DE2009336A1 - Semi-permeable membrane for desalination of brackish and sea water by means of hyperfiltration and process for their production - Google Patents

Semi-permeable membrane for desalination of brackish and sea water by means of hyperfiltration and process for their production

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DE2009336A1
DE2009336A1 DE19702009336 DE2009336A DE2009336A1 DE 2009336 A1 DE2009336 A1 DE 2009336A1 DE 19702009336 DE19702009336 DE 19702009336 DE 2009336 A DE2009336 A DE 2009336A DE 2009336 A1 DE2009336 A1 DE 2009336A1
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Corrado Munan Stelio Genua Vigo Fernando Sanremo Genua Rossi, (Italien)
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Consigho Nazionale delle Ricerche, Rom
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Description

DIPL.-ING. KLAUS BEHN ά. U U ΌΟ Ο©DIPL.-ING. KLAUS BEHN ά. UU ΌΟ Ο ©

niPL.-:PHYS. ROBERT MUNZHUBERniPL .-: PHYS. ROBERT MUNZHUBER

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

8 MOLCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE Β TEL. (0811)222630-2961928 MOLCHEN 22 WIDENMAYERSTRASSE Β TEL. (0811) 222630-296192

A 4570 27. Februar I97OA 4570 February 27, I97O

Mü/SeMü / Se

CONSIGLIO NAZIONALE BELLE RICEHCHE, Piazza delle Scienze 7,CONSIGLIO NAZIONALE BELLE RICEHCHE, Piazza delle Scienze 7,

Rom, Italien Rome , Italy

Halbdurchlässige Membran zur Entsalzung von Brack- und Meerwasser mittels Hyperfiltration und Verfahren zu ihrerSemi-permeable membrane for desalination of brackish and Sea water by means of hyperfiltration and process for their

HerstellungManufacturing

- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung halbdurchlässiger Membranen, die zur Reinigung von Flüssigkeiten, besonders zur Entsalzung von Brack- und Meerwasser durch Ultrafiltrationsprozesse, auch unter dem Begriff Inversionsosmose bekannt, verwendet werden können. Die Erfindung hat auch nach dem gleichen Verfahren hergestellte und auf dem Gebiet der Reinigung von Flüssigkeiten durch das Hyperfiltrationsverfahren geeignete Membrane zum Ziel.- The invention relates to a method of manufacture semi-permeable membranes, which are used for cleaning liquids, especially for desalination of brackish and Sea water through ultrafiltration processes, including under known as inversion osmosis, can be used can. The invention also follows the same process manufactured and in the field of cleaning of Liquids suitable by the hyperfiltration process Membrane to the goal.

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Unter dem Begriff "Membran" wird im Vorliegenden innerhalb der Grenzen und dem Endziel der Erfindung - ein Material verstanden, welches eine Scheidewand bildet, deren Dicke geringfügig, im allgemeinen wesentlich geringfügiger ·. als seineOberflächenausdehnung ist, wobei Phänomene auftreten können, die jenen der Osmose ähnlich sind, das heißt, bei denen der Durchfluß eines Lösungsmittels durch die Membran von einer Abweisung bzw. Ausscheidung wenigstens des größeren Teils der Verbindungen begleitet ist, besonders der Salze, die sich gelöst in diesem Lösungsmittel befinden. Außerdem wird hier dieser Begriff auf Membranen angewendet, welche ungeachtet ihrer geometisehen Abmessungen die obengenannten Eigenschaften der Durchlässigkeitsselektivität besitzen, wobei die im Vorliegenden berücksichtigten Membranen ebenflächig sein oder irgendwelche andere Gestaltung haben können.By the term "membrane" is used herein within the limits and ultimate aim of the invention - a Understood material which forms a partition, the thickness of which is slightly, generally much less ·. than its surface area, phenomena appearing which are similar to those of osmosis, that is, in which the flow of a solvent through the membrane is accompanied by a rejection or excretion of at least the greater part of the compounds, especially the Salts that are dissolved in this solvent. In addition, this term is applied here to membranes, which regardless of their geometrical dimensions Have the above-mentioned properties of permeability selectivity, the membranes considered in the present case be flat or have any other design.

Das Phänomen der Inversionsosmose, angesichts der Bedingungen , unter denen die Membranen gemäß der Erfindung arbeiten, richtiger Ultrafiltration genannt, ist neuerdings dazu herangezogen worden, wenigstens eine partielle Reinigung oder bzw. eine Entsalzung von Brack- und Meerwasser zu erreichen, was offensichtlich von größtem Interesse undThe phenomenon of inversion osmosis, given the conditions under which the membranes according to the invention work, more correctly called ultrafiltration, has recently been used for at least partial cleaning or or desalination of brackish and sea water achieve what is obviously of most interest and

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und von größter sozialer und industrieller Bedeutung ist.and is of paramount social and industrial importance.

Zur Erreichung von Resultaten, die konkrete Bedeutung haben und tatsächlich von praktischem Nutzen sind, ist es offensichtlich wichtig, daß die benutzten Membranen bestimm- ™ te Eigenschaften bezüglich der Durchlässigkeitsselektivität , der mechanischen Widerstandsfähigkeit, der Lebensdauer, der Regenerationsfähigkeit u.s.w. aufweisen. Von besonderer Bedeutung ist ihre Fähigkeit, einen im Verhältnis zur ausnutzbaren Membranenoberfläche beträchtlichen Durchfluß innerhalb der Zeiteinheit, das heißt eine beträchtliche Menge durchdringender Flüssigkeit, zu ermöglichen. Diese Menge durchdringender Flüssigkeit, die man gewöhnlieh einfach als "Durchfluß" bezeichnet, wird im allgemeinen mit einem Wert φ angegeben, welcher der täglichen Flüssigkeitsmenge in Litern entspricht, die durch eine Membran von 1 qm Oberfläche dringt, also Liter χ m" χ Tag~ (1 m" g" ).In order to achieve results which have concrete meaning and are actually of practical use, it is obviously important that the membranes used have certain properties with regard to permeability selectivity, mechanical resistance, service life, ability to regenerate and so on. Of particular importance is their ability to allow a considerable flow in relation to the usable membrane surface area within the unit of time, that is to say a considerable amount of penetrating liquid. This amount of penetrating liquid, which is usually simply referred to as "flow", is generally given with a value φ, which corresponds to the daily amount of liquid in liters that penetrates through a membrane with a surface area of 1 square meter, i.e. liters χ m " χ day ~ (1 m "g").

