CS239388B1

CS239388B1 - Preparation method of hydrate semipermeabile membranes on base of terpolymere akrylonitritebutadienestyrene

Info

Publication number: CS239388B1
Application number: CS843518A
Authority: CS
Inventors: Peter Brokes; Viliam Visacky; Stefan Klempa
Original assignee: Peter Brokes; Viliam Visacky; Stefan Klempa
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS351884A1

Abstract

Vynález rieši přípravu hydrátovaných semipermeabilných membrán odlievaním z roztoku akrylonitrilbutadiénstyrénu v rozpúšťadle miésiteínom s vodou tak, že tento roztok sa navrství, nechá sa stáť na vzduchu a napokon sa ponoří do vody, kde sa želatinizuje a vytvoří sa z něho semipermeabilná membrána. Tieto membrány možno použiť pre mikrofiltráciu, ultrafiltráciu, dialýzu, osmózu a reverznú osmózu. Vynikajú výbornými funkčnými vlastnosťami — selektivita a priepustnosť — a hlavně značnou odolnosťou voči chemicko-fyzikálnym vplyvom, vysokej teplote, kyselinám a zásadám. Preto sa;s výhodou móžu použiť pri membránovej separácii srvátky, mlieka, roztokov, enzýmov, hormónov, ovocných štiav, roznych druhov odpadových vod, vaječného bielka i melanže, želatiny a podobné.The invention provides for the preparation of hydrated semipermeable membranes casting from of a solution of acrylonitrile butadiene styrene in a solvent miésiteínom with water so that this the solution is layered, allowed to stand on air and finally immerses in the water where it gelatinizes and forms semipermeable membrane. These membranes may be used for microfiltration, ultrafiltration, dialysis, osmosis and reverse osmosis. excel great functional features - selectivity and permeability - and especially considerable chemical-physical resistance influences, high temperature, acids and bases. Accordingly, it may be advantageous to use the same membrane separation of whey, milk, solutions, enzymes, hormones, fruit juices, different types of wastewater, egg white and melange, gelatin and the like.

Description

Vynález rieši přípravu hydrátovaných semipermeabilných membrán odlievaním z roztoku akrylonitrilbutadiénstyrénu v rozpúšťadle miésiteínom s vodou tak, že tento roztok sa navrství, nechá sa stáť na vzduchu a napokon sa ponoří do vody, kde sa želatinizuje a vytvoří sa z něho semipermeabilná membrána. Tieto membrány možno použiť pre mikrofiltráciu, ultrafiltráciu, dialýzu, osmózu a reverznú osmózu. Vynikajú výbornými funkčnými vlastnosťami — selektivita a priepustnosť — a hlavně značnou odolnosťou voči chemicko-fyzikálnym vplyvom, vysokej teplote, kyselinám a zásadám. Preto sa_;s výhodou móžu použiť pri membránovej separácii srvátky, mlieka, roztokov, enzýmov, hormónov, ovocných štiav, roznych druhov odpadových vod, vaječného bielka i melanže, želatiny a podobné.The invention solves the preparation of hydrated semipermeable membranes by casting from a solution of acrylonitrile butadiene styrene in a solvent mixed with water so that the solution is layered, allowed to stand in air and finally immersed in water where it is gelatinized to form a semipermeable membrane. These membranes can be used for microfiltration, ultrafiltration, dialysis, osmosis and reverse osmosis. They have excellent functional properties - selectivity and permeability - and, above all, considerable resistance to chemical-physical influences, high temperature, acids and alkalis. Therefore _; they can preferably be used in the membrane separation of whey, milk, solutions, enzymes, hormones, fruit juices, various types of waste water, egg white and melange, gelatin and the like.

