DE2829630B2 - Semipermeable Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Semipermeable Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

(Y)n,
stehen, worin X, Y und z. unabhängig für Aikyireste mit 1 bis 4 C-Atomen, Alkoxyreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Chloratome oder Bromatome und /, m und π unabhängig für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 stehen, wobei das Polyaryläthersulfon ein Zahlenmittelmolekulargewicht von 5 000 bis 50 000 hat und mit einem Kontaktwinkel der Membranoberfläche zu Wasser von höchstens 65°.
2. Semipermeable Membran nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß das Polyaryläthersulfon wiederkehrende Einheiten der Formel
SO>-
aufweist.
3. Semipermeable Membran nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyaryläthersulfon ein Zahlenmittelmolekulargewicht von 10 000 bis 30 000 hat.
4. Verfahren zur Herstellung einer semipermeablen Membran nach Ansprüchen 1 bis 3, wobei man eine Polymerlösung in eine Membran formt und die Membran zur Koagulation mit einer Flüssigkeit in Berührung bringt, die mit einem organischen Lösungsmittel für das Polymer mischbar, aber ein Nichtlöser für das Polyaryläthersulfon ist, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Gießlösung einsetzt, die eine polare organische Lösung eines Polyaryläthersulfons mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
-{Ar1 —O —Ar2 —SO2fworin Ar' und Ar2 unabhängig Tür
stehen, worin X, Y und Z unabhängig für Aikyireste mit I bis 4 C-Atomen, Alkoxyreste mit 1 bis 4 C-Atomen, Chloratome oder Bromatome und /, m und η unabhängig für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 stehen, und eine wäßrige Lösung eines Elektrolyten enthält, wobei die Konzentration des Polyaryläthersulfons in der Gießlösung 5 bis 35 Gew.-% beträgt und das Polyaryläthersulfon ein Zahlenmittelmolekulargewicht von 5 000 bis 50 000 aufweist
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyaryläthersulfon wiederkehrende Einheiten der Formel
und ein ZahlenmittelmolekulargewicL· von etwa 10 000 bis 30 000 aufweist 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn-
-'» zeichnet, daß man als polares organisches Lösungsmittel Dimethylsultoxyd oder ein Gemisch von Dimethylsulfoxyd mit N,N-Dimethylacetamid, Ν,Ν-Dimethylformamid oder N-Methyl-2-pyrrolidon verwendet
2i 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man als Elektrolyt Natriumnitrat verwendet
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Polyaryläther-
JO sulfons in der Gießlösung 10 bis 30 Gew.-% beträgt.
r» Erfindungsgegenstand ist die im Patentanspruch 1 genannte Membran und das im Patentanspruch 4 genannte Verfahre, zur Herstellung dieser Membran.
Als Materialien für die Herstellung semipermeabler Membranen werden zur Zeit zahlreiche Polymerisate verwendet. Beispielsweise werden Celluloseacetate, Polyacrylnitrile und Polyamide großtechnisch als Materialien für semipermeable Membranen hergestellt.
Polyarylsulfone, die als technische Kunststoffe Anwendung finden, werden auf Grund ihrer guten Wärme-
4r> und Chemikalienbeständigkeit ebenfalls als Materialien für semipermeable Membranen verwendet. Die Polyarylsulfone sind jedoch nur in geringem Maße hydrophil, so daß die semipermeablen Membranen auf Grund ihrer geringen Benetzbarkeit durch Wasser ver-
->o schiedene Nachteile bei der Filtration von Wasser aufweisen.
Beispielsweise verfangen sich bei der Durchführung einer Filtration unter Verwendung einer mit semipermeablen Membranen versehenen Apparatur häufig
v> Blasen in der Apparatur. Wenn die Benetzbarkeit der semipermeablen Membranen durch Wasser gering ist, werden die Blasen an ihren Oberflächen adsorbiert und lösen sich nicht leicht davon. Dies hat die Bildung toter Räume zur Folge, die die Filtergeschwindigkeit ver-
w) ringern. Ferner trocknen semipermeable Membranen mit geringer Benetzbarkeit durch Wasser leicht, wenn sie der Luft ausgesetzt werden, so daß die Durchlässigkeit für Wasser geringer wird.
