DE2835890A1 - Reverse osmosis membrane comprising cellulose deriv. - obtd. from soln. contg. e.g. cellulose acetate (butyrate) methyl or ethyl cellulose, organic solvent and tetra-carboxylic acid - Google Patents
Reverse osmosis membrane comprising cellulose deriv. - obtd. from soln. contg. e.g. cellulose acetate (butyrate) methyl or ethyl cellulose, organic solvent and tetra-carboxylic acidInfo
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Abstract
Description
Membran für umgekehrte Osmose, Verfahren zu deren HerstellungReverse osmosis membrane, process for its manufacture
und Gießlösung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft eine verbesserte Membran für umgekehrte Osmose und ein Verfahren zur Herstellung derselben aus einem Cellulosederivat. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Gießlösung zur Herstellung dieser Membran und einen Gießlösungszusatzstoff, der zur Herstellung einer Membran für umgekehrte Osmose verwendet wird. and casting solution for carrying out the method. The invention relates to an improved reverse osmosis membrane and method of manufacture the same from a cellulose derivative. The invention also relates to a casting solution to make this membrane and a casting solution additive that is used to make a reverse osmosis membrane.
Phänomene, wie spontaner Ubergang von reinem Wasser in eine wässrige Lösung oder von einer weniger konzentrierten wässrigen Lösung in eine stärker konzentrierte wässrige Lösung, wenn diese durch eine semipermeable Membran voneinander getrennt sind, werden allgemein als "direkte Osmose" bezeichnet.Phenomena such as spontaneous transition from pure water to aqueous Solution or from a less concentrated aqueous solution to a more concentrated one aqueous solution, if these are separated from one another by a semipermeable membrane are generally referred to as "direct osmosis".
Andererseits wird der Übertritt von reinem Wasser in der umgekehrten Richtung, d.h. die Bewegung von reinem Wasser oder eines reinen Lösungsmittels aus einer konzentrierteren in eine weniger konzentrierte Lösung durch eine semipermeable Membran hindurch unter einer äußeren Kraft, die größer als der osmotische Druck ist, wobei diese Kraft auf die konzentriertere Lösung ausgeübt wird, als "umgekehrte Osmose" bezeichnet.On the other hand, the passage of pure water is reversed Direction, i.e. the movement of pure water or a pure solvent a more concentrated solution into a less concentrated one through a semipermeable one Membrane passes under an external force that is greater than the osmotic pressure is, this force being exerted on the more concentrated solution than "reverse" Osmosis ".
Umgekehrte Osmose ist heute weit verbreitet für viele Anwendungszwecke, wie zur Entsalzung von Salzwasser oder Brackwasser, zur Umweltverschmutzungssteuerung, zur Wiedergewinnung von Wasser, zur Nahrungsmittelbearbeitung und für viele andere Trenn-, Konzentrierungs- und Gewinnungsverfahren.Reverse osmosis is now widely used for many purposes, such as for desalination of salt water or brackish water, for Pollution control, for water recovery, food processing and many others Separation, concentration and recovery processes.
Seit Loeb et al eine Methode zur Herstellung asymmetrischer Membranen für umgekehrte Osmose 1961 entwickelten, wurden viele Forschungsprogramme bezüglich Membranen für umgekehrte Osmose sehr aktiv vorangetrieben. 1966 entwickelten Manjikian et al eine Membran für umgekehrte Osmose, die praktische Verwendung fand.Since Loeb et al a method for the production of asymmetric membranes Developed for reverse osmosis in 1961, many research programs have been pertaining to Reverse osmosis membranes were very actively promoted. 1966 developed Manjikian et al discloses a reverse osmosis membrane which has found practical use.
Viele Studien hinsichtlich besserer Membranen wurden aktiv durchgeführt, und zahlreiche bessere Membranen wurden bereits vorgeschlagen. Diese besseren Membranen werden beispielsweise aus Cellulosederivaten (besonders Celluloseacetat) in der Form von Gießlösungen hergestellt, die aus Lösungsmitteln für Cellulosederivate und aus Additiven bestehen, wie beispielsweise aus Perchloratsalzen (US-PS 3 133 132), aus wasserlöslichen flüssigen Amiden (US-PS 3 344 214), aus Mineralsäuren (US-PS 3 444 286), aus organischen Aminsalzen (US-PS 3 522 335), aus zweibasischen oder dreibasischen aliphatischen Säuren (US-PS 3 673 084), aus Wasser (US-PS 3 917 777) und/oder aus Maleinsäuremonomethylester (japanische Offenlegungsschrift Nr.Many studies on better membranes have been actively carried out, and numerous better membranes have been proposed. These better membranes are for example made of cellulose derivatives (especially cellulose acetate) in the Form of casting solutions made from solvents for cellulose derivatives and additives such as perchlorate salts (U.S. Pat. No. 3,133 132), from water-soluble liquid amides (US Pat. No. 3,344,214), from mineral acids (U.S. Patent 3,444,286), from organic amine salts (U.S. Patent 3,522,335), from dibasic or tribasic aliphatic acids (U.S. Patent 3,673,084), from water (U.S. Patent 3,917 777) and / or from maleic acid monomethyl ester (Japanese Patent Laid-Open No.
