高分子膜による有機液体混合液の透過分離と膜構造との関係の解析に関する研究

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09651005
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 浦上 忠 関西大学, 工学部, 教授 (80067701)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮田 隆志 関西大学, 工学部, 専任講師 (50239414)
• Keywords: 高分子 / 膜 / 化学的構造 / 物理的構造 / ベンゼン / シクロヘキサン / アルコール水溶液 / 微量炭化水素除去 / 選択透過性

Research Abstract

芳香族/脂環族炭化水素混合物の代表的なものとしてベンゼン/シクロヘキサン混合液のパーベーパレーション法における透過分離特性を種々の高分子膜の化学的,物理的構造の観点から検討し,透過分離機構について検討を加えた。ポリジメチルシロキサンにメソゲン基を付加した側鎖型液晶性高分子(LCP)膜は,ベンゼン選択透過性を示し,透過温度や液晶構造の違いによりLCP膜の状態が著しく変わり,その透過分離機構に大きな違いがあることがわかった。また,架橋ポリアルキルメタクリレート系膜もベンゼン選択性を示したが,架橋剤の量と種類によりその選択性が著しく異なっていた。供給液による膜の膨潤を制御することにより選択透過性を向上するため,親水性高分子のキトサンをベースにしたベンゾイル化キトサン膜が調製され,ベンゼン選択透過性が改善され,膜の親水性-疎水性バランスの重要性が明らかにされた。さらに,メチルメタクリレートとメタクリル酸との共重合体を多価金属イオンで架橋するとベンゼン選択透過性を示すが,架橋金属イオンによってその選択性が著しく異なり,膜の物理的,化学的構造が重要に関係していることが明らかになった。
アルコール水溶液の選択透過性に及ぼす膜構造因子を親水性高分子の化学修飾と物理的構造構築の観点から検討した。親水性高分子としては,四級化キトサンを選び,四級化度および架橋度を変え水選択透過性に及ぼす影響を検討した結果,親水性度と架橋度との最適化が水選択透過性に著しく影響することが明らかとなった。
水溶液中の微量の炭化水素を選択的に透過する膜が,ジメチルシロキサンマクロモノマーとアルキルメタクリレートから調製され,炭化水素選択透過性は共重合体組成に影響され,そのミクロ相分離構造との関係が明らかになりつつある。

Research Products

• [Publications] K.Inui,T.Uragami et al.: "Effect of Permeation Temperature on Permeation and Separation of a Benzene/Cyclohexane Mixture through Liquid-Crystalline Polymer Membrane" J.Appl.Polym.Sci.36. 281-288 (1998)
• [Publications] T.Uragami et al.: "Pervaporation Characteristics of a Benzoylchitosan Membrane for Benzene-Cyclohexane Mixtures" Macromol.Chem.Phys.199. 49-54 (1998)
• [Publications] K.Inui,T.Uragami et al.: "Permeation and Separation of a Benzene/Cyclohexane Mixture through Benzoylchitosan Membranes" J.Memb.Sci.138. 67-75 (1998)
• [Publications] K.Inui,T.Uragami et al.: "Permeation and Separation of Binary Organic Mixtures through a Liquid-Crystalline Polymer Membrane" Macromol.Chem.Phys.199. 589-595 (1998)
• [Publications] K.Inui,T.Uragami et al.: "Effect of Mesogenic Groups on Characteristics of Permeation and Separation for Benzene/Cyclohexane Mixtures of Side-Chain Liquid-Crystalline Polymer Membranes" J.Memb.Sci.143. 93-104 (1998)
• [Publications] K.Inui,T.Uragami et al.: "Pervaporation Characteristics of Methyl Methacrylate-Methacrylic acid Membranes Ionically Crosslinked with Metal Ions for a Benzene/Cyclohexane Mixture" J.Appl.Polym.Sci.71. 233-241 (1998)
• [Publications] T.Uragami: "Advance in Chitin Science,Volume II" Jacques Andre Publisher, 962 (1997)
• [Publications] T.Uragami: "Polysaccharides,Structural Diversity and Functional Versatility" Marcel Dekker, 1147 (1998)