Predmetom tohto vynálezu je sposob přípravy hydrátovaných semipermeabilných membrán z terpolyméru akrylonitrilbutadiénstyrénu, vhodných pre praktická realizáciu viacerých membránových procesov ako mikrofiltrácia, ultrafiltrácia, dialýza, osmóza, reverzná osmóza. Týmto sposobom je možné vyrobit semlpermeabilné membrány s výbornými funkčnými vlastnosťami, teda selektivitou a priepustnosťou s vysokou, fyzikálne-chemickou odolnosťou. Hlavnou výhodou ich použitia v praxi je možnoeť ich energicky čistit roztokmi kyselin a zásad, a to i pri vyšších teplotách v praxi, bez změny ich funkčných vlastností.It is an object of the present invention to provide hydrated semipermeable membranes from acrylonitrile butadiene styrene terpolymer suitable for the practical implementation of multiple membrane processes such as microfiltration, ultrafiltration, dialysis, osmosis, reverse osmosis. In this way it is possible to produce semi-permeable membranes with excellent functional properties, i.e. selectivity and permeability with high, physicochemical resistance. The main advantage of their use in practice is that they can be vigorously cleaned with solutions of acids and bases, even at higher temperatures in practice, without altering their functional properties.

Membránové separačné procesy sa používajú v poslednej době stále v širšom meradle prakticky vo· všetkých odvetviach priemyslu. Ich výhodou je priebeh bez změny teploty separovaného roztoku a energetická nenáročnost. Najváčšieho rozšírenia dosiahli z membránových procesov mikrofiltrácia, ultrafiltrácia, reverzná osmóza, elektrodialýza a dialýza. Základnou častou akéhokolvek membránového zariadenia je. semipermeabilná membrána. Táto semipermeabilná membrána musí mať dobré funkčně vlastnosti, teda selektivitu a priepustnosť, mechanické vlastnosti a tiež vysokú chemickú a fyzikálnu odolnost. Spočiatku sa v praxi používali hlavně estercelulózové membrány, ktoré sice majú výborné funkčně a mechanické vlastnosti, ale nie je možné s nimi pracovat pri teplotách vyšších než 35 °C a tiež ich chemická odolnost hlavně v zásaditom prostředí je poměrně nízká. Preto sa v poslednej době venuje zvýšená pozornost membránám připraveným z róznych polymérov, ktoré majú pri výborných funkčných vlastnostiach tiež vysokú chemickú a fyzikálnu odolnost. Odskúšané doposial boli zosietované, vo vodě rozpustné polyméry, hydrofilne-hydrofóbne kopolyméry, homopolyméry z polárných monomérov, aromatické a heterocyklické kondenzačně polyméry.Membrane separation processes have been used more and more recently in virtually all industries. Their advantage is the course without changing the temperature of the separated solution and energy efficiency. Microfiltration, ultrafiltration, reverse osmosis, electrodialysis and dialysis have achieved the most widespread of membrane processes. An essential part of any membrane device is. semipermeable membrane. This semipermeable membrane must have good functional properties, i.e. selectivity and permeability, mechanical properties as well as high chemical and physical resistance. Initially, mainly cellulose ester membranes were used which, although they have excellent functional and mechanical properties, but cannot be used at temperatures above 35 ° C and their chemical resistance, especially in alkaline environments, is relatively low. For this reason, more attention has recently been paid to membranes prepared from different polymers, which also have high chemical and physical resistance with excellent functional properties. To date, crosslinked, water-soluble polymers, hydrophilic-hydrophobic copolymers, homopolymers of polar monomers, aromatic and heterocyclic condensation polymers have been tested.

Podstatou vynálezu je příprava hydrátovanej seniipermeabilnej membrány z terpolyméru akrylonitrilbutacliénstyrénu. Táto membrána má široké využitie hlavně pri ultrafiltrácii a dialýze, pričom jej výhodou je, že je použitelná pri teplotách až do· 70 stupňov Celsia a pri hodnotách pil 1 až 13. Naviac akrylonitrilbutadinéstyrén je polymér lahko dostupný, vyrábaný v typoch vhodných pre použitie v potravinárskom priemysle.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a hydrated seniipermeable membrane from acrylonitrile-butaclienstyrene terpolymer. This membrane is widely used mainly in ultrafiltration and dialysis, with the advantage that it can be used at temperatures up to 70 degrees Celsius and at sawmills of 1-13. industry.