35074/75).35074/75).
Membranen des oben bezeichneten Typs besitzen eine (obere) Hautschicht und eine (untere) poröse Schicht. Wie dem Fachmann bekannt ist, ist es, um Membranen mit optimaler Leistung sowohl bezüglich der Salzabweisung als auch bezüglich der Wasserdurchlässigkeit zu erhalten, erforderlich, auf der Membran-Feinstruktur eine Hautschicht vorzusehen, die so dünn wie möglich ist. Dieses Erfordernis führt jedoch zur Abnahme der Dauerhaftigkeit der Membran und verursacht spezieller die folgenden weiteren Schwierigkeiten: 1. Die Geschwindigkeit der Wasserdurchlässigkeit nimmt wegen der Kompaktierung der Membran während des Betriebs unter hohem Druck ab.Membranes of the type indicated above have a (upper) skin layer and a (lower) porous layer. As is known to those skilled in the art, it is to membranes with optimal performance both regarding salt repellency as well in terms of water permeability, required on the membrane fine structure to provide a layer of skin that is as thin as possible. This requirement leads however, to decrease the durability of the membrane and, more specifically, cause the following other difficulties: 1. The speed of water permeability takes due to the compaction of the membrane during operation under high pressure away.
2. Die Salzkonzentration des permeierten Wassers steigt allmählich während längerem Betrieb, da die obere Schicht (Hautschicht) der Membran bricht und sich streckt. Dies wird durch Hohlräume oder Fehlstellen, wie Membranfehler in der Form großer zellförmiger fingerartiger Hohlräume, verursacht, die in der unteren Schicht (porösen Schicht) der Membran während der Gelierstufe der Membranherstellung auftreten.2. The salt concentration of the permeated water increases gradually during prolonged operation, as the top layer (skin layer) of the membrane breaks and stretch. This is caused by voids or imperfections, such as membrane defects in the form of large cell-shaped finger-like cavities, caused in the lower layer (porous layer) of the membrane during the gelation stage of membrane manufacture appear.
Eine Verminderung der Wasserpermeabilität oder Wasserdurchlässigkeit kann in bestimmtem Umfang ausgeschaltet werden, indem man die Erhitzu-ngstemperatur während der Stufe der Hitzebehandlung in dem Verfahren der Membranherstellung steuert. Durch Steigerung der Erhitzungstemperatur wird der ungünstige Einfluß der Membrankompaktierung vermindert. Die letztere Schwierigkeit (allmähliche Steigerung der Salzkonzentration) ist jedoch ziemlich schwer zu überwinden. Hohlräume neigen dazu aufzutreten, wenn die Membrantrenneigenschaften verbessert werden. Wenn die Membran dazu gebracht wird, hohe Trenneigenschaften zu besitzen, indem man die Membranherstellungsbedingungen steuert, neigt die Hohlraumzahl allgemein dazu anzuwachsen. Wenn weiterhin die Membranherstellungsbedingungen in einer Weise ausgewählt werden, daß die Membran daran gehindert wird, solche Hohlräume zu besitzen, wird die gesamte Membraneigenschaft, besonders die Kombination von Salzabweisung und Wasserdurchlässigkeit, stark vermindert.A decrease in water permeability or water permeability can be switched off to a certain extent by adjusting the heating temperature controls during the heat treatment step in the membrane manufacturing process. By increasing the heating temperature, the unfavorable influence of membrane compaction becomes reduced. The latter difficulty (gradual increase in However, salt concentration) is quite difficult to overcome. Voids tend to to occur when the membrane separation properties are improved. When the membrane is made to have high separation properties by changing the membrane manufacturing conditions controls, the void number tends to increase in general. If the membrane manufacturing conditions continue be selected in such a way that the membrane is prevented from having such voids owning the entire membrane property, especially the combination of Salt repellency and water permeability, greatly reduced.
