Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки



Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
Полиимидные мембраны с высокой проницаемостью: повышение селективности к газам посредством уф-обработки
B01D53/228 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2686331:

ЮОП ЛЛК (US)

Изобретение относится к обработанной УФ-излучением полиимидной мембране, к способу ее получения и к способу отделения по меньшей мере одного газа из смеси с использованием такой мембраны. Обработанная УФ-излучением полиимидная мембрана выполнена из полиимидного полимера, имеющего нижеуказанную формулу, в которой m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1. Способ получения обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны заключается в том, что вначале проводят реакцию конденсации пиромеллитового диангидрида (PMDA) со смесью 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина (TMPDA) и 4,4’-метилен бис(2,6-диметиланилина) (TMMDA) в полярном растворителе с получением полиимидного полимера. Далее из полимера получают полиимидную полимерную мембрану. Затем обрабатывают полиимидную полимерную мембрану УФ-излучением. Способ отделения по меньшей мере одного газа из смеси заключается в том, что осуществляют контактирование смеси газов с одной стороной вышеуказанной полиимидной полимерной мембраны, приводящее к проникновению по меньшей мере одного газа через указанную мембрану. Затем удаляют с другой стороны полиимидной полимерной мембраны газовую композицию пермеата, имеющую в своем составе часть по меньшей мере одного газа, проникшего через мембрану. Смесь газов выбирают из группы, включающей смесь диоксида углерода и метана, смесь водорода и метана, смесь гелия и метана, смесь по меньшей мере одного летучего органического соединения и по меньшей мере одного атмосферного газа, смесь азота и водорода, смесь парафинов и олефинов. Изобретение позволяет получить мембрану, обладающую высокой проницаемостью. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

 

Притязание на приоритет

Для настоящего изобретения испрашивается приоритет в соответствии с заявкой на патент США № 14/497,353, поданной 26 сентября 2014, полное содержание которой включено в настоящий текст посредством ссылки.

Предпосылки создания изобретения

Мембраны, чаще всего применяемые для коммерческого разделения газов, представляют собой асимметричные полимерные мембраны и имеют тонкий непористый селективный поверхностный слой, который осуществляет разделение. Разделение основано на механизме растворения-диффузии. В этом механизме задействованы взаимодействия на молекулярном уровне между проникающим газом и полимером мембраны. Согласно модели растворения/диффузии, эффективность мембраны в разделении данной пары газов определяется двумя параметрами: коэффициент проницаемости (PA) и селективность (αA/B). PA представляет собой произведение потока газа и толщины селективного поверхностного слоя мембраны, деленное на разницу давлений с двух сторон мембраны. αA/B представляет собой соотношение коэффициентов проницаемости двух газов (αA/B = PA/PB), где PA это проницаемость более легко проходящего через мембрану газа, и PB это проницаемость менее легко проходящего через мембрану газа. Газы могут иметь высокие коэффициенты проницаемости, благодаря высокому коэффициенту растворения, высокому коэффициенту диффузии или благодаря высокому значению обоих коэффициентов. В целом, коэффициент диффузии уменьшается, а коэффициент растворения увеличивается с ростом размера молекул газа. В высокоэффективных полимерных мембранах желательными являются как высокая проницаемость, так и высокая селективность, поскольку высокая проницаемость уменьшает площадь мембраны, необходимой для обработки данного объема газа, тем самым снижая капитальные затраты на мембранные устройства, а более высокая селективность приводит к получению газа более высокой чистоты. Новые мембраны имеют высокую проницаемость, а селективность некоторых описанных мембран можно регулировать путем сшивания их под воздействием УФ-излучения.

Сущность изобретения

В настоящем изобретении описан полиимидный полимер и полиимидная мембрана, имеющие формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения полиимидная мембрана обработана УФ-излучением.

В настоящем изобретении описан также способ отделения по меньшей мере одного газа из смеси газов, включающий получение обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, имеющей формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1; контактирование смеси газов с одной стороной указанной обработанной УФ-излучением ароматической полиимидной мембраны, приводящее к проникновению по меньшей мере одного газа через указанную мембрану; и удаление с другой стороны указанной полиимидной мембраны газовой композиции пермеата, имеющей в своем составе часть указанного по меньшей мере одного газа, проникшего через указанную мембрану

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение касается полиимидных газоразделяющих мембран, и более конкретно - нового класса полиимидных мембран, обладающих высокой проницаемостью. В частности, описана улучшенная полиимидная мембрана с проницаемостью по CO2 и H2 выше 430 Баррер, намного превышающей проницаемость коммерчески доступных полиимидных мембран. Данная проницаемость аналогична прошедшим термообработку полиимидам, описанным в патенте США 8,613,362 B2. Однако в данном случае для достижения такого высокого уровня проницаемости не требуется термообработка, которая может быть проблематичной при изготовлении мембран.

