JP2001081193A - Polyimide, method for producing the same, and gas separation membrane using the same - Google Patents
Polyimide, method for producing the same, and gas separation membrane using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐熱性、耐薬品性、製膜性などに優れるとと
もに、気体透過性能、選択性の高い気体分離膜を得る。
【解決手段】下式(I):
(但し、Sは4価の有機基、Rはハロゲン原子、メチル
基、トリフロロメチル基又はメトキシ基である。mは0
〜4の整数を意味する。また、nは50〜1800の整
数を意味する。)で示される繰り返し構造単位を有する
ポリイミドおよびこれを用いた気体分離膜。(57) [Problem] To provide a gas separation membrane which is excellent in heat resistance, chemical resistance, film forming property, etc., and has high gas permeability and high selectivity. The following formula (I): (However, S is a tetravalent organic group, R is a halogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a methoxy group. M is 0
It means an integer of ~ 4. Further, n means an integer of 50 to 1800. And a gas separation membrane using the same.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ジアセチレン骨格
を含むポリイミドからなる透過性能に優れた気体分離膜
に関する。本発明の気体分離膜は、選択透過性能に優れ
ているばかりではなく、耐熱性、耐薬品性などがきわめ
て良好である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas separation membrane made of polyimide containing a diacetylene skeleton and having excellent permeability. The gas separation membrane of the present invention not only has excellent permeation performance, but also has extremely good heat resistance, chemical resistance, and the like.
【0002】分離膜を用いた気体分離は、他の方法と比
較して分離に要するエネルギーが少ないため種々の分野
において有用である。本発明の気体分離膜は、例えばア
ンモニア合成時の水素の分離回収、火力発電所およびゴ
ミ焼却所からの廃ガスからの二酸化炭素の回収や硫黄酸
化物や窒素酸化物の除去、油田のオフガスからの二酸化
炭素の回収、天然ガスからの硫化水素、二酸化炭素の除
去やヘリウムの分離、ガソリン配給所から洩れたガソリ
ンの回収、揮発性物質混合物液体の浸透気化分離、液体
に溶解している気体の除去、空気の酸素および窒素の分
離などに用いられる。[0002] Gas separation using a separation membrane is useful in various fields because it requires less energy for separation than other methods. The gas separation membrane of the present invention, for example, separation and recovery of hydrogen during the synthesis of ammonia, recovery of carbon dioxide from waste gas from thermal power plants and waste incinerators, removal of sulfur oxides and nitrogen oxides, off-gas from oil fields Recovery of carbon dioxide, removal of hydrogen sulfide and carbon dioxide from natural gas and separation of helium, recovery of gasoline leaked from gasoline distribution stations, pervaporation separation of volatile substance mixture liquid, removal of gas dissolved in liquid Used for removal, separation of oxygen and nitrogen in air, etc.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、耐熱性、溶解性、製膜性などの特
性に優れた気体分離膜としては、酢酸セルロース膜がよ
く知られているが、酢酸セルロース膜は、耐薬品性、耐
熱性などが低く、実用上満足すべきものではない。ま
た、耐熱性を改善した分離膜として、ポリスルホン半透
膜が工業的に生産されているが、透過性能が不充分で満
足すべきものではない。また、酸素選択透過膜としてシ
リコーン膜が知られているが、シリコーンは機械的に充
分な強度が得られず工業的に満足すべきものではない。
最近では、高弾性率、高強度、低膨張性、耐熱性に優れ
た芳香族ポリイミド樹脂も検討され始めてきたが、実用
上、選択分離性、耐熱性が重視され、各種溶媒への溶解
性、および加工性で満足すべきものが得られず、欠陥の
ない製膜が困難であるなど実用的な気体分離膜は得られ
ていない。2. Description of the Related Art Conventionally, a cellulose acetate membrane is well known as a gas separation membrane having excellent properties such as heat resistance, solubility, and film forming properties. Etc. are low and are not satisfactory for practical use. Polysulfone semipermeable membranes are industrially produced as separation membranes with improved heat resistance, but their permeation performance is insufficient and not satisfactory. Also, a silicone membrane is known as an oxygen selective permeable membrane, but silicone is not industrially satisfactory because of insufficient mechanical strength.
Recently, aromatic polyimide resins with high elastic modulus, high strength, low expansion properties, and excellent heat resistance have begun to be studied, but in practice, emphasis is placed on selective separation and heat resistance, and solubility in various solvents, In addition, a satisfactory gas separation membrane cannot be obtained, and a practical gas separation membrane has not been obtained.
【0004】[0004]
【発明の目的及び概要】本発明の目的は、優れた選択透
過性能を有し、かつ優れた耐熱性、耐薬品性、製膜性な
どを備えた気体分離膜を提供することにある。OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas separation membrane having excellent permselectivity and excellent heat resistance, chemical resistance, film forming properties, and the like.
【0005】本発明者は、前記ポリイミド気体分離膜の
問題点を解消し、従来より選択透過性に優れたポリイミ
ド系気体分離膜を得るべく鋭意研究を重ねた。その結
果、ポリイミドを形成する4価の残基の前駆体であるテ
トラカルボン酸二無水物を用い、かつ2価の残基を形成
する特定のジアミン成分を縮重合させたポリイミドから
なる気体分離膜により前記課題が解決できるとの知見を
得て本発明を完成した。The inventor of the present invention has intensively studied to solve the problems of the above-mentioned polyimide gas separation membrane and to obtain a polyimide gas separation membrane excellent in permselectivity. As a result, a gas separation membrane made of polyimide using tetracarboxylic dianhydride, which is a precursor of a tetravalent residue forming a polyimide, and condensation-polymerizing a specific diamine component forming a divalent residue. As a result, the present inventors have found that the above problem can be solved and completed the present invention.
【0006】本願の第1の発明は下式(I):[0006] The first invention of the present application is the following formula (I):
【化5】 (但し、Sは4価の有機基、Rはハロゲン原子、メチル
基、トリフロロメチル基又はメトキシ基である。mは0
〜4の整数を意味する。また、nは50〜1800の整
数を意味する。)で示される繰り返し構造単位を有する
ポリイミドを提供することである。Embedded image (However, S is a tetravalent organic group, R is a halogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a methoxy group. M is 0
It means an integer of ~ 4. Further, n means an integer of 50 to 1800. The present invention provides a polyimide having a repeating structural unit represented by the formula (1).