Natürlich muß au der praktischen Notwendigkeit, an nehmbare Durchflußwerte zu erzielen, die Eigenschaft einer guten Filterungsfähigkeit kommen, die ihrerseits im allgemeinen in Prozentverhältnissen ausgedrückt wirdsOf course, in addition to the practical need to achieve acceptable flow rates, the property of good filtering ability, in turn, in general It is expressed in percentage ratios

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Konzentration stromaufwärts - Konzentration stromabwärtsUpstream Concentration - Downstream Concentration

10Ox 10Ox

Konzentration stromaufwärtsUpstream concentration

Die Eigenschaften des Durchflusses und der Filterung sind offensichtlich Determinanten in der Bewertung der quantitativen bzw. der qualitativen Ertragsfähigkeit des Ultrafiltrationssystems. Außerdem ist wichtig, daß der Ultrafiltrationsprozess nicht die Anwendung hoher Drücke verlangt, sei es um einen annehmbaren Kompromiß zwischen gereinigter Flüssigkeitsmenge und im Reinigungsprozess absorbierter Energie zu erreichen, sei es um die Schwierigkeiten zu eliminieren, die aus der Anwendung zu hohen Drucks resultieren. Auf dem Gebiet der industriellen Anwendung der Membranen für die Ultrafiltration von Brack- und Meerwasser darf der Betriebsdruck 100 Atmosphären keinesfalls überschreiten. The properties of the flow and the filtering are obviously determinants in the evaluation of the quantitative ones or the qualitative productivity of the ultrafiltration system. It is also important that the ultrafiltration process does not require the use of high pressures, be it to achieve an acceptable compromise between the amount of cleaned liquid and the energy absorbed in the cleaning process, or be it to eliminate the difficulties, resulting from the application of excessive pressure. In the field of industrial application of membranes for the For ultrafiltration of brackish and sea water, the operating pressure must never exceed 100 atmospheres.

Für die Entsalzung von mehr oder weniger salzhaltigem Wasser werden heute fast ausschließlich ultrafiltrierende Membranen aus Zelluloseazetat verwendet. Diese Membranen, die stark hydrophil sind, und im hohen Grade die nötigen Eigenschaften der Durchlässigkeitsselektivität besitzen, bringen jedoch einige schwerwiegende Nachteile und mancheFor the desalination of more or less salty water nowadays almost exclusively ultrafiltration is used Cellulose acetate membranes used. These membranes, which are highly hydrophilic and, to a high degree, the necessary ones However, having properties of permeability selectivity have some serious disadvantages and some

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Benutzungsbeschränkung mit sich, besonders die folgenden:Restriction of use with it, especially the following:

- geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Hydrolyse und gegenüber chemischen und biologischen Wirkstoffen;- poor resistance to hydrolysis and against chemical and biological agents;

- schwierige Handhabung aufgrund ihrer geringen mechani- IP sehen Widerstandsfähigkeit;- Difficult handling due to their low mechanical IP see resilience;

- Notwendigkeit, bei Nichtbenutzung die Membranen in feuchtem Zustand zu halten; ,- Necessity to keep the membranes in when not in use keep moist condition; ,

- Schwierigkeiten beim Waschen derselben mit chemischen Wirkstoffen zum Zwecke der Entfernung von Krusten, die sich während des vorangegangenen Betriebs gebildet haben.- Difficulty washing the same with chemical Active ingredients for the purpose of removing crusts that have become have formed during the previous operation.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Realisierung und darauffolgende Anwendung der Inversionsosmose, insbesondere g& auf die Entsalzung von mehr oder weniger salzhaltigem Wasser mittels Ultrafiltration, sowie mit brauchbaren und zufriedenstellenden Pilterungseigenschaften ausgerüstete Membranen, die nicht den obengenannten und anderen Nachteilen und Beschränkungen unterworfen sind. The object of the invention is therefore the implementation and subsequent application of inversion osmosis, especially g & on the desalination of more or less salty water by means of ultrafiltration, as well as equipped with useful and satisfactory piltering properties Membranes that are not subject to the above and other disadvantages and limitations.

Gemäß der Erfindung werden solche Membranen durch Aufbringen von monomeren oder polymeren Molekülen, welcheAccording to the invention, such membranes are by Application of monomeric or polymeric molecules, which

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aktive Gruppen polaren Typs enthalten oder aufnehmen können, auf eine aus synthetischen Plastikmaterial bestehende, selbst wasserundurchlässige oder unzureichend wasserdurchlässige Matrix hergestellt, wobei das Aufbringen auf chemischem Wege oder/und durch Bestrahlung erreicht wird. Auf diese Welse wird, unter den Bedingungen der Inversionsosmose, eine im Vergleich zu derjenigen der besagten Matrize mindestens 10-mal größere Durchlässigkeit erreicht.contain or can accommodate active groups of the polar type on a synthetic plastic material, even water-impermeable or insufficiently water-permeable matrix produced, the application being based on chemical Ways and / or is achieved by irradiation. In this way, under the conditions of inversion osmosis, achieved a permeability at least 10 times greater than that of the said die.

Die besagten Matrizen sind aus Manufakten zusammengesetzt, die durch die Verwendung von synthetischen Verbindungen gewonnen werden, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen (PTFE), Polypropylen, Homopoly*aiden oder Kopolyamiden, wobei jedoch die Verwendung anderer synthetischer Materialien wie z.B. von Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyäthylen-Tereftalaten, Polydichlorodifluorathylen, PoIycarbonalten, Polyepoxyden und anderen nicht ausgeschlossen ist.Said matrices are composed of manufactures made through the use of synthetic compounds are obtained, preferably polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene, homopoly * aids or copolyamides, however, the use of other synthetic materials such as polyethylene, polyvinyl chloride, Polyethylene terephthalate, polydichlorodifluorethylene, polycarbonate, Polyepoxides and others is not excluded.

Wie oben angedeutet, können die aufzubringenden monomeren oder polymeren Moleküle selbst polare GruppenAs indicated above, the monomeric or polymeric molecules to be applied can themselves have polar groups

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enthalten oder aber durch spätere Behandlung aktive polare Gruppen aufnehmen.contained or active polar as a result of later treatment Record groups.

Als polare Gruppen enthaltende Monomere können solche vorteilhaft verwendet 'werden, die in der Gruppe zusammengefaßt sind, welche Acrylsäure, Metacrylsäure, Vinylsulfonsäure und Parastyrensulfonsäure, sowie die Salze der genannten Säuren, Vinylpyridin und Acrylamiden, enthält. Gegebenenfalls können die Ester und die Nitrile der Acrylsäure und der Metacrylsäure, das Vinylpyrrolidon, Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, Vinylbenzoßsäure und ihre Salze und andere verwendet werden.Monomers containing polar groups which can be used advantageously are those which are summarized in the group are which acrylic acid, methacrylic acid, vinyl sulfonic acid and parastyrenesulfonic acid, as well as the salts thereof Acids, vinyl pyridine and acrylamides. Optionally, the esters and the nitriles of acrylic acid and methacrylic acid, vinyl pyrrolidone, vinyl chloride and Vinylidene chloride, vinylbenzoic acid and their salts and others be used.

Als Monomere, die keine aktive Gruppen besitzen, benutzt man vorzugsweise diejenigen, die in der Gruppe zusammengefaßt sind, welche die Styrole und die Divinyibenzole enthält, wobei die Anvrendung von 2 bis 18 Kohlenstoff enthaltenden Olefinen, Polykohlenwasserstoffen mit 14 bis Kohlenstoffatomen und den Gemischen dieser Hydrocarbure nicht ausgeschlossen sind. In diesem Fall können die polaren Punktionen mittels bekannter Prozesse der Schwefelung, der Chloromethylafcion, der Chloridation, der Oxydrilation, der Oxy dation und anderen erzielt werden.As monomers which have no active groups, those which are included in the group are preferably used which contains the styrenes and the divinyibenzenes, using from 2 to 18 carbon containing olefins, polyhydrocarbons having 14 to carbon atoms and the mixtures of these hydrocarbons are not excluded. In this case, the polar ones Punctures by means of known processes of sulphurization, chloromethylphenol, chloridation, oxydrilation, oxy dation and others.

