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JPH0628713B2 - Hydrophilized polysulfone membrane - Google Patents
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JPH0628713B2 - Hydrophilized polysulfone membrane - Google Patents

Hydrophilized polysulfone membrane

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JPH0628713B2
JPH0628713B2 JP61041995A JP4199586A JPH0628713B2 JP H0628713 B2 JPH0628713 B2 JP H0628713B2 JP 61041995 A JP61041995 A JP 61041995A JP 4199586 A JP4199586 A JP 4199586A JP H0628713 B2 JPH0628713 B2 JP H0628713B2
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polysulfone
hydrophilic
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hydrophilic compound
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善次郎 本田
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    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、親水性ポリスルホン膜に関するものであり、
更に詳しくは、芳香族ポリスルホンポリマーの末端部位
と、親水性化合物とが共有結合によって結合せしめられ
たブロックポリマーを構成の一要素として有し、耐熱
性、耐薬品性などに優れ、透過性能が良好な親水化ポリ
スルホン膜に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a hydrophilic polysulfone membrane,
More specifically, it has a block polymer in which the end portion of the aromatic polysulfone polymer and a hydrophilic compound are covalently bonded to each other as one of the constituent elements, and has excellent heat resistance, chemical resistance, etc., and good permeation performance. And a hydrophilic polysulfone membrane.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ポリスルホン樹脂は、化学的及び熱的に耐久性の優れた
分離膜材料として広く使用されている。ポリスルホン樹
脂として多くのポリアリールエーテルスルホンポリマー
が知られ、一般にこれらの樹脂は、 で示される繰り返し単位を含む構造によって特徴づけら
れる。この構造から予想される様に、ポリスルホン樹脂
は優れた耐久性、安定性を持つ反面、疎水的な性質を示
す。代表的なものは、インペリアルケミカルインダスト
リーズ社よりVictrex,ユニオンカーバイト社よりUdel
の商品名で、それぞれ市販されているが、吸水率は前者
が0.4%後者が0.3%(いずれもASTM D57
0)であり、親水性の膜材料樹脂として知られている酢
酸セルロース等の10分の1以下の吸水率である。この
疎水的な性質のため、従来のポリスルホン膜は、一度乾
燥すると「水でぬれにくい」、「透水性能が低い」、
「膜面に疎水性溶質が付着して汚染されやすい」など数
多くの問題点があった。
Polysulfone resin is widely used as a separation membrane material having excellent chemical and thermal durability. Many polyaryl ether sulfone polymers are known as polysulfone resins, and these resins are generally Is characterized by a structure containing a repeating unit represented by As expected from this structure, the polysulfone resin has excellent durability and stability, but exhibits a hydrophobic property. Typical examples are Victrex from Imperial Chemical Industries and Udel from Union Carbide.
The water absorption rate is 0.4% for the former and 0.3% for the latter (both ASTM D57
0), which is a water absorption rate of 1/10 or less of that of cellulose acetate, which is known as a hydrophilic membrane material resin. Due to this hydrophobic property, conventional polysulfone membranes are "difficult to wet with water" and "poor water permeability" once dried.
There were many problems such as "hydrophobic solutes tend to adhere to the surface of the film and cause contamination."

この様な問題点を解決するため、ポリスルホン膜を改良
する方法が、種々提案されている。芳香族ポリスルホン
ポリマーに親水基や親水性ポリマーを導入して、親水化
ポリスルホン膜を提供する方法として、例えば、特公昭
53−13679号、特開昭59−196322号など
は、ポリマー主鎖にスルホン酸基を、特開昭57−17
4104号はポリマー主鎖にポリエチレンイミンポリマ
ー類を、それぞれ導入もしくはグラフトして親水化され
た芳香族ポリスルホンポリマーから逆浸透膜などを提供
する方法を提案している。これらの方法はいずれも芳香
族ポリスルホンポリマー主鎖の芳香環に、親水基もしく
は親水ポリマーを共有結合により直接結合あせる改質手
段であることから、改質されていないポリマーから成る
膜に比較して、耐熱性などの物性が低下することは避け
られない。さらに、該ポリマーに対して導入された親水
基の比率が多い場合には、得られた膜が水により膨潤し
てしまうなど、著しい膜の物性変化を伴なう改質法だと
言える。
In order to solve such problems, various methods for improving the polysulfone membrane have been proposed. As a method for providing a hydrophilized polysulfone membrane by introducing a hydrophilic group or a hydrophilic polymer into an aromatic polysulfone polymer, for example, Japanese Patent Publication No. 53-13679 and Japanese Patent Laid-Open No. 59-196322 disclose sulfone in the polymer main chain. The acid group is described in JP-A-57-17.
No. 4104 proposes a method for providing a reverse osmosis membrane or the like from a hydrophilic polysulfone polymer which is hydrophilized by introducing or grafting polyethyleneimine polymers into the polymer main chain. Since all of these methods are modification means for directly bonding a hydrophilic group or a hydrophilic polymer to the aromatic ring of the aromatic polysulfone polymer main chain through a covalent bond, compared with a membrane composed of an unmodified polymer. It is unavoidable that physical properties such as heat resistance deteriorate. Further, it can be said that this is a modification method involving a remarkable change in the physical properties of the film, such as the film obtained is swollen with water when the ratio of the hydrophilic groups introduced into the polymer is large.

