JPS588514A - 複合分離膜の製造法 - Google Patents
複合分離膜の製造法Info
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- JPS588514A JPS588514A JP56105620A JP10562081A JPS588514A JP S588514 A JPS588514 A JP S588514A JP 56105620 A JP56105620 A JP 56105620A JP 10562081 A JP10562081 A JP 10562081A JP S588514 A JPS588514 A JP S588514A
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- polyimide
- aromatic
- heat
- membrane
- solution
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
- B01D71/62—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain
- B01D71/64—Polyimides; Polyamide-imides; Polyester-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (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】
この発明は、芳香族ポリイミド微多孔質膜に。
前記ポリイミド不溶性の有機溶媒と他の耐熱性ポリマー
とからなる耐熱性ポリマー希薄溶液を塗布し、乾燥する
゛ことによって、耐熱性の複合分離膜を製造する方法に
係る。
とからなる耐熱性ポリマー希薄溶液を塗布し、乾燥する
゛ことによって、耐熱性の複合分離膜を製造する方法に
係る。
この発明で製造されるポリイミド微多孔質層を有する複
合分離膜は、優れた耐熱性と機械的強度とを有し、ガス
透過性能、ガス分離性能が優れているのである。
合分離膜は、優れた耐熱性と機械的強度とを有し、ガス
透過性能、ガス分離性能が優れているのである。
従来、耐熱性で高性能の分離膜であるポリイミド分離膜
の製造法として種々提案されており9例えば、特開昭4
9−45152号公報には、製膜用のドープ液として芳
香族ポリアミック酸の均一な溶液を使用して、そのドー
プ液の薄膜を形成し。
の製造法として種々提案されており9例えば、特開昭4
9−45152号公報には、製膜用のドープ液として芳
香族ポリアミック酸の均一な溶液を使用して、そのドー
プ液の薄膜を形成し。
製膜用の凝固液として低級脂肪族カルボン酸と第6級ア
ミンとから本質的になるイミド環化組成物を含有する混
合溶媒を使用して、前記ポリアミック酸溶液(ドープ液
)の薄膜を湿式製膜法で凝固すると共にポリマーをイミ
ド環化して、ポリイミド非対称性膜を製造する方法が記
載されており。
ミンとから本質的になるイミド環化組成物を含有する混
合溶媒を使用して、前記ポリアミック酸溶液(ドープ液
)の薄膜を湿式製膜法で凝固すると共にポリマーをイミ
ド環化して、ポリイミド非対称性膜を製造する方法が記
載されており。
よく知られている。
しかしながら、前述の公知の製膜方法では、製膜を凝固
液との接触による湿式製膜法で行い、凝固とイミド環化
とを同時に凝固液中で行うためにそれらのコントロール
が難しく安定したガス分離性能を有するポリイミド分離
膜を再現性よく製造・することが極めて困難であシ、し
たがって、ガス成分の分離性能が不安定でバラツキが大
きく、ガス成分の透過速度が充分に速くない非対称性膜
となってしまうことが、しばしば起るという問題があっ
た。
液との接触による湿式製膜法で行い、凝固とイミド環化
とを同時に凝固液中で行うためにそれらのコントロール
が難しく安定したガス分離性能を有するポリイミド分離
膜を再現性よく製造・することが極めて困難であシ、し
たがって、ガス成分の分離性能が不安定でバラツキが大
きく、ガス成分の透過速度が充分に速くない非対称性膜
となってしまうことが、しばしば起るという問題があっ
た。
この発明者らは慶前述のような欠点のない耐熱性の分離
膜の新規な製造法について鋭意研究した結果、予め製造
された芳香族ポリイミド微多孔質膜の表面に、耐熱性ポ
リマーの希薄溶液を、塗布しtその塗布層を乾燥し溶媒
を徐々に除去することに′よって、高性能の耐熱性の複
合分離膜を安定的に製造できることを見出し、この発明
を完成した。
膜の新規な製造法について鋭意研究した結果、予め製造
された芳香族ポリイミド微多孔質膜の表面に、耐熱性ポ
リマーの希薄溶液を、塗布しtその塗布層を乾燥し溶媒
を徐々に除去することに′よって、高性能の耐熱性の複
合分離膜を安定的に製造できることを見出し、この発明
を完成した。
すなわち、この発明は、芳香族ポリイミド微多孔質膜に
。
。
一前記ポリイミド不溶性の有機溶媒100重量部およ゛
び・芳香族ポリイミドまたはポリアミック酸’ )以外
の耐熱性ポリマー0.01〜7重量部からなる耐熱性ポ
リマ′−希薄溶液を、塗布し。
び・芳香族ポリイミドまたはポリアミック酸’ )以外
の耐熱性ポリマー0.01〜7重量部からなる耐熱性ポ
リマ′−希薄溶液を、塗布し。
その塗布層を乾燥し溶媒を徐々に除去することを特徴と
する複合分離膜の製造法に関する。
する複合分離膜の製造法に関する。
この発明の方法は・芳香族ポリイミド微多孔質膜に、前
記ポリイミド(またはポリアミック酸)以外の耐熱性ポ
リマーの希薄溶液を塗布し、その塗布層を乾燥して、ポ
リイミド微多孔質膜の表面に耐熱性ポリマー均質層(緻
密層)の極めて薄い層を形成するという単純な工程で耐
熱性の複合分離膜を製造するので、高性能の複合分離膜
i再現性よく安定的に製造できる新規な方法である。
