JP7511558B2 - 高圧濾過のための多孔質膜 - Google Patents
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Description
本出願は、2018年12月20日出願の欧州特許出願公開第18214572.2号に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
(I)少なくとも1種の汚染物質を含有する流体を提供する工程と;
(II)少なくとも1種の芳香族スルホンポリマー[ポリマー(SP)]と、少なくとも1種のポリフェニレンポリマー[ポリマー(PP)]とを含む少なくとも1つの多孔質層[層(PSP)]を含む膜[膜(PSP)]を提供する工程と;
(III)1バール超の圧力を前記流体に加えることにより、少なくとも1種の汚染物質を含有する前記流体と前記膜(PSP)とを接触させる工程と;
(IV)前記少なくとも1種の汚染物質を含まない流体を回収する工程と
を含む方法に関する。
- 前記組成物(C*)の総重量を基準として7~60重量%の量の少なくとも1種のスルホンポリマー[ポリマー(SP)]と、
- 前記組成物(C*)の総重量を基準として0.1~30重量%未満の量の少なくとも1種のポリフェニレンポリマー[ポリマー(PP)]と、
- 前記組成物(C*)の重量を基準として10~92.9重量%の量の少なくとも1種の溶媒[媒体(L)]と
を含む組成物[組成物C*)]から得られる少なくとも1つの多孔質層[層(PSP*)]を含む膜[膜(PSP*)]に関する。
- 化合物、化学式又は式の一部を特定する記号又は数字の前後の括弧の使用は、それらの記号又は数字を本文の残りからよりよく区別する目的を有するにすぎず、そのため、前記括弧は、省略することもでき;
- 用語「膜」は、それと接触した化学種の透過を適度にする、不連続の概して薄い界面を示すことが意図され、前記膜は、有限寸法の細孔を含有し;
- 用語「重量多孔率」は、多孔質膜の全体容積にわたって空隙の分率を意味することが意図され;
- 用語「溶媒」は、その通常の意味で本明細書において用いられ、すなわち、それは、別の物質(溶質)を溶解させて、分子レベルで一様に分散した混合物を形成することができる物質を示す。ポリマー溶質の場合、結果として生じた混合物が透明であり、及び相分離が系中で全く見られない場合に溶媒中のポリマーの溶液を指すことが一般的慣習である。相分離は、ポリマー凝集体の形成が原因で溶液が濁るか又は曇るようになる、多くの場合に「曇点」と称されるポイントであると解釈される。
-Ar1-(T’-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (RSP-1)
(式中、
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるAr1、Ar2、Ar3、Ar4及びAr5は、独立して、芳香族単核又は多核基であり;
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるT及びT’は、独立して、結合又は1個若しくは2個以上のヘテロ原子を任意選択で含む二価基であり;好ましくは、T’は、結合、-CH2-、-C(O)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=CCl2)-、-SO2-、-C(CH3)(CH2CH2COOH)-及び式:
の基からなる群から選択され;及び
好ましくは、Tは、結合、-CH2-、-C(O)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=CCl2)-、-C(CH3)(CH2CH2COOH)-及び式:
の基からなる群から選択され;及び
- 互いに等しいか又は異なるn及びmは、独立して、ゼロ又は1~5の整数である)
の繰り返し単位(RSP-1)である。
の繰り返し単位(RPPSU)である、繰り返し単位を含む任意のポリマーを意味することが意図される。
及びこれらの混合物の繰り返し単位などとのミックスである。
の繰り返し単位(RPSU)である、芳香族スルホンポリマーを意味することが意図される。
(式中、互いに等しいか又は異なるR’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、且つ互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるj’のそれぞれは、独立して、ゼロであるか又は0~4の整数である)
の繰り返し単位(RPESU)である、任意のポリマーを意味することが意図される。
(式中、
- 互いに等しいか又は異なるR’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され;