【0007】また、本願の第2の発明は、下式(II):Further, the second invention of the present application is the following formula (II):
【化6】 (但し、Sは4価の有機基を意味する。)で示されるテト
ラカルボン酸二無水物と、下式(III):Embedded image (Where S means a tetravalent organic group) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (III):
【化7】 (但し、Rはハロゲン原子、メチル基、トリフロロメチ
ル基又はメトキシ基である。mは0〜4の整数を意味す
る。)で示されるジアセチレン骨格を有するジアミンと
を縮重合させることを特徴とする下式(I):Embedded image (Where R is a halogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a methoxy group; m represents an integer of 0 to 4), which is characterized by condensation polymerization with a diamine having a diacetylene skeleton represented by the formula: The following formula (I):
【化8】 (但し、S、R、m及びnは前記に同じ。)で示されるで
繰り返し構造単位を有するポリイミドの製造方法を提供
するものである。さらに、本願第3の発明は、前記ポリ
イミドより形成されてなる気体分離膜である。Embedded image (However, S, R, m and n are the same as described above.) The present invention provides a method for producing a polyimide having a repeating structural unit. Further, the third invention of the present application is a gas separation membrane formed of the polyimide.
【発明の詳細な開示】第1の発明は、上記一般式(I)で
示される繰り返し構造単位を有するポリイミドである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The first invention is a polyimide having a repeating structural unit represented by the above general formula (I).
【0008】式(I)中、Sは4価の有機基であり、下記
の式(II)で示される酸二無水物に由来する。In the formula (I), S is a tetravalent organic group and is derived from an acid dianhydride represented by the following formula (II).
【化9】 Embedded image
【0009】このような酸二無水物の具体例としては、
ピロメリット酸二無水物、3,3'−ビフェニルテトラカ
ルボン酸二無水物、4,4'−(ヘキサフロロイソプロピ
リデン)ジフタル酸無水物、3'4,4'−ベンゾフェノン
テトラカルボン酸二無水物、4,4'−オキシジフタル酸
無水物、3,3'4,4'−ジフェニルスルフォンテトラカ
ルボン酸二無水物、ナフタレン−1,4,5,8−テトラ
カルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラ
カルボン酸二無水物などが挙げられる。各種溶剤への溶
解性および製膜性を考慮すると4,4'−(ヘキサフロロ
イソプロピリデン)ジフタル酸無水物が好適である。Specific examples of such an acid dianhydride include:
Pyromellitic dianhydride, 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 3'4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride 4,4'-oxydiphthalic anhydride, 3,3'4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 3,4, 9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride and the like. In consideration of solubility in various solvents and film-forming properties, 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride is preferred.
【0010】本発明の式(I)のポリイミドは前記酸二無
水物と、下式(III):The polyimide of the formula (I) of the present invention comprises the above acid dianhydride and the following formula (III):
【化10】 (式中、R及びmは前記に同じ。)で示されるジアセチレ
ン骨格を有するジアミンとの重縮物の構造を有する。Embedded image (In the formula, R and m are the same as described above.) Having a structure of polycondensation with a diamine having a diacetylene skeleton.
【0011】かかるジアミン成分の具体的としては、4
−[4−(4−アミノフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]
フェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−3−フロロフ
ェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−フロロフェニル
アミン、4−[4−(4−アミノ−3−クロロフェニル)
ブタ−1,3−ジイニル]−2−クロロフェニルアミン、
4−[4−(4−アミノ−3−ブロモフェニル)ブタ−1,
3−ジイニル]−2−ブロモフェニルアミン、4−[4−
(4−アミノ−3−メチルフェニル)ブタ−1,3−ジイ
ニル]−2−メチルフェニルアミン、4−{4−[4−ア
ミノ−3−(トリフロロメチル)フェニル]ブタ−1,3−
ジイニル}−2−(トリフロロメチル)フェニルアミン、
4−[4−(4−アミノ−3,5−ジメチルフェニル)ブタ
−1,3−ジイニル]−2,6−ジメチルフェニルアミ
ン、4−[4−(4−アミノ−2,5−ジメチルフェニル)
ブタ−1,3−ジイニル]−2,5−ジメチルフェニルア
ミン、4−{4−[4−アミノ−2,5−ビス(トリフロロ
メチル)フェニル]ブタ−1,3−ジイニル}−2,5−ビ
ス(トリフロロメチル)フェニルアミン、Specific examples of the diamine component include 4
-[4- (4-aminophenyl) buta-1,3-diynyl]
Phenylamine, 4- [4- (4-amino-3-fluorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2-fluorophenylamine, 4- [4- (4-amino-3-chlorophenyl)
Buta-1,3-diynyl] -2-chlorophenylamine,
4- [4- (4-amino-3-bromophenyl) buta-1,
3-diynyl] -2-bromophenylamine, 4- [4-
(4-amino-3-methylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methylphenylamine, 4- {4- [4-amino-3- (trifluoromethyl) phenyl] buta-1,3-
Diynyl} -2- (trifluoromethyl) phenylamine,
4- [4- (4-amino-3,5-dimethylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2,6-dimethylphenylamine, 4- [4- (4-amino-2,5-dimethylphenyl) )
Buta-1,3-diynyl] -2,5-dimethylphenylamine, 4- {4- [4-amino-2,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] buta-1,3-diynyl} -2, 5-bis (trifluoromethyl) phenylamine,
【0012】4−[4−(4−アミノ−2,5−ジフロロ
フェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,5−ジフロロフ
ェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−2,5−ジクロ
ロフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,5−ジクロロ
フェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−2,5−ジブ
ロモフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,5−ジブロ
モフェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−2,3,6−
トリフロロフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,
5−トリフロロフェニルアミン、4−[4−(4−アミノ
−2,3,6−トリクロロフェニル)ブタ−1,3−ジイニ
ル]−2,3,5−トリクロロフェニルアミン、4−[4−
(4−アミノ−2,3,6−トリブロモフェニル)ブタ−
1,3−ジイニル]−2,3,5−トリブロモフェニルアミ
ン、4−[4−(4−アミノ−2,3,6−トリメチルフェ
ニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,5−トリメチル
フェニルアミン、4- [4- (4-amino-2,5-difluorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,5-difluorophenylamine, 4- [4- (4-amino-2) , 5-Dichlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,5-dichlorophenylamine, 4- [4- (4-amino-2,5-dibromophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,5 -Dibromophenylamine, 4- [4- (4-amino-2,3,6-
Trifluorophenyl) but-1,3-diynyl] -2,3,
5-trifluorophenylamine, 4- [4- (4-amino-2,3,6-trichlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,5-trichlorophenylamine, 4- [4-