一方、親水性のポリマーを芳香族ポリスルホンポリマー
にブレンドした混合ポリマーから成る親水化ポリスルホ
ン膜も、種々提案されている。例えば、特開昭57−5
0507号は、セルロース誘導体を、特開昭60−20
6404号は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体
を、それぞれブレンドした混合ポリマーから成る親水化
ポリスルホン膜を提案している。しかし、実質的な親水
化ポリスルホン膜を得るために、かなりの量の異種ポリ
マーをブレンドしなければならず、芳香族ポリスルホン
ポリマーのような分子凝集力が大きいポリマーとの均一
なブレンド物を得ることは難かしかった。特に、極性有
機溶剤とポリマーを含有する製膜用溶剤を、水を主成分
とするポリマーの非溶剤と接触させ、ポリマーを凝固成
形することにより上記の親水化ポリスルホン膜を作成し
ようとする場合、均一な製膜用溶剤が得にくい上に、放
置中にゲル化や相分離が発生し易いなど溶液の安定性に
問題があったり、非溶剤との接触によりポリマーが凝固
する際に異種ポリマーとの分離が生じて膜の構成が不均
一となる可能性もあった。この鞘に異種ポリマーの添加
は、物性の劣るポリマーの添加効果に加えて、不均質な
膜構造の生成によっても、膜の耐熱性、耐薬品性などの
物性の劣化を惹き起こすと考えられた。
On the other hand, various hydrophilized polysulfone membranes made of a mixed polymer obtained by blending a hydrophilic polymer with an aromatic polysulfone polymer have been proposed. For example, JP-A-57-5
No. 0507 describes a cellulose derivative as disclosed in JP-A-60-20.
No. 6404 proposes a hydrophilized polysulfone membrane composed of a mixed polymer in which ethylene-vinyl alcohol copolymers are blended. However, in order to obtain a substantially hydrophilized polysulfone membrane, it is necessary to blend a considerable amount of different polymers, and to obtain a homogeneous blend with a polymer having a large molecular cohesive force such as an aromatic polysulfone polymer. Was difficult. In particular, when a film-forming solvent containing a polar organic solvent and a polymer is brought into contact with a non-solvent of a polymer containing water as a main component, and the polymer is coagulated and molded to form the hydrophilic polysulfone film, It is difficult to obtain a uniform film forming solvent, and there is a problem in the stability of the solution such as gelation or phase separation during standing, or when the polymer coagulates by contact with a non-solvent There was also a possibility that the separation of the film would occur and the structure of the film would become non-uniform. It was considered that the addition of a different polymer to this sheath causes deterioration of physical properties such as heat resistance and chemical resistance of the film due to the formation of a heterogeneous film structure in addition to the effect of adding the polymer having poor physical properties. .

上記の提案に対して、ポリスルホンポリマーの物性を損
わず、膜表面の親水化を行なう方法として、例えば特開
昭61−87803号は、ポリスルホン膜を形成し、次
いで膜形状のままクロロスルホン酸によりポリマーをス
ルホン化する方法を、特開昭59−186604号は、
ポリスルホン膜を陽光柱プラズマ処理する方法をそれぞ
れ提案している。しかし、この様な方法は、膜の形成が
終了した製品もしくは半製品のみを対象とし、特殊な方
法と装置を必要とする繁雑な方法であり、一般的ではな
かった。
In contrast to the above proposal, as a method of making the membrane surface hydrophilic without impairing the physical properties of the polysulfone polymer, for example, JP-A-61-87803 discloses a polysulfone membrane which is then formed into a chlorosulfonic acid in the form of a membrane. JP-A-59-186604 discloses a method of sulfonating a polymer by
Each method of positive column plasma treatment of polysulfone film is proposed. However, such a method is a general method, which is only a product or a semi-finished product for which film formation has been completed, requires a special method and apparatus, and is not general.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明者らは、上記に鑑みて鋭意研究した結果、芳香族
ポリスルホンポリマーの末端部位と親水性化合物とを共
有結合によって結合せしめたブロックポリマーを膜材料
の一要素とすることにより、親水化ポリスルホン膜が得
られることを見い出し、本発明を完成するに至った。本
発明の目的とするところは、ポリスルホン膜の持つ優れ
た耐熱性、耐薬品性といった物性を、ほとんど損うこと
なしに物性の優れた、透過性能が良好な分離膜として親
水化ポリスルホン膜を提供することにある。
As a result of earnest studies in view of the above, the present inventors have found that a block polymer obtained by covalently bonding a terminal portion of an aromatic polysulfone polymer and a hydrophilic compound is used as an element of the membrane material, thereby making the hydrophilic polysulfone. The inventors have found that a film can be obtained, and completed the present invention. The object of the present invention is to provide a hydrophilized polysulfone membrane as a separation membrane having excellent physical properties with almost no loss of physical properties such as excellent heat resistance and chemical resistance of the polysulfone membrane, and having good permeation performance. To do.

〔発明の構成〕[Structure of Invention]

本発明の親水化ポリスルホン膜は、次の構成を有する。 The hydrophilic polysulfone membrane of the present invention has the following constitution.

芳香族ポリスルホンポリマー(これをAとする)の末端
部位と、親水性化合物(これをBとする)とが共有結合
によって結合した一般式、 又は (ここで、lは0又は1、m,nは1以上の整数) で表わされるブロックポリマーを含有することを特徴と
する親水化ポリスルホン膜である。
A general formula in which a terminal portion of an aromatic polysulfone polymer (denoted by A) and a hydrophilic compound (denoted by B) are bound by a covalent bond, Or (Here, 1 is 0 or 1, and m and n are integers of 1 or more). A hydrophilized polysulfone membrane is characterized by containing a block polymer.

