DE1720054A1

DE1720054A1 - Umkehrosmosemembran und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE1720054A1
Application number: DE1967A0055545
Authority: DE
Inventors: Cannon Charles R
Original assignee: Aerojet General Corp
Current assignee: Aerojet Rocketdyne Inc
Priority date: 1966-05-02
Filing date: 1967-04-26
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3497072A; BE697888A; IL27880A; NL150016B; ES340033A1; NL6706134A; DE1720054B2; GB1159218A; NL150016C

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Umkehrosmose und insbesondere ein verbessertes Unikehrosmoseverfahren, eine verbesserte Umkehrosinosemembran und Verbesserungen für die Gießlösung sowie das Verfahren zur Herstellung der Membran.

Es ist bekannt, Celluloseacetatmembranen in einem Umkehrosmoseverfahren zur Entsalzung von Wasser und allgemein zum Trennen von Wasser von verschiedenen wässerigen Lösungen zu verwenden. Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung der Membran, wie es in den USA-Patenten 3,133.132 und 3.133.137 beschrieben ist, wird das Celluloseacetat in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, wie Aceton, zur Bildung einer Gießlösung gelöst, die ausserdem Wasser und ein Quellmittel für den Celluloseester enthält. In den

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vorgenannten Patenten ist die Verwendung von Perchloratsalzen als Quellmittel beschrieben. Das Wasser in der Gießlösung gilt als Solvatisierungsmittel, wobei angenommen wird, daß es mit dem Quellmittel einen molekularen oder Ionenkomplex (ein Hydrat), bildet, der einer Anzchung zu den funktioneilen Gruppen des Celluloseacetats unterliegt, wodurch ein Quellen der Cellulose erzielt wird. Bei der Herstellung des Films

P wird die Gießlösung als dünner Film auf einer geeigneten Gießfläche zur Bildung einer Membran ausgebreitet, worauf man das Lösungsmittel des dünnen Films gewöhnlich teilweise verdampfen läßt und der Film dann zum Erstarren oder Gelieren durch einen Desolvatieierungsmechanismus mittels Eintauchen in kaltes Wasser gebracht wird. Der gegossene Film, der in dieser Herstellungsstufe eine gequollene Gelstruktur hat, wird sodann getempert (annealed), um eine dichte Membran zu erhalten, welche die Fähigkeit hat, Wasser hindurchtreten zu lassen

L und den Durchtritt von Salz zu verhindern. Während des Temperungsprozesses erfolgt eine Kontraktion der gequollenen Gelstruktur. Vor dem Tempern hat die gequollene Celluloseestermembran eine Primärgelstruktur, die einen hohen Wassertransport und ein geringes Zurückhalten von Salz zeigt. Das Tempern ist ein Ausschwitzvorgang, bei welchem die Primärgelstruktur schrumpft, was sich durch den Wasserverlust aus der Membran nachweisen läßt. Das Tempern kann dadurch geschehen, daß die gequollene Primärgelstruktur in ein Heißwasserbad getaucht wird«

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Es können auch andere Materialien als die in den vorgenannten Patenten vorgeschlagenen Perchloratsalze als Quellmittel verwendet werden, beispielsweise bestimmte organische Verbindungen, wie in dem Patent ...... (Patentanmeldung Λ 54.638 IVd/39b vom 1, 1. 1967) beschrieben. Mineralsäuren, beispielsweise Perchlorsäure und Phosphorsäure, sind ebenfalls als Quellmittel verwendbar, wie in dem Patent ....... (Patentanmeldung A 54.96ο IVd/39b vom 2o.2,1967) beschrieben. Wasser ist das häufigste Solvatisierungsmittel, jedoch sind für diesen Zweck auch andere Materialien vorgeschlagen worden, z.B. die niederen Alkohole, wie Methanol oder Äthanol, In manchen Fällen kann das gleiche Material für mehr als einen Zweck dienen und kann z.B. eine Verbindung sowohl ein Quellmittel als auch ein Lösungsmittel für das Celluloseacetat sein.

