Сополимер полиимид-полибензоксазол, способ его получения и газоразделительная мембрана, включающая этот сополимер
Патент 2468040
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
- B01D53/22 - диффузией (изготовление полупроницаемых мембран B01D 67/00; форма, структура или свойства полупроницаемых мембран B01D 69/00; материал для полупроницаемых мембран B01D 71/00)
- B01D71/64 - полиимиды; полиамидоимиды; полиэфироимиды; полиамидокислоты или аналогичные полиимидные предшественники
- C08G61/12 - содержащие кроме атомов углерода в основной цепи макромолекулы другие атомы
- C08G73/10 - полиимиды; полиэфироимиды; полиамидоимиды; полиамидные кислоты или аналогичные предшественники полиимидов
- C08G73/22 - полибензоксазолы
Сополимер полиимид-полибензоксазол, способ его получения и газоразделительная мембрана, включающая этот сополимер
Иллюстрации
Настоящее изобретение относится к сополимеру полиимид-полибензоксазола, способу его получения и газоразделительной мембране, включающей этот сополимер. Сополимер полиимид-полибензоксазола представляет собой соединение формулы:
где значения радикалов Ar1, Ar2, Ar3, , , Q, m и n указаны в формуле изобретения. Способ получения сополимера полиимид-полибензоксазола заключается в термической обработке при 150-500°С в течение от 5 мин до 12 часов сополимера полиимид-полигидроксиимида. Указанный сополимер проявляет превосходную газопроницаемость и газоселективность и, таким образом, подходит для использования в газоразделительных мембранах различной формы, такой как пленки, волокна или полые волокна. Полученные газоразделительные мембраны могут преимущественно выдерживать агрессивные условия, такие как длительная эксплуатация, кислотные условия и высокая влажность, благодаря жесткой полимерной основной цепи, присутствующей в сополимере. 5 н. и 33 з.п. ф-лы, 4 табл., 14 ил., 7 пр.
Реферат
Область техники
Настоящее изобретение относится к сополимеру полиимид-полибензоксазол, способу его получения и газоразделительной мембране, включающей этот сополимер. Более конкретно настоящее изобретение относится к сополимеру полиимид-полибензоксазол, подходящему для использования при получении газоразделительных мембран, применяемых для различных типов газов, различной формы, такой как пленки, волокна или полые волокна, благодаря их превосходной газопроницаемости и газоселективности, способ получения сополимера и газоразделительной мембраны, содержащей сополимер.
Уровень техники
Полиимиды представляют собой макромолекулы с хорошими характеристиками, обычно получаемые посредством поликонденсации ароматических и/или алициклических диангидридных и диаминовых структур (Е.Pinel, D.Brown, C.Bas, R.Mercier, N.D.Alberola, S.Neyertz. Chemical influence of the dianhydride and the diamine structure on a series of copolyimides studied by molecular dynamics simulations. Macromolecules. 2002; 35:10198-209).
Эти ароматические полиимиды используют во многих высокотехнологичных областях благодаря их превосходным термическим, механическим и электрическим свойствам (Y.Li, X.Wang, М.Ding, J.Xu. Effects of molecular structure on the permeability and permselectivity of aromatic polyimides. J. Appl. Polym. Sci. 1996; 61: 741-8).
Среди таких применений разделение газов с использованием полиимидов вызывает наибольший интерес, поскольку полиимиды обладают значительно лучшими характеристиками избирательной проницаемости, чем обычные стеклообразные полимеры, такие как ацетат целлюлозы и полисульфон (A.Bos, I.G.M. Punt, М.Wessling, Н.Strathmann. Plasticization-resistant glassy polyimide membranes for CO2/CH4 separations. Sep. Purif. Technol. 1998; 14:27-39).