Хотя селективность разделения газов у высокопроницаемых полиимидов, описанных в настоящем изобретении, низка, ее можно значительно повысить с помощью УФ-обработки. Фактически, можно достичь и высокой проницаемости, и высокой селективности в разделении CO2/CH4 с использованием УФ-обработки, как показывают тесты с чистыми газами для мембран в виде плотных пленок, изготовленных из этих полиимидов. Такая чувствительность к УФ-свету также наблюдается у тонкопленочных композитных мембран, в которых описанный полиимид является селективным слоем. В патенте США 4,717,393 на имя Hayes, и в патенте США 7,485,173 на имя Liu с соавторами, описаны фотохимически сшитые ароматические полиимиды. В этих случаях необходима функциональная группа, сшиваемая под действием УФ-света, такая как карбонильная или сульфонильная группа. Однако описанные в настоящем изобретении высокопроницаемые полиимиды не содержат функциональных групп, способных к сшивке под воздействием УФ-света.

Описанные в настоящем изобретении полиимиды не содержат указанных карбонильных или сульфонильных функциональных групп. В патенте США 5,409,524 описан способ повышения селективности полимерных мембран, таких как полисульфоновые, поликарбонатные и полистирольные мембраны, в отсутствие карбонильных или сульфонильных групп, посредством УФ-обработки, но там необходимо нагревание мембраны до температуры в диапазоне 60-300°C. Кроме того, УФ и тепловая обработка полиимидов не были описаны в этом патенте. Однако нагрева для достижения высокой селективности в случае УФ-обработки полиимидов, описанных в настоящем изобретении, не требуется. В US 2006/0177740 Al описан полимер, полученный из пиромеллитового диангидрида (PMDA) и 3,3',5,5'-тетраметил-4,4'-метилен дианилина (TMMDA) в качестве мономеров. Указанный документ не включает полимеры, содержащие 2,4,6-триметил-фенилендиамин (TMPDA). Кроме того, данный полимер применялся для полиимидных матриксных электролитов в батареях, и не рассматривался для применения в качестве полимерной мембраны.

Мембраны, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, имеют приведенную ниже формулу.

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1.

Настоящее изобретение охватывает реакцию конденсации пиромеллитового диангидрида (PMDA) со смесью 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина (TMPDA) и 4,4'-метилен бис(2,6-диметиланилина) (TMMDA) в полярном растворителе, таком как диметилацетамид (DMAc) или NMP, с образованием полиимида, описанного в настоящем изобретении. Описанная в настоящем изобретении реакция конденсации представляет собой двухстадийный процесс, включающий образование поли(амидокислоты) с последующим процессом химического имидирования в растворе. Уксусный ангидрид применяют в качестве дегидратирующего агента, а пиридин применяют в качестве катализатора имидирования в реакции химического имидирования в растворе. Типичное время реакции составляет 20 часов при 22°C. На второй стадии добавляют уксусный ангидрид, затем пиридин, и смесь нагревают при 95°C в течение 2 часов, после чего смесь оставляют охлаждаться до комнатной температуры. Полученную смесь затем применяют для изготовления полиимидной мембраны, которую впоследствии обрабатывают УФ-излучением, получая полиимидную мембрану с улучшенными свойствами.

Пример 1

Синтез полиимида 1: Поли(PMDA-TMPDA-TMMDA) (m = 2, n = 1)

Ароматический поли(пиромеллитовый диангидрид-2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамин-4,4’-метилен бис(2,6-диметиланилин)) полиимид (поли(PMDA-TMPDA-TMMDA)) синтезировали из пиромеллитового диангидрида (PMDA, 3 экв), 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина (TMPDA, 2 экв) и 4,4’-метилен бис(2,6-диметиланилина) (TMMDA, 1 экв) в N,N-диметилацетамиде (DMAc) в качестве полярного растворителя, двухстадийным способом, включающим образование полиамидокислоты с последующим процессом химического имидирования в растворе. Уксусную кислоту применяли в качестве дегидратирующего агента, а пиридин применяли в качестве катализатора имидирования в реакции химического имидирования в растворе.

