DE1042541B

DE1042541B - Anion permeable films

Info

Publication number: DE1042541B
Application number: DER17691A
Authority: DE
Inventors: George Willoughby Bodamer
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1955-01-31
Filing date: 1955-01-31
Publication date: 1958-11-06

Description

Anionpermeable Filme Zusatz zur Patentanmeldung R 7938 IVc/l2d Die Herstellung von Anionen durchlassenden Membranen durch Einarbeiten von 25 bis 75 Gewichtsprozent pulverförmiger Anionenaustauscher in ein Bindemittel, wie Polyäthylen, Polyisobutylen, vulkanisiertem natürlichem oder künstlichem Kautschuk, Polyvinylchlorid-oder Mischpolymerisate von Vinylchlorid und Vinylester niederer aliphatischer Säuren, ist bekannt. Anion-permeable films Addition to patent application R 7938 IVc / l2d Die Manufacture of anion-permeable membranes by incorporating 25 to 75 Weight percent of powdered anion exchangers in a binder such as polyethylene, Polyisobutylene, vulcanized natural or synthetic rubber, polyvinyl chloride or Copolymers of vinyl chloride and vinyl esters of lower aliphatic acids, is known.

Es wurde nun gefunden, daß vorzüglich wirksame, Anionen durchlassende Filme auch hergestellt werden können, indem man mehr als 750/o Ionenaustauschharz, insbesondere bis zu 85%, berechnet auf das Filmtrockengewicht, in den Film einverleibt. Die Herstellungsweise ist dabei bekannt. It has now been found that excellently effective, anions permeable Films can also be made by adding more than 750 / o ion exchange resin, in particular up to 85%, calculated on the dry film weight, incorporated into the film. The manufacturing method is known.

Die anionpermeablen Filme nach der Erfindung zeigen überraschenderweise eine viel größere Verbesserung der Leitfähigkeit als nach der verhältnismäßig geringfügigen Erhöhung des Harzgehaltes hätte erwartet werden sollen. The anion-permeable films according to the invention surprisingly show a much greater improvement in conductivity than after the relatively minor one An increase in the resin content should have been expected.

DerWiderstandeinerMembran,die85 °/OAnionaustauscherharz enthält, beträgt nur noch die Hälfte einer vergleichbaren Membran, die 750/o des gleichen Harzes enthält.The resistance of a membrane containing 85 ° / O anion exchange resin is only half of a comparable membrane, the 750 / o of the same resin contains.

Praktische Versuche mit beiden Membranen in der Zelle zeigen, daß die Membran mit 850/o Austauscherharz eine Lebensdauer besitzt, die derjenigen der Membran bis zu 750/o Harz mindestens gleichwertig ist.Practical tests with both membranes in the cell show that the membrane with 850 / o exchange resin has a service life that of the Membrane up to 750 / o resin is at least equivalent.

Die überraschend weitgehende Erniedrigung des elektrischen Widerstandes der Membran nach der Erfindung hat eine wesentliche technische Bedeutung. Bei Anwendung einer Zelle mit einer Mehrzahl von Membranen ist eine wesentlich geringere Zahl von Membranen mit 75 bis 850/o Harz erforderlich, um in einem bestimmten Zeitraum mit einem bestimmten Aufwand an elektrischer Energie ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen, als wenn Membranen bis zu 750/o Harzgehalt angewendet werden. The surprisingly extensive lowering of the electrical resistance the membrane according to the invention has an essential technical importance. When applied a cell with a plurality of membranes is a much smaller number of membranes with 75 to 850 / o resin required to make in a certain period of time a certain result with a certain expenditure of electrical energy than if membranes with a resin content of up to 750 / o were used.

Umgekehrt kann in einer Vielfachzelle mit einer bestimmten Zahl von Membranen nach der Erfindung und einem bestimmten elektrischen Energieaufwand eine weit größere Kapazität an Bearbeitungsprodukten behandelt werden, wenn die Membran mit 75 bis 85°/o Austauscherharz angewandt wird.Conversely, in a multiple cell with a certain number of Membranes according to the invention and a certain electrical energy consumption far greater capacity of processing products when the membrane is handled with 75 to 85% exchange resin is used.

Es wurden Membranen nach der USA.-Patentschrift 2 681 319 - im folgenden mit A bezeichnet - und Membranen nach der Erfindung - im folgenden mit B bezeichnet - verglichen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle zusammengetragen: Verhältnis Austauscher Filmdicke Spezifische | Wider- | (E/E, 100) zu Binde- Leitfähigkeit stand Selektiv- mittel mm (ohrn-1 cm-1) (Ohm/cm2) permeabilität A ( 70/30 0,46 0,0036 12,4 75 75/25 0,58 0,0058 10,4 87 B J 80/20 0,61 0,0098 6,3 75 0,69 0,0137 5,0 77 Verhältnis | Zug- | Dehnung Berst- Austauscher zu festigkeit festigkeit Bindemittel kg/cm2 °/o kg/cm2 70/30 16,8 12 1,1 A #75/25 13,6 13 0,65 B 80/20 9,8 5 0,35 85/15 4,5 4 0,22 Die Werte von B liegen niedriger als die Werte von A.Membranes according to US Pat. No. 2,681,319 - hereinafter referred to as A - and membranes according to the invention - hereinafter referred to as B - were compared. The results are summarized in the table below: relationship Exchanger Film Thickness Specific | Cons | (E / E, 100) for binding conductivity was selective medium mm (ohrn-1 cm-1) (ohm / cm2) permeability A (70/30 0.46 0.0036 12.4 75 75/25 0.58 0.0058 10.4 87 BJ 80/20 0.61 0.0098 6.3 75 0.69 0.0137 5.0 77 Ratio | Train | Elongation bursting Exchanger to strength strength Binder kg / cm2 ° / o kg / cm2 70/30 16.8 12 1.1 A # 75/25 13.6 13 0.65 B 80/20 9.8 5 0.35 85/15 4.5 4 0.22 The values of B are lower than the values of A.

