Membrana de separación de vapores orgánicos y membrana compuesta de separación de vapores orgánicos
Descripción general
 Se proporciona una membrana de separación de vapores orgánicos de alto rendimiento en un método de separación y recuperación de vapores de disolventes orgánicos generados a partir de un disolvente orgánico mediante el proceso mediante una membrana de separación de gases. Poli 1,2-butadieno en un grupo alcoxisililo o un grupo acetoxi orgánica separación vapor sililo membrana como componente principal un material polimérico formado por injerto. ] En comparación con membrana de separación de vapor orgánico convencional, resistencia a la separación de vapor orgánico es alta y se hace posible separar y recuperar el vapor de manera muy eficiente orgánico debido a que la excelente resistencia a los disolventes.
Campo técnico
La presente invención se refiere a una membrana útil orgánica separación de vapor y de separación de membrana de material compuesto y la recuperación de los vapores orgánicos, en particular, hidrocarburos alifáticos, o hidrocarburos insaturados, aromáticos saturados, hidrocarburos halogenados, cetonas, alcoholes, gas que contiene el vapor de disolventes orgánicos tales como ésteres de ácidos carboxílicos, por ejemplo, se refiere a una membrana de separación de vapor orgánico útil para el vapor de disolvente orgánico según el aire eficientemente separado y recuperado.
Antecedentes
Relativamente aire que contiene una alta concentración de vapores orgánicos, por ejemplo, o de la máquina de limpieza de tales componentes electrónicos o piezas de metal, de la máquina de limpieza en seco, o una gran cantidad descargada desde el depósito de petróleo.
Por ejemplo, tricloroetano ampliamente utilizado como un disolvente de limpieza para los componentes de metal, en forma de vapor se calienta en la lavadora, se han utilizado, se descargan a la atmósfera desde la abertura superior de la lavadora como una alta concentración del vapor, el Como resultado, destruye la capa de ozono, lo que lleva a la destrucción del medio ambiente a escala mundial.
Por lo tanto, el vapor de disolvente orgánico (en adelante, referido como vapores orgánicos) para recuperar los vapores orgánicos a partir de una mezcla de gas que comprende, un método de uso de una membrana de separación de gas hecha de silicona es conocido (documento JP-A-1 236 918), el La propiedad de separación de la membrana de separación de gas con respecto al vapor orgánico es baja, por lo que no ha sido suficientemente económica.
Tarea de solución
Un objeto de la presente invención es proporcionar una membrana de separación de vapores orgánicos que tiene una elevada separabilidad a los vapores orgánicos y tiene suficiente resistencia a los disolventes.
Solución
Para lograr el objeto anterior, la presente invención tiene la siguiente configuración.
'Membrana de separación de vapor orgánica compuesta principalmente de poli 1,2-butadieno en un grupo alcoxisililo o acetoxysilyl material de polímero grupos injertados que comprende una'. La membrana de separación de vapor orgánico, los vapores orgánicos a partir de una mezcla de gases que contiene vapores orgánicos Es una membrana de separación de gases que se puede concentrar. Vapor orgánico significa vapor de solvente orgánico.
En la presente invención, incluyen poli 1,2-butadieno y 1,2 lazos de 90% o más sindiotáctico tiene un peso molecular promedio de más de 100.000, la cristalinidad de un polímero termoplástico de 15 a 35%, por ejemplo, Se vende bajo el nombre comercial JSR RB de Japan Synthetic Rubber.
En la presente invención, el material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2-butadieno, por reacción de un compuesto que tiene un poli 1,2-butadieno con un grupo alcoxisililo o acetoxysilyl grupo se refiere a un material polimérico obtenido mediante el injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxysilyl grupos ya sea en el poli 1,2-butadieno. En el que el compuesto capaz de injerto de un poli grupo alcoxisililo 1,2 butadieno, o un compuesto que tiene un grupo funcional y un grupo alcoxisililo capaz de reaccionar con los grupos vinilo de la poli 1,2-butadieno, o poli 1,2-butadieno con hidrógeno Puede plantearse un compuesto que tiene un grupo vinilo y un grupo alcoxisililo capaz de retirarse para efectuar una reacción de adición.
