JPS5814929A - 気体透過膜 - Google Patents
気体透過膜Info
- Publication number
- JPS5814929A JPS5814929A JP56112460A JP11246081A JPS5814929A JP S5814929 A JPS5814929 A JP S5814929A JP 56112460 A JP56112460 A JP 56112460A JP 11246081 A JP11246081 A JP 11246081A JP S5814929 A JPS5814929 A JP S5814929A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- selectivity
- polyorganosiloxane
- gas
- integer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は混合気体より、特定の成分をより多く透過させ
る気体透過膜に関する。特に本発明は、１μ以下の超薄
膜製造が容易であり、気体透過係数が大きく、選択性の
改善された気体透過膜を提供するものである。
る気体透過膜に関する。特に本発明は、１μ以下の超薄
膜製造が容易であり、気体透過係数が大きく、選択性の
改善された気体透過膜を提供するものである。
混合気体から、ある特定の気体を分離、濃縮する手段と
して、最近高分子薄膜を用いる連続濃縮法が注目されつ
つある。例えば、空気中より、酸素、または窒素を分離
゛する場□合、・従来の深冷液化法やゼオライト吸着を
利用したバッチ式の分離法などにくらべて、高分子薄膜
を用いた連続濃縮法は、省エネルギー化、製造装置の小
型簡易化などが期待され、したがって容易に低コスト酸
素富化空気を製造しうる。この方式は、一般に、空気よ
りの酸素、窒素の分離のみ、ならず、各種気体の混合物
から特定の気体を分離する場合にも共通して使用し得る
長所を佇している。
して、最近高分子薄膜を用いる連続濃縮法が注目されつ
つある。例えば、空気中より、酸素、または窒素を分離
゛する場□合、・従来の深冷液化法やゼオライト吸着を
利用したバッチ式の分離法などにくらべて、高分子薄膜
を用いた連続濃縮法は、省エネルギー化、製造装置の小
型簡易化などが期待され、したがって容易に低コスト酸
素富化空気を製造しうる。この方式は、一般に、空気よ
りの酸素、窒素の分離のみ、ならず、各種気体の混合物
から特定の気体を分離する場合にも共通して使用し得る
長所を佇している。
高分子膜を通して気゛体を透過させる場合、その透過性
を左右する因子は、目的とする気体と高分子膜との相互
作用、すなわち拡散係数と溶解能であ、るといわれてい
る。前記したように膜分離法が数々の長所を有すると期
待されているにもかかわらず、まだ実用化されていない
のは、この２つの因子によって左右される気体の透過性
と選択性のバランスが十分に発揮されていないからであ
る。
を左右する因子は、目的とする気体と高分子膜との相互
作用、すなわち拡散係数と溶解能であ、るといわれてい
る。前記したように膜分離法が数々の長所を有すると期
待されているにもかかわらず、まだ実用化されていない
のは、この２つの因子によって左右される気体の透過性
と選択性のバランスが十分に発揮されていないからであ
る。
例えば、シリコーン（ポリジメチルシロキサン）は、酸
素に対して１０−７〜１０−８ｃｃ−ｃｒｒｙ’ｃｒｌ
・ｓｅａ−ｃＪ（ｇ程度あ透過性を示すが、窒素との選
択性はおよそ２程度と小さく、濃縮率を大きくすること
ができない。
素に対して１０−７〜１０−８ｃｃ−ｃｒｒｙ’ｃｒｌ
・ｓｅａ−ｃＪ（ｇ程度あ透過性を示すが、窒素との選
択性はおよそ２程度と小さく、濃縮率を大きくすること
ができない。
本発明者らは以上の観点から気体の透過性と選択性のす
ぐれた気体透過膜材料を得るべく種々検討した結果、構
造が一般式 で示されるポリオルガノシロキサンより成る材料で製作
した気体透過膜またはこの材料を多孔性支持体膜に支持
させた複合膜が透過性にすぐれかつ選択性を向上させ得
るこｇを見出した。ここに、Ｒは炭素数が４〜９である
アルキル基を示し、ｎは０を含まない整数、ｍは０を含
む整数である。
ぐれた気体透過膜材料を得るべく種々検討した結果、構
造が一般式 で示されるポリオルガノシロキサンより成る材料で製作
