DE2856136A1 - PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF SEMIPERMEABLES MEMBRANES BASED ON ACRYLNITRILE POLYMERISATES AND HETEROGENIC MEMBRANES - Google Patents

PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF SEMIPERMEABLES MEMBRANES BASED ON ACRYLNITRILE POLYMERISATES AND HETEROGENIC MEMBRANES

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DE2856136A1
DE2856136A1 DE19782856136 DE2856136A DE2856136A1 DE 2856136 A1 DE2856136 A1 DE 2856136A1 DE 19782856136 DE19782856136 DE 19782856136 DE 2856136 A DE2856136 A DE 2856136A DE 2856136 A1 DE2856136 A1 DE 2856136A1
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Ichiki Murase
Takezo Sano
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Description

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Semipermeable Membranen werden in technischem Maßstab aus Celluloseacetat beispielsweise nach den in den US-PSen 3 133 132 und 3 133 137 beschriebenen Verfahren hergestellt. Membranen aus diesem Material lassen Wasser durch, jedoch nicht Natriumchlorid. Aufgrund der Hydrolyseempfindlichkeit des Celluloseacetats erfolgt jedoch ein rascher Abbau. Dies hat auch eine Verschlechterung der Membranwirkung zur Folge.Semipermeable membranes are made on an industrial scale Cellulose acetate is prepared, for example, by the methods described in U.S. Patents 3,133,132 and 3,133,137. Membranes made from this material allow water to pass through, but not sodium chloride. Due to the sensitivity to hydrolysis however, the cellulose acetate decomposes rapidly. this also leads to a deterioration in the membrane performance.

Das aus den vorgenannten Patentschriften bekannte Verfahren zur Herstellung asymmetrischer Membranen mit einer Hautstruktur ist aufwendig. Deshalb ist dieses Verfahren lediglich auf wenige synthetische makromalekulare Verbindungen außer Celluloseacetat erfolgreich anwendbar. Die Gründe hierfür liegen in der Schwierigkeit der Wahl des für die Gießlösung verwendeten Lösungsmittels, der Zusätze, der Zusammensetzung und Temperatur der Gießlösung, der Atmosphäre, in die das Lösungsmittel verdampft, und der Temperatur dieser Atmosphäre. Deshalb ist dieses Verfahren nur begrenzt anwendbar.The process known from the aforementioned patents for the production of asymmetrical membranes with a skin structure is complex. Therefore this procedure is limited to a few synthetic macromalecular compounds except for cellulose acetate successfully applicable. The reasons for this lie in the difficulty of choosing the solvent used for the casting solution, the additives, the composition and the temperature of the casting solution, the atmosphere into which the solvent evaporates, and the temperature thereof The atmosphere. Therefore, this method can only be used to a limited extent.

Es wurden bereits verschiedene Versuche unternommen, semipermeable Membranen auf der Basis von Acrylnitril-Polymeri- säten herzustellen, die Membranen aus Celluloseacetat hinsichtlich der chemischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften und der V/asserpermeabilität überlegen sind. Derartige Versuche sind beispielsweise in den JP-OSen 6257/1972 und 43 878/1974 beschrieben. Diese Versuche gehenVarious attempts have already been made to create semipermeable membranes based on acrylonitrile polymer seeds to manufacture the membranes made of cellulose acetate the chemical, mechanical and thermal properties and the water permeability are superior. Such attempts are described, for example, in JP-OS 6257/1972 and 43 878/1974. These attempts go

3Q dahin, eine Hautschicht und gleichzeitig eine Trägerschicht nach dem vorstehend beschriebenen Gießverfahren auszubilden. Die erhaltenen Membranen erlauben jedoch keinen stabilen Betrieb, da die Einstellung der geeigneten Gießbedingungen sehr schwierig ist. Bei Verwendung von Acrylnitril-Polymerisaten ist überdies die Ausbildung der Hautschicht nach dem Gießverfahren sehr schwierig zu erreichen. Nach diesem Verfahren konnten bisher auch keine semipermeablen Membranen hergestellt werden, die nicht nur niedermolekulare3Q there, a skin layer and at the same time a carrier layer to form according to the casting process described above. However, the membranes obtained do not allow a stable one Operation, since setting the appropriate casting conditions is very difficult. When using acrylonitrile polymers In addition, the formation of the skin layer is very difficult to achieve after the casting process. To Up to now, no semipermeable membranes, which are not only low molecular weight, could be produced using this process

L -IL -I

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Substanzen, wie Natriumchlorid, abtrennen, sondern auch eine überlegene v/asserpermeabilität aufweisen.Separate substances such as sodium chloride, but also have superior water permeability.

Im Hinblick auf die guten filmbildenden Eigenschaften und die Beständigkeit gegen Wärme, Säure und Alkali von Acrylnitril-Polymerisaten wurden ausgedehnte Untersuchungen zur Herstellung semipermeabler Membranen durchgeführt, die niedermolekulare Substanzen zurückhalten. Diese Arbeiten führten zu folgenden überraschenden Befunden: beim Sulfonieren einer porösen Membran auf der Basis eines Acrylnitril-Polymerisats wird die Wasserpermeabilität der Membran höher. Die sulfonierte Membran zeigt eine bessere Fähigkeit zur Abtrennung von Salzen und niedermolekularen Substanzen, wenn sie als semipermeable Membran eingesetzt wird. Die Eigenschäften der erhaltenen semipermeablen Membran sind besser als die einer semipermeablen Membran aus Celluloseacetat oder anderen synthetischen Polymeren.With regard to the good film-forming properties and the resistance to heat, acid and alkali of acrylonitrile polymers have been extensive research on Manufacture of semi-permeable membranes carried out, which hold back low molecular weight substances. This work resulted to the following surprising findings: when sulfonating a porous membrane based on an acrylonitrile polymer the water permeability of the membrane becomes higher. The sulfonated membrane shows a better ability to separate of salts and low molecular weight substances when used as a semipermeable membrane. The properties of the semipermeable membrane obtained are better than those of a semipermeable membrane made of cellulose acetate or other synthetic polymers.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, semipermeable Membranen auf der Basis von Acrylnitril-Polymerisaten zuThe invention is therefore based on the object of providing semipermeable membranes based on acrylonitrile polymers

schaffen, die sich durch eine überlegene Wasserpermeabilität und selektive Permeabilität anderer Substanzen auszeichnen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Membranen zu schaffen. 25create that are characterized by superior water permeability and selective permeability of other substances. Another object of the invention is to provide a method for producing such membranes. 25th

Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.The invention thus relates to what is set out in the claims featured item.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Acrylnitril-Polymerisate, d.h. Homo- und Copolymerisate, werden nach bekannten Methoden hergestellt. Als Comonomere des Acrylnitrils kommen die üblichen Monomeren in Frage, wie nichtionische Monomere, beispielsweise Acrylamid, Diacetonacrylamid, N-Vinyl-2-pyrrolidon, Hydroxyäthylmethacrylat, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat und Vinylacetat, ionische Monomere, wie Acrylsäure, Äthylen-The acrylonitrile polymers used according to the invention, i.e. homopolymers and copolymers, are prepared according to known methods manufactured. The usual monomers are suitable as comonomers of acrylonitrile, such as nonionic monomers, for example acrylamide, diacetone acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, Hydroxyethyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, Butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate and vinyl acetate, ionic monomers such as acrylic acid, ethylene

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sulfonsäure, Methacrylsäure, Methallylsulfonsäure, SuIfopropylmethacrylat, Vinylbenzolsulfonsäure und deren Metallsalze, sowie kationische Monomere, wie tertiäre Amine, beispielsweise 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin und Dimethylaminoäthylmethacrylat, sowie quartäre Aminsalze, die durch Alkylierung der tertiären Amine erhalten werden. Die Acrylnitril-Copolymerisate können aus Acrylnitril und einem oder mehreren Monomeren bestehen.sulfonic acid, methacrylic acid, methallylsulfonic acid, sulfopropyl methacrylate, Vinylbenzenesulfonic acid and its metal salts, as well as cationic monomers such as tertiary amines, for example 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine and dimethylaminoethyl methacrylate, and quaternary amine salts obtained by alkylating the tertiary amines. The acrylonitrile copolymers can consist of acrylonitrile and one or more monomers.

Die Acrylnitril-Polymerisate sollen mindestens 4Ό Molprozent Acrylnitril-Grundbausteine enthalten. Venn der Acrylnitril-Gehalt unter 40 Molprozent sinkt, haben die Membranen eine sehr schlechte selektive Permeabilität. Vorzugsweise beträgt der Gehalt an Acrylnitril-Grundbausteinen 70 bis 95 Molprozent. Das Molekulargewicht des Acrylnitril-Polymerisats ist nicht besonders kritisch, vorzugsweise beträgt es 5000 bis 5 000 000.The acrylonitrile polymers should be at least 4Ό mol percent Acrylonitrile building blocks included. If the acrylonitrile content falls below 40 mol percent, the membranes have one very poor selective permeability. The content of acrylonitrile building blocks is preferably 70 to 95 mol percent. The molecular weight of the acrylonitrile polymer is not particularly critical; it is preferably from 5,000 to 5,000,000.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten porösen Membranen aus Acrylnitril-Polymerisaten sind nicht nur poröse Membranen aus Acrylnitril-Polymerisaten, die nach verschiedenen üblichen Methoden erhalten worden sind, sondern auch modifizierte poröse Membranen, die durch eine Behandlung · mit einem Plasma hergestellt worden sind. Die porösen Membranen können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden. Bevorzugt ist das übliche Gießverfahren, bei dem eine Lösung des Polymerisats in einem Lösungsmittel zu einer Folie vergossen, das Lösungsmittel verdampft und das Polymerisat geliert wird, oder bei dem anschließend die Folie mit einem Plasma behandelt wird.The porous membranes used in the process according to the invention made of acrylonitrile polymers are not only porous membranes made of acrylonitrile polymers, which according to various customary methods have been obtained, but also modified porous membranes, which by a treatment have been produced with a plasma. The porous membranes can be manufactured by various methods. The customary casting process, in which a solution of the polymer in a solvent to form a The film is cast, the solvent evaporates and the polymer gels, or in which the film is subsequently applied treated with a plasma.

Die verfahrensgemäß eingesetzten porösen Membranen können in verschiedener Form verwendet werden. Vorzugsweise haben die Membranen die Form von Fasern, Hohlfaden oder Schläuchen, oder sie liegen in Form ebener Flächengebilde vor. Ferner können sie als Schichtstoffe zusammen mit anderenThe porous membranes used according to the method can be used in various forms. Preferably have the membranes take the form of fibers, hollow filaments or tubes, or they are in the form of flat planar structures. They can also be used as laminates together with others

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porösen Trägern eingesetzt werden. Die Membranen werden in der Praxis und nach der Sulfonierung als Modul geeigneter Struktur verwendet.porous supports are used. The membranes become more suitable as a module in practice and after sulfonation Structure used.

In der Praxis werden poröse Membranen aus Acrylnitril-Polymerisaten folgendermaßen gegossen: Zunächst wird das Acrylnitril-Polymerisat in einem Lösungsmittel bis zu einer Konzentration von 5 bis 30 Gewichtsprozent gelöst. Als Lösungsmittel kommt eine wäßrige Lösung in Präge, die ein anorganisches Salz enthält, oder ein polares organisches Lösungsmittel, wie Dimethylacetamid, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid. Die erhaltene Polymerlösung wird auf einen entsprechenden Träger, beispielsweise eine Glasplatte, mit einer Rakel aufgetragen. Die Schichtdicke der aufgetragenen Lösung hängt von der gewünschten Dicke der semipermeablen Membran ab. Im allgemeinen wird die Schichtdicke der aufgetragenen Polymerlösung so eingestellt, daß eine semipermeable Membran mit einer Dicke von etwa 20 bis $00/a erhalten wird. Unmittelbar nach dem Auftragen der Polymerlösung auf den Träger oder nachdem das Lösungsmittel abgedampft ist, wird der beschichtete Träger in ein Lösungsmittel getaucht, das kein Lösungsmittel für das Polymerisat darstellt.In practice, porous membranes made from acrylonitrile polymers are cast as follows: First, the acrylonitrile polymer is dissolved in a solvent up to a concentration of 5 to 30 percent by weight. The solvent used is an aqueous solution containing an inorganic salt or a polar organic solvent such as dimethylacetamide, dimethylformamide or dimethyl sulfoxide. The polymer solution obtained is applied to a suitable carrier, for example a glass plate, with a doctor blade. The layer thickness of the applied solution depends on the desired thickness of the semipermeable membrane. In general, the layer thickness of the applied polymer solution is adjusted so that a semipermeable membrane with a thickness of about 20 to $ 00 / a is obtained. Immediately after the polymer solution has been applied to the support or after the solvent has evaporated, the coated support is immersed in a solvent that is not a solvent for the polymer.