ここで、芳香族ポリスルホンポリマーとは、次の一般式
〔III〕又は〔IV〕で表わされる繰り返し単位を有する
重合体である。
Here, the aromatic polysulfone polymer is a polymer having a repeating unit represented by the following general formula [III] or [IV].

(ただし、Mはそれぞれ同一又は異なる芳香族基を示
し、Rは二価の有機基を示し、a,bおよびcはそれぞ
れ0又は1を示す。) 具体例としては、次のいずれかの繰り返し単位 を有する芳香族ポリスルホンポリマーが好適に用いら
れ、特に上記(1),(2)の繰り返し単位を有する芳香族ポ
リスルホンポリマーが好ましい。
(However, M represents the same or different aromatic groups, R represents a divalent organic group, and a, b, and c each represent 0 or 1.) As a specific example, one of the following repetitions: unit An aromatic polysulfone polymer having a is preferably used, and an aromatic polysulfone polymer having the repeating units (1) and (2) is particularly preferable.

これらの芳香族ポリスルホンポリマーは、ジクロロジフ
エニルスルホン,ジクロロフエニルスルホンとビスフエ
ノール、あるいは芳香族ジスルホニルクロリドとビスフ
エノール等のモノマーを水酸化カリウムなどのアルカリ
を用いて重縮合させる公知の手段により合成することが
できるが、式(1)の繰り返し単位を持つポリマーとしてU
delという商品名でユニオンカーバイト社より、式(2)の
繰り返し単位を持つポリマーとしてVictrexという商品
名でインペリアルケミカルインダストリーズ社より、そ
れぞれ十分な重合度を有する芳香族ポリスルホンポリマ
ーを入手使用することもできる。さらに、特に重合停止
剤をポリマー合成の際に用いなければ、過剰に用いたモ
ノマーに応じてポリマーの末端部をモノクロロフエニル
基またはモノヒドロキシフエニル基とすることができる
他、市販されている芳香族ポリスルホンポリマーから
も、いずれかの末端基を有するポリマーを選ぶことがで
きる。
These aromatic polysulfone polymers are prepared by known means of polycondensing monomers such as dichlorodiphenyl sulfone, dichlorophenyl sulfone and bisphenol, or aromatic disulfonyl chloride and bisphenol using alkali such as potassium hydroxide. Can be synthesized, but as a polymer with repeating units of formula (1) U
It is also possible to obtain and use an aromatic polysulfone polymer having a sufficient degree of polymerization from Union Carbide under the trade name of del, and from Imperial Chemical Industries under the trade name of Victrex as a polymer having the repeating unit of formula (2). it can. Furthermore, unless a polymerization terminator is used in the synthesis of the polymer, the terminal portion of the polymer can be a monochlorophenyl group or a monohydroxyphenyl group depending on the monomer used in excess, and it is commercially available. From the aromatic polysulfone polymer, a polymer having any end group can be selected.

本発明を構成するブロックポリマーとは、上記芳香族ポ
リスルホンポリマーの末端基の化学反応性を利用し、親
水性化合物を芳香族ポリスルホンポリマーの末端部に共
有結合によって結合せしめた構造を有するブロックポリ
マーであり、以下に述べる手段等によって得ることがで
きる。
The block polymer constituting the present invention is a block polymer having a structure in which a hydrophilic compound is covalently bonded to the end of the aromatic polysulfone polymer by utilizing the chemical reactivity of the end groups of the aromatic polysulfone polymer. Yes, it can be obtained by the means described below.

上記のブロックポリマーは、例えば、芳香族ポリスルホ
ンポリマーの末端基と、これと反応し化学結合を生成し
うる活性基を有する重合性化合物の反応により、末端部
に重合性基部を導入し、次いで親水性モノマーあるいは
重合後簡単に親水化することのできる前駆体モノマーの
重合反応を行なうといった公知の方法により合成するこ
とができる。最も一般的なビニル重合性の官能基導入法
としては、Makromol.Chem.185,1867(1984)に示され
る式(3)の繰り返し単位を有する芳香族ポリスルホンポ
リマーとクロロメチルスチレンとの反応によるスチリル
基の導入などが例示できる。しかし、重合反応における
架橋構造の生成とか重合を規制する困難さを避けるため
には、該芳香族ポリスルホンポリマーの末端基に適した
高分子反応により、該芳香族ポリスルホンポリマー末端
部位に親水性化合物を導入することが望ましい。
The above block polymer is, for example, by introducing a polymerizable group moiety into the terminal part by reacting the terminal group of the aromatic polysulfone polymer with a polymerizable compound having an active group capable of reacting with this to form a chemical bond, and then hydrophilic. It can be synthesized by a known method in which a polymerizable monomer or a precursor monomer which can be easily hydrophilized after polymerization is subjected to a polymerization reaction. The most common method for introducing a vinyl-polymerizable functional group is Makromol. Chem. 185 , 1867 (1984) and the introduction of a styryl group by reacting an aromatic polysulfone polymer having a repeating unit of the formula (3) with chloromethylstyrene. However, in order to avoid the formation of a crosslinked structure in the polymerization reaction and the difficulty of controlling the polymerization, a hydrophilic compound is added to the end portion of the aromatic polysulfone polymer by a polymer reaction suitable for the end group of the aromatic polysulfone polymer. It is desirable to introduce it.

