DD240481A3

DD240481A3 - Verfahren zur herstellung semipermeabler membranen

Info

Publication number: DD240481A3
Application number: DD23927282A
Authority: DD
Inventors: Aristotel D Dimov; Strojko P Petrov
Original assignee: Vchti Prof D R As Zlatarov
Priority date: 1981-04-20
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1986-11-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von semipermeablen Membranen, und zwar auf der Basis von ternaerem Polyakrylnitrilmischpolymer, das Akrylnitril, Methylakrylat und Natriumsalz der Vinylsulfonsaeure enthaelt. Die gewonnene Membran verfuegt ueber sehr gute Kennziffern bezueglich der Durchlaessigkeit und Selektivitaet; sie besitzt eine stabile asymmetrische Struktur und kann laengere Zeit in trockenem Zustand ohne Qualitaetseinbusse gelagert werden. Die Durchlaessigkeit der Membran veraendert sich waehrend des Konzentrierungsprozesses nur unbedeutend, eine hohe Selektivitaet ist bei einer ausreichend hohen Konzentration gesichert. Die hohe Stabilitaet in einem grossen p H-Wertbereich ermoeglicht die Anwendung der Membran in der Lebensmittelindustrie. Diese Vorzuege werden ohne Neueinfuehrung oder Veraenderung eines Arbeitsschrittes erreicht. Nur die Verwendung eines ternaeren Mischpolymers ist notwendig. Es hat sich erwiesen, dass die Verringerung der Menge des Akrylnitrils im Mischpolymer die Sproedigkeit trockener, fertiger Membranen erhoeht und ihre Durchlaessigkeit und Selektivitaet verringert. Deshalb empfiehlt es sich, mit einem erhoehten Akrylonitrilanteil zu arbeiten.

Description

CnOCOö nOilYMEHH« ΠΟΠΥΠΡΟΗίΙϋΑΕΜΟΐΤΐ MEHBPAHb!

M3oöpeTeHi/ie othocmtcji k cnocoGy nonyMeHMfl nonynpoHnuae-MeMöpaHbo Haxoflameii πρι/ιμθηθηι/ιθ npi/i koHueHTPupoBam/in paciBopoB raMMarjioßyjii/iHa^ anböyMHHa μ mojiomhoix öenkoB,

ti3BecTeH cnocoö no^yM'eHVin nojincynböoHOBiJix MeMöpaH^-no koTopony MenGpaHa HaHOCMTca Ha 3aoaHee noflroTOBJieHHyio'ßpeHa>k-HyK) öyMaAHyio neHTy, HecocTaTkoM SToro cnocoöa'fiBJifleTCfl το^ hto 5e3 yka3aHH0t^ neHTbi MeMöpaHa He MO)keT Bbwep>kaTb paöonee Hanpn>ke- WAe, mo ycnoÄHfleT cnocoG noiiyneHua nonynpoHHuaeMbix MeMöpaH.KpoMe 3Toro β pe3y/ibTaTe 3akynopi/iBaHM« nop npoHnuaeMOCTb MeMöpaHbi npi/i KOHueHTPi/ipoBaHi/ii/i anböyMWHa vMeHbinaeTCfi οτ 0^029 flo 0^017 m³/m²' Mac, MTO yflJWHfleT npouecc pereHepaunn MeMGpaH μ cokpamaeT cpok MX akcruiyaTautfi/i /1/. '

-1 t

1Ί3βθοτθη cnocoö nojiyMeHHfl i4enjiK)jio3öai4eTaTHbix MeMöpaH πυτθμ Mokpon 0OPMOBkH HJiM Tak Ha3biBaeMooro "MeTOfla nojiyneHHfl η3 pacTBopa". Meraabi, nojiyqeHHbie no sTOMy cnocoöy, Η3μθη3Η3τ npoHHua-β liiHPokoM flnana30He οτ 0,028 ao 0,0G2 m³/m² nac η 3ajjepflo 95 npoueHTOB öejikoßbie Be^ecTBa, HeaocTaTkoM stoto cnocoöa flBJiflfOTCfl το, mto MeMöpaHbi Henb3fl coxpaHHTb β cyxoM HHH. BblCyUJeHHbie XOTfl 6bl OflHH Pa3 OHH HSMeHPlOt CBOS kyto cTpykTypy /2,3/,