Das Lösungsmittel wird vorzugsweise während eines Zeitraums bis zu 60 Minuten verdampfen gelassen. Die Verdampfung wird vorzugsweise bei Temperaturen von O0C bis zum Siedepunkt des verwendeten Lösungsmittels durchgeführt. Danach tiird der Träger mit dem Polymerfilm, aus dem das Lösungsmittel gegebenenfalls teilweise abgedampft worden ist, in ein Nicht lösungsmittel getaucht. Beispiele' für verwendbare Nichtlösungsmittel sind Wasser oder Gemische von Wasser mit einem organischen Lösungsmittel. Als organische Lösungsmittel kommen wasserlösliche Lösungsmittel in Irage, vorzugsweise die gleichen Lösungsmittel, die zur Herstellung der Polymerlösung verwendet worden sindvThe solvent is preferably allowed to evaporate over a period of up to 60 minutes. The evaporation is preferably carried out at temperatures from 0 ° C. to the boiling point of the solvent used. Then the carrier with the polymer film, from which the solvent has possibly been partially evaporated, is immersed in a nonsolvent. Examples of non-solvents which can be used are water or mixtures of water with an organic solvent. The organic solvents used are water-soluble solvents, preferably the same solvents that were used to prepare the polymer solution

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Bei der Herstellung der porösen Membranen haben die verschie denen Arbeitsbedingungen, beispielsweise die Polymerkonzentration, die Gießtemperatur, die Verdampfungszeit und die Geliertemperatur, einen gewissen Einfluß auf das Arbeiten der fertigen Membran, doch sind die Bedingungen nicht von entscheidender Bedeutung.In the production of the porous membranes have the different which working conditions, for example the polymer concentration, the casting temperature, the evaporation time and the Setting temperature, some influence on the functioning of the finished membrane, but the conditions are not of crucial.

Die erhaltene poröse Membran ist verwendungsfähig, wenn sie eine Wasserpermeabilität von 0,01 bis 1000 UiH (l/m .h) beiThe porous membrane obtained is usable if it has a water permeability of 0.01 to 1000 UiH (l / m · h)

2
einem Druck von 10 kg/cm und einen Blasenpunkt von minde-
2
a pressure of 10 kg / cm and a bubble point of min-

st ens 1 kg/cm in feuchtem Zustand aufxireist. Der Blasenpunkt ist derjenige Wert des Luftdrucks (kg/cm*~), bei dem Luft durch die Poren der Membran gedruckt xvird, die mit Wasser gründlich angefeuchtet worden ist. ferner können erfindungsgemäß modifizierte poröse Membranen eingesetzt werden, die durch Plasmabehandlung der vorstehend beschriebenen porösen Membranen erhalten worden sind. Beispielsweise kann die Plasmabehandlung nach dem in der JP-OS 26 330/77 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Das Plasma wird beispielsweise durch Glimmentladung, Hochfrequenzentladung oder Koronaentladung erzeugt. Beispielsweise wird ein Glimmentladungs-Plasma durch Einleiten eines Gases, wie Wasserstoff, Helium, Argon, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Ammoniak oder V/asser, in ein evakuiertes Gefäß, so daß der Druck im Gefäß einen Wert von 0,01 bis 10 Torr aufweist, erzeugt. Sodann wird zwischen Elektroden eine Wechselstrom- oder Gleichstromspannung von 0,5 bis 50 kV angelegt. Ein Plasma kann auch durch eine Koronaentladung in der Atmosphäre oder in einem inerten Gas mit Gleichstrom von 0,1 bis 1,3 A bei 1 kV erzeugt werden.at least 1 kg / cm in the moist state. The bubble point is the value of the air pressure (kg / cm * ~) at which Air is pressed through the pores of the membrane, which has been thoroughly moistened with water. furthermore, according to the invention modified porous membranes can be used, which by plasma treatment of the above-described porous membranes have been obtained. For example, the plasma treatment according to the JP-OS 26 330/77 procedures described are carried out. The plasma is generated, for example, by glow discharge, high frequency discharge or corona discharge generated. For example, a glow discharge plasma is produced by introducing a gas such as Hydrogen, helium, argon, nitrogen, oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, ammonia or water, in an evacuated Vessel, so that the pressure in the vessel has a value of 0.01 to 10 Torr is generated. Then between Electrodes an alternating current or direct current voltage from 0.5 to 50 kV applied. A plasma can also go through creates a corona discharge in the atmosphere or in an inert gas with direct current of 0.1 to 1.3 A at 1 kV will.

Die plasmabehandelte modifizierte poröse .Membran vrird so hergestellt, daß man die aus dem Acrylnitril-Polymerisat hergestellte getrocknete poröse Membran in die vorstehend beschriebene Plasmaatmosphäre bringt. Gewöhnlich beträgtThe plasma-treated modified porous membrane is so produced that one from the acrylonitrile polymer Brings produced dried porous membrane in the plasma atmosphere described above. Usually amounts to

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die Behandlungsdauer 0,5 bis 120 Minuten, vorzugsweise 5 bis 120 Minuten.the treatment time 0.5 to 120 minutes, preferably 5 up to 120 minutes.

Bei Einsatz einer plasmabehandelten porösen Membran wird erfindungsgemäß eine semipermeable Membran mit überlegenen Trenneigenschaften und besserer Wasserpermeabilität erhalten, und zwar aufgrund eines synergistischen Effekts der Plasmabehandlung und der erfindungsgemäßen Sulfonierung.When a plasma-treated porous membrane is used, a semipermeable membrane with superior properties is obtained according to the invention Release properties and better water permeability obtained, due to a synergistic effect of the Plasma treatment and the sulfonation according to the invention.

