JPS582967B2 - Polyion Complex Seihou - Google Patents
Polyion Complex SeihouInfo
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は新規なポリイオンコンプレックス、即ち高分子
電解質錯体の製法に係るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a novel polyion complex, or polyelectrolyte complex.
更に詳細には本発明は第4級アンモニウムメチル化ヒド
ロキシスチレン単位を有する重合体をポリカチオンとし
これに任意のポリアニオンを錯化させることにより新規
なポリイオンコンプレックスを与えるものであり本発明
の新規なポリイオンコンプレックスは種々の用途を有し
従来公知のポリイオンコンプレックスに較べて種々の利
点を有するものである。More specifically, the present invention provides a novel polyion complex by using a polymer having quaternary ammonium methylated hydroxystyrene units as a polycation and complexing it with an arbitrary polyanion. The complex has various uses and has various advantages over conventionally known polyion complexes.
本発明の新規なポリイオンコンプレックスの用途として
はイオンの吸着樹脂、コーティング剤、人工生体組織、
ミクロポーラスなスポンジあるいはフィルター、半導体
素子、温度感応素子等への利用が考えられ、ことにこの
ポリイオンコンプレックスから製された膜は限外濾過膜
や透析膜として人工腎臓、人工肺、コンタクトレンズ等
の医用高分子材料あるいは酵素、蛋白質、核酸等の分離
や精製または食品工業等の排水処理等にきわめて有効で
あると考えられる。The novel polyion complex of the present invention can be used as ion adsorption resin, coating agent, artificial biological tissue,
Possible applications include microporous sponges or filters, semiconductor devices, and temperature-sensitive devices.In particular, membranes made from this polyion complex can be used as ultrafiltration membranes and dialysis membranes in artificial kidneys, artificial lungs, contact lenses, etc. It is considered to be extremely effective for the separation and purification of medical polymer materials, enzymes, proteins, nucleic acids, etc., and for wastewater treatment in the food industry, etc.
本発明の新規なポリイオンコンプレックスハ従来知られ
ているスチレン系ポリイオンコンプレックスに較べて以
下の優れた特性を有している。The novel polyion complex of the present invention has the following superior properties compared to conventionally known styrenic polyion complexes.
即ち
(1)強カチオン基、即ち第4級アンモニウム基、と強
アニオン基、即ちスルホン酸基、スルホメチル基または
硫酸基、とのイオン結合以外に、フェノール性水酸基に
起因する水素結合を有するので水透過性が犬でまた膜に
成型した場合の膜強度が犬となる。That is, (1) in addition to the ionic bond between a strong cationic group, i.e., a quaternary ammonium group, and a strong anionic group, i.e., a sulfonic acid group, a sulfomethyl group, or a sulfuric acid group, there is a hydrogen bond due to a phenolic hydroxyl group, so water The permeability is a dog, and the membrane strength when molded into a membrane is a dog.
(2)重合体中のフェノール基の構造的な特徴により強
カチオン基としての第4級アンモニウムメチル基をヒド
ロキシスチレン単位あたり最高2個近くまで容易に導入
することが出来、これは従来のスチレン系では最高1個
しか導入出来なかったのに較べ顕著に相違する点である
。(2) Due to the structural characteristics of the phenol group in the polymer, it is possible to easily introduce up to two quaternary ammonium methyl groups as strong cationic groups per hydroxystyrene unit, which is different from the conventional styrene-based This is a marked difference compared to the case where only one at most could be introduced.
同様に、ポリヒドロキシスチレン系ポリアニオンをポリ
アニオンとして利用する場合には強アニオン基としての
スルホン酸基、スルホメチル基または硫酸エステル基を
最高3個近くまで容易に導入することもできる。Similarly, when a polyhydroxystyrene polyanion is used as a polyanion, up to three sulfonic acid groups, sulfomethyl groups, or sulfuric ester groups as strong anion groups can be easily introduced.
この結果、イオン密度が犬となるため、イオン結合力も
大きくなりかつ水透過性に優れまた膜に成型した場合膜
強度の大きなポリイオンコンプレックス膜を得ることが
出来る。As a result, since the ion density becomes uniform, the ionic bonding force becomes large, and a polyion complex membrane with excellent water permeability and high membrane strength when formed into a membrane can be obtained.
(3)本発明において用いられるポリカチオンの骨格を
形成するポリヒドロキシスチレンは公知の方法で容易に
製造することが出来、重合条件を適当に選択することに
より分子量が数百から数百万までの重合体を任意に調製
することが出来、したがって分子量が任意に調節された
ポリカチオンを製造することが可能である。(3) Polyhydroxystyrene, which forms the skeleton of the polycation used in the present invention, can be easily produced by a known method, and can have a molecular weight ranging from several hundreds to several million by appropriately selecting polymerization conditions. Polymers can be prepared arbitrarily, and therefore polycations with arbitrarily controlled molecular weights can be produced.
またヒドロキシスチレンと他のビニル系モノマー、例え
ばスチレン、メタアクリル酸メチル、無水マレイン酸等
の共重合体も用いることが出来る。Copolymers of hydroxystyrene and other vinyl monomers such as styrene, methyl methacrylate, maleic anhydride, etc. can also be used.
これらの重合体または共重合体中のヒドロキシスチレン
単位は第2級アミンを用いてマンニツヒ反応を行わすこ
とにより容易に第3級アミノメチル化することが可能で
あり、この際用いるアミンの種類もまた任意に選択する
ことが出来且つアミノメチル化度は反応条件を適当に調
整することにより容易に調節することができる。Hydroxystyrene units in these polymers or copolymers can be easily tertiary aminomethylated by Mannitz reaction using a secondary amine, and the type of amine used at this time also depends on the type of amine used. Further, it can be selected arbitrarily, and the degree of aminomethylation can be easily controlled by appropriately adjusting the reaction conditions.
第3級アミノメチル化ヒドロキシスチレン単位はメンシ
ュトキン反応等により容易に第4級化することが出来、
この際条件を適宜選択することにより強カチオン基であ
る第4級アンモニウム基と弱カチオン基である第3級ア
ミノ基との割合を調節することも可能である。Tertiary aminomethylated hydroxystyrene units can be easily quaternized by Menshutkin reaction, etc.
At this time, it is also possible to adjust the ratio of the quaternary ammonium group, which is a strong cationic group, and the tertiary amino group, which is a weak cationic group, by appropriately selecting conditions.
ポリカチオンに他の官能基を付与させることも可能であ
り、例えばカルボン酸基を導入したい場合にはヒドロキ
シスチレンと無水マレイン酸、アクリル酸、アクリレー
トなどとの共重合体にマンニツヒ反応を行うか、あるい
は第4級化反応の際にカルボン酸基を有する試薬、例え
ばハロゲン化酢酸等を用いて第4級化と同時に導入する
こともできる。It is also possible to add other functional groups to the polycation; for example, if you want to introduce a carboxylic acid group, you can perform a Mannitz reaction on a copolymer of hydroxystyrene and maleic anhydride, acrylic acid, acrylate, etc. Alternatively, during the quaternization reaction, a reagent having a carboxylic acid group, such as a halogenated acetic acid, can be used and introduced simultaneously with the quaternization.
上記の如く本発明においては用いるポリカチオンの特性
上、化学的にイオン密度、イオン間隔、イオン強度およ
びイオの種類等の因子を自由に設計導入した新規なポリ
イオンコンプレックスを与えることが出来る。As described above, due to the characteristics of the polycation used in the present invention, a novel polyion complex can be provided by chemically designing and introducing factors such as ion density, ion spacing, ion strength, and ion type.
(4)本発明において、ポリアニオンとしてポリヒド口
キシスチレンから誘導されるスルホン化ポリヒドロキシ
スチレンを用いる場合は、このポリアニオンの骨格を形
成するポリヒドロキシスチレンの分子量は数百から数百
万の広い範囲にわたって重合条件を適宜選択することに
より任意に調節可能である。(4) In the present invention, when sulfonated polyhydroxystyrene derived from polyhydroxystyrene is used as the polyanion, the molecular weight of the polyhydroxystyrene forming the skeleton of this polyanion can be polymerized over a wide range from several hundreds to several million. It can be arbitrarily adjusted by appropriately selecting conditions.