Der Mechanismus, welcher bei der Bildung der Entsalzungsmembran eine Rolle spielt, ist im wesentlichen ein Gelierungs-Vorgang, bei welchem die Koagulierung der Celluloseacetatlösung in eine vergleichsweise starre Masse stattfindet, in der eine grosse Menge Wasser einverleibt ist. Bekanntlich haben semipermeable Cellulosemembranen, welche für Umkehrosmosevorgänge geeignet sind, eine obere oder aktive Schicht und eine darunter befindliche Boden- oder Unterschicht. Die aktive Schicht umfaßt diejenige Fläche der Membran, die zuerst mit dem Wasser in Berührung kommt, wenn die frisch gegossene

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Membran beim Herstellungsverfahren in das Kaltwasserbad getaucht wird. Das Celluloseacetat der aktiven Schicht ist gewöhnlich als verdichtete Masse von Polymermolekülen vorhanden im Gegensatz zu der offenzelligen Schaumstruktur, die in der Unterschicht besteht. Pie Elektronenmikroskobie hat gezeigt, daß die Membran eine körnige Unterschicht und eine verhältnismässig klare obere Schicht aufweist. Die IP' Entsalzung findet nur statt, wenn die aktive Schicht oder fläche sich mit der Salzlösung in Kontakt befindet. Es wird angenommen, daß die picke der aktiven Schicht zwischen etwa 5 und 12 t der Membrangesamtdicke beträgt. Gewöhnlich liegt der Feuchtigkeitsgehalt der Celluloseacetatmembran nach dem Tempern (Ausschwitzen) im Bereich von 5o - 7o * der Gesamtmembran .

Untersuchungen bei Umkehrosmosemembranen auf Basis von L Celluloseacetat haben ergeben, daß die Zusammensetzung der Polymergießlösungen, welche das verwendete besondere Lösungsmittel, das Quellmittel und das Solvatisierungsmittel, das entsprechend der Herstellungstemperatur und anderen im Zusammenhang mit der Herstellung stehenden Behandlungsverfahren verwendet wird, enthalten, einen Einfluß auf den ♦ Wasserfluß (Geschwindigkeit des Wassertransports durch die Membran) und auf die Selektivität des Membranprodukts haben. Durch eine sorgfältige Wahl der Bestandteile der Gießlösung und der Behandlungsbedingungen ist es möglich, Fluß und Selek-

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tivität zu verbessern. Die Selektivität wird durch das semipermeable Verhalten der Membran, d.h. durch die Fähigkeit, den Durchtritt von Salz zu verhMern, bestimmt.

Die Celluloseacetatansätze, welche bisher zur Bildung der semipermeablen Umkehrosmosemembranen verwendet wurden, wurden aus im Handel erhältlichen Ansätzen hergestellt. Aus dem USA-Patent 3.17o.867 ergibt sich, daß dies unter Verwendung J von Celluloseacetaten geschah, die 54 - 56 Gew.I der gebundenen Essigsäure enthielten. Auf Basis von Acetyl enthielten die nach dem genannten Patent verwendeten Celluloseacetate 38,8 bis 4o,2 % Acetyl bezogen auf das Gewicht der Cellulose. Der vorgenannte Acetylbereich ist für die im Handel erhältlichen Cellulosediacetatansätze typisch. Beispielsweise wird das Cellulosediacetatj das von der Firma Eastman Chemical Co,, Rochester, New York, hergestellt wird und von dieser unter

der Bezeichnung Nr, E-398-3 verkauft wird, mit der Angabe ^

in den Handel gebracht, daß es eine Acetylgruppenkonzentration von 39,8 I hat, wobei sich jedoch tatsächlich ein Bereich zwischen 39,2 I und 4o,8 I ergeben hat.