Als Sulfonierungsmittel können im erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene bekannte Verbindungen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist Schwefeltrioxid wegen der Leichtigkeit der Sulfonierungsreaktion. Bei Verwendung von Schwefeltrioxid wird die Sulfonierung folgendermaßen durchgeführt:Various known compounds can be used as sulfonating agents in the process according to the invention. Sulfur trioxide is particularly preferred because of the ease of the sulfonation reaction. When using sulfur trioxide the sulfonation is carried out as follows:

Die poröse Membran wird in eine Atmosphäre von Schwefeltrioxid oder eines Gemisches von Schwefeltrioxid mit einem anderen Gas eingebracht. Als Gas können gegenüber Schwefeltrioxid inerte Gase verwendet werden, wie Luft, Stickstoff oder Helium. Gewöhnlich liegt die Behandlungstemperatur bei 0 bis 800C, sie ist jedoch nicht beschränkt. Die Sulfonierung wird unter einem Druck durchgeführt, bei dem der Schwefeltrioxid im gasförmigen Zustand vorliegt. Vorzugsweise wird die Sulfonierung bei Normaldruck durchgeführt. Die Membran kann einseitig oder beidseitig sulfoniert werden. Vorzugsweise wird jedoch nur eine Seite der Membran mit Schwefeltrioxid in Berührung gebracht, da sie bei beidseitiger Sulfonierung etwas versprödet.The porous membrane is placed in an atmosphere of sulfur trioxide or a mixture of sulfur trioxide with another gas. Gases inert to sulfur trioxide, such as air, nitrogen or helium, can be used as the gas. The treatment temperature is usually from 0 to 80 ° C., but it is not restricted. The sulfonation is carried out under a pressure at which the sulfur trioxide is in the gaseous state. The sulfonation is preferably carried out at normal pressure. The membrane can be sulfonated on one or both sides. Preferably, however, only one side of the membrane is brought into contact with sulfur trioxide, since it becomes somewhat brittle when sulfonated on both sides.

Die Trennungseigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten semipermeablen Membranen hängen von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere der Konzentration des SuIfonierungsmittels und der SuIfonierungszeit. Durch Änderung dieser beiden Faktoren läßt sich der Sulfonierungsgrad an der Membranoberfläche steuern. Auf diese Weise können Membranen mit beliebigen Trenneigenschaften hergestellt werden. Die Konzentration des SuIfonierungsmitteis kann von 0,01The separation properties of the semipermeable membranes produced according to the invention depend on various factors , in particular the concentration of the sulfonant and the suIfonierungszeit. By changing these two factors, the degree of sulfonation can be adjusted to the Control membrane surface. In this way, membranes with any separation properties can be produced. The concentration of the sulfonating agent can range from 0.01

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-ιοί bis 100 Molprozent und die Sulfonierungsdauer von 1 Sekunde bis 60 Minuten betragen. Vorzugsweise werden diese beiden Faktoren jedoch so eingestellt, daß der Schwefelgehalt der sulfonierten Membran 0,01 bis 5 Gewichtsprozent beträgt. Bei einem Schwefelgehalt unter 0,01 Gewichtsprozent ist der Effekt der Sulfonierung zu gering, während bei einem Schwefelgehalt oberhalb 5 Gewichtsprozent die Membran unbefriedigende mechanische Festigkeit besitzt und unbrauchbar wird. Durch die Sulfonierung vermag die poröse Membran Ionen auszutauschen. Die geeignete Ionenaustauschkapazität der sulfonierten Membran beträgt 0,001 bis 1,2 mlq/g.-ιοί to 100 mol percent and the sulfonation time of 1 second up to 60 minutes. Preferably, however, these two factors are adjusted so that the sulfur content of the sulfonated membrane is 0.01 to 5 percent by weight. If the sulfur content is below 0.01 percent by weight, the Effect of sulfonation too low, while with a sulfur content above 5 percent by weight, the membrane has unsatisfactory mechanical strength and becomes unusable. As a result of the sulfonation, the porous membrane is able to exchange ions. The appropriate ion exchange capacity of the sulfonated Membrane is 0.001 to 1.2 mlq / g.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, den Membranen auf einfache V/eise hydrophile Eigenschaften zu verleihen und sie aufgrund der Vernetzung durch die Sulfonierungsreaktion abzudichten, gleichzeitig aber die ursprüngliche Gestalt der porösen Membranen beizubehalten. Das Verfahren der Erfindung ermöglicht die einfache Herstellung von semipermeablen Membranen mit beliebigen Trenneigenschäften von niedermolekularen Substanzen, wie Natriumchlorid, bis zu Hochpolymeren mit einem Molekulargewicht von 1 000 000.The inventive method enables the membranes to impart hydrophilic properties in a simple manner and they are due to the crosslinking through the sulfonation reaction to seal, but at the same time maintain the original shape of the porous membranes. The procedure the invention enables the simple production of semipermeable membranes with any separation properties from low molecular weight substances such as sodium chloride to high polymers with a molecular weight of 1,000,000.

Die semipermeablen Membranen der Erfindung haben eine Dicke von 20 bis 500 /u und sie bestehen aus einer dichten Oberflächenschicht, in der sich keine Poren unter dem Elektronenmikroskop beobachten lassen. Diese Oberflächenschicht hat eine Dicke von höchstens 1 μ. Der Rest der Membran besteht aus einer porösen Schicht. Die Poren ha-The semipermeable membranes of the invention have a thickness of 20 to 500 / u and they consist of a dense surface layer in which no pores can be observed under the electron microscope. This surface layer has a thickness of at most 1 μ. The rest of the membrane consists of a porous layer. The pores have

ben eine Größe von 100 bis 1000 A, die in der porösen Schicht nahe zur Oberflächenschicht angeordnet sind. Die Größe der Poren nimmt allmählich von 1 bis 100/u gegen die Rückseite der Membran zu. Die Dicke des vernetzten Teils der Membran läßt sich beliebig steuern, und zwar von einem Wert von etwa 0,1 μ bis zur Dicke der Membran.ben a size of 100 to 1000 Å, which are arranged in the porous layer close to the surface layer. The size of the pores gradually increases from 1 to 100 / u towards the back of the membrane. The thickness of the cross-linked part of the membrane can be controlled as desired, from a value of about 0.1 μ up to the thickness of the membrane.

90-9828/075690-9828 / 0756

Die erfindungsgemäß hergestellte semipermeable Membran ist den Celluloseacetat-Membranen hinsichtlich der chemischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften sowie der Fähigkeit zur Trennung von Substanzen bei der umgekehrten Osmose weit überlegen. Sie können in einem pH-Bereich von 1 bis 12 und "bis zu Temperaturen von etwa 5O°C verwendet werden. Insbesondere eignen sich die Membranen zur Entsalzung von Meerwasser, zur Abwasserbehandlung und zur Konzentrierung von Fruchtsäften. Da die Membranen in zahlreichen organisehen Lösungsmitteln unlöslich sind, können sie auch zur Trennung von nichtwäßrigen Flüssigkeiten eingesetzt werden.The semipermeable membrane produced according to the invention is the cellulose acetate membranes with regard to the chemical, mechanical and thermal properties and the ability to separate substances in reverse osmosis far superior. They can be used in a pH range from 1 to 12 and up to temperatures of about 50 ° C. The membranes are particularly suitable for desalination of seawater, for wastewater treatment and for concentration of fruit juices. Since the membranes are in numerous organisehen Solvents are insoluble, they can also be used to separate non-aqueous liquids.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. Die Trennwirkung wird durch folgende Gleichung definiert:The examples illustrate the invention. The separation effect is defined by the following equation:

Konzentration des Gelösten Trennwirkung 00 = (1- in der durchgelassenen lösung.) χ Λ00 Concentration of the dissolved separating effect 00 = (1- in the solution that has passed through ) χ Λ00

Konzentration des Gelösten in der BeschickungslösungConcentration of the solute in the feed solution

Beispiel 1example 1

Ein Copolymer!sat aus 89 Molprozent Acrylnitril und 11 Molprozent Methylacrylat wird in an sich bekannter Weise hergestellt. 20 Teile des Copolymerisats werden in einem Gemisch von 70 Teilen Dimethylformamid und 10 Teilen Formamid gelöst. Die erhaltene Lösung wird in einer Dicke von 250/u.A copolymer of 89 mole percent acrylonitrile and 11 mole percent Methyl acrylate is produced in a manner known per se. 20 parts of the copolymer are in a mixture of 70 parts of dimethylformamide and 10 parts of formamide solved. The solution obtained is in a thickness of 250 / u.

bei 400C auf eine Glasplatte gegossen. Nach Iminiitigem Verdampfen wird die Glasplatte in 16 bis 170C kaltes wasser getaucht. Hierbei erfolgt eine Gelierung der Polymerlösung. Nach 2 Stunden wird die erhaltene Membran von der Glasplatte abgelöst und in diesem Zustand auf ihre Vasserdttrchlässigkeit bei einem Druck von 10 kg/cm2 untersucht. Die Vasserdurchlässigkeit (Wasserpermeabilität) beträgt 148 LMH (l/m2.h), und der Blasenpunkt beträgt 12 kg/cm2.at 40 0 C poured onto a glass plate. After immediate evaporation, the glass plate is immersed in 16 to 17 0 C cold water. In this case, the polymer solution gels. After 2 hours, the membrane obtained is detached from the glass plate and, in this state, examined for its permeability to water at a pressure of 10 kg / cm 2 . The water permeability (water permeability) is 148 LMH (l / m 2 .h), and the bubble point is 12 kg / cm 2 .

Die feuchte Membran wird 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet. Sodann wird die Membran 20 Minuten bei Eaumtem- . peratur einseitig sulfoniert. Zu diesem Zweck wird dieThe moist membrane is dried for 24 hours at room temperature. Then the membrane is 20 minutes at Eaumtem-. temperature sulfonated on one side. For this purpose, the

98-9828/075698-9828 / 0756

trockene Membran mit einem Gasgemisch von 3 Volumprozent Schwefeltrioxid und 97 Volumprozent Stickstoff bei Atmosphärendruck behandelt. Nach der Sulfonierung wird ein Teil der Membran der Elementaranalyse unterworfen,um den Schwefelgehalt zu bestimmen. Der Schwefelgehalt beträgt 0,60 Gewichtsprozent. Die Ionenaustauschkapazität der sulfonierten Membran beträgt 0,1 mlq/g. Dies beweist die Einführung von SuIfonatgruppen in die Membran.dry membrane with a gas mixture of 3 volume percent sulfur trioxide and 97 volume percent nitrogen at atmospheric pressure treated. After the sulfonation, a part of the membrane is subjected to elemental analysis to determine the Determine the sulfur content. The sulfur content is 0.60 percent by weight. The ion exchange capacity of the sulfonated Membrane is 0.1 mlq / g. This is evidenced by the introduction of sulfonate groups into the membrane.

Die elektronenmikroskop!sehe Untersuchung der Membran ergibt ihren asymmetrischen Aufbau aus einer dichten Schicht, in der keine Poren vorliegen, so'.rie einer Schicht mit PorenThe electron microscope! See examination of the membrane reveals Their asymmetrical structure from a dense layer in which there are no pores is like a layer with pores

von 300 A bis 20/α, die sich bis zu der dichten Schicht erstrecken.
15
from 300 A to 20 / α extending to the dense layer.
15th

Beim Auflösen der semipermeablen Membran in Dimethylformamid verbleibt ein unlöslicher dünner Film mit einer Dicke von 20/u. Es wurde festgestellt, daß dieser dünne Film vernetzt ist.
20
When the semipermeable membrane is dissolved in dimethylformamide, an insoluble thin film with a thickness of 20 / u remains. It was found that this thin film is crosslinked.
20th

Sodann wird die erfindungsgemäß sulfonierte Membran in einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zur umgekehrten Osmose eingesetzt. Die effektive Fläche der MembranThe sulfonated membrane according to the invention is then reversed in a continuously operating device Osmosis used. The effective area of the membrane

2
betragt 13 cm . Bei der Vorrichtung handelt es sich um ein Gerät für Laborversuche. Es wird ihre Permeabilität gegenüber 0, 50gewichtsprozentiger xiräßriger Kochsalzlösung untersucht .
2
is 13 cm. The device is a device for laboratory experiments. Their permeability to 0.50 weight percent aqueous sodium chloride solution is investigated.

Versuchsbedingungen:
Druck 50 kg/cm
Test conditions:
Pressure 50 kg / cm

Temperatur der wäßrigen
Kochsalzlösung 25°C
Temperature of the aqueous
Saline solution 25 ° C

BeschickungsgeschwindigkeitLoading speed

der wäßrigen Kochsalzlösung 630 ml/minthe aqueous saline solution 630 ml / min

Versuchsergebnisse:Test results:

Wasserpermeabilität 41,3 EMHWater permeability 41.3 EMH

Tr ennwirkung (Abtre nnung
des Salzes)
Separation effect (separation
of the salt)

369828/075S369828 / 075S

In gleicher Weise wird die nichtbehandelte trockene Membran untersucht. In diesem Fall beträgt die Wasserpermeabilität 6,2 LMH. Die Membran war nicht in der Lage, Natriumchlorid abzutrennen.
5
The untreated dry membrane is examined in the same way. In this case the water permeability is 6.2 LMH. The membrane was unable to separate sodium chloride.
5

Beispiel 2Example 2

Die gemäß Beispiel 1 hergestellte sulfonierte Membran wird auf ihre thermische Stabilität in gleicher Weise wie in Beispiel 1 untersucht, jedoch wird die Temperatur der Kochsalzlösung auf 40 bis 500C eingestellt. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:The sulfonated membrane according to Example 1 produced is examined for their thermal stability in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the brine at 40 to 50 0 C is set. The following results are obtained:

Temperatur der Koch
salzlösung
Temperature of the cook
saline solution
WasserpermeabilitätWater permeability Tr ennwirkungSeparation effect
40° C
500C
40 ° C
50 0 C
49,7 LMH
54,0 LMH
49.7 LMH
54.0 LMH
94,2%
93,0%
94.2%
93.0%

Beispiel 3Example 3

Ein Copolymerisat aus 90 Molprozent Acrylnitril und 10. Molprozent Vinylacetat wird in an sich bekannter Weise hergestellt. 16 Teile des Copolymerisate werden in einem Ge-. misch von 74 Teilen Dimethylformamid und 10 Teilen Formamid gelöst. Die erhaltene Lösung x*ird in einer Dicke von 250yu bei 400C auf eine Glasplatte gegossen. Nach Iminütigem Verdampfen wird die Glasplatte in 16 bis 170C kaltes Wasser getaucht. Hierbei erfolgt eine Gelierung der Polymerlösung. Nach 2 Stunden wird die erhaltene Membran von der Glasplatte abgelöst und in diesem Zustand auf ihre Wasserpermeabilität bei einem Druck von 10 kg/cm untersucht. Die Wasserpermeabilität beträgt 170 LMH und der Blasenpunkt 4 kg/cm .A copolymer of 90 mol percent acrylonitrile and 10 mol percent vinyl acetate is produced in a manner known per se. 16 parts of the copolymer are in one Ge. a mixture of 74 parts of dimethylformamide and 10 parts of formamide dissolved. The resulting solution x * ith a thickness of 250yu at 40 0 C cast onto a glass plate. After Iminütigem evaporation, the glass plate is immersed in 16 to 17 0 C cold water. In this case, the polymer solution gels. After 2 hours, the membrane obtained is detached from the glass plate and, in this state, examined for its water permeability at a pressure of 10 kg / cm. The water permeability is 170 LMH and the bubble point is 4 kg / cm.

Sodann wird die feuchte Membran 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet. Die trockene Membran wird 5 Minuten bei Raumtemperatur mit einem Gasgemisch aus 2 Molprozent Schwefeltrioxid und 98 Molprozent Stickstoff bei NormaldruckThe moist membrane is then dried at room temperature for 24 hours. The dry membrane is for 5 minutes Room temperature with a gas mixture of 2 mol percent sulfur trioxide and 98 mole percent nitrogen at normal pressure

ΘΘ-9828/07 56ΘΘ-9828/07 56

behandelt. Mach der Behandlung wird die Membran in einer kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zur umgekehrten Osmose eingesetzt. Die effektive Fläche der Membran beträgt 13 cm2 Bei der Vorrichtung handelt es sich um ein Gerät für Laborversuche. Es wird ihre Permeabilität und Trennwirkung gegenüber verschiedenen Verbindungen untersucht.treated. After the treatment, the membrane is placed in a continuously operating reverse osmosis device. The effective area of the membrane is 13 cm 2. The device is a device for laboratory experiments. It is their permeability and separation efficiency tested against various compounds.

Versuchsbedingungen:Test conditions:

—. ■, .-. ■,.

Druckpressure 2 kg/cm2 kg / cm Temperatur der LösungTemperature of the solution 25°G25 ° G Konzentration des GeConcentration of the Ge lösten in der Beschickung£solved in the charge £ lösung ·solution · BeschickungsgeschwindigLoading speed 630 ml/min630 ml / min keitspeed Versuchsergebnisse:Test results:

Gelöster StoffDissolved matter MolekularMolecular tfasserper-tfasserper- Tr ennwirkung,Separation effect, gewichtweight meabilität,
LMH
meability,
LMH
%%
NatriumchloridSodium chloride 5858 28,328.3 5,15.1 SucroseSucrose 342342 23,023.0 28,428.4 AmaranthAmaranth 604604 24,524.5 41,541.5 PolyäthylenglykolPolyethylene glycol 20002000 18,918.9 88,788.7 PolyäthylenglykolPolyethylene glycol 2000020000 12,412.4 100100

In gleicher Weise wird die nichtbehandelte trockene Membran untersucht. Die V/asserpermeabilität beträgt 7,3 LMH und die Membran war nicht in der Lage,, die gelösten Stoffe abzutrennen. In the same way, the untreated dry membrane examined. The water permeability is 7.3 LMH and the membrane was unable to separate the solutes.

Beispielexample

Die in Beispiel 1 erhaltene trockene Membran wird in einer evakuierbaren Vorrichtung, in der ein Elektrodenpaar angeordnet ist, unter folgenden Bedingungen mit einem Plasma behandelt:The dry membrane obtained in Example 1 is placed in an evacuable device in which a pair of electrodes is arranged is treated with a plasma under the following conditions:

98-982 8./0798-982 8./07

-/5-- / 5- Gasgas Heliumhelium 2 Torr2 torr 4$-$ 4 - Druckpressure o,O, 0 kV0 kV Ent1adungs spannungDischarge voltage 3,3, mAmA EntladungsstromDischarge current 2525th MinutenMinutes Behänd! unersdau erHandily indefinitely 4040

Sodann wird ein Teil der plasmabehandelten Membran in einem Gasgemisch aus 3 Volumprozent Schwefeltrioxid und 97 Volumprozent Stickstoff bei Raumtemperatur"und Atmosphärendruck sulfoniert. Ein Teil der erhaltenen Membran wird zur Bestimmung des. Schwefelgehalts der Elementaranalyse unterworfen. Die sul.fonierte Membran enthält 0,57 Gewichtsprozent Schwefel. Die Ionenaustauschkapazität dieser Membran beträgtPart of the plasma-treated membrane is then placed in a gas mixture of 3 percent by volume sulfur trioxide and 97 percent by volume Nitrogen sulfonated at room temperature "and atmospheric pressure. A portion of the membrane obtained is used for determination of the sulfur content of the elemental analysis. The sulphonated membrane contains 0.57 percent by weight sulfur. The ion exchange capacity of this membrane is

0,16 mlq/g.
15
0.16 mlq / g.
15th

Sodann werden die plasmabehandelte Membran und die nach der Plasmabehandlung sulfonierte Membran auf ihre Wasserpermeabilität gemäß Beispiel. 1 untersucht. Es werden folgende Ergebnisse erhalten: Plasmabehandelte Membran: Wasserpermeabilität 14,2 LMH, Trennwirkung 97,6%; nach Plasmabehandlung sulfonierte Membran: Wasserpermeabilität 31,5 EMHj Trennwirkung 98,9%.Then the plasma-treated membrane and after the Plasma treatment of sulfonated membrane for its water permeability according to the example. 1 examined. The following results are obtained: Plasma-treated membrane: water permeability 14.2 LMH, separation efficiency 97.6%; sulfonated membrane after plasma treatment: water permeability 31.5 EMHj separating effect 98.9%.