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるi’のそれぞれは、独立して、ゼロであるか又は0~4の整数であり;
- 互いに等しいか又は異なるTのそれぞれは、結合、-CH2-;-O-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素又はC1~C12-アルキル、C1~C12-アルコキシ若しくはC6~C18アリール基である);-(CH2)q-及び-(CF2)q-(ここで、qは、1~6の整数である);又は最大で6個の炭素原子の線状若しくは分岐の脂肪族二価基;及びそれらの混合物からなる群から選択される)
のものからなる群から選択される。
-Ar*1-SO2-[Ar*2-(T*-Ar*3)n*-SO2]m*-Ar*4-E- (RSP-2)
(式中、
- 出現ごとに互いに等しいか又は異なるAr*1、Ar*2、Ar*3及びAr*4のそれぞれは、芳香族部分であり;
- 互いに等しいか又は異なるn*及びm*は、独立して、ゼロ又は1~5の整数であり;
- T*は、結合又は1個若しくは2個以上のヘテロ原子を任意選択で含む二価基であり;好ましくは、T*は、結合、-CH2-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=CCl2)-、-C(CH3)(CH2CH2COOH)-及び式:
の基からなる群から選択され、及び
- Eは、式(E-1)~式(E-3):
の1つ以上から選択される1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトール糖ジオール単位である)
の繰り返し単位(RSP-2)である。
(式中、
- 各R*は、独立して、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び四級アンモニウムからなる群から選択され;
- j*は、ゼロ又は1~4の整数であり、及びj*’は、ゼロ又は1~3の整数である)
を有する。
- 式(S):
X-Ar*1-SO2-[Ar*2-(T*-Ar*3)n*-SO2]m*-Ar*4-X’
(式中、
- 互いに等しいか又は異なるX及びX’は、F、Cl、Br、I;好ましくはCl又はFから選択されるハロゲンであり;及び
- Ar*1、Ar*2、Ar*3、Ar*4、T*、n*及びm*は、上で定義されたとおりである)
の少なくとも1種のジハロアリール化合物[以下ではジハロ(BB)]と
の反応によって製造することができる。
(式中、
- 互いに等しいか又は異なるR*のそれぞれは、上で定義されたとおりであり;
- j*は、上で定義されたとおりであり;
- T*は、上で定義されたとおりであり、且つ好ましくは結合、-CH2-、-C(O)-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=CCl2)-、-C(CH3)(CH2CH2COOH)-、-SO2-、フェニレン及び式:
の基からなる群から選択され、及び
- Eは、式(E-1)の1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトール糖ジオール単位[以下ではイソソルビド単位(E-1)とも称される]である)
のものの1つ以上から独立して選択される、繰り返し単位(RPSI)である繰り返し単位を含む任意のポリマーを意味することが意図される。
- ジオール(AA)と異なる少なくとも1種のジヒドロキシル化合物[ジオール(A’A’)]の組み込みに由来する繰り返し単位(RA’A’);
- ジハロ(BB)と異なる少なくとも1種のジハロアリール化合物[ジハロ(B’B’)]の組み込みに由来する繰り返し単位(RB’B’);
- 少なくとも1種のヒドロキシル-ハロ化合物[ヒドロ-ハロ(A’B’)]の組み込みに由来する繰り返し単位(RA’B’);
- 式(S1):
Ar5-(TS1-Ar6)q-O-Ar7-SO2-[Ar8-(TS1’-Ar9)q-SO2]p-Ar10-O-
(式中、
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるAr5、Ar6、Ar7、Ar8及びAr9は、独立して、芳香族部分であり;
- 出現ごとに互いに等しいか又は異なるTS1及びTS1’は、独立して、結合又は1個若しくは2個以上のヘテロ原子を任意選択で含む二価基であり;好ましくは、TS1及びTS1’は、結合、-CH2-、-C(O)-,-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-C(=CCl2)-、-C(CH3)(CH2CH2COOH)-、-SO2-及び式:
の基からなる群から選択され;