iteßecTeH cnocoG nojiyneHHfl MewöpaHbi Ha ocnoBe

HHTPHJlbHOrO COnOJlHMepa. B kaneCTBe H3X0flHblX MOHOMepOB MOryT HC-nOJlb3OBaTbCfl: H30ÖyTeH, 3THJlBHHHJlOBbIH, BHHHJIHfleH XJlOpHJi, ÖyTaflHeH, MeTakpHJiHHTPHJi η flp, ilojiyMeHHbie MeMöpaHbi oöJiajaaiOT Bbicokoi/i npoHHuaeMOCTLiOOTHOCHTeJlbHO JJHCTHJinHPOBaHHOH BOJQbI - 1,2M³/M² M3C, HejJOC-TaTkOM 3Toro cnocoöa aBJipeTCfl το, mto MeMöpaHbi He 3ajjep)kHBaK)T mojiekyjibi c Maccofi οτ 15000 jio 45000, npeoöJiajaaiomHe β MOJioyHbix npoflyk-Tax /4/.

M3BecTeH cno.coö nojiyMeHHfl nojiynpoHHuaeMOH MeMöpaHbi.Ha oc

HOBe nOJIHMepa akpHJlHHTPHJI-BHHHJinHPpOJlHJlOHa. McnOJlb3yiOT paCCTBOPH-TejlH flByX BHJ40B - flByMeTHJlCyJlbOOkCHfl H JJHMeTHJKi)OPMaMHJl, MeMÖpaHbl Ha ocHOBe yka3aHHoro nojiHMepa β jiHMeTHJicyjibOokcHfle πρη yjibTpactwjib-TpauHH CbIBOPOTkH HMeK)T Ha^LiajibHyto npoHHuaeMOCTb Ό,045 mVm² nac η cejiekTHBHocTb 95 npoueHTOB, HejaocTaTkoM sToro cnocoöa PBrmeTca το, MTO πρη nojiyMeHHH MeMöpaH B03HHkaeT HeoöxojiHMocTb β HarpeßaHHH njiac-THHok flo 5O⁰C, Ha koTopbix cbopMyeTca nneHka MeMöpaHbi, η β oxjiateHHH Ha 3Tane koaryjiflUHH jjo 20⁰C. B cjiyMae Hcnojib3OBaHHa β kanecTBe pac-CTBOPHTeJlfl J4HMeTHJlOOPMaMHfla ΠΡΗ COXpaHeHHH BblCOkOH npOHHUaeMOCTH MeMöpaHbi yMeHbwaeTCfl ee cejiekTHBHocTb. KpoMe τογο HejaocTaTkoM sthx MeMöpaH aBJifleTCfl Taloke η to, mto hx Hejib3q coxpaHPTb β cyxoM BHjae/5/.

H3BecTeH cnocoö nojiyMeHHfl MeMöpaHbi, πρη koTopoM β kanecTBe conojiHMepa ncnojib3yeTCfl tpohhoii conojiHMep, coctohiumR h3 93 npoueH-

> 4 O 4 * 1

Ta akpnjiHMTPMna^ 6 npoueHTa μθτμποβογο 30Mpa akpMJiOBOtf kwcjiora μ 1 npoueHT HaTPMeßafl cojib ariMnoBOM kMcnoTbi. KoarynauMfl nponc-β cpefle προπμποβογο cnMPTa mjim CMecM προπμποβογο cnMPTa c , Πρμ Μ3ΜβΗθΗΜΜ xapakTepMCTMk pe>kMMa nojiyHeHMfl MeMöpaH nonyneHa MakciiMajibHaq npoHnuaeMocTb - C, 003 m³/m² nac /6/.

lienbto Μ3ο5ρβτθΗΜ?ι aBJiaeTCfl co3flaHne cnoco6a nonyMeHnn

nOJiynpOHMLiaeMOM MeMÖpaHbl Ha OGHOBe ΤΡΟΜΗΟΓΟ nOJlMakPMJIHMTPMJlbHO-ro conojiMMepa^ oojiaflatomei/i cTOMkMMM \a Bbicoki/iMM noka3aTejinMH Ha npo-HMuaewocTb μ cenekTMBHOcTb^ c ποοτο^ηηομ acMMeTPMHeckoM CTpykTy-POM M C B03M0>kH0CTbK) COXPaHeHMfl θθ B CyXOM BMfle 6e3 Μ3ΜΘΗΘΗΜΠ CTpykTypbi.