Ejemplos del compuesto que tiene un grupo funcional y un grupo alcoxisililo capaz de reaccionar con los grupos vinilo de la poli 1,2-butadieno, y el compuesto aminosilano cizallamiento alcoxi como tener el compuesto alkoxyhydrosilane o un grupo alcoxi y un grupo ciano que tiene un grupo alcoxi e hidrógeno Tu puedes Los ejemplos específicos de tales compuestos, trimetoxisilano, trietoxisilano, tripropoxysilane, aminosilano cizallamiento trimetoxisilano, aminosilano trietoxicianúrico, se pueden mencionar un aminosilano cizallamiento tripropoxy, un silano grupos alcoxi e hidrógeno , O un compuesto que tiene un grupo alcoxi y un grupo ciano en el silano, no está limitado a esto.
Se puede mencionar vinil silanos alcoxi como un compuesto que tiene un grupo vinilo y un grupo alcoxisililo que pueden poli 1,2 butadieno hidrógeno retirado por reacción de adición.
Ejemplos específicos de los silanos de vinilo alcoxi, vinil trimetoxisilano, trietoxisilano de vinilo, y vinil tris (2-metoxietoxi) silano.
En el que el compuesto capaz de injerto acetoxysilyl grupo poli 1,2 butadieno, se menciona acetoxi compuesto aminosilano cizallamiento o acetoxi silanos hidroeléctricas que tienen silanos acetoxi vinilo o grupo acetoxysilyl y un grupo ciano que tiene acetoxi grupo sililo y un grupo vinilo Tu puedes hacer
Para sintetizar el material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2 butadieno compuesto y un polibutadieno 1,2 apropiada con un compuesto o acetoxi grupo sililo que tiene el antes mencionado grupo alcoxisililo Y disolviéndolo en un solvente, y sometiéndolo a una reacción de adición a una temperatura de alrededor de 30 200 ° C. As, es necesario ser un disolvente que los compuestos lisan con compuesto o grupo sililo acetoxi tener poli 1,2-butadieno y un grupo alcoxisililo incluyen disolventes orgánicos que son adecuados para dicha reacción, hexano, Ciclohexano, xileno y similares. Esta reacción de adición se lleva a cabo preferiblemente en un gas inerte.
La relación de injerto del grupo alcoxisililo o sililo acetoxi grupo poli 1,2 butadieno, 0,01 10% en moles, preferiblemente de 0,1% 5 mol. El 0,01% en moles o menos, la densidad de reticulación de la membrana de separación de vapor orgánica obtenida en el material polímero es desfavorablemente baja resistencia pequeña, disolvente frente a la separación de vapor orgánico sujeto. Además, no deseable en el 10% en moles, la densidad de reticulación de la membrana de separación de vapor orgánico obtenido por el material polímero se incrementa, ya que la separación de la separación se reduce de vapor orgánico sujeto.
El espesor de la película de la membrana de separación de vapor orgánico compuesto principalmente de material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi poli grupo sililo 1,2-butadieno está relacionada con la velocidad de transmisión del vapor orgánico, si el espesor de la película es delgada más delgada es preferible porque la velocidad de permeación se incrementa, debido a la baja aislamiento desde poros demasiado delgada,, es preferible que el espesor pequeño agujero de alfiler libre. Tal espesor de película está usualmente preferiblemente en el rango de 0.01 5 μ.
Como un método para formar un espesor de película de la membrana de separación de vapor orgánico en esta gama con un material polimérico de la presente invención, se disuelve en un disolvente orgánico para lisar el material polimérico, se preparó la solución, de fundición sobre un fundamento adecuado Y es preferible un método de revestimiento en solución para evaporar un disolvente para formar una película delgada, ya que se puede formar una película delgada libre de orificios. En este momento, la reacción de condensación disolvente procede con grupos alcoxisililo o acetoxi grupo sililo entre sí en el proceso de la ida se evaporó, la película delgada resultante es reticulado. Esta estructura reticulada, pero que tiene una alta resistencia a los disolventes contra vapores orgánicos, con el fin de acelerar la reacción de reticulación, es preferible permitido pequeñas cantidades de disolución el catalizador de estaño orgánico en solución.