(4-amino-2,3,6-tribromophenyl) buta-
1,3-diynyl] -2,3,5-tribromophenylamine, 4- [4- (4-amino-2,3,6-trimethylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3, 5-trimethylphenylamine,
【0013】4−{4−[4−アミノ−2,3,6−トリス
(トリフロロメチル)フェニル]ブタ−1,3−ジイニル}
−2,3,5−トリス(トリフロロメチル)フェニルアミ
ン、4−[4−(4−アミノ−2,3,5,6−テトラフロ
ロフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,5,6−テ
トラフロロフェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−
2,3,5,6−テトラクロロフェニル)ブタ−1,3−ジ
イニル]−2,3,5,6−テトラクロロフェニルアミン、
4−[4−(4−アミノ−2,3,5,6−テトラブロモフ
ェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,5,6−テトラ
ブロモフェニルアミン、3−[4−(3−アミノフェニ
ル)ブタ−1,3−ジイニル]フェニルアミン、5−[4−
(3−アミノ−4−フロロフェニル)ブタ−1,3−ジイ
ニル]−2−フロロフェニルアミン、4- {4- [4-amino-2,3,6-tris
(Trifluoromethyl) phenyl] buta-1,3-diynyl}
-2,3,5-tris (trifluoromethyl) phenylamine, 4- [4- (4-amino-2,3,5,6-tetrafluorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3 , 5,6-tetrafluorophenylamine, 4- [4- (4-amino-
2,3,5,6-tetrachlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,5,6-tetrachlorophenylamine,
4- [4- (4-amino-2,3,5,6-tetrabromophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,5,6-tetrabromophenylamine, 3- [4- ( 3-aminophenyl) but-1,3-diynyl] phenylamine, 5- [4-
(3-amino-4-fluorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2-fluorophenylamine,
【0014】5−[4−(3−アミノ−4−クロロフェニ
ル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−クロロフェニルアミ
ン、5−[4−(3−アミノ−4−ブロモフェニル)ブタ
−1,3−ジイニル]−2−ブロモフェニルアミン、5−
[4−(3−アミノ−4−メチルフェニル)ブタ−1,3−
ジイニル]−2−メチルフェニルアミン、5−{4−[3
−アミノ−4−(トリフロロメチル)フェニル]ブタ−1,
3−ジイニル}−2−(トリフロロメチル)フェニルアミ
ン、5−[4−(3−アミノ−4,6−ジフロロフェニル)
ブタ−1,3−ジイニル]−2,4−ジフロロフェニルア
ミン、5−[4−(3−アミノ−4,6−ジクロロフェニ
ル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,4−ジクロロフェニル
アミン、5−[4−(3−アミノ−4,6−ジブロモフェ
ニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,4−ジブロモフェニ
ルアミン、5−[4−(3−アミノ−4,6−ジメチルフ
ェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,4−ジメチルフェ
ニルアミン、5- [4- (3-amino-4-chlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2-chlorophenylamine, 5- [4- (3-amino-4-bromophenyl) buta-1, 3-diynyl] -2-bromophenylamine, 5-
[4- (3-Amino-4-methylphenyl) buta-1,3-
Diynyl] -2-methylphenylamine, 5- {4- [3
-Amino-4- (trifluoromethyl) phenyl] buta-1,
3-diynyl} -2- (trifluoromethyl) phenylamine, 5- [4- (3-amino-4,6-difluorophenyl)
Buta-1,3-diynyl] -2,4-difluorophenylamine, 5- [4- (3-amino-4,6-dichlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,4-dichlorophenylamine, 5- [4- (3-amino-4,6-dibromophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,4-dibromophenylamine, 5- [4- (3-amino-4,6-dimethylphenyl) ) But-1,3-diynyl] -2,4-dimethylphenylamine,
【0015】5−{4−[3−アミノ−6−(1,1−ジフ
ロロフェニル)−4−(トリフロロメチル)フェニル]ブタ
−1,3−ジイニル}−2,4−ビス(トリフロロメチル)
フェニルアミン、5−[4−(3−アミノ−4,5,6−ト
リフロロフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,4
−トリフロロフェニルアミン、5−[4−(3−アミノ−
4,5,6−トリクロロフェニル)ブタ−1,3−ジイニ
ル]−2,3,4−トリクロロフェニルアミン、5−[4−
(3−アミノ−4,5,6−トリブロモフェニル)ブタ−
1,3−ジイニル]−2,3,4−トリブロモフェニルアミ
ン、5−[4−(3−アミノ−4,5,6−トリメチルフェ
ニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,4−トリメチル
フェニルアミン、5−{4−[3−アミノ−6−(1,1−
ジフロロエチル)−4,5−ビス(トリフロロメチル)フェ
ニル]ブタ−1,3−ジイニル}−2,3,4−トリス(トリ
フロロメチル)フェニルアミン、5−[4−(3−アミノ
−2,4,5,6−テトラフロロフェニル)ブタ−1,3−
ジイニル]−2,3,4,6−テトラフロロフェニルアミ
ン、5- {4- [3-amino-6- (1,1-difluorophenyl) -4- (trifluoromethyl) phenyl] buta-1,3-diynyl} -2,4-bis (tri (Fluoromethyl)
Phenylamine, 5- [4- (3-amino-4,5,6-trifluorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,4
-Trifluorophenylamine, 5- [4- (3-amino-
4,5,6-trichlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,4-trichlorophenylamine, 5- [4-
(3-amino-4,5,6-tribromophenyl) buta-
1,3-diynyl] -2,3,4-tribromophenylamine, 5- [4- (3-amino-4,5,6-trimethylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3, 4-trimethylphenylamine, 5- {4- [3-amino-6- (1,1-
Difluoroethyl) -4,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] buta-1,3-diynyl} -2,3,4-tris (trifluoromethyl) phenylamine, 5- [4- (3-amino-2) , 4,5,6-tetrafluorophenyl) buta-1,3-
Diynyl] -2,3,4,6-tetrafluorophenylamine,
【0016】5−[4−(3−アミノ−2,4,5,6−テ
トラクロロフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,3,
4,6−テトラクロロフェニルアミン、5−[4−(3−
アミノ−2,4,5,6−テトラブロモフェニル)ブタ−
1,3−ジイニル]−2,3,4,6−テトラブロモフェニ
ルアミン、4−[4−(4−アミノ−3−メトキシフェニ
ル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−メトキシフェニルア
ミン、4−[4−(4−アミノ−2−メトキシフェニル)
ブタ−1,3−ジイニル]−2−メトキシフェニルアミ
ン、4−[4−(4−アミノ−2−メトキシフェニル)ブ
タ−1,3−ジイニル]−3−メトキシフェニルアミン、
5−[4−(3−アミノ−4−メトキシフェニル)ブタ−
1,3−ジイニル]−2−メトキシフェニルアミン、5−
[4−(3−アミノ−5−メトキシフェニル)ブタ−1,3
−ジイニル]−2−メトキシフェニルアミン、3−[4−
(3−アミノ−6−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジ
イニル]−4−メトキシフェニルアミン、3−[4−(3
−アミノ−4−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジイニ
ル]−2−メトキシフェニルアミン、3−[4−(3−ア
ミノ−2−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]
−2−メトキシフェニルアミン、3−[4−(3−アミノ
−6−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2
−メトキシフェニルアミン、3−[4−(3−アミノ−5
−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−メ
トキシフェニルアミンなどが挙げられる。これらのうち
各種溶剤への溶解性および製膜性を考慮すると、4−
[4−(4−アミノフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]フ
ェニルアミン、3−[4−(3−アミノフェニル)ブタ−
1,3−ジイニル]フェニルアミン、4−[4−(4−アミ
ノ−3−メチルフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2
−メチルフェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−2,
5−ジメチルフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2,5
−ジメチルフェニルアミン、5−[4−(3−アミノ−4
−メチルフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−メチ
ルフェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−3−メトキ
シフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−メトキシフ
ェニルアミン、4−[4−(4−アミノ−2−メトキシフ
ェニル)ブタ−1,3−ジイニル]−3−メトキシフェニ
ルアミン、5−[4−(3−アミノ−4−メトキシフェニ
ル)ブタ−1,3−ジイニル]−2−メトキシフェニルア
ミン、3−[4−(3−アミノ−6−メトキシフェニル)
ブタ−1,3−ジイニル]−4−メトキシフェニルアミン
が好適である。5- [4- (3-amino-2,4,5,6-tetrachlorophenyl) buta-1,3-diynyl] -2,3,
4,6-tetrachlorophenylamine, 5- [4- (3-
Amino-2,4,5,6-tetrabromophenyl) buta-
1,3-diynyl] -2,3,4,6-tetrabromophenylamine, 4- [4- (4-amino-3-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine, 4- [4- (4-amino-2-methoxyphenyl)
Buta-1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine, 4- [4- (4-amino-2-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -3-methoxyphenylamine,
5- [4- (3-amino-4-methoxyphenyl) buta-
1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine, 5-
[4- (3-Amino-5-methoxyphenyl) buta-1,3
-Diynyl] -2-methoxyphenylamine, 3- [4-
(3-amino-6-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -4-methoxyphenylamine, 3- [4- (3
-Amino-4-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine, 3- [4- (3-amino-2-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl]
-2-methoxyphenylamine, 3- [4- (3-amino-6-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -2
-Methoxyphenylamine, 3- [4- (3-amino-5
-Methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine and the like. Considering solubility in various solvents and film forming property among these, 4-
[4- (4-aminophenyl) buta-1,3-diynyl] phenylamine, 3- [4- (3-aminophenyl) buta-
1,3-diynyl] phenylamine, 4- [4- (4-amino-3-methylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2
-Methylphenylamine, 4- [4- (4-amino-2,
5-dimethylphenyl) but-1,3-diynyl] -2,5
-Dimethylphenylamine, 5- [4- (3-amino-4
-Methylphenyl) but-1,3-diynyl] -2-methylphenylamine, 4- [4- (4-amino-3-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methoxyphenylamine, -[4- (4-amino-2-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] -3-methoxyphenylamine, 5- [4- (3-amino-4-methoxyphenyl) buta-1,3- Diynyl] -2-methoxyphenylamine, 3- [4- (3-amino-6-methoxyphenyl)
Buta-1,3-diynyl] -4-methoxyphenylamine is preferred.
【0017】本発明のポリイミドはN−メチル−2−ピ
ロリドン、1デシリットルに0.5g溶解した30℃の
溶液で測定した固有粘度が0.4〜3.0、好ましくは
0.5〜2.0である。これより固有粘度が小さすぎると
気体分離膜としたときに自己支持性に劣り、機械的強度
が不足する。一方、固有粘度が大きすぎると均一な製膜
液が得がたく、製膜が難しくなる。したがって、前記式
中、nは50〜1800であり、好ましくは150〜1
600である。The polyimide of the present invention has an intrinsic viscosity of 0.4 to 3.0, preferably 0.5 to 2.5, as measured with a solution of N-methyl-2-pyrrolidone, 0.5 g dissolved in 1 deciliter, at 30 ° C. 0. If the intrinsic viscosity is too low, the self-supporting property of the gas separation membrane is poor, and the mechanical strength is insufficient. On the other hand, if the intrinsic viscosity is too large, it is difficult to obtain a uniform film-forming solution, and it becomes difficult to form a film. Therefore, in the above formula, n is from 50 to 1800, preferably from 150 to 1
600.
【0018】(製造法)本発明の新規なポリイミドは、一
般式(II):(Production method) The novel polyimide of the present invention has the general formula (II):
【化11】 (式中、Sは前記に同じ。)で示されるテトラカルボン酸
二無水物と、下式(III):Embedded image (Wherein S is as defined above) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (III):
【化12】 (R及びmは前記に同じ。)で示されるジアミンとを重宿
合させることにより製造することができる。重宿合に用
いられる両者の割合は、モル比で1:0.95〜1:1.
05であり、好ましくはほぼ等モルである。Embedded image (R and m are the same as described above). The ratio of the two used for double-jumping is 1: 0.95 to 1: 1 in molar ratio.
05, preferably about equimolar.
【0019】かかる重合方法には特に制限はなく、テト
ラカルボン酸二無水物とジアミンとの重縮合によるポリ
イミドの製造において、それ自体は公知の重合方法を採
用することができる。The polymerization method is not particularly limited, and a known polymerization method can be used in the production of polyimide by polycondensation of tetracarboxylic dianhydride and diamine.
【0020】重合反応に用いられる溶媒としては、N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、ジグライム、N,N−ジメ
チルホルムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリ
ジン、ヘキサメチルホスホルアミド、m−クレゾール等
が挙げられる。これらを単独で用いてもよく、また混合
して用いてもよい。原料に対する溶媒の使用量は特に制
限されないが、通常3〜30重量%を用いるのが好まし
い。As the solvent used in the polymerization reaction, N-
Methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diglyme, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidin, hexamethylphosphoramide, m-cresol and the like. These may be used alone or in combination. The use amount of the solvent with respect to the raw material is not particularly limited, but usually it is preferable to use 3 to 30% by weight.
【0021】反応にあたっては、ジアミン成分とテトラ
カルボン酸二無水物成分とを混合し、室温以下の温度で
通常3〜20時間反応させ、ポリアミド酸を得る。つぎ
に、この反応溶液に無水酢酸、ピリジンまたはトリエチ
ルアミン等の脱水閉環剤を添加し、さらに室温で通常3
〜20時間反応させて該ポリアミド酸をポリイミド化す
る。または、該ポリアミド酸を180〜200℃に加熱
し、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロルベンゼン、
ジクロロベンゼン等の水と共沸し得る炭化水素または塩
素系溶剤を添加しアミド酸の閉環により生成する水を共
沸よって系外に除去しながら、5〜10時間反応させて
該ポリアミド酸をポリイミド化する。これらから得られ
たポリイミドはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−
ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジグラ
イム、N,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジン、ヘキサメチルホスホルアミド、
m−クレゾール等に可溶である。In the reaction, a diamine component and a tetracarboxylic dianhydride component are mixed and reacted at a temperature lower than room temperature for usually 3 to 20 hours to obtain a polyamic acid. Next, a dehydration ring-closing agent such as acetic anhydride, pyridine or triethylamine is added to the reaction solution, and the mixture is further added at room temperature for 3 hours.