Tieto membrány sa pripravujú odlievaním z roztoku akrylonitrilbutadiénstyrénu v dimetylformamide, N-metylpyrolidóne, acetóne alebo· v inom vhodnom vo· vodě rozpustnom rozpúšťadle. Tento roztok sa připraví rozpúšťaním akrylonitrilbutadiénstyrénu za zvýšenej teploty pod spatným chladičom. Pri odlievaní sa navrství do výšky 0,1 až 0,5 mm, nechá sa stát 5 s až 5 minut na vzduchu a ponoří sa do vody, kde sa z něho vytvoří polopriepustná hydrátovaná membrána. Celé odlievanie je možné s výhodou realizovat na povrchu otáča júceho sa valca z nehrdzavejúcej ocele, čiastočne ponořeného do vody.These membranes are prepared by casting from a solution of acrylonitrile butadiene styrene in dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, acetone or another suitable water-soluble solvent. This solution is prepared by dissolving acrylonitrile butadiene styrene at elevated temperature under a reflux condenser. During casting, it is sandwiched to a height of 0.1 to 0.5 mm, allowed to stand for 5 to 5 minutes in air and immersed in water to form a semipermeable hydrated membrane. The entire casting can advantageously be carried out on the surface of a rotating stainless steel cylinder partially immersed in water.

Membrány vyrobené popísaným postupom sú široko využitelné pri ultrafiltrácii mlieka a srvátky, krvi jatočných zvierat, ovocných štiav, roztokov enzýmov, cukrovarníckych extraktov, roztokov želatiny, vaječného bielka a melanže. Mimo potravinářského priemyslu sa s výhodou dajú použiť pri získávání latexu z odpadových vod pri regenerácii oplachových vod z elektroforézneho nanášania lakov, regenerácii brusných emulzií, odšlichtovacích odpadových vod a podobné.The membranes produced by the described process are widely used in ultrafiltration of milk and whey, blood of slaughter animals, fruit juices, enzyme solutions, sugar extracts, gelatin solutions, egg white and melange. Outside the food industry, they can advantageously be used in the recovery of latex from wastewater in the regeneration of rinse water from electrophoretic coating of lacquers, regeneration of abrasive emulsions, desiccation wastewater and the like.

Příklad 1 diely terpolyméru akrylonitrilbutadiénstyrén sa rozpustia v 8 dieloch N-metylpyrolidónu za varu pri sústavnom miešaní pod spatným chladičom. Tento roztok sa následné ochladí na 25 °C, navrství sa do výšky 0,5 mm, nechá sa stát na vzduchu 10 s a ponoří sa do vody. Vo vodě roztok želatinizuje a vytvoří sa membrána, z ktorej do vody unikne N-metylpyrolidón. Táto membrána v hydrátovanom stave sa s výhodou použije na ultrafiltráciu a dialýzu.Example 1 parts of an acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer are dissolved in 8 parts of N-methylpyrrolidone by boiling under continuous stirring under reflux. This solution is then cooled to 25 ° C, layered to a height of 0.5 mm, allowed to stand in air for 10 seconds and immersed in water. In water, the solution gels and a membrane is formed from which N-methylpyrrolidone escapes into the water. This hydrated membrane is preferably used for ultrafiltration and dialysis.