Ein Hauptziel der Erfindung sind Verbesserungen der Ujnkehrosmosetechnik unter Verwendung von Celluloseacetatmembranen mit verbesserter Trennung des gelösten Stoffes aus wässerigen Lösungen ohne Beeinträchtigung der Flußgeschwindigkeit.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Gießlösung und ein Verfahren zur Herstellung einer Celluloseacetatmembran·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Celluloseacetatmembran, welche durch eine geringe Salzdurchdringung und eine verhältnismässig hohe Geschwindigkeit des Wassertransports durch diese gekennzeichnet ist.

Es wurde nun festgestellt, daß ein kritischer Acetylbereich für einen optimalen Fluß und eine optimale SaIζZurückhaltung besteht. Die erfindungsgemässe Celluloseacetat-Umkehroemosemembran ist gekennzeichnet dreh einen Aastylgehalt im Bereich von etwa 41,5 - etwa 42,7 Gew.t Celluloseacetat und vorzugsweise durch einen Acetylbereich von 41,9 bis- 42,5 Gew.l, wobei das Optimum etwa 42,2 I beträgt· Membranen, die aus Celluloseacetat-Ansätzen, innerhalb des vorgenannten Bereiches hergestellt sind, zeigen eine wesentlich geringere Salzdurchdringung als Ansätze ausserhalb dieses Bereichs und ergeben immer noch einen angemessenen Fluß, Beispielsweise ergibt eine erfindungsgemässe Membran mit einem Acetylgehalt von 42,2 I bei der Prüfung mit Salzwasser von 35 ooo ppm (beispielsweise Meereswasser) bei einem Druck von Io5 atü, (15oo psig) einen Fluß von 44,25 Ltr· je 9,29 dm² (11,7 Gallonen je Quadratfuß) täglich und eine Salzdurchlässigkeit von 164 ppm.

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Eine Celluloseacetatmembran, welche unter gleichen Bedingungen hergestellt und gegen ein Wasser von dem gleichen Salzgehalt und dem gleichen Druck geprüft wurde, wobei der Acetylgehalt der Membran 41,5 I betrug, hatte einen Fluß von 45,öl Ltr. je 9,29 dm² ( 11,9 Gallonen je Quadratfuß ) täglich und eine Salzdurchlässigkeit von 3,44 ppm. Eine dritte erfindungsgemässe Membran, die unter gleichen Bedingungen hergestellt und unter den gleichen Bedingungen wie die vorgenannten Membranen geprüft wurde, hatte einen Acetylgehalt von 41,9 %, wobei sich ein Fluß von 41,98 und eine Salzdurchlässigkeit von 174 ppm ergab. Als brauch ires Trinkwasser wird gewöhnlich ein Wasser bezeichnet, wenn seine Salzkonzentration weniger als der Bereich von 4oo - 5oo ppm beträgt. Es wurde festgestellt, daß eine vierte semipermeable Membran, die unter den gleichen Bedingungen hergestellt sowie unter den gleichen Bedingungen wie die vorangehenden drei erfindungsgemässen Membranen geprüft wurde und einen durch Analyse ermittelten Acetylgehalt von 4o,8 I hatte, einen Fluß von 34,86 und eine Salzdurchlässigkeit von 1.22o ppm ergab, was die Membran für die Behandlung von Meereswasser zur Gewinnung von Trinkwasser in einem einzigen Arbeitsgang gewöhnlich unbrauchbar macht. Die letztbeschriebene Membran mit einem durch Laboratoriumsanalyse ermittelten Acetylgehalt von 4o,8 ist von einer Zusammensetzung, welche als handelsübliches üiacetatsmaterial verkauft wird und von welcher ein Acetylgehalt von 39,8 angegeben wird. Ls wurde durch Laborato-