Uerib M3oöpeTeHMP ßocTuraeTca nyTeM πρμμθηθημ^ - τρομηογο conojiMMepa ηηπ μ3γοτοβπθημμ MeMopan^ coaepAamero akpMHMTPMJi OT 82 flo 93 npoueHTa

οτ 6 flo 15 npoueHTa conb

BMHMJlCyJlbOOHOBOM

kMcnoTbi . οτ 1 no 3 npoueHTa

noriMMep, nojiyMeHHbiM no MeTOfly paflMkanbHOM noiiMMepM3auMi^ β noflxoiwmeM paccTBopMTene / Hanp. β οι/ιμθτμ;ιΦορμ3-

HO kOHUeHTpaUMM OT 12 ÜO 18 npOUeHTOB. OnTMMaJlbHblM

15 npoueHTHbiii pacTBop. K nonyneHHOMy pacTBopy npMSaBJiaeTca 1 ueHT nopoo6pa3OBaTerib / Hanp. hmtp3t γ.μτμ^ /. C ueribio OTfleneHMfl MexaHMMeckMx npMMeceCi μ HepacTBOpeHHbix nacTMU pacTBop ΦMJlbτpy- eic9\ Mepe3 BopoHky BioxHepa nofl flaBJieHMeM, nocjie oTCToa.pacTBop noriHOCTbto ocBoöO)kflaeTC?i οτ B03flyuiHbix BkniOMeHMii μ OopMyeTca c noMoiabK) paMbi Ha cTeknflHHbie njiacTMHbi no nonyneHMfl nojiMMepHOtf nneH-kM, To^mMHa ππθηκμ peryjiMpyeTca jieHToti^ ckB03b koTopyw προμοχολμτ koHTOBamie njiacTMHbi. JDLnq coxpaHeHMfl hmctotw nneHky BbiflepAMBatoT β

β kaMepe, β koTopoM co3jaaHO onpe/aejieHHoe naBneme napa pacTBopMTe- ηη μ 3TMM peryjiMpyeTCfl npouecc McnapeHMfl pacTBopnTe/ifi c ποβθρχηοο-TM njieHkM β TeweHMM OT 10 no 60 MMHyT, ilojiMMepHyK) n^eHky βμθοτθ co cTekjiflHHOM nnacTMHOM norpy>kaiOT β koaryjiPUMOHHyfo BaHHy. B kawecTBe koaryjiMpyiomero pacTBopa Mcnonb3yiOT uMCTMnriMpoBaHHyio Bo^y MJlM CMeCb BOflb! M flMMeTMJlOOPMaMMfla. FlOCJie OTCTaMBaHMP B ΤβΜβΗΜΜ 1 Maca nojiMMepHyio njieHky oTjaejiaiOT οτ cTekJiflHHon njiacTMHbi μ θηθρ-ΓΜΜΗΟ npOMblBaiOT JiMCTMJlJlMPOBaHHOM BOflOM. Bee OnepaUMM ΠΡΟΒΟβΡΤ ΠΡΜ CTaHnapTHbix ycjioBMflx / TeMnepaTypa -20^25⁰C, aTMOcOepHoe jaaB/ieHne μ BJia>i{HOCTb cpeflbi 70t80 npoueHTOB/.

ilonyMeHHyio MeMöpaHy 3akpenjiPiOT na MeTajuiMneckoM pane μ

B ΤΘΗΘΗΜΜ 10+15 MMHyT Bbiflep^MBaiOT B BOfle ΠΡΜ ΤΘΜΠΘΡ3Τν'ΡΘ 80⁰C, MeMöpaHy^ ykpenjieHHyio Ha paMe^ BbicyiunBaioT πρμ TeMnepaType HM>ke 8O⁰C. BnocneflCTBMe MeMöpaHy cHi/iMaioT c paMMbi μ οΦορμπριοτ β ηθοοχο-skcnJiyaTauMM pa3Mepax.