記ポリイミド(またはポリアミック酸)以外の耐熱性ポ
リマーの希薄溶液を塗布し、その塗布層を乾燥して、ポ
リイミド微多孔質膜の表面に耐熱性ポリマー均質層(緻
密層)の極めて薄い層を形成するという単純な工程で耐
熱性の複合分離膜を製造するので、高性能の複合分離膜
i再現性よく安定的に製造できる新規な方法である。
また、この発明の方法によって製造される複合分離膜は
、芳香族ポリイミドからなる多孔質層と耐熱性ポリマー
からなる均質層(緻密層)とで一体に形成されているの
でt優れた耐熱性と機−高強度とを有しておシ、シかも
、出発材料である芳香族ポリイミド微多孔質膜と比較し
て、ガス分離性能が著しく改善されるのでろって2例え
ば、水素と一酸化炭素との分離性能(水素と一酸化炭素
との透過度Pの比; PH!/ Pco )が前記微
多孔質膜の分離性能(PH27PCO)の4倍以上、特
に5倍以上であっで伽ガスの透過速度も大き′いのであ
る。
、芳香族ポリイミドからなる多孔質層と耐熱性ポリマー
からなる均質層(緻密層)とで一体に形成されているの
でt優れた耐熱性と機−高強度とを有しておシ、シかも
、出発材料である芳香族ポリイミド微多孔質膜と比較し
て、ガス分離性能が著しく改善されるのでろって2例え
ば、水素と一酸化炭素との分離性能(水素と一酸化炭素
との透過度Pの比; PH!/ Pco )が前記微
多孔質膜の分離性能(PH27PCO)の4倍以上、特
に5倍以上であっで伽ガスの透過速度も大き′いのであ
る。
以下、この発明の方法について、さらに詳しく説明する
。
。
この発明の方法で使用する芳香族ポリイミド微多孔質膜
ハ、 一般式fN<::>R<::>N−R’−)(I
)(ただし、Rは芳香族テトラカルボン酸成分に係る
芳香族残基であり pt/は芳香族ジアミン成分に係る
芳香族残基である)で示される反復単位から微多孔質膜
でありp後述するガス透過テストにおいて1例えば、水
素ガスの透過度(PH2)が約I X 10〜5 X
10 crA/ctA ・Sec”c@Hgl好ましく
は5×10〜1X10ctVaA−eec−crnHg
であって、水素と一酸化炭素との透過度Pの比(PH2
/PC!O)が2〜25.好ましくは2.5〜20程度
であればよい。
ハ、 一般式fN<::>R<::>N−R’−)(I
)(ただし、Rは芳香族テトラカルボン酸成分に係る
芳香族残基であり pt/は芳香族ジアミン成分に係る
芳香族残基である)で示される反復単位から微多孔質膜
でありp後述するガス透過テストにおいて1例えば、水
素ガスの透過度(PH2)が約I X 10〜5 X
10 crA/ctA ・Sec”c@Hgl好ましく
は5×10〜1X10ctVaA−eec−crnHg
であって、水素と一酸化炭素との透過度Pの比(PH2
/PC!O)が2〜25.好ましくは2.5〜20程度
であればよい。
前記の芳香族ポリイミド微多孔質膜は、芳香族テトラカ
ルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを重合して得られ
る芳香族ポリアミック酸あるいは芳香族ポリイミドを9
有機極性溶媒に均一に溶解した溶液をドープ液として使
用して、乾式製膜法あるいは湿式製膜法によって、製造
することができる。
ルボン酸成分と芳香族ジアミン成分とを重合して得られ
る芳香族ポリアミック酸あるいは芳香族ポリイミドを9
有機極性溶媒に均一に溶解した溶液をドープ液として使
用して、乾式製膜法あるいは湿式製膜法によって、製造
することができる。
この発明者らは、芳香族ポリイミド微多孔質膜の製造方
法について2種々の方法を、特願昭55−59472号
、特願昭56−54965号p特願昭56−54966
号および特願昭56−54967号として特許出願した
。
法について2種々の方法を、特願昭55−59472号
、特願昭56−54965号p特願昭56−54966
号および特願昭56−54967号として特許出願した
。
それらの発明は、大略、芳香族テトラカルボン酸成分と
芳香族ジアミン成分とから重合反応で得られたポリアミ
ック酸、あるいはポリイミドが。
芳香族ジアミン成分とから重合反応で得られたポリアミ
ック酸、あるいはポリイミドが。
各ポリマー可溶性の有機極性溶媒とその各ポリマー不溶
性の有機極性溶媒との特定の混合溶媒に。
性の有機極性溶媒との特定の混合溶媒に。
適当なポリマニ濃度で均一に溶解しているポリマー組成
物を、製膜用のドープ液として使用して。
物を、製膜用のドープ液として使用して。
そのドープ液の薄膜(平膜状、中空糸状)を形成し、加
熱乾燥による乾式法で、必要であればイミド環化を行い
、ポリイミド微多孔質膜を製造する方法である。
熱乾燥による乾式法で、必要であればイミド環化を行い
、ポリイミド微多孔質膜を製造する方法である。
また、芳香族ポリイミド微多孔質膜は、芳香族テトラカ
ルボン酸成分と芳香族ジアミン成分トラ。
ルボン酸成分と芳香族ジアミン成分トラ。
有機極性溶媒中、低温で重合して得られる芳香族ポリア
ミック酸または芳香族ポリイミドの均一な溶液をドープ
液として使用して、そのドープ液の薄膜(平膜状・中空
糸状)を形成しり特定の水。
ミック酸または芳香族ポリイミドの均一な溶液をドープ
液として使用して、そのドープ液の薄膜(平膜状・中空
糸状)を形成しり特定の水。
低級アルコール系の凝固液を使用する湿式法でシボリア
ミック酸またはポリイミドの凝固膜を形成し、その凝固
膜を乾燥し、必要キあれば高温に加熱してポリマーをイ
ミド環化する方法で、製造することができる。
ミック酸またはポリイミドの凝固膜を形成し、その凝固
膜を乾燥し、必要キあれば高温に加熱してポリマーをイ
ミド環化する方法で、製造することができる。
前述の一般式(I)を構成することになる芳香族残基R
に係る芳香族テトラカルボン酸成分としてはp例えば+
313’、414’−ビフェニルテトラカルボン酸
。
に係る芳香族テトラカルボン酸成分としてはp例えば+
313’、414’−ビフェニルテトラカルボン酸
