DE542063C

DE542063C - Process for the production of alkali-resistant ultra filters

Info

Publication number: DE542063C
Application number: DE1930542063D
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Fink; Dr Richard Stahn
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1930-08-19
Filing date: 1930-08-19
Publication date: 1932-01-21

Description

Verfahren zur Herstellung von alkalibeständigen Ultraflltern Es fehlt bisher an Ultrafiltern mit in weiten Grenzen abstufbarer Porengröße, die gegen alkalische Flüssigkeiten hinreichende Beständigkeit aufweisen. Die gebräuchlichen Ultrafilter aus Celluloseestern, insbesondere aus Cellulosenitrat, bei denen man zwar die Porengröße in weiten Grenzen beliebig abstufen kann, vertragen aber die Berührung mit Alkalien nur, wenn diese sehr schwad sind und bei nicht zu langer Einwirkungsdauer. Die meist gebräuchlichen Kollodiumfilter werden, insbesondere durch Lösungen von Schwefel alkalien rasch denitriert und damit unbrauchbar. Auch Ultrafilter aus Cellulose oder Hydratcellulose, z. B. denitrierter Nitrocellulose, sind gegen stärkere Alkalien nicht beständig. Ultrafilter aus keramischem Material werden, da sie nicht stark gebrannt werden können, ebenfalls durch Alkalien angegriffen.Process for the production of alkali-resistant ultra-filters It is missing up to now on ultrafilters with pore sizes that can be graded within wide limits, which are against alkaline Fluids have sufficient resistance. The common ultrafilters from cellulose esters, in particular from cellulose nitrate, in which one admittedly the pore size can be graded as desired within wide limits, but tolerate contact with alkalis only if they are very swath and if the exposure time is not too long. The most common collodion filters, especially through solutions of sulfur alkalis quickly denitrated and thus unusable. Also ultrafilter made of cellulose or hydrate cellulose, e.g. B. denitrated nitrocellulose, are against stronger alkalis not constant. Ultra filters are made of ceramic material as they are not strong can be burned, also attacked by alkalis.

Nach vorliegender Erfindung lassen sich Ultrafilter von beliebiger Durchlässigkeit herstellen, die gegen Alkalilösungen jeder Art, wie Ätzalkalien, kohlensaure Alkalien, Schwefelalkalien, Ammoniak usw., auch in hohen Konzentrationen durchaus beständig sind. Als Material werden für diese neue Art von Ultrafiltern Celluloseäther benutzt, wobei aliphatisch-aromatische Celluloseäther verwendet werden können. Als sehr geeignet haben sich auch die nach Patenschrift 455 589 hergestellten Celluloseäther erwiesen, die durch Alkylieren der N-phenylierten Thiourethane der Cellulose entstehen und neben Alkyl noch eine alkylierte Phenylthiocarbaminsäuregruppe mit der Cellulose verbunden enthalten. According to the present invention, ultrafilters can be of any Establish permeability against all types of alkali solutions, such as caustic alkalis, Carbonic alkalis, sulfur alkalis, ammonia, etc., even in high concentrations are quite stable. Used as material for this new type of ultrafilter Cellulose ethers used, aliphatic-aromatic cellulose ethers being used can. Those manufactured according to patent specification 455 589 have also proven to be very suitable Cellulose ethers have been shown to be obtained by alkylating the N-phenylated thiourethanes Cellulose is formed and, in addition to alkyl, there is also an alkylated phenylthiocarbamic acid group associated with the cellulose.

Es sind dies die in der Einleitung der genannten Patentschrift auf Grund ihrer Löslichkeitseigenschaften als dritte Kategorie genannten Körper.These are those in the introduction to the patent mentioned Bodies named as the third category because of their solubility properties.

Der Abbaugrad des verwendeten Celluloseäthers