The polyamide acid is made into polyimide by reacting for ~ 20 hours. Alternatively, the polyamic acid is heated to 180 to 200 ° C., and benzene, toluene, xylene, chlorobenzene,
While adding a hydrocarbon or a chlorinated solvent which can azeotrope with water such as dichlorobenzene and removing the water generated by the cyclization of the amic acid out of the system by azeotropy, the polyamic acid is reacted with the polyimide for 5 to 10 hours to obtain a polyimide. Become The polyimide obtained from these was N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-
Dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diglyme, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidin, hexamethylphosphoramide,
It is soluble in m-cresol and the like.
【0022】(気体分離膜及びその製造法)本願の第3の
発明は、前記ポリイミドからなる気体分離膜及びその製
造法である。前記本発明のポリイミドは、各々単独で分
離膜として使用してもよく、混合して用いてもよい。(Gas Separation Membrane and Manufacturing Method Thereof) The third invention of the present application is a gas separation membrane made of the polyimide and a manufacturing method thereof. The polyimide of the present invention may be used alone as a separation membrane, or may be used as a mixture.
【0023】本願発明の気体分離膜は、前記ポリイミド
より種々の方法によって製造することができる。すなわ
ち、一般式(I)で示されるポリイミドを製膜液溶剤に溶
解し均一な製膜液とし、これを適宜の支持基材に流延塗
布した後、加熱処理、又は減圧下に加熱処理して溶剤を
蒸発させて均質な膜とする。実用可能な気体透過性能、
すなわち大きな透過速度にするためには充分薄膜化した
膜が必要であるが、機械的強度およびピンホールを防止
する観点から膜厚は0.03〜20μmが望ましい。し
たがって、製膜液はこの薄膜形成のため20重量%以
下、好ましくは10重量%以下であるのが好ましい。製
膜液溶剤としては、重合反応溶剤と同様にN−メチル−
2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメ
チルスルホキシド、ジグライム、N,N−ジメチルホル
ムアミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジン、ヘ
キサメチルホスホルアミド、m−クレゾール等の有機溶
剤が好ましい。とくにN−メチル−2−ピロリドン、
N,N−ジメチルアセトアミド、ジグライムが好適であ
る。The gas separation membrane of the present invention can be produced from the polyimide by various methods. That is, the polyimide represented by the general formula (I) is dissolved in a film-forming solution solvent to form a uniform film-forming solution, which is cast and applied to a suitable support substrate, and then subjected to a heat treatment or a heat treatment under reduced pressure. To evaporate the solvent to form a homogeneous film. Practical gas permeation performance,
In other words, a sufficiently thin film is necessary to obtain a high transmission speed, but from the viewpoint of mechanical strength and prevention of pinholes, the thickness is desirably 0.03 to 20 μm. Therefore, the film forming solution is preferably 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less for forming the thin film. As the solvent for the film forming solution, N-methyl-
Organic solvents such as 2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diglyme, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidine, hexamethylphosphoramide, and m-cresol are preferred. Especially N-methyl-2-pyrrolidone,
N, N-dimethylacetamide and diglyme are preferred.
【0024】気体分離膜の支持基材は特に限定されるも
のではなく、例えば、耐熱性ポリマー、ガラス、金属、
セラミックスなどからなる平滑な表面を有する気体分離
膜の支持体として公知ものがいずれも用いられてよい。
このような支持基材上にポリイミド膜を形成するには、
例えば支持基材に製膜液を塗布し、ついで加熱する。加
熱温度は製膜液溶剤にもよるが、前記の有機溶剤の場合
には80〜200℃、好ましくは100〜150℃であ
る。特に、このような温度範囲で溶剤のほとんどを蒸発
させた後、200〜300℃に昇温して完全に溶剤を蒸
発させるのが好ましい。The support substrate of the gas separation membrane is not particularly limited, and may be, for example, a heat-resistant polymer, glass, metal,
Any known support for a gas separation membrane having a smooth surface made of ceramics or the like may be used.
To form a polyimide film on such a supporting substrate,
For example, a film forming solution is applied to a supporting substrate, and then heated. The heating temperature depends on the solvent for the film-forming solution, but is 80 to 200 ° C, preferably 100 to 150 ° C for the above-mentioned organic solvent. In particular, it is preferable to evaporate most of the solvent in such a temperature range and then elevate the temperature to 200 to 300 ° C. to completely evaporate the solvent.
【0025】また、別法として、製膜液を支持基材に塗
布した後、前記有機溶剤と混合する水または有機溶剤
(ポリイミドに対して貧溶媒)中に浸漬した後、上記の温
度で乾燥し、不均質な膜を形成してもよい。本発明のポ
リイミド気体分離膜の膜形状、膜形態には特に制限はな
く、複合膜でもよい。膜形状も平膜および中空糸状膜等
が可能である。As another method, water or an organic solvent mixed with the above-mentioned organic solvent after the film-forming solution is applied to the supporting substrate
(Polyimide poor solvent) and then dried at the above temperature to form a heterogeneous film. The membrane shape and membrane form of the polyimide gas separation membrane of the present invention are not particularly limited, and may be a composite membrane. The membrane shape can be a flat membrane or a hollow fiber membrane.
【0026】[0026]
【実施例】つぎに本発明を実施例及び比較例によりさら
に具体的に説明する。なお、以下において、膜性能は下
記のように定義される。Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In the following, the film performance is defined as follows.