Кроме того, высокотемпературным полимерам (например, полибензимидазол, полибензоксазол и полибензотиазол) уделяют большое внимание благодаря их потенциальным возможностям в отношении получения повышенных характеристик разделения газов в агрессивных условиях. Чтобы использовать полимеры для материалов мембран, требуется мягкий способ получения вместо использования кислых растворителей.
Например, фторированные полибензоксазольные мембраны могут быть синтезированы посредством технологии циклизации в растворе с использованием мягких растворителей (W.D.Joseph, J.C.Abed, R.Mercier, J.E.McGrath. Synthesis and characterization of fluorinated polybenzoxazoles via solution cyclization techniques. Polymer. 1994; 35:5046-50). Их газопроницаемость увеличивается в соответствии со степенью циклизации бензоксазольных колец, поскольку после циклизации наблюдают увеличение растворимости и коэффициента диффузии (K.Okamoto, K.Tanaka, M.Muraoka, H.Kita, Y.Maruyama. Gas permeability and permselectivity of fluorinated polybenzoxazoles. J.Polym. Sci. Pol. Phys. 1992; 30:1215-21).
При этом Burns и Koros предложена концепция полимерного молекулярного сита с использованием сверхжестких полимеров, которые проявляют способность к энтропийной избирательности [R.L.Burns, W.J.Koros. Structure-property relationships for poly(pyrrolone-imide) gas separation membranes. Macromolecules. 2003; 36:2374-81)]. Поли(пирролон-имиды), состоящие из открытых областей и суженных селективных областей, могут имитировать молекулярные сита при регулировании полимерной матрицы посредством использования различной стехиометрии мономеров.
В попытке поиска путей улучшения газопроницаемости авторы настоящего изобретения проводили исследования на основании того факта, что сополимеризация высокотемпературных полимеров и полиимидов приводит к высоким характеристикам газоразделения. В результате в настоящем изобретении предложены полимерные структуры, действующие как центры проницаемости, причем эти полимерные структуры считаются включенными в основную цепь полиимида.
Следовательно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что ароматические полимеры, взаимосвязанные посредством гетероциклических колец (например, бензоксазол, бензотиазол и бензопирролон), показывают высокие характеристики газопроницаемости благодаря хорошо регулируемому образованию элемента свободного объема посредством термической перегруппировки в стеклообразной фазе. Кроме того, эти материалы имеют плоскую и жесткую стержневую структуру с высокой крутильной энергией, препятствующей вращению между соответствующими кольцами. Увеличение жесткости полимерных основных цепей при высокой микропористости оказывает положительное влияние на улучшение характеристик газоразделения.
Описание изобретения
Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение сополимера полиимид-полибензоксазола, содержащего микрополости, проявляющего повышенную жесткость полимерной основной цепи, имеющего повышенную долю свободного объема и демонстрирующего превосходную газопроницаемость и газоселективность, и способ получения сополимера.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение газоразделительной мембраны, содержащей сополимер полиимид-полибензоксазол, подходящей для применения с различными типами газов, и способ получения газоразделительных мембран.
Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение предшественника, используемого для получения сополимера полиимид-полибензоксазола.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения для достижения вышеуказанной цели обеспечивают сополимер полиимид-полибензоксазол, содержащий повторяющиеся звенья, представленные формулой 1 ниже:
Формула 1
где Ar1, и являются одинаковыми или различными, каждый независимо представляет собой двухвалентную С5-С24 ариленовую группу или двухвалентное С5-С24 гетероциклическое кольцо, незамещенное или замещенное по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из C1-C10алкила, С1-С10алкокси-группы, С1-С10галогеналкила и C1-С10галогеналкокси-группы, или два или более колец слиты с образованием конденсированного кольца или ковалентно связаны посредством функциональной группы, выбранной из группы, состоящей из О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 и C(=O)NH;
Аr2 и Аr3 являются одинаковыми или различными, каждый независимо представляет собой трехвалентную С5-С24 ариленовую группу или трехвалентное С5-С24 гетероциклическое кольцо, незамещенное или замещенное по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из C1-С10алкила, С1-С10алкокси-группы, С1-С10галогеналкила и С1-С10 галогеналкокси-группы, или два или более колец слиты с образованием конденсированного кольца или ковалентно связаны посредством функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 и C(=O)NH;
Q представляет собой О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2, C(=O)NH, C(CH3)(CF3) или C1-C6 алкилзамещенный фенил или С1-С6 галогеналкилзамещенный фенил, где Q связан с обоими противоположными фенильными кольцами в положении м-м, м-п, п-м или п-п;
m является целым числом от 10 до 400 и
n является целым числом от 10 до 400.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивают способ получения сополимера полиимид-полибензоксазола формулы 1 путем термической обработки сополимера полиимид-полигидроксиимида формулы 2 в соответствии с нижеследующей схемой реакции 1:
Схема реакции 1
где Ar1, Ar2, Ar3, , Q, m и n определены выше.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивают газоразделительную мембрану, содержащую сополимер полиимид-полибензоксазол формулы 1.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивают способ получения газоразделительной мембраны, содержащей сополимер полиимид-полибензоксазол формулы 1, включающий отливку сополимера полиимид-полигидроксиимида формулы 2, за которой следует термическая обработка.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения обеспечивают сополимер полиимид-полигидроксиимид в качестве промежуточного соединения, используемого для получения сополимера полиимид-полибензоксазола.
Сополимер полиимид-полибензоксазол в соответствии с настоящим изобретением получают просто посредством термической перегруппировки, осуществляемой путем термической обработки сополимера полиимид-полигидроксиимида в качестве предшественника. Полученный таким образом сополимер полиимид-полибензоксазол проявляет повышенную жесткость полимерной основной цепи и имеет повышенную долю свободного объема.
Настоящий сополимер демонстрирует превосходную газопроницаемость и газоселективность и, таким образом, подходит для применения в газоразделительных мембранах различной формы, такой как пленки, волокна или полые волокна. Его преимущество состоит в том, что полученные таким образом газоразделительные мембраны могут выдерживать агрессивные условия, такие как длительная эксплуатация при повышенных температурах, кислотные условия и высокая влажность, благодаря жесткой полимерной основной цепи, присутствующей в сополимере.
Описание чертежей
Указанные выше и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания, представленного вместе с прилагаемыми чертежами, где:
на Фиг.1 представлен ИК спектр с преобразованием Фурье мембран на основе предшественников ГПИ-ПИ, полученных при различных сополимеризационных отношениях;
на Фиг.2 представлен ИК спектр с преобразованием Фурье мембран на основе сополимеров ПБО-ПИ, полученных при различных сополимеризационных отношениях;
на Фиг.3 представлена термогравиметрическая кривая ТГА мембран на основе предшественников ГПИ-ПИ, полученных при различных сополимеризационных отношениях;
на Фиг.4 представлена термогравиметрическая кривая ТГА-МС мембраны на основе предшественника ГПИ-ПИ (10:0);
на Фиг.5 представлена термогравиметрическая кривая ТГА-МС мембраны на основе предшественника ГПИ-ПИ (5:5);
на Фиг.6 представлена термогравиметрическая кривая ТГА-МС мембраны на основе предшественника ГПИ-ПИ (0:10);
на Фиг.7 представлена УФ/видимая область спектра мембран на основе предшественников ГПИ-ПИ с различными сополимеризационными отношениями;
на Фиг.8 представлена УФ/видимая область спектра мембран на основе сополимеров ПБО-ПИ с различными сополимеризационными отношениями;
на Фиг.9 представлена рентгеновская дифракционная картина мембран на основе предшественников ГПИ-ПИ с различными сополимеризационными отношениями;
на Фиг.10 представлена рентгеновская дифракционная картина мембран на основе сополимеров ПБО-ПИ с различными сополимеризационными отношениями;
на Фиг.11 представлены изотермы адсорбции/десорбции N2 мембран на основе сополимеров ПБО-ПИ с различными сополимеризационными отношениями;
на Фиг.12 представлен график, показывающий коэффициент диффузии мембран на основе сополимеров ПБО-ПИ для O2, СO2, N2 и СН4 в качестве отдельных газов;
на Фиг.13 представлен график, показывающий селективную проницаемость O2/N2 мембраны на основе сополимера ПБО-ПИ и обычных полимеров в зависимости от проницаемости по O2, и
На Фиг.14 представлен график, показывающий селективную проницаемость СO2/СН4 мембраны на основе сополимера ПБО-ПИ и обычных полимеров в зависимости от проницаемости по СO2.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Здесь и далее настоящее изобретение представлено более подробно.