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toriurasanalyse festgestellt, daß einige geringfügige Abweichungen von den angegebenen Acetylgehalten bei im Handel erhältlichen Celluloseacetaten vorkommen. Hin zweites im Handel erhältliches Acetat, das als Cellulosetriacetat verkauft wird und von dem ein Acetylgehalt von 43,2 angegeben wird, hat bei der Laboratoriumsanalyse einer Partie desselben einen tatsächlichen Acetylgehalt von 43,6 I ergeben. Wenn Wk- das letzterwähnte handelsübliche Celluloseacetat einer seraipermeablen Membran einverleibt wird und diese in der gleichen Weise wie die verschiedenen vorangehenden Membranen hergestellt und unter gleichen Bedingungen bei einem Meereswassersalzgehalt von 35ooo ppm geprüft wird, ergibt sich ein Fluß von 17,o5 und eine Salzdurchlässigkeit von 44o ppm. Es wird allgemein angenommen, daß bei einem handelsüblichen Material der Fluß höher als etwa 37,9 Ltr. je 9,29 dm² (Io Gallonen je Quadratfuß) täglich betragen soll. Hieraus ergibt sich, daß Membranen mit Acetylgehalten von 43,6 I geringe Flußgeschwindigkeiten zeigen, die i« allgemeinen niedriger als diejenigen sind, welche auf dem Mrkt als wünschenswert bezeichnet werden.

Die erfindungsgemässen Celluloseacetatsmembranen mit einem ♦ Acetylgehalt von 41,5 bis 42,7 Gew. I der Cellulose haben gewöhnlich Flußgeschwindigkeiten innerhalb des Bereiches von 41,6 - 49,2 Ltr. je 9,29 cm² (11 bis 13 Gallonen je Quadrat-

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fuß täglich und eine Salzdurchlässigkeit von I06 bis 35o ppm. Der letzterwähnte Salzdurchlässigkeitsbereich entspricht einem Ausschliessen durch die Membran von etwa 99,ο % bis 99,7 % des ursprünglichen Salzgehalts des behandelten Wassers, üer bevorzugte Bereich des Acetylgehalts von 41,9 I bis 42,5 % ergibt wesentlich verbesserte Membranen, die gewöhnlich Flußgeschwindigkeiten von 41,98 - 44,25 Ltr. je 9,29 dm² (11,1 - 11,7 Gallonen je Quadratfuß) täglich und eine Salzdurchlässigkeit innerhalb des Bereiches von Id6 bis 174 ppm. Der letzterwähnte Salzdurchlässigkeitsbereich entspricht einem Salzausschluß von etwa 99,5 % bis 99,7 % durch die Membran des ursprünglichen Salzgehalts des behandelten Wassers. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß die vorstehend angegebenen Werte Vergleichswerte sind unddaß für einen besonderen Acetylgehalt die tatsächliche Leistung einer Membran beträchtlich verändert werden kann je nach den Herstellungsbedingungen, zu denen die Temperaturen, das in der Gießlösung verwendete besondere Lösungsmittel, das verwendete Quellmittel und das Solvatisierungsmittel gehören,

Bisher wurde allgemein angenommen, daß das Salzzurückhaltevermögen einer Celluloseacetatmembran im direkten \erhältnis zum Acetylgehalt steht, d.h. daß bei einer Zunahme des Acetylgehalts der Membran eine unmittelbare Verbesserung im Salzzurückhaltevermögen erzielt wird, bs wurde bisher ferner an-

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genommen, daß die Fähigkeit einer Membran für den Wassertransport durch sie hindurch zu dem Acetylgehalt in Beziehung steht, d.h., es wurde angenommen, daß bei einem erhöhten Acetylgehalt der Cellulosemembran ein proportional geringerer Fluß erhalten wird. Im Rahmen der Erfindung wurde nun festgestellt, daß Membranen mit dem erfindungsgemässen kritischen Acetylbereich in unerwarteter Weise ein hohes Flußvermögen m und überlegene Salzzurückhalteeigenschaften haben.