例えば、芳香族ポリスルホンポリマーの末端基がモノク
ロロフエニル基である場合には、アルコラートなどの求
核性活性基を有する親水性化合物とのポリマー末端部の
芳香環における親核置換反応により、末端基がモノヒド
ロキシフエニル基である場合には、末端基をフエノラー
トイオンに活性化した上で、ハロゲンなどの活性な脱離
基を有する親水性化合物と親核置換反応により、それぞ
れ末端部位に親水性化合物を導入する方法を用いて、上
記のブロックポリマーを得ることができる。さらに、上
記の重合性基の導入とそれに引き続く親水性モノマー類
との重合反応、あるいは、高分子反応による親水性化合
物の導入は、合成直後のまた末端部が活性化されたまま
の芳香族ポリスルホンポリマーを用いて引き続いて実
施、あるいは市販の芳香族ポリスルホンポリマーの末端
を活性化処理して実施することができる。一般にポリマ
ー末端基の化学反応は、ポリマーを極性有機溶剤などに
溶解した状態で行なわれるため、反応終了後のポリマー
溶液をそのままあるいは添加剤を加えたり、ポリマー濃
度を調節した後、製膜用原液として用いることも可能で
ある。
For example, when the terminal group of the aromatic polysulfone polymer is a monochlorophenyl group, a nucleophilic substitution reaction at the aromatic ring at the polymer terminal end with a hydrophilic compound having a nucleophilic active group such as an alcoholate results in a terminal group. Is a monohydroxyphenyl group, the terminal group is activated to a phenolate ion, and then the hydrophilic compound having an active leaving group such as halogen is subjected to a nucleophilic substitution reaction to give hydrophilicity to each terminal site. The above block polymer can be obtained by the method of introducing a volatile compound. Furthermore, the introduction of the above-mentioned polymerizable group and the subsequent polymerization reaction with hydrophilic monomers, or the introduction of the hydrophilic compound by a polymer reaction is carried out by the aromatic polysulfone immediately after the synthesis and the end portion of which remains activated. It can be carried out subsequently using a polymer, or can be carried out by activating the end of a commercially available aromatic polysulfone polymer. Generally, the chemical reaction of the polymer end group is carried out in a state where the polymer is dissolved in a polar organic solvent, etc., so the polymer solution after the reaction is left as it is, or after adding additives or adjusting the polymer concentration, the stock solution for film formation is used. It is also possible to use

目的とする芳香族ポリスルホンポリマーの末端部位と、
親水性化合物とが共有結合によって結合せしめられたブ
ロックポリマーを得る手段として、芳香族ポリスルホン
ポリマーの主鎖に親水性化合物を結合させたり、あるい
は、架橋等により著しく加工性に劣るブロックポリマー
を与える手段でなければ、上記の重合性基の導入法また
は高分子反応法に限定するものではない。
An end portion of the desired aromatic polysulfone polymer,
As means for obtaining a block polymer covalently bonded to a hydrophilic compound, a hydrophilic compound is bonded to the main chain of an aromatic polysulfone polymer, or means for giving a block polymer having extremely poor processability by cross-linking or the like Unless otherwise specified, the method for introducing the polymerizable group or the polymer reaction method is not limited.

また、上記の親水性モノマーとの重合反応の場合あるい
は活性基となりうる複数個の官能基を有する親水性化合
物を用いた高分子反応の場合、それぞれ反応条件を適切
に選ぶことによりそれぞれ複数個の芳香族ポリスルホン
ポリマーと親水性化合物が交互にブロック状に結合した
ブロックポリマーを得ることができる。一般に、芳香族
ポリスルホンポリマーの両末端もしくは片末端のみに親
水性化合物が結合したブロックポリマーが望ましいが、
複数個の芳香族ポリスルホンポリマーと親水性化合物が
交互にブロック状に結合したブロックポリマーを用いて
も、本発明の目的の妨げとはならない。
Further, in the case of a polymerization reaction with the above-mentioned hydrophilic monomer or a polymer reaction using a hydrophilic compound having a plurality of functional groups capable of becoming an active group, a plurality of each can be obtained by appropriately selecting reaction conditions. It is possible to obtain a block polymer in which an aromatic polysulfone polymer and a hydrophilic compound are alternately bonded in a block shape. Generally, a block polymer in which a hydrophilic compound is bonded to both ends or only one end of an aromatic polysulfone polymer is desirable,
Use of a block polymer in which a plurality of aromatic polysulfone polymers and hydrophilic compounds are alternately bonded in a block shape does not hinder the object of the present invention.

本発明に用いる親水性されたブロックポリマーは、芳香
族ポリスルホンポリマーの平均分子量をM、親水性化
合物の平均分子量をMとしたとき、 の式で定義されるブロック率が0.1%以上30%以下
の値を有するブロックポリマーであることが望ましい。
The hydrophilic block polymer used in the present invention has an aromatic polysulfone polymer having an average molecular weight M A and a hydrophilic compound having an average molecular weight M B : A block polymer having a block ratio defined by the formula of 0.1% or more and 30% or less is desirable.