Demnach ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Membran für umgekehrte Osmose mit gutem Gleichgewicht der Membrantrenneigenschaften, Geschwindigkeit der Wasserdurchlässigkeit und Salzabweisung, mit einem Minimum an Hohlräumen und mit hoher Dauerhaftigkeit zu bekommen und ein Additiv für die Membrangießlösung zu erhalten, aus welcher eine solche Membran hergestellt werden kann.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved membrane for reverse osmosis with good balance of membrane separation properties, speed the water permeability and salt repellency, with a minimum of voids and with high durability and an additive for the membrane casting solution to obtain from which such a membrane can be made.
Die neue Membran für umgekehrte Osmose aus einem Cellulosederivat nach der Erfindung hat nicht weniger als etwa 3 x 10 10 g3/cm7 Sekunde² Atmosphäre³, vorzugsweise nicht weniger als etwa 7 x 10-10 g³/ cm7 7.Sekunde².Atmosphäre³ von A3/B und nicht mehr als etwa 0,2, vorzugsweise nicht mehr als etwa 0,1 Hohlräume je 0,844 mm2. .Entsprechend der obigen Definition ist A der Wasserdurchdringungskoeffizient (g/cm2.Sekunde.Atmosphäre)und ist folgendermaßen definiert: A = F1/(#P - ##), worin F1 die Geschwindigkeit des Produktwasserflusses 2 durch die Membran (g/cm2.Sekunde), der angelegte Druckunterschied (Atmosphäre) und tff der osmotische Druckunterschied (Atmosphären) ist.The new reverse osmosis membrane made from a cellulose derivative according to the invention has no less than about 3 x 10 10 g3 / cm7 second² atmosphere³, preferably not less than about 7 x 10-10 g³ / cm7 7th second²th atmosphere³ of A3 / B and no more than about 0.2, preferably no more than about 0.1 voids 0.844 mm2 each. According to the definition above, A is the water penetration coefficient (g / cm2. second atmosphere) and is defined as follows: A = F1 / (# P - ##), where F1 is the rate of product water flow 2 through the Membrane (g / cm2.second), the applied pressure difference (atmosphere) and tff the osmotic pressure difference (atmospheres).
Entsprechend der weiteren Definition hier ist B der Salzdurchdringungskoeffizient (cm/Sekunde) berechnet nach der folgenden Gleichung: B = F2/(c1-C2), worin F2 die Salzdurchdringung durch die Membran (g/cm2.Sek.), 3 C1 die Salzkonzentration in dem Konzentrat (g/cm3) und C2 die Salzkonzentration in dem Produktwasser (g/cm3) ist.According to the further definition here, B is the salt penetration coefficient (cm / second) calculated according to the following equation: B = F2 / (c1-C2), where F2 is the Salt penetration through the membrane (g / cm2 sec.), 3 C1 the salt concentration in the concentrate (g / cm3) and C2 the salt concentration in the product water (g / cm3) is.
Der Ausdruck Hohlraum oder Fehlstelle bedeutet hier einen Membranfehler, wie einen Einschluß, eine Blase, einen Porenfehler oder einen zeilförmigen und/oder fingerartigen Hohlraum oder einen anderen Hohlraum, die alle in der unteren Schicht (porösen Schicht) der Membran während der Gelierungsstufe der Membranherstellung auftreten. Die Bedeutung von "Hohlraum" oder Fehlstelle wird von C.W. Saltonstall in Office of Sahne Water", Res. Develop.Prog.Rept. No. 434, 1969, vollständig erklärt.The term cavity or flaw here means a membrane defect, such as an inclusion, a bubble, a pore defect or a line-shaped and / or finger-like cavity or other cavity, all in the lower layer (porous layer) of the membrane during the gelation stage of membrane manufacture appear. The meaning of "void" or void is given by C.W. Salton stable in Office of Sahne Water ", Res. Develop. Prog.Rept. No. 434, 1969, fully explained.
Die Zahl der Hohlräume wird bequemerweise mit Hilfe eines Mikroskops gemessen.The number of cavities is conveniently determined with the help of a microscope measured.
Die neue Membran für umgekehrte Osmose kann aus einer Gießlösung hergestellt werden, die ein Cellulosederivat, ein organisches Lösungsmittel hierfür und eine Tetracarbonsäure der allgemeinen Formel R-(C02H)4 enthält, worin R einen substituierten oder unsubstituierten tetrafunktionellen aliphatischen oder alicyclischen organischen Rest mit 2 bis 10 Rohlenstoffatomen bedeutet.The new reverse osmosis membrane can be made from a casting solution which are a cellulose derivative, an organic solvent therefor and a Tetracarboxylic acid of the general formula R- (C02H) 4, in which R is a substituted one or unsubstituted tetrafunctional aliphatic or alicyclic organic Means a remainder with 2 to 10 raw material atoms.