またヒドロキシスチレンと他のビニル系モノマー、例え
ばスチレン、メタアクリル酸メチル、無水マレイン酸等
の共重合体もポリアニオンの出発原料として使用可能で
あり、スルホン酸基、スルホメチル基、硫酸基の導入も
反応条件を適当に選択することによりその導入の程度を
容易に調節出来る。Copolymers of hydroxystyrene and other vinyl monomers, such as styrene, methyl methacrylate, and maleic anhydride, can also be used as starting materials for polyanions, and the introduction of sulfonic acid groups, sulfomethyl groups, and sulfuric acid groups can also be used. By appropriately selecting conditions, the degree of introduction can be easily adjusted.
また力ルボキシル基を含む化合物またはカルボキシル基
に容易に誘導し得る化合物を2モノマーとする共重合体
を用いるならば弱アニオンとしてのカルボキシル基も導
入することが出来、したがって前記したポリカチオンと
同様、ポリアニオンのイオン密度、イオン間隔、イオン
強度、イオンの種類等を化学的に自由に設計導入するこ
とが出来、結果として本発明の新規なポリイオンコンプ
レックスの性質を希望に応じて自由に制御することが出
来る。Furthermore, if a copolymer containing two monomers is a compound containing a carboxyl group or a compound that can be easily induced into a carboxyl group, it is possible to introduce a carboxyl group as a weak anion. The ion density, ion spacing, ion strength, type of ions, etc. of the polyanion can be chemically designed and introduced freely, and as a result, the properties of the novel polyion complex of the present invention can be freely controlled as desired. I can do it.
(5)フェノール性水酸基を有しているために、熱処理
あるいはホルマリン処理等により架橋することができ架
橋密度も大である。(5) Since it has a phenolic hydroxyl group, it can be crosslinked by heat treatment or formalin treatment, and its crosslinking density is high.
本発明の新規なポリイオンコンプレックスの特徴はその
ポリカチオン部分にヒドロキシスチレンの重合体あるい
は共重合一体から誘導される新規な第4級アンモニウム
メチル化ヒドロキシスチレン重合体または共重合体を用
いる点にあり、用いるポリアニオンについては格別の制
限はない。The novel polyion complex of the present invention is characterized by the use of a novel quaternary ammonium methylated hydroxystyrene polymer or copolymer derived from a hydroxystyrene polymer or copolymer in its polycation moiety, There are no particular restrictions on the polyanion used.
事実ポリア二オンとしてはヒドロキシスチレンの重合体
または共重合体から誘導されるスルホン酸基、スルホメ
チル基、硫酸エステル基を有するヒドロキシスチレン重
合体または共重合体、あるいはスルホン酸基を有する他
の重合体、例えばポリスチレンスルホン酸、ホリビニル
トルエンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、あるいは
これら酸型ポリアニオンのアルカリ金属塩またはアルカ
リ士類金属塩ないしはアンモニウム塩が使用可能である
。In fact, polyanions include hydroxystyrene polymers or copolymers with sulfonic acid groups, sulfomethyl groups, sulfate ester groups derived from hydroxystyrene polymers or copolymers, or other polymers with sulfonic acid groups. For example, polystyrene sulfonic acid, polyvinyltoluene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, or alkali metal salts, alkali metal salts, or ammonium salts of these acid type polyanions can be used.
これらのポリアニオンのうち好ましいのはヒドロキシス
チレン、スチレン、ビニルトルエン重合体または共重合
体から誘導されるポリアニオンであり、更に好ましいの
はヒドロキシスチレンまたはスチレンの重合体あるいは
共重合体から導かれるポリアニオンである。Among these polyanions, preferred are polyanions derived from hydroxystyrene, styrene, or vinyltoluene polymers or copolymers, and more preferred are polyanions derived from hydroxystyrene or styrene polymers or copolymers. .
前記した如く、用いるポリアニオンの選択は自由である
のに反し、本発明で用いるポリカチオンとしてはヒドロ
キシスチレンの重合体または共重合体から誘導される第
4級アンモニウムメチル化ヒドロキシスチレン重合体ま
たは共重合体を使用することが必須の要件である。As mentioned above, the polyanion to be used can be freely selected, but the polycation used in the present invention is a quaternary ammonium methylated hydroxystyrene polymer or copolymer derived from a hydroxystyrene polymer or copolymer. The use of coalescence is an essential requirement.
以下に本発明で用いられる新規物質であるヒドロキシス
チレンの重合体あるいは共重合体から誘導されるポリカ
チオンとポリアニオンとを示す。Polycations and polyanions derived from hydroxystyrene polymers or copolymers, which are new substances used in the present invention, are shown below.
本発明方法で用いるポリカチオンは下記の一般式で示さ
れる。The polycation used in the method of the present invention is represented by the following general formula.
ここでOH基は本発明で用いるポリカチオンを合成する
際の出発物質であるヒドロキシスチレンのビニル基に対
しパラまたはメタの位置にあり、換言すればポリカチオ
ンの骨格構造を形成する要素であるヒドロキシスチレン
はパラヒドロキシスチレンまたはメタヒドロキシスチレ
ンである。Here, the OH group is in the para or meta position with respect to the vinyl group of hydroxystyrene, which is the starting material when synthesizing the polycation used in the present invention, in other words, the OH group is the element forming the skeleton structure of the polycation. Styrene is parahydroxystyrene or metahydroxystyrene.
上式のR1、R2、R3は炭素数1〜20、好ましくは
1〜4、の直鎖または分枝鎖アルキル基、シクロアルキ
ル基、アルケニル基、置換または未置換ベンジル基、あ
るいは
が一体となってピロール、ピロリジ
ン、イミダゾール、インドール、ピペリジン、モルホリ
ン等の一価の含窒素複素環基またはジエタノールアミン
、ジグ口パノールアミン等のジアルカノールアミンであ
り、またR3はーCH2C00HまたはHでもあり得て
、X−はハロゲンイオンまたはアルキル硫酸根であり、
pは0〜2の値でありnは3または3以上、CMは無水
マレイン酸を含む広義のビニル系単量体でありlはOを
含む任意の数である。R1, R2, and R3 in the above formula are linear or branched alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl groups, alkenyl groups, substituted or unsubstituted benzyl groups, or a combination of them. R3 can also be -CH2C00H or H, and is a halide ion or an alkyl sulfate group,
p is a value of 0 to 2, n is 3 or 3 or more, CM is a vinyl monomer in a broad sense including maleic anhydride, and 1 is an arbitrary number including O.
本発明方法で用いるポリアニオンの一種であるヒドロキ
シスチレン重合体または共重合体から誘導される新規な
ポリアニオンは下記の一般式で示される。A novel polyanion derived from a hydroxystyrene polymer or copolymer, which is a type of polyanion used in the method of the present invention, is represented by the following general formula.
ここにおいてpはO〜2であり、nは3または3以上、
Mは水素、アンモニウム基、アルカリ金属及びアルカリ
十類金属からなる群から選択され、Rは水素または−S
O3−M+でありここでMは上記に同じ、CMは広義の
ビニル系単量体であり、lはOを含む任意の数、mは0
または1である。Here, p is O~2, n is 3 or 3 or more,
M is selected from the group consisting of hydrogen, ammonium groups, alkali metals and alkali metals, and R is hydrogen or -S
O3-M+, where M is the same as above, CM is a vinyl monomer in a broad sense, l is any number including O, and m is 0
or 1.
上式において一〇Rはこのポリアニオン合成の際の出発
物質であるヒドロキシスチレンのビニル基に対しパラま
たはメタの位置にある。In the above formula, 10R is at the para or meta position with respect to the vinyl group of hydroxystyrene, which is the starting material for this polyanion synthesis.
これらのポリヵチオン、ポリアニオンの製造方法それ自
体は本発明の範囲外であって、それらは特願昭47−5
4184、特願昭47−
108511及び特願昭47−108512に詳述され
ている。The method of producing these polycations and polyanions is outside the scope of the present invention, and they are described in Japanese Patent Application No. 1987-5.
No. 4184, Japanese Patent Application No. 47-108511 and Japanese Patent Application No. 47-108512.