ブロック率が0.1%未満のブロックポリマーを構成の
一要素とする膜では、膜表面及び内部の水と接する面を
十分に親水化することができず、またポリスルホン鎖に
対する親水性化合物の比率が高くなると相分離による親
水/疎水部のミクロ的な不均質構造を生成し難くなる。
A membrane having a block polymer with a block ratio of less than 0.1% as one component cannot sufficiently hydrophilize the membrane surface and the surface in contact with water, and the ratio of the hydrophilic compound to the polysulfone chain. When the ratio becomes high, it becomes difficult to generate a microscopic heterogeneous structure of hydrophilic / hydrophobic parts due to phase separation.

このため、本発明を構成する親水性化合物とは、水素結
合性の官能基や電解基を介して水分子に親和力を示す物
質一般を示すが、好ましくは水溶性オリゴマー又は高分
子、あるいは分子内に1個以上の水酸基を有する化合物
が用いられる。具体的には、水溶性オリゴマー又は高分
子としてゼラチン、カゼイン、ペクチン、デキストラ
ン、デンプン、アルギン酸ナトリウムなどの天然高分子
およびオリゴマー、メチルセルロース、カルボキシルメ
チルセルロース、ヒドロキシルエチルセルロース、カル
ボキシメチルデンプンなど半合成高分子又はオリゴマ
ー、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテ
ル、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウ
ム、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリエ
チレングリコールなど合成高分子又はオリゴマーとこれ
らの共重合体又はオリゴマーなどが好適に用いられる
が、相当するブロックポリマーの物性の面から、これら
高分子又はオリゴマーの繰り返し単位は1個以上30個
以下であるものが好ましい。
Therefore, the hydrophilic compound that constitutes the present invention refers to a substance that generally has an affinity for water molecules through a hydrogen-bonding functional group or electrolytic group, but is preferably a water-soluble oligomer or polymer, or an intramolecular compound. A compound having one or more hydroxyl groups is used. Specifically, as water-soluble oligomers or polymers, natural polymers and oligomers such as gelatin, casein, pectin, dextran, starch and sodium alginate, semi-synthetic polymers or oligomers such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxylethylcellulose and carboxymethylstarch. Polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl pyrrolidone, sodium polyacrylate, polyethyleneimine, polyacrylamide, polyethylene glycol and the like, and synthetic polymers or oligomers and their copolymers or oligomers are preferably used, but corresponding block polymers From the viewpoint of the physical properties of (1), the number of repeating units of these polymers or oligomers is preferably 1 or more and 30 or less.

また、1個以上の水酸基を有する化合物の具体的な例と
しては、ホルムアルデヒド、エチレングリコール、グリ
セリン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、イノシ
トールなどのポリオール類、グルコース、ラクトース、
サッカロース、ラフィノースなどの単糖、多糖類および
これらの誘導体をあげることができる。ただし、目的と
する芳香族ポリスルホンポリマーの部位と、親水性化合
物とが共有結合によって結合せしめられたブロックポリ
マーを得ることができる親水化化合物であり、かつ親水
化ポリスルホン膜の耐熱性、耐薬品性といった物性を著
しく劣化させる化合物でなければ、上記の親水性化合物
に限定するものではない。
Specific examples of the compound having one or more hydroxyl groups include formaldehyde, ethylene glycol, glycerin, sorbitol, pentaerythritol, polyols such as inositol, glucose, lactose, and the like.
Examples include monosaccharides such as saccharose and raffinose, polysaccharides and derivatives thereof. However, it is a hydrophilizing compound that can obtain a block polymer in which a target aromatic polysulfone polymer site and a hydrophilic compound are covalently bonded, and the heat resistance and chemical resistance of the hydrophilized polysulfone film The compound is not limited to the above hydrophilic compounds as long as the compound does not significantly deteriorate the physical properties.

本発明の親水化ポリスルホン膜は、上記ブロックポリマ
ーを含有する樹脂を、極性有機溶剤などに溶解した製膜
用原液から、キャスト法あるいはノズル等から押し出す
方法により薄膜化し、溶剤等を蒸発させて均質膜とした
り、水を主成分とするポリマーの非溶剤と接触させるな
どの方法で相分離を生じさせた後、ポリマー凝固成形さ
せて多孔膜とする公知の方法で、親水化ポリスルホン膜
を得ることができる。また、製膜法を適切に選択するこ
とで、親水化ポリスルホン膜を平膜、管状膜、中空糸膜
等の任意の形状で得ることができる。さらに、親水化ポ
リスルホン膜を基膜、あるいは薄膜として、異った薄膜
あるいは基膜とそれぞれ組み合せた複合膜として用いる
ことも可能である。
The hydrophilized polysulfone film of the present invention is a resin containing the above block polymer, which is made into a thin film by a casting method or a method of extruding from a nozzle or the like from a stock solution for film formation which is dissolved in a polar organic solvent, and the solvent is evaporated to homogenize Obtaining a hydrophilized polysulfone membrane by a known method in which phase separation is caused by a method such as forming a membrane or contacting with a non-solvent of a polymer containing water as a main component, and then polymer coagulation molding to form a porous membrane. You can In addition, by appropriately selecting the film forming method, the hydrophilized polysulfone film can be obtained in any shape such as a flat film, a tubular film, and a hollow fiber film. Furthermore, it is also possible to use the hydrophilized polysulfone film as a base film or a thin film, or as a composite film in which different thin films or base films are respectively combined.