CTpykTypa noJiyMeHHOM MeMßpaHw MccjiejaoBaHa no MeTony

snekTPOHHOM MMkpockonMM /7/. ΠρΜΒθβθΗΗΝΜ Ha pMcyHke 1 nonepeMHbiM pa3pe3 noJiyMeHHOM MeMöpaHHb! noka3biBaeT coöjnoneHMP accMMeTPMHHOCTM ee CTpykTypbi / MccjiejaosaHMa npoBeaeHbi Ha annapaTe SUPERPROBE - 733/.

OcHOBHbie xapakTepMCTMkM nojiyneHHoPi MeMöpaHbi JieHbi β TaöJiMue I.

Π/Π

napaMeTPbi

Pe3yjibTaTbi

1. flpOHHUaeMOCTb OTHOCH- M³/M²4aC OT Ο,ΐΑΟ 0,6 B 3aBMCMM0CTM

OT pe>kwia πο-

TenbHO BOflbl

2. SnekTPOConpoTWB^eHMe Om,μ,

3. ynpyrocTb Ha pacTiDkeHwi N/m²

N/M²

Il. yCTOiiHHBOCTb Ha

5. CpeflHi/iR pa3Mep nop

6. OöteMHafl nopncTOCTb

7. TonmnHa

M³/kr

OT 3.10"³ flo 4.10."³

OT 4.10⁶ no 6.1O⁶

flo 3.1O⁶ OT 400 no OT 2.10-3 _fl0 3.5.10"³ OT 1.10"^ flo

8. yCTOMMHBOCTb B ΜΗΤΘΡΒ3/1Θ pH 9, B^arocoflep>kaHMe cyxoiTi

10. MeMöpaHbi

B cpejie -

12. HeycToi/iMHBocTb β cpefle OT 5,5 flo 9,5

Macna μ flpyrne Ηβφτεπρο-

yCTOfiMHBb! k aTMOCCfrepHblM B03-

okncb a30Ta, a30THaq i/i cep-Haa kncnoTbi, npyrne arpecnBHbie cpeflbi

D,

pe3yjibTaTbi noka3biBatOT, mto no flaHHOMy cnoco5y nojiyMeHbi Tnnnm-ibie nojiynpoHnuaeMbie, ynbTpaciwjibTpauHOHHbie MeM-öpaHbi, HMeioüjHe pa3Mep nop Me>kfly 100 η 1000 A⁰,

MeMöpaHbi oöJiaflawT cneflyioiuHMH npeHMyiuecTBaMH: Bwcokap ynpyrocTb Ha pacTfltane η ynpyrocTb Ha aae/iem/ie npn OTHOCHTejibHO HH3kOM 3JiekTP0C0nP0THBJieHHH; BblCOka?! yCTORMHBOCTb B lUHPOkOM flHana30H.e / HHTepBajie / pH^ mto aaeT BO3MO)kHOCTb Hcnonb3OBaTb MeMöpa-HbI B nnmeBOH npOMblUlJieHHOCTM; B03M0>kH0CTb COXpaHeHH?! MeMÖpaH B CyXOM BHfle 5e3 H3MeHeHHfl HX CBOHCTB H ΠΡΗ COXpaHeHHH aCCHMeTPHHHOCTH CTpyk-Typbi.

li3o6peTeHHe H/mtocTPHpyeTcn cjieflyioiiiHMH npHMepaMH: npHMep 1. npHroTOBJifleTCfl 15 npoueHTHbiw pacTBOP cono/iMMepa., HMeromero HcxoflHbiCi cocTaB:

93 npoueHTa - akpnnHMTPMJi 6 npoueHTa - MeTHJiMeTakpHJiaT 1 npoueHT - HaTpneBaa cojib BHHHJicyjibOoHHeBOH kncnoTbi

B HHMeTHJ10OPMaMHfle.

