチツク液晶物質の使用量は、膜の使用目的
に応じ、ハロゲン化ビニル(共)重合体95〜5重
量部に対し、5〜95重量部の範囲から適宜選択す
ることができる。
本発明においては、ハロゲン化ビニル(共)重
合体とネマチツク液晶物質との混合物に物質選択
性向上剤を併用することもできる。物質選択性向
上剤は、膜の使用目的に応じ、広範囲の物質から
選択される。例えば、本発明に係る有機高分子膜
を酸素富化膜として使用する場合には、物質選択
性向上剤は、酸素取込能の大きな物質が好都合に
選択される。例えばパーフルオロトリブチルアミ
ン、パーフルオロデカリン、パーフルオロメチル
デカリン、パーフルオロテトラヒドロフラン、パ
ーフルオロブチルテトラヒドロフラン等が挙げら
れるまた、物質選択性向上剤として、クラウンエ
ーテルを用いると、金属イオンを選択的に透過す
る有機高分子膜が得られる。さらに、アゾクラウ
ンエーテルを使用するときは、例えば、K+イオ
ンの輸送を光で加速しうる有機高分子膜を得るこ
とができる。物質選択性向上剤の添加量は、有機
高分子膜に使用される有機高分子化合物の種類、
ネマチツク液晶物質の種類及び使用量等を勘案し
て、適宜定められる。さらに、物質選択性向上剤
の分散をよくするため、界面活性剤等を添加する
ことができる。
本発明に用いられるハロゲン化ビニル(共)重
合体の良溶媒としては、シクロヘキサノン、テト
ラヒドロフラン、ブタノン等があげられる。また
貧溶媒としては、ベンゼン、トルエン、テトラク
ロロエチレン等貧溶媒であり、かつ水面に展開し
やすい溶媒が選ばれる。良溶媒と貧溶媒との使用
割合は、当該重合体溶液を水面上に展開したと
き、当該重合体溶液が水面上に展開しやすく、か
つ水面上で製膜したときに、物質選択機能を制御
しうる多孔質膜となるよう、重合体の種類、良溶
媒・貧溶媒の種類に応じて適宜定められるが、例
えば、ポリ塩化ビニル、良溶媒としてテトラヒド
ロフラン、貧溶媒としてトルエンを選択した場合
には、トルエンの量の多い方が良い結果を与え
る。
ハロゲン化(共)重合体とネマチツク液晶物質
を含有する組成物の良溶媒・貧溶媒の混合溶媒に
溶解せしめた重合体溶液を常法によつて水面上に
展開し、水面上から膜を取り出し、溶媒を乾燥除
去することにより物質選択機能を制御しうる有機
高分子薄膜を得ることができる。本発明方法によ
れば、良溶媒と貧溶媒の量比を変化させることに
より、物質選択機能を制御する能力に相違のある
膜を自由に製造することができるので、これらを
目的に応じて積層することにより、多用途に応用
することができる。
したがつて本発明により製膜された有機高分子
膜は、各種の物質の選択機能を特異的に制御する
ことができ、酸素富化膜をはじめとして資源分離
膜、電荷分離膜等として広い応用範囲を有するも
のである。またネマチツク液晶物質を含有してい
るので、電場を印加することにより、液晶配向を
制御し、これによつて気体その他各種物質の膜透
過性を特異的にコントロールすることができる。
以下に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
実施例 ポリ塩化ビニル(重合度1050)(PVC)粉末、
N−(4−エトキシベンジリデン)−4′−n−ブチ
ルアニリン(EBBA)及びアゾクラウンを重量
比で40:60:5.2の割合で混合したものを、テト
ラヒドロフラン(THF)とトルエンの混合溶媒
(重量比で1/1及び1/2の2種類を準備)に
溶解し、10重量%の重合体溶液を得た。
この重合体溶液を283Kに保たれた水槽中の水
面の壁際に1滴を静かに落とし、水面上に薄膜を
形成せしめ、直ちにすくい上げ、室温で真空乾燥
して約70nmの厚みの膜(水面展開膜)(約400cm2
を得た。
この水面展開膜をテフロン板上に20枚積層した
後、リング状フレームに膜を固定してからフレー
ムごとはく離し、窒素雰囲気中333Kで数分間熱
処理してしわやたるみのない膜(キヤスト膜)を
調製した。
また、水面展開した膜を電子顕微鏡観察用試料
台(カーボンをコーテイングした銅メツシユ)上
にすくいあげこの銅メツシユを約333Kのメタノ
ール100ml中に約12時間浸漬して、水面展開膜か
ら液晶及びアゾクラウンを抽出した後透過型電子
顕微鏡で観察した。
第1図は、テトラヒドロフラン/トルエン=
1/1(重量比)の混合溶媒を用いたときの水面
展開膜の電顕写真であり、第2図はテトラヒドロ
フラン/トルエン=1/2(重量比)の混合溶媒
を用いたときの電顕写真である。
本発明により製膜された高分子膜は、図に示す
とおり、網目状構造を呈しており、積層膜におい
て液晶は連続相となつている。
PVC/EBBA=40/60(重量比)をTHF/ト
ルエン=1/2(重量比)の混合溶媒を用いて展
開した薄膜の酸素透過速度を測定した。第3図
は、酸素透過速度RO2のアレニウス・プロツトで
ある。比較のために、PVC/EBBA=40/60(重
量比)の混合物をガラス面上でキヤステイングし
て得た膜厚約400μmの膜についてのアレニウス・
プロツトも第3図に示してある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、THF/トルエン=1/1(重量比)
の混合溶媒を用いて水面展開して得た薄膜から液
晶とアゾクラウンを抽出除去した後の水面展開薄
膜の表面組織を示す電子顕微鏡写真である。第2
図は、THF/トルエン=1/2(重量比)の混合
溶媒を用いて水面展開して得た薄膜から液晶とア
ゾクラウンを抽出除去した後の水面展開薄膜の表
面組織を示す電子顕微鏡写真である。第3図は、
PVC/EBBA=40/60(重量比)をTHF/トル
エン=1/2(重量比)の混合溶媒を用いて水面
展開して得たキヤスト膜の酸素透過速度のアレニ
ウス・プロツトである。図において、1は、水面
展開したもの、2はガラス面上にキヤステイング
したものを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ハロゲン化ビニル重合体及び/又はハロゲン
    化ビニルと共重合しうるモノマーとハロゲン化ビ
    ニルとの共重合体並びにネマチツク液晶物質を含
    有する組成物を、該(共)重合体の良溶媒と貧溶
    媒との混合溶媒に溶解せしめて重合体溶液を得、
    該重合体溶液を水面上に展開して製膜することを
    特徴とする物質選択機能を制御しうる有機高分子
    膜の調製方法。
JP59052265A 1984-03-21 1984-03-21 有機高分子膜の調製方法 Granted JPS60197207A (ja)

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