JPH08229368A - 液体分離膜 - Google Patents
液体分離膜Info
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- JPH08229368A JPH08229368A JP6494595A JP6494595A JPH08229368A JP H08229368 A JPH08229368 A JP H08229368A JP 6494595 A JP6494595 A JP 6494595A JP 6494595 A JP6494595 A JP 6494595A JP H08229368 A JPH08229368 A JP H08229368A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピン]99.
8〜60重量%およびこれと共通の有機溶媒に溶解し得るパ
ラフィン0.2〜40重量%のブレンド物から成膜された液体
分離膜。 【効果】 ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピン]に
少量の低分子量パラフィンをブレンドして製膜すること
により、機械的強度にすぐれた液体分離膜が得られ、こ
れを有機塩素化合物、低分子アルコール、ケトン等の極
性および分子量の大きい揮発性有機溶媒を水から分離す
る浸透気化法に使用した場合には、ポリ[1-(トリメチル
シリル)-1-プロピン]が本来有する透過速度を実質的に
低下させることなく、分離係数が高められる。
8〜60重量%およびこれと共通の有機溶媒に溶解し得るパ
ラフィン0.2〜40重量%のブレンド物から成膜された液体
分離膜。 【効果】 ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピン]に
少量の低分子量パラフィンをブレンドして製膜すること
により、機械的強度にすぐれた液体分離膜が得られ、こ
れを有機塩素化合物、低分子アルコール、ケトン等の極
性および分子量の大きい揮発性有機溶媒を水から分離す
る浸透気化法に使用した場合には、ポリ[1-(トリメチル
シリル)-1-プロピン]が本来有する透過速度を実質的に
低下させることなく、分離係数が高められる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液体分離膜に関する。
更に詳しくは、浸透気化法による分離などに有効に用い
られる液体分離膜に関する。
更に詳しくは、浸透気化法による分離などに有効に用い
られる液体分離膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】高分子膜を用いて有機溶媒と水とを分離
する場合、用いられた高分子物質に対する有機溶媒と水
の溶解性の違いが主な原因となって分離を可能とさせ
る。そのため、有機溶媒分子を選択的に透過させるに
は、用いられる高分子物質は極性基を持たず、できるだ
け疎水性であることが好ましい。また、水よりも大きな
有機溶媒分子が高分子物質中を拡散するので、拡散性も
良好であることが好ましい。一方、低分子化合物の拡散
が良好であるためには、高分子鎖の密度が小さく、分子
鎖の運動性が良好であることが好ましい。その上、薄膜
として用いるため強度が良好であることも必要である。
する場合、用いられた高分子物質に対する有機溶媒と水
の溶解性の違いが主な原因となって分離を可能とさせ
る。そのため、有機溶媒分子を選択的に透過させるに
は、用いられる高分子物質は極性基を持たず、できるだ
け疎水性であることが好ましい。また、水よりも大きな
有機溶媒分子が高分子物質中を拡散するので、拡散性も
良好であることが好ましい。一方、低分子化合物の拡散
が良好であるためには、高分子鎖の密度が小さく、分子
鎖の運動性が良好であることが好ましい。その上、薄膜
として用いるため強度が良好であることも必要である。
【０００３】疎水性で高分子鎖の密度が小さく、しかも
強度の良好な材料としては、ポリ[1-(トリメチルシリ
ル)-1-プロピン] (ＰＭＳＰ) があり、この膜状物は低
分子化合物の透過性にすぐれているため、酸素富化膜、
有機溶媒選択透過性浸透気化膜などとしての用途が注目
されている。
強度の良好な材料としては、ポリ[1-(トリメチルシリ
ル)-1-プロピン] (ＰＭＳＰ) があり、この膜状物は低
分子化合物の透過性にすぐれているため、酸素富化膜、
有機溶媒選択透過性浸透気化膜などとしての用途が注目
されている。
【０００４】ＰＭＳＰ膜を用いて、有機溶媒を含む水か
ら有機溶媒を選択的に透過分離する浸透気化法に用いる
場合、極性の大きい分子の分離係数が小さく、実用性の
点で問題となっている。即ち、ＰＭＳＰ膜による分離の
原理は、ＰＭＳＰとそれに溶解する分子との親和性に基
づいているため、極性の大きい溶媒の場合には親和性の
差は小さくなり、しかもその分子が大きいとＰＭＳＰ膜