K nojiyneHHOMy pacTBopy npHöaBnaeTCfl 0^5 npoueHTa nopoo6pa3OBaTenfl - HHTpaTa jihth^. nojiyHeHHbiH pacTBOP OnjibTpyioT Ha bopoHke 5K)XHepa η nocjie oTCTanBaHna β TeqeHHH cyTok BbiTarnBaioT c paMbi Ha CTekJiflHHbie njiacTHHkn β BHfle nojiHMepHOH

ToniiiHHa njieHkH / npHöJiH3HTejibH0 l.lO'^M/peryjinpyeTCfl c noMouibio Tbi. njieHky Bbiflep)kHBaioT β Te^eHHH 10 MHHyT β kaMepe πρη 8τμοοΦθρηομ naBJieHHH^ HopMajibHOH TeMnepaType η BJiakHocTi/i cpenbi 70 npoueHTOB. nocjie HcnapeHHfl pacTBopHTenfl c noBepxHOCTH nnenkn β τθμθηηη 60 mhnpoBOflHTCfl koaryjiauHfl β flHCTHJiJiHpoBaHHOii BOflbi β BaHHe πρη

25⁰C, B kanecTBe koaryjinpyiomero pacTBopa kpoMe BOflbi Hcnojib3OBaTb η flHMeTHJi0opMaMHfl, nocjie βτογο njieHka OTflenfieTCP οτ njiacTMHok χοροιυο BbiMbiBaeTca β flHCTHiiJiHpoBaHHOH Bone^ 3akpenJiaeTca

Ha MeTajiJiMMeckOM paMe μ BbinepÄHBaeTCfl β BOfle πρμ TeMnepaType SO C β TeMeHMM 10 MMHyT,MeMöpany BbicyuiMBaioT πρμ TeMnepaTyoe 4O⁰C flo oc-

OM BJia>!(H0CTM 5 npoueHTOB.nonvMeHHyto cyxym MeMöpaw c paMbi n οΦορμιιηιοτ β Φορμθ HeoöxoflHMoPl

MeMöpaHa oönanaeT cjieflyioiiiMMM oTHocinejibHO BOiibi 0>2 M³Am² Mac, - ce/iekTHBHocTb oTHOcnTenbHO kOHueHTpnpoBaHHl·! öenko-Bbix pacTBOpoB 99,5 npoueHTOB

- cpeßHMi pa3Mep nop - 400 A⁰

- yCTOi'MHBOCTb H3 paCTfl>;(eHMe - 45.1Ü^N/M² Πρμμθρ 2. AnanornMHo npMMepy 1, πρμγοτοβγ,^θτορ

Hblfi PaCTBOP ^3 nOJIHMepOB:

82 npoueHTa 15 npoueHTa 3 HaTDneßasi cojib

Πο BbiüjeonncaHHOMy MeToay H3 pacTBOPa cononnMepa β ιι3γοτοβ^?ιθτορ MeMöpaHa. Βωηο ycTaHOBJieHo, mto konnMecTBa akpmiHHTPwna β cononnMepe yBexinMHBaeT xpynkocTb roTOBbix cyxMX MeMöpaH> a npommaeMocTb 3HaMHTe/ibH0 yMeHbuiaeTCfl Vi nosTOMy ÄejiaTenbHO paöoTaib c nonnMepaMH c noBbiujeHHbiM coaep>kaHMeM

no npnMepy 1 MeMöpaHbi ncnbuaHbi Ha yribTpa-

yCTaHOBke /2/ OTHOCHTe^bHO kOHUeHTPMPOBaHMM paCTBO-

POB moo,;. ;Ha n anböyMtiHa, Pe3yjibTaTbi ncnbiTaHHHii cpaBHeHbi c cooTBei-

¹^MM noka3aTejiqMM ana noriMcynb0OHOBb!x MeMöpaH πρμ cepyMHbix ue;ikOB npMBeneHbi β Taönnue 2.

ir B MJJ . π/π ^lMeM- ÖpaHb!	Pe«	n ρ	,aBiieHMe B MPTPMO	kOH- ueH-	Π O K A 3 UPOHMLjaeMOCTb	koneu	A T E Π H CejiekTHBHocTb	95
			HL- I CrlC	Tpa-	HaMam	, M³/M²H		95
			N/M²	/O	M³/M²H,	0.017	, /o	5 5
I. Πο Jin cyJib-	aJlbÖyMMH	1.	5.1C⁵	30	0.029	0.012	BbiUJe
φΟΗΟΒΝβ	raMMamo- ÖVJ1HH	3.	10⁵	10	0.020	0.030 0.019	Bbiliie
II.TPOHHOM nojinak-	an b6yMMH raMMarjio-	1. 3.	5.1O⁵ 10⁵	30 10	0.035 0.021	99. 99.