。
2+3+314’−ビフェニルテトラカルボン酸y j
3<4,4’−ペンゾフエノンテトラ力ルポン酸j 2
,2−ビス(314−ジカルボキシフェニル)プロパン
ν ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)ニーデル、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)チオニーデルtピロメリッ
ト酸、あるいはそれらの酸無水物、塩またはエステル化
誘導体を挙げることができる。
3<4,4’−ペンゾフエノンテトラ力ルポン酸j 2
,2−ビス(314−ジカルボキシフェニル)プロパン
ν ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、ビ
ス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン、ビス(
3,4−ジカルボキシフェニル)ニーデル、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル)チオニーデルtピロメリッ
ト酸、あるいはそれらの酸無水物、塩またはエステル化
誘導体を挙げることができる。
基R′に係る芳香族ジアミン成分としては?例えばt4
.4′−ジアミノジフェニルエーテルl 3,3’−
’))1チル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
* 3,3’−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテルp j3’−ジアミノジフェニルエーテ
ル+3.4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのジフ
ェニルエーテル系ジアミン、4,4′−ジアミノジフェ
ニルチオエーテル* 3,3’−ジメチル−4,4′
−ジアミノジフェニルチオエーテル# 3,3’−ジア
ミノジフェニルチオエーテルなどのジフェニルチオエー
テル系ジアミンs 4,4’−ジアミノベンゾフェノ
ンp 595’−ジメチル−4,4′−ジアミノベンゾ
フェノ石3.3′−ジアミノベンゾフェノンなどのベン
ゾフェノン系ジアミンy 4,4’−ジアミノジフェ
らルメタン、 3.3’−ジメトキシ−4,4′−ジア
ミ)ジフェニルメタン、 3.3’−ジアミノジフェニ
ルメタンなどのジフェニルメタン系ジアミン、2,2−
ビス−(4−アミノ7エ、ニル)プロパン、2,2−ビ
ス(6−アミノフェニル)プロパンなどのビスフェニル
プロパン系シアミン、 4.4’−ジアミノジフェニル
スルホン、 3.3’−ジ′アミノジフェニルスルホ
ンナトノシフェニルスルホン系ジアミン、ベンチジン。
.4′−ジアミノジフェニルエーテルl 3,3’−
’))1チル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル
* 3,3’−ジメトキシ−4,4′−ジアミノジフ
ェニルエーテルp j3’−ジアミノジフェニルエーテ
ル+3.4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのジフ
ェニルエーテル系ジアミン、4,4′−ジアミノジフェ
ニルチオエーテル* 3,3’−ジメチル−4,4′
−ジアミノジフェニルチオエーテル# 3,3’−ジア
ミノジフェニルチオエーテルなどのジフェニルチオエー
テル系ジアミンs 4,4’−ジアミノベンゾフェノ
ンp 595’−ジメチル−4,4′−ジアミノベンゾ
フェノ石3.3′−ジアミノベンゾフェノンなどのベン
ゾフェノン系ジアミンy 4,4’−ジアミノジフェ
らルメタン、 3.3’−ジメトキシ−4,4′−ジア
ミ)ジフェニルメタン、 3.3’−ジアミノジフェニ
ルメタンなどのジフェニルメタン系ジアミン、2,2−
ビス−(4−アミノ7エ、ニル)プロパン、2,2−ビ
ス(6−アミノフェニル)プロパンなどのビスフェニル
プロパン系シアミン、 4.4’−ジアミノジフェニル
スルホン、 3.3’−ジ′アミノジフェニルスルホ
ンナトノシフェニルスルホン系ジアミン、ベンチジン。
3.3′−ジメチルベンチジンl 3,3’−ジメトキ
シベ、ンチジンj 3,3’−ジアミノビフェニルな
どのビフェニル系ジアミン、または1 m + p
”−+ O−フェニレンジアミンなどを挙げることがで
きる。
シベ、ンチジンj 3,3’−ジアミノビフェニルな
どのビフェニル系ジアミン、または1 m + p
”−+ O−フェニレンジアミンなどを挙げることがで
きる。
前述の芳香族ポリイミド微多孔質膜の製造法において、
芳香族テトラカルボン酸成分として、ビフェニルテトラ
カルボン酸、またはその酸無水物。
芳香族テトラカルボン酸成分として、ビフェニルテトラ
カルボン酸、またはその酸無水物。
6るいはベンゾフェノンテトラカルボン酸、またはその
酸無水物、を使用し、芳香族ジアミン成分として、2個
のベンゼン核を有するジアミン化合物を使用してt両成
分を略等モル重合して得られた芳香族ポリイミドは、フ
ェノール系溶媒9例えばフェノ−ルミクレゾール、キシ
レノール、ハロゲン化フェノール、ノ・ロゲン化クレゾ
ールなどに溶解するので、これらの溶液を製膜用ドープ
液として使用し、その薄膜を凝固液で凝固して多孔質膜
を製造で′きるし、あるいは、そのポリイミドを前記フ
ェノール系溶媒とポリイミド不溶性の芳香族系溶媒との
混合溶媒に溶解したポリイミド溶液を製膜用のドープ液
として使用して、微多孔質膜を乾式法で製造することが
できる。
酸無水物、を使用し、芳香族ジアミン成分として、2個
のベンゼン核を有するジアミン化合物を使用してt両成
分を略等モル重合して得られた芳香族ポリイミドは、フ
ェノール系溶媒9例えばフェノ−ルミクレゾール、キシ
レノール、ハロゲン化フェノール、ノ・ロゲン化クレゾ
ールなどに溶解するので、これらの溶液を製膜用ドープ