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Palls das aufgebrachte Monomer keine aktiven polaren Gruppen enthält, ist der praktisch akzeptable Minimalwert der einzuführenden aktiven Gruppen - z.B. aur SuI-fonation - 5# (Molprozent) aufgebrachten monomeren Einheit.Palls the applied monomer no active polar Contains groups, is the practically acceptable minimum value of the active groups to be introduced - e.g. aur SuI-fonation - 5 # (mole percent) applied monomeric unit.

Es ist festgestellt worden, daß die wesentliche und kritische Filterungseigenschaft innerhalb des üblichen Durchflußmengenbereichs überraschend verbessert wird,wenn auf der Matrix aus synthetischem Material Monomere oder Oligomere gemischt mit anderen der vorgenannten Monomere aufgebracht werden, die zum Herbeiführen einer Vernetzung geeignet sind, wie z.B. das Divinyl- und das Trivinylbenzol und die vernetzenden Polyhydrocarbure.It has been found that the essential and critical filtering property is within the usual Flow rate range is surprisingly improved when on the matrix of synthetic material monomers or oligomers mixed with other of the aforementioned monomers which are suitable for bringing about crosslinking, such as divinylbenzene and trivinylbenzene, can be applied and the crosslinking polyhydrocarbures.

Außerdem können die vorteilhaften Resultate der Vernetzung durch die Anwendung von Strahlung erreicht werden oder durch die Verwendung von chemischen Reagenzien, die spezifisch als Vernetzer auf die in Betracht kommenden Polymermoleküle einwirken.In addition, the beneficial results of crosslinking can be achieved through the application of radiation or through the use of chemical reagents that are specific to the crosslinker in question Polymer molecules act.

Auf dem spezifischen Gebiet der Anwendung der Membranen für die Inversionsosmose, genauergesagt für die Ultrafiltration von Brackwasser, sind die kombiniertenIn the specific field of the use of membranes for inversion osmosis, more precisely for Ultrafiltration of brackish water, are the combined

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Eigenschaf ,ten der Durchlässigkeit und der Filterung, die gemeinsam die Leistungsfähigkeit der Ultrafiltration bestimmen, abhängig von der Einhaltung eines bestimmten Bereichs des Gewichtsverhältnisses zwischen Matrix und Monomer bzw. aufgebrachter Verbindung.Properties of permeability and filtering that together determine the efficiency of ultrafiltration, depending on compliance with a certain Range of the weight ratio between matrix and monomer or compound applied.

Grundsätzlich muß dieses Verhältnis zwischen 20/1 und 1/2 liegen. Vorzugsweise wendet man unter Benutzung von Polyolefin- und Polyamid-Matrizen Verhältnisse an, die zwischen 3 - k/l und 1/1,2 Megen.Basically, this ratio must be between 20/1 and 1/2. Preferably, when using polyolefin and polyamide matrices, ratios between 3 - k / l and 1 / 1.2 megen are used.

-Der Durchfluß, d.h. die Menge der durch den Ultrafilter hindurchgelassenen Menge hängt bei gleichem Stromaufwärtsdruck von der Dicke der Membrane ab. Die-The flow rate, i.e. the amount of the amount allowed to pass through the ultrafilter, depends on the same Upstream pressure depends on the thickness of the membrane. the

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gemäß der Erfindung hergestellten Membranen, die auf dem spezifischen Gebiet der Ultrafiltration, genauergesagt der " Entsalzung von Brackwasser durch Ultrafiltration, Verwendung finden, werden aus Laminarmatrizen mit einer Dicke von cirka 1 bis 25 Mikron gebildet.membranes produced according to the invention, which are based on the specific field of ultrafiltration, more precisely the " Desalination of brackish water by ultrafiltration, find use, are made of laminar matrices with a thickness from about 1 to 25 microns.

Der Aufbringungsvorgang auf die Matrix kann entweder durch bekannte chemische Prozesse zustandegebracht werden oder durch Herbeiführung einer Reaktion zwischen Matrizen undThe process of application to the matrix can either be brought about by known chemical processes or by causing a reaction between matrices and

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Monomeren mittels Strahlen, die zur Erzeugung von Radikalen, Peroxyden oder chemischen Reagenzgruppen fähig sind, wobei die Bestrahlung mit elektromagnetischen oder korpuskularen Strahlen vorgenommen werden kann ( wie Ultraviolett-, Röntgen-, γ"" _ Ol^/^-Strahlen oder Ionen oder dgl.), oder mit Ionen oder Radikalbündeln.Monomers by means of rays that generate radicals, Peroxides or chemical reagent groups are capable of being irradiated with electromagnetic or corpuscular Rays can be made (such as ultraviolet, X-ray, γ "" _ Ol ^ / ^ - rays or ions or the like.), Or with Ions or radical bundles.

Die nach der Erfindung hergestellten Membranen haben sich also für die Reinigung von Flüssigkeiten überraschend geeignet erwiesen, vor allem für die Entsalzung von Brackwasser mittels Ultrafiltration, d.h. durch Prozesse der Inversionsosmose.The membranes produced according to the invention have thus surprisingly been found for the purification of liquids proven suitable, especially for the desalination of brackish water by means of ultrafiltration, i.e. through processes of Inversion osmosis.

Außerdem haben sich die gemäß der Erfindung hergestellten Membranen unter den dem Prozess der Entsalzung eigenen Bedingungen gegenüber der Wirkung der chemischen Wirkstoffe und der Hydrolyse als überraschend stabil erwiesen. Ihre mechanische Widerstandsfähigkeit hat sich völlig ausreichend bei der Anwendung hohen Drucks gezeigt, der zir industriellen Nutzung dieses Ultrafiltrationsverfahrens geeignet ist, und zwar von 100 kg/cm und darüberhinaus, wodurch die gewünschte Durchflußmenge pro ultrafiltrierende Membranoberflächeneinheit erreicht wird.In addition, the membranes made according to the invention have proven themselves among those peculiar to the desalination process Conditions with respect to the action of the chemical active ingredients and hydrolysis proved to be surprisingly stable. Her mechanical resistance has been shown to be quite sufficient in the application of high pressure, in industrial applications Use of this ultrafiltration process is suitable, namely from 100 kg / cm and beyond, creating the desired Flow rate per ultrafiltering membrane surface unit is achieved.

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Diese Membranen erweisen sich außerdem wegen ihrer vorteilhaften Arbeitsweise beim Betrieb von Entsalzungsanlagen als besonders interessant. Sie sind in der iat völlig regenerierbar, da sie sich mit chemischen Reagenzien behaindeln lassen. Diese Reagenzien werden zur Entfernung von Krustenbildungen verwendet, die entweder von Materialien in Suspension verursacht werden, die jedenfalls in dem hier behandelten Brackwasser enthalten sind, oder von Produkten, die sich aus der Korrosion der in diesen Reinigungsanlagen verwendeten Materialien ergeben.These membranes also prove to be of particular interest because of their advantageous mode of operation in the operation of desalination plants. They can be completely regenerated in the iat, as they can be covered with chemical reagents. These reagents are used to remove "Λ the formation of crusts caused either by materials in suspension, which in any case are contained in the brackish water treated here, or by products resulting from the corrosion of the materials used in these cleaning systems.