本発明の新規なポリイオンコンプレックスを製造する方
法は簡単であって前記したポリカチオンおよヒ前記した
ヒドロキシスチレン系ポリアニオンを含めて任意のポリ
アニオンを適当な溶媒を用い溶液状で接触させることに
より達成される。The method for producing the novel polyion complex of the present invention is simple and can be achieved by bringing the aforementioned polycation and any polyanion, including the aforementioned hydroxystyrenic polyanion, into contact with each other in solution using an appropriate solvent. Ru.
即ち一般にはポリカチオンとポリアニオンを別々に溶媒
、好ましくは水または水に混和性の有機溶媒例えばメタ
ノール、エタノール、アセトン、THF,DMF等、の
単独あるいは混合溶媒に溶解させ、両液を混合するとマ
クロカチオンとマクロアニオンとがイオン的に反応して
溶液から本発明の新規なポリイオンコンプレックスが沈
澱してくる。That is, in general, a polycation and a polyanion are separately dissolved in a solvent, preferably water or a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, THF, DMF, etc., alone or in a mixture, and when the two solutions are mixed, a macromolecule is formed. The novel polyion complexes of the present invention precipitate from the solution through ionic reaction of the cations and macroanions.
あるいはポリカチオンとポリアニオンとを水一水に混和
性の有機溶媒一酸、塩基あるいは塩の三成分系溶媒に溶
解させて接触させ、溶媒を除去することによっても本発
明のポリイオンコンプレツクスな得ることが出来る。Alternatively, the polyion complex of the present invention can also be obtained by dissolving a polycation and a polyanion in a ternary solvent consisting of water, water, a miscible organic solvent, an acid, a base, or a salt, and then removing the solvent. I can do it.
上記した三成分系溶媒はポリイオンコンプレックスを溶
解し得る能力を有するのでこの三成分系溶媒を用いた場
合にはポリイオンコンプレックス溶液が得られポリイオ
ンコンプレックスの沈澱は生じない。Since the above-mentioned ternary solvent has the ability to dissolve polyion complexes, when this ternary solvent is used, a polyion complex solution is obtained and no precipitation of polyion complexes occurs.
この溶液はそのままポリイオンコンプレックス膜等の成
型品を製造するためのキャスティング溶液として使用出
来る。This solution can be used as it is as a casting solution for producing molded products such as polyion complex membranes.
上記三成分系溶媒の一成分である水に混和性の有機溶媒
としてはメタノール、エタノール等のアルコール類、フ
エ/−ル類、THF,ジオキサン等の環状エーテル類、
アセトン、シクロヘキサノン等のケトン類、アセトニト
リル、ピリジン、N一メチルピロリドン、モルホリン、
DMF,DMSO、HMPA等の窒素、イオウまたは燐
を含む極性有機溶媒等の一種またはそれ以上が用いられ
また他の一成分である酸、塩基及び塩としては塩酸、臭
化水素酸、硫酸、硝酸あるいはトリクロル酢酸等の強酸
、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属の水酸化物ま
たはアンモニア水の如き塩基及びアルカリ金属あるいは
アルカリ十類金属のハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、過
塩素酸塩、過硫酸塩等の塩が用いられる。Examples of water-miscible organic solvents that are one component of the above three-component solvent include alcohols such as methanol and ethanol, phenols, cyclic ethers such as THF and dioxane,
Ketones such as acetone and cyclohexanone, acetonitrile, pyridine, N-methylpyrrolidone, morpholine,
One or more polar organic solvents containing nitrogen, sulfur, or phosphorus such as DMF, DMSO, HMPA, etc. are used, and other components such as acids, bases, and salts include hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, and nitric acid. Alternatively, strong acids such as trichloroacetic acid, hydroxides of alkali metals or alkaline earth metals, bases such as aqueous ammonia, and halides, nitrates, sulfates, perchlorates, persulfates of alkali metals or alkali metals, etc. salt is used.
ポリカチオンとポリアニオンとを溶媒に溶解する濃度は
0.01〜80重量%、好ましくは0.1〜10重量%
、であり両者を接触させる温度は0〜100℃、好まし
くは室温〜60℃、且つポリカチオンとポリアニオンの
当量比が0. 1〜10、好ましくは0.25〜4、の
範囲の組成で接触せしめる。The concentration of polycation and polyanion dissolved in the solvent is 0.01 to 80% by weight, preferably 0.1 to 10% by weight.
, and the temperature at which they are brought into contact is 0 to 100°C, preferably room temperature to 60°C, and the equivalent ratio of polycation to polyanion is 0. The composition is in the range of 1 to 10, preferably 0.25 to 4.
但し三成分系溶媒を用いて得られた溶液を直接キャステ
ィング溶液として使用しようとする場合には溶液濃度を
高めにするのがよく、この場合には2〜80重量%、好
まし《は10〜50重量%、の濃度とする。However, if a solution obtained using a ternary solvent is to be used directly as a casting solution, it is better to increase the concentration of the solution, in which case it is 2 to 80% by weight, preferably 10 to 80% by weight. The concentration is 50% by weight.
ポリイオンコンプレックスの製造にあたっては前記した
通りポリカチオンとポリアニオンとを適当な溶媒を用い
て溶液状で接触させればよいのであって、したがってポ
リカチオンあるいはポリアニオンの一方のみを溶解した
溶液にポリアニオンあるいはポリカチオンを添加溶解し
たりあるいはポリカチオンとポリアニオンの混合粉末を
上記溶媒に溶解することによっても、その目的を達する
ことが出来るがこれらの方法では一成分系または二成分
系溶媒を用いる場合には条件によって反応の進行にむら
があったり組成が不均一になったりするので可能ではあ
るが一般的ではない。To produce a polyion complex, as mentioned above, it is sufficient to bring a polycation and a polyanion into contact with each other in a solution using an appropriate solvent. The purpose can also be achieved by adding and dissolving a polycation or a mixed powder of a polycation and a polyanion in the above solvent, but in these methods, when using a one-component or two-component solvent, depending on the conditions. Although it is possible, it is not common because the reaction progresses unevenly and the composition becomes non-uniform.
前記三成分系溶媒として特に好ましい組合せは水−アセ
トンー臭化ナトリウム系溶媒及び水−ジオキサン及びD
MSO一 臭化水素酸系溶媒である。A particularly preferred combination of the three-component solvent is water-acetone-sodium bromide solvent and water-dioxane and D
MSO is a hydrobromic acid solvent.
本発明のポリイオンコンプレックスは成型品とすること
も出来、たとえばポリイオンコンプレックス膜は下記の
如くして製造出来る。The polyion complex of the present invention can also be made into a molded product; for example, a polyion complex membrane can be manufactured as follows.
前記方法で得たポリイオンコンプレックスを上記した三
成分系溶媒に2〜80重量%、好ましくは10〜50重
量%、の濃度で溶解したものをキャスティング溶液とし
て用いる。The polyion complex obtained by the above method is dissolved in the above-mentioned ternary solvent at a concentration of 2 to 80% by weight, preferably 10 to 50% by weight, and used as a casting solution.
勿論ポリイオンコンプレックスを製造する際に上記三成
分系溶媒を使用した場合にはその溶液をそのまま、或は
必要に応じて濃度を調節するだけでキャスティング溶液
として使用出来る。Of course, when the above-mentioned three-component solvent is used in producing a polyion complex, the solution can be used as a casting solution as it is, or by simply adjusting the concentration as necessary.
この溶液中に含まれるガスを取り除くために室温で適当
な時間、好ましくは20〜30秒、減圧にして脱気する
のが好ましい。In order to remove the gas contained in this solution, it is preferable to degas it under reduced pressure at room temperature for an appropriate period of time, preferably 20 to 30 seconds.
こうして得たキャスティング溶液をガラス板、好ましく
はシラン処理またはパラフィンで表面を処理したもの、
の如き平滑板上にキャストし、好ましくは例えばギーザ
ーを用いて厚さを調節する。A glass plate, preferably whose surface has been treated with silane or paraffin, using the casting solution thus obtained;
It is cast onto a smooth plate such as, and the thickness is preferably adjusted using, for example, a geezer.