Die hydrophile Eigenschaft und die Wasserdurchlässigkeit von semipermeablen Membranen aus PoIyaryläthersulfonen kann in einem gewissen Maße durch Einführung von Sulfonsäuregruppen in die Arylreste der Polyaryläthersulfone verbessert werden (Journal of
Applied Polymer Science 20 (1976) 1885). Semipermeable Membranen aus Polyaryläthersulfonen, die nicht solche stark sauren Atomgruppen, d. h. keine Substituenten in den Arylresten oder nur nicht diisoziierbare Substituenten in den Arylresten enthalten, sind jedoch j nur wenig hydrophil, und der Kontaktwinkel der Oberflächen der semipermeablen Membranen zu Wasser beträgt wenigstens 70°.
Semipermeable Membranen mit einem Kontaktwinkel ihrer Oberflächen zu Wasser von 70° oder mehr haben eine geringe Benetzbarkeit durch Wasser und demgemäß eine geringe Wasserdurchlässigkeit. Im Gegensatz hierzu sind die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung mit einem Kontaktwinkel ihrer Oberflächen zu Wasser von 65° oder weniger leicht mit Wasser benetzbar, und Blasen sind nur schwierig an ihren Oberflächen adsorbierbar, so daß die Wasserdurchlässigkeit gesteigert wird.
Von den für die Zwecke der Erfindung geeigneten, vorstehend beschriebenen Polyaryläthersulfonen mit wiederkehrenden Einheiten der Foimei gemäß Anspruch 1 werden Polyaryläthersulfone, in der Ar1 und Ar2 eine Gruppe der Formel
25
sind, auf Grund ihrer leichten Verfügbarkeit vorzugsweise verwendet. Bevorzugt für die Zwecke der Erfindung werden daher Polyaryläthersulfone mit wiederkehrenden Einher. ;n der Formel
Das Zahlenmittelmolekulargcwicht der Polyaryläthersulfone, die für die Zwecke der Erfindung geeignet sind, liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 5 000 bis 50 000 und vom Standpunkt der leichten Herstellung der Membranen und der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Membranen vorzugsweise im Bereich von etwa 10 000 bis 30 000.
Die erfindungsgemäßen semipermeablen Membranen aus Polyaryläthersulfonen werden hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 4.
Als polare organische Lösungsmittel eignen sich für die Zwecke der Erfindung beispielsweise Dimethylsulfoxyd, Ν,Ν-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylformamid und N-Methyl-2-pyrrolidon und Gemische dieser Lösungsmittel. Von diesen polaren organischen Lösungsmitteln werden Dimethylsulfoxyd und Gemische von Dimethylsulfoxyd mit Ν,Ν-Dimethylacetamid, Ν,Ν-Dimethylformamid oder N-Methyl-2-pyrrolidon vom Standpunkt der Löslichkeit der Polyaryläthersulfone und der Elektrolyte in diesen Lösungsmitteln bevorzugt.
Als Elektrolyte eignen sich für die Zwecke der Erfindung beispielsweise Metallsalze von anorganischen Säuren, Metallsalze von organischen Säuren, hochmolekulare Elektrolyte und ionogene oberflächenaktive Verbindungen. Beispiele geeigneter Metallsalze von anorganischen Säuren sind Natriumhydroxyd, Kaliumchlorid, Kaliumnitrat, Natriumsulfat, Kaliumsulfat und Zinkchlorid. Als Metallsalze organischer Säuren eignen sich beispielsweise Natriumacetat, Natriumformiat, Natriumsuccinnt und Natriumoxalat. Beispiele geeigneter hochmolekularer Eleklmlyie sind Polystyrolnatrium-
10
b0 sulfonat und Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid. Als ionogene oberflächenaktive Verbindungen eignen sich beispielsweise N-Oleoyl-N-methyl-2-aminoäthannatriumsulfonat, N-Lauryl-N-methyl-2-aminoäthannatriumsulfonat, Octadecyltrimethylammoniumchlorid und Dodecyltrimethylammoniumchlorid.
Die Elektrolyte für die Zwecke der Erfindung liegen in Form einer wäßrigen Lösung vor.
Die Konzentration des Elektrolyten in der wäßrigen Lösung unterliegt keiner besonderen Begrenzung, jedoch tritt die Wirkung des Elektrolyten bei höheren Konzentrationen besonders deutlich hervor. Im allgemeinen liegt die Konzentration des Elektrolyten im bereich von etwa 1 bis 60 Gew.-%.
