[發明專利]高分子功能性膜及其制造方法

有效

• 申請號: 201380050819.2
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN104684634B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）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（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: B01D71/40
• 分類號: B01D71/40;B01D67/00;B01D71/82;B01J39/20;B01J41/14;B01J47/12;C08F220/58;C08J5/18;C08J5/22
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 龐東成,張志楠

技術領域

本發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

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。

例如，離子交換膜被用于電氣脫鹽(EDI：Electrodeionization)、連續電氣脫鹽(CEDI：Continuous Electrodeionization)、電滲析(ED：Electrodialysis)、反向電滲析(EDR：Electrodialysis reversal)等中。

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。

在離子交換膜中人們進行了膜電阻的改良研究。(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。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2011/073637號小冊子

專利文獻2：國際公開第2011/073638號小冊子

專利文獻3：國際公開第2011/025867號小冊子

發明內容

發明所要解決的課題

根據本發明人的研究可知，對于現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。

本發明的課題在于提供選擇透過性(遷移率)優異、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，本發明的課題特別在于提供膜電阻和透水率低、離子遷移率優異、作為離子交換膜的高分子功能性膜及其制造方法。

解決課題的手段

鑒于上述問題，本發明人對適于高分子功能性膜的膜結構進行了深入研究。其結果發現，使含有具有特定結構的聚合性化合物的組合物發生固化反應從而將孔隙體積分數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遷移率，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。本發明是基于這些技術思想而達成的。

即，本發明的上述課題通過下述手段得以解決。

<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為0.6％以上3.0％以下的高分子功能性膜。

<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。

<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)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酰胺化合物、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<1>～<3>的任一項所述的高分子功能性膜，其中，(A)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。

[化1]

通式(1)

(通式(1)中，R¹表示氫原子或甲基。L¹表示碳原子數為2～4的直鏈或者支化亞烷基。其中，L¹中，鍵接在L¹兩端的氧原子和氮原子不采取鍵接在L¹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，x+y+z滿足0～18。)

<5>如<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(B)共聚單體的摩爾比r為0.1<r<3.5。