あるいは必要に応じて、例えばタイベツクのようなポリ
オレフイン焼結体の如き支持体に塗布する。Alternatively, if necessary, it may be applied to a support such as a sintered polyolefin such as Tyvek.
その後溶媒を除去するためO〜20時間、好ましくは2
〜30分間、温度10℃〜100℃、好ましくは室温〜
60℃で風乾し、膜の上面を下面より密にする。Thereafter, the solvent is removed for 0 to 20 hours, preferably 2 hours.
~30 minutes at a temperature of 10°C to 100°C, preferably room temperature ~
Air dry at 60°C to make the upper surface of the membrane denser than the lower surface.
上層を下層より密とすることが透過膜として用いるには
望ましい。It is desirable for the upper layer to be denser than the lower layer for use as a permeable membrane.
その後、平滑板上あるいは支持体上にキャストされたポ
リイオンコンプレツクスな温度−10℃〜+100℃、
好ましくは0〜60℃の水(pHは1〜13)中あるい
は水と水に混和性の有機溶媒との混合溶媒中に浸漬し、
一定時間後に平滑板上から剥離させることにより新規な
ポリイオンコンプレックス膜な製造することが出来る。Thereafter, the polyion complex was cast on a smooth plate or support at a temperature of -10°C to +100°C.
Preferably immersed in water (pH is 1 to 13) at 0 to 60°C or in a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent,
A novel polyion complex membrane can be manufactured by peeling it off from a smooth plate after a certain period of time.
また支持体を用いた場合にはこのポリイオンコンプレッ
クス膜は支持体に担持されて得られる。In addition, when a support is used, this polyion complex membrane is obtained by being supported on the support.
上記ポリイオンコンプレックスは加熱またはホルマリン
処理により架橋することが可能であり、例えば室温〜1
00℃、好まし《は50〜80℃、で5分から20時間
、好ましくは1〜10時間熱処理するか、あるいはホル
マリンを用いて0℃〜100℃、好ましくは室温〜60
℃で1〜20時間ホルマリン処理することによって本発
明のポリイオンコンプレックスを架橋させることが出来
る。The above polyion complex can be crosslinked by heating or formalin treatment, for example at room temperature to 1
Heat treatment at 00°C, preferably 50-80°C, for 5 minutes to 20 hours, preferably 1-10 hours, or using formalin at 0°C to 100°C, preferably room temperature to 60°C.
The polyion complex of the present invention can be crosslinked by formalin treatment at 1 to 20 hours at <RTIgt;C.
上記の架橋処理を行うことによりポリイオンコンプレッ
クス中に存在する微小な開孔の孔径を調節することが出
来る。By performing the above-mentioned crosslinking treatment, it is possible to adjust the pore diameter of minute openings present in the polyion complex.
架橋処理に際しては触媒として酸またはアルカリを使用
することが出来るが、触媒の使用は必ずしも必要ではな
い。An acid or alkali can be used as a catalyst during the crosslinking treatment, but the use of a catalyst is not always necessary.
本発明の新規なポリイオンコンプレックスは前記したよ
うにポリカチオンとしてヒドロキシスチレン重合体ある
いは共重合体から誘導されるポリカチオンを使用するこ
とが必須の要件であるので本発明のポリイオンコンプレ
ックスはフェノール性の水酸基を含む点が特徴的である
。As mentioned above, it is essential for the novel polyion complex of the present invention to use a polycation derived from a hydroxystyrene polymer or a copolymer. It is distinctive in that it includes.
使用されるポリアニオンには特に限定はない。There are no particular limitations on the polyanion used.
以下に本発明の実施例、参考例を示す。Examples and reference examples of the present invention are shown below.
実施例1
1lのビーカーに0.5gのトリメチルアンモニウムメ
チル化ポリ−p−ヒドロキシスチレン臭化物(N個/p
−ヒドロキシスチレン単位=1.60個、Br/N=1
.0、0. INNaBr中30℃での(η)=0.0
84)を取りこれに250mlの水を加えて十分に攪拌
溶解させる。Example 1 In a 1 liter beaker, 0.5 g of trimethylammonium methylated poly-p-hydroxystyrene bromide (N/p
-Hydroxystyrene units = 1.60 pieces, Br/N = 1
.. 0, 0. (η) = 0.0 at 30°C in INNaBr
84), add 250 ml of water to it, and stir thoroughly to dissolve.
別の500mlのビーカーにO.5gのポリーp−スチ
レンスルホン酸ナトリウム(p−スチレンスルホン酸ナ
トリウムのRedox重合体、0,lNNaBr中30
℃での〔η〕=0.438)を取り、これに250ml
の水を加えて十分に攪拌溶解させる。O. into another 500ml beaker. 5 g of polysodium p-styrene sulfonate (Redox polymer of sodium p-styrene sulfonate, 30% in 0.1N NaBr)
[η] = 0.438) at °C and add 250 ml to it.
Add water and stir thoroughly to dissolve.
次に調製されたポリアニオン水溶液(ポリ−p−スチレ
ンスルホン酸ナトリウム)をポリカチオン水溶液(トリ
メチルアンモニウムメチル化ポリーp−ヒドロキシスチ
レン)に攪拌下で一滴ずつ滴下すると白色の沈澱が生成
する(ポリカチオンとポリアニオンの当量比0.9)。Next, when the prepared aqueous polyanion solution (sodium poly-p-styrene sulfonate) is added dropwise to an aqueous polycation solution (trimethylammonium methylated poly-p-hydroxystyrene) under stirring, a white precipitate is formed (polycation and Polyanion equivalence ratio 0.9).
室温のまま1時間攪拌させた後、生成したポリイオンコ
ンプレックスの沈澱を口別し、十分に水で洗浄し、アセ
トン置換の後真空乾燥することにより0.16gの黄白
色粉末状ポリイオンコンプレックスを得た。After stirring at room temperature for 1 hour, the resulting polyion complex precipitate was separated, thoroughly washed with water, replaced with acetone, and vacuum dried to obtain 0.16 g of a yellow-white powdery polyion complex. .
これの元素分析値はN=3.81%、S=7.47%、
N/S=1.17でありIRスペクトルはδOHとνC
OあるいはνS02のカップリングした12o5cm−
1、vasSO2=1180Cm−1、νssO2=1
033−1と1008Cm−1、vSO=670Cm−
1、多置換ベンゼン核のδOH面外=875cm−1と
830cm−1付近に吸収を有することから、これはポ
リカチオンとポリアニオンとがイオン的に結合したポリ
イオンコンプレックスであることを確認した。The elemental analysis values of this are N=3.81%, S=7.47%,
N/S=1.17 and the IR spectrum is δOH and νC
12o5cm- coupled with O or νS02
1, vasSO2=1180Cm-1, νssO2=1
033-1 and 1008Cm-1, vSO=670Cm-
1. It was confirmed that this was a polyion complex in which a polycation and a polyanion were ionically bonded because the polysubstituted benzene nucleus had absorptions near 875 cm and 830 cm out of the δOH plane.
このポリイオンコンプレックスは水一アセトンーNaB
r=51−18−31重量%の三成分系溶媒(溶媒Aと
する)および水−1・4ジオキサンとDMSO−濃臭化
水素酸水−10−10と1〜20の重量比の三成分系溶
媒(溶媒Bとする)のいずれにもよく溶解する。This polyion complex is water-acetone-NaB
r = 51-18-31% by weight of a ternary solvent (referred to as solvent A) and water-1,4 dioxane and DMSO-concentrated hydrobromic acid water-10-10 and a ternary component in a weight ratio of 1 to 20. It dissolves well in any of the system solvents (referred to as solvent B).
実施例2
実施例1で用いたポリカチオンの0.7gとポリアニオ
ンのQ,35gとを実施例1と同様に反応させた(尚量
比1.8)ところ、0.05gの白色粉末状ポリイオン
コンプレックスを得た。Example 2 0.7 g of the polycation used in Example 1 and 35 g of the polyanion Q were reacted in the same manner as in Example 1 (weight ratio 1.8), resulting in 0.05 g of white powdery polyion. I got a complex.