Die auf das Volumen des polaren organischen Lösungsmittels bezogene Menge der wäßrigen Elektrolytlösung, die für die Zwecke der Erfindung verwendet werden kann, kann in weiten Grenzen liegen, so lange die Gießlösung gleichmäßig gehalten werden kann. Die Menge der wäßrigen Elektrolytlösung liegt im allgemeinen im Bereich von etwa öp bis 10 Vol-%.
Die Gießlösung gemäß der Erfindung kann hergestellt werden, indem zuerst die wäßrige Elektrolytlösung im polaren organischen Lösungsmittel und dann das Polyaryläthersulfon in der erhaltenen Lösung gelöst wird oder indem zuerst das Polyaryläthersulfon im polaren organischen lösungsmittel gelöst und dann die wäßrige Elektrolytlösung in der erhaltenen Lösung gelöst wird. Um eine gleichmäßige Gießlösung in kurzer Zeit zu erhalten, wird das erstgenannte Verfahren bevorzugt
Die Temperatur, bei der das Polyaryläthersulfon im polaren organischen Lösungsmittel oder in einer Lösung des polaren organischen Lösungsmittels und der wäßrigen Elektrolytlösung gelöst wird, liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 10° bis 1000C.
Die Konzentration des Polyaryläthersulfons in der Gießlösung beträgt 5 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise etwa 10 bis 30 Gew.-%. Bei Konztntratio.ien des Polyaryläthersulfons von mehr als etwa 35 Gew.-% ist die Wasserdurchlässigen der damit erhaltenen semipermeablen Membranen für praktische Zwecke zu gering. Bei Konzentrationen von weniger als etwa 5 Gew.-% ist die Festigkeit der erhaltenen semipermeablen Membranen ungenügend.
Die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung können jede gewünschte Form einschließlich flacher Membranen und Hohlfasern haben und nach beliebigen üblichen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise wird die Gießlösung zur Herstellung einer semipermeablen Membran in flächiger Form auf eine ebene Oberfläche, z. B. ein Metallblech oder eine Glasplatte oder für die kontinuierliche Herstellung auf ein Förderband aus Metall gegossen. Die Auflage kann auch zylindrisch, konisch oder spiralförmig sein oder jede beliebige andere gewünschte Form haben. Die gegossene flache Membran auf der Unterlage wird dann in ein Koagulierungsbad getaucht, um Koagulation zu bewirken. Zur Herstellung einer semipermeablen Membran in Form von Hohlfasern wird die Gießlösung durch eine ringförmige Spinndüse extrudiert. Gleichzeitig wird eine innere Koagulationsflüssigkeit für die Gießlösung durch die Mitte der ringförmigen Spinndüse geleitet, und die Gießlösung und die Koagulationsflüssigkeit werden zu einem Koagulationsbad geführt, um Koagulation zu bewirken.
Die flüssigen Koagulationsmittel, die als innere Koagulationsflüssigkeiten verwendet werden, und das Ko-
agulationsbad, in das die gegossene flächige Membran oder die Gießlösung getaucht oder in die die Gießlösung von der Spinndüse geführt wird, sind Flüssigkeiten, die mit dem polaren organischen Lösungsmittel mischbar, aber Nichtlöser für das Polyaryläthersulfon sind. Als flüssige Koagulationsmittel eignen sich beispielsweise Wasser, Methanol, Äthanol und Äthylenglykol sowie beliebige Gemische dieser Flüssigkeiten. Von diesen Flüssigkeiten wird vorzugsweise Wasser verwendet. Zur Herstellung von semipermeablen Membranen in Form von Hohlfasern können die innere Koagulationsflüssigkeit und das Koagulationsbad und ihre Zusammensetzungen gleich oder verschieden sein.
Bei Verwendung von Wasser als Koagulationsflüssigkeit liegt die Temperatur des Wassers im allgemeinen im Bereich von etwa 0° bis 80° C.
Die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung weisen Poren mit einem mittleren Durchmesser von etwa 1 nm bis etwa 0,5 μπι auf ihrem Oberflächenteil auf, der mit der Koagulationsflüssigkeit in Berührung gekommen ist Der innere Te:l der Membran besteht aus einer porösen Schicht, deren Poren einen mittleren Durchmesser von etwa 0,05 bis 5 μπι haben. Die poröse Schicht kann dort, wo das die Membran bildende Polyaryläthersulfon fehlt. Hohlräume mit einem Durchmesser von etwa 10 μπι oder mehr aufweisen.