La película delgada resultante, para impartir resistencia a la presión, pero para el uso como un compuesto de película de material compuesto en la membrana de soporte porosa es generalmente, en este momento, el material polimérico de la película delgada directamente porosa de la presente invención Incluso si se intenta formar sobre la película de soporte, es difícil obtener una película delgada libre de orificios. Por lo tanto, los poros en la superficie de la membrana de soporte porosa y el agujero de llenado de poliorganosiloxano, aún más sobre la misma, para formar una membrana de separación de vapor orgánico de la presente invención, puesto que se obtiene una buena membrana de material compuesto del agujero de alfiler de libre . Aquí, es preferible que el poliorganosiloxano esté reticulado para impartir resistencia a los disolventes. El espesor de la capa de película fina hecha de poliorganosiloxano es preferentemente tan pequeño como sea posible a fin de no a la permeación resistencia siempre incluso llenar los poros de la membrana de soporte poroso, tal espesor en el intervalo de 0,01 1 [mu] . membrana de soporte porosa usada, la membrana de soporte porosa de la estructura asimétrica obtenida por el método de conversión de fase es preferible porque la pérdida de menor tamaño de poro de presión también transmitida es pequeña. elevar Específicamente una membrana de soporte poroso de este tipo, la membrana de soporte poroso de polisulfona, una membrana de soporte porosa polietersulfona, membrana de soporte porosa de poliacrilonitrilo, membrana de soporte porosa poliimida, sulfuro de polifenileno sulfona membrana de soporte porosa y .
Un método de formación de un poliorganosiloxano que tiene una estructura reticulada en la membrana de soporte porosa, un poliorganosiloxano y el agente silano de reticulación o un agente de reticulación de isocianato para poliorganosiloxano o una cadena lateral que tiene un silanol que tiene un grupo amino terminal se disuelve en un disolvente Para preparar una solución, recubrir la solución sobre la membrana de soporte porosa y evaporar el solvente.
Método en el que se utiliza una capa de película delgada de material polimérico de la presente invención sobre una capa de dicha película de poliorganosiloxano, por encima del método de recubrimiento solución.
separación vapor orgánico membrana de material compuesto de la presente invención obtenido de esta manera es superior a la resistencia orgánica separación vapor y resistencia a los disolventes, particularmente alto de separación contra el vapor de disolvente clorado, tal como tricloroetano, cloruro de metileno Para que el vapor pueda ser recuperado eficientemente
En lo sucesivo, la presente invención se describirá con más detalle basándose en ejemplos, pero la presente invención no se limita a esto.
Ejemplo 1
Poli 1,2-butadieno (JSR Co., Ltd. JSR RB820) 5 partes en peso, disolviendo el trimetoxisilano de vinilo 10 partes en peso de xileno. Además, se disuelven 0,1 partes en peso de peróxido de bencilo, y la mezcla se hace reaccionar mediante agitación en gas nitrógeno a 150ºC durante 30 minutos. Se precipitó el polímero de la solución resultante con metanol para obtener el injerto de trimetoxisilil poli 1,2 butadieno. La relación de injerto del grupo trimetoxisililo del polímero fue 0,8% en moles. Polietersulfona (fabricado por Mitsui Toatsu Chemicals, Inc., VICTREX 4800G) para preparar una solución al 20% disuelto en dimetilformamida. La solución se revistió 200μm en una cromatografía de poliéster tafetán para preparar una membrana de soporte porosa poliéter sulfona se sumergió en baño de coagulación de agua. polidimetilsiloxano con silanol extremo Dual (peso molecular promedio en número 30.000) 5 partes en peso, 2,5 partes en peso de solución de silano tetra-oxima se preparó disolviendo 0,5 partes en peso de diacetato de dibutilestaño en trifluorotricloroetano, la concentración de polímero La solución de recubrimiento se preparó con trifluorotricloroetano hasta que alcanzó 0,5%. La solución se revistió 100? M en una membrana de soporte poroso polietersulfona para preparar una película de material compuesto de silicona reticulado de evaporar el disolvente después de recubrimiento de aire caliente. Trimetoxisilil injertado poli 1,2-butadieno se disolvió 5 partes en peso de ciclohexano, además diluyó con concentración de polímero trifluorotricloroetano preparada de 0,5 partes en peso, aún más añadió 0,1 parte en peso de solución de octilato de estaño Estaba preparado. Esta solución se revistió 50 micras de espesor aplicada a la película de material compuesto de silicona reticulado obtenido anteriormente, el disolvente se evapora mediante aire caliente para preparar un poli membrana de material compuesto de 1,2-butadieno injertado trimetoxisilil.