これの元素分析値はN=3.85%、S=6.23%、
N/S=1.41であった。The elemental analysis values of this are N=3.85%, S=6.23%,
N/S=1.41.
さらにこれの構造をIRスペクトルにより確認した。Furthermore, the structure of this was confirmed by IR spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
Aには溶解し難いが、溶媒Bにはよく溶解する。This polyion complex is difficult to dissolve in the solvent A used in Example 1, but is well dissolved in the solvent B.
実施例3
実施例1で用いたポリカチオンの0.35Pとポリアニ
オンの0.7gとを実施例1と同様に反応させた(当量
比0.46)ところ、0.4gの黄白色粉末状ポリイオ
ンコンプレックスを得た。Example 3 0.35P of the polycation used in Example 1 and 0.7 g of the polyanion were reacted in the same manner as in Example 1 (equivalence ratio 0.46), resulting in 0.4 g of yellow-white powdery polyion. I got a complex.
これの元素分析値はN=3.20%、S=8.59%、
N/S=0.85であった。The elemental analysis values of this are N=3.20%, S=8.59%,
N/S=0.85.
さらにこれの構造をIRスペクトルにより確認した。Furthermore, the structure of this was confirmed by IR spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
Aと溶媒Bのいずれにもよく溶解する。This polyion complex dissolves well in both solvent A and solvent B used in Example 1.
実施例4
分子量19万のポリーp−ヒドロキシスチレンから誘導
したトリメチルアンモニウムメチル化ポリーp−ヒドロ
キシスチレン臭化物(N個/p一ヒドロキシスチレン単
位=1.60個、Br/N=1.0、0.INNaBr
中30℃での〔η) =o.s63)の0.35gと実
施例1で用いたポリアニオンの0.7gとを実施例1と
同様に反応させたC当量比0.46で実施例3と同じ〕
ところ、0.4gの黄白色粉末状ポリイオンコンブレク
ツスを得た。Example 4 Trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide derived from poly p-hydroxystyrene having a molecular weight of 190,000 (N units/p hydroxystyrene unit = 1.60 units, Br/N = 1.0, 0. INNaBr
[η) = o. 0.35 g of s63) and 0.7 g of the polyanion used in Example 1 were reacted in the same manner as in Example 1. Same as Example 3 with a C equivalent ratio of 0.46]
As a result, 0.4 g of yellowish white powdery polyion complex was obtained.
これの元素分析値はN=3.37%、S=8.90%、
Br一0.3%以下、N/S=0.86であった。The elemental analysis values of this are N=3.37%, S=8.90%,
Br-0.3% or less, N/S=0.86.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
Aと溶媒Bのいずれにもよ《溶解し、実施例3のポリイ
オンコンプレックスと同一の構造を有する。This polyion complex was dissolved in both solvent A and solvent B used in Example 1, and had the same structure as the polyion complex of Example 3.
実施例5
N−N・ジメチルー、Nベンジル、アンモニウムメチル
化ポリーp−ヒドロキシスチレン塩化物(N個/p−ヒ
ドロキシスチレン単位轟りー1.60個、Cl/N=1
.0、0.INNaBr中30℃での〔η)=0.10
4)の0.5gと実施例1で用いたポリアニオンの0.
5gとを実施例1と同様に反応させた(当量比0.80
)ところ、0.41の薄おうど色粉末状ポリイオンコン
プレックスを得た。Example 5 N-N dimethyl, N benzyl, ammonium methylated poly p-hydroxystyrene chloride (N/p-hydroxystyrene units 1.60, Cl/N=1
.. 0, 0. [η)=0.10 at 30°C in INNaBr
4) and 0.5 g of the polyanion used in Example 1.
5g was reacted in the same manner as in Example 1 (equivalent ratio 0.80
) A polyion complex in the form of a pale auburn powder of 0.41 was obtained.
これの元素分析値はN=2.68%、S一7.49%、
N/S=0.82であり、IRスペクトルはδOHとν
COあるいはνS02のカツプリングした1216Cm
−1、vasSO2=1180Cm−1、vssO2=
1038cm−1と1009Cm−1νSO2=670
Cm−1、置換ベンゼン核のδCH面外=885cm−
1と830cm−1、ベンジル基δCH面内=1083
cm−1に吸収を有することから、ポリイオンコンプレ
ックスの構造を確認した。The elemental analysis values of this are N = 2.68%, S - 7.49%,
N/S=0.82, and the IR spectrum is δOH and ν
1216Cm coupled with CO or νS02
-1, vasSO2=1180Cm-1, vssO2=
1038cm-1 and 1009Cm-1νSO2=670
Cm-1, δCH out-of-plane of substituted benzene nucleus = 885 cm-
1 and 830 cm-1, benzyl group δCH in-plane = 1083
The structure of a polyion complex was confirmed from the fact that it had an absorption at cm-1.
これは実施例1で用いた溶媒Aには溶解し難いが溶媒B
にはよく溶解する。This is difficult to dissolve in solvent A used in Example 1, but solvent B
dissolves well in
実施例6
実施例5で用いたポリカチオンの0.35gと実施例1
で用いたポリアニオンの0.7gとを実施例1と同様に
反応させた(当量比0.40)ところ、0.502Pの
おうど色粉末状ポリイオンコンプレックスを得た。Example 6 0.35 g of the polycation used in Example 5 and Example 1
When 0.7 g of the polyanion used in Example 1 was reacted in the same manner as in Example 1 (equivalence ratio 0.40), a 0.502P amber colored powdery polyion complex was obtained.
これの元素分析値はN=2.97%、S=7.38%、
CI=O.1%以下、N/S=0.92であった。The elemental analysis values of this are N=2.97%, S=7.38%,
CI=O. It was 1% or less, N/S=0.92.
さらにこれの構造をIRスペクトルにより確認した。Furthermore, the structure of this was confirmed by IR spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
Aに溶解し、また溶媒Bにもよく溶解する。This polyion complex dissolves in solvent A used in Example 1, and also dissolves well in solvent B.
実施例7
前記実施例3と実施例6で用いたポリイオンコンプレッ
クス中のポリアニオンは同一であるが、ポリカチオンの
構造が異なる。Example 7 The polyanions in the polyion complexes used in Example 3 and Example 6 were the same, but the structures of the polycations were different.
すなわち前者のトリメチルアンモニウム基に対して後者
はジメチル、ベンジルアンモニウム基を有している。That is, the former has a trimethylammonium group, whereas the latter has a dimethyl or benzylammonium group.
本実施例では、上記2種類のポリイオンコンプレックス
の水一アセトン−NaBr系溶媒に対する溶解性につい
て詳細に検討し、溶解平衡曲線を得た。In this example, the solubility of the above two types of polyion complexes in water-acetone-NaBr-based solvents was investigated in detail, and solubility equilibrium curves were obtained.
これをスチレン系ポリイオンコンプレックスの溶解平衡
曲線と比較して第1図に示す。This is shown in FIG. 1 in comparison with the solubility equilibrium curve of a styrene polyion complex.
第1図から、ベンジル基に較べてメチル基は疎水基とし
て小さいためこれのポリイオンコンプレックスのイオン
密度が犬となり、有機溶媒であるアセトン量が少なくて
も溶解することがわかる。From FIG. 1, it can be seen that since the methyl group is smaller as a hydrophobic group than the benzyl group, the ion density of the polyion complex becomes higher, and it can be dissolved even in a small amount of acetone, which is an organic solvent.
さらに、p−ヒドロキシスチレン単位当り1.6個のト
リメチルアンモニウムメチル基を有するポリイオンコン
プレックスは従来のスチレン系(スチレン単位轟りトリ
メチルアンモニウムメチル基が最高1.0個)ポリイオ
ンコンプレックスよりも広い範囲で溶解することが結論
された。Furthermore, polyion complexes with 1.6 trimethylammonium methyl groups per p-hydroxystyrene unit have a wider dissolution range than conventional styrenic (up to 1.0 trimethylammonium methyl groups per styrene unit) polyion complexes. It was concluded that.
実施例8
実施例1で用いたポリカチオンの0.51gを25ml
の水に攪拌溶解させたものをポリカチオン水溶液とする
。Example 8 0.51g of the polycation used in Example 1 was added to 25ml
A polycation aqueous solution is obtained by stirring and dissolving the polycation in water.