Beispiele des Cellulosederivats, das bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind Celluloseacetat, Cellulosepropionat, Celluloseacetatpropionat, Celluloseacetatbutyrat, Methylcellulose und Athylcellulose. Am meisten bevorzugt sind die Celluloseacetatverbindungen, wie Celluloseacetat, Cellulosediacetat, Cellulosetriacetat, Gemische von Cellulosediacetat und Cellulosetriacetat, sowie auch Cellulose, die in einem Ausmaß zwischen dem Diacetat und dem Triacetat acetyliert ist.Examples of the cellulose derivative used in the process of the present invention Invention used are cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose acetate propionate, Cellulose acetate butyrate, methyl cellulose and ethyl cellulose. Most preferred are the cellulose acetate compounds, such as cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, Mixtures of cellulose diacetate and cellulose triacetate, as well as cellulose, the is acetylated to an extent between the diacetate and the triacetate.
Der praktische Acetylgehalt des Celluloseacetats, bezogen auf Celluloseacetat, liegt bei etwa 39,8 bis etwa 43,2 Gew.-%, und der Bereich von etwa 40,5 bis etwa 42,5 Gew.-% ist bevorzugt, um eine verbesserte Membran für umgekehrte Osmose mit ausgezeichneten Eigenschaften der Wasserdurchdringung und Salzabweisung zu erhalten.The practical acetyl content of cellulose acetate, based on cellulose acetate, is from about 39.8 to about 43.2 weight percent, and the range from about 40.5 to about 42.5 wt% is preferred in order to use an improved reverse osmosis membrane to maintain excellent properties of water penetration and salt repellency.
Beispiele des organischen Lösungsmittels, das in dem Verfahren der Erfindung verwendet wird, sind Aceton, Tetrahydrofuran, Dimethylformamid, Dioxan, Dimethylsulfoxid, Essigsäure, Diäthylenglycol, Diacetonalkohol, Acetonitril, Nitromethan und Gemische hiervon.Examples of the organic solvent used in the process of Invention used are acetone, tetrahydrofuran, dimethylformamide, dioxane, Dimethyl sulfoxide, acetic acid, diethylene glycol, diacetone alcohol, acetonitrile, nitromethane and mixtures thereof.
Beispiele der Tetracarbonsäure sind Butantetracarbonsäure, Äthylentetracarbonsäure, Cyclopropantetracarbonsäure, Cyclobutantetracarbonsäure, Cyclopentantetracarbonsäure und Furantetracarbonsäure. Die bevorzugte Form ist eine Butantetracarbonsäure, wie 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure.Examples of tetracarboxylic acid are butanetetracarboxylic acid, ethylene tetracarboxylic acid, Cyclopropane tetracarboxylic acid, cyclobutane tetracarboxylic acid, cyclopentane tetracarboxylic acid and furantetracarboxylic acid. The preferred form is a butanetetracarboxylic acid such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid.
Die Gießlösung kann beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden: Das Cellulosederivat wird in einem organischen Lösungsmittel aufgelöst. Die Lösung besteht typischerweise aus 20 Gew.-Teilen Cellulosederivat und etwa 30 bis etwa 180 Gew.-Teilen, vorzugsweise etwa 50 bis 80 Gew.-Teilen, organischen Lösungsmittels.The casting solution can be prepared as follows, for example: The cellulose derivative is dissolved in an organic solvent. The solution typically consists of 20 parts by weight of cellulose derivative and about 30 to about 180 parts by weight, preferably about 50 to 80 parts by weight, of organic solvent.
Zu dieser Lösung werden etwa 2 bis 49 Gew.-Teile, vorzugsweise etwa 2 bis 20 Gew.-Teile Tetracarbonsäure zugesetzt.About 2 to 49 parts by weight, preferably about 2 to 20 parts by weight of tetracarboxylic acid were added.
Praktischerweise kann die Tetracarbonsäure als eine Lösung in Wasser, Methanol, Aceton oder einem anderen Lösungsmittel für Tetracarbonsäure zugesetzt werden. Methanol ist bevorzugt.Conveniently, the tetracarboxylic acid can be used as a solution in water, Methanol, acetone or another solvent for tetracarboxylic acid added will. Methanol is preferred.
Außer der Tetracarbonsäure erbringt die Benützung eines anderen Additivs, einer einwertigen und/oder zweiwertigen Carbonsäure, gute Ergebnisse. Die einwertigen oder zweiwertigen Carbonsäuren sind beispielsweise folgende: Glycolsäure, Oxalsäure, Maletnsäure, Maleinsäuremonomethylester, Malonsäure, Glutarsäure, Ameisensäure und Zitronensäure.In addition to the tetracarboxylic acid, the use of another additive a monovalent and / or divalent carboxylic acid, good results. The monobasic or dibasic carboxylic acids are, for example, the following: glycolic acid, Oxalic acid, maletic acid, maleic acid monomethyl ester, malonic acid, glutaric acid, formic acid and citric acid.