した気体透過膜またはこの材料を多孔性支持体膜に支持
させた複合膜が透過性にすぐれかつ選択性を向上させ得
るこｇを見出した。ここに、Ｒは炭素数が４〜９である
アルキル基を示し、ｎは０を含まない整数、ｍは０を含
む整数である。
これらの材料は、ポリメチル、ハイドロジエンシロキサ
ント、オレフィン、例、ｔばペンテン−１とを白金触媒
下で反応させて容易に得られる。あるいは、メチル、ア
ルキルジクロルシランを予め合成し、これを通常の方法
で縮重合させてもよい。
ント、オレフィン、例、ｔばペンテン−１とを白金触媒
下で反応させて容易に得られる。あるいは、メチル、ア
ルキルジクロルシランを予め合成し、これを通常の方法
で縮重合させてもよい。
前者の方法では、未反応水素が分子内にわずかに残る場
合があり、また後者の方法では重合度が増太し過ぎると
ゲル化する場合があるので、慎重な注意が必要である。
合があり、また後者の方法では重合度が増太し過ぎると
ゲル化する場合があるので、慎重な注意が必要である。
置換基の効果としては、Ｒが炭素数３個のプロピルメチ
ルシロキサンでは、例えば酸素、窒素に対しては選択性
情２．２と小さく、かつ、酸素透過性は２．５ Ｘ１Ｏ
−８ｃｃ ｈａｍ／ｃｒａｍ ｓｅｃ ＠ａｍＨｑとな
り、単なるポリジメチルシロキサンよりむしろ悪くなる
。しかし、Ｒが炭素数４個のアルキル基になると、選択
性は２．４と向上しはじめ、炭素数がさらに増大し、か
つ分岐が増えるに従い選択性が一層向上するとやが認め
られた。Ｒが炭素数９個を越えると、選択性は大体飽和
し、酸素透過性は低下の傾向が見られた。また、水素が
残存している材。
ルシロキサンでは、例えば酸素、窒素に対しては選択性
情２．２と小さく、かつ、酸素透過性は２．５ Ｘ１Ｏ
−８ｃｃ ｈａｍ／ｃｒａｍ ｓｅｃ ＠ａｍＨｑとな
り、単なるポリジメチルシロキサンよりむしろ悪くなる
。しかし、Ｒが炭素数４個のアルキル基になると、選択
性は２．４と向上しはじめ、炭素数がさらに増大し、か
つ分岐が増えるに従い選択性が一層向上するとやが認め
られた。Ｒが炭素数９個を越えると、選択性は大体飽和
し、酸素透過性は低下の傾向が見られた。また、水素が
残存している材。
わ。、、、ヵ８−ｏよ□エヤオい。ヶお、エ □高
分子において、置換基Ｒがすべて同一である場場合はも
ちろん、部分的に異なっていても炭素数が４〜９であれ
ばよい。
分子において、置換基Ｒがすべて同一である場場合はも
ちろん、部分的に異なっていても炭素数が４〜９であれ
ばよい。
ポリオルガノシロキサンの重合度ｎは少なくとも１０量
体以上必要で、ゲル化し々い限り重合度ｎは高い方がよ
い。
体以上必要で、ゲル化し々い限り重合度ｎは高い方がよ
い。
また、ポリオルガノシロキサンを得るために置換モノマ
ーから出発する場合は、良く知られそい暮ように共加水
分解が可能であり、この時共加水分解の相手としてオリ
ゴ環状ジメチルシロキサンを使用し重合度を向上させる
ことができる。
ーから出発する場合は、良く知られそい暮ように共加水
分解が可能であり、この時共加水分解の相手としてオリ
ゴ環状ジメチルシロキサンを使用し重合度を向上させる
ことができる。
得られたポリオルガノシロキサンは、一般的芳香族炭化
水素、例えばベンゼン、トルエン、キシレンなどに可溶
であり、容易にキャスト法によって製膜が可能である。
水素、例えばベンゼン、トルエン、キシレンなどに可溶
であり、容易にキャスト法によって製膜が可能である。
また、本発明によるポリオルガノシロキサンは厚さが１
μｍ以下の超薄膜とすることもできる。
μｍ以下の超薄膜とすることもできる。
すなわち、ポリオルガノシロキサンと芳香族系溶媒とか
ら成る稀薄溶液を水面上に展開すると、水面上に早い展
開速度で一様にひろがり、０．１μｍ以下の超薄膜の製
造も可能である。このような超薄膜は機械強度が弱くな
るので通常これを保持する支持膜が必要であり、このよ
うな支持膜としては多孔性膜、たとえばポリプロピレン
多孔材より成る日本ポリプラスチック社製の商品名ジュ
ラガート′などが好適である。本発明による高分子材料
はこの多孔膜に対しての接着性にもすぐれ、水面上に・
展開された高分子超薄膜上に上記多孔性膜を単に接触さ
せるだけで、十分な強度をもつ一体化された複合膜を得
ることができる。
ら成る稀薄溶液を水面上に展開すると、水面上に早い展
開速度で一様にひろがり、０．１μｍ以下の超薄膜の製
造も可能である。このような超薄膜は機械強度が弱くな