液として使用し、その薄膜を凝固液で凝固して多孔質膜
を製造で′きるし、あるいは、そのポリイミドを前記フ
ェノール系溶媒とポリイミド不溶性の芳香族系溶媒との
混合溶媒に溶解したポリイミド溶液を製膜用のドープ液
として使用して、微多孔質膜を乾式法で製造することが
できる。
また2通常、有機極性溶媒に実質的に溶解することがな
い芳香族ポリイミドでは、その芳香族ポリイミドの前駆
体であるポリアミック酸をν適当な有機極性溶媒に均一
に溶解して得られるポリアミック酸の溶液金製膜用のド
ープ液として使用してt微多孔質膜を製造することがで
きる。
い芳香族ポリイミドでは、その芳香族ポリイミドの前駆
体であるポリアミック酸をν適当な有機極性溶媒に均一
に溶解して得られるポリアミック酸の溶液金製膜用のド
ープ液として使用してt微多孔質膜を製造することがで
きる。
この発明の方法で使用する芳香族ポリイミド微多孔質膜
は、少なくとも200°Cの温度においてガス成分の透
過性能が悪化することがなく、シかも約100Kg/c
rA程度までの圧力でガス透過性能が悪化することがな
いものであることが好ましい。
は、少なくとも200°Cの温度においてガス成分の透
過性能が悪化することがなく、シかも約100Kg/c
rA程度までの圧力でガス透過性能が悪化することがな
いものであることが好ましい。
前記芳香族ポリイミド微多孔質膜は、充分に使用に耐え
得る機械的強度を示すような膜厚であればどのような膜
厚のものであってもよいがり特にり2〜500μ、さら
に好ましくは5〜300μ程度であることが好ましい。
得る機械的強度を示すような膜厚であればどのような膜
厚のものであってもよいがり特にり2〜500μ、さら
に好ましくは5〜300μ程度であることが好ましい。
この発明の方法において、耐熱性ポリマー希薄溶液は、
芳香族ボ1yイミド微多孔質膜を形成しているポリイミ
ド不溶性の有機溶媒100重量部。
芳香族ボ1yイミド微多孔質膜を形成しているポリイミ
ド不溶性の有機溶媒100重量部。
および、芳香族ポリイミドまたはそのポリイミドの前駆
体である芳香族ポリアミック酸以外の耐熱性ポリマー0
.01〜7重量部、好ましくは0.05〜5重量部から
なる耐熱性ポリマー希薄溶液である。
体である芳香族ポリアミック酸以外の耐熱性ポリマー0
.01〜7重量部、好ましくは0.05〜5重量部から
なる耐熱性ポリマー希薄溶液である。
前記耐熱性ポリマーは、約100’C以下の温度で軟化
してしまうことがなく、ガス分離性能を有するものであ
って、適当な有機溶媒(芳香族ポリイミド不溶性の溶媒
)に均一に0.01〜5N量チの濃度で溶解しうるもの
であればどのような種類のものであってもよい。
してしまうことがなく、ガス分離性能を有するものであ
って、適当な有機溶媒(芳香族ポリイミド不溶性の溶媒
)に均一に0.01〜5N量チの濃度で溶解しうるもの
であればどのような種類のものであってもよい。
その耐熱性ポリマーとしては1例えば、ポリ(2,6−
シフエニルフエニレンオキシド)pポリ(2,,6−シ
メチルフエニレンオキシド)、ポリスルホン2シリコー
ンゴム(ポリジメチルシロキサン)Iポリ(4−ビニル
ヒリジン)、1.2−シンジオククチックポリプタジェ
ンなどを好適に挙げることかできる。
シフエニルフエニレンオキシド)pポリ(2,,6−シ
メチルフエニレンオキシド)、ポリスルホン2シリコー
ンゴム(ポリジメチルシロキサン)Iポリ(4−ビニル
ヒリジン)、1.2−シンジオククチックポリプタジェ
ンなどを好適に挙げることかできる。
前記の耐熱性ポリマー希薄溶液に使用する有機溶媒は、
芳香族ポリイミドを6重量%以上、特に2重量%以上溶
解することがない溶媒であって。
芳香族ポリイミドを6重量%以上、特に2重量%以上溶
解することがない溶媒であって。
前述の耐熱性ポリマーを0.01〜5x量チ溶解しうる
ものであればどのような種類の有機溶媒であってもよい
。この発明では、前記有機溶媒は、融点が100°C以
下、特に80゛C以下であり、沸点(常圧)が600°
C以下、特に250°C以下、さらに好ましくは200
°C以下であることが好ましい。
ものであればどのような種類の有機溶媒であってもよい
。この発明では、前記有機溶媒は、融点が100°C以
下、特に80゛C以下であり、沸点(常圧)が600°
C以下、特に250°C以下、さらに好ましくは200
°C以下であることが好ましい。
前記溶媒としては1例えば、ベンゼン、トルエン、キシ
レン、ハロゲン化ベンゼン、ハロゲンイヒトルエン、ハ
ロゲン化キシレン、ハロゲン化ナフタリンなどの芳香族
炭化水素またはそのハロゲン化物、メチルアルコール、
エチルアルコール、フロビルアルコール、メチルアルコ
ー)L/、エチレングリコール、プロピレングリコール
などの低級アルコールマタハグリコール、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチル・イソブチルケト/、エチル
・イソブチルケト/、シクロヘキサンなどのケトン化合
物−n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、n−
ノナン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素+ N、
N−ジメチルアセトアミドe N、N−ジエチルアセト
アミドr N+N−ジメチルホルムアミド、 N、N
−ジエチルホルムアミドなどのアミド化合物、ジメチル
スルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシ
ド化合物などを挙げることができる。
レン、ハロゲン化ベンゼン、ハロゲンイヒトルエン、ハ
ロゲン化キシレン、ハロゲン化ナフタリンなどの芳香族
炭化水素またはそのハロゲン化物、メチルアルコール、
エチルアルコール、フロビルアルコール、メチルアルコ
ー)L/、エチレングリコール、プロピレングリコール