Der kritische Acetylbereich des für die Herstellung der er- . findungsgemässen Membranen verwendeten Celluloseacetats kann dadurch erzielt werden, daß im Handel erhältliche Celluloseacetatansätze so gemischt werden, daß der gewünschte Acetylgehalt erzielt wird, oder es kann gegebenenfalls der Celluloseacetatansatz anfänglich so behandelt werden, daß der gewünschte Acetylgehalt ohne das Mischverfahren erreicht wird. Es wurde L gezeigt, daß das Mischen zur Herstellung von Membranen von dem gleichen Acetylgehalt unter Verwendung verschiedener Ausgangsmaterialien zu Membranen führt, welche im wesentlichen die gleichen osmotischen Eigenschaften haben. Es ist häufig am zweckmässigsten, die erfindungsgemässe Membran dadurch herzustellen, daß im Handel erhältliche Grundtypen für Celluloseacetat vermischt werden. Beispielsweise bringt die Firma Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tennessee, USA, eine Gruppe von lackartigen Cellulosediacetaten auf den Markt,

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welche die Typenbezeichnungen B-398, Ii-394, A-393 und E-383 haben und deren Ansätze Acetylgehalte von 39,8, 39,4, 39,3 bzw. ' 38,3 Gew.% haben. Bastman bringt ein Material auf den Markt, das als Cellulosetriacetat beschrieben wird und die Typenbezeichnung A-432 hat, welches Acetat einen Acetylgehalt von 43,2 Gew.% hat. Das sogenannte Triacetatmaterial ist nicht voll acetylsubstituiert, da ein theoretisch vollsubstituiertes Cellulosetriacetat einen Acetylgehalt von 44,4 Gew.% haben i

würde. Für die hier angegebenen Werte wurden im Rahmen der Erfindung Laboratotiumsanalysen zur Feststellung des genauen Acetylgehalts der verwendeten verschiedenen Materialien durchgeführt. Es konnte jedoch nicht ermittelt werden, ob im Handel Celluloseacetatmaterialien mit den Acetylgehalten erhältlich sind, die zur Herstellung der erfindungsgemässen Membran geeignet sind.

Die Löslichkeit von Celluloseacetat in organischen Lösungsmitteln verändert sich progressiv mit den Veränderungen in der ehe- * mischen Zusammensetzung. Celluloseacetate mit Acetylgehalten im Bereich von 38 - 4o %, sind in typischen Lösungsmitteln von mittlerer Polarität, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylacetat, Äthyllactat und 1,4-Dioxan leicht löslich. Celluloseacetatmaterialien mit hohem Acetylgehalt, wie das im Handel erhältliche Eastman-Cellulosetriacetat, sind in einigen besonderen Lösungsmitteln, wie Tetrachloräthan, Methylenculorid und Methy-

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lenchkrid-Methanol-LÖsungen löslich. Das Triacetatraaterial ist ferner löslich in Aceton-1,4-Dioxan-Gemischen und bei einem bevorsugten Herstellungsverfahren wird das Cellulosetriacetat zuerst in einer Aceton-Dioxan-LÖsung durch Umrühren über Nach gelöst· Hierauf wird die gewünschte Menge Cellulose* dlacetat zugesetzt und das Rühren fortgesetzt_r bis das Diacetat in Lösung geht* Bei diesem bevorzugten Ansatz wird Methanol als das Solvatisierungsmittel und Maleinsäure als Quellmittel verwendet· Beim Ansetzen der Gießlösung müssen natürlich die verschiedenen Lösungsmittel, Solvatisierungsmittel und Quellmittel verfügbar sein·

Die erfindungsgemässe Gießlösung kann in an sich bekannter Weise im Handguß oder im Maschinenguß vergossen werden. Das Giessen kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Gießlösung, welche Raumtemperatur haben kann, durch eine hohle Rakel gefördert wird, wobei die letztere auf erhöhten Halterungen an den Rändern einer Gießfläche, z.B. einer Glasplatte, aufruht, die auf einer Temperatur von etwa * lo°C gehalten wird. Gewöhnlich wird die Rakel Über die Platte mit einer solchen Geschwindigkeit gezogen, daß der sich bildende Film eine Dicke zwischen o,254 mm und o,So8 mm (ο,οΐο und o,o2o ^H) • hat. Eine geeignete Gießgeschwindigkeit beträgt etwa 1,25 cm bis 25 cm Film je Sekunde. Nach dem Giessen läßt man den Film kurz trocknen, beispielsweise etwa 3 Minuten, um eine