Příklad 2 diely terpolyméru akrylonitrilbutadiénstyrén sa rozpustia v 7 dieloch dimetylformamidu za varu pri sústavnom miešaní pod spatným chladičom. Tento· roztok sa následné ochladí na 25 °C, navrství sa do výšky 0,5 mm, nechá sa stát na vzduchu 30 s a ponoří sa do vody. Vo vodě roztok želatinizuje a vytvoří sa membrána, z ktorej do vody unikne dimetylformamid. Táto membrána je použitelná na ultrafiltráciu, mikrofiltráciu a dialýzu.EXAMPLE 2 parts of an acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer are dissolved in 7 parts of dimethylformamide while boiling under constant stirring under reflux. The solution was then cooled to 25 ° C, layered to a height of 0.5 mm, allowed to stand in air for 30 seconds and immersed in water. In water, the solution gels and a membrane is formed from which dimethylformamide leaks into the water. This membrane is useful for ultrafiltration, microfiltration and dialysis.

Příklad 3 hmotnostně diely akrylobutadiénstyrénu sa rozpustia v 9 hmotnostných dieloch N-metylkaprolaktaniu pri teplote 120 °C. Potom sa zmes ochladí na teplotu 20 °C a navrství sa do výšky 0,1 mm. Nechá sa stát na vzduchu 1 minútu a ponoří sa do vody 20 °C teplej. Vo· vodě sa roztok želatinizuje a vznikne membrána použitelná na ultrafiltráciu i reverznú osmózu.Example 3 parts by weight of acrylobutadiene styrene are dissolved in 9 parts by weight of N-methylcaprolactania at 120 ° C. The mixture was then cooled to 20 ° C and layered to a height of 0.1 mm. Allow to stand in air for 1 minute and immerse in 20 ° C warm water. In water, the solution is gelatinized to form a membrane useful for ultrafiltration and reverse osmosis.

Příklad 4 hmotnostné diely akrylobutadiénstyrénu sa rozpustia v zmesi 3 hmotnostných dielov acetonu a v 2 hmotnostných dielov N-metylpyrolidónu pri teplote 30 °C. Zmes sa navrství do výšky 0,2 mm, nechá sa stať na vzduchu 30 s a ponoří sa do 10 °C teplejExample 4 parts by weight of acrylobutadiene styrene are dissolved in a mixture of 3 parts by weight of acetone and 2 parts by weight of N-methylpyrrolidone at 30 ° C. The mixture is layered to a height of 0.2 mm, allowed to stand in the air for 30 s and immersed in a 10 ° C warm

239 vody. Vo vodě sa roztok želatinizuje a vytvoří sa membrána použitelná na ultrafiltráciu a dialýzu.239 water. In water, the solution is gelatinized to form a membrane usable for ultrafiltration and dialysis.

Polopriepustné membrány sa potom z popísaných polymérov pripravujú buď po rozpuštění vo vhodnom rozpúšťadle odlievanim, alebo roztavení technológiou vytlačo88 vania. Pri odlievaní sa rozpúšťadlo z polymeru odstraní buď odpařením, alebo vyluhováním do iného rozpúštadla. Podmienky, za ktorých příprava membrán prebieha, hlavně teplota ako aj typ použitého' rozpúštadla do značnej mlery ovplyvňujú funkčně vlastnosti membrán.The semipermeable membranes are then prepared from the described polymers either by dissolution in a suitable solvent by casting or by melting by extrusion technology. During casting, the solvent is removed from the polymer either by evaporation or by leaching to another solvent. The conditions under which the membranes are prepared, especially the temperature and the type of solvent used to a considerable degree, affect the membrane properties.

Claims

SUBJECT

A process for the preparation of hydrated semipermeable membranes based on an acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer, characterized in that 1 to 4 parts by weight of an acrylonitrile-butadiene-styrene terpolymer is dissolved in 6 to 9 parts by weight of a water-miscible solvent. optionally in a combination of these solvents at a temperature of 20 to 180 ° C under a reflux condenser, then the mixture is cooled to a temperature below 25 ° C and stacked to a height of 0.1 to 0.5 mm, allowed to stand in air for 5 s to 5 minutes and immersed in water 5 to 50 ° C warm.