Im einzelnen liegt bei der semipermeablen Membran in flächiger Form, die durch Gießen der Gießlösung auf eine flache Oberfläche einer Unterlage hergestellt worden ist, der mittlere Durchmesser der Porer im Oberflächenteil der Membran, der mit der Koagulationsflüssigkeit in Berührung gekommen ist, im Bereich von etwa 1 nm bis 0,5 μπι, während der innere Teil der Membran aus einer porösen Schicht mit einem mittleren Porendurchmesser von etwa 0,05 bis 5 μπι besteht, der sich bis zur Innenseite der Membran, die mit der ebenen Oberfläche der Unterlage in Berührung gekommen ist, fortsetzt. Bei semipermeablen Membranen in Form von Hohlfasern, die durch Koagulation der Gießlösung sowohl von innen als auch an der Außenseite der extrudierten Gießlösung erhalten worden sind, liegt der mittlere Porendurchmesser sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite der Membran, die mit der Koagulationsflüssigkeit in Berührung gekommen sind, im Bereich von etwa 1 nm bis 0,5 μΐη.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Zu 98 ml Dimethylsulfoxyd wurden 2 ml einer lO°/orgen wäßrigen Natriumacetatlösung gegeben, um eine gleichmäßige Lösung zu bilden. In dieser Lösung wurden bei 500C 25 g eines Polyaryläthersulfons mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
und einem Zahlenmittelmolekulargewicht von 22 000 (am Anmeldetag unter der Handelsbezeichnung »Polyethersulfone 300P« bekannt) gegeben, wobei eine Gießlösung mit einer bei 20'C gemessenen Viskosität von etwa ?900 cPs erhalten wurde. Die Gießlösung wurde auf einer Glasplatte zu einer 0,25 mn dielen flachen Membran .usgebreitet. Die Membran mit der Glasplatte wurde 7 Stunden in Wasser von 20°C getaucht. Die koagulierte Membran wurde zur Entfernung des Lösungsmittels mit Wasser gewaschen, wobei eine semipermeable Membran erhalten wurde. Die bei 20° C unter Verwendung von reinem Wasser gemessene Wasserdurchlässigkeit der in dieser Weise hergestellten semipermeablen Membran betrug 4,3 mVm2 ■ Tag · kg/cm2, und die Abweisung vor, Dextran mit einem Molekulargewicht von 70 000 betrug 50% bei 20° C. Nach dem Trocknen der semipermeablen
ίο Membran betrug der Kontaktwinkel von Wasser zur Oberfläche der Membran, die mit dem Wasser als Koagulationsflüssigkeit in Berührung gekommen ist, d. h. zur Außenseite mit kleineren Poren, 64°, gemessen bei 200C mit einem Gerät zur Messung des Kontaktwinkeis vom Typ eines Goniometers.
Vergleichsbeispiel 1
Ir. 100 ml Dimethylsulfoxyd wurden bei 500C 25 g des gleichen Polyaryläthersul.ons wie in Beispiel 1 gelöst, wobei eine Gießlösung erh Jten wurde. Aus der Polymerlösung wurde eine semipermeable Membran auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt
Die Membran hatte bei 20° C eine Wasserdurchli_sigkeit von 0,04 mVn·,2 · Tag · kg/cm2, d. h. etwa '/ioo der Wasserdurchlässigkeit der gemäß Beispiel 1 hergestellten Membran.
Der auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise gemessene Kontaktwinkel der Membran zu Wasser betrug 74°, d. h. die Membran war in stärkerem Maße hydrophob als die gemäß Beispiel 1 hergestellte Membran.
Beispiel 2
j5 Zu 96 ml Dimethylsulfoxyd wurden 4 ml einer 30%igen wäßrigen Natriumnitratlösung gegeben, wobei eine gleichmäßige Lösung erhalten wurde. In dieser Lösung wurden bei 5O0C 25 g des gleichui Polyaryläthersulfons wie in Beispiel 1 gelöst, wobei eine Gießlösung mit einer Viskosität von 1350 cPs, gemessen bei 200C, erhalten wurde. Aus der Gießlösung wurde eine semipermeable Membran auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt.