В одном аспекте настоящее изобретение направлено на получение сополимера полиимид-полибензоксазола (здесь и далее называемого "сополимер ПБО-ПИ"), содержащего повторяющиеся звенья, представленные формулой 1 ниже:
Формула 1
где An, и являются одинаковыми или различными, каждый независимо представляет собой двухвалентную С5-С24 ариленовую группу или двухвалентное С5-С24 гетероциклическое кольцо, незамещенное или замещенное по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из С1-С10алкила, C1-C10 алкокси-группы, С1-С10 галогеналкила и C1-С10 галогеналкокси-группы, или два или более колец слиты с образованием конденсированного кольца или ковалентно связаны посредством функциональной группы, выбранной из группы, состоящей из О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 и C(=O)NH;
Аr2 и Аr3 являются одинаковыми или различными, каждый независимо представляет собой трехвалентную С5-С24 ариленовую группу или трехвалентное С5-С24 гетероциклическое кольцо, незамещенное или замещенное по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из C1-C10алкила, C1-C10алкокси-группы, C1-C10галогеналкила и C1-C10 галогеналкокси-группы, или два или более колец слиты с образованием конденсированного кольца или ковалентно связаны посредством функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)P (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 и C(=O)NH;
Q представляет собой О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2, C(=O)NH, C(CH3)(CF3) или C1-C6 алкилзамещенный фенил или С1-С6 галогеналкилзамещенный фенил, где Q связан с обоими противоположными фенильными кольцами в положении м-м, м-п, п-м или п-п;
m является целым числом от 10 до 400 и
n является целым числом от 10 до 400.
В формуле 1 Ar1, Аr2, , Аr3 и могут представлять собой одну и ту же алкиленовую группу или гетероциклическое кольцо.
Предпочтительно Ar1, и выбраны из следующих соединений, и положения связи этих соединений включают все положения о-, м- и п-.
, , , ,
, , ,
,
, ,
где X представляет собой О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 или C(=O)NH; Y представляет собой О, S или С(=O) и Z1, Z2 и Z3 являются одинаковыми или различными и представляют собой О, N или S.
Более предпочтительно Ar1, и выбраны из следующих соединений:
, , , , ,
, , , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, , ,
Предпочтительно Аr2 и Аr3 выбраны из следующих соединений и положения связи этих соединений включают все положения о-, м- и п-.
, , , ,
, ,
, ,
, ,
где X представляет собой О, S, С(=O), СН(ОН), S(=O)2, Si(CH3)2, (СН2)p (где 1≤р≤10), (CF2)q (где 1≤q≤10), С(СН3)2, C(CF3)2 или C(=O)NH; Y представляет собой О, S или С(=O) и Z1, Z2 и Z3 являются одинаковыми или различными и представляют собой О, N или S.
Более предпочтительно Аr2 и Аr3 выбраны из следующих соединений:
, , , , ,
, , , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, , ,
, , ,
, , ,
, , ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, ,
, , ,
Предпочтительно Q представляет собой С(СН3)2, C(CF3)2, C(=O)NH, C(CH3)(CF3),
или .