Die Verwendung der obengenannten Membranen führt zu Abweisungen von mehr als 8O#. Ein solches Ergebnis ist schon von großem Interesse, was die Reinigung von begrenzt salzhaltigem Wasser betrifft, das in großen Mengen vor-The use of the above-mentioned membranes leads to rejection values greater than 80 #. One such result is of great interest when it comes to cleaning water with a limited amount of salt, which is present in large quantities.

kommt, aber nicht unmittelbar für die Ernähung und für landwirtschaftliche und "industrielle Zwecke verwertbar ist.comes, but not directly for food and for agricultural purposes and "can be used for industrial purposes.

Je nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ermöglichen es die preparierten und vernetzten Membranen, eine Abweisung bis zu Wertien von 96 bis 98^ zu erreichen, und das sind Werte, die sich für die Entsalzung des Meerwassers eignen.Depending on the preferred embodiment of the invention the prepared and cross-linked membranes enable to achieve a rejection up to values from 96 to 98 ^, and these are values that stand for the desalination of sea water suitable.

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Zu diesen wichtigen Vorteilen kommen ihre lange Lebensdauer, auch bei intermittierender Verwendung, und ihre wiederholte Verwendbarkeit nach ihrer Regeneration durch Waschungen mit chemischen Agenzien.In addition to these important advantages, there are and their long life, even with intermittent use reusable after their regeneration by washing with chemical agents.

Es folgen einige nicht einschränkende Beispiele der Verwirklichung der Erfindung unter Verwendung von Matrizen verschiedener Art und von Aufbringungen, die durch verschiedene Verbindungen und auf verschiedene Weise bewerkstelligt worden sind. Die gemäß der Erfindung hergestellten Membranen wurden bei der Entsalzung von Brackwassern verschiedenen Salzgehalts getestet, um die Vorteile der Erfindung in ihrem Hauptverwendungsgebiet zu demonstrieren.Some non-limiting examples of practicing the invention using matrices follow of various types and of deposits brought about by different connections and in different ways have been. The membranes made according to the invention have become different in the desalination of brackish water Salinity tested to demonstrate the advantages of the invention in its main field of application.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Eine sorgfältig gewaschene Polytetrafluorathylenschicht mit einer Dicke von j5 Mikron wurde in einem Behälter mit reinem monomeren! Styrol zusammengebracht und eine Bestrahlung durch eine Gammastrahlenquelle mit einer Dosis von 0,5 Mrad bei Raumtemperatur durchgeführt. Nach sorgfältiger Waschung mit Benzol ergab sich eine Gewichtszunahme vonA carefully washed polytetrafluoroethylene layer with a thickness of 5 microns was placed in a container with pure monomer! Styrene brought together and irradiation by a gamma ray source with a dose of 0.5 Mrad performed at room temperature. After careful washing with benzene, there was a weight gain of

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/. Die so behandelte Membrane wurde dann 12 Stunden lang in eine Lösung aus Tetrachlor-Kohlenstoff und Schwefel chlorid von 5$ gegeben und darauf mit einer Lösung von NaOH hydrolisiert. -/. The membrane treated in this way was then used for 12 hours long in a solution of carbon tetrachloride and sulfur chloride of $ 5 and then with a solution of NaOH hydrolyzes. -

■ - ■■ - ■

Es ergab sich auf diese Weise auf der mit Styrol behandelten Schicht gemessen, eine Kafcionsulf&onat-Membrane mit einem Gewichtsanteii der Gruppe SO, von ]50#. Eine solche Membran wurde für die Ultrafiltration von Meerwasser erprobt, das 3,5# Salz enthielt. Unter einem Be- ·It was found in this way on the styrene treated one Layer measured, a cafcion sulfonate membrane with a weight proportion of group SO of] 50 #. One such membrane was used for the ultrafiltration of sea water tried that contained 3.5 # salt. Under a load

. - ■ ■ ο - ■. - ■ ■ ο - ■

triebsdruck von 100 Atm. und bei einem Durchlauf vonoperating pressure of 100 atm. and with a run of

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1 h zeigte sie sich zu einem Durchfluß von 550 3m g" bei einer Ausf11trierungsrate in,der Größenordnung von 80 bis 85^ imstande. ·In 1 hour it showed a flow of 550 3m g "with an execution rate in the order of magnitude from 80 to 85 ^ capable. ·

BEISPIEL 1aEXAMPLE 1a

Das Beispiel 1 wurde auf gleiche Weise wiederholt, nur das diesmal eine Matrix von 15 Mikron Dicke verwendet wurde. Bei den gleichen Bedingungen ergab sich einExample 1 was repeated in the same way, only this time using a matrix 15 microns thick became. Under the same conditions, a

-2 -1-2 -1

Durchfluß von 52 1m g ι
der Größenordnung von 90$.
Flow of 52 1m g ι
on the order of $ 90.

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Durchfluß von 52 1m g und eine Ausfilterunsrate in
-2 -1
Flow rate of 52 1m g and a filtration rate in

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BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Eine mit der im Beispiel 1 verwendeten identische Schicht wurde in Gegenwart von Styrol bestrahlt und, wie in Beispiel 1 angegeben, gewaschen. Sie wurde danach mit Chloromethyläther und Trimethylamin behandelt, um eine anionische statt einer kationischen Membrane zu erreichen. Der Prozentsatz der Aufbringung ergab einen Gewichtsanteil von 45#, nachdem die Trimethylammon-Gruppen eingeführt waren, die 2$% Gewichtsanteile der aufgebrachten Schicht ausmachten.A layer identical to that used in Example 1 was irradiated in the presence of styrene and, as indicated in Example 1, washed. It was then treated with chloromethyl ether and trimethylamine in order to achieve an anionic membrane instead of a cationic one. The percent application was 45 # by weight after introducing the trimethylammon groups which made up $ 2% by weight of the applied layer.

Diese Membran ermöglichte bei den gleichen Betriebebedingungen wie in den vorangegangenen Beispielen einen Durchfluß von 250 1 m
der Größenordnung von
Under the same operating conditions as in the previous examples, this membrane allowed a flow of 250 1 m
of the order of

-2 —1
Durchfluß von 250 Im g und eine Ausfilterungsrate in
-2 -1
Flow rate of 250 .mu.m and a filtering rate in

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Eine Membran wie in Beispiel 1, wurde bestrahlt, unter den oben angegebenen Bedingungen, wobei jedoch als Aufbringung ein Styrolgemisch mit J>% Divinylbenzol verwendet wurde, bis k3% Anreicherung (Erhöhung des Gewichts durch die Wirkung der Aufbringung) erreicht waren· DieA membrane as in Example 1 was irradiated under the conditions given above, but a styrene mixture with J>% divinylbenzene was used as the application until k3% enrichment (increase in weight due to the effect of the application) was achieved

- 15 -- 15 -

109836/0799109836/0799

Behandlung wurde vervollständigt durch die Anwendung von schwefelsaurem Chlorhydrin, wie schon in Beispiel 1,. bis des Gewichtes der aufgepfropften Schicht aus SCU bestand. Die auf diese Weise erhaltene Membrane zeigte bei der Anwendung zur Ultrafiltration von Meerwasser unter den in Beispiel 1Treatment was completed by the use of sulfuric acid chlorohydrin, as in Example 1. until the weight of the grafted layer consisted of SCU. the Membrane obtained in this way showed when used for the ultrafiltration of sea water among those in Example 1