Например, в сухую 2-литровую трехгорлую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником с вводом азота, загружали TMPDA (17,0 г, 2,00 экв), TMMDA(20,0 г, 1,00 экв) и безводный DMAc (380 г), и полученный раствор интенсивно перемешивали. Добавляли диангидрид, PMDA (44,9 г, 3,00 экв). Медленно добавляли дополнительное количество DMAc (130 г). Реакционную колбу герметично закрывали септой и перемешивали при 22°C в течение 20 часов. Медленно добавляли уксусный ангидрид (43,2 г) в вязкую реакционную смесь в течение 5 минут, затем пиридин (66,5 г) в один прием. Реакционную смесь нагревали при 95°C в течение 2,5 часов, после чего оставляли охлаждаться до комнатной температуры. При добавлении реакционной смеси в смесь изопропанол:ацетон (1:1), из реакционной смеси выпадал осадок в форме тонких белых волокон. Полученное белое твердое вещество нагревали в вакуумном шкафу два дня при 100°C. Полимер выделяли практически с количественным выходом.

Пример 2

Синтез полиимида 2: Поли(PMDA-TMPDA-TMMDA) (m = 1, n = 1)

Ароматический поли(пиромеллитовый диангидрид-2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамин-4,4’-метилен бис(2,6-диметиланилин)) полиимид (поли(PMDA-TMPDA-TMMDA)) синтезировали из PMDA (2 экв), TMPDA (1 экв), и TMMDA (1 экв) в DMAc в качестве полярного растворителя, двухстадийным способом, включающим образование полиамидокислоты с последующим процессом химического имидирования в растворе. Уксусную кислоту применяли в качестве дегидратирующего агента, а пиридин применяли в качестве катализатора имидирования в реакции химического имидирования в растворе.

Например, в сухую 2-литровую трехгорлую круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой и обратным холодильником с вводом азота, загружали TMPDA (30,0 г, 1,00 экв), TMMDA (50,8 г, 1,00 экв) и безводный DMAc (775 г), и полученный раствор интенсивно перемешивали. Добавляли диангидрид PMDA (89,8 г, 2,00 экв). Медленно добавляли дополнительное количество DMAc (130 г). Реакционную колбу герметично закрывали септой и перемешивали при 22°C в течение 20 часов. Медленно добавляли уксусный ангидрид (86,4 г) в вязкую реакционную смесь в течение 5 минут, затем пиридин (133 г) в один прием. Реакционную смесь нагревали при 95°C в течение 2,5 часов, после чего оставляли охлаждаться до комнатной температуры. При добавлении реакционной смеси в смесь изопропанол:ацетон (1:1), из реакционной смеси выпадал осадок в форме тонких белых волокон. Полученное белое твердое вещество нагревали в вакуумном шкафу два дня при 100°C. Полимер выделяли практически с количественным выходом.

Пример 3

Изготовление полиимидных полимерных мембран из поли(PMDA-TMPDA-TMMDA)

Полиимидную мембрану в виде плотных пленок готовили следующим образом: ароматический поли(PMDA-TMPDA-TMMDA) полиимид растворяли в N-метилпирролидоне (NMP, 18% полимера). Полученную смесь фильтровали, оставляли на ночь дегазироваться и наносили на чистую стеклянную пластину ракельным ножом, имеющим зазор 20 мил. Пленку на стеклянной пластине нагревали при 60°C в течение 6 часов и сушили в вакуумном шкафу при 180°C в течение 48 часов. Полученную пленку тестировали на разделение CO2/CH4 и H2/CH4 при 50°C и давлении чистого газа 689 кПа (100 фунт/кв.дюйм). Пленки также подвергали УФ-обработке при 254 нм на расстоянии 2 см в течение 10 минут при 50°C, и затем снова тестировали под давлением чистого газа. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Результаты теста на пропускание чистых газов через поли(PMDA-TMPDA-TMMDA) мембраны при разделении CO2/CH4 и H2/CH4 a

Мембранаb PCO2 (Баррер) PH2 (Баррер) αCO2/CH4 αH2/CH4
Полиимид-1 434,6 434,7 11,8 11,8
Полиимид-1-УФ 10 мин 114,6 342,8 33,7 100,8
Полиимид-2 436,3 483,0 10,4 11,5
Полиимид-2-УФ 10 мин 117,7 365,0 45,3 140,4

a PCO2, PCH4, и PH2 тестировали при 50°C и 690 кПа (100 фунт/кв.дюйм);

1 Баррер = 10-10см3 (STP)·см/см2·сек·см.рт.ст

b Полиимид 1: PMDA:TMPDA:TMMDA (3:2:1);

Полиимид 2: PMDA-TMPDA:TMMDA (2:1:1).