などの低級アルコールマタハグリコール、アセトン、メ
チルエチルケトン、メチル・イソブチルケト/、エチル
・イソブチルケト/、シクロヘキサンなどのケトン化合
物−n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、n−
ノナン、シクロヘキサンなどの飽和炭化水素+ N、
N−ジメチルアセトアミドe N、N−ジエチルアセト
アミドr N+N−ジメチルホルムアミド、 N、N
−ジエチルホルムアミドなどのアミド化合物、ジメチル
スルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシ
ド化合物などを挙げることができる。
この発明め方法において、前記耐熱性ポリマー希薄溶液
は、耐熱性ポリマー濃度が余シ小さくなり過ぎると芳香
族ポリイミド微多孔質膜の表面に全面的に安定した耐漏
性ポリマー均質層を形成することができなくなりt最終
的に得られる分離膜のガス分離性能が改善されないので
適当ではなく。
は、耐熱性ポリマー濃度が余シ小さくなり過ぎると芳香
族ポリイミド微多孔質膜の表面に全面的に安定した耐漏
性ポリマー均質層を形成することができなくなりt最終
的に得られる分離膜のガス分離性能が改善されないので
適当ではなく。
一方針熱性ポリマー濃度が余りに大きくなり過ぎると、
ポリマー均質層が厚くなってしまい、最終的に得られる
分離膜がガス透過性能の悪化したものとなるので適当で
はない。
ポリマー均質層が厚くなってしまい、最終的に得られる
分離膜がガス透過性能の悪化したものとなるので適当で
はない。
前述の耐熱性ポリマー希薄溶液は、余り粘稠でないもの
が好ましく、その回転粘度(30°C)が1〜50万セ
ンチポアズ、特に5〜1万センチポアズ程度であればよ
い。
が好ましく、その回転粘度(30°C)が1〜50万セ
ンチポアズ、特に5〜1万センチポアズ程度であればよ
い。
この発明では1芳香族ポリイミド微多孔質膜の表面に耐
熱性ポリマー希薄溶液を塗布する温度は・前記希薄溶液
の溶媒が蒸発して急速になくなづてしまわない温度であ
って、希薄溶液が一部固化したシ、その各成分”(ポリ
マー)が析出しない温度であればよく2例えば、0〜1
00°C9特に5〜80°C程度であればよい。
熱性ポリマー希薄溶液を塗布する温度は・前記希薄溶液
の溶媒が蒸発して急速になくなづてしまわない温度であ
って、希薄溶液が一部固化したシ、その各成分”(ポリ
マー)が析出しない温度であればよく2例えば、0〜1
00°C9特に5〜80°C程度であればよい。
前記耐熱性ポリマー希薄溶液を微多孔質膜に塗布する方
法は2種々の方法で塗布することができるが2例えば、
微多孔質膜の表面に希薄溶液を流延して均一な厚さで塗
布する方法、微多孔質膜の表面に希薄溶液をスプレー(
噴霧)して塗布する方法、微多孔質膜をポリマー希薄溶
液で濡らされたロールと接触させて塗布する方法、さら
に微多孔質膜を希薄溶液に浸漬して塗布する方法などを
挙げることができる。
法は2種々の方法で塗布することができるが2例えば、
微多孔質膜の表面に希薄溶液を流延して均一な厚さで塗
布する方法、微多孔質膜の表面に希薄溶液をスプレー(
噴霧)して塗布する方法、微多孔質膜をポリマー希薄溶
液で濡らされたロールと接触させて塗布する方法、さら
に微多孔質膜を希薄溶液に浸漬して塗布する方法などを
挙げることができる。
前述のようにして微多孔質膜の表面に塗布された希薄溶
液の塗布層の厚さは、約0.1〜200μ。
液の塗布層の厚さは、約0.1〜200μ。
特に1〜100μ、さらに好ましくは2〜80μ程度で
あることが好ましい。
あることが好ましい。
なお、前述の希薄溶液の塗布に先立って、芳香族ポリイ
ミド微多孔質膜を、低級アルコール、低分子量ケトンp
ベンゼン系溶媒、低分子量の脂肪酸エステル、脂肪族炭
化水素、脂環族炭化水素などの溶媒に、浸漬させて、膜
の表面のみの溶媒を除去し、それらの溶媒を内部に含浸
させた後、前述の塗布操作を行うと、耐熱性ポリマー希
薄溶液が微多孔質膜の表面層にだけ薄く塗布できるので
好適である。
ミド微多孔質膜を、低級アルコール、低分子量ケトンp
ベンゼン系溶媒、低分子量の脂肪酸エステル、脂肪族炭
化水素、脂環族炭化水素などの溶媒に、浸漬させて、膜
の表面のみの溶媒を除去し、それらの溶媒を内部に含浸
させた後、前述の塗布操作を行うと、耐熱性ポリマー希
薄溶液が微多孔質膜の表面層にだけ薄く塗布できるので
好適である。
この発明の方法において、前述のようにして。
芳香族ポリイミド微多孔質膜の表面に、耐熱性ポリマー
希薄溶液を塗布し、その塗布層を乾燥し溶媒を徐々に除
去することを行って、耐熱性の複合分離膜を製造するの
である。
希薄溶液を塗布し、その塗布層を乾燥し溶媒を徐々に除
去することを行って、耐熱性の複合分離膜を製造するの
である。
前述の塗布層の乾燥は26〜600°C2特に25〜2
50°Cの加温または加熱下で、不活性気体の流通下に
行うことが好適であり、さらに前述の塗布層の乾燥によ
って溶媒を完全に除去じてしまう必要は力<、溶媒の一
部(微量)の残留があっても塗布層が凝固または固化し
てガス分離膜として使用できる状態であればよい。
50°Cの加温または加熱下で、不活性気体の流通下に
行うことが好適であり、さらに前述の塗布層の乾燥によ
って溶媒を完全に除去じてしまう必要は力<、溶媒の一
部(微量)の残留があっても塗布層が凝固または固化し
てガス分離膜として使用できる状態であればよい。
この発明において塗布層の乾燥によって溶媒を徐々に除
去するため蝉は、乾燥を低温から高温へ段階的に行うこ
とが好ましく9例えば、20〜80°C1特に25〜6
0°C程度の温度で、不活性気体(例えば、乾燥空気、
乾燥窒素ガスなど)の流通下に、0.1〜50時間、特
に0.5〜30時間。
去するため蝉は、乾燥を低温から高温へ段階的に行うこ
とが好ましく9例えば、20〜80°C1特に25〜6