分子量4000のポリーp−ヒドロキシスチレン(TH
F中30℃での〔η〕=0.06)を濃硫酸と反応させ
て得られたスルホン化ポリーp−ヒドロキシスチレン(
S=17.0%)の0.51gを25mlの水に攪拌溶
解させたものをポリアニオン水溶液とする。Poly p-hydroxystyrene (TH
Sulfonated poly p-hydroxystyrene ([η] = 0.06) obtained by reacting with concentrated sulfuric acid
A polyanion aqueous solution is obtained by dissolving 0.51 g of S=17.0%) in 25 ml of water with stirring.
この二つの水溶液を室温で攪拌下に混合し、さらに1時
間室温で攪拌反応させると黒茶色沈澱としてポリイオン
コンプレックスが生成する。These two aqueous solutions are mixed with stirring at room temperature, and the mixture is further stirred and reacted at room temperature for 1 hour to form a polyion complex as a black-brown precipitate.
これを口別すると固体0.95gが回収された。When this was separated, 0.95 g of solid was recovered.
これの元素分析値はN=3.54%、S=7.63%、
N/S=1.06であり、IRスペクトルはδOHとν
COあるいはνSO2のカップリングによる1220C
m−1の吸収、νassO2=1170cm−1、vs
SO2=1043Cm−1、νsO=647Cm−1と
614Cm−1、多置換ベンゼン核δCH面外−883
Cm−1、836cm−1、811cm−1の吸収を有
することから構造を確認した。The elemental analysis values of this are N=3.54%, S=7.63%,
N/S=1.06, and the IR spectrum is δOH and ν
1220C by coupling of CO or νSO2
Absorption of m-1, νassO2 = 1170 cm-1, vs
SO2 = 1043Cm-1, νsO = 647Cm-1 and 614Cm-1, polysubstituted benzene nucleus δCH out-of-plane -883
The structure was confirmed because it had absorptions of Cm-1, 836 cm-1, and 811 cm-1.
このポリイオンコンプレックスは実施例lで用いた溶媒
Aには溶解せず、溶媒Bには溶解する。This polyion complex does not dissolve in solvent A used in Example 1, but dissolves in solvent B.
また水−1・4ジオキサンとDMSO一濃臭化水素酸水
−17−17と17−49の重量%の三成分系溶媒(溶
媒Cとする)によく溶解する。It also dissolves well in a three-component solvent (referred to as solvent C) consisting of water, 1.4 dioxane, DMSO, concentrated hydrobromic acid, and 17-17 and 17-49% by weight of water.
実施例9
分子量6万のポリーp−ヒドロキシスチレン1グを濃硫
酸20mlに溶解させ、100℃で2時間スルホン化し
、一部ゲル化したものをグラスウールで除くと濃赤色透
明溶液を得る。Example 9 One gram of poly p-hydroxystyrene having a molecular weight of 60,000 was dissolved in 20 ml of concentrated sulfuric acid, sulfonated at 100°C for 2 hours, and the partially gelled material was removed with glass wool to obtain a deep red transparent solution.
これを50mlの水で希釈したものをポリアニオン水溶
液とした。This was diluted with 50 ml of water to obtain a polyanion aqueous solution.
実施例1で用いたポリカチオン0.56gを45mlの
水に溶解させたものをポリカチオン水溶液とした。A polycation aqueous solution was prepared by dissolving 0.56 g of the polycation used in Example 1 in 45 ml of water.
このポリカチオン水溶液とポリアニオン水溶液を室温で
30分間攪拌反応させることによりおうど色ポリイオン
コンプレックス0.1gを得た。The polycation aqueous solution and the polyanion aqueous solution were stirred and reacted at room temperature for 30 minutes to obtain 0.1 g of an amber polyion complex.
これの元素分析値はN=3.49%、S=9.10%、
N/S=0.88であった。The elemental analysis values of this are N=3.49%, S=9.10%,
N/S=0.88.
さらにこれの構造を■Rスペクトルにより確認した。Further, the structure of this compound was confirmed by ①R spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
Aには溶解し難く、溶媒Bに少し溶解し、実施例8で用
いた溶媒Cによく溶解する。This polyion complex is hardly soluble in Solvent A used in Example 1, slightly soluble in Solvent B, and well dissolved in Solvent C used in Example 8.
実施例10
ポリーp−ヒドロキシスチレン(分子量15万)から誘
導されたトリメチルアンモニウムメチル化ポリーp−ヒ
ドロキシスチレン臭化物(N個/p一ヒドロキシスチレ
ン単位=1−80個、Br/N=1.0,0.INNa
Br中30℃での〔η〕=0.580)0.5gをポリ
カチオンとし、ポリーpーヒドロキシスチレン(分子量
10万)から誘導されたスルホン化ホリーp−ヒドロキ
シスチレン(S個/p−ヒドロキシスチレン単位=2.
60個、0.INNaBr中30℃での(η)=0.4
00)1.0をポリアニオンとして実施例1と向様に反
応させた(尚量比1.16)ところ白色粉末状ポリイオ
ンコンプレックス0.8gを得た。Example 10 Trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide derived from poly p-hydroxystyrene (molecular weight 150,000) (N/p-hydroxystyrene units = 1-80, Br/N = 1.0, 0.INNa
0.5 g of [η] = 0.580) at 30°C in Br as a polycation, sulfonated poly-p-hydroxystyrene (S pieces/p-hydroxy) derived from poly-p-hydroxystyrene (molecular weight 100,000) Styrene unit = 2.
60 pieces, 0. (η)=0.4 at 30°C in INNaBr
00) 1.0 was used as a polyanion and reacted with Example 1 in the same manner (equal weight ratio 1.16) to obtain 0.8 g of a white powdery polyion complex.
これの元素分析値はN=3.86%、S=8.65%、
N/S=1.02であった。The elemental analysis values of this are N=3.86%, S=8.65%,
N/S=1.02.
さらにこれの構造をIRスペクトルにより確認した。Furthermore, the structure of this was confirmed by IR spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
A,B、と実施例8で用いた溶媒Cのいずれにもよく溶
解する。This polyion complex dissolves well in both solvents A and B used in Example 1 and solvent C used in Example 8.
実施例11
実施例10で用いたポリカチオン0.5gと、ポリーp
−ヒドロキシスチレン(分子量15万)から誘導された
スルホン化ポリーp−ヒドロキシスチレン(S個/p−
ヒドロキシスチレン単位=1、85個、0.INNaB
r中30℃での〔η〕=〇.421)1.0gをポリア
ニオンとして実施例1と同様に反応させた(当量比1.
32)ところ白色粉末状ポリイオンコンプレックス0.
91を得た。Example 11 0.5 g of the polycation used in Example 10 and polyp
- Sulfonated poly p-hydroxystyrene derived from hydroxystyrene (molecular weight 150,000) (S/p-
Hydroxystyrene units = 1, 85 pieces, 0. INNaB
[η] at 30°C in r = 0. 421) was reacted in the same manner as in Example 1 using 1.0 g as a polyanion (equivalent ratio 1.
32) White powdery polyion complex 0.
I got 91.
これの元素分析値はN=3.24%、S=7.05%、
N/S=LO5′であった。The elemental analysis values of this are N=3.24%, S=7.05%,
N/S=LO5'.
さらにこれの構造をIRスペクトルにより確認した。Furthermore, the structure of this was confirmed by IR spectrum.
このポリイオンコンプレックスは実施例1で用いた溶媒
A,Bと実施例8で用いた溶媒Cのいずれにもよく溶解
する。This polyion complex dissolves well in both solvents A and B used in Example 1 and solvent C used in Example 8.
実施例12
ポリイオンコンプレックス膜を製造するための溶媒とし
て、実施例8で用いた溶媒C(水−1・4ジオキサンと
DMSO=濃臭化水素酸水−17−17と17−49の
重量%の三成分系溶媒)を用いた。Example 12 As a solvent for producing a polyion complex membrane, the solvent C used in Example 8 (water-1,4 dioxane and DMSO = concentrated hydrobromic acid water-17-17 and 17-49 weight%) was used. A ternary solvent) was used.