内での分子の拡散が抑制され易く、従って分離性が阻害
されるようになる。浸透気化法での分離対象の有機溶媒
は、低分子アルコール、有機塩素化合物、ケトン、芳香
族化合物等であり、この内有機塩素化合物は、分子が大
きくかつ極性も大きいため分離性が阻害されるものの、
オゾン層を破壊したり、発ガン性を示すなどの問題がみ
られるため、水中に溶解している有機塩素化合物を膜に
よって分離することが検討されている。
ら有機溶媒を選択的に透過分離する浸透気化法に用いる
場合、極性の大きい分子の分離係数が小さく、実用性の
点で問題となっている。即ち、ＰＭＳＰ膜による分離の
原理は、ＰＭＳＰとそれに溶解する分子との親和性に基
づいているため、極性の大きい溶媒の場合には親和性の
差は小さくなり、しかもその分子が大きいとＰＭＳＰ膜
内での分子の拡散が抑制され易く、従って分離性が阻害
されるようになる。浸透気化法での分離対象の有機溶媒
は、低分子アルコール、有機塩素化合物、ケトン、芳香
族化合物等であり、この内有機塩素化合物は、分子が大
きくかつ極性も大きいため分離性が阻害されるものの、
オゾン層を破壊したり、発ガン性を示すなどの問題がみ
られるため、水中に溶解している有機塩素化合物を膜に
よって分離することが検討されている。
【０００５】かかる目的でＰＭＳＰ膜を用いると、有機
塩素化合物は水に対して優先的に透過・分離除去される
ことが知られており、その際トリクロロエチレンやテト
ラクロロエチレン等の極性の小さい有機塩素化合物の水
に対する分離係数は数100程度と大きいものの、1,1,1-
トリクロロエタン等の極性の大きい有機塩素化合物の分
離係数は小さい。このような分子量が比較的大きくしか
も極性の大きな有機溶媒分子の場合には、ＰＭＳＰに対
する有機溶媒および水のそれぞれ親和性の差が小さくな
り、その上その有機溶媒分子が大きい場合には、ＰＭＳ
Ｐ膜内での分子の拡散性が抑制され易くなり、それによ
り分離性が阻害されるために分離係数が大きくはなら
ず、その点での改善が望まれている。
塩素化合物は水に対して優先的に透過・分離除去される
ことが知られており、その際トリクロロエチレンやテト
ラクロロエチレン等の極性の小さい有機塩素化合物の水
に対する分離係数は数100程度と大きいものの、1,1,1-
トリクロロエタン等の極性の大きい有機塩素化合物の分
離係数は小さい。このような分子量が比較的大きくしか
も極性の大きな有機溶媒分子の場合には、ＰＭＳＰに対
する有機溶媒および水のそれぞれ親和性の差が小さくな
り、その上その有機溶媒分子が大きい場合には、ＰＭＳ
Ｐ膜内での分子の拡散性が抑制され易くなり、それによ
り分離性が阻害されるために分離係数が大きくはなら
ず、その点での改善が望まれている。
【０００６】また、ＰＭＳＰにシリコーンゴムをブレン
ドした膜を浸透気化膜として用いることも行われている
が[第9回次世代産業基盤技術シンポジウム-高機能性高
分子材料-予稿集(II)第793〜837頁]、この場合にはＰＭ
ＳＰ単独膜と比べて分離係数、透過速度が共に小さくな
っており、シリコーンゴムの割合が多い程、分離係数、
透過速度は小さくなっている。即ち、ＰＭＳＰとシリコ
ーンゴムとは相溶性がいいので、ＰＭＳＰ膜のポリマー
粒子の隙間にシリコーンゴムが入り込み、そのため液体
としてアルコールを用いた場合でも、その透過速度が小
さくなることがその原因と考えられている。
ドした膜を浸透気化膜として用いることも行われている
が[第9回次世代産業基盤技術シンポジウム-高機能性高
分子材料-予稿集(II)第793〜837頁]、この場合にはＰＭ
ＳＰ単独膜と比べて分離係数、透過速度が共に小さくな
っており、シリコーンゴムの割合が多い程、分離係数、
透過速度は小さくなっている。即ち、ＰＭＳＰとシリコ
ーンゴムとは相溶性がいいので、ＰＭＳＰ膜のポリマー
粒子の隙間にシリコーンゴムが入り込み、そのため液体
としてアルコールを用いた場合でも、その透過速度が小
さくなることがその原因と考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、浸透
気化法による分離などに有効に用いられるポリ[1-(トリ
メチルシリル)-1-プロピン]系液体分離膜であって、極
性の大きい有機塩素化合物等の分子の大きい有機溶媒を
水から分離するのに用いた場合にあっても、分離係数を
大きく改善されたものを提供することにある。
気化法による分離などに有効に用いられるポリ[1-(トリ
メチルシリル)-1-プロピン]系液体分離膜であって、極
性の大きい有機塩素化合物等の分子の大きい有機溶媒を
水から分離するのに用いた場合にあっても、分離係数を
大きく改善されたものを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピン]99.8〜60重量%
およびこれと共通の有機溶媒に溶解し得るパラフィン0.