るので通常これを保持する支持膜が必要であり、このよ
うな支持膜としては多孔性膜、たとえばポリプロピレン
多孔材より成る日本ポリプラスチック社製の商品名ジュ
ラガート′などが好適である。本発明による高分子材料
はこの多孔膜に対しての接着性にもすぐれ、水面上に・
展開された高分子超薄膜上に上記多孔性膜を単に接触さ
せるだけで、十分な強度をもつ一体化された複合膜を得
ることができる。
以下本発明の具体的な実施例について説明する。
〈実施例１〉
ポリメチルハイドロジエンシラン（１７量体）３８部、
１−ブテン１５部および塩化白金酸６係のプロパツール
液１ ｍｅを封管し、６０’Ｃの湯浴中で８時間反応さ
せた。その後封管を室温まで冷却し、開封後内容物を減
圧蒸留して低沸点化合物を留去して残った粘稠液体をメ
タノール洗浄した。
１−ブテン１５部および塩化白金酸６係のプロパツール
液１ ｍｅを封管し、６０’Ｃの湯浴中で８時間反応さ
せた。その後封管を室温まで冷却し、開封後内容物を減
圧蒸留して低沸点化合物を留去して残った粘稠液体をメ
タノール洗浄した。
これをベンゼンに溶解後退酸化ベンゾイルを加え、ガラ
ス板上にキャストして１００℃で１時間加熱生成してフ
ィルムを得た。このフィルム・をガラス板よりはが腰気
体透過量を測牽したところ、酸素透過量は２．３ｘ１０
−”ｃｃ−ｃｍ／ｃｍ’ｓｅｔ・ｃｍＨｑ 、酸素と窒
素との分離係数は２．４であった。
ス板上にキャストして１００℃で１時間加熱生成してフ
ィルムを得た。このフィルム・をガラス板よりはが腰気
体透過量を測牽したところ、酸素透過量は２．３ｘ１０
−”ｃｃ−ｃｍ／ｃｍ’ｓｅｔ・ｃｍＨｑ 、酸素と窒
素との分離係数は２．４であった。
〈実施例２〉
゛ メチルジクロロシラン３５部、イソブチン２６部、
塩化白金酸６％のグロパノール液１肩Ａ！ヲ封管し、６
０°Ｃの湯浴中で８時間反応させた。反応終了後内容物
を蒸留して沸点が６１°Ｃ／２８ｍｍＨｇのメチル、イ
ソブチルジクロルシランが得られ、これをジオキサンに
溶解し、水５０ ｍｌを加えて２０″Ｃで３時間反応さ
せた。反応終了後減圧蒸留し、テトラメチル、テトライ
ソプデルシクロシロキサン（沸点１２０°Ｃ／４ｔａｎ
Ｈ（１）、を１０部得た。得られた生成物をＫＯＨ触
媒の下で重合させ、分子量１８ 、０００のポリメチル
、イソブチルシロキサンを得た。このポリマーの気体透
過性は、酸素に対して３．４ｘ １０−８ｃｃ−ｃｍｌ
ｏｌｌ・ｓｅｔ、・ｃｍＨ（Ｊで、窒素との選択性は２
．６であった。
塩化白金酸６％のグロパノール液１肩Ａ！ヲ封管し、６
０°Ｃの湯浴中で８時間反応させた。反応終了後内容物
を蒸留して沸点が６１°Ｃ／２８ｍｍＨｇのメチル、イ
ソブチルジクロルシランが得られ、これをジオキサンに
溶解し、水５０ ｍｌを加えて２０″Ｃで３時間反応さ
せた。反応終了後減圧蒸留し、テトラメチル、テトライ
ソプデルシクロシロキサン（沸点１２０°Ｃ／４ｔａｎ
Ｈ（１）、を１０部得た。得られた生成物をＫＯＨ触
媒の下で重合させ、分子量１８ 、０００のポリメチル
、イソブチルシロキサンを得た。このポリマーの気体透
過性は、酸素に対して３．４ｘ １０−８ｃｃ−ｃｍｌ
ｏｌｌ・ｓｅｔ、・ｃｍＨ（Ｊで、窒素との選択性は２
．６であった。
〈実施例３〉
実施例１．実施例２と同様の方法によってポリメチルア
ルキルシロキサンを合成した。得られたポリメチルアル
キルシロキサンの透過率を第１表〈実施例４〉 ポリメチルへブチルシロキサンをベンゼンに溶 ・かじ
、１０％の溶液を作成した。この高分、子溶液を２６°
Ｃにて静止した水面上に注射器で滴下し展開させた。展
開面積は３ｏｄであった。この展開表面に日本ポリプラ
スチック社製のジュラガード膜”を接触させて前記高分
子膜との複合膜を作成した。
ルキルシロキサンを合成した。得られたポリメチルアル
キルシロキサンの透過率を第１表〈実施例４〉 ポリメチルへブチルシロキサンをベンゼンに溶 ・かじ
、１０％の溶液を作成した。この高分、子溶液を２６°
Ｃにて静止した水面上に注射器で滴下し展開させた。展
開面積は３ｏｄであった。この展開表面に日本ポリプラ
スチック社製のジュラガード膜”を接触させて前記高分
子膜との複合膜を作成した。
この複合膜の酸素透過率および選択率は第２表のとおシ
であった。
であった。
第 ２ 表
〈実施例６〉
ポリメチルイソブチルシロキサンをベンゼンに溶解し１
