高分子功能性膜及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及在離子交換膜、反滲透膜、正滲透膜或氣體分離膜等中有用的高分子 功能性膜及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 作為高分子功能性膜，已知有作為具有各種功能的膜的離子交換膜、反滲透膜、正 滲透膜或氣體分離膜等。
[0003] 例如，離子交換膜被用于電氣脫鹽（EDI :Electrodeionization)、連續(xù)電氣脫鹽 (CEDI Continuous Electrodeionization)、電滲析（ED :Electrodialysis)、反向電滲析 (EDR ：Electrodialysis reversal)等中。
[0004] 電氣脫鹽（EDI)是為了達成離子傳輸而使用離子交換膜和電位從水性液體中去 除離子的水處理工藝。與現(xiàn)有的離子交換之類的其它凈水技術不同，電氣脫鹽不要求使用 酸或氫氧化鈉之類的化學藥品，可用于生產(chǎn)超純水。電滲析（ED)和反向電滲析（EDR)為從 水和其它流體中去除離子等的電化學分離工藝。
[0005] 在離子交換膜中人們進行了膜電阻的改良研宄。（例如參見專利文獻1~3)。在 電氣脫鹽（EDI)、電滲析（ED)、反向電滲析（EDR)中，生成從水和其它流體中去除了離子等 的去離子水和被除去后的離子等的濃縮水。因此，在分離工藝中，與離子交換膜接觸的流體 的濃度發(fā)生變化。從而，要求其可作為與很寬濃度范圍的流體接觸時的高分子功能性膜的 性能的進一步提高。此外，還進一步要求除此以外的高分子功能性膜特性的提高。
[0006] 現(xiàn)有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :國際公開第2011/073637號小冊子 [0009] 專利文獻2 :國際公開第2011/073638號小冊子 [0010] 專利文獻3 :國際公開第2011/025867號小冊子

【發(fā)明內容】

[0011] 發(fā)明所要解決的課題
[0012] 根據(jù)本發(fā)明人的研宄可知，對于現(xiàn)有的高分子功能性膜來說，例如膜電阻和透水 率還有能夠進一步提高的余地，通過使膜電阻和透水率進一步降低，具有可特別提高作為 高分子功能性膜的功能的可能性。
[0013] 本發(fā)明的課題在于提供選擇透過性（迀移率）優(yōu)異、透水率和電阻低、能夠用于廣 泛用途的高分子功能性膜及其制造方法。其中，本發(fā)明的課題特別在于提供膜電阻和透水 率低、離子迀移率優(yōu)異、作為離子交換膜的高分子功能性膜及其制造方法。
[0014] 解決課題的手段
[0015] 鑒于上述問題，本發(fā)明人對適于高分子功能性膜的膜結構進行了深入研宄。其結 果發(fā)現(xiàn)，使含有具有特定結構的聚合性化合物的組合物發(fā)生固化反應從而將孔隙體積分數(shù) 調整為特定范圍內的高分子功能性膜不僅顯示出良好的離子迀移率，而且在作為離子交換 膜使用時的電阻低，并且顯示出低透水率。本發(fā)明是基于這些技術思想而達成的。
[0016] 即，本發(fā)明的上述課題通過下述手段得以解決。
[0017] 〈1> 一種高分子功能性膜，其是使含有（A)聚合性化合物和（B)共聚單體的組合物 進行固化反應而成的孔隙體積分數(shù)為〇. 6%以上3. 0%以下的高分子功能性膜。
[0018] 〈2>如〈1>所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物在分子內具有至少1 個烯鍵式不飽和基團，且該（A)聚合性化合物為水溶性的。
[0019] 〈3>如〈1>或〈2>所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物為選自（甲基） 丙稀酸醋化合物、（甲基）丙稀酰胺化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基化合物、N-乙稀 基酰胺化合物和烯丙基化合物中的化合物。
[0020] 〈4>如〈1>~〈3>的任一項所述的高分子功能性膜，其中，⑷聚合性化合物為下 述通式（1)所表示的化合物，且（B)共聚單體為單官能聚合性化合物。
[0021] [化 1]
[0022]通式（1)
[0023]
【主權項】
1. 一種高分子功能性膜，其是使含有（A)聚合性化合物和（B)共聚單體的組合物進行 固化反應而成的孔隙體積分數(shù)為0. 6%以上3. 0%以下的高分子功能性膜。
2. 如權利要求1所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物在分子內具有至 少1個烯鍵式不飽和基團，且該（A)聚合性化合物為水溶性的。
3. 如權利要求1或2所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物為選自（甲 基）丙稀酸醋化合物、（甲基）丙稀酰胺化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基化合物、 N-乙烯基酰胺化合物和烯丙基化合物中的化合物。