2〜40重量%のブレンド物から成膜された液体分離膜によ
って達成される。
ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピン]99.8〜60重量%
およびこれと共通の有機溶媒に溶解し得るパラフィン0.
2〜40重量%のブレンド物から成膜された液体分離膜によ
って達成される。
【０００９】ＰＭＳＰにブレンドされるパラフィンとし
ては、一般に融点が約20℃以上であり、ＰＭＳＰ共通の
有機溶媒に溶解し得るものが用いられる。パラフィン
は、高分子量になるとポリエチレンとなり、機械的強度
が強くしかも薄膜化も可能であるが、結晶性が良く、緻
密であるため、透過性が著しく悪く、このため分離透過
材料としては実用性に欠けている。これに対して、本発
明で用いられるパラフィンはＰＭＳＰと共通の有機溶媒
に溶解可能な低分子量のものであって、このようなパラ
フィンをブレンドして用いることにより、ＰＭＳＰが本
来有する透過速度を実質的に殆んど低下させることな
く、揮発性有機溶媒の水からの分離性を向上させること
ができる。
ては、一般に融点が約20℃以上であり、ＰＭＳＰ共通の
有機溶媒に溶解し得るものが用いられる。パラフィン
は、高分子量になるとポリエチレンとなり、機械的強度
が強くしかも薄膜化も可能であるが、結晶性が良く、緻
密であるため、透過性が著しく悪く、このため分離透過
材料としては実用性に欠けている。これに対して、本発
明で用いられるパラフィンはＰＭＳＰと共通の有機溶媒
に溶解可能な低分子量のものであって、このようなパラ
フィンをブレンドして用いることにより、ＰＭＳＰが本
来有する透過速度を実質的に殆んど低下させることな
く、揮発性有機溶媒の水からの分離性を向上させること
ができる。
【００１０】ＰＭＳＰとパラフィンとは、前者が99.8〜
60重量%、好ましくは99.5〜95重量%の割合で、また後者
が0.2〜40重量%、好ましくは0.5〜5重量%の割合でそれ
ぞれ用いられる。パラフィンのブレンド割合がこれ以下
では、ＰＭＳＰ単独膜の分離透過性能と殆んど変わら
ず、一方これ以上の割合でブレンドして用いると、低分
子量のパラフィンによる機械的強度および透過特性の低
下がみられるようになる。
60重量%、好ましくは99.5〜95重量%の割合で、また後者
が0.2〜40重量%、好ましくは0.5〜5重量%の割合でそれ
ぞれ用いられる。パラフィンのブレンド割合がこれ以下
では、ＰＭＳＰ単独膜の分離透過性能と殆んど変わら
ず、一方これ以上の割合でブレンドして用いると、低分
子量のパラフィンによる機械的強度および透過特性の低
下がみられるようになる。
【００１１】ブレンド膜の製膜は、ＰＭＳＰとパラフィ
ンとを両者の共通の溶媒、例えばn-ヘキサン、n-ヘプタ
ン、ベンゼン、トルエン、更には蒸気圧が0.1〜30mmHg/
25℃の脂肪族炭化水素(n-パラフィン)、具体的にはC8〜
C12の脂肪族炭化水素(n-パラフィン)等に溶解し、その
溶液をガラス板、テフロンシート等の平坦なあるいは多
孔質の基質上に流延し、溶媒を蒸発させるキャスティン
グ法によって一般には行われるが、水面展開法によって
も製膜が行われる。
ンとを両者の共通の溶媒、例えばn-ヘキサン、n-ヘプタ
ン、ベンゼン、トルエン、更には蒸気圧が0.1〜30mmHg/
25℃の脂肪族炭化水素(n-パラフィン)、具体的にはC8〜
C12の脂肪族炭化水素(n-パラフィン)等に溶解し、その
溶液をガラス板、テフロンシート等の平坦なあるいは多
孔質の基質上に流延し、溶媒を蒸発させるキャスティン
グ法によって一般には行われるが、水面展開法によって
も製膜が行われる。
【００１２】得られたブレンド膜は、浸透気化法などに
用いられるため、約0.1〜100μm、好ましくは約1〜50μ
m程度の厚さに製膜される。
用いられるため、約0.1〜100μm、好ましくは約1〜50μ
m程度の厚さに製膜される。
【００１３】
【発明の効果】ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピ
ン]に少量の低分子量パラフィンをブレンドして製膜す
ることにより、機械的強度にすぐれた液体分離膜が得ら
れ、これを有機塩素化合物、低分子アルコール、ケトン
等の極性および分子量の大きい揮発性有機溶媒を水から
分離する浸透気化法に使用した場合には、ポリ[1-(トリ
メチルシリル)-1-プロピン]が本来有する透過速度を実
質的に低下させることなく、分離係数が高められるとい