Пример 4

Изготовление полиимидной тонкопленочной композитной (TFC) мембраны

из поли(PMDA-TMPDA-TMMDA)

2 вес.%-ный раствор полимера Полиимид 1 готовили растворением 0,8 г полимера Полиимид 1, синтезированного в Примере 1, в смеси растворителей, состоящей из 19,6 г 1,2,3-трихлорпропана и 19,6 г дихлорметана. Полученный раствор фильтровали с применением 1-микронного фильтра для удаления всех нерастворившихся примесей и оставляли на ночь дегазироваться. Одну каплю раствора полимера Полиимид 1 наносили на поверхность чистой водяной бани. Раствор Полиимида 1 распределялся по поверхности воды с одновременным испарением растворителя, образуя тонкую полимерную пленку на поверхности воды. Полученную на поверхности воды тонкую полимерную пленку затем ламинировали на поверхность низкоселективной высокопроницаемой пористой поли(эфирсульфоновой) подложечной мембраны. Полученную TFC мембрану сушили при 70°C в течение 1 часа в термошкафу.

Пример 5

УФ-обработка TFC мембраны из Полиимида 1

УФ-обработанные TFC мембраны из Полиимида 1 готовили, подвергая мембрану обработке УФ-лампой с определенного расстояния и в течение периода времени, выбранных на основе целевых разделительных свойств. Например, одну обработанную УФ-излучением TFC мембрану из Полиимида 1 готовили из TFC мембраны из Полиимида 1, полученной в Примере 3, посредством обработки УФ-излучением с длиной волны 254нм, генерируемого УФ-лампой, с расстояния 10 см (3,94 дюйма) от поверхности мембраны до УФ-лампы, и время облучения составляло 10 минут. На поверхность слоя из Полиимида 1 на TFC мембране из Полиимида 1 наносили посредством погружения раствор силиконовой резины RTV615A/615B. Мембрану с нанесенным покрытием сушили в вытяжном шкафу при комнатной температуре в течение 30 минут и затем сушили при 70°C в течение 1 часа в термошкафу.

Таблица 2

Результаты проницаемости смеси газов для TFC мембран из Полиимида 1 и CO2/CH4

Мембрана PCO2/L (GPU) αCO2/CH4
Полиимид 1-TFC 178 7,0
Полиимид 1-TFC-УФ10 мин-2%RTV 13,4 15,8

Условия: Тестировали при 50°C, 6895 кПа (1000 фунт/кв.дюйм), 10% CO2/90% CH4;

Частные варианты осуществления

Хотя дальнейшее описание приведено для частных вариантов осуществления, следует понимать, что данное описание призвано проиллюстрировать, а не ограничить объем приведенного выше описания и приложенной формулы изобретения.

Первым вариантом осуществления настоящего изобретения является полиимидный полимер, имеющий формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для первого варианта осуществления настоящего изобретения, где соотношение m и n находится к диапазоне от 1:5 до 5:1. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для первого варианта осуществления настоящего изобретения, где полиимидная мембрана содержит полиимидный полимер, имеющий приведенную выше формулу. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для первого варианта осуществления настоящего изобретения, где полиимидный полимер обработан УФ-излучением.

Второй вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой способ отделения по меньшей мере одного газа из смеси газов, включающий получение обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, содержащей полиимидный полимер, имеющий формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1; контактирование смеси газов с одной стороной указанной обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, приводящее к проникновению по меньшей мере одного газа через указанную мембрану; и удаление с другой стороны указанной обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны газовой композиции пермеата, имеющей в своем составе часть указанного по меньшей мере одного газа, проникшего через указанную мембрану. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь диоксида углерода и метана. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь водорода и метана. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь гелия и метана Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь по меньшей мере одного летучего органического соединения и по меньшей мере одного атмосферного газа. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь азота и водорода. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь диоксида углерода, кислорода, азота, паров воды, сероводорода, гелия и метана. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где обработанная УФ-излучением полиимидная полимерная мембрана содержит вещество, сильно адсорбирующее по меньшей мере один газ. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для второго варианта осуществления настоящего изобретения, где смесь газов представляет собой смесь парафинов и олефинов.