Am meisten bevorzugt ist Maleinsäure.Most preferred is maleic acid.
Der Molanteil der einwertigen und/oder zweiwertigen Carbonsäure ist allgemein nicht mehr als 0,55, vorzugsweise etwa 0,20 bis etwa 0,55, besonders bevorzugt etwa 0,20 bis 0,40, bezogen auf die Gesamtmenge des Additivs, d. h. von Tetracarbonsäure und einwertiger und/oder zweiwertiger Carbonsäure.The mole fraction of the monobasic and / or dibasic carboxylic acid is generally no more than 0.55, preferably from about 0.20 to about 0.55, particularly preferred about 0.20 to 0.40 based on the total amount of additive, i.e. H. of tetracarboxylic acid and monobasic and / or dibasic carboxylic acid.
Die oben beschriebene Gießlösung kann mit den folgenden Verfahrensstufen zu einer Membran mit verbesserter Leistung, weniger Hohlräumen und hoher Dauerhaftigkeit verarbeitet werden: 1. Gießstufe: Die Gießlösung wird auf ein Substrat, wie eine Glasplatte oder einen gewebten oder nichtgewebten Stoff gegossen.The above-described casting solution can be carried out in the following process steps to a membrane with improved performance, fewer voids, and high durability are processed: 1. Casting stage: The casting solution is applied to a substrate, such as a Cast glass plate or a woven or non-woven fabric.
2. Verdampfungsstufe: Das organische Lösungsmittel wird teilweise verdampft.2nd evaporation stage: The organic solvent is partially evaporates.
3. Koagulierstufe: Die gegossene Membran wird in Wasser eingetaucht.3rd coagulation stage: the cast membrane is immersed in water.
4. Erhitzungsstufe: Die resultierende Membran wird erhitzt.4th heating stage: the resulting membrane is heated.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist jedoch die Koagulationsbadtemperatur nicht auf einen Bereich von 0 bis 5 °C oder darunter beschränkt, was die übliche Bedingung ist, die bei der Herstellung von Cellulosemembranen angewendet wird.In practicing the present invention, however, is the coagulation bath temperature not limited to a range of 0 to 5 ° C or below, which is the usual Is condition that is applied in the manufacture of cellulose membranes.
Im Gegensatz dazu können Temperaturen von etwa 15 bis 20 °C verwendet werden, was bedeutet, daß Kühleinrichtungen weggelassen werden können.In contrast, temperatures from about 15 to 20 ° C can be used which means that cooling devices can be omitted.
Durch Modifizieren der Herstellungsbedingungen ist es möglich, eine hoch wasserdurchlässige Membran zu erhalten, die wirksam als Ultrafiltrationsmembran verwendet werden kann.By modifying the manufacturing conditions, it is possible to create a obtain highly water permeable membrane that is effective as an ultrafiltration membrane can be used.
In den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die Leistungen der Membranen unter den folgenden Bedingungen gemessen: Salzkonzentration: 2500 ppm NaCl Antreibender Druck: 30 kg/cm2 Fließgeschwindigkeit: 1,0 m/Sek.In the following examples and comparative examples, the performances were of the membranes measured under the following conditions: salt concentration: 2500 ppm NaCl Driving pressure: 30 kg / cm2 Flow velocity: 1.0 m / sec.
Strömungstemperatur: 25 OC Der m-Wert wurde folgendermaßen berechnet: m = log(F/FO)/log(T/To), worin F die Wasserpermeabilität zum Zeitpunkt T und Fo die Wasserpermeabilität zum Zeitpunkt To bedeutet (T = typischerweise 200 Stunden, To = typischerweise 1 Stunde.) Der Mittelwert der Hohlräume wurde nach zehn Beobachtungsreihen in einer Fläche von 0,844 mm2 im Mikroskop berechnet. Flow temperature: 25 OC The m-value became as follows calculated: m = log (F / FO) / log (T / To), where F is the water permeability at the time T and Fo means the water permeability at time To (T = typically 200 Hours, To = typically 1 hour.) The mean value of the voids was after ten observation series in an area of 0.844 mm2 calculated in the microscope.
