[发明专利]分离功能性材料

说明书

                          技术领域

本发明涉及一种能够用于吸附去除水中或有机溶剂中所含的微量离子、空气中的微量气体的分离功能性材料及其制备方法，以及能够用于制备该分离功能性材料的有机高分子材料。

                          背景技术

到目前为止，为了除去工业用水或废水中的金属离子等微量离子，人们一直在使用离子交换树脂或螯合树脂。由于这些树脂均为直径在0.5mm左右的珠状物，因此其限于利用填充塔方式的使用形态。此时，除去性能依赖于树脂的填充量和通过水的流速，流速越小，除去性能越好。但是，增加树脂的填充量是不经济的。

此外，即使是使流速变小，从而加大树脂与被处理物之间的接触时间，珠状离子交换树脂或螯合树脂的除去性能也是不够的。其原因在于，离子交换树脂和螯合树脂通常具有利用二乙烯基苯等交联剂产生的刚直的立体构造，离子等向树脂粒子内部扩散的速度小。此外，当对树脂不进行再利用而在使用后便丢弃时，树脂的焚烧处理困难。

作为替代离子交换树脂和螯合树脂的材料，对纤维状的离子交换体和螯合交换体进行了研究并商品化。由于这些材料具有交联结构，离子向纤维内的扩散速度不大，但由于比表面积大，因此与珠状的树脂相比，具有吸附速度增大的优点。但是，另一方面，由于材料内的空隙也同时增大，因此具有其吸附容量与珠状树脂相比变小的缺点。因此，无法用于要求具有高去除性能的用途。

将空气中的极微量气体成分除去的化学过滤器，在半导体产业等精密产业中获得了很高的评价。这里所使用的过滤器与水处理相比，由于流速大、与过滤器的接触时间短，因此要求具有低压力损失和高去除率。因此，将纤维状离子交换体构成的无纺布加工成过滤器是适宜的，但是，在具有交联构造的离子交换体中也存在着去除率不足、从过滤器自身产生的气体多的问题。

作为解决这些问题的新材料，公开了采用辐射诱导接枝聚合法将离子交换基导入纺布或无纺布等有机高分子基材中而得到的分离功能性材料。例如，特公平6-20554号公开了在纺布/无纺布基材上，采用辐射诱导接枝聚合法对苯乙烯、氯甲基苯乙烯等卤代烷基苯乙烯进行接枝聚合，随后通过将离子交换基导入制备的接枝聚合物侧链上而得到的气体吸附剂。该方法能在不损害纺布和无纺布材料特性的同时将离子交换基导入，同时还不具有交联结构，因此离子在材料中的扩散速度大，能够得到高的去除率。因此，辐射诱导接枝聚合法适宜用作吸附分离材料的制备方法。

但是，由于精密产业的进一步发展，对于作业空间中或洗涤液中残存物质含量减少的要求变得更加严格。此外，对于排放到自然环境中的有害物质，对其排放浓度的规定也越来越严格。因此，不仅是产业界，整个社会都在期待着吸附分离技术的提高，特别是高性能吸附分离材料的出现。

                        发明公开

本发明的发明人为了解决上述课题，进行了反复的锐意研究，其结果发现，使用卤代烷基苯乙烯特别是p-卤代烷基苯乙烯形成聚合物侧链，作为导入有机高分子基材中的聚合物侧链，与使用邻位或间位具有卤代烷基的苯乙烯衍生物或其它接枝单体相比，能够获得极其优异的吸附性能，从而完成了本发明。

                   实施本发明的最佳形态

本发明的一种实施形态涉及一种有机高分子材料，其特征在于，在有机高分子基材的主链上具有由对-卤代烷基苯乙烯衍生得到的聚合物侧链。通过在该有机高分子材料的聚合物侧链上导入离子交换基、螯合基、亲水基等，能够获得具有优异性能的分离功能性材料。本发明另一实施形态涉及一种分离功能性材料，其特征在于，在上述有机高分子材料的聚合物侧链上导入官能团。

尽管不愿受任何理论的束缚，但是，据信，通过使用对-卤代烷基苯乙烯形成聚合物侧链，与使用在邻位或间位具有卤代烷基的苯乙烯衍生物相比，能够获得极其优异的吸附性能，其原因如下所述。