[发明专利]高分子功能性膜及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜等中有用的高分子功能性膜及其制造方法。

背景技术

作为高分子功能性膜，已知有作为具有各种功能的膜的离子交换膜、反渗透膜、正渗透膜或气体分离膜等。

例如，离子交换膜被用于电气脱盐(EDI：Electrodeionization)、连续电气脱盐(CEDI：Continuous Electrodeionization)、电渗析(ED：Electrodialysis)、反向电渗析(EDR：Electrodialysis reversal)等中。

电气脱盐(EDI)是为了达成离子传输而使用离子交换膜和电位从水性液体中去除离子的水处理工艺。与现有的离子交换之类的其它净水技术不同，电气脱盐不要求使用酸或氢氧化钠之类的化学药品，可用于生产超纯水。电渗析(ED)和反向电渗析(EDR)为从水和其它流体中去除离子等的电化学分离工艺。

在离子交换膜中人们进行了膜电阻的改良研究。(例如参见专利文献1～3)。在电气脱盐(EDI)、电渗析(ED)、反向电渗析(EDR)中，生成从水和其它流体中去除了离子等的去离子水和被除去后的离子等的浓缩水。因此，在分离工艺中，与离子交换膜接触的流体的浓度发生变化。从而，要求其可作为与很宽浓度范围的流体接触时的高分子功能性膜的性能的进一步提高。此外，还进一步要求除此以外的高分子功能性膜特性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/073637号小册子

专利文献2：国际公开第2011/073638号小册子

专利文献3：国际公开第2011/025867号小册子

发明内容

发明所要解决的课题

根据本发明人的研究可知，对于现有的高分子功能性膜来说，例如膜电阻和透水率还有能够进一步提高的余地，通过使膜电阻和透水率进一步降低，具有可特别提高作为高分子功能性膜的功能的可能性。

本发明的课题在于提供选择透过性(迁移率)优异、透水率和电阻低、能够用于广泛用途的高分子功能性膜及其制造方法。其中，本发明的课题特别在于提供膜电阻和透水率低、离子迁移率优异、作为离子交换膜的高分子功能性膜及其制造方法。

解决课题的手段

鉴于上述问题，本发明人对适于高分子功能性膜的膜结构进行了深入研究。其结果发现，使含有具有特定结构的聚合性化合物的组合物发生固化反应从而将孔隙体积分数调整为特定范围内的高分子功能性膜不仅显示出良好的离子迁移率，而且在作为离子交换膜使用时的电阻低，并且显示出低透水率。本发明是基于这些技术思想而达成的。

即，本发明的上述课题通过下述手段得以解决。

<1>一种高分子功能性膜，其是使含有(A)聚合性化合物和(B)共聚单体的组合物进行固化反应而成的孔隙体积分数为0.6％以上3.0％以下的高分子功能性膜。

<2>如<1>所述的高分子功能性膜，其中，(A)聚合性化合物在分子内具有至少1个烯键式不饱和基团，且该(A)聚合性化合物为水溶性的。

<3>如<1>或<2>所述的高分子功能性膜，其中，(A)聚合性化合物为选自(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酰胺化合物、乙烯基醚化合物、芳香族乙烯基化合物、N-乙烯基酰胺化合物和烯丙基化合物中的化合物。

<4>如<1>～<3>的任一项所述的高分子功能性膜，其中，(A)聚合性化合物为下述通式(1)所表示的化合物，且(B)共聚单体为单官能聚合性化合物。

[化1]

通式(1)

(通式(1)中，R¹表示氢原子或甲基。L¹表示碳原子数为2～4的直链或者支化亚烷基。其中，L¹中，键接在L¹两端的氧原子和氮原子不采取键接在L¹的同一碳原子上的结构。L²表示2价连接基团。k表示2或3。x、y和z各自独立地表示0～6的整数，x+y+z满足0～18。)

<5>如<1>～<4>的任一项所述的高分子功能性膜，其中，(A)聚合性化合物相对于(B)共聚单体的摩尔比r为0.1<r<3.5。