【0027】ガス透過係数 半透膜に対する気体の透過速度を示す指数であり、単位
は次の式で表される。 Barrer =1×10−10cm3(STP)cm/cm2
/s/cmHg [cm3(STP)は標準温度と圧力(0℃、1気圧)透過
する気体の体積であり、cmはフィルムの厚さ、cm2
はフィルムの面積、sは時間、cmHgは圧力を示
す。]Gas Permeability Coefficient An index indicating the gas permeation rate through a semipermeable membrane, the unit of which is expressed by the following equation. Barrer = 1 × 10 −10 cm 3 (STP) cm / cm 2
/ S / cmHg [cm 3 (STP) is the volume of gas permeating at standard temperature and pressure (0 ° C., 1 atm), cm is the thickness of the film, cm 2
Indicates the area of the film, s indicates time, and cmHg indicates pressure. ]
【0028】選択性 半透膜の気体選択性は同一の膜で個々の気体単独で測定
された透過係数の比率で表される。例えばCO2/N2
=50は当該する膜がCO2ガスをN2ガスの50倍の
速さで透過することを示す。本発明によって提供される
気体分離膜は、耐熱性、耐薬品性などに優れ、広い分野
において気体分離膜として使用できる上、その気体透過
性能、選択性とした従来の耐熱高分子材料とくらべ格段
に優れたものである。以下、本発明を実施例によってさ
らに詳細に説明するが、これに限定されるものではな
い。Selectivity The gas selectivity of a semi-permeable membrane is expressed as the ratio of the permeation coefficients measured for individual gases alone on the same membrane. For example, CO 2 / N 2
= 50 indicates that the film permeates CO 2 gas at 50 times the speed of N 2 gas. The gas separation membrane provided by the present invention has excellent heat resistance, chemical resistance, etc., can be used as a gas separation membrane in a wide range of fields, and has a gas permeation performance and selectivity that are significantly higher than conventional heat-resistant polymer materials. It is excellent. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.
【0029】[実施例1] (ポリイミドの製造)滴下漏斗を取り付けた1Lの三口フ
ラスコに4−[4−(4−アミノフェニル)ブタ−1,3−
ジイニル]フェニルアミン5.00g(21.5mmo
l)、N,N−ジメチルアセトアミド60gを採り、アル
ゴンガス雰囲気下で撹拌溶解した。このフラスコを0〜
4℃の水浴に浸漬後、4,4'−(ヘキサフロロイソプロ
ピリデン)ジフタル酸二無水物9.56g(21.5mmo
l)を3分割して1時間かけて添加した。添加後、この
フラスコを室温に戻して8時間撹拌反応させ、ポリアミ
ック酸を得た。この重合液に酢酸無水物7.69g(7
5.2mmol)およびピリジン6.96g(75.2mm
ol)を添加し、室温で15時間反応させた後、水−ア
ルコール混合溶液中に投入し、ポリイミド樹脂の沈澱を
得た。さらに、数回、アルコールで洗浄し、乾燥した。
得られた黄色フレーク状のポリイミドは有機溶媒に可溶
で収量13.3g(収率96.5%)であった。ポリイミド
樹脂の固有粘度は1.95 (dL/g)(0.5g/dL
NMP、30℃)であった。また、このポリイミド樹脂
は下記の構造の繰り返し単位からなる平均重合度131
0のポリイミドであることを確認した。図1、2にこの
ポリイミドの1H−NMRおよびFT−IRスペクトル
を示す。Example 1 (Preparation of polyimide) 4- [4- (4-aminophenyl) buta-1,3- was placed in a 1 L three-necked flask equipped with a dropping funnel.
Diynyl] phenylamine 5.00 g (21.5 mmol
1) 60 g of N, N-dimethylacetamide was taken and dissolved by stirring under an argon gas atmosphere. Remove this flask from 0
After immersion in a 4 ° C. water bath, 9.56 g (21.5 mmol) of 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride
l) was added in three portions over 1 hour. After the addition, the flask was returned to room temperature and reacted with stirring for 8 hours to obtain a polyamic acid. 7.69 g of acetic anhydride (7.
5.2 mmol) and 6.96 g (75.2 mm) of pyridine
ol) and reacted at room temperature for 15 hours, and then poured into a water-alcohol mixed solution to obtain a polyimide resin precipitate. It was further washed several times with alcohol and dried.
The obtained yellow flake-form polyimide was soluble in an organic solvent, and the amount was 13.3 g (96.5%). The intrinsic viscosity of the polyimide resin is 1.95 (dL / g) (0.5 g / dL
NMP, 30 ° C.). This polyimide resin has an average degree of polymerization of 131 composed of repeating units having the following structure.
It was confirmed that the polyimide was 0. 1 and 2 show 1H-NMR and FT-IR spectra of this polyimide.
【0030】[0030]
【化13】 Embedded image
【0031】得られたポリイミド樹脂は有機溶媒(N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキ
サメチルホスホルアミド、)に可溶であり、製膜溶剤と
して使用が可能であった。また、クロロホルム、テトラ
ヒドロフランには一部可溶であった。The obtained polyimide resin is an organic solvent (N-
Methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoramide, It could be used as a solvent. It was partially soluble in chloroform and tetrahydrofuran.
【0032】(気体分離膜の製造および気体選択透過性)
このポリイミド樹脂を9重量%の濃度でN−ジメチルア
セトアミドに溶解し、孔径5μmのステンレスフィルタ
ーでろ過し、減圧脱泡した。この樹脂液をガラス板上に
流延塗布し、80℃×2時間、110℃×1時間、15
0℃×1時間脱溶剤した。ガラス板から剥離した後、1
50℃真空乾燥器で24時間加熱処理した。得られた膜
を二つ折りの曲げてもクラックがはいらないほど強靭で
あった。この膜の窒素、二酸化炭素、酸素およびメタン
の各気体単独の透過測定を25℃で圧力差1.0および
2.94気圧で測定した各気体の透過係数および分離係
数を表2、3に示した。(Production of Gas Separation Membrane and Selective Permeability of Gas)
This polyimide resin was dissolved in N-dimethylacetamide at a concentration of 9% by weight, filtered through a stainless filter having a pore size of 5 μm, and defoamed under reduced pressure. This resin solution was applied on a glass plate by casting, and then 80 ° C. × 2 hours, 110 ° C. × 1 hour, 15 ° C.
The solvent was removed at 0 ° C for 1 hour. After peeling from the glass plate, 1
Heat treatment was performed for 24 hours in a 50 ° C. vacuum dryer. Even if the obtained film was folded in two, the film was so strong that no crack was required. Tables 2 and 3 show the permeation coefficient and separation coefficient of each gas measured by measuring the permeation of each gas of nitrogen, carbon dioxide, oxygen and methane alone at 25 ° C. at a pressure difference of 1.0 and 2.94 atm. Was.
【0033】[実施例2]実施例1においてジアミンとし
て3−[4−(3−アミノフェニル)ブタ−1,3−ジイニ
ル]フェニルアミン5.00g(21.5mmol)、酸二
無水物として4,4'−(ヘキサフロロイソプロピリデン)
ジフタル酸二無水物9.56g(21.5mmol)を用い
たほかは全く同様にして、薄黄色のポリイミドを得た。
その収量は13.4g(収率97.2%)であった。このポ
リイミドの固有粘度は1.62 (dL/g)(0.5g/d
L NMP、30℃)であった。また、このポリイミド
樹脂は下記の構造の繰り返し単位からなる平均重合度9
60のポリイミドであることを確認した。図3、4にこ
のポリイミドの1H−NMRおよびFT−IRスペクト
ルを示した。Example 2 In Example 1, 5.00 g (21.5 mmol) of 3- [4- (3-aminophenyl) buta-1,3-diynyl] phenylamine was used as a diamine, and 4% was used as an acid dianhydride. , 4 '-(Hexafluoroisopropylidene)
A light yellow polyimide was obtained in exactly the same manner except that 9.56 g (21.5 mmol) of diphthalic dianhydride was used.