Третьим вариантом осуществления настоящего изобретения является способ получения полиимидной полимерной мембраны, включающий реакцию конденсации пиромеллитового диангидрида (PMDA) со смесью 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина (TMPDA) и 4,4'-метилен бис(2,6-диметиланилина) (TMMDA) в полярном растворителе с получением полиимидного полимера; последующее изготовление полиимидной полимерной мембраны из полученного полиимидного полимера, и обработку полученной полиимидной полимерной мембраны УФ-излучением. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для третьего варианта осуществления настоящего изобретения, где полярный растворитель представляет собой диметилацетамид (DMAc) или N-метилпирролидон (NMP). Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для третьего варианта осуществления настоящего изобретения, где указанная реакция конденсации представляет собой двухстадийный процесс, включающий формирование поли(амидокислоты) с последующей реакцией химического имидирования в растворе. Вариантом осуществления настоящего изобретения является один, любой или все предшествующие варианты осуществления в данном абзаце для третьего варианта осуществления настоящего изобретения, где уксусный ангидрид применяют в качестве дегидратирующего агента, а пиридин применяют в качестве катализатора имидирования в реакции химического имидирования в растворе.

Не вдаваясь в детали, авторы настоящего изобретения полагают, что с помощью изложенного выше описания квалифицированный специалист в данной области сможет в полной мере использовать настоящее изобретение и легко выявить существенные характеристики настоящего изобретения, не выходя за рамки его сути и объема, для внесения различных изменений и модификаций в настоящее изобретение и для его адаптации к различным областям и условиям применения. Поэтому описанные выше предпочтительные частные варианты осуществления следует понимать как иллюстративные и не ограничивающие каким-либо образом остальную часть описания, и следует понимать, что настоящее изобретение охватывает различные модификации и эквиваленты, входящие в объем формулы изобретения.

Выше в тексте все значения температур приведены в градусах Цельсия, а все соотношения и проценты приведены по весу, если не указано иное.

1. Обработанная УФ-излучением полиимидная мембрана, содержащая полиимидный полимер, имеющий формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1.

2. Полиимидная мембрана по п. 1, где соотношение m и n находится в диапазоне от 1:5 до 5:1.

3. Способ получения обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, включающий:

a) реакцию конденсации пиромеллитового диангидрида (PMDA) со смесью 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина (TMPDA) и 4,4’-метилен бис(2,6-диметиланилина) (TMMDA) в полярном растворителе с получением полиимидного полимера;

b) последующее изготовление полиимидной полимерной мембраны из полученного полиимидного полимера; и

c) обработку полученной полиимидной полимерной мембраны УФ-излучением.

4. Способ по п. 3, где указанный полиимидный полимер имеет изображенную ниже формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1.

5. Способ отделения по меньшей мере одного газа из смеси, включающий получение обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, содержащей полиимидный полимер, имеющий формулу

где m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1; контактирование смеси газов с одной стороной указанной обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны, приводящее к проникновению по меньшей мере одного газа через указанную мембрану; и удаление с другой стороны указанной обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны газовой композиции пермеата, имеющей в своем составе часть указанного по меньшей мере одного газа, проникшего через указанную мембрану, где указанные смеси газов выбраны из группы, состоящей из смеси диоксида углерода и метана, смеси водорода и метана, смеси гелия и метана, смеси по меньшей мере одного летучего органического соединения и по меньшей мере одного атмосферного газа, смеси азота и водорода или смеси парафинов и олефинов.

6. Способ по п. 5, где указанные смеси газов представляют собой смесь диоксида углерода, кислорода, азота, паров воды, сероводорода, гелия и метана.

7. Способ по п. 5, где указанная обработанная УФ-излучением полиимидная полимерная мембрана содержит вещество, сильно адсорбирующее по меньшей мере один газ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения модифицированной полиаспарагиновой кислоты или ее солей, к модифицированной полиаспарагиновой кислоте или ее солям, их применению, к композиции средства для мытья посуды, к жидкой или гелеобразной композиции моющих и очищающих средств, к твердой композиции моющих и очищающих средств.