2—12-1

beschriebenen Umständen die Fähigkeit 280 Xm g Durchfluß zu ermöglichen mit einer Ausfilterungsrate von über 90% bis zudescribed circumstances the ability 280 Xm g flow to enable with a filtering rate of over 90% up to

Dieses Beispiel zeigt auf deutliche Weise die Vorteile, die sich aus der Aufbereitung und der Anwendung von Membranen ergeben, welche durch die Behandlung der Matrix mit monomerem Netz und anschließender Schwefelung entstehen. In der Tat hat man, wenn auch durch eine begrenzte Herabsetzung des Durchflusses (im Vergleich zu Beispiel 1) eine hohe Ausfilterungsrate und das heißt eine weitaus höhere Entsalzungskraft erreicht.This example clearly shows the advantages which result from the preparation and the application of membranes, which result from the treatment of the matrix with monomeric network and subsequent sulphurisation arise. Indeed, albeit by a limited discount, one has of the flow rate (compared to example 1) has a high filtering rate and that means a much higher one Desalination power achieved.

BEISPIEL 4EXAMPLE 4

Es wurden Membranen hergestellt unter Verwendung und Bestrahlung von Matrizen wie in Beispiel 1, jedoch wurde als Aufbringungsmittel eine wässerige Lösung mit 50# Akryl-Membranes were produced using and irradiating matrices as in Example 1, but an aqueous solution with 50 # acrylic

. - 16■ -. - 16 ■ -

109836/0799109836/0799

säure verwendet. Diese Membranen verlangten keine weitere chemische Behandlung. Bei der Anwendung dieser Membranen mit einem Gehalt von 25# von Aufbringunsmaterial ergab, bei der Ultrafiltration von Meerwasser unter den in Beispiel 1 beschriebenen Konditionen, eine Ausfilterungsrate in der Größenordnung von 95#> wenn auch bei einem Durchfluß von etwa 401 m"2 g"1.acid used. These membranes did not require any further chemical treatment. Using these membranes with a content of 25 # of application material resulted in the ultrafiltration of seawater under the conditions described in Example 1, a filtering rate of the order of 95 #> albeit at a flow rate of about 401 m " 2 g" 1st

BEISPIEL 5EXAMPLE 5

Membranen, bei denen Matrizen wie in Beispiel 1 verwendet wurden, wie in Beispiel 4 durch Aufbringung präpariert, Jedoch wurde als Monomer Vinylpyridin verwendet. Damit ergab sich ein Prozentsatz von 50# Gewichtszunahme der Aufpfropfung. Die so behandelten Membranen wurden dann für 48 Stunden in eine Lösung Methyljodid gelegt. Nach dieser Behandlung wurde eine weitere Gewichtszunahme von erzielt.Membranes using matrices as in Example 1, as in Example 4 by application prepared, however, vinyl pyridine was used as the monomer. This resulted in a 50 # percentage weight gain the grafting. The membranes treated in this way were then placed in a solution of methyl iodide for 48 hours. To this treatment resulted in a further weight gain of.

Diese Membranen ergaben beim Versuch der Ultrafiltration von Meerwasser unter den Voraussetzungen desThese membranes gave when attempting ultrafiltration of sea water under the conditions of

P Λ P Λ

Beispiels 1 bei einem Durchfluß von 500 Im" g eine Ausfilterungsrate vonExample 1 at a flow rate of 500 pounds per square inch Filtering rate of

- 17 -- 17 -

109836/0799109836/0799

BEISPIEL 6EXAMPLE 6

Weitere Membranen wurden nach der Methode der Beispiele 4 und 5 hergestellt, dies^mal jedoch wurde als Auf- Further membranes were produced according to the method of Examples 4 and 5, but this time it was used as a

brinangsmittel ein Gemisch verwendet, das aus 80# Vinylazetat' ^ und aus 20$ Äthylazetat bestand. Es wurde so verfahren, daß v O/OGewichtsprozent Anreicherung entstand.Brinangsmittel used a mixture that consisted of 80 # vinyl acetate and 20 $ ethyl acetate. The procedure was such that a v O / O weight percent enrichment resulted.

Bei der Hyperfiltration von Meerwasser unter denIn the hyperfiltration of sea water under the

bekannten Bedingungen erreichte man einen Durchfluß vonknown conditions a flow rate of

üd "9 ~1
56p. mg und eine Ausfilterungsrate von 84 - 8'5#.
üd "9 ~ 1
56p. mg and a filtering rate of 84 - 8'5 #.

BEISPIEL 7EXAMPLE 7

In diesem Falle wurden 2 Serien von Membranen her- " gestellt,' wozu Matrizen mit einer Schicht aus Polypropylen in einer Dicfce von 10 Micron verwendet wurden. Diese Matrizen wurden wie in Beispiel 1 bestrahlt, jedoch wurde Vinylpyridin als monomere Aufbringung gewählt. Die Membranen der ersten Serie (A) und der Serie (B) wurden verschieden lange der Bestrahlung ausgesetzt, um zu erreichen - nach Quaternisation mit Methyljodid -,daß sich In this case, two series of membranes were produced. made, 'including matrices with a layer of polypropylene in a Dicfce of 10 microns were used. These matrices were irradiated as in Example 1, but was Vinyl pyridine chosen as the monomeric application. The membranes of the first series (A) and the series (B) were made exposed to radiation for different lengths of time in order to achieve - after quaternization with methyl iodide - that

1098 38/07991098 38/0799

das Gesamtgewicht bei (A) um 90$, bzw. bei (B) um 150$ erhöhte.the total weight for (A) by $ 90, or for (B) by $ 150 increased.

Die so behandelten Membranen wurden bei der Ultrafiltration von salzhaltigem Wasser erprobt, welches 10 OOOppm. (Teile pro Million) Natriumchlorid enthielt. Der Versuch wurde in einer Laboranlage bei einem Druck von 1JO atm. und einem Durchlauf von 100 Liter/h durchgeführt mit folgenden Ergebnissen: The membranes treated in this way were tested in the ultrafiltration of salty water, which was 10 000 ppm. Contained (parts per million) sodium chloride. The experiment was carried out in a laboratory system at a pressure of 1 JO atm. and a run of 100 liters / h with the following results:

2 1
Membrane (A): Durchfluß 70 Im g ; Ausfilterungsrate: 92 -95%
2 1
Membrane (A): flow rate 70 im g; Filtering rate: 92 -95%

2 1
Membrane (B): Durchfluß 90 Im g ; Ausfilterungsrate: 91 -
2 1
Membrane (B): flow rate 90 im g; Filtration rate: 91 -

BEISPIEL 8EXAMPLE 8

Eine Schicht aus Polyäthylen mit einer Dicke von 10 Mikron wurde wie in Beispiel 3 behandelt, um eine Aufbringung« von 50$ des Gewichts zu erzielen und eine weitere Erhöhung von 32^ des Gewichts der angereicherten Schicht als Folge einer nachfolgenden Behandlung mit Schwefel.A layer of polyethylene 10 microns thick was treated as in Example 3 to give an add-on of $ 50 by weight and a further increase of 3 1/2 in weight of the enriched layer as a result of a subsequent treatment with sulfur.