0°C程度の温度で、不活性気体(例えば、乾燥空気、
乾燥窒素ガスなど)の流通下に、0.1〜50時間、特
に0.5〜30時間。
風乾を行い2次いで、80〜150°C2特に85〜1
40°C程度の温度で0.1〜10時間、特に0.2〜
5時間、加熱乾燥し、さらに必要であれば。
40°C程度の温度で0.1〜10時間、特に0.2〜
5時間、加熱乾燥し、さらに必要であれば。
150〜600°C1特に160〜250°Cの温度で
t o、1〜20時間、特に0.2〜10時間程度。
t o、1〜20時間、特に0.2〜10時間程度。
加熱乾燥することが好ましい。この発明の方法では、塗
布層の乾燥を、上述以上にさらに多段階で昇温しながら
乾燥することができる。
布層の乾燥を、上述以上にさらに多段階で昇温しながら
乾燥することができる。
この発明の方法によって製造されるポリイミド複合分離
膜は、芳香族ポリイミド多孔質膜(厚さ2〜500μ9
%に5〜′500μ)と、ポリイミド均質層(厚さ5μ
以下、特に1μ以下)とが一体に接合されている複合分
離膜であり、1合分離膜全体が芳香族ポリイミドという
耐熱性の素材で構成されているので、ガス分離に用いる
際の使用温度が常温から約200°Cまでと広範囲であ
る。
膜は、芳香族ポリイミド多孔質膜(厚さ2〜500μ9
%に5〜′500μ)と、ポリイミド均質層(厚さ5μ
以下、特に1μ以下)とが一体に接合されている複合分
離膜であり、1合分離膜全体が芳香族ポリイミドという
耐熱性の素材で構成されているので、ガス分離に用いる
際の使用温度が常温から約200°Cまでと広範囲であ
る。
一方、この発明の方法で製造される芳香族ポリイミド複
合分離膜は、ガス透過テストにおいて。
合分離膜は、ガス透過テストにおいて。
優れたガス透過速度とガス分離性能とを同時に有してお
シ2例えば、水素ガス透過度(PHz )が5 X 1
0−’ ah/crll ・BeC・cmHg以上であ
って、水素と一酸化炭素との分離性能(PH2/POO
で示す)が25以上と高いのである。
シ2例えば、水素ガス透過度(PHz )が5 X 1
0−’ ah/crll ・BeC・cmHg以上であ
って、水素と一酸化炭素との分離性能(PH2/POO
で示す)が25以上と高いのである。
以下2次に参考例、実施例を示す。
実施例において、ガス透過テストは2面積14.65−
のステンレス製セルに分離膜を設置し、水素。
のステンレス製セルに分離膜を設置し、水素。
−酸化炭素を各々065〜1にり/cIAに加圧して2
分離膜を透過して来るガス量を流量計で測定した。
分離膜を透過して来るガス量を流量計で測定した。
各ガスの透過度は2次の式で算出した。
なお2分離膜の分離性能は、水素の透過度(PHz)と
−酸化炭素の透過度(pco)との比(PH2/POO
)で示す。
−酸化炭素の透過度(pco)との比(PH2/POO
)で示す。
参考例1
3;3’、4.4’−ピフエ巨ルテトラカルボン酸二無
水物40 mmotl a、4’−ジアミノジフェニ
ルエーテル40mm0Lおよびパラクロルフェノール1
65tをp攪拌機と窒素ガス導入管とが付設されたセノ
くラブルフラスコに入れて、窒素ガスを流通しながら1
反応液を常温から180°Cまで約50分間で昇温し、
さらにその反応液を180°Cに8時間保持して9重合
およびイミド環化を1段で行って粘稠なポリイミド溶液
を得た。
水物40 mmotl a、4’−ジアミノジフェニ
ルエーテル40mm0Lおよびパラクロルフェノール1
65tをp攪拌機と窒素ガス導入管とが付設されたセノ
くラブルフラスコに入れて、窒素ガスを流通しながら1
反応液を常温から180°Cまで約50分間で昇温し、
さらにその反応液を180°Cに8時間保持して9重合
およびイミド環化を1段で行って粘稠なポリイミド溶液
を得た。
そのポリイミド溶液は、ポリマー濃度が10重量%であ
り、ポリマーのイミド化率が95チ以上であシ、さらに
ポリマーの対数粘度(50°C20,5f/100罰パ
ラクロルフエノール)が2.2であった。
り、ポリマーのイミド化率が95チ以上であシ、さらに
ポリマーの対数粘度(50°C20,5f/100罰パ
ラクロルフエノール)が2.2であった。
前述のようにして製造したポリイミド溶液を。
ガラス板上に25°Cで流延し厚さ0.2■の液状の薄
膜を形成し、その液状の薄膜を室温(25°C)でメタ
ノール凝固液に約20時間浸漬し、凝固させて凝固膜を
形成し、その凝固膜をメタノール凝固液から取シ出し、
さらにその凝固膜をn−へキサン中に25°Cで20時
間浸漬した後、空気流通下、25°Cで5時間風乾し1
次いで100°C1時間乾燥し、さらに200°Cで6
時間加熱処理して。
膜を形成し、その液状の薄膜を室温(25°C)でメタ
ノール凝固液に約20時間浸漬し、凝固させて凝固膜を
形成し、その凝固膜をメタノール凝固液から取シ出し、
さらにその凝固膜をn−へキサン中に25°Cで20時
間浸漬した後、空気流通下、25°Cで5時間風乾し1
次いで100°C1時間乾燥し、さらに200°Cで6
時間加熱処理して。
ポリイミド多孔質膜を得た。
そのポリイミド多孔質膜は、膜厚が約25μであり、2
5°Cにおけるガス透過テストによる水素の透過度(P
H2)が7.1文10′″” ” / m” 8 e
Q 、c@11 gであり、水素と一酸化炭素との透過
度の比(PHa/pao )が2.8であった。
5°Cにおけるガス透過テストによる水素の透過度(P
H2)が7.1文10′″” ” / m” 8 e
Q 、c@11 gであり、水素と一酸化炭素との透過
度の比(PHa/pao )が2.8であった。
実施例1
参考例1で得られた芳香族ポリイミド微多孔質膜ヲ、ポ
リ(2,6°−ビフェニルフェニレンオキサイド〔対数
粘度(25°C,0,5r/100ジクロロホルム)が
0.93である〕が1重量%の濃度でベンゼンに溶解し
ている耐熱性ポリマー希薄溶液に、25°Cで20分間
浸漬して、微多孔質膜に前記希薄溶液を塗布し、その塗