Более предпочтительно Аr1 представляет собой ,
и представляют собой , Аr2 и Аr3 представляют собой
и Q представляет собой C(CF3)2.
Физические свойства сополимера ПБО-ПИ, представленного формулой 1, можно регулировать посредством контроля сополимеризационного отношения блоков ПБО к блокам ПИ. Сополимеризационное отношение ПБО к ПИ (n:m) устанавливают от 1:9 до 9:1, более предпочтительно от 2:8 до 8:2, более предпочтительно от 3:7 до 7:3. Это сополимеризационное отношение влияет на морфологию мембраны, применяемой для разделения газов, как показано далее. Эти морфологические изменения тесно связаны с газопроницаемостью и газоселективностью. По этой причине контроль сополимеризационного отношения является очень важным.
Предпочтительно сополимер ПБО-ПИ имеет плотность от 1,10 до 1,37 г/см3, долю свободного объема (ДСО) от 0,10 до 0,30 и расстояние d от 0,55 до 0,70 нм.
В другом аспекте настоящее изобретение направлено на способ получения сополимера полиимид-полибензоксазола формулы 1 путем термической обработки сополимера полиимид-полигидроксиимида формулы 2 в соответствии с нижеследующей схемой реакции 1:
Схема реакции 1
где Аr1, Аr2, , Аr3, , Q, m и n определены выше.
Как показано на схеме реакции 1, сополимер полигидроксиимид-полиимид (здесь и далее обозначенный "ГПИ-ПИ") в качестве предшественника преобразуют в сополимер ПБО-ПИ путем термической обработки. Преобразование сополимера ГПИ-ПИ в сополимер ПБО-ПИ осуществляют посредством удаления СO2, присутствующего в полигидроксимиде.
После термической перегруппировки посредством термической обработки сополимер ПБО-ПИ претерпевает морфологическое изменение, включающее снижение плотности, значительное увеличение доли свободного объема (ДСО), вследствие увеличения размера микрополостей и увеличенного расстояния d, по сравнению с предшественником . В результате сополимер ПБО-ПИ демонстрирует значительно более высокую газопроницаемость по сравнению с предшественником .
Такие морфологические свойства можно легко регулировать путем разработки строения полимера с учетом характеристик (например, пространственного затруднения) функциональных групп Ar1, Аr2, , Аr3, и Q, присутствующих в молекулярной структуре, и таким образом можно регулировать проницаемость и селективность для различных типов газов.
В соответствии с настоящим изобретением термическую обработку выполняют при температуре от 150 до 500°С, предпочтительно от 350 до 450°С в течение от 5 мин до 12 часов, предпочтительно в течение от 10 мин до 2 часов в инертной атмосфере. Если температура термической обработки ниже нижнего предела, указанного выше, термическая перегруппировка не завершается, таким образом, остается непрореагировавший предшественник, снижая чистоту. Увеличение температуры термической обработки выше верхнего предела, указанного выше, не придает особых преимуществ и, таким образом, экономически нецелесообразно. Соответственно, термическую обработку должным образом осуществляют внутри температурного диапазона, определенного выше.
Здесь, реакционные условия тщательно рассчитывают в зависимости от Ar1, Аr2, Аr3, и Q, функциональных групп предшественника, и конкретные условия могут быть соответственно выбраны и изменены специалистами в данной области техники.
Предпочтительно сополимер ПБО-ПИ рассчитывают в процессе получения таким образом, чтобы сополимер имел требуемую молекулярную массу. Предпочтительно среднемассовую молекулярную массу сополимера 1 ПБО-ПИ устанавливают от 10000 до 50000 Да. Когда среднемассовая молекулярная масса составляет менее 10000 Да, физические свойства сополимера ухудшаются. Когда среднемассовая молекулярная масса составляет более 50000 Да, сополимер плохо растворяется в растворителе, что затрудняет отливку полимерной мембраны.