Die Membran hatte bei 200C eine Durchlässigkeit für reines Wasser von 1,7 mVm2 · Tag · kg/cm2. Die Abweisung von Dextran mit einem Molekulargewicht von 70 000 betrug 98% bei 20°C.
Der Kontaktwinkel der Membranoberfläche zu Wasser betrug 56°, gemessen auf die in Beispiel 1 be-)0 schriebene Weise.
Beispiel 3
Zu einem Lösungsmittelgemisch aus 34 ml Dimethylsulfoxyd und 62 ml N-Methy 1-2-pyrrolidon wurden 4 ml i-i einer 30%iger wäßrigen Natriumnitr&tlösung gegeben, wobei eine gleichmäßige Lösung erhalten wurde. In dieser Lösung wurden bei 5O0C 25 g des gleichen PoIyaryläthersulfons wie in Beispiel I gegeben, wobei eine Gießlösung r.,it einer bei 200C gemessenen Viskosität von cPs erhalten wurde. Aus der Gießlösung wurde eine semipermeable Membran auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise hergestellt.
Die Membran hatte bei 20°C eine Durchlässigkeit für reines Wasser von 2O0C von 2,OmVm2 · Tag ■ kg/cm2. Die Abweisung von Dextran mit einem Zahlentnittelmolekulargewicht von 70 000 betrug 95% bei 20'C.
Der Kontaktwinkel der Membran zu Wasser betrug j5°, gemessen auf die in Beispiel 1 beschri'-'mne Weise.
Beispiel 4
Zu 98 ml Dimethylsulfoxyd wurden 2 ml einer 5°/oigen wäßrigen Polystyrolnatriumsulfonatlösung gegeben. In der erhaltenen Lösung wurden bei 5O0C 25 g des gleichen Polyaryläthersulfons wie in Beispiel 1 gleichmäßig gelöst, wobei eine Gießlösung mit einer Viskosität von 260OcPs bei 20'C erhalten wurden. Aus der Gießlösung wurde eine semipermeable Membran auf die in Beispiel I beschriebene Weise hergestellt
Die Durchlässigkeit der Membran bei 2O0C für reines Wasser betrug 5,OmVm2 · Tag ■ kg/cm2. Die Abweisung von Dextran mit einem Molekulargewicht von 70 000 betrug 57% bei 20"C.
Der Kontaktwinkel der Membran zu Wasser be'.rug 62", gemessen auf die in Beispiel I beschriebene Weise.
Beispiel 5
Zu 98 ml Dimethylsulfoxyd wurden 2 ml einer IO%igen wäßrigen Lösung von Dioctylnatriumsulfosuccinat
gegeben. In der erhaltenen Lösung wurden 25 g des gleichen Polyaryläthersulfons wie in Beispiel 1 bei 50" C gleichmäßig gelöst, wobei eine Gießlösung mit einer Viskosität von 224OcPs bei 200C erhalten wurde. Aus der Gießlösung wurde cine semipermeable Membran auf die in Beispiel ' beschriebene Weise hergestellt.
Die Membran hütte bei 20°C eine Durchlässigkeit für reines Wasser von I1SmVm1 · Tag · kg/cm2. Die Abweisung von Dextran vom Molekulargewicht 70 000 betrug 85% bei 20"C.
Der Kontaktwinkel der Membran zu Wasser betrug 65\ gemessen auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise.
Beispiel 6
In 3920 ml Dimethylsulfoxyd wurden 80 ml einer 50%igen wäßrigen Natriumnitratlösung gleichmäßig gelöst. In der erhaltenen Lösung wurde bei 500C 1 kg des gleichen Polyaryläthersulfons wie in Beispiel 1 gelöst, wobei eine Gießlösung erhalten wurde. Die Gießlösung wurde durch eine Ringspinndüse für die Hersteilung von Hohlfasern in Wasser bei 20° C gesponnen. Gleichzeitig wurde Wasser durch das Innere der ringförmigen Spinndüse geleitet, um die Gießlösung zu koagulieren. Hierbei wurde eine Hohlfaser mit einem Außendurchmesser von 1.1 mm und einem Innendurchmesser von 0,8 mm erhalten.
Die Durchlässigkeit der Hohlfaser für reines Wasser bei 20°C betrug 3J m Vm2 ■ Tag · kg/cm2. Die Abweisung von Dextran vom Molekulargewicht 70 000 betrug 68% bei 200C.