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teilweise Verdampfung des Lösungsmittels zu ermöglichen· Die Länge der Trockenperiode verändert sich beträchtlich mit dem verwendeten Ansatz. Während des Gießvorgangs werden die Rakel und die Gießfläche, welch letztere eine Glasplatte sein kann, gewöhnlich auf einer niedrigen Temperatur von beispielsweise etwa - lo°C im Falle einer Aceton-Dioxan-Lösung gehalten. Es ist bekannt, daß bestimmte Kunststoff-Gießflächen im Gegensatz zu einer Glasplatte auf höheren Temperaturen, z.B. etwa auf Raumtemperatur, gehalten werden können.

Nach dem Giessen des Films und der teilweisen Verdampfung des Lösungsmittels werden die Gießglasplatte und der auf dieser befindliche Film in kaltes Wasser getaucht, dessen Temperaturbereich zwischen O⁰ und etwa lo°C liegen kann. Bei einer Acetondioxanlösung wird die Temperatur vorzugsweise auf etwa 0° bis plus 3⁰C gehalten. Die Gießplatte wird in das Kaltwasserbad mit einer kontinuierlichen Bewegung geschoben, wobei die Platte mit der Oberfläche des Wassers einen Winkel von etwa 3o° bis etwa 6o° einschließt. Der Film wird bald von der Glasgießplatte abgeschwemmt, zu welchem Zeitpunkt er zur Handhabung ausreichend fest ist. Der Film wird in einem feuchten Zustand gewalzt. Wenn man den Film trocknen läßt, verliert er seine wünschenswerten Eigenschaften und ist er zur Lntsalzung ungeeignet. Hierbei ist zu crwäiinen, daß die bei der Herstellung des gequollenen Films verwendeten Ue-

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dingungen sich beträchtlich je nach der angewendeten Technik und der Zusammensetzung der Gießlösung und in Abhängigkeit von dem Umstand verändern, ob der Film kontinuierlich oder partienweise hergestellt wird.

Die gewünschte Menge Lösungsmittel zur Auflösung des Celluloseacetats für die Zubereitung der Gießlösung ist diejenige, welche für das Erzielen einer bearbeitbaren Gießlösung erforderlich ist· Im Falle einer Lösung, bei der etwa gleiche Mengen Aceton und Dioxan verwendet werden, kommen gewöhnlich 4o - 80 Teile Lösungsmittel auf Io Teile des Celluloseacetats. Die Gießlösung enthält gewöhnlich etwa 0-2 Teile des Solvatisierungsmittels, unabhängig davon, ob es Wasser oder Alkohol ist, für je Io Teile des Celluloseacetats.

Beispiel I

Bei diesem Beispiel hatten die verschiedenen hergestellten Membranen einen mittleren Acetylgehalt von 42,2 Gew.% und wurden gleiche Mengen (7,7 Gramm) eines Eastman-Cellulosetri-, acetate (A-432-13o B) und Eastman-Celluloseacetat (E-398-3) vermischt. Die Gießlösungen enthielten 37,8 gr. Aceton, 46,8 ^r₅, an 1,4-Dioxan sowie 7 gr. Methanol und 3 gr. Maleinsäure, Anstelle von Methanol kann Wasser verwendet werden und statt

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Maleinsäure können andere Quellmittel vorgesehen werden. Die Herstellung der Membranen geschah durch Giessen bei - Iq⁰C₁ Eintauchen in ein Wasserbad von 0° und Tempern während 3-5 Minuten in einem Wasserbad, das auf einer Temperatur von 89⁰C gehalten wurde. Die Membranen wurden sowohl von Hand im wesentlichen in der vorangehend beschriebenen Weise und durch eine Maschinengießvorrichtung gegossen. Sodann wurden die Membranen in einem herkömmlichen Umkehrosmose-Prüfgerät bei Io5 atü (15oo psig) unter Verwendung einer 3,5 !igen Natriunchlorid-Wasserlösung (35ooo ppm) geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in der nachfolgenden Tabelle I angegeben.