PHJlHHT- _6yf]MH

PMJIbHbI!^

COnOJlH-

Mep

C MeMöpaHaMM. nojiyMeHHbiMH.no npMMepy 1. 6biJin

Ha yJlbTpaclMJlbTpaUMM CbIBOPOTkM/^/. Pe3yJlbTaTbi HCnblTaHMfl B

c M3BecTHbiMM noka3aTejiflMM ßjifl flpyrMx MeMöpaH

Hb! B TaÖilMUe 3.

if ^ .

_π/π MeMöpaHbi Ha ocHOBe

Π0ΚΑ3ΑΤ_ΕΟ

npoHnuaeMocTb nnn

Cejiek- Coc-

TMBH)CTb TO?i-

CblBOgOTkM	M³	BOJJ	Ib!	MeMöpa-	HMe
Hanajio koHeu	—		%	MeMOP
m³/m²h. M³Zm²H.	/M²	.H.

1. AkPMJiruiTPMJiBMHMJinnpanMflOHa 0.030 — C.083

2. üejiJif0JiO3HoaiieTaTHbie MeMöpaHbiO.028 0.002 --

3. Tpoi/iHOM cononnMep /akpnn- 0.015 0.013 0.120 99.5

HMTpMJl-MeTMi! MeTakPMJiaT-HaT-PMeBaPl COJIb BMHMJlCyJlbOOHOBOil kMCJlOTbl /

Mokpaa cyxaa

9 d ft 4 ,'* i

noka3biBaeT, mto

)keHHbie nojinakpnjiHHTPwnbHbie MeMöpaHW oönaflaioT BbicoknMn noka3aTe nmv\ Ha npoHHuaeMocTb wv\ pa3jiMMHbix cTaannx koHueHTPHPoBam/ii/i pacTBopoB, FlpoHMLiaeMocTb MenöpaH OT Havana flo koHua npouecca

He3HaMHTejibH0. KpoMe τογο MeMöpaHW nerko , oönaflaioT öonee flJinHHbiM cpokon skcnnyaTaunn,

CBOlO BbiCOkyiO CeJiekTMBHOCTb npn flOCTaTOMHO BbICOkMX CTeneHflX kOH

^ μγίθιοτ CTaömibHyio accnMeTPHHHyio cTpyktypy. nonyMeHa Hafle)kKafl MewöpaHa, kOTOpyio MO)kHO coxpaH^Tb β cyxoM

He MaJiOBa)I(HbIM oakTopoM iiBJiqeTcn-i/i το, mto MCMe3aeT

HeOÖXOflHMOCTb B MCn0Jlb30BaHMM flPeHaÄHblX MaTepnanOB WV\ Μ3Γ0Τ0Β jieHUH MeMöpaH^ mto bo μηογομ ynDomaeT cnocoö nonyneHi/ifl nonynpo Hi/iuaeMbix MeMöpaH.

Claims

Ji '') λ

1"305PETEHMFI

CnocoG nonyMem/m nonynpOHimaeMOii rienöpaHbi Ha οοηοβθ cononnMepa, πγτβΜ pacTBopeHHfl cono^HMepa β fli/iNieTHJiOopMaMi/ine., floöaßneHMfl nop'oo6pa3OBaTejifi v\ nocjienyioiaew ., HakaJikM i/i cyiiiku neMöpaHbb OTJWMaiomi/ificfl τθμ^ mto c uenbio

npoHMuaeMocTi/iv cenekTHBHOCTn iicraöMUbHocTM acci/ΐΜθτρΜ-Heckoii CTpykTypb! MeMöpaHbi nojinakpi/uiHMTpnjibHbiK conoJinMep h3totob- nen v\3 akpMJiHMTpniia^ MeTHnMeiakpuriaTa n ηθτρμθβομ co^w BMHHJicy^b-φΟΗΟΒΟίί KMCnOTbi ΠΡΜ CJießyiOmeM konHMeCTBeHHOM COOTHOlUe^Mil HCXOflHblX kOMnOHeHTOB:

OT 82 flo 93 npoueHTa

οτ 6 flo 15 npoueHTa cojib bmhhji-

kncfiOTbi οτ 1 flo 3 npoueHTa

f'lWSM i S««3 Zeichnungen