The yield was 13.4 g (yield 97.2%). The intrinsic viscosity of this polyimide is 1.62 (dL / g) (0.5 g / d
L NMP, 30 ° C.). This polyimide resin has an average degree of polymerization of 9 composed of repeating units having the following structure.
It was confirmed to be 60 polyimide. 3 and 4 show 1H-NMR and FT-IR spectra of this polyimide.
【0034】[0034]
【化14】 Embedded image
【0035】得られたポリイミド樹脂は有機溶媒(N−
メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムア
ミド、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ヘキ
サメチルホスホルアミド、クロロホルム)に可溶であ
り、製膜溶剤として使用が可能であった。また、テトラ
ヒドロフランには一部可溶であった。The obtained polyimide resin was treated with an organic solvent (N-
Methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoramide, chloroform). It could be used as a film solvent. It was partially soluble in tetrahydrofuran.
【0036】(気体分離膜の製造および気体選択透過性)
実施例1と同様に製膜した。得られた膜を二つ折りの曲
げてもクラックがはいらないほど強靭であった。この膜
の窒素、二酸化炭素、酸素およびメタンの各気体単独の
透過測定を25℃で圧力差1.0、および2.94気圧で
測定した各気体の透過係数および分離係数を表2、3に
示した。 [実施例3]実施例1においてジアミンとして4−[4−
(4−アミノ−3−メチルフェニル)ブタ−1,3−ジイ
ニル]−2−メチルフェルアミン5.00g(19.2mmo
l)、酸二無水物として4,4’−(ヘキサフロロイソプロ
ピリデン)ジフタル酸二無水物8.53g(19.2mmol)
を用いたほかは全く同様にして、薄黄色のポリイミドを
得た。その収量は10.2g(収率89.4%)であった。
このポリイミドの固有粘度は0.95 (dL/g)(0.5
g/dL NMP、30℃)であった。また、このポリイ
ミド樹脂は下記の構造の繰り返し単位からなる平均重合
度640のポリイミドであることを確認した。図5、6
にこのポリイミドのH−NMRおよびFT−IRスペク
トルを示した。(Production of gas separation membrane and gas selective permeability)
A film was formed in the same manner as in Example 1. Even if the obtained film was folded in two, the film was so strong that no crack was required. Tables 2 and 3 show the permeation coefficient and separation coefficient of each gas measured by measuring the permeation of each gas of nitrogen, carbon dioxide, oxygen and methane alone at 25 ° C. at a pressure difference of 1.0 and 2.94 atm. Indicated. [Example 3] In Example 1, 4- [4-
5.00 g of (4-amino-3-methylphenyl) buta-1,3-diynyl] -2-methylfelamine (19.2 mmol
l), 8.53 g (19.2 mmol) of 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride as an acid dianhydride
Was used in exactly the same manner as above, except that a light yellow polyimide was obtained. The yield was 10.2 g (89.4% yield).
The intrinsic viscosity of this polyimide is 0.95 (dL / g) (0.5
g / dL NMP, 30 ° C.). In addition, it was confirmed that this polyimide resin was a polyimide having an average degree of polymerization of 640 comprising repeating units having the following structure. Figures 5 and 6
Shows the H-NMR and FT-IR spectra of this polyimide.
【化15】 得られたポリイミドは有機溶媒(N−メチル−2−ピロ
リドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
ホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホルア
ミド、クロロホルム)に可溶であった。また、テトラヒ
ドロフランには一部可溶であった。 (気体分離膜の製造)実施例1の製造法と同じ方法にてポ
リイミド膜を製造した。得られた膜を二つ折りの曲げて
もクラックがはいらないほど強靭であった。このポリイ
ミド膜の二酸化炭素、窒素、酸素およびメタンの各気体
単独の透過測定を25℃で圧力差1、および2.94気
圧で測定した各気体の透過係数および分離係数を表2、
3に示した。 [実施例4]実施例1のジアミンとして5−[4−(3−ア
ミノ−4−メトキシフェニル)ブタ−1,3−ジイニル]
−2−メトキシフェニルアミン 4.3g(14.7mm
ol)、酸二無水物として4,4'−(ヘキサフロロイソプ
ロピリデン)ジフタル酸二無水物 6.53g(14.7m
mol)を用いたほかは全く同様にして、薄黄色のポリ
イミドを得た。その収量は9.96g(収率96.8%)で
あった。このポリイミドの固有粘度は0.83 (dL/
g)(0.5g/dL NMP、30℃)であった。また、
このポリイミド樹脂は下記の構造の繰り返し単位からな
る平均重合度560のポリイミドであることを確認し
た。図7、8にこのポリイミドのH−NMRおよびFT
−IRスペクトルを示した。Embedded image The obtained polyimide is an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoramide , Chloroform). It was partially soluble in tetrahydrofuran. (Production of Gas Separation Membrane) A polyimide membrane was produced by the same method as that of Example 1. Even if the obtained film was folded in two, the film was so strong that no crack was required. Table 2 shows the permeation coefficient and separation coefficient of each gas measured by measuring the permeation of each gas of carbon dioxide, nitrogen, oxygen and methane alone at 25 ° C. with a pressure difference of 1 and 2.94 atm.
3 is shown. Example 4 5- [4- (3-Amino-4-methoxyphenyl) buta-1,3-diynyl] as diamine of Example 1
4.3 g of 2-methoxyphenylamine (14.7 mm
ol), 6.53 g (14.7 m) of 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride as an acid dianhydride
mol) was used to obtain a pale yellow polyimide. The yield was 9.96 g (96.8% yield). The intrinsic viscosity of this polyimide is 0.83 (dL /
g) (0.5 g / dL NMP, 30 ° C.). Also,
It was confirmed that this polyimide resin was a polyimide having an average degree of polymerization of 560, comprising a repeating unit having the following structure. 7 and 8 show the H-NMR and FT of this polyimide.
-IR spectrum was shown.