Tabelle I Cellulose-Diacetat-Triacetat-Gemisch

Art der Herstellung

Handgegossen

Maschinengegossen

Zahl der Versuche

18

12

Fluß 1/dnr/Tag

44,25 * 2,65

41,98 - 3,41

Salzdurchlässigkeit MaCl. ppm

164 - 35

2o2 - 58

Beispiel II Die Arbeit nach diesem Beispiel wurde durchgeführt, um die os-

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motischen Eigenschaften verschiedener Mischungen von Cellulosetriacetat (Eastman A-432-13o B).und Cellulosediacetat (Eastman E-398-3) zu zeigen. Die verschiedenen Membranen wurden nach dem in Beispiel I angegebenen Verfahren hergestellt und die osmotischen Eigenschaften der Mischungen wurden durch den Betrieb einer herkömmlichen Umkehrosmose-Prüfeelle mit 3,5 !igen Natriumchlorid-Speiselösungen (35ooo ppm) bei Io5 atü (15oo psig) erhalten. Die Ergebnisse der Versuche erscheinen in der nachfolgenden Tabelle II. In der ersten Spalte sind die relativen Anteile von Cellulosediacetat und Cellulosetriacetat, wie sie in jeder der Mischungen verwendet wurden, und der resultierende Acetylgehalt angegeben.

	% Acetyl gehalt	Tabelle II	Fluß. 1/dnr/Tag	Salzdurch lässigkeit
	41,5 %		45,ol	344
Mischungen	41,9 %	Zahl der Versuche	41,98	174
CDA-Teile/ CTA-Teile	42,2 %	Io	44,25	164
75/25	42,5 %	8	34,48	143
6o/4o	42,9 %	18	25,7	45o
5o/5o		8
4o/6o	6
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Beispiel III

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Die Arbeit nach diesem Beispiel zeigt die Zuverlässigkeit, mit welcher die osmotischen Eigenschaften der Membran mit dem Acetylgehalt in Wechselbeziehung gesetzt werden können. Es wurde ein Ansatz hergestellt, der eine 5o/5o Mischung aus einem Cellulosetriacetat und einem Cellulosediacetat enthielt. Das Cellulosetriacetat hatte einen Acetylgehalt von 43,6 Gew.% der Cellulose, Von dem Diacetatmaterial wurde ein Jl Acetylgehalt von 4o,8 Gew.% angenommen. Eine solche Mischung ergibt rechnerisch einen Acetylgehalt von 42,2 % und nach der bisherigen Erfahrung müßten die osmotischen Eigenschaften einer Membran von diesem Acetylgehalt einen Fluß von 44,25 und eine Salzdurchlässigkeit von 164 ppm ergeben. Der Ansatz wurde in einer Aceton-Dioxan-Mischung von der in Beispiel I angegebenen Art hergestellt« Als Quellmittel wurden Methanol und Maleinsäure verwendet und bei der Herstellung wurde im wesentlichen das in Beispiel I angegebene Verfahren angewendet. Die osmotischen Eigenschaften der erhaltenen Membran wurden mit einem Fluß von 38,16 Ltr. je 9,29 dm² (lo,7 Gallonen je Quadratfuß) täglich und einer Salzdurchlässigkeit von 335 ermittelt. Dieses Ergebnis fällt nicht mit der bisherigen Erfahrung zusammen, aus welcher sich ergibt, daß für solche osmotischen Eigenschaften der Acetylwert der Membran 41,5 I statt des berechneten Acetylwertes von 42,2 % betragen soll. Der Acetylwert der Triacetatkomponente der Mischung wurde endgültig mit 43,6 % ermittelt. Berechnungen aufgrund der

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bisherigen Erfahrung ergeben, daß der wahre Acetylgehalt der Cellulosediacetatkomponente der Mischung wahrscheinlich 4o,o I statt der angenommenen 4o,8 % betrug. Aufgrund des angegebenen Wertes von 4o,o % wurde die Gießlösung von neuem mit einem 6o/4o - Gemisch aus den Triacetat- und Diacetatmaterialien angesetzt. Die erhaltene, aus dem 6o/4o - Gemisch hergestellte Membran ergab bei der Prüfung genau die vorausgesagten osmotischen Eigenschaften mit einem Fluß von 44,25 (11,7) und einer Salzdurchlässigkeit von 164 ppm. Gleichzeitig wurde das Cellulosediacetatmaterial von neuem einer Analyse unterzogen und in der Tat festgestellt, daß es den Acetylwert von 4o,o Gew.I hatte.