Unter den Versuchsbedingungen wie in Beispiel 7Under the test conditions as in Example 7

beschrieben, ergab sich bei der Ultrafiltration von SaIz-described, resulted in the ultrafiltration of salt

-2 -1-2 -1

wasser ein Durchfluß von 100 Im g und eine Ausfilterungsrate von 90 %. water has a flow rate of 100 μg and a filtering rate of 90 %.

- 19 -109836/0799- 19 -109836/0799

BEISPIEL Q EXAMPLE Q

Es wurden Matrizen verwendet, die aus einer Schicht handelsüblichen "Nylons 6/6" mit einer Dicke von 10 Micron be3tanden. Diese Matrizen wurden auf verschiedene Weise mit Vinylpyridin angereichert und wie in Beispiel 5 quaternisiert, um auf diese Weise eine Gesamtanreicherung zwischen einem Minimum (C) von 50# und einem Maximum (D) von 120$ zu erreichen.Matrices were used which consist of a layer of commercially available "nylons 6/6" with a thickness of 10 microns existed. These matrices were made using different ways Enriched vinylpyridine and quaternized as in Example 5, in order in this way a total enrichment between a minimum (C) of # 50 and a maximum (D) of $ 120.

Diese Membranen zeigten beim Versuch mit salzhaltigem Wasser,wie in Beispiel 7 beschrieben, folgende Ergebnisse:When tested with salty water, as described in Example 7, these membranes showed the following results:

Membrane (C): Durchfluß 450 lmg ; Ausfilterungsrate 80#Membrane (C): flow rate 450 lmg; Filtering rate 80 #

—2 1
Membrane (D): Durchfluß 600 Im g i Ausfilterungsrate ,72% .
—2 1
Membrane (D): flow rate 600 Im gi filtration rate, 72%.

BEISPIEL 10EXAMPLE 10

Eine Schicht Polytetrafluoräthylen mit einer Dicke von 3 Mikron wurde der Wirkung von verdünntem Gas ausgesetat, angeregt durch Mikrowellen mit der Intensität von ' 100 Watt für genau 5 Minuten, und von da an mit Styrol reagieren lassen, um auf diese Weise eine GewichtsanreicherungA layer of polytetrafluoroethylene 3 microns thick was exposed to the action of dilute gas, stimulated by microwaves with an intensity of 100 watts for exactly 5 minutes, and from then on with styrene let react to gain weight in this way

- 20 109836/0799' - 20 109836/0799 '

von ~$O% bis 4OJ6 erreichen. Daraufhin wurde Solfonat bis 35 % Gewicht auf die angereicherte Schicht sulfoniert.from ~ $ O% to 4OJ6. Thereupon solfonate was sulfonated to 35 % weight on the enriched layer.

Unter den Umständen wie in Beispiel 7 beschrieben einer Probe unterzogen, wurden folgende Werte gemessen:Subjected to a sample under the circumstances as described in Example 7, the following values were measured:

Durchfluß: 60 bis 120 1 nf2g""1; Ausfilterungsrate: 56^ bisFlow rate: 60 to 120 1 nf 2 g ""1; Filtration rate: 56 ^ to

BEISPIEL 11EXAMPLE 11

Schichten von 5 Micron Dicke aus Polytetrafluoräthylen wurden im Vakuum mitreinem monomeren Styrol, welches Jtf> Divinylbenzol enthielt, in Verbindung gebracht und der Wirkung von beschleunigten Elektronen ausgesetzt, die eine Energie von 2 MeV hatten mit einer Intensität von 50 mA. Die Dauer betrug für (E) 1 Minute, für (P) 2 Minuten und für (G) 5 Minuten. Nach der Reinigung und Schwefelung (solfonazione) auf die in Beispiel 1 erwähnte Weise wurde folgende Ausbeute an Anreicherung und Schwefelung gemessen, ausgedrückt in Gewicht verglichen mit der Matrix bzw. der angereichterten Schicht:Layers of 5 micron thickness made of polytetrafluoroethylene were vacuum with pure monomeric styrene, which Jtf> divinylbenzene containing linked and subjected to the action of accelerated electrons that had an energy of 2 MeV at an intensity of 50 mA. The duration was 1 minute for (E), 2 minutes for (P) and 5 minutes for (G). After purification and sulphurisation (solfonazione) in the manner mentioned in Example 1, the following concentration and sulphurisation yield was measured, expressed in terms of weight compared with the matrix or the enriched layer:

- 21 -- 21 -

109836/0799109836/0799

Membran (E): angereichertes Styrol 9*7$; SO, - Gruppe 7% Membran (F): angereichertes Styrol 23,8#j SO^-Gruppe 16# Membran (G): angereichertes Styrol 50,6$j SO-,-Gruppe J>0%, Membrane (E): enriched styrene 9 * 7 $; SO, - group 7% membrane (F): enriched styrene 23.8 # j SO ^ group 16 # membrane (G): enriched styrene 50.6 $ j SO -, - group J> 0%,

Es wurden Ultrafiltrationsversuche durchgeführt bei einem Druck von 70 atm. und einem Durchlauf von 210 l/h Salzwasser mit 10 OOOppm (Teile pro Million) Natriumchlorid. Folgende Werte resultierten aus diesem Versuch:Ultrafiltration tests were carried out at a pressure of 70 atm. and a flow rate of 210 l / h Salt water with 10,000 parts per million (parts per million) sodium chloride. The following values resulted from this experiment:

2 12 1

Membran (E): Durchfluß 70 . m g J Ausfilterungsrate 90$Membrane (E): flow rate 70. m g J filtering rate $ 90

—2 —1
Membran (F)': Durchfluß 205 '< 1 mg ί Ausfilterungsrate
—2 —1
Membrane (F) ': flow rate 205 '< 1 mg ί filtration rate

•»Ρ 1• »Ρ 1

Membran (G): Durchfluß 32ο 1 mg; Ausfilterungsrate BEISPIEL 12 Membrane (G): flow rate 32ο 1 mg; Filtration Rate EXAMPLE 12

Ein» Schicht, wie in Beispiel 11 beschrieben, wurde in Vakuum, in einem Qiiarzrohr und bei Vorhandensein eines monomeren Styrols mit ultravioletten Strahlen bestrahlt { die Stahlen wurden von einer Quecksilberlampe erzeugt), bis die Anreicherung yyfo des Gewichts des Styrol hatte. Anschließend wurde eine weitere Erhöhung des Gewichts um 20$ durch Schwefelung erreicht. Die in dieser Weise hergestellte Membrane A layer as described in Example 11 was irradiated with ultraviolet rays in a vacuum, in a quartz tube and in the presence of a monomeric styrene (the rays were produced by a mercury lamp) until the concentration was ½ of the weight of the styrene. Then a further $ 20 increase in weight was achieved through sulphurisation. The membrane made in this way

- 22 109836/0799 - 22 109836/0799

zeigte bei dem Versuch unter den in Beispiel 11 be-showed in the experiment under the conditions described in Example 11

-2 -1 sehr!ebenen Bedingungen einen Durchfluß von 220 1mg-2 -1 very even conditions a flow rate of 220 1 mg

und Ausfilterungsraten in der Größenordnung von 8O-8j5#.and filtering rates on the order of 8O-8j5 #.