ポリカチオンとして、分子量15万のポリーp−ヒドロ
キシスチレンから誘導されるトリメチルアンモニウムメ
チル化ポリーp−ヒドロキシスチレン臭化物(N個/p
−ヒドロキシスチレン単位当り−1.55個、Br/N
=I.O、0.INNaBr水溶液中30℃での(η〕
=o.4o2)を用いた。As a polycation, trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide (N/p
-1.55 units per hydroxystyrene unit, Br/N
=I. O, 0. (η) in INNaBr aqueous solution at 30°C
=o. 4o2) was used.
ポリアニオンとしてp−スチレンスルホン酸ナトリウム
のRedox重合体(0.INNaBr水溶液中30℃
での〔η〕=0.623)を用いた。Redox polymer of sodium p-styrene sulfonate as a polyanion (0.IN in NaBr aqueous solution at 30°C)
[η]=0.623) was used.
この実施例では、上記ポリカチオン1gを10mlのビ
ーカーに取り、これに上記溶媒Cを1ml加え均一に溶
解させると薄白おうど色透明粘稠溶液になった。In this example, 1 g of the above polycation was placed in a 10 ml beaker, and 1 ml of the above solvent C was added thereto and uniformly dissolved, resulting in a pale white, auburn, transparent viscous solution.
上記のポリアニオン1グを別の10mlのビーカーに取
り、これに上記溶媒Cを1mlと水lmlとを加え均一
に溶解させると薄黄色透明粘稠溶液となった。One gram of the above polyanion was placed in another 10 ml beaker, and 1 ml of the above solvent C and 1 ml of water were added thereto and uniformly dissolved to form a pale yellow transparent viscous solution.
この時ポリカチオンとポリアニオンの尚量比は0.90
であった。At this time, the actual ratio of polycation to polyanion is 0.90
Met.
上記ポリアニオン溶液とポリカチオン溶液を均一に混合
し、5分間攪拌して濃度31重量%のポリイオンコンプ
レックス溶液を得た。The polyanion solution and polycation solution were uniformly mixed and stirred for 5 minutes to obtain a polyion complex solution with a concentration of 31% by weight.
これを室温で20秒から30秒間減圧にすることにより
溶液中の気泡を取り除いた。Bubbles in the solution were removed by reducing the pressure at room temperature for 20 to 30 seconds.
このキャスティング溶液を15Cm×10Cmのガラス
平滑板上に流し、クロマト用ギーザーにより厚みを約0
.1mmにした。This casting solution was poured onto a 15 cm x 10 cm smooth glass plate, and the thickness was reduced to about 0 using a chromatography geezer.
.. It was set to 1mm.
これを室温で2分間溶媒を蒸発させた後、0℃の氷水中
に静かにゆっくりと浸漬した。After the solvent was evaporated at room temperature for 2 minutes, the sample was gently and slowly immersed in ice water at 0°C.
そすると約30秒位で白っぽくなり、5分位でガラス平
滑板上からポリイオンコンプレックスの膜がはく離して
来た。After about 30 seconds, it turned whitish, and after about 5 minutes, the polyion complex film began to peel off from the smooth glass plate.
浸漬後1時間経てから、このポリイオンコンプレックス
膜を25℃の水中に浸漬し、1時間そのまま放置した。One hour after the immersion, this polyion complex membrane was immersed in water at 25°C and left as it was for 1 hour.
こうして得られた白黄色半透明膜は、含水率62.4%
、膜厚0.140mm,水透過性0.027ml/mi
n−cm2(1kg/cm2の圧力下)を有した。The thus obtained white-yellow translucent film has a water content of 62.4%.
, membrane thickness 0.140mm, water permeability 0.027ml/mi
n-cm2 (under a pressure of 1 kg/cm2).
実施例13
実施例12と同様にして、キャスティング溶液濃度のみ
を31%から20%に変えてポリイオンコンプレックス
膜を得た。Example 13 A polyion complex membrane was obtained in the same manner as in Example 12, except that the casting solution concentration was changed from 31% to 20%.
これは白色少し透明な膜であり、含水率74.7%、膜
厚0.29mm、水透過性0.292ml/min−c
m2(1kg/cm2圧力下)を有した。This is a white, slightly transparent membrane with a water content of 74.7%, a membrane thickness of 0.29 mm, and a water permeability of 0.292 ml/min-c.
m2 (1 kg/cm2 under pressure).
実施例14
実施例12と同様にして、キャスティング溶液濃度のみ
を31%から15%に変えてポリイオンコンプレックス
膜を得た。Example 14 A polyion complex membrane was obtained in the same manner as in Example 12, except that the casting solution concentration was changed from 31% to 15%.
これは白色不透明膜であり、含水率79.3%、膜厚0
.53mm、水透過性0.768ml/min−cm2
(1kg/cm2の圧力下)を有した。This is a white opaque film with a water content of 79.3% and a film thickness of 0.
.. 53mm, water permeability 0.768ml/min-cm2
(under a pressure of 1 kg/cm2).
実施例15〜18
実施例12と同様にして、キャスティング溶液濃度は3
1%で、ポリカチオンとポリアニオンの仕込み当量比を
0.3から1.8まで変えた場合に得られるポリイオン
コンプレックス膜の性状を表1に示す。Examples 15-18 Similar to Example 12, the casting solution concentration was 3.
Table 1 shows the properties of polyion complex membranes obtained when the charging equivalent ratio of polycation and polyanion was varied from 0.3 to 1.8.
前記実施例12から実施例18までで製造したポリイオ
ンコンプレックス膜の含水率と水透過性との関係を、ス
チレン系ポリイオンコンプレックス膜と比較して第2図
に示す。The relationship between the water content and water permeability of the polyion complex membranes produced in Examples 12 to 18 is shown in FIG. 2 in comparison with the styrene-based polyion complex membranes.
第2図より、本発明のポリイオンコンプレックスから製
された膜は従来のスチレン系ポリイオンコンプレックス
膜よりも同じ含水率で水透過性が犬であることが認めら
れる。From FIG. 2, it can be seen that the membrane made from the polyion complex of the present invention has higher water permeability than the conventional styrenic polyion complex membrane at the same water content.
これはp−ヒドロキシスチレンからのポリカチオンがp
−ヒドロキシスチレン単位当り約1.6個のトリメチル
アンモニウムメチル基(従来のスチレン系ポリカチオン
ではスチレン単位当り最高1.0個)を有すためにイオ
ン密度が高く、しかもフェノール性水酸基を有するため
に水素結合を生ずることにより水の透過性が犬となった
ものと考えられる。This is because the polycation from p-hydroxystyrene is p
- High ionic density due to approximately 1.6 trimethylammonium methyl groups per hydroxystyrene unit (up to 1.0 per styrene unit in conventional styrenic polycations) and phenolic hydroxyl groups It is thought that the water permeability is increased by forming hydrogen bonds.
実施例19
実施例12と同様にして、ポリカチオンのトリメチルア
ンモニウムメチル基の導入率がp−ヒドロキシスチレン
単位肖り0.87で〔η〕が0.450のものを用いポ
リカチオンとポリアニオンの当量比0.71でポリイオ
ンコンプレックスを製し、これをキャスティング溶液濃
度21%で成膜してポリイオンコンプレックス膜を得た
。Example 19 In the same manner as in Example 12, a polycation with a trimethylammonium methyl group introduction rate of 0.87 per p-hydroxystyrene unit and [η] of 0.450 was used, and the equivalent weight of the polycation and polyanion was adjusted. A polyion complex was prepared with a ratio of 0.71 and formed into a film with a casting solution concentration of 21% to obtain a polyion complex film.
これは薄白色透明膜であり、含水率74.8%、膜厚0
.115mm、水透過性0.030ml/min−cm
2(1kg/cm2の圧力下)を有した。This is a thin white transparent film with a water content of 74.8% and a film thickness of 0.
.. 115mm, water permeability 0.030ml/min-cm
2 (under a pressure of 1 kg/cm2).
実施例20〜25
ポリーp−ヒドロキシスチレンから誘導されるトリメチ
ルアンモニウムメチル化ポリーp−ヒドロキシスチレン
臭化物(N個/p−ヒドロキシスチレン単位当り=1.