- 互いに等しいか又は異なるq及びpは、独立して、ゼロ又は1~5の整数である)
の繰り返し単位(Rc)
の1つ以上から選択される繰り返し単位を任意選択でさらに含み得る。
(式中、
- 互いに等しいか又は異なるRc’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び四級アンモニウムからなる群から選択され;
- jc’は、ゼロであるか又は0~4の整数であり;
- TS1及びTS1’は、上で定義されたとおりである)
のものからなる群から選択することができる。
によって表される繰り返し単位(Rpm)と、少なくとも約10モルパーセントの、以下の式:
によって表される繰り返し単位(Rpp)とを含み、式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及びR8は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アリール、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルケトン、アリールケトン、フルオロアルキル、フルオロアリール、ブロモアルキル、ブロモアリール、クロロアルキル、クロロアリール、アルキルスルホン、アリールスルホン、アルキルアミド、アリールアミド、アルキルエステル、アリールエステル、フッ素、塩素及び臭素からなる群から選択される。
Arは、以下の式の群:
(式中、
各Rj、Rk及びRlは、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、
互いに等しいか又は異なるj及びlは、独立して、0、1、2、3、4又は5であり、及び
j又はlに等しいか又は異なるkは、独立して、1、2、3又は4である)
から選択される式によって表され;
Tは、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素、C1~C12-アルキル、C1~C12-アルコキシ又はC6~C18-アリール基である);-(CH2)n-及び-(CF2)n-(ここで、nは、1~6の整数である);1~6個の炭素原子を有する線状又は分岐の脂肪族二価基からなる群から選択される。
Ar’’は、以下の式の群:
(式中、
各Rj’’、Rk’’及びRl’’は、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、
互いに等しいか又は異なるj’’及びl’’は、独立して、0、1、2、3又は5であり、及び
j’’又はl’’に等しいか又は異なるk’’は、独立して、0、1、2、3又は4である)
から選択される式によって表され;
T’’は、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(ここで、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素、C1~C12-アルキル、C1~C12-アルコキシ又はC6~C18-アリール基である);-(CH2)n-及び-(CF2)n-(ここで、nは、1~6の整数である);1~6個の炭素原子を有する線状又は分岐の脂肪族二価基からなる群から選択される。
- より具体的にはパラフィン、例えば特にペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン又はシクロヘキサンなどを含む脂肪族炭化水素並びにナフタレン及び芳香族炭化水素、より具体的には芳香族炭化水素、例えば特にベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、アルキルベンゼンの混合物から構成される石油留分など;
- より具体的には過塩素化炭化水素、例えば特にテトラクロロエチレン、ヘキサクロロエタンなどを含む脂肪族又は芳香族ハロゲン化炭化水素;
- 部分塩素化炭化水素、例えばジクロロメタン、クロロホルム、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2,2-テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、トリクロロエチレン、1-クロロブタン、1,2-ジクロロブタン、モノクロロベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、1,3-ジクロロベンゼン、1,4-ジクロロベンゼン、1,2,4-トリクロロベンゼン又は異なるクロロベンゼンの混合物など;