Nach dem Trocknen der Hohlfaser wurde der Kontaktv/inkel zu Wasser bei 20°C nach der Inklinationsmethode mit einem Gerät zur genauen Messung des Wasser-Kontaktwir.kels (Hersteller Kiowa Science Co., Ltd. Japan) mit 62° ermittelt.
Wie bereits erwähnt, haben die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung einen kleineren Mcmbran-Wasser-Kontaktwinkel und eine bessere Benetzbarkeit mit Wasser als übliche semipermeable Membranen aus Polyaryläthersulfonen. Dies hat zur Folge, daß die Filtergeschwindigkeit für Wasser bei den semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung durch eingeschlossene Blasen kaum verringert wird. Ferner weisen die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung eine höhere Wasserdurchlässigkeit als üblich;' semipermeable Membranen auf. Die erfindungsgemäßen semipermeablen Membranen sind somit in der Filtration von Wasser den bekannten Membranen überlegen.
Ferner können die semipermeablen Membranen mit einem Membran-Wasser-Kontaktwinkel von höchstens 65° gemäß der Erfindung durch Auflösen einer wäßrigen Lösung eines Elektrolyten in einer Gießlösuni' die ein Polyaryläthersulfon und ein polares organisches Lösungsmittel für das Polyaryläthersulfon enthält, leicht hergestellt werden, ohne die chemische Struktur des Polyaryläthersulfons zu verändern, beispielsweise ohne irgendwelche Substituenten in das Polyaryläthersulfon einzuführen. Die semipermeablen Membranen gemäß der Erfindung sind somit für den großtechnischen Einsatz sehr vorteilhaft.
Vergleichsbeispiel 2
(nachgereicht)
Zu 100 ml Dimethylsulfoxid wurden 0,2 g Natriumacetat gegeben, um eine gleichmäßige Lösung zu erhalten. In dieser Lösung wurden bei 50°C 25 g des gleichen Polyaryläthersulfons wie in Beispiel 1 gegeben, wobei eine Gießlösung erhalten wurde. Aus der Gießlösung wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 eine semipermeable Membran mit einer Dicke von 0,23 mm erhalten.
Die Wasserdurchlässigkeit bei 200C betrug 0,4 mVm2 · Tag · kg/cm2 und der Kontaktwinkel von Wasser zur Oberfläche der Membran, der auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 gemessen wurde, betru" 70°.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Semipermeable Membran aus einem Polyaryläthersulfon mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
—[Ar1 —O —AH-SO2H worin Ar1 und Ar unabhängig für
DE2829630A 1977-07-08 1978-07-06 Semipermeable Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung Granted DE2829630B2 (de)

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Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2810462A1 (de) * 1978-03-10 1979-09-13 Bayer Ag Polyarylsulfone mit verbesserter bestaendigkeit gegen spannungsrisskorrosion
GB2047564B (en) * 1978-03-27 1983-01-26 Bend Res Inc Separator membrane and process using such membrane for removing ions from an aqueous solution
JPS54143777A (en) * 1978-05-01 1979-11-09 Asahi Chem Ind Co Ltd Aromatic polyether sulfone hollow yarn semipermeable membrane
JPS54145379A (en) * 1978-05-02 1979-11-13 Asahi Chem Ind Co Ltd Aromatic polysulfone hollow fiber semipermeable membrane
FR2424940A1 (fr) * 1978-05-03 1979-11-30 Rhone Poulenc Ind Compositions polymeriques pour membranes
JPS5531474A (en) * 1978-08-29 1980-03-05 Nitto Electric Ind Co Ltd Selective permeable membrane
JPS5831204B2 (ja) * 1980-03-10 1983-07-05 日東電工株式会社 ポリスルホン半透膜
CA1202837A (en) * 1980-03-14 1986-04-08 Wolfgang J. Wrasidlo Asymmetric membranes and process therefor
EP0037181A1 (de) * 1980-03-25 1981-10-07 Imperial Chemical Industries Plc Zusammensetzungen verträglicher Polymermischungen in Form von Filmen enthaltend Polyalkyltenoxide und aromatische Polyäthersulfone