Die Dehnung beim Bruch wurde mit einem Tensilon Universal Tester (Type UPM-3, Toyo Borudowin Inc.) unter Verwendung der folgenden Methode gemessen: Membranstreifen von 5 mm Breite wurden mit einem Abstand von 4 cm gehalten und mit einer Geschwindigkeit von 2 cm je Min.The elongation at break was measured with a Tensilon Universal Tester (Type UPM-3, Toyo Borudowin Inc.) using the following method: membrane strip 5 mm wide were held at a distance of 4 cm and at a speed of 2 cm per min.
gezogen. Die Dehnung beim Bruch wurde bestimmt, indem die bis zu einem Bruch gestreckte Länge durch 4 cm Länge geteilt wurde.drawn. The elongation at break was determined by the up to one Fracture stretched length divided by 4 cm length.
Beispiel 1 Cellulosetriacetat mit 43,2 Gew.-% Acetylgehalt (Eastman Cellulose Triacetate A-432-130B) und Cellulosediacetat mit 39,8 Gew.-% Acetylgehalt (Eastman Cellulose Diacetate E-398-3) wurden in diesem Beispiel verwendet. Example 1 Cellulose triacetate with 43.2% by weight acetyl content (Eastman Cellulose Triacetate A-432-130B) and cellulose diacetate with 39.8% by weight acetyl content (Eastman Cellulose Diacetate E-398-3) were used in this example.
Eine Gießlösung wurde aus 8 g Cellulosetriacetat, 12 g Cellulosediacetat, 40 g 1,4-Dioxan, 27 g Aceton und 3 Gramm 9,2,3, 4,-Butantetracarbonsäure, gelöst in 10 Gramm Methanol, hetpAnAlt Die Gießlösung wurde auf eine Glasplatte bei 30 C unter Verwendung eines Rakels aufgegossen, um einen Film von 0,2 mm Dicke zu erhalten. Nach Teilverdampfung des Lösungsmittels während 1 Minute wurde der Film in kaltem Wasser koaguliert, das 10 Minuten auf 5 °C gehalten wurde.A casting solution was made from 8 g of cellulose triacetate, 12 g of cellulose diacetate, 40 g of 1,4-dioxane, 27 g of acetone and 3 grams of 9,2,3,4, -butanetetracarboxylic acid, dissolved in 10 grams of methanol, hetpAnAlt The casting solution was on a glass plate Poured at 30 C using a doctor blade to make a film 0.2 mm thick to obtain. After partial evaporation of the solvent for 1 minute, the Film coagulated in cold water held at 5 ° C for 10 minutes.
Während des Kaagulierverfahrens wurde der Film von der Glasplatte abgeschwemmt und wurde in kaltem Wasser 5 Minuten auf 75 °C erhitzt, um eine Membran zu ergeben.During the coagulation process, the film came off the glass plate washed off and heated in cold water at 75 ° C for 5 minutes to create a membrane to surrender.
Die Membraneigenschaften waren folgende: Durchfluß: 0,8 m3/m2 Tag Salzabweisung: 97 e m-Wert: größer als -0,01 Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch:etwa 13 %.The membrane properties were as follows: Flow rate: 0.8 m3 / m2 day Salt repellency: 97 e m value: greater than -0.01 voids: no elongation at break: approx 13%.
Eine andere Membran, die statt auf 75 °C auf 80 °C erhitzt wurde, hatte folgende Eigenschaften: Durchfluß: 0,6 m3/m2 Tag Salzabweisung: 98 % m-Wert: etwa Null Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch:etwa 11 %.Another membrane that was heated to 80 ° C instead of 75 ° C, had the following properties: flow rate: 0.6 m3 / m2 day salt repellency: 98% m-value: about zero voids: no elongation at break: about 11%.
Die Salzabweisung der Membran stieg von 98,0 % auf 98,5 % nach 2ostündigem Test.The salt rejection of the membrane increased from 98.0% to 98.5% after 2 hours Test.
Beispiel 2 Eine Gießlösung wurde aus 20 g Cellulosediacetat mit 39,8 Gew.-% Acetylgehalt, 40 g Aceton,15 g 1,4-Dioxan, 12 g Acetonitril, 10 g Methanol und 3 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure hergestellt. Example 2 A casting solution was made from 20 g of cellulose diacetate at 39.8 g % By weight acetyl content, 40 g acetone, 15 g 1,4-dioxane, 12 g acetonitrile, 10 g methanol and 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid.
Aus dieser Gießlösung wurde eine Membran nach den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhalten. Das Erhitzen erfolgte während 5 Minuten auf 75 OC. Die Eigenschaften der Membran waren folgende: 32 Durchfluß: 1,5 m /m Tag Salzabweisung: 87 e m-Wert: - 0,02 Hohlräume: keine Dehnung b~im Bruch: 10 %.A membrane was made from this casting solution under the same conditions as obtained in example 1. The heating took place at 75 ° C. for 5 minutes. the Properties of the membrane were as follows: 32 Flow rate: 1.5 m / m day Salt repellency: 87 e m value: - 0.02 cavities: no elongation b ~ at break: 10%.