- 脂肪族、脂環式又は芳香族エーテルオキシド、より具体的にはジエチルオキシド、ジプロピルオキシド、ジイソプロピルオキシド、ジブチルオキシド、メチルテルブチルエーテル、ジペンチルオキシド、ジイソペンチルオキシド、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテルベンジルオキシド;ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF);
- ジメチルスルホキシド(DMSO);
- グリコールエーテル、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテルなど;
- グリコールエーテルエステル、例えばエチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなど;
- 多価アルコールを含むアルコール、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールなど;
- ケトン、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなど;
- 線状又は環状エステル、例えばイソプロピルアセテート、n-ブチルアセテート、メチルアセトアセテート、ジメチルフタレート、γ-ブチロラクトンなど;
- 線状又は環状カルボキサミド、例えばN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N-ジエチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチルホルムアミド又はN-メチル-2-ピロリドン(NMP)など;
- 有機カーボネート、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート;
- リン酸エステル、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート(TEP)など;
- 尿素、例えばテトラメチル尿素、テトラエチル尿素など;
- メチル-5-ジメチルアミノ-2-メチル-5-オキソペンタノエート(商品名Rhodialsov Polarclean(登録商標)の下で商業的に入手可能)
である。
(i^)液体組成物[組成物(CL)]であって、
- 上で定義されたようなポリマー(SP)、
- 上で定義されたようなポリマー(PP)、及び
- 上で定義されたような媒体(L)
を含む液体組成物[組成物(CL)]を提供する工程と;
(ii^)工程(i)において提供された組成物(CL)を加工し、それによってフィルムを提供する工程と;
(iii^)工程(ii)において提供されたフィルムを沈澱させ、それによって多孔質膜を提供する工程と
を含む。
(i^^)上で定義されたような少なくとも1種のポリマー(PP)とポリマー(SP)とを含む固体組成物[組成物(CS)]を提供する工程と;
(ii^^-A)工程(i^^)において提供された組成物(CS)を加工し、それによってフィルムを提供する工程及び(iii^^-A)工程(ii^^-A)において提供されたフィルムを延伸し、それによって多孔質膜を提供する工程;又は
(ii^^-B)工程(i^^)において提供された組成物(CS)を加工し、それによって繊維を提供する工程及び(iii^^-B)(ii^^-B)において提供された繊維を加工し、それによって多孔質膜を提供する工程と
を含む。
ジメチルアセトアミド(DMAC)、N-メチルピロリドン(NMP)、イソプロピルアルコール(IPA)及びポリビニルピロリドン(PVP)K10は、Sigma Aldrichから入手した。Veradel(登録商標)3000P(ポリエーテルスルホン-PESU)、Udel(登録商標)P-3500 LCD(ポリスルホン-PSU)、Radel(登録商標)R 5000 NT(PPSU)及びPrimospire(登録商標)PR 250(ポリフェニレン)は、Solvay Specialty Polymersから入手した。
フラットシート膜に関する機械的(引張)試験
フラットシート多孔質膜に関する機械的特性は、グリップ距離=25.4mm及び初期長L0=21.5mmでASTM基準D638タイプVに従って室温(23℃)で評価した。速度は、1~50mm/分であった。水中で保存した試料を容器ボックスから取り出し、直ちに見かけ弾性率及び破断応力を測定するために試験した。
押出繊維に関する試験は、全て初期長L0=125mm及び125mm/分の速度でASTM D3032方法に従って行った。試験した繊維の全ては、いかなる追加の処理もなしに水中で保存した。試験中、繊維を湿った状態に維持した:すなわち、各試験は、いくつかの繊維検体に関して少なくとも4~5の繰り返しを伴った。見かけ弾性率及び破断応力を測定した。
膜の重量多孔率は、膜の総容積で割られた細孔の容積と定義する。多孔率は、Appendix of Desalination,72(1989)249-262に記載されている手順に従って湿潤流体としてIPA(イソプロピルアルコール)を使用して測定した。