Es ist ersichtlich, daß sowohl die Wasserpermeabilität als auch die Trennwirkung durch Sulfonierung der plasmabehandelten Membran erheblich verbessert wird.It can be seen that both the water permeability and the separation effect by sulfonation of the plasma-treated Membrane is significantly improved.

Beispiel 5 Ein Copolymerisat aus 90 Molprozent Acrylnitril und 10 MoI-prozent Vinylacetat wird in an sich bekannter Weise hergestellt. 21 Teile des Copolymerisate werden in einem Gemisch von 69 Teilen Dimethylformamid und 10 Teilen !Formamid gelöst. Die erhaltene Lösung wird in einer Dicke von 250 μ bei 400C auf eine Glasplatte gegossen. Nach Iminütigem Verdampfen wird die Glasplatte in 16 bis 17°C kaltes Wasser getaucht. Hierbei erfolgt eine Gelierung der Polymerlösung.Example 5 A copolymer of 90 mol percent acrylonitrile and 10 mol percent vinyl acetate is produced in a manner known per se. 21 parts of the copolymer are dissolved in a mixture of 69 parts of dimethylformamide and 10 parts of formamide. The solution obtained is poured onto a glass plate at a thickness of 250 μ at 40 ° C. After evaporation for one minute, the glass plate is immersed in cold water at 16 to 17 ° C. In this case, the polymer solution gels.

99-9 82 8/07 599-9 82 8/07 5

Nach 2 Stunden wird die erhaltene Membran von der Glasplatte abgelöst und in diesem Zustand auf ihre WasserpermeabilitätAfter 2 hours, the membrane obtained is removed from the glass plate detached and in this state on their water permeability

2
bei einem Druck von 10 kg/cm untersucht. Die Wasserpermeabilität beträgt 104 LMH und der Blasenpunkt 16 kg/cm . Sodann wird die feuchte Membran 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet. Hierauf wird die trockene Membran gemäß Beispiel 4 unter folgenden Bedingungen plasmabehandelt:
2
examined at a pressure of 10 kg / cm. The water permeability is 104 LMH and the bubble point is 16 kg / cm. The moist membrane is then dried at room temperature for 24 hours. The dry membrane is then plasma-treated according to Example 4 under the following conditions:

Gas HeliumGas helium

Druck 0,1 TorrPressure 0.1 torr

Entladungsspannung 3»0 kVDischarge voltage 3 »0 kV

Entladungsstrom 3° mADischarge current 3 ° mA

Behandlungsdauer 4-0 MinutenTreatment duration 4-0 minutes

Sodann wird ein Heil der plasmabehandelten Membran in einemThen the plasma-treated membrane is a salvation in one

Gasgemisch von 5 Volumprozent Schwefeltrioxid und 95 Volumprozent Stickstoff bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck sulfoniert.Gas mixture of 5 percent by volume sulfur trioxide and 95 percent by volume Nitrogen sulfonated at room temperature and atmospheric pressure.

Die plasmabehandelte Membran und die nach der Plasmabehand-20 The plasma-treated membrane and that after the plasma treatment-20

lung sulfonierte Membran werden auf ■ die Wasserpermeabilität gemäß Beispiel 1 untersucht. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Plasmabehandelte Membran:
Treatment sulfonated membranes are examined for ■ the water permeability according to Example 1. The following results are obtained:
Plasma treated membrane:

Wasserpermeabilität 12,3 LMHWater permeability 12.3 LMH

Tr ennwirkung 98,2%Separation efficiency 98.2%

Wach der Plasmabehandlung sulfonierte Membran:Awake of the plasma treatment sulfonated membrane:

w'asserpermeabilität 28,6 LMHwater permeability 28.6 LMH

Trennwirkung 99,22%.Separation efficiency 99.22%.

909828/0756909828/0756

Claims (16)