71個、0.INNaBr中30℃での〔η)=(13
43)をポリカチオンとし、p−スチレンスルホン酸カ
リウムのRedox重合体(0.1NNaBr中30℃
での(η)=2.79)をポリアニオンとして当量比1
.0、キャスティング濃度20〜22重量%、キャステ
ィング溶媒組成(水一有機溶媒一濃臭化水素酸水−20
−30−50重量%)にてポリイオンコンプレックスを
キャスティングした。Examples 20-25 Trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide derived from poly p-hydroxystyrene (N/p-hydroxystyrene unit=1.
71 pieces, 0. [η)=(13
43) as a polycation, a Redox polymer of potassium p-styrenesulfonate (30°C in 0.1N NaBr)
(η) = 2.79) as a polyanion and an equivalent ratio of 1
.. 0, casting concentration 20-22% by weight, casting solvent composition (water - organic solvent - concentrated hydrobromic acid water - 20%
-30-50% by weight).
この時の有機溶媒を変えた場合に得られるポリイオンコ
ンプレックス膜の性状を表2に示す。Table 2 shows the properties of the polyion complex membrane obtained when the organic solvent was changed.
実施例26
0.52のトリメチルアンモニウムメチル化ポリ−m−
ヒドロキンスチレン臭化物(N個/m−ヒドロキンスチ
レン単位−1.0、Br/N=1.0、0.INNaB
r中30℃の〔η)=o.o7s)と0.51のポリー
p−スチレンスルホン酸ナトリウム(0.INNaBr
中30℃での〔η〕=0.438)を用いて実施例1と
同様の方法でポリイオンコンプレックスを製した。Example 26 0.52 trimethylammonium methylated poly-m-
Hydroquinstyrene bromide (N pieces/m-hydroquinstyrene units -1.0, Br/N=1.0, 0.INNaB
[η)=o. at 30°C in r. o7s) and 0.51 sodium poly p-styrene sulfonate (0.INNaBr
A polyion complex was prepared in the same manner as in Example 1 using [η] = 0.438) at 30°C.
白色粉末状のポリイオンコンプレックス0.4gを得た
。0.4 g of a white powdery polyion complex was obtained.
これの元素分析値はN=3.30%、S=7.72%で
あった。The elemental analysis values of this were N=3.30% and S=7.72%.
第1図は(1)実施例3で得たトリメチルアンモニウム
メチル化ポリーp−ヒドロキシスチレン臭化物をポリカ
チオンとし、ポリーp−スチレンスルホン酸ナトリウム
をポリアニオンとするポリイオンコンプレックス、(2
)実施例6で得たジメチル、ベンジルアンモニウムメチ
ル化ポリーp−ヒドロキシスチレン塩化物をポリカチオ
ンとしボリ−p一スチレンスルホン酸ナトリウムをポリ
アニオンとするポリイオンコンプレックス及び(3)従
来品であるトリメチルアンモニウムメチル化ポリスチレ
ン塩化物をポリカチオンとしポリーp−スチレンスルホ
ン酸ナトリウムをポリアニオンとするポリイオンコンプ
レックスの水−アセトンーNaBr混合溶液に対する溶
解平衡曲線であり(1)の溶解度は実線、(2)の溶解
度は一点鎖線そして(3)の溶解度は破線で示されてい
る。
第2図は(1)実施例12〜19で製造したトリメチル
アンモニウムメチル化ポリーp−ヒドロキシスチレン臭
化物をポリカチオンとしポリーp−スチレンスルホン酸
ナトリウムをポリアニオンとするポリイオンコンプレッ
クスから製した膜及び(2)従来品であるトリメチルア
ンモニウムメチル化ポリスチレン塩化物をポリカチオン
としポリ−p−スチレンスルホン酸ナトリウムをポリア
ニオンとするポリイオンコンプレックスから製した膜に
ついてポリイオンコンプレックス膜の含水率(%)と水
透過性との関係を示すものであり(1)は実線そして(
2)は破線で示してある。FIG. 1 shows (1) a polyion complex containing trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide obtained in Example 3 as a polycation and sodium poly p-styrene sulfonate as a polyanion;
) A polyion complex containing dimethyl, benzylammonium methylated poly p-hydroxystyrene chloride obtained in Example 6 as a polycation and poly-p-styrene sodium sulfonate as a polyanion, and (3) a conventional product trimethylammonium methylated. This is a solubility equilibrium curve for a water-acetone-NaBr mixed solution of a polyion complex containing polystyrene chloride as a polycation and polysodium p-styrene sulfonate as a polyanion.The solubility of (1) is a solid line, the solubility of (2) is a dashed line, The solubility of (3) is shown by the dashed line. Figure 2 shows (1) a membrane made from a polyion complex in which trimethylammonium methylated poly p-hydroxystyrene bromide produced in Examples 12 to 19 is used as a polycation and sodium poly p-styrene sulfonate is used as a polyanion, and (2) Relationship between water content (%) and water permeability of polyion complex membranes for membranes made from conventional polyion complexes, in which trimethylammonium methylated polystyrene chloride is the polycation and sodium poly-p-styrene sulfonate is the polyanion. (1) is a solid line and (
2) is indicated by a dashed line.
Claims (1)
一種以上の水に混和性の有機溶媒との二成分系混合溶媒
および水、一種または一種以上の水に混和性の有機溶媒
および酸、塩基または塩との三成分系混合溶媒から成る
群から選択された溶媒の存在下下記の一般式Iで示され
るポリカチオンと任意のポリアニオンとを接触せしめる
ことからなるポリイオンコンプレックスの製法 一般式 ここでOH基は−CH−CH,,一基に対しパラまたぱ
メタの位置にあり、R1、R2、R3ぱ炭素数1〜20
の直鎖または分枝鎖アルキル基、シクロアルキル基、ア
ルケニル基、置換または未置換べ価の含窒素複素環基ま
たはジアルカノールアミンであり、またR3は−C■2
C00HまたぱHでもあり得て、X−はハロゲンイオン
またはアルキル硫酸根、pはO〜2の値であり、nは3
または3以上、CMはビニル系単量体でありlはOを含
む任意の数である。[Claims] 1 Water, a water-miscible organic solvent alone, a binary mixed solvent of water and one or more water-miscible organic solvents, and water, one or more water-miscible organic solvents; contacting a polycation of general formula I below with any polyanion in the presence of a solvent selected from the group consisting of miscible organic solvents and ternary mixed solvents with acids, bases or salts. General formula for the production of polyion complexes, where the OH groups are in para- and meta-positions relative to one group, and R1, R2, and R3 each have 1 to 20 carbon atoms.
is a linear or branched alkyl group, cycloalkyl group, alkenyl group, substituted or unsubstituted nitrogen-containing heterocyclic group, or dialkanolamine, and R3 is -C■2
It can be C00H or H, X- is a halogen ion or an alkyl sulfate group, p has a value of O~2, and n is 3
or 3 or more, CM is a vinyl monomer, and 1 is any number including O.
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|---|---|---|---|
| JP2983073A JPS582967B2 (en) | 1973-03-13 | 1973-03-13 | Polyion Complex Seihou |
| US05/450,641 US3963662A (en) | 1973-03-13 | 1974-03-13 | Polyion complex and process for preparation thereof |
| CA194,924A CA1023090A (en) | 1973-03-13 | 1974-03-13 | Polyion complex and process for preparation thereof |
| CH349774A CH606131A5 (en) | 1973-03-13 | 1974-03-13 | |
| FR7408558A FR2221469B1 (en) | 1973-03-13 | 1974-03-13 | |
| DE2412092A DE2412092A1 (en) | 1973-03-13 | 1974-03-13 | POLYIONAL COMPLEXES, PROCESS FOR THEIR PRODUCTION AND THEIR USE |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP2983073A JPS582967B2 (en) | 1973-03-13 | 1973-03-13 | Polyion Complex Seihou |
Publications (2)
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS582967B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1973
- 1973-03-13 JP JP2983073A patent/JPS582967B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS49117590A (en) | 1974-11-09 |
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