ここで、
Wetは、湿った膜の重量であり、
Dryは、乾燥した膜の重量であり、
ρpolymerは、ポリマーの密度(PrimoSpire(登録商標)1.19g/cm3;1.36g/cm3 PESU;1.24g/cm3 PSU;1.29g/cm3 PPSU)であり、
ρliquidは、IPAの密度(0.78g/cm3)である。
純水透過性は、当技術分野において公知の技術に従って測定した。所定の圧力で各膜を通る水流束(J)は、単位面積当たり及び単位時間当たり透過する容積と定義した。この流束は、以下の式:
(ここで、V(L)は、透過水の容積であり、Aは、膜面積であり、Δtは、操作時間である)
によって計算する。フラットシート膜に関する水流束測定は、一定の窒素下で行き止まり構造を用いて室温で行った。
この試験は、圧力圧縮への製造品目の性向を評価するために行った。この試験は、いくつかの選択されたフラットシート品目に関してのみ行い、1~2及び4バールの印加圧力での3つの所定の連続的段階のそれぞれについて流束(上で定義されたような)を長時間(約45分)測定することに存する。1バールでの第1の流束測定を、およそ11分の圧力保持後に行った。全体試験は、135分間続いた。終わりに、各圧力段階の継続時間中の流束減衰を評価し、且つまた流束と印加圧力との間の最終的な比例関係をチェックすることが可能であった。
以下の実施例において詳述される量のポリマーと、溶媒(以下に詳述されるようなDMAC又はNMP)中の任意選択の添加物とを添加すること及び各溶液について透明な及び均一な系が得られるまで数時間機械アンカーで撹拌することにより、溶液を30℃で調製した。必要に応じて、溶解プロセスを加速するために系の温度を50℃~60℃に上げた。
フラットシートの形態の多孔質膜を、自動化キャスティングナイフにより、好適な滑らかなガラス支持体一面に、上で記載されたとおりに調製されたドープ溶液をフィルムにすることによって調製した。ポリマーの時期尚早の沈澱を防ぐために、ドープ溶液、キャスティングナイフ及び支持体の温度を25℃に保つことによって膜キャスティングを行った。ナイフ隙間を250μmに設定した。キャスティング後、相反転を誘起するために、ポリマーフィルムを直ちに凝固浴(純粋な脱イオン水又は混合物IPA/水50:50v/vのいずれか)に浸した。凝固後、膜を次の数日間純水中で数回洗浄して残存痕跡の溶媒を除去した。
中空繊維の形態の多孔質膜を、上で詳述されたとおりに調製されたドープ溶液を、紡糸口金を通して押し出すことによって調製した。1~10ml/分の範囲の流量で供給される水を環の中央でボア流体として共押出することにより、中空繊維が崩壊することを防いだ。回転(凝固)水浴は、相反転による凝固を生じさせることを可能にした。装置の温度をPIDシステムによって制御した。押出パートにおいて使用される紡糸口金形状は、800μmの内径(IDsp)、1600μmの外径(ODsp)及び300μmのボア径を有した(本文では後に0.3-0.8-1.6として示される)。
フラットシートの形態での本発明による多孔質膜を、DMAC溶媒と、以下のブレンド:
(a)Radel(登録商標)PPSU 18w/w%+Primospire(登録商標)PR-250 2w/w%
(b)Radel(登録商標)PPSU 18w/w%+Primospire(登録商標)PR-250 4w/w%
とを使用して調製した。発生期膜を水中で凝固させた。
比較として、フラットシートの形態の多孔質膜を、DMAC溶媒とRadel(登録商標)PPSU 20w/w%とを使用して調製した。発生期膜を水中で凝固させた。
フラットシートの形態での本発明による多孔質膜を、DMAC溶媒と、5w/w%のPVP K10、10w/w%のPrimospire(登録商標)PR-250及び10w/w%のRadel(登録商標)PPSUを含むブレンドとを使用して調製した。発生期膜を水中で凝固させた。
比較として、フラットシートの形態の多孔質膜を、DMAC溶媒と、5w/w%のPVP K10及び20w/w%のRadel(登録商標)PPSUを含むブレンドとを使用して調製した。発生期膜を水中で凝固させた。
中空繊維の形態での本発明による多孔質膜を、溶媒としてのNMPと14w/w%のVeradel(登録商標)PES 3000 MP+4w/w%のPrimospire(登録商標)のブレンドとを使用して調製した。
比較として、中空繊維の形態の多孔質膜を、溶媒としてのNPMと18w/w%のVeradel(登録商標)PESU 3000 MP(ポリエーテルスルホン)とを使用して調製した。
- ドープ組成物/T℃押出:18重量%/30℃
- ノズル(mm):0.3-0.8-1.6
- ボア流体:純水
- 凝固浴温度:25℃での水