Beispiel 3 Eine Gießlösung wurde aus 10 g Cellulosetriacetat mit 43,2 Gew.-% Acetylgshalt, 50 g 1,4-Dioxan, 10 g Aceton, 12 g Dimethylsulfoxid, 3 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und 15 g Methanol hergestellt. Example 3 A casting solution was made from 10 g of cellulose triacetate with 43.2% by weight of acetyl content, 50 g of 1,4-dioxane, 10 g of acetone, 12 g of dimethyl sulfoxide, 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 15 g of methanol were prepared.
Aus dieser Gießlösung wurde eine Membran nach den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 erhalten. Die Eigenschaften der Membran aren folgende: Durchfluß: 3 m³/m² Tag Salzabweisung: 11 % hohlräume: keine Dehnung beim Bruch: 10 %.A membrane was made from this casting solution under the same conditions as obtained in example 2. The properties of the membrane are as follows: Flow rate: 3 m³ / m² day salt repellency: 11% voids: no elongation at break: 10%.
Beispiel 4 Cyclopentantetracarbonsäure wurde anstelle der 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure des Beispiels 1 verwendet. Das Erhitzen erfolgte während 5 Minuten auf 75 OC. Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,7 m3/m2 Tag Salzabweisung: 96 % Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch: 12 %. Example 4 Cyclopentanetetracarboxylic acid was used in place of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid of Example 1 is used. The heating took place at 75 ° C. for 5 minutes. the The properties of the membrane were as follows: Flow rate: 0.7 m3 / m2 day Salt repellency: 96% voids: no elongation at break: 12%.
Beispiel 5 Eine Gießlösung wurde unter Verwendung von 2 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und 1 g t-laleinsäure statt 3 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Erhitzungsstufe erfolgte bei 75 °C während 5 Minuten. Die Eigenschaften der Membran waren folgende; Durchfluß: 0,8 m32 Tag Salzabweisung: 97 % Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch: 12 %. Example 5 A casting solution was prepared using 2 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 1 g of t-maleic acid instead of 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid as in Example 1 manufactured. The heating step was carried out at 75 ° C. for 5 minutes. The properties the membrane were as follows; Flow rate: 0.8 m 32 day salt rejection: 97% voids: no elongation at break: 12%.
Beispiel 6 1 g Glycolsäure wurde anstelle von Maleinsäure wie in Beispiel 5 eingesetzt. Die Eigenschaften der erhaltenen Membran waren folgende: Durchfluß: 0,75 m3/m2 Tag Salzabweisung: 97 % Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch: 11,5 %. Example 6 1 g of glycolic acid was used instead of maleic acid as in Example 5 used. The properties of the membrane obtained were as follows: Flow rate: 0.75 m3 / m2 day salt repellency: 97% voids: no elongation at break: 11.5%.
Beispiel 7 Eine Membran wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Koagulierstufe während 10 Minuten bei 15 °C durchgeführt wurde. Die Erhitzungsstufe wurde während 5 Minuten bei 75 °C durchgefhrt. Die Eigenschaften der Msmbran waren folgende: Durchfluß: 0,75 m3/m2 Tag Salzabweisung: 97 % Hohlräume: keine Dehnung beim Bruch: 12 t. Example 7 A membrane was produced according to Example 1, however with the exception that the coagulation step was carried out at 15 ° C. for 10 minutes became. The heating stage was carried out at 75 ° C for 5 minutes. The properties the Msmbran were as follows: flow rate: 0.75 m3 / m2 day salt repellency: 97% voids: no elongation at break: 12 t.
Beispiel 8 Eine Membran wurde gemäß Beispiel 5 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß die Koagulierstufe bei 15 °C während 10 in. Example 8 A membrane was produced according to Example 5, however with the exception that the coagulation stage at 15 ° C for 10 in.
durchgeführt wurde. Die Erhitzungsstufe wurde 5 Min. bei 75 °C durchgeführt. Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,6 m3/m2 Tag Salzabweisung: 98 % Hohlräume: keine.was carried out. The heating step was carried out at 75 ° C for 5 minutes. The properties of the membrane were as follows: Flow rate: 0.6 m3 / m2 day Salt repellency: 98% voids: none.
Beispiel 9 In Beispiel 7 wurden 2,4 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und Q,6 g Maleinsäure anstelle von 3 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure verwendet. Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,65 m3/rn2 Tag Salzabweisung: 98 % Hohlräume: keine. Example 9 In Example 7, there was 2.4 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and Q, 6 g of maleic acid used instead of 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid. The properties of the membrane were as follows: Flow rate: 0.65 m3 / m 2 day Salt rejection: 98% voids: none.