La membrana de material compuesto obtenido se midió n-hexano, tolueno, 1,1,1-tricloroetano, la velocidad de permeación del cloruro de metileno. Los resultados se muestran en la Tabla 1. Sin embargo, en esta medición, poniéndose en contacto con el lado de suministro de vapor respectiva de la membrana de material compuesto a una presión de aproximadamente 150 mmHg, respectivamente, solo, mientras que el lado del permeado, respectivamente, de aproximadamente 0,1 1 mmHg. Además, la separación de oxígeno / nitrógeno de al antes y después de permitir que 1 hora de exposición a vapor saturado 1,1,1 tricloroetano como la evaluación de la resistencia a los disolventes se muestra en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 1
polidimetilsiloxano con silanol extremo Dual (peso molecular promedio en número 30.000) 5 partes en peso, 2,5 partes en peso de solución de silano tetra-oxima se preparó disolviendo 0,5 partes en peso de diacetato de dibutilestaño en trifluorotricloroetano, la concentración de polímero La solución de recubrimiento se preparó con trifluorotricloroetano hasta que alcanzó 0,5%. Para 100? M recubierto con la solución a la misma película de soporte poroso sulfona de poliéter como en el Ejemplo 1 para preparar un membranas de material compuesto de silicona reticulados repitió cinco veces para evaporar el disolvente después de recubrimiento de aire caliente.
Se evaluó el mismo rendimiento que en el Ejemplo 1, y los resultados se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 2
Poli 1,2-butadieno se disolvió 5 partes en peso de ciclohexano, otra preparación 0,5 partes en peso de concentración de polímero se diluyó con triclorotrifluoroetano, la solución del Ejemplo 1 y la misma película de material compuesto de silicona reticulado 100 μm, y el disolvente se evaporó con aire caliente para preparar una membrana compuesta de poli (1,2-butadieno).
Se evaluó el mismo rendimiento que en el Ejemplo 1, y los resultados se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2.
Efecto de la invención
La presente invención, resistencia a la separación de vapor orgánico es alta y es posible proporcionar una membrana de separación de vapor orgánico excelente en resistencia a los disolventes y película de material compuesto usando el mismo, el equipo y los costos de operación de recuperación de vapores orgánicos en el método de separación de membrana Puede ser reducido
Reclamo
Reivindicación 1 poli 1,2-butadieno en un grupo alcoxisililo o un grupo acetoxi orgánica separación vapor sililo membrana como componente principal un material polimérico formado por injerto.
Tiene la reivindicación 2 membrana de soporte fina capa porosa hecha de poliorganosiloxanos en, sobre la capa de película fina adicional, hecho de un material polimérico formado por injerto de un grupo alcoxisililo o acetoxi grupo sililo poli 1,2-butadieno membrana de material compuesto separación de vapor orgánico caracteriza por que comprende formar una capa delgada.
Application number :1994-007653
Inventors :東レ株式会社
Original Assignee :城邦恭、森晶子