布膜を、空気流通下に、25°Cで15時間、風乾して
、複合分離膜を製造した。
リ(2,6°−ビフェニルフェニレンオキサイド〔対数
粘度(25°C,0,5r/100ジクロロホルム)が
0.93である〕が1重量%の濃度でベンゼンに溶解し
ている耐熱性ポリマー希薄溶液に、25°Cで20分間
浸漬して、微多孔質膜に前記希薄溶液を塗布し、その塗
布膜を、空気流通下に、25°Cで15時間、風乾して
、複合分離膜を製造した。
その複合分離膜について、第1表に示す温度でガス透過
テストを行った結果を第1表に示す。
テストを行った結果を第1表に示す。
なお、上記複合分離膜に100°Cで10時間−酸化炭
素を流通させ続けた後に、再びガス透過テストを行った
が、ガス分離性能の低下はなかった。
素を流通させ続けた後に、再びガス透過テストを行った
が、ガス分離性能の低下はなかった。
実施例2
希薄溶液として、シリコンゴム(ダウ・コーニング社製
・商品名;シルガード184)が1.1重量%の濃度で
ベンゼンに溶解している希薄溶液を使用したほかは、実
施例1と同様にして、複合分離膜を製造した。
・商品名;シルガード184)が1.1重量%の濃度で
ベンゼンに溶解している希薄溶液を使用したほかは、実
施例1と同様にして、複合分離膜を製造した。
その複合分離膜のガス透過テストの結果を第1表に示す
。
。
なお、その複合分離膜を、98°Cで一酸化炭素を10
時間流した後ガス透過テストを行ったが。
時間流した後ガス透過テストを行ったが。
ガス分離性能の低下はなかつ泥。
参考例2
ポリスルホン(ニー−シー・シー社製、ボ!jスールホ
ンP−35−00)の25重量%ジメチルホルムアミド
溶液を、ガラス板上に25°Cで流延し厚さ0.211
1IIの液状の薄膜を形成し、その液状の薄膜を、濃度
2重量%のジメチルホルムアミドと濃度0.5重量−の
2ウリルサルフエートナトリウム塩とを含む水溶液の凝
固液に、25°Cで20時間浸漬し、凝固させ、その凝
固膜を水で洗浄した後。
ンP−35−00)の25重量%ジメチルホルムアミド
溶液を、ガラス板上に25°Cで流延し厚さ0.211
1IIの液状の薄膜を形成し、その液状の薄膜を、濃度
2重量%のジメチルホルムアミドと濃度0.5重量−の
2ウリルサルフエートナトリウム塩とを含む水溶液の凝
固液に、25°Cで20時間浸漬し、凝固させ、その凝
固膜を水で洗浄した後。
25°Cで、空気流通下に20時間風乾し、さらに10
0°Cで30分間加熱処理してpポリスルホン多孔質膜
を製造した。
0°Cで30分間加熱処理してpポリスルホン多孔質膜
を製造した。
そのポリスルホン多孔質膜は、25°Cにおいて水素透
過度PH,が6J X 10 cIA/crA・ee
c・3Hgであり、水素と一酸化炭素との透過度の比(
paw/PCO)が3.7であった〇 比較例1 前記ポリスルホン多孔質膜(参考例2)を、実施例で使
用したシリコンゴムが1重量%の濃度エリグロインに均
一に溶解している希薄溶液に。
過度PH,が6J X 10 cIA/crA・ee
c・3Hgであり、水素と一酸化炭素との透過度の比(
paw/PCO)が3.7であった〇 比較例1 前記ポリスルホン多孔質膜(参考例2)を、実施例で使
用したシリコンゴムが1重量%の濃度エリグロインに均
一に溶解している希薄溶液に。
25°Cで20分間浸漬して、多孔質膜に希薄溶、液を
塗布し、その塗布膜を、25°Cで空気流通下に約15
分間、風乾して、複合分離膜を製造した。
塗布し、その塗布膜を、25°Cで空気流通下に約15
分間、風乾して、複合分離膜を製造した。
その複合分離膜のガス透過テストの結果を第1表に示す
。
。
なお、その複合分離膜に・98°Cで10時間−酸化炭
素を流通させ続けた後に、再びガス透過テストを行った
結果、水素透過度PH,が2.I X 10cIA/−
・sec”cm)Ig であり、水素と一酸化炭素と
の透過度の比(P)l、/PCO)が9.5であった。
素を流通させ続けた後に、再びガス透過テストを行った
結果、水素透過度PH,が2.I X 10cIA/−
・sec”cm)Ig であり、水素と一酸化炭素と
の透過度の比(P)l、/PCO)が9.5であった。
第 1 表
実施例3
希薄溶液として、ポリ−4−ビニルピリジン(平均分子
量約10万)が4.7重量−の濃度でメタノールに均一
に溶解している希薄溶液を使用したほかは、実施例1と
同様にして、複合分離膜を製造した。その複合分離膜は
、25°COガス透過テストの結果、水素透過度がi、
o x 1o−’ aA/−・sec’m)Ig で
あシ、水素と一酸化炭素との透過度の比(PH2/PO
O)が23であって、100°Cまでその性能がほとん
ど変わらなかった。
量約10万)が4.7重量−の濃度でメタノールに均一
に溶解している希薄溶液を使用したほかは、実施例1と
同様にして、複合分離膜を製造した。その複合分離膜は
、25°COガス透過テストの結果、水素透過度がi、
o x 1o−’ aA/−・sec’m)Ig で
あシ、水素と一酸化炭素との透過度の比(PH2/PO
O)が23であって、100°Cまでその性能がほとん
ど変わらなかった。
特許出願人 宇部興産株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 芳香族ポリイミド微多孔質膜に。 前記ポリイミド不溶性の有機溶媒100重量部および、
芳香族ポリイミドまたはポリアミック酸以外の耐熱性ポ
リマー0.01〜7重量部からなる耐熱性ポリマー希薄
溶液を、塗布し。 その塗布層を乾燥し溶媒を徐々に除去することを特徴と