BEISPIELEXAMPLE

Teile einer Schicht aus handelsüblichem "Nylon 6" mit einer Dicke von 7 Micron wurden einer Anreicherung bei 25°C in einer Lösung aus 6 Teilen Vinylpyridin, jj Teilen H2SO2^, 4 Teilen HCIO2, und 0,5 Teilen schwefelsaurem Zer-Ammonleum in 90 Teilen Wasser ausgesetzt· Die Operationen wurden in der Weise durchgeführt, daß nach der Reinigung und Quaternlsation in einer Methanlösung mit 10$ Äthylbromid Membranen mit folgenden Charakteristiken entstanden:
nach 3 Stunden Behandlung (H) 52$ angelagertes Vinylpyridin, nach 6 Stunden (I) 88#, jeweils mit 85$ quaternären Aminogruppen.
Parts of a layer of commercially available "nylon 6" with a thickness of 7 microns were enriched at 25 ° C. in a solution of 6 parts of vinylpyridine, jj parts of H 2 SO 2 ^, 4 parts of HCIO 2 , and 0.5 part of sulfuric acid cerium -Ammonleum exposed in 90 parts of water.
after 3 hours of treatment (H) 52 $ added vinylpyridine, after 6 hours (I) 88 #, each with 85 $ quaternary amino groups.

Teile derselben Schicht, als Matrizen angewendet, wurden zum Vergleich derselben Probe der Ultrafiltration unterzogen.Portions of the same layer, used as matrices, were subjected to ultrafiltration to compare the same sample subjected.

109836/07S9109836 / 07S9

2 Ot) 9 3 362 Ot) 9 3 36

Diese Membranen, zusammen mit der Originalseilicht aus Nylon 6, wurden versuchsweise bei der Ultrafiltration von Brackwasser erprobt, welches 10 000 ppm. Natriumchlorid enthielt. Der Versuch wurde in einer Laboranlage bei einem Druck von 60 atm, und einem Durchlauf von 200 l/h durchgeführt mit folgenden ErgebnissemThese membranes, together with the original nylon 6 rope light, were experimentally used in the ultrafiltration of Brackish water tested, which 10 000 ppm. Contained sodium chloride. The experiment was carried out in a laboratory facility at a Pressure of 60 atm and a flow of 200 l / h carried out with the following results

Nylon 6 Schicht: Durchfluß 22 1mg ; Ausfilterungsrate 11$Nylon 6 layer: flow rate 22 1mg; Filtration rate $ 11

2 1
Membran (H): Durchfluß 375 1 m g j Ausfilterungsrate 66-68#
2 1
Membrane (H): flow rate 375 1 mgj filtering rate 66-68 #

Membran (I): Durchfluß 350 1 ra"2g""1j Ausfilterungsrate 87-89^.Membrane (I): flow rate 350 1 ra " 2 g"" 1 j filtering rate 87-89 ^.

BEISPIELEXAMPLE

Es wurden Membranen hergestellt bei denen Matrizen ^ und die .Art und Weise aus Beispiel I3 verwendet wurden, wo- · " bei die einzige Änderung darin bestand, daß die Quaternisation durchgeführt wurde, indem als netzformendes Mittel der Methanlösung 0,2% - alfa-alfa'-Dibrom-Paraditolsulfate hinzugesetzt wurden. Bei einem Prozentsatz von 90$ an Anreicherung und 85% Ammonium als quaternäre Aminogruppen wurden unter den gleichen Konditionen des Beispiels I3 ein Durch-Membranes were produced in which matrices and the manner from Example I3 were used, where the only change was that the quaternization was carried out by using 0.2% - alfa- alfa'-dibromo-paraditol sulfate were added. With a percentage of enrichment of $ 90 and 85% ammonium as quaternary amino groups, a through-

—2 —1—2 —1

fluß von 280 Im g und eine Ausfilterungsrate von 95$ gemessen. Measured flow rate of 280 Img and a filtering rate of $ 95.

109836/0799109836/0799

200S336200S336

BEISPIEL 14EXAMPLE 14

Eine Schicht aus Nylon 6, wie in Beispiel 13* wurde in Luft mit Gammastrahlen bestrahlt mit einer Dosis von Q6 Mrad. Nach der Bestrahlung wurde die Matrix angereichert, wozu als Monomer Vinylpyridin Verwendung fand. Anschließend wurde die Matrix in eine Lösung aus Metyljodid getaucht, wie in Beispiel 5· Die gesamte Gewichtserhöhung betrug 105$. Unter den Voraussetzungen der Ultrafiltration, wie in Bei-A layer of nylon 6 as was made in Example 13 * irradiated in air with gamma rays with a dose of Q6 Mrad. After the irradiation, the matrix was enriched, for which vinylpyridine was used as a monomer. Afterward the matrix was immersed in a solution of methyl iodide, as in Example 5. The total increase in weight was $ 105. Under the conditions of ultrafiltration, as in the case of

—2 —1 spiel 15 angewendet, wurde ein Durchfluß von 450 lmg und eine Ausfilterungsrate in der Größenordnung von 85$ erreicht. —2 —1 game 15 applied, a flow rate of 450 lmg was used and achieved a filtering rate on the order of $ 85.

BEISPIEL 15EXAMPLE 15

Eine Matrix, gebildet aus einer Schicht Nylon 6 (wie in Beispiel I5) wurde chemisch angereichert in einer Lösung , die 10$ Akrylsäure, 10$ Schwefelsäure N/1 enthielt bei Vorhandensein von 0,1 Di-Akryl~Amid des Hexamethylendiamin als netzformendes Mittel und von Cerl-Ammonium-Sulfat als Auslöser. Mit einem Prozentsatz an Anreicherung von 92# Gewicht, sind beim Versuch der Ultrafiltration unter denA matrix formed from a layer of nylon 6 (as in Example I5) was chemically enriched in one Solution containing $ 10 acrylic acid, $ 10 sulfuric acid N / 1 in the presence of 0.1 di-acrylic amide of hexamethylenediamine as a network-forming agent and cerium ammonium sulfate as Trigger. With an enrichment percentage of 92 # Weight, when attempting ultrafiltration are among the

- 25 -- 25 -

109836/0799109836/0799

Bedingungen wie in Beispiel 13 besehrieben ein DurchflußConditions as in Example 13 describe a flow through

2 1 ■2 1 ■

von 120 Im" g und eine Ausfilterungsrate von 75$ erreicht worden.of 120 Im "g and a filtering rate of $ 75 been.

BEISPIEL 16EXAMPLE 16

Es wurde als Matrix eine Schicht von 24 Mikron Dicke verwendet, die aus einem Kopolyamid folgender Zusammensetzung bestand!A layer of 24 microns was used as the matrix Thickness used, made of a copolyamide of the following composition duration!

85$ Nylon 6 und 15$ Nylon 11. Diese Matrix wurde zu 60# mit Vinylpyridin nach der in Beispiel 14 beschriebenen Methode angereichert. Die Aminogruppen wurden zu 80$ mit einer Metylbromid - Lösung quaternisiert. Bei der Durchführung der Ultrafiltration wie in Beispiel 1j wurden folgende 1
rate 85$.
85 $ nylon 6 and 15 $ nylon 11. This matrix was enriched to 60 # with vinyl pyridine using the method described in Example 14. The amino groups were quaternized to 80 $ with a methyl bromide solution. When the ultrafiltration was carried out as in Example 1j, the following 1
rate $ 85.