Как изображено на нижеследующей схеме реакции 2, сополимер полиимид-полигидроксиимида формулы 2 получают путем взаимодействия соединений формул 3, 4 и 5 в качестве мономеров с получением полиимида формулы 6 и полигидроксиимида формулы 7 и сополимеризации полиимида формулы 6 с полигидроксиимидом формулы 7.
Схема реакции 2
где Ar1, Аr2, Аr3, Q, m и n определены выше.
Более конкретно, вначале проводят реакцию соединения диамина и соединения 5 гидроксидиамина в качестве мономеров с соединением ангидрида, образуя полиимид и полигидроксиимид .
Затем полиимид сополимеризуют с полигидроксиимидом с получением сополимера ГПИ-ПИ в качестве предшественника.
Полимеризацию и сополимеризацию выполняют в две стадии, используя два реактора, или в одну стадию, используя регулируемые реакционные условия в одном реакторе. Например, полимеризацию и сополимеризацию осуществляют при температуре от 0 до 80°С в течение от 30 мин до 12 часов, и специалист в данной области техники может должным образом регулировать реакционные условия в зависимости от типа функциональных групп, т.е. Ar1, Аr2, , Аr3, и Q. Кроме того, степень сополимеризации можно соответствующих образом регулировать в зависимости от мольного отношения соответствующих используемых мономеров.
В одном из воплощений настоящего изобретения сополимер ПБО-ПИ формулы 8 получают посредством процесса согласно схеме реакции 3, представляенной ниже:
Схема реакции 3
где m и n определены, как указано выше.
То есть проводят реакцию 4,4'-оксидианилина (ОДА) формулы 9 с диангидридом 3,3',4,4'-бифенилтетракарбоновой кислоты (БФДА) формулы 10 для полимеризации полиимида (ПИ) формулы 12 и реакцию 2,2'-бис(3-амино-4-гидрокси-фенил)гексафторпропана (АФФП) формулы 11 с диангидридом 3,3',4,4'-бифенилтетракарбоновой кислоты (БФДА) формулы 10 для полимеризации полигидроксиимида (ГПИ) формулы 13.
Соответственно полимеры формул 12 и 13 сополимеризуют с получением предшественника - сополимера полигидроксиимид-полиимида (ГПИ-ПИ) формулы 14, и предшественник 14 термически обрабатывают с получением сополимера ПБО-ПИ формулы 8.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к получению газоразделительной мембраны, включающей сополимер полиимид-полибензоксазол формулы 1 ниже:
Формула 1
где Ar1, Аr2, , Аr3, , Q, m и n определены выше.
Сополимер ПБО-ПИ содержит ароматические кольца в своей молекулярной структуре. По этой причине сополимер ПБО-ПИ имеет структуру, в которой цепи сополимера упакованы так, что они находятся на заранее заданном расстоянии друга от друга и имеют структуру жесткого стержня из-за ограниченной подвижности.
Соответственно, газоразделительная мембрана, полученная из сополимера, может выдерживать не только мягкие условия, но также и агрессивные условия, например длительное время эксплуатации, кислотные условия и высокую влажность.
Кроме того, сополимер ПБО-ПИ имеет удельную площадь поверхности от 0,1 до 480 м2/г, общий объем пор от 0,0004 до 0,25 м3 и размер пор от 21 до 40 Å. Кроме того, сополимер ПБО-ПИ демонстрирует превосходную проницаемость по СO2, O2, N2 и СН4 и повышенную селективность для смесей газов O2/N2, CO2/CH4, CO2/N2 и N2/CH4.
В предпочтительных воплощениях настоящего изобретения мембрана на основе сополимера ПБО-ПИ имеет хорошо сообщающиеся микрополости и показывает линейное увеличение объема, ДСО и расстояния d с увеличением сополимеризационного отношения относительно ПБО в сополимере. Кроме того, селективная проницаемость по O2/N2 и СO2/СН4 мембраны на основе