Изобретение относится к способу получения полиаспарагиновой кислоты со среднемассовой молекулярной массой (Mw) от 6000 до 15000 г/моль, к полиаспарагиновой кислоте, ее применению, к композиции средства для мытья посуды, к твердой композиции моющего или очищающего средства, к жидкой или гелеобразной композиции моющего и очищающего средства.

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии, а именно к способу получения полиимидного связующего полимеризационного типа, применяемого для изготовления полимерных композиционных материалов, которые могут быть использованы в теплонагруженных элементах конструкций изделий аэрокосмической, судостроительной, автомобильной и других высокотехнологичных областей промышленности.

Изобретение относится к области создания новых структурированных гибридных наноматериалов на основе электроактивных полимеров с системой сопряжения и одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) и может быть использовано в качестве носителей для катализаторов, в том числе в топливных элементах с полимерной мембраной, для создания микроэлектромеханических систем, тонкопленочных транзисторов, нанодиодов, наноэлектропроводов, модулей памяти, электрохимических источников тока, перезаряжаемых батарей, суперконденсаторов, сенсоров и биосенсоров, солнечных батарей, дисплеев.

Изобретение относится к блок-сополиимиду, к вариантам способа его получения, к асимметричной цельной мембране или асимметричной цельной плоской мембране, к модулям на основе такой мембраны, а также к способу разделения газов и устройству для разделения газов.

Изобретение относится к растворимому в воде алкоксилированному полиалкиленимину или полиамину и к способу его получения. Алкоксилированный полиалкиленимин или полиамин имеет общую формулу I, в которой R представляет собой идентичные или различные линейные или разветвленные алкиленовые радикалы, содержащие от 2 до 12 атомов углерода или эфиралкильное звено; В представляет собой удлинение алкоксилированного полиалкиленимина посредством разветвления; Е является звеном алкиленокси формулы II, в которой R1 представляет собой 1,2-пропилен, 1,2-бутилен и/или 1,2-пентен; R2 представляет собой водород и/или алкил, содержащий от 1 до 22 атомов углерода, и/или аралкил, содержащий от 7 до 22 атомов углерода; у и z каждый составляют от 0 до 150, m является целым числом, имеющим значение в интервале от 5 до 18; n является целым числом, имеющим значение в интервале от 1 до 5; р является целым числом, имеющим значение в интервале от 2 до 14.

Изобретение относится к способу получения пористых частиц, содержащих по меньшей мере один полиимид, к пористым частицам, а также к изделиям и материалам, содержащим пористые частицы.

Настоящее изобретение относится к способу получения водных растворов полианилина, а также к способу получения многокомпонентных композиционных графеновых материалов на основе полианилина.
Изобретение относится к области синтеза сшитых полимеров полигуанидинового ряда и может быть использовано в качестве основы для создания новых лекарственных форм.

Изобретение относится к способу получения полимерных полиимидных материалов, содержащих краун-эфирные и полисилоксановые фрагменты и обладающих ионной проводимостью, которые могут быть использованы при изготовлении твердополимерных электролитов в различных областях техники.

Изобретение относится к способу получения модифицированной полиаспарагиновой кислоты или ее солей, к модифицированной полиаспарагиновой кислоте или ее солям, их применению, к композиции средства для мытья посуды, к жидкой или гелеобразной композиции моющих и очищающих средств, к твердой композиции моющих и очищающих средств.

Изобретение относится к способу получения модифицированной полиаспарагиновой кислоты или ее солей, к модифицированной полиаспарагиновой кислоте или ее солям, их применению, к композиции средства для мытья посуды, к жидкой или гелеобразной композиции моющих и очищающих средств, к твердой композиции моющих и очищающих средств.

Изобретение относится к способу получения полиаспарагиновой кислоты со среднемассовой молекулярной массой (Mw) от 6000 до 15000 г/моль, к полиаспарагиновой кислоте, ее применению, к композиции средства для мытья посуды, к твердой композиции моющего или очищающего средства, к жидкой или гелеобразной композиции моющего и очищающего средства.

