[其他]以四鹵代雙酚得到的聚碳酸酯為主組成的半透膜

無效

• 申請號: 87102750
• 申請日: 1987-04-14
• 公開（公告）號: CN87102750A
• 公開（公告）日: 1987-11-18
• 發明（設計）人: 約金德爾·N·阿南德;達萊爾·C·弗斯蒂芬·E·巴爾斯;湯馬斯·O·瓊斯
• 申請（專利權）人: 陶氏化學公司
• 主分類號: B01D13/04
• 分類號: B01D13/04;B01D53/22;C08J5/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 樊衛民,穆德俊

本發明涉及由聚碳酸酯得到的半透膜，該聚碳酸酯的主要成分是四囟代雙酚。本發明還涉及使用這些膜以分離某些氣體，如使氧氣與氮氣分離，使二氧化碳與甲烷分離。

在許多工業領域中需要或十分需要使氣流中的一種成分與另一成分分離。用來進行這種分離的方法包括壓力回轉吸附（pressure????swing????absorption）和膜分離。在膜分離方法中，使含有所要分離成分的氣流與膜相接觸，該膜以某種方式分出兩個區域，僅使可透過該膜的物質能從一個區域遷移至另一個區域。這種膜是半透膜，用這種方法，氣體混合物中的一種成分以比氣流中一種或更多的成分快得多的速率有選擇地透過該膜。氣體混合物與該膜相接觸，使可選擇性透過的物質能優先通過該膜遷移至另一區域。應該注意到，與可選擇性透過的物質分離的成分實際上也能透過該膜，但其滲透速率比該可選擇性透過的物質的速率低得多。滲透速率的差異可用來分離氣體物質或用來降低滲透氣體所透入的區域內選擇性滲透差的物質的濃度。

這在這種分離方法中，滲透的相對速率，即選擇性透過氣體與非選擇性透過氣體之間滲透速率的差異是要達到分離的主要系數。可選擇性透過的氣體與非選擇性透過的氣體的滲透比越大，則膜的性能越好。因此，最好具有盡可能高的比值。

近年來已將三乙酸纖維素酯等乙酸酯類和聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基戊烯-1等烯烴類所得到的膜用于氣體分離。這些分離是指使氧氣與氮氣相分離以及使二氧化碳與甲烷相分離。

用于該膜的一些物質會遇到某些不利因素。問題之一是在高溫高壓等極端條件下不能使用。結果是對可使用的溫度和壓力而言，某些分離受到膜的限制。

所需的膜要使選擇性透過物質透過該膜的速率比非選擇性透過物質的速率高得多。所需的膜還應具有較高的機械強度以便經受更極端的溫度和壓力。

本發明是一種改進的氣體分離膜，它包括以相應于式（Ⅰ）的雙酚類得到的聚碳酸酯聚合物為主組成的選擇性薄層，

其中每個R各自是H、Cl、Br或C₁～C₄的烷基，R¹是-CO-、-S-、-SO₂-、-O-、C₁～C₆的二價烴基、C₁～C₆的二價氟代烴基或非活性取代的C₁～C₆的二價烴基，但在選擇性層中至少應有25%（重量）由式（Ⅰ）的雙酚得到的部分帶有R基團，該R基團只能是Br、Cl或其混合基團，所述氣體分離膜在室溫下對氧氣和氮氣的分離系數至少為6.1。

就本發明而言，室溫是指20℃至24℃（包括24℃）。

另一方面，本發明是關于從含有氧氣和氮氣的氣體混合物中分離氧氣的方法，所述方法包括下列步驟：

（a）使含有氧氣和氮氣的氣體混合物與根據本發明制成的膜的一側相接觸，同時保持膜兩側的壓差，膜的另一側的壓力較低;

（b）將從膜的另一側透過來的氧氣分出。

本發明的膜對氧氣和氮氣分離的分離系數出奇地高。本發明的膜對二氧化碳和甲烷的分離也顯示出極高的分離系數。本發明的膜具有良好的機械性能，因而在極端的溫度壓力等條件下也能使用。

用雙酚類得到的聚碳酸酯類制備本發明的膜，其中用來制備聚碳酸酯的雙酚類中大部分是四囟代物，該四囟代取代基最好位于芳環或酚環的3位和5位。大部分四囟代雙酚殘基的存在改善了由此制成的膜類的膜性能。特別是這種膜對氧氣/氮氣分離和二氧化碳/甲烷分離而言，分離系數得到了提高。在選擇性層中至少30%（重量）由式（Ⅰ）的雙酚得到的部分帶有R基團較好，該R基團只能是溴、氯或其混合基團。在選擇性層中至少50%（重量）由式（Ⅰ）的雙酚類制成的部分帶有R基團更好，該R基團只能是溴、氯或其混合基團。最好在選擇性層中至少有70%（重量）由式（Ⅰ）的雙酚類得到的部分帶有R基團，該R基團只能是氯、溴或其混合基團。聚碳酸酯最好由式Ⅰ的雙酚A生成，其中R只能是溴、氯、或其混合基團。在以四氯雙酚類制成的聚碳酸酯的實施方案中，聚碳酸酯主鏈中含有90%（重量）或更多的四氯雙酚形成的單元較好，含有95%（重量）更好，最好是100%（重量）。在本發明中較好的囟元素是溴。較好的帶有R基團的式（Ⅰ）的雙酚（R基團只能是氯或溴）的例子有2，2-雙（3，5-二溴-4-羥基苯基）丙烷和2，2-雙（3，5-二氯-4-羥基苯基）丙烷，而以2，2-雙（3，5-二溴-4-羥基苯基）丙烷為最好。

用于本發明的聚碳酸酯最好具有相應于下式的重要單元