０％溶液を作成した。この高分子溶液を実施例４と同様
の方法で水面上に展開し、日本ミリポアリミテッド社製
のミリポアフィルタニに減圧吸取りにより貼シ合わせ複
合膜を調整゛した。この複合膜の気体透過率および選択
率は第２表のとおりであった。
０％溶液を作成した。この高分子溶液を実施例４と同様
の方法で水面上に展開し、日本ミリポアリミテッド社製
のミリポアフィルタニに減圧吸取りにより貼シ合わせ複
合膜を調整゛した。この複合膜の気体透過率および選択
率は第２表のとおりであった。
以上の！うに、本発明は化学構造が一般式（ここで、Ｒ
は炭素数が４〜９のアルキル基を示し、ｎはＯを含まな
い整数であり、ｍはＯを含む整数を示す。）で示される
ポリオルガノシロキサンより成る気体透過膜および上記
ポリオルガノ７０キサン膜と多孔性支持体膜とを複合し
て成る気体透過膜で、気体透過性が高く、しかも選択性
のすぐれた気体透過膜を提供し、たとえば空気より酸素
の富化された酸素富化空気を容易に得ることができるの
で、各種内燃機関、諸工業、医療用等に利用価値が極め
て大きい。
は炭素数が４〜９のアルキル基を示し、ｎはＯを含まな
い整数であり、ｍはＯを含む整数を示す。）で示される
ポリオルガノシロキサンより成る気体透過膜および上記
ポリオルガノ７０キサン膜と多孔性支持体膜とを複合し
て成る気体透過膜で、気体透過性が高く、しかも選択性
のすぐれた気体透過膜を提供し、たとえば空気より酸素
の富化された酸素富化空気を容易に得ることができるの
で、各種内燃機関、諸工業、医療用等に利用価値が極め
て大きい。
Claims (2)
- （１）構造が次の一般式で示されるポリオルガノシロキ
サンよ構成る気体透過膜 （ここに、Ｒは炭素数が４個以上９個までであるアルキ
ル基を示し、ｎはＯを含まない整数、ｍは・０又は１以
上の整数を示す。） - （２） ポリオルガノシロキサンが多孔性支持膜に支
持された複合膜として構成された特許請求の範囲第１項
記載の気体透過膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56112460A JPS5814929A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 気体透過膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56112460A JPS5814929A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 気体透過膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5814929A true JPS5814929A (ja) | 1983-01-28 |
| JPS6256774B2 JPS6256774B2 (ja) | 1987-11-27 |
Family
ID=14587182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56112460A Granted JPS5814929A (ja) | 1981-07-17 | 1981-07-17 | 気体透過膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5814929A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007269938A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 気体分離膜用オルガノポリシロキサン |
-
1981
- 1981-07-17 JP JP56112460A patent/JPS5814929A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007269938A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 気体分離膜用オルガノポリシロキサン |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6256774B2 (ja) | 1987-11-27 |
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