Die Erfindung kann natürlich innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Patentansprüche:

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Claims

P a tentansprüche ;

1. Celluloseacetat-Umkehrosmosemembran, gekennzeichnet durch ¹J einen Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,5 bis etwa 42,7 Gew.% des Celluloseacetats.

2. Celluloseacetatpolymer-Umkehrosmosemembran, gekennzeichnet durch eine verhältnismässig dünne aktive Schicht aus einer verdichteten Masse von Polymermolekülen und einer zweiten verhältnismässig dicken Schicht mit einer offenzelligen Struktur aus dem gleichen Celluloseacetatpolymeren und ferner gekennzeichnet durch die Herstellung aus einem Cellu- % loseacetatpolymeren mit einem Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,5 bis etwa 42,7 Gew.I des Celluloseacetats.

3. Membran nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt innerhalb des Bereiches von etwa 41,9 bis etwa 42,5 % liegt.

4. Membran nacn Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Acetylgehalt etwa 42,2 \ beträgt.

5. Gießlösung zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung ein filmbildendes Polymeres, ein Lösungsmittel für das Polymere, ein Solvatisierungsmittel und ein Quellmittel enthält, welches filmbildende Polymere durch Celluloseacetat mit einem Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,S - etwa 42,7 Gew.% des Celluloseacetats gebildet wird.

6. Gießlösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt etwa 42,5 I beträgt.

7. Gießlösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt innerhalb des Bereiches von etwa 41,9 % bis etwa 42,5 % liegt.

8. Gießlösung zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran, gekennzeichnet durch Celluloseacetat mit einem Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,5 bis etwa 42,7 Gew.% des Celluloseacetats, ein organisches polares Lösungsmittel für das Celluloseacetat, Wasser und ein Quellmittel.

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9. Gießlösung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt innerhalb des Bereiches von etwa 41,9 - etwa 42,5 Gew.% liegt.

10. Gießlösung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetalgehalt etwa 42,5 I beträgt.

11, ^erfahr en zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran,

die zum Abtrennen von Wasser aus einer wässerigen Lösung geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein filmbildender Celluloseester und ein Quellmittel in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden, welcher filmbildende Celluloseester gekennzeichnet ist dirch einen Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,5 - etwa 42,7 Gew.% des Celluloseacetats und

diese Lösung zur Bildung einer Membran vergossen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt des Celluloseester im Bereich von etwa 41,9 bis etwa 42,5 % liegt.

13, Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Acetylgehalt des Celluloseacetats etwa 42,5 % beträgt.

14. Verfahren zum Abtrennen von Wasser aus einer wässerigen . Lösung unter Verwendung einer semipermeablen Celluloseacetatmembran, dadurch gekennzeichnet, daß eine wässerige Lösung einer aktiven Seite der semipermeablen Celluloseacetatmembran ausgesetzt wird, welche Membran gekennzeichnet ist durch einen Acetylgehalt im Bereich von etwa 41,5 - etwa 42,7 Gew.I des Celluloseacetats;

ein Druck auf die wässerige Lösung ausgeübt wird, der höher als der osmotische Druck der erwähnten Lösung ist und

W Wasser mit einem herabgesetzten Gehalt an dem gelösten Stoff an der anderen Seite der Membran zurückgewonnen wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Acetylgehalt des Celluloseacetats im Bereich von etwa 41,9 bis etwa 42,5 % liegt.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch p.ekennzeichriet, daß

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der Acetylgehalt des Celluloseacetats etwa 42,5 % beträgt.

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