VOSSIUS · VOSSIUS · HILTL · TAUCHinF.R ■ HEUNEMANN PATENTANVJÄUTE. SIEBERTSTRASSE A · 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O75 CABLE: BENZOLPATENT MÜNCHEN -TELEX 5-29 453 VOPAT D 2856138 u.Z.: M 965 (WH) Case : A 3481-04 SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED Osaka, Japan "Verfahren zur Herstellung von semipermeablen Membranen auf der Basis von Acrylnitril-Polymerisaten und heterogene Membranen" Priorität: 28. Dezember 1977, Japan, Nr. 159 377/77 21. Januar 1978, Japan, Nr. 5 419/78 Pat entansprücheVOSSIUS · VOSSIUS · HILTL · TAUCHinF.R ■ HEUNEMANN PATENTANVJÄUTE. SIEBERTSTRASSE A · 8OOO MÜNCHEN 86 · PHONE: (O89) 47 4O75 CABLE: BENZOLPATENT MUNICH -TELEX 5-29 453 VOPAT D 2856138 oc: M 965 (WH) Case: A 3481-04 SUMITOMO CHEMICAL COMPANY, LIMITED Osaka, Japan "procedure for the production of semipermeable membranes based on acrylonitrile polymers and heterogeneous membranes "priority: December 28, 1977, Japan, No. 159 377/77 January 21, 1978, Japan, No. 5 419/78 Pat ent claims 1. Verfahren zur Herstellung von semipermeablen Membranen auf der Basis von Acrylnitril-Polymerisaten, dadurch gekennzeichnet , daß man eine poröse Membran aus einem Acrylnitril-Polymerisat mit mindestens 40 Molprozent Acrylnitril-Grundbausteinen sulfoniert.1. Process for the production of semipermeable membranes based on acrylonitrile polymers, thereby characterized in that one has a porous membrane made of an acrylonitrile polymer with at least 40 mole percent of the basic acrylonitrile building blocks are sulfonated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß2. The method according to claim 1, characterized in that man eine poröse Membran mit einem Blasenpunkt von min-a porous membrane with a bubble point of min- 2
destens 1 kg/cm und einer V/asserpermeabilität von 0,01
2
at least 1 kg / cm and a water permeability of 0.01
bis 1000 LMH bei einem Druck von 10 kg/cm einsetzt. 30up to 1000 LMH at a pressure of 10 kg / cm. 30th
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als poröse Membran eine an der Oberfläche mit einem Plasma behandelte poröse Membran mit einem Blasenpunkt von mindestens 1 kg/cm und einer V/asserpermeabilität3. The method according to claim 1, characterized in that as a porous membrane one on the surface with one Plasma treated porous membrane with a bubble point of at least 1 kg / cm and a V / water permeability 2 von 0,01 bis 1000 LMH bei einem Druck von 10 kg/cm einsetzt.2 from 0.01 to 1000 LMH at a pressure of 10 kg / cm begins. L 909828/0756 οκι«,μλ, ,. -JL 909828/0756 οκι «, μ λ ,,. -J ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß4. The method according to claim 3, characterized in that man eine durch Glimmentladung bei einer Spannung von 0,5 bis 50 kV unter einem Druck von 0,01 bis 10 Torr erzeugte, plasmabehandelte poröse Membran einsetzt. 5one by glow discharge at a voltage of 0.5 plasma-treated porous membrane generated up to 50 kV under a pressure of 0.01 to 10 Torr. 5 5· Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine poröse Membran aus einem Polyacrylnitril oder einem Copolymerisat von Acrylnitril mit Acrylamid, Diac et onacrylamid, IT-Vinyl-2-pyrrolidon, Hydroxyäthylmethacrylat, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, A'thylmethacrylat, Vinylacetat, Acrylsäure, Äthylensulfonsäure, Methacrylsäure, Methallylsulfonsäure, Sulfppropylmethacrylat, Vinylbenzolsulfonsäure oder deren Metallsalzen, 2-Vinylpyridin, 4—Vinylpyridin, Dimethylamineäthylmethacrylat oder einem, quartären Aminsalz,erhalten durch Alkylierung der tertiären Amine, einsetzt.5 · Procedure according to. Claim 1, characterized in that a porous membrane made of a polyacrylonitrile or a copolymer of acrylonitrile with acrylamide, diac et onacrylamid, IT-vinyl-2-pyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate, Methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, Ethylene sulfonic acid, methacrylic acid, methallylsulfonic acid, Sulfppropyl methacrylate, vinylbenzenesulfonic acid or their metal salts, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, Dimethylamineethyl methacrylate or a quaternary amine salt obtained by alkylation of the tertiary amines. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine poröse Membran aus einem Acrylnitril-Polymerisat mit 7O "bis 95 Molprozent Acrylnitril-Grundbausteinen einsetzt.6. The method according to claim 1, characterized in that a porous membrane made of an acrylonitrile polymer with 70 "to 95 mol percent acrylonitrile basic building blocks begins. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfonierung mit Schwefeltrioxid durchführt.7. The method according to claim 1, characterized in that the sulfonation is carried out with sulfur trioxide. 8. Verfahren nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß man Schwefeltrioxid als Gas oder als Gemisch mit einem inerten Gas einsetzt.8. The method according to claim 7? characterized in that one sulfur trioxide as a gas or as a mixture with a inert gas is used. 9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man als inertes Gas Luft, Stickstoff oder Helium verwendet .9 · The method according to claim 8, characterized in that the inert gas used is air, nitrogen or helium. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man Schwefeltrioxid in einer Konzentration von 0,01 bis 100 Volumprozent einsetzt.10. The method according to claim 8, characterized in that sulfur trioxide is used in a concentration of 0.01 used up to 100 percent by volume. 9G9R28/07 59G9R28 / 07 5 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sulfonierung während 1 Sekunde bis 60 Minuten durchführt.11. The method according to claim 7, characterized in that the sulfonation for 1 second to 60 minutes performs. 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man lediglich eine Oberfläche der porösen Membran sulfoniert .12. The method according to claim 1, characterized in that only one surface of the porous membrane is sulfonated . 13. Heterogene Membran, bestehend aus einer Membran auf der Basis eines Acrylnitril-Polymerisats mit einer dichten13. Heterogeneous membrane, consisting of a membrane based on an acrylonitrile polymer with a dense Oberflächenschicht einer Dicke von höchstens 1 Mikron und mit Poren, die in ihrer Größe gegen die Rückseite der Membran allmählich zunehmen, und die in einer Dicke von mindestens 0,1 /u von der Oberfläche vernetzt ist. 15Surface layer with a thickness of 1 micron or less and with pores that are in their size against the back of the membrane gradually increase, and which is crosslinked to a thickness of at least 0.1 / u from the surface. 15th 14. Membran nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylnitril-Polymerisat Polyacrylnitril oder ein Copolymer.isat von Acrylnitril und Acrylamid, Diacetonacrylamid, N-Vinyl-2-pyrrolidon, Hydroxyäthylmethacrylat, Methylacrylat, Äthylacrylat, Butylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Vinylacetat, Acrylsäure, Äthylensulfonsäure, Methacrylsäure, Methallylsulfonsäure, Sulfopropylmethacrylat, Vinylbenzolsulfonsäure und deren Metallsalze, 2-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, Methylaminoäthylmethacrylat oder ein quartäres Aminsalz, erhalten durch Alkylierung der tertiären Amine, ist.14. Membrane according to claim I3, characterized in that the acrylonitrile polymer polyacrylonitrile or a copolymer of acrylonitrile and acrylamide, diacetone acrylamide, N-vinyl-2-pyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate, Methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, ethylene sulfonic acid, methacrylic acid, methallylsulfonic acid, Sulfopropyl methacrylate, vinylbenzenesulfonic acid and their Metal salts, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, methylaminoethyl methacrylate or a quaternary amine salt obtained by alkylating the tertiary amines. 15· Membran nach Anspruch I3, gekennzeichnet durch eine Dicke von 20 bis 5$μ und Poren einer Größe von 100 bis 1000 A in der Schicht nahe zur dichten Schicht, wobei die Größe der Poren gegen die Rückseite der Membran allmählich von 1 auf 100 /u. zunimmt.15 · Membrane according to claim 13, characterized by a thickness of 20 to 5 μ and pores with a size of 100 to 1000 Å in the layer close to the dense layer, the size of the pores towards the back of the membrane gradually from 1 to 100 / u. increases. 16. Verwendung der Membran nach Anspruch I3 zur Trennung und Konzentrierung von Substanzen durch umgekehrte Osmose oder Ultrafiltration.16. Use of the membrane according to claim I3 for separation and concentration of substances by reverse osmosis or ultrafiltration. 9€9828/075 69 € 9828/075 6
DE19782856136 1977-12-28 1978-12-27 PROCESS FOR THE MANUFACTURING OF SEMIPERMEABLES MEMBRANES BASED ON ACRYLNITRILE POLYMERISATES AND HETEROGENIC MEMBRANES Withdrawn DE2856136A1 (en)

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