- ドープスループット(g/分)対ボアスループットの比(D/B比):0.4~1.1
- 空隙:9cm
得られた膜についての機械的特性を以下の表3に示す。
フラットシートの形態の多孔質膜(実施例4C*)を、DMAC溶媒、Udel(登録商標)PSU P-3500LCD 5w/w%及びPrimoSpire(登録商標)PR250 5w/w%を使用して調製した。
DMAC溶媒とUdel(登録商標)PSU P-3500LCD 30w/w%とPrimoSpire(登録商標)PR250 30w/w%とを含む組成物(実施例5C*)を調製した。
Claims (13)
- 少なくとも1種の汚染物質を含有する流体を精製する方法であって、
(I)少なくとも1種の汚染物質を含有する流体を提供する工程と;
(II)少なくとも1種の芳香族スルホンポリマー[ポリマー(SP)]と、少なくとも1種のポリフェニレンポリマー[ポリマー(PP)]とを含む少なくとも1つの多孔質層[層(PSP)]を含む膜[膜(PSP)]を提供する工程と;
(III)1バール超の圧力を前記流体に加えることにより、少なくとも1種の汚染物質を含有する前記流体と前記膜(PSP)とを接触させる工程と;
(IV)前記少なくとも1種の汚染物質を含まない前記流体を回収する工程と
を含み、前記ポリマー(PP)は、(ポリマー(PP)の100モル当たり)少なくとも約10モルパーセントの、以下の式:
によって表される繰り返し単位(R pm )と、少なくとも約10モルパーセントの、以下の式:
によって表される繰り返し単位(R pp )とを含み、式中、R 1 、R 2 、R 3 、R 4 、R 5 、R 6 、R 7 及びR 8 は、それぞれ独立して、水素、アルキル、アリール、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルケトン、アリールケトン、フルオロアルキル、フルオロアリール、ブロモアルキル、ブロモアリール、クロロアルキル、クロロアリール、アルキルスルホン、アリールスルホン、アルキルアミド、アリールアミド、アルキルエステル、アリールエステル、フッ素、塩素及び臭素からなる群から選択される、方法。 - 前記膜(PSP)は、前記層(PSP)を唯一の層として含むか、又は前記膜(PSP)は、重層化膜である、請求項1に記載の方法。
- 前記ポリマー(SP)は、式-Ar-SO2-Ar’-(式中、互いに等しいか又は異なるAr及びAr’は、芳香族基である)の少なくとも1つの基[繰り返し単位(RSP)]を含むポリマーであり、前記ポリマー(SP)の前記繰り返し単位の50モル%超は、主鎖中においてエーテル結合によって連結されている、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記繰り返し単位(RSP)は、
(I)式:
-Ar1-(T’-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (RSP-1)
(式中、
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるAr1、Ar2、Ar3、Ar4及びAr5は、独立して、芳香族単核又は多核基であり;
- 互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるT及びT’は、独立して、結合又は二価基であり;及び
- 互いに等しいか又は異なるn及びmは、独立して、ゼロ又は1~5の整数である)
の繰り返し単位(RSP-1);
(II)式:
-Ar*1-SO2-[Ar*2-(T*-Ar*3)n*-SO2]m*-Ar*4-E- (RSP-2)
(式中、
- 出現ごとに互いに等しいか又は異なるAr*1、Ar*2、Ar*3及びAr*4のそれぞれは、芳香族部分であり;
- 互いに等しいか又は異なるn*及びm*は、独立して、ゼロ又は1~5の整数であり;
- T*は、結合又は二価基であり;及び
- Eは、式(E-1)~式(E-3):
の1つ以上から選択される1,4:3,6-ジアンヒドロヘキシトール糖ジオール単位である)
の繰り返し単位(RSP-2)
からなる群から選択される、請求項3に記載の方法。 - 前記ポリマー(SP)は、ポリ(フェニレンスルホン)ポリマー[ポリマー(PPSU)]、ポリ(スルホン)ポリマー[ポリマー(PSU)]及びポリ(エーテルスルホン)ポリマー[ポリマー(PESU)]から選択される、請求項3又は4に記載の方法。
- - 前記ポリ(フェニレンスルホン)ポリマー[ポリマー(PPSU)]は、前記ポリマー(PPSU)の前記繰り返し単位(RSP-1)の50モル%超が式(K-A):
の繰り返し単位(RPPSU)である、繰り返し単位を含むポリマーであり;
- 前記ポリ(スルホン)ポリマー[ポリマー(PSU)]は、前記ポリマー(PSU)の前記繰り返し単位(RSP-1)の少なくとも50モル%が式:
の繰り返し単位(RPSU)である、芳香族スルホンポリマーであり;
- 前記ポリ(エーテルスルホン)ポリマー[ポリマー(PESU)]は、前記ポリマー(PESU)の前記繰り返し単位(RSP-1)の50モル%超が式:
(式中、互いに等しいか又は異なるR’のそれぞれは、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、且つ互いに及び出現ごとに等しいか又は異なるj’のそれぞれは、独立して、ゼロであるか又は0~4の整数である)
の繰り返し単位(RPESU)である、ポリマーである、請求項5に記載の方法。 - R1、R2、R3及びR4の1つ以上は、独立して、式Ar-T-
(式中、
Arは、以下の群
(式中、
各Rj、Rk及びRlは、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、
互いに等しいか又は異なるj及びlは、独立して、0、1、2、3、4又は5であり、及び
j又はlと等しいか又は異なるkは、独立して、0、1、2、3又は4である)
から選択される式によって表され;
Tは、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(式中、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素、C1~C12-アルキル、C1~C12-アルコキシ又はC6~C18-アリール基である);-(CH2)n-及び-(CF2)n-(ここで、nは、1~6の整数である);1~6個の炭素原子を有する線状又は分岐の脂肪族二価基からなる群から選択される)
によって表され;及び/又は
R5、R6、R7及びR8の1つ以上は、独立して、式Ar’’-T’’-
(式中、
Ar’’は、以下の式の群
(式中、
各Rj’’、Rk’’及びRl’’は、独立して、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリ又はアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリ又はアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン及び第四級アンモニウムからなる群から選択され、
互いに等しいか又は異なるj’’及びl’’は、独立して、0、1、2、3又は5であり、及び
j’’又はl’’と等しいか又は異なるk’’は、独立して、0、1、2、3又は4である)
から選択される式によって表され;
T’’は、-CH2-;-O-;-SO2-;-S-;-C(O)-;-C(CH3)2-;-C(CF3)2-;-C(=CCl2)-;-C(CH3)(CH2CH2COOH)-;-N=N-;-RaC=CRb-(式中、各Ra及びRbは、互いに独立して、水素、C1~C12-アルキル、C1~C12-アルコキシ又はC6~C18-アリール基である);-(CH2)n-及び-(CF2)n-(ここで、nは、1~6の整数である);1~6個の炭素原子を有する線状又は分岐の脂肪族二価からなる群から選択される)
によって表される、請求項1に記載の方法。 - 非飲用水を精製するためのものであり、前記流体は、塩水又は汽水であり、前記汚染物質は、前記流体に溶解された塩分であり、及び前記膜(PSP)は、(I)基材層、(II)芳香族ポリアミドからなる外層、及び(III)請求項1に記載の層(PSP)を含む重層化膜であり、前記層(PSP)は、前記基材層と前記外層との間に置かれる、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1種の汚染物質を含有する前記流体は、液相又は気相である、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記層(PSP)を、少なくとも1種のポリマー(SP)と、少なくとも1種のポリマー(PP)と、少なくとも1種の溶媒[媒体(L)]とを含む[組成物(C)]から得る工程を含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記組成物(C)は、液体組成物[組成物(CL)]であって、少なくとも1種の媒体(L)と、前記組成物(CL)の総重量を基準として0.1~30重量%の量の少なくとも1種のポリマー(PP)と、前記組成物(CL)の総重量を基準として7~60重量%の量の少なくとも1種のポリマー(SP)とを含み、前記組成物(CL)の100重量%までの残りの量は、媒体(L)によって提供される、液体組成物[組成物(CL)]である、請求項12に記載の方法。
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