する複合分離膜の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105620A JPS588514A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 複合分離膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56105620A JPS588514A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 複合分離膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS588514A true JPS588514A (ja) | 1983-01-18 |
| JPS6153090B2 JPS6153090B2 (ja) | 1986-11-15 |
Family
ID=14412530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56105620A Granted JPS588514A (ja) | 1981-07-08 | 1981-07-08 | 複合分離膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS588514A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5955313A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 複合分離膜の製造法 |
| JPS5955306A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-30 | Agency Of Ind Science & Technol | 複合分離膜の製法 |
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| JPH0736193U (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-04 | ヤマハ株式会社 | 木管楽器の鍵機構 |
| ES2137112A1 (es) * | 1997-12-26 | 1999-12-01 | Consejo Superior Investigacion | Procedimiento para la preparacion de membranas de carbono asimetricas. |
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02108490A (ja) * | 1988-10-14 | 1990-04-20 | Komatsu Ltd | レーザ加工方法 |
| JPH034393U (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-17 |
Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4945152A (ja) * | 1972-07-20 | 1974-04-30 | ||
| US3822202A (en) * | 1972-07-20 | 1974-07-02 | Du Pont | Heat treatment of membranes of selected polyimides,polyesters and polyamides |
| US4071590A (en) * | 1974-11-02 | 1978-01-31 | Forschungsinstitute Bergof Gmbh | Composite asymmetrical membranes |
| JPS5386684A (en) * | 1976-11-15 | 1978-07-31 | Monsanto Co | Multiicomponent membrane for gas separation |
| US4240914A (en) * | 1977-11-18 | 1980-12-23 | Nitto Electric Industrial Co., Ltd. | Selective permeable membrane and process for preparing the same |
-
1981
- 1981-07-08 JP JP56105620A patent/JPS588514A/ja active Granted
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4945152A (ja) * | 1972-07-20 | 1974-04-30 | ||
| US3822202A (en) * | 1972-07-20 | 1974-07-02 | Du Pont | Heat treatment of membranes of selected polyimides,polyesters and polyamides |
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| ES2137112A1 (es) * | 1997-12-26 | 1999-12-01 | Consejo Superior Investigacion | Procedimiento para la preparacion de membranas de carbono asimetricas. |
| US7811359B2 (en) | 2007-01-18 | 2010-10-12 | General Electric Company | Composite membrane for separation of carbon dioxide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6153090B2 (ja) | 1986-11-15 |
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