Beispiel 10 Eine Membran wurde gemäß Beispiel 9 unter Verwendung von 2,5 g 1,2,3,4-B>utantetracarbonsäure und.0,5 g Maleinsäure statt 2,4 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und 0,6 g Maleinsäure hergestellt. Example 10 A membrane was made according to Example 9 using of 2.5 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 0.5 g of maleic acid instead of 2.4 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 0.6 g of maleic acid.
Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,7 m³/m² Tag Salzabweisung: 98 % Hohlräume: keine.The properties of the membrane were as follows: Flow rate: 0.7 m³ / m² day Salt repellency: 98% Voids: none.
Beispiel 11 Eine Membran wurde gemäß Beispiel 9 unter Verwendung von 2,6 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und 0,4 g Maleinsäure statt 2,4 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure und 0,6 g Maleinsäure hergestellt. Example 11 A membrane was made according to Example 9 using of 2.6 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 0.4 g of maleic acid instead of 2.4 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid and 0.6 g of maleic acid.
Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,65 m3/m2 Tag Salzabweisung: 98 % Hohlräume: keine.The properties of the membrane were as follows: Flow rate: 0.65 m3 / m2 Day salt repellency: 98% voids: none.
Vergleichsbeispiel 1 Eine Membran wurde nach dem gleichen Verfahren, das in Beispiel 1 benutzt wurde, hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß 3 g Oxalsäure statt 3 g 1,2,3,4-Butantetracarbonsäure benützt wurden. Die Erhitzungsstufe wurde bei 75 °C während fünf Minuten durchgeführt. Die Eigenschaften der Membran waren folgende: Durchfluß: 0,8 m3/m2 Tag Salzabweisung: 96 % m-Wert: - 0,03 Zahl der Hohlräume: 450 je 0,844 mm2 Dehnung beim Bruch: 5 %. Comparative Example 1 A membrane was produced by the same method, used in Example 1, with the exception that 3 g of oxalic acid instead of 3 g of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid were used. The heating stage was carried out at 75 ° C for five minutes. The properties of the membrane were the following: flow rate: 0.8 m3 / m2 day salt repellency: 96% m-value: - 0.03 number of cavities: 450 per 0.844 mm2 elongation at break: 5%.
Die Salzabweisung nahm nach 200stündigem Test auf 94 % ab.The salt repellency decreased to 94% after a 200 hour test.
Vergleichsbeispiel 2 Eine Membran wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß PyromeIitsäur£ anstelle von Oxalsäure verwendet wurde. Die Membraneigenschaften waren folgende: Durchfluß: 0,43 m3/m2 Tag Salzabweisung: 54 % Zahlreiche Hohlräume wurden beobachtet. Comparative Example 2 A membrane was made by the same procedure Prepared as in Comparative Example 1, with the exception that pyromalic acid £ was used in place of oxalic acid. The membrane properties were as follows: Flow rate: 0.43 m3 / m2 day Salt repellency: 54% Numerous cavities were observed.
Vergleichsbeispiel 3 Eine Membran wurde gemäß dem gleichen Verfahren, wie es im Vergleichsbeispiel 1benützt wurde, hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß Essigsäure anstelle von Oxalsäure benützt wurde. Die Membraneigenschaften waren folgende: Durchfluß: 0,6 m3/m2 Tag Salzabweisung: 93 % Zahl der Hohlräume: etwa 500 je 0,844 mm2 Dehnung beim Bruch: 6 %. Comparative Example 3 A membrane was prepared according to the same procedure, as used in Comparative Example 1, but with the exception that acetic acid was used instead of oxalic acid. The membrane properties were the following: flow rate: 0.6 m3 / m2 day salt repellency: 93% number of cavities: approx 500 per 0.844 mm2 elongation at break: 6%.
Vergleichsbeispiel 4 Eine Membran wurde gemäß Beispiel 9 unter Verwendung von 3 g Maleinsäure statt 2,4 g 1,2~,3,4-Butantetracarbonsäure und 0,6 g Maleinsäure hergestellt. Die Membraneigenschaften waren folgende: Durchfluß: 0,45 m3/m2 Tag Salzabweisung: 98,5 % Zahl der Hohlräume:1,2 je 0,844 mm2. Comparative Example 4 A membrane was made according to Example 9 using of 3 g of maleic acid instead of 2.4 g of 1,2 ~, 3,4-butanetetracarboxylic acid and 0.6 g maleic acid. The membrane properties were as follows: Flow rate: 0.45 m3 / m2 day salt repellency: 98.5% number of voids: 1.2 per 0.844 mm2.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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