[发明专利]透气膜

说明书

技术领域

本发明涉及透气性高的高分子膜、尤其是对于二氧化碳的选择透过性优异的高分子膜、及用于制造该高分子膜的组合物。

本申请基于2016年7月25日在日本提出申请的日本特愿2016-145204号主张优先权，并将其内容援引于本说明书中。

背景技术

近年来，正在尝试使用高分子膜对气体、尤其是二氧化碳气体进行选择性的分离回收。二氧化碳气体是全球变暖的原因之一，因此，期望从由发电厂、工厂排放的气体中选择性地分离并回收二氧化碳。作为从排放气体中分离并回收二氧化碳的方法，可举出使溶液吸收二氧化碳的方法、用吸附剂进行吸附的方法、用对于二氧化碳的选择透过性高的膜进行分离回收的方法等。尤其是，膜分离法可将二氧化碳的分离所需的能量及成本抑制为较低水平，因此是理想的。

对特定气体的选择透过性高的高分子膜的开发颇为活跃。例如，专利文献1中记载了由聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane)与聚二苯基硅氧烷的混合物的交联化物形成的高分子膜可用作透氧性高且耐热性及机械性能也优异的氧气分离膜。另外，在专利文献2中，记载了由过渡金属盐和不存在可与该过渡金属盐形成络合物的官能团的高分子构成的过渡金属盐-高分子混合膜对于乙烯等烯烃系烃的透过性和选择性高。专利文献3中记载了一种气体分离膜，其包含含有能与酸性气体相互作用的分子量为150,000以下的化合物和交联聚合物的分离活性膜、和截留分子量为500,000以下的多孔膜，所述气体分离膜适于二氧化碳等酸性气体的分离。另外，在专利文献4中，作为从溶液中分离低级醇等有机化合物的膜，公开了在树脂中分散有机金属络合物而形成的膜，所述有机金属络合物是在2分子的铜(II)原子或铑(II)原子上配位芳基及杂环式基团而得到的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平5-111626号公报

专利文献2：日本特开2004-314047号公报

专利文献3：日本特开2011-161387号公报

专利文献4：日本特开2008-055326号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供透气性高的高分子膜、尤其是对于二氧化碳的选择透过性优异的高分子膜、及用于制造该高分子膜的组合物。

用于解决课题的手段

为实现上述目的，本发明采用了下构成。

即，本发明的第一方式为透气膜，其具有下述通式(I)[式(I)中，R¹及R²各自独立地为氢原子、碳原子数1～6的烷基、碳原子数2～6的链烯基、碳原子数1～6的烷氧基、碳原子数2～6的链烯基氧基、芳基、或芳基氧基，M¹及M²各自独立地为金属原子，m1为正整数，n1及n2各自独立地为1～3的整数。另外，＊表示连接键。]表示的部分结构或下述通式(II)[式(II)中，M³为金属原子，n3为1～3的整数。另外，＊表示连接键。]表示的部分结构。

[化学式1]

[化学式2]

本发明的第二方式为透气膜形成用组合物，其含有：以硅氧烷键作为主链、且每一个分子具有至少2个以上羟基的高分子；及能通过水解而在每一个分子中生成至少2个羟基的金属化合物。

上述高分子优选为选自由以硅氧烷键作为主链、且每一个分子具有至少2个以上羟基的直链状高分子、及每一个分子具有至少2个以上羟基的倍半硅氧烷(silsesquioxane)衍生物组成的组中的1种以上。

本发明的第三方式为透气膜的制造方法，所述制造方法中，对上述第二方式涉及的透气膜形成用组合物进行加热处理，从而制造高分子膜。

发明的效果

根据本发明，可提供尤其是对于二氧化碳的选择性和透过性这两者均优异的透气膜、及用于制造该透气膜的组合物。

具体实施方式

＜透气膜＞

本发明的第一方式涉及的透气膜具有下述通式(I)表示的部分结构或下述通式(II)表示的部分结构。如下述通式(I)及(II)所示，该透气膜是将以硅氧烷键(-Si-O-Si-)作为主链的高分子的主链彼此之间介由金属原子进行交联而得到的。

[化学式3]

[化学式4]