ここで用いられる、前述のブロックポリマーを含有する
樹脂は、芳香族ポリスルホンポリマーの末端部位と親水
性化合物とが共有結合によって結合せしめられたブロッ
クポリマーと芳香族ポリスルホンポリマーが任意の割合
で混合された成分を主とした樹脂であれば、分離膜の作
製上あるいは使用上の目的に応じた添加物を含有してい
ても、本発明の妨げとはならない。
The resin containing the above-mentioned block polymer used here was a mixture of a block polymer in which a terminal portion of an aromatic polysulfone polymer and a hydrophilic compound were covalently bonded and an aromatic polysulfone polymer in an arbitrary ratio. As long as the resin is mainly composed of components, it does not hinder the present invention even if it contains an additive depending on the purpose of producing or using the separation membrane.

本発明の親水性ポリスルホン膜は、製膜条件を選ぶこと
により、親水部と疎水部が海島状になったミクロ相分離
構造を持ったり、膜を構成する樹脂構造体のごとく表面
のみに親水部が集まったりする極めてミクロ的な不均一
構造を持つことが可能である。特に、極性有機溶剤とポ
リマーを含有する製膜用溶液を水を主成分とするポリマ
ーの非溶剤と接触させ、ポリマーを凝固成形する製膜方
法は、非溶剤によって惹き起こされる製膜用液の相分離
から生じる比較的マクロな不均質膜構造を形成する。さ
らに、膜構成のポリマー部は前述の親水部と疎水部との
ミクロ的な不均一構造となる。従って、該製膜方法は、
高度に制御されたマクロ及びミクロ構造からなる分離膜
を実現できる好ましい製膜法である。すなわち、相変換
法によって不均質構造膜を形成する場合、相分離により
生ずるポリマー相の表面に親水部が集まると同時に、疎
水性のポリスルホン鎖が内部に集まることによって、膜
表面及び膜内部のすべての水と接触する表面が親水性化
合物で被覆された構造を有するポリスルホン膜を作るこ
とができる。
The hydrophilic polysulfone film of the present invention has a microphase-separated structure in which a hydrophilic part and a hydrophobic part are sea-island-like by selecting film forming conditions, or a hydrophilic part is present only on the surface like a resin structure constituting the film. It is possible to have an extremely microscopic non-uniform structure in which the particles gather. In particular, a film-forming method of contacting a film-forming solution containing a polar organic solvent and a polymer with a non-solvent of a polymer containing water as a main component, and coagulating and molding the polymer is a solution of the film-forming solution caused by the non-solvent. Form a relatively macroscopic heterogeneous membrane structure that results from phase separation. Further, the polymer part of the film structure has a microscopic non-uniform structure of the hydrophilic part and the hydrophobic part. Therefore, the film forming method is
This is a preferred method for producing a separation membrane having highly controlled macro and micro structures. That is, in the case of forming a heterogeneous structure film by the phase conversion method, hydrophilic parts gather on the surface of the polymer phase generated by phase separation, and at the same time, hydrophobic polysulfone chains gather inside, so that all of the film surface and the inside of the film are gathered. It is possible to prepare a polysulfone membrane having a structure in which the surface contacting with water is coated with a hydrophilic compound.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の親水化ポリスルホン膜は、構成の要素である芳
香族ポリスルホンポリマーの末端部位と、親水性化合物
とが共有結合によって結合したブロックポリマーが芳香
族ポリスルホンポリマーの持つ優れた物性をほとんど損
わず親水性が良好であるため、耐熱性、耐薬品性などに
優れると共に、透過性能、特に透水性能に優れている。
The hydrophilic polysulfone membrane of the present invention is a block polymer in which the terminal portion of the aromatic polysulfone polymer, which is a constituent element, and the hydrophilic compound are bound by a covalent bond, while hardly impairing the excellent physical properties of the aromatic polysulfone polymer. Since it has good hydrophilicity, it has excellent heat resistance, chemical resistance, and the like, as well as excellent permeation performance, particularly water permeation performance.

また、本発明の膜はタンパク質などの溶質を吸着するこ
とが少なく、耐汚染性が良好であるため、透過性能の劣
化が少なく安定した透過液量を得ることができる。さら
に、膜面に付着する汚染物質の吸着が弱いため洗浄回復
操作が容易に行えるという利点もある。
Further, since the membrane of the present invention hardly adsorbs solutes such as proteins and has good stain resistance, it is possible to obtain a stable permeated liquid with little deterioration in permeation performance. Further, since the contaminants adhering to the film surface are weakly adsorbed, there is an advantage that the cleaning and recovery operation can be easily performed.

本発明の膜は、水に対するぬれ性が良好で、特に湿潤剤
等による親水化処理を行なわなくとも、容易に再湿潤化
することができる。
The membrane of the present invention has good wettability with water, and can be easily re-wet without the need for hydrophilic treatment with a wetting agent or the like.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.

本発明に用いる親水性化合物と芳香族ポリスルホンポリ
マーのブロックポリマーは、参考例に従って合成した。
反応によって得たポリマーはすべて、重水素化ジメチル
スルホキシドを溶媒とした270MHzFT−NMRによるスペク
トル分析により、ポリマー末端基の構造を決定した。ま
た下式により、芳香族ポリスルホンポリマーの末端基に
導入された親水性化合物の反応率を求めた。
The block compound of the hydrophilic compound and the aromatic polysulfone polymer used in the present invention was synthesized according to the reference example.
The structures of the polymer end groups of all the polymers obtained by the reaction were determined by spectral analysis by 270 MHz FT-NMR using deuterated dimethyl sulfoxide as a solvent. Further, the reaction rate of the hydrophilic compound introduced into the terminal group of the aromatic polysulfone polymer was calculated by the following formula.