Изобретение относится к способу получения полиаспарагиновой кислоты со среднемассовой молекулярной массой (Mw) от 6000 до 15000 г/моль, к полиаспарагиновой кислоте, ее применению, к композиции средства для мытья посуды, к твердой композиции моющего или очищающего средства, к жидкой или гелеобразной композиции моющего и очищающего средства.

Изобретение относится к области получения композиционных материалов с применением нанотехнологии. Описан способ получения полиимидного композиционного материала, наполненного наноструктурированным карбидом кремния с модифицированной поверхностью, осуществляемый реакцией конденсации диангидридов ароматических поликарбоновых кислот и 4,4'-оксидианилина в токе инертного газа в среде полярного органического растворителя (выбранном из группы: N-метилпирролидон, NN-диметилацетамид) в присутствии модифицированного наноструктурированного карбида кремния, полученного из немодифицированного наноструктурированного карбида кремния, предварительно окисленного на воздухе при температуре от 700 до 1200°С в течение 5-20 минут и охлажденного до комнатной температуры в вакууме или токе инертного газа, суспендированного в сухом органическом растворителе (выбранном из группы: N-метилпирролидон, NN-диметилацетамид) под воздействием ультразвука с частотой 20 кГц в течение 20-40 минут, который в виде суспензии, содержащей 20-40 мас.% карбида кремния от веса получаемого композита при 80-100°С, перемешивается с 3-аминопропилтриэтоксисиланом, вводимым в количестве, соответствующем весовому соотношению силана к карбиду кремния, равному 1:(5-10), в течение 40-60 минут, после чего суспендированный модифицированный карбид кремния отфильтровывают и перемешивается с 4,4'-оксидианилином в сухом органическом растворителе (выбранном из группы: N-метилпирролидон, NN-диметилацетамид) под воздействием ультразвука с частотой 20 кГц в токе инертного газа в течение 20-40 минут, охлаждается до 5-10°С, к образовавшейся реакционной массе порционно при перемешивании добавляется эквимолярное по отношению к 4,4'-оксидианилину количество диангидрида ароматической поликарбоновой кислоты, и образовавшаяся реакционная масса подвергается воздействию ультразвука с частотой 20 кГц в течение 15-25 минут, затем перемешивается при 20-25°С в течение 5-9 часов, затем образовавшееся полимерное соединение помещается в термостойкую емкость и сушится при ступенчатом нагреве по следующей схеме: от 50 до 65°С в течение 2-3 часов, от 90 до 115°С в течение 3-4 часов, от 150 до 250°С в течение 2-3 часов, от 280 до 300°С в течение 0,5-1 часов, с последующим вакуумным охлаждением или охлаждением в токе инертного газа.

Изобретение относится к химии высокомолекулярных соединений, конкретно к полиимидным связующим для термостойких композиционных материалов и связующему на ее основе.

Изобретение относится к области нефтехимического синтеза, в частности к способу получения алкенилфталамидосукцинимидов путем взаимодействия малеинового ангидрида с олефинами при повышенной температуре с последующим взаимодействием алкенилянтарного ангидрида с аминами в присутствии растворителя, отличающемуся тем, что малеиновый ангидрид взаимодействует с полиальфаолефином с молекулярной массой 700-1200 или полиизобутиленом с молекулярной массой 700-1100, или с олигомером этилена с молекулярной массой 800-1050, или сополимером этилена и пропилена, содержащего 50-60% звеньев пропилена, с молекулярной массой 800-900 в присутствии инициатора сначала при температуре 85-90°C в течение 1,5-2,0 ч, затем при 180-185°C в течение 3,5-5 ч при мольном соотношении полиальфаолефин, полиизобутилен, олигомер этилена : малеиновый ангидрид = 1:1,02-1,04, с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в масле с N,N'-бис(2-этиламино)фталамидом или N,N'-бис(2-изопропиламино)фталамидом, или N,N'-бис(2-этиламино)амидофталиденом, или N,N'-бис(2-изопропиламино)амидофталиденом, или N,N'-бис(2-этиламино)толуиламидом, или N,N'-бис(2-изопропиламино)толуиламидом при мольном соотношении алкенилянтарный ангидрид : N,N'-бис(2-этиламино)фталамид или N,N'-бис(2-изопропиламино)фталамид, или N,N'-бис(2-этиламино)амидофталиден, или N,N'-бис(2-изопропиламино)амидофталиден, равном 1-2:1 или N,N'-бис(2-этиламино)толуиламид, или N,N'-бис(2-изопропиламино)толуиламид в молном соотношении 1:1 сначала при 85-90°C в течение 2-2,5 ч, затем при 155-160°C в течение 3,5-5 ч.