EP0036947B1 (de) * 1980-03-28 1983-11-09 Pennwalt Corporation Verfahren zur Herstellung einer Membran aus einem einen Film formenden nicht sulfonierten Polysulfon
DE3149976A1 (de) * 1981-12-17 1983-06-30 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Makroporoese asymmetrische hydrophile membran aus synthetischem polymerisat
EP0082355B1 (de) * 1981-12-21 1986-06-11 Aligena Ag Semipermeable Membranen aus modifizierten Polystyrolen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
JPS58132111A (ja) * 1982-01-29 1983-08-06 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリスルホン中空糸
US4521224A (en) * 1982-03-12 1985-06-04 The Standard Oil Company Semipermeable membranes prepared from polymers containing pendent sulfone groups
US4427419A (en) 1982-03-12 1984-01-24 The Standard Oil Company Semipermeable membranes prepared from polymers containing pendent sulfone groups
SE8204103L (sv) * 1982-07-02 1984-01-03 Gambro Lundia Ab Filtrationsmembran samt sett att framstella membranet
US4414368A (en) * 1982-12-27 1983-11-08 Albany International Corp. Chlorosulfonated polysulfones and derivatives thereof
US4413106A (en) * 1982-12-27 1983-11-01 Albany International Corp. Heterogeneous sulfonation process for difficultly sulfonatable poly(ether sulfone)
JPS59189903A (ja) * 1983-04-09 1984-10-27 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 中空糸状フイルタ−およびその製法
US4473684A (en) * 1983-04-18 1984-09-25 Union Carbide Corporation Poly (aryl ether)s
US4533721A (en) * 1983-08-23 1985-08-06 Showa Denko Kabushiki Kaisha Chlorine containing polyether sulfone polymers and preparation thereof
CA1248678A (en) * 1983-09-29 1989-01-10 Lloyd M. Robeson Polyarylethersulfone polymer solution
US4550140A (en) * 1984-03-20 1985-10-29 Union Carbide Corporation Circuit board substrates prepared from poly(aryl ethers)s
US4699634A (en) * 1985-07-08 1987-10-13 The Standard Oil Company Process for the modification of aromatic polymers via phase transfer catalysis to produce polyarylene polymers and the use thereof
GB2189168B (en) 1986-04-21 1989-11-29 Aligena Ag Composite membranes useful in the separation of low molecular weight organic compounds from aqueous solutions containing inorganic salts
US4717395A (en) * 1986-08-07 1988-01-05 The Dow Chemical Company Gas separations using membranes comprising sulphonated polyether sulphone
EP0341473B1 (de) * 1988-04-30 1999-10-06 Akzo Nobel N.V. Verfahren zur Sulfonierung von aromatischen Polyäthersulfonen
JPH01299610A (ja) * 1988-05-28 1989-12-04 Nikkiso Co Ltd 半透膜およびその製造方法
US5024765A (en) * 1989-10-02 1991-06-18 Aligena Ag Composite membranes and processes using them
JPH0379668A (ja) * 1990-04-20 1991-04-04 Kuraray Co Ltd 製膜溶液
GB2250469B (en) 1990-12-03 1995-03-22 Aligena Ag Charged asymmetric mosaic membranes
US5762798A (en) * 1991-04-12 1998-06-09 Minntech Corporation Hollow fiber membranes and method of manufacture
US5151182A (en) * 1991-08-30 1992-09-29 Membrane Products Kiryat Weizmann Ltd. Polyphenylene oxide-derived membranes for separation in organic solvents
US5205934A (en) * 1991-08-30 1993-04-27 Membrane Products Kiryat Weitzman Ltd. Silicone-derived solvent stable membranes
US5265734A (en) * 1991-08-30 1993-11-30 Membrane Products Kiryat Weitzman Ltd. Silicon-derived solvent stable membranes
US5788862A (en) * 1992-05-13 1998-08-04 Pall Corporation Filtration medium
US5480554A (en) * 1992-05-13 1996-01-02 Pall Corporation Integrity-testable wet-dry-reversible ultrafiltration membranes and method for testing same
USRE36914E (en) * 1992-10-07 2000-10-17 Minntech Corp Dialysate filter including an asymmetric microporous, hollow fiber membrane incorporating a polyimide
US5910558A (en) * 1993-01-08 1999-06-08 Basf Aktiengesellschaft Micropowders
JP3369181B2 (ja) * 1993-01-08 2003-01-20 ビーエーエスエフ アクチエンゲゼルシャフト マイクロパウダー