また使用した溶剤の略号は、それぞれ以下のごとくであ
る。
The abbreviations of the solvents used are as follows.

DMSO:ジメチルスルホキシド、DMF:ジメチルホ
ルムアミド、NMP:N−メチル−2−ピロリドン さらに、得られた分離膜の性能評価は、蒸溜水及び卵白
アルブミン(MW45000、和光純薬工業(株)製)1
00ppm1/15Mリン酸緩衝液を試験液に用い、それぞ
れ純水透水係数(Lp)及び卵白アルブミンの排除率
(R)を測定して行なった。
DMSO: dimethylsulfoxide, DMF: dimethylformamide, NMP: N-methyl-2-pyrrolidone Further, the performance evaluation of the obtained separation membrane was performed by using distilled water and ovalbumin (MW45000, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 1
Using 00 ppm 1/15 M phosphate buffer as a test solution, the pure water permeability (Lp) and the ovalbumin exclusion rate (R 0 ) were measured.

LP及びRoは下式で定義される。LP and Ro are defined by the following formulas.

参考例1 300mlの三ツ口フラスコにDMS150mlを入れ、窒
素気流下0.27gのナトリウムエトキシドを加え撹拌
した。次いで、ペンタエリスリトール(和光純薬工業
(株)製)3.6gを加え、85℃まで昇温し1.5時間
撹拌を続けた。その後、芳香族ポリスルホンポリマー(V
ictrex 4800P,インペリアルケミカリインダストリーズ
社製)20gを加えて、80℃に反応液温度を保ち4.
5時間撹拌を行なった。反応液を室温まで下げた後、5
00mlの分液ロートに移した。3の飽和食塩水を激し
く撹拌している中へ、分液ロートより反応液を滴下し白
色フレーク状の沈澱物を含むけん濁液を得た。このけん
濁液を1万rpmで30分間遠心分離し、沈澱物を回収し
た。回収された沈澱物を蒸溜水2に激しく撹拌してし
ばらくけん濁させた後、紙で吸引過しさらに十分水
洗した。得られた沈澱物を真空乾燥器に入れ80℃で1
昼夜真空乾燥し、白色の粉末を15.8g得た。仕込ん
だポリマーに対する回収率は79%であった。また得ら
れたポリマーはDMSO,NMP,DMFなど極性有機
溶剤に可溶であった。
Reference Example 1 150 ml of DMS was placed in a 300 ml three-necked flask, and 0.27 g of sodium ethoxide was added and stirred under a nitrogen stream. Next, pentaerythritol (Wako Pure Chemical Industries
3.6 g) was added, the temperature was raised to 85 ° C., and stirring was continued for 1.5 hours. Then, the aromatic polysulfone polymer (V
3. Add 20 g of ictrex 4800P, manufactured by Imperial Chemical Industries, Ltd., and keep the reaction solution temperature at 80 ° C.
Stir for 5 hours. After cooling the reaction mixture to room temperature, 5
Transferred to a 00 ml separatory funnel. The reaction solution was added dropwise from the separatory funnel into the saturated saline solution of 3 under vigorous stirring to obtain a suspension containing a white flake-like precipitate. The suspension was centrifuged at 10,000 rpm for 30 minutes to collect the precipitate. The collected precipitate was vigorously stirred in distilled water 2 to suspend it for a while, then suctioned with paper and washed thoroughly with water. The resulting precipitate was placed in a vacuum dryer at 80 ° C for 1
After vacuum drying for 24 hours, 15.8 g of white powder was obtained. The recovery rate of the charged polymer was 79%. The obtained polymer was soluble in polar organic solvents such as DMSO, NMP and DMF.

得られたポリマーは、NMRスペクトル分析により次の
式(6)で示される末端基を有する前述の式(2)の繰り返し
単位を持つ芳香族ポリスルホンポリマーであることが確
認された。
It was confirmed by NMR spectrum analysis that the obtained polymer was an aromatic polysulfone polymer having a repeating unit of the above formula (2) having a terminal group represented by the following formula (6).

H−NMRより求められる反応率は78%であった。 The reaction rate determined by 1 H-NMR was 78%.

実施例1 参考例1で得たポリマーを20重量%濃度で、DMSO
に溶解し均一な溶液とした後、静置脱泡して製膜用溶液
を得た。この製膜用溶液を、ポリエステル不織布上に1
50μmの厚みで流延し、室温で30秒間放置後、10
℃の水中に浸漬してポリマーを凝固させ生成した分離膜
を回収した。
Example 1 The polymer obtained in Reference Example 1 was dissolved in DMSO at a concentration of 20% by weight.
Was dissolved in to form a uniform solution and then degassed by standing to obtain a solution for film formation. Apply this film-forming solution onto a polyester nonwoven fabric
It is cast at a thickness of 50 μm and left at room temperature for 30 seconds, then 10
The separation membrane produced by coagulating the polymer by immersing in water at ℃ was collected.

得られた膜の純水透水係数(Lp)は、32m3/m2・日・kg
/cm2で、卵白アルブミンの排除率(Ro)は81%であ
った。
The pure water permeability (Lp) of the obtained membrane is 32 m 3 / m 2 · day · kg
The ovalbumin rejection (Ro) was 81% at / cm 2 .