Изобретение относится к способу получения алкенилсукцинцианэтилимидов 1,2-дизамещенных имидазолина путем взаимодействия малеинового ангидрида с олефинами при повышенной температуре с последующим взаимодействием алкенилянтарного ангидрида с аминами в присутствии растворителя, отличающемуся тем, что в качестве олефинов используют полиальфаолефин с молекулярной массой 1000-1200 или полиизобутилен с молекулярной массой 950-1150, процесс ведут в присутствии инициатора сначала при температуре 85-90°С в течение 1,5-1,8 ч, затем при 180-185°C в течение 4-4,5 ч при мольном соотношении ПАО(ПИБ) : МА = 1 : 1-1,05 с последующей конденсацией полученного алкенилянтарного ангидрида в масле с 1,2-дизамещенными имидазолинами формулы при мольном соотношении алкенилянтарный ангидрид : 1,2-дизамещенный имидазолин, равном 1:1-1,05, сначала при 80-85°C в течение 1 ч, затем 155-160°C в течение 5-5,5 ч с последующим взаимодействием полученного алкенилсукцинимида 1,2-дизамещенных имидазолина с нитрилом акриловой кислоты при 80-90°C в мольном соотношении, равном 1:1-2, в течение 2-3 ч.

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии, а именно к способу получения полиимидного связующего полимеризационного типа, применяемого для изготовления полимерных композиционных материалов, которые могут быть использованы в теплонагруженных элементах конструкций изделий аэрокосмической, судостроительной, автомобильной и других высокотехнологичных областей промышленности.

Изобретение относится к области высокомолекулярной химии, а именно к способу получения полиимидного связующего полимеризационного типа, применяемого для изготовления полимерных композиционных материалов, которые могут быть использованы в теплонагруженных элементах конструкций изделий аэрокосмической, судостроительной, автомобильной и других высокотехнологичных областей промышленности.

Изобретение относится к полимеру, к способу его получения, к мембране для разделения газов, а также к способу разделения компонентов жидкости. Полимер содержит повторяющиеся звенья следующих формул I-III: ; ; и где формула I может быть связана с формулой II или III, но не может быть связана сама с собой; формула II может быть связана с формулой I или III, но не может быть связана сама с собой; и формула III может быть связана с формулой I или II, или сама с собой, в которых Ar1 представляет собой ; Ar2 представляет собой ;Ar1' представляет собой двухвалентную группу, полученную из Ar1; Ar1'' представляет собой трехвалентную группу, полученную из Ar1; X и Y выбирают из О, S и N-фенила.

Изобретение относится к обработанной УФ-излучением полиимидной мембране, к способу ее получения и к способу отделения по меньшей мере одного газа из смеси с использованием такой мембраны. Обработанная УФ-излучением полиимидная мембрана выполнена из полиимидного полимера, имеющего нижеуказанную формулу, в которой m и n независимо представляют собой целые числа от 10 до 500 и находятся в соотношении от 1:10 до 10:1. Способ получения обработанной УФ-излучением полиимидной полимерной мембраны заключается в том, что вначале проводят реакцию конденсации пиромеллитового диангидрида со смесью 2,4,6-триметил-1,3-фенилендиамина и 4,4’-метилен бис в полярном растворителе с получением полиимидного полимера. Далее из полимера получают полиимидную полимерную мембрану. Затем обрабатывают полиимидную полимерную мембрану УФ-излучением. Способ отделения по меньшей мере одного газа из смеси заключается в том, что осуществляют контактирование смеси газов с одной стороной вышеуказанной полиимидной полимерной мембраны, приводящее к проникновению по меньшей мере одного газа через указанную мембрану. Затем удаляют с другой стороны полиимидной полимерной мембраны газовую композицию пермеата, имеющую в своем составе часть по меньшей мере одного газа, проникшего через мембрану. Смесь газов выбирают из группы, включающей смесь диоксида углерода и метана, смесь водорода и метана, смесь гелия и метана, смесь по меньшей мере одного летучего органического соединения и по меньшей мере одного атмосферного газа, смесь азота и водорода, смесь парафинов и олефинов. Изобретение позволяет получить мембрану, обладающую высокой проницаемостью. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Наверх