う効果が得られる。
ン]に少量の低分子量パラフィンをブレンドして製膜す
ることにより、機械的強度にすぐれた液体分離膜が得ら
れ、これを有機塩素化合物、低分子アルコール、ケトン
等の極性および分子量の大きい揮発性有機溶媒を水から
分離する浸透気化法に使用した場合には、ポリ[1-(トリ
メチルシリル)-1-プロピン]が本来有する透過速度を実
質的に低下させることなく、分離係数が高められるとい
う効果が得られる。
【００１４】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００１５】実施例 ＰＭＳＰ(ポリスチレン換算の重量平均分子量約150万) 0.194g パラフィン(関東化学製品、融点40〜42℃) 0.006g n-ヘプタン 19.800g を用い、ＰＭＳＰおよびパラフィンを48時間かけて室温
下で溶解させた。この溶液をガラス板上に流延し、一昼
夜風乾した後、水中でガラス板から剥がし、２日間真空
乾燥して、厚さ約30μmのブレンド膜を得た。
下で溶解させた。この溶液をガラス板上に流延し、一昼
夜風乾した後、水中でガラス板から剥がし、２日間真空
乾燥して、厚さ約30μmのブレンド膜を得た。
【００１６】比較例１〜２ 実施例において、ＰＭＳＰ量およびパラフィン量がそれ
ぞれ次のように変更された。比較例 ＰＭＳＰ(g) パラフィン(g) １ 0.200 - ２ 0.100 0.100
ぞれ次のように変更された。比較例 ＰＭＳＰ(g) パラフィン(g) １ 0.200 - ２ 0.100 0.100
【００１７】以上の実施例および比較例１で得られたブ
レンド膜について、供給液濃度約6ppmの1,1,1-トリクロ
ロエタン(TCE)水溶液のパーベーパレーションによる分
離実験を、常法に従って操作温度25℃、膜の透過側圧力
約0.5Torrの条件下で行い、分離係数α(TCE/H2O)を求め
た。 α(TCE/H2O)＝(X2/Y2)／(X1/Y1) X1：供給液側のTCEの質量分率 X2：透過液側のTCEの質量分率 Y1：供給液側の水の質量分率 Y2：透過液側の水の質量分率 また、単位時間当りトラップに採取された液体の重量か
ら透過係数を算出した。なお、比較例２で得られた膜
は、不均質で機械的強度も著しく小さいため、測定を行
わなかった。
レンド膜について、供給液濃度約6ppmの1,1,1-トリクロ
ロエタン(TCE)水溶液のパーベーパレーションによる分
離実験を、常法に従って操作温度25℃、膜の透過側圧力
約0.5Torrの条件下で行い、分離係数α(TCE/H2O)を求め
た。 α(TCE/H2O)＝(X2/Y2)／(X1/Y1) X1：供給液側のTCEの質量分率 X2：透過液側のTCEの質量分率 Y1：供給液側の水の質量分率 Y2：透過液側の水の質量分率 また、単位時間当りトラップに採取された液体の重量か
ら透過係数を算出した。なお、比較例２で得られた膜
は、不均質で機械的強度も著しく小さいため、測定を行
わなかった。
【００１８】得られた結果は、次の表に示される。 表例 分離係数α 透過係数(kg・m/m2・hr) 実施例 290 2.7×10-6 比較例１ 160 3.9×10-6
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリ[1-(トリメチルシリル)-1-プロピ
ン]99.8〜60重量%およびこれと共通の有機溶媒に溶解し
得るパラフィン0.2〜40重量%のブレンド物から成膜され
た液体分離膜。 - 【請求項２】 浸透気化法による揮発性有機溶媒の分離
に用いられる請求項１記載の液体分離膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06494595A JP3331808B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 液体分離膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06494595A JP3331808B2 (ja) | 1995-02-28 | 1995-02-28 | 液体分離膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08229368A true JPH08229368A (ja) | 1996-09-10 |
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