—2 —1 folgende Werte erreicht! Durchfluß 60 1 in g ; Ausfilterungs-—2 —1 achieved the following values! Flow rate 60 l in g ; Filtering

- 26 109836/0799 - 26 109836/0799

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Herstellung von halbdurchlässigen Membranen, dadurch gekennzeichnet, daß eine für Wasser begrenzt durchlässige Matrix, die aus einer synthetischen Verbindung besteht, wobei die Moleküle in der vorbereiteten Membrane aktive Gruppen von polarem Typ enthalten, derart angereichert wird, daß die Membran unter Druck und bei Bedingungen der Inversionsosmose eine Wasserdurchlässigkeit aufweist, die mindestens 10mal größer ist als die ursprüngliche Durchlässigkeit der Matrix, so daß die Membran/ί in der Lage ist, den Durchgang von mindestens 70% des Salzgehaltes des Wassers zu verhindern, wenn bei gleichem Druck durch die Membran hindurch ultrafiltriert wird.1. A process for the production of semipermeable membranes, characterized in that a matrix which is limitedly permeable to water and consists of a synthetic compound, the molecules in the prepared membrane containing active groups of polar type, is enriched in such a way that the membrane is under pressure and under conditions of inversion osmosis has a water permeability which is at least 10 times greater than the original permeability of the matrix, so that the membrane / ί is able to prevent the passage of at least 70% of the salinity of the water when through at the same pressure the membrane is ultrafiltered through. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennaeich-2. The method according to claim 1, characterized gekennaeich- net, daß zumindest eine teilweise Vernetzung der angereicherten Verbindung hervorgerufen wird,net that at least a partial crosslinking of the enriched connection is brought about, j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung durch das Bestrahlen der Matrixj5. Method according to claim 1, characterized in that that the enrichment by irradiating the matrix 109836/0799109836/0799 -■27-- ■ 27- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anreicherung gefördert wird, indem die Matrix einer chemischen Behandlung unterworfen wird.4. The method according to claim 1, characterized in that The enrichment is promoted by making the matrix a chemical Treatment is subjected. 5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Matrix Moleküle angelagert werden, die keine polaren Gruppen enthalten und daß durch anschließende Behandlung der Membran aktive polare Gruppen hinzugefügt werden.5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that molecules are attached to the matrix, which contain no polar groups and that active polar groups as a result of subsequent treatment of the membrane to be added. 6. Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß aktive polare Gruppen von mehr als 5$(Molprozent) der monomeren Einheit hinzugeführt werden.6. The method according to claim 5 *, characterized in that that active polar groups are greater than $ 5 (mole percent) of the monomeric unit are added. 7,.· Halbdurchlässige Membran, die nach dem Verfahren der Ansprüche- 1 Jais 6 hergestellt ist, gekennzeichnet durchpine Matrix aus synthetischem Material, welches begrenzt wasserdurchlässig ist und an welcher Moleküle angelagert sind, die mindestens 5$ (Molprozent) der monomeren Einheit an aktiven polaren Gruppen beinhalten, wobei die Membran, unter Druck und bei Bedingungen der Inversionsosmose eingesetzt, eine Durchlässigkeit zeigt, die mindestens 10mal größer ist als die der ursprünglichen Matrix,7,. · Semi-permeable membrane made after the procedure of claims 1 Jais 6 is made, characterized through-pin matrix made of synthetic material, which is water permeable to a limited extent and on which molecules are attached are at least $ 5 (mole percent) of the monomeric Include unit of active polar groups, the Membrane, used under pressure and under conditions of inversion osmosis, shows a permeability that is at least 10 times larger than that of the original matrix, - 28 -- 28 - 109836/0799109836/0799 200P336200P336 und die imstande ist, mindestens 72$ des Salzgehalts von Salzwasser bei einer Ultrafiltration auszuscheiden.and that is capable of at least $ 72 of the salinity of To excrete salt water with an ultrafiltration. 8. Halbdurchlässige Membran nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die angelagerten Moleküle zumindest teilweise netzbildend sind, so daß die Membran in der Lage ist, bei Ultrafiltration mindestens 85^ des Salzgehalts des Wassers auszuscheiden.8. Semi-permeable membrane according to claim 7, characterized in that the attached molecules at least are partially network-forming, so that the membrane is capable of at least 85 ^ of the salt content in ultrafiltration to excrete the water. 9. Halbdurchlässige Membran,nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Matrix mit einer Dicke zwischen 1 und 25 Mikron, vorzugsweise zwischen 3 und 24 Mikron, enthält.9. Semi-permeable membrane according to claim 7 or 8, characterized in that it is a matrix with a thickness between 1 and 25 microns, preferably between 3 and 24 Micron. 10. Halbdurchlässige Membran nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Gewicht zwischen 115# und 250^ des Gewichts der unbehandelten Matrix beträgt. 10. Semi-permeable membrane according to one of claims 7 to 9, characterized in that its weight is between 115 # and 250 ^ of the weight of the untreated matrix. 11. Halbdurchlässige Membran nach einem der Ansprüche 7 bis 10 , dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Matrix enthält, die eine mindestens 10mal geringere Wasserdurchlässigkeit besitzt als die Membran,und aus einer synthetischen11. Semi-permeable membrane according to one of claims 7 to 10, characterized in that it contains a matrix which has at least 10 times less water permeability than the membrane, and of a synthetic one - 29 109836/0799 - 29 109836/0799 - 29 - ■''■■'- 29 - ■ '' ■■ ' Verbindung besteht, die aus Polypropylen, Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Homopölyamiden oder Kopolyämiden zusammengesetzt ist.Compound made of polypropylene, polyethylene, Polytetrafluoroethylene, homopolyamides or copolyamides is composed. 12. Halbdurchlässige Membran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix mit Molekülen angereichert ist, deren Monomeren In der Gruppe der Styrole und der Divinylbenzole enthalten sind.12. Semi-permeable membrane according to claim 11, characterized in that the matrix is enriched with molecules is whose monomers in the group of styrenes and the Divinylbenzenes are included. IJ. Halbdurchlässige Membran nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix mit Molekülen angereichert ist, deren Monomeren in der Gruppe der Acrylsäuren und Vinylpyridine enthalten sind.IJ. Semi-permeable membrane according to claim 11, characterized characterized in that the matrix is enriched with molecules is whose monomers in the group of acrylic acids and Vinylpyridines are included. 14. Anwendung einer' Membran nach einem der Ansprüche 7 bis 1J, zur Reinigung von Flüssigkeiten insbesondere zur Entsalzung von Salzwasser mittels Ultrafiltration bzw. Inversionsosmose.14. Application of a 'membrane according to one of the claims 7 to 1J, especially for cleaning liquids for the desalination of salt water by means of ultrafiltration or inversion osmosis. 109836/0799109836/0799
DE19702009336 1970-02-27 1970-02-27 Semi-permeable membrane for desalination of brackish and sea water by means of hyperfiltration and process for their production Pending DE2009336A1 (en)

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