US5911880A (en) * 1995-12-15 1999-06-15 Research Corporation Technologies, Inc. Self-wetting membranes from engineering plastics
AU5175798A (en) * 1996-11-14 1998-06-03 Pall Corporation Membrane and methods of preparing and using same
EP1919597A4 (de) 2005-07-14 2008-08-20 Univ Ben Gurion Verbundmembranen und herstellungsverfahren dafür
US8455557B2 (en) 2006-05-24 2013-06-04 Ben Gurion University Of The Negev R&D Authority Membranes, coatings and films and methods for their preparation
GB0709228D0 (en) 2007-05-14 2007-06-20 Katholieke Universltelt Leuven Cross-linked polyimide membranes
CN102405094A (zh) 2009-02-19 2012-04-04 内盖夫研究与发展部本-古里安大学 耐化学性膜、涂层和膜层及它们的制备方法
WO2010111755A2 (en) 2009-04-01 2010-10-07 Katholieke Universiteit Leuven - K.U.Leuven R & D Improved method for making cross-linked polyimide membranes
DE202009016240U1 (de) 2009-11-27 2010-04-29 Weihmann, Andreas, Dipl.-Designer Wassergewinnungssystemtechnologie
US9457318B2 (en) 2010-12-12 2016-10-04 Ben-Gurion University Of The Negev Research And Development Authority Anion exchange membranes, methods of preparation and uses
DE102011079778A1 (de) 2011-07-26 2013-01-31 Universität Duisburg-Essen Membran umfassend mindestens ein photochemisch vernetztes Polyimid
WO2014096071A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Solvay Sa Method for manufacturing sulfone polymer membrane
GB201403432D0 (en) 2014-02-27 2014-04-16 Univ Leuven Kath Improved method for synthesis of composite membranes
GB201419605D0 (en) 2014-11-04 2014-12-17 Univ Leuven Kath Improved method for synthesis of polyamide composite membranes
GB201509794D0 (en) 2015-06-05 2015-07-22 Univ Leuven Kath Method for preparing an assymetric membrane
EP3430076B1 (de) * 2016-03-15 2020-07-15 Solvay Specialty Polymers Italy S.p.A. Zusammensetzung und verfahren zur herstellung einer sulfonpolymermembran
US20230182087A1 (en) 2020-04-28 2023-06-15 Katholieke Universiteit Leuven Thin-Film Composite Membranes Synthesized by Multi-Step Coating Methods

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1238180A (de) * 1967-09-21 1971-07-07
US3567810A (en) * 1968-04-01 1971-03-02 Amicon Corp Process for making high-flow anisotropic membranes
US3615024A (en) * 1968-08-26 1971-10-26 Amicon Corp High flow membrane
US3691068A (en) * 1971-01-08 1972-09-12 Amicon Corp Dialysis membrane and its use
FR2138334B1 (de) * 1971-05-24 1974-03-08 Rhone Poulenc Sa
GB1369156A (en) * 1972-01-25 1974-10-02 Ici Ltd Aromatic polymers
JPS5229712B2 (de) * 1972-05-17 1977-08-03
DE2228537B2 (de) * 1972-06-12 1974-07-25 Amicon Corp., Lexington, Mass. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung einer anisotropen, mikroporösen, polymeren Niederdruckmembran
FR2266532B1 (de) * 1974-04-03 1976-12-17 Rhone Poulenc Ind
JPS517057A (ja) * 1974-06-19 1976-01-21 Sumitomo Chemical Co Seikeiyohorieeterusurufuonyoekinoseibutsu
JPS518179A (en) * 1974-07-11 1976-01-22 Daicel Ltd Sentakutokaseikobunshimakuoyobisono seizoho
DE2536492A1 (de) * 1975-08-16 1977-02-24 Bayer Ag Semipermeable membranen aus sulfonierten polybenz-1,3-oxazindionen- (2,4)
JPS5857205B2 (ja) * 1976-02-02 1983-12-19 住友化学工業株式会社 半透膜の製造方法
US4113699A (en) * 1976-07-08 1978-09-12 Imperial Chemical Industries Limited Production of aromatic polymers
FR2410501A1 (fr) * 1976-11-15 1979-06-29 Monsanto Co Membranes a composants multiples pour des separations de gaz

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Publication number Publication date
JPS5416378A (en) 1979-02-06
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DE2829630C3 (de) 1988-03-24
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JPS5634128B2 (de) 1981-08-08

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