比較例1 実施例1、参考例1で得たポリマーに代えて、Victrex・
4800P(インペリアルケミカルインダストリーズ社製)
を用いた以外は同様に行なって分離膜を得た。
Comparative Example 1 Instead of the polymer obtained in Example 1 and Reference Example 1, Victrex.
4800P (Made by Imperial Chemical Industries)
A separation membrane was obtained in the same manner except that was used.

得られた膜の純水透水係数(Lp)は、5.2m3/m2・日
・kg/cm2で、卵白アルブミンの排除率(Ro)は81
%であった。
The pure water permeability (Lp) of the obtained membrane was 5.2 m 3 / m 2 · day · kg / cm 2 , and the rejection rate (Ro) of ovalbumin was 81.
%Met.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】芳香族ポリスルホンポリマー(これをAと
する)の末端部位と、親水性化合物(これをBとする)
とが共有結合によって結合した一般式 又は、 (ここで、lは0又は1、m及びnは1以上の整数) で表わされるブロックポリマーを含有するポリマーと極
性有機溶剤を含有する製膜液を、水を主成分とするポリ
マーの非溶剤と接触させ、ポリマーを凝固成形すること
により作製されてなることを特徴とする親水化ポリスル
ホン膜。
1. A terminal portion of an aromatic polysulfone polymer (denoted by A) and a hydrophilic compound (denoted by B).
General formula in which and are linked by a covalent bond Or (Wherein, l is 0 or 1, m and n are integers of 1 or more), a film-forming liquid containing a polymer containing a block polymer and a polar organic solvent is used as a non-solvent for a polymer containing water as a main component. A hydrophilized polysulfone membrane, which is produced by subjecting the polymer to coagulation and molding by contacting with a polymer.
【請求項2】芳香族ポリスルホンポリマーの平均分子量
をMA、親水性化合物の平均分子量をMBとしたとき、 の式で定義されるブロック率が0.1%以上30%以下
の値を有するブロックポリマーであることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の親水化ポリスルホン膜。
2. When the average molecular weight of the aromatic polysulfone polymer is M A and the average molecular weight of the hydrophilic compound is M B , The hydrophilized polysulfone membrane according to claim 1, which is a block polymer having a block ratio defined by the formula of 0.1% or more and 30% or less.
【請求項3】芳香族ポリスルホンポリマーの繰り返し単
位が、 又は で表わされる特許請求の範囲第1項記載の親水化ポリス
ルホン膜。
3. A repeating unit of an aromatic polysulfone polymer, Or The hydrophilized polysulfone membrane according to claim 1, represented by:
【請求項4】ブロックポリマーが、芳香族ポリスルホン
ポリマーの両末端部又は片末端部のみに、親水性化合物
を結合せしめたブロックポリマーである特許請求の範囲
第1項記載の親水化ポリスルホン膜。
4. The hydrophilized polysulfone membrane according to claim 1, wherein the block polymer is a block polymer in which a hydrophilic compound is bonded to both ends or one end of an aromatic polysulfone polymer.
【請求項5】親水性化合物が、1以上30個以下の繰り
返し単位からなる水溶性オリゴマー又は高分子からなる
群、及び分子内に1個以上の水酸基を有する化合物から
なる群より選ばれた1種、又は2種類以上を任意の割合
で含む親水性化合物である特許請求の範囲第1項に記載
の親水化ポリスルホン膜。
5. A hydrophilic compound selected from the group consisting of water-soluble oligomers or polymers consisting of 1 to 30 repeating units and the group consisting of compounds having one or more hydroxyl groups in the molecule. The hydrophilic polysulfone membrane according to claim 1, which is a hydrophilic compound containing two or more species at an arbitrary ratio.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2505353Y2 (en) * 1988-06-03 1996-07-31 中国パール販売株式会社 Tube type aseptic food container
US6113785A (en) * 1995-10-09 2000-09-05 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Polysulfone membrane for purifying blood
US5911880A (en) * 1995-12-15 1999-06-15 Research Corporation Technologies, Inc. Self-wetting membranes from engineering plastics
JP4080565B2 (en) * 1996-04-26 2008-04-23 大日本インキ化学工業株式会社 Method for producing porous body and porous body
US5885456A (en) * 1996-08-09 1999-03-23 Millipore Corporation Polysulfone copolymer membranes and process
GB9808689D0 (en) * 1998-04-23 1998-06-24 Kalsep Ltd Improved membrane
US6172180B1 (en) 1998-08-25 2001-01-09 Circe Biomedical, Inc. Highly branched block copolymers
EP2365022B1 (en) 2010-03-11 2012-10-03 Gambro Lundia AB Process for preparing graft copolymers by reactive blending
US9211509B2 (en) 2011-07-04 2015-12-15 Toyobo Co., Ltd. Reverse osmosis membrane for wastewater treatment
WO2014054346A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 東洋紡株式会社 Composite separation membrane
US9394407B2 (en) * 2014-06-30 2016-07-19 Pall Corporation Hydrophilic block copolymers and membranes prepared therefrom (I)
US10239023B2 (en) 2015-06-25 2019-03-26 Pall Corporation Self-wetting porous membranes (II)
US9724649B2 (en) 2015-06-25 2017-08-08 Pall Corporation Self-wetting porous membranes (I)
CN120079243B (en) * 2025-03-05 2025-11-04 浙江工业大学 Heavy metal enriched block polymer nanofiltration membrane and preparation method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59193102A (en) * 1983-04-16 1984-11-01 Asahi Medical Kk Selectively permeable hollow yarn

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