【化16】 得られたポリイミドは有機溶媒(N−メチル−2−ピロ
リドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
ホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、1,3−ジメ
チル−2−イミダゾリジノン、ヘキサメチルホスホルア
ミド、クロロホルム)に可溶であった。また、テトラヒ
ドロフランには一部可溶であった。 (気体分離膜の製造)実施例1の製造法と同じ方法にてポ
リイミド膜を製造した。得られた膜を二つ折りの曲げて
もクラックがはいらないほど強靭であった。このポリイ
ミド膜の二酸化炭素、窒素、酸素およびメタンの各気体
単独の透過測定を25℃で圧力差1、および2.94気
圧で測定した各気体の透過係数および分離係数を表2、
3に示した。Embedded image The obtained polyimide is an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N, N-dimethylformamide, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, hexamethylphosphoramide , Chloroform). It was partially soluble in tetrahydrofuran. (Production of Gas Separation Membrane) A polyimide membrane was produced by the same method as that of Example 1. Even if the obtained film was folded in two, the film was so strong that no crack was required. Table 2 shows the permeation coefficient and separation coefficient of each gas measured by measuring the permeation of each gas of carbon dioxide, nitrogen, oxygen and methane alone at 25 ° C. with a pressure difference of 1 and 2.94 atm.
3 is shown.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】[0038]
【表2】 [Table 2]
【0039】[0039]
【表3】 [Table 3]
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明の気体分離膜は、耐熱性、耐薬品
性などに優れ、広い分野において気体分離膜として使用
できる上、その気体透過性能、選択性は従来の耐熱高分
子材料とくらべ格段に優れる。The gas separation membrane of the present invention has excellent heat resistance, chemical resistance, etc., can be used as a gas separation membrane in a wide range of fields, and its gas permeation performance and selectivity are higher than those of conventional heat-resistant polymer materials. It is much better.
【図1】 実施例1にて得られたポリイミドの1H−N
MRスペクトルである。[1] 1 H-N of the polyimide obtained in Example 1
It is an MR spectrum.
【図2】 実施例1にて得られたポリイミドのIR吸収
スペクトルである。FIG. 2 is an IR absorption spectrum of the polyimide obtained in Example 1.
【図3】 実施例2にて得られたポリイミドの1H−N
MRスペクトルである。FIG. 3 shows 1 H-N of the polyimide obtained in Example 2.
It is an MR spectrum.
【図4】 実施例2にて得られたポリイミドのIR吸収
スペクトルである。FIG. 4 is an IR absorption spectrum of the polyimide obtained in Example 2.
【図5】 実施例3にて得られたポリイミドの1H−N
MRスペクトルである。FIG. 5 shows 1 H—N of the polyimide obtained in Example 3.
It is an MR spectrum.
【図6】 実施例3にて得られたポリイミドのIR吸収
スペクトルである。FIG. 6 is an IR absorption spectrum of the polyimide obtained in Example 3.
【図7】 実施例4にて得られたポリイミドの1H−N
MRスペクトルである。FIG. 7 shows 1 H-N of the polyimide obtained in Example 4.
It is an MR spectrum.
【図8】 実施例4にて得られたポリイミドのIR吸収
スペクトルである。FIG. 8 is an IR absorption spectrum of the polyimide obtained in Example 4.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4D006 GA41 MB04 MB11 MB15 MC58X NA01 NA62 PA04 PB17 PB18 PB19 PB62 PB63 PB64 PB66 PB68 PB70 PC71 4J043 PA01 PA02 PC046 QB15 QB26 QB31 RA34 RA35 SA06 SA42 SA43 SA47 SA49 SA51 SA52 SA53 SA54 SA55 SA72 SB01 TA02 TA22 TA47 TA71 TA75 TB01 UA122 UA131 UA132 UA222 UA262 UA662 UA672 UB062 UB081 UB091 UB101 UB122 UB152 UB302 VA021 VA041 VA061 VA081 XA18 YA06 YA08 ZA11 ZA12 ZB13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4D006 GA41 MB04 MB11 MB15 MC58X NA01 NA62 PA04 PB17 PB18 PB19 PB62 PB63 PB64 PB66 PB68 PB70 PC71 4J043 PA01 PA02 PC046 QB15 QB26 QB31 RA34 RA35 SA06 SA42 SA43 SA47 SA52 SA51 SA72 SB01 TA02 TA22 TA47 TA71 TA75 TB01 UA122 UA131 UA132 UA222 UA262 UA662 UA672 UB062 UB081 UB091 UB101 UB122 UB152 UB302 VA021 VA041 VA061 VA081 XA18 YA06 YA08 ZA11 ZA12 ZB13
Claims (3)
基、トリフロロメチル基又はメトキシ基である。mは0
〜4の整数を意味する。また、nは50〜1800の整
数を意味する。)で示される繰り返し構造単位を有する
ポリイミド。1. The following general formula (I): (However, S is a tetravalent organic group, R is a halogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a methoxy group. M is 0
It means an integer of ~ 4. Further, n means an integer of 50 to 1800. A polyimide having a repeating structural unit represented by).
酸二無水物と、下式(III): 【化3】 (但し、Rは4価の有機基、Rはハロゲン原子、メチル
基、トリフロロメチル基又はメトキシ基である。mは0
〜4の整数を意味する。)で示されるジアセチレン骨格
を有するジアミンとを縮重合させることを特徴とする一
般式(I): 【化4】 (但し、S、R及びmは前記に同じ、nは50〜180
0の整数を意味する。)で示されるで繰り返し構造単位
を有するポリイミドの製造方法。2. The following general formula (II): (Where S is a tetravalent organic group) and a tetracarboxylic dianhydride represented by the following formula (III): (Where R is a tetravalent organic group, R is a halogen atom, a methyl group, a trifluoromethyl group or a methoxy group. M is 0
It means an integer of ~ 4. (1) wherein polycondensation is carried out with a diamine having a diacetylene skeleton represented by the following general formula (I): (However, S, R and m are the same as above, and n is 50 to 180
Means an integer of 0. A) a method for producing a polyimide having a repeating structural unit.
る気体分離膜。3. A gas separation membrane formed of the polyimide according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000179634A JP2001081193A (en) | 1999-07-15 | 2000-06-15 | Polyimide, method for producing the same, and gas separation membrane using the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20115199 | 1999-07-15 | ||
| JP11-201151 | 1999-07-15 | ||
| JP2000179634A JP2001081193A (en) | 1999-07-15 | 2000-06-15 | Polyimide, method for producing the same, and gas separation membrane using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=26512603
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| JP2000179634A Pending JP2001081193A (en) | 1999-07-15 | 2000-06-15 | Polyimide, method for producing the same, and gas separation membrane using the same |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001081193A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101999A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Chisso Corp | Liquid crystal alignment layer, liquid crystal aligning agent, and liquid crystal display element |
| US9321017B2 (en) | 2012-01-24 | 2016-04-26 | Nagoya Industrial Science Research Institute | Gas-separation membrane |
-
2000
- 2000-06-15 JP JP2000179634A patent/JP2001081193A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101999A (en) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Chisso Corp | Liquid crystal alignment layer, liquid crystal aligning agent, and liquid crystal display element |
| US9321017B2 (en) | 2012-01-24 | 2016-04-26 | Nagoya Industrial Science Research Institute | Gas-separation membrane |
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