4. 如權利要求1~3的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述（A)聚合性化合物為 下述通式（1)所表示的化合物，且上述（B)共聚單體為單官能聚合性化合物， [化1]
通式（1)中，R1表示氫原子或甲基；L1表示碳原子數(shù)為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞 烷基；其中，L1中，鍵接在L 1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L 1的同一碳原子上的結 構；L2表示2價連接基團；k表示2或3 ;x、y和z各自獨立地表示0~6的整數(shù)，x+y+z滿 足0~18。
5. 如權利要求1~4的任一項所述的高分子功能性膜，其中，（A)聚合性化合物相對于 上述（B)共聚單體的摩爾比r為0. l〈r〈3. 5。
6. 如權利要求1~5的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)共聚單體具有解 離基團。
7. 如權利要求6所述的高分子功能性膜，其中，上述解離基團選自磺基或其鹽、羧基或 其鹽、銨基和吡啶鑰基。
8. 如權利要求6或7所述的高分子功能性膜，其中，上述解離基團為磺基或其鹽、或者 羧基或其鹽。
9. 如權利要求1~8的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述（B)共聚單體為（甲 基）丙烯酸酯化合物或（甲基）丙烯酰胺化合物。
10. 如權利要求1~9任一項所述的高分子功能性膜，其中，相對于上述組合物的總固 體成分100質量份，上述（A)聚合性化合物的固體成分含量為10質量份~85質量份。
11. 如權利要求1~10的任一項所述的高分子功能性膜，其中，該高分子功能性膜具有 支持體。
12. 如權利要求11所述的高分子功能性膜，其中，上述支持體為合成織物或合成非織 造物、海綿狀膜、或者具有微細貫通孔的膜。
13. 如權利要求11或12所述的高分子功能性膜，其中，上述支持體為聚烯烴。
14. 如權利要求1~13的任一項所述的高分子功能性膜，其中，上述高分子功能性膜為 離子交換膜、反滲透膜、正滲透膜或氣體分離膜。
15. -種高分子功能性膜的制造方法，在該制造方法中，使含有（A)聚合性化合物和 (B)共聚單體的組合物發(fā)生固化反應，以使孔隙體積分數(shù)為0. 6%以上3. O %以下。
16. 如權利要求15所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述⑷聚合性化合物為 下述通式（1)所表示的化合物，且上述（B)共聚單體為單官能聚合性化合物， [化2]
通式（1)中，R1表示氫原子或甲基；L1表示碳原子數(shù)為2~4的直鏈亞烷基或者支化亞 烷基；其中，L1中，鍵接在L 1兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L 1的同一碳原子上的結 構；L2表示2價連接基團；k表示2或3 ;x、y和z各自獨立地表示0~6的整數(shù)，x+y+z滿 足0~18。
17. 如權利要求15或16所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，在上述組合物中進 一步含有（C)溶劑，相對于該組合物的總質量100質量份，該溶劑的含量為1質量份~35 質量份。
18. 如權利要求17所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述（C)溶劑為水或水溶 性溶劑。
19. 如權利要求15~18的任一項所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，在使上述 組合物涂布和/或浸滲至支持體后使該組合物進行固化反應。
20. 如權利要求15~19的任一項所述的高分子功能性膜的制造方法，其中，上述固化 反應為對上述組合物照射能量射線來進行聚合的固化反應。
【專利摘要】一種高分子功能性膜，其是使含有(A)聚合性化合物和(B)共聚單體的組合物進行固化反應而成的孔隙體積分數(shù)為0.6％以上3.0％以下的高分子功能性膜。
【IPC分類】B01D67-00, B01D71-82, C08J5-22, B01J41-14, C08J5-18, B01J47-12, B01D71-40, C08F220-58, B01J39-20
【公開號】CN104684634
【申請?zhí)枴緾N201380050819
【發(fā)明人】高本哲文, 天生聰仁, 戶井原渚, 池田森人, 佐野聰, 小玉啟祐
【申請人】富士膠片株式會社
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年9月26日
【公告號】EP2902097A1, US20150259227, WO2014050992A1