Aber auch die hier festgestellt niedrigsten Werte für die Zugfestigkeit und Berstfestigkeit liegen weit oberhalb der stärksten Belastungen, die eine Membran in der rauhesten Praxis des Großbetriebes auszuhalten hat.But also the lowest values for tensile strength found here and burst strength are well above the strongest loads a membrane can experience has to endure in the roughest practice of large-scale operations.

Die Muster von B enthalten daher einen mehr als ausreichenden Sicherheitsfaktor und sind jedenfalls denjenigen vorbenannten Membranen weit überlegen, die mit anderen Bindemitteln hergestellt sind.The patterns of B therefore contain a more than sufficient safety factor and are in any case far superior to those membranes mentioned above, those with others Binders are made.

Die Werte für die Selektivpermeabilität errechnen sich aus dem Verhältnis der Messung des Potentials der Membran E zu dem Potential einer idealselektivpermeablen Membran EOunteridentischen Bedingungen (16 mV). The values for the selective permeability are calculated from the ratio the measurement of the potential of the membrane E to the potential of an ideal selectively permeable Membrane EO under identical conditions (16 mV).

Dementsprechend ist 0/0 Selektivpermeabilität =E/Eo 100.Correspondingly, 0/0 selective permeability = E / Eo 100.

Unter Benutzung der KCl-Lösungen werden die Messungen der Selektivpermeabilität auf einem Potentiometer mit Hilfe eines Galvanometers gemacht.The measurements of the selective permeability are carried out using the KCl solutions made on a potentiometer with the help of a galvanometer.

Die bedeutendsten Fortschritte der Membranen der Anmeldung gegenüber den Membranen der USA.-Patentschrift 2 681 319 liegen in der spezifischen Leitfähigkeit. Ein Mehr von 50/e des Harzes über der oberen Grenze von 750/o der USA.-Patentschrift verdoppelt nahezu die elektrische Leitfähigkeit L der letzteren; ein Mehr von weiteren 50/0 steigert die Leitfähigkeit fast auf das Zweieinhalbfache. Gleichzeitig fällt der Widerstand R auf den halben Wert der Membran der USA.-Patentschrift, während die Werte der Selektivpermeabilität gleichbleiben. The most significant advances in membranes compared to the application the membranes of US Pat. No. 2,681,319 lie in the specific conductivity. A more of 50 / e of the resin over the top Limit of 750 / o the U.S. Patent nearly doubles the electrical conductivity L of the latter; an additional 50/0 increases the conductivity almost two and a half times. At the same time, the resistance R falls to half the value of the membrane of the USA patent, while the values of the selective permeability remain the same.

Bemerkenswert ist, daß diese erhebliche Steigerung der elektrischen Leitfähigkeit ohne irgendein Opfer an Zug- oder Berstfähigkeit der Membranen erreicht wird, ohwohl man dies bei dem niedrigen Gehalt an Bindemitteln hätte erwarten können. Ein weiterer überraschender Vorteil besteht darin, daß die Membran trotz des verhältnismäßig geringen Gehalts an Bindemittel die Kohäsion und den Zusammenhalt zwischen Harz und Bindemittel bewahrt. Man hätte befürchten müssen, daß eine so geringe Menge Bindemittel die Membran physikalisch porös werden lassen könnte, so daß sie nicht mehr eine wirksame Scheidewand bildet, sondern der zu behandelnden Flüssigkeit die Möglichkeit bieten könnte, die Ionenaustauschpunkte der Membran zu umgehen. It is noteworthy that this significant increase in electrical Conductivity achieved without any sacrifice in tensile or bursting ability of the membranes is, although this would have been expected with the low content of binders. Another surprising advantage is that the membrane despite the relatively low binder content increases the cohesion and cohesion between resin and binders preserved. One should have feared that such a small amount Binder could make the membrane physically porous so that it does not rather forms an effective septum, but rather the fluid to be treated Could offer the possibility of bypassing the ion exchange points of the membrane.

Tatsächlich konnte aber festgestellt werden, daß die Membranen der Erfindung den Membranen der Patentschrift 2 681 319 bezüglich Selektivpermeabilität und mechanischer Festigkeit gleichkommen, aber dabei eine weit größere elektrische Leitfähigkeit und einen viel geringeren elektrischen Widerstand besitzen. Die hier beanspruchten Membranen stellen also in jeder Beziehung einen optimalen technischen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dar, weil sie elektrische Eigenschaften aufweisen, ohne an Selektivpermeabilität einzubüßen.In fact, it was found that the membranes of the Invention of the membranes of patent specification 2,681,319 with respect to selective permeability and mechanical strength, but at the same time a far greater electrical strength Have conductivity and a much lower electrical resistance. This one so stressed membranes represent an optimal technical one in every respect Advance over the prior art because they have electrical properties without sacrificing selective permeability.

Claims

PATENT CLAIM: Self-supporting, anion-permeable film according to the patent application R 7938 IVc / 12d, characterized in that it is more than 750 / o, at most up to 850 / o anion exchange resin, calculated on dry film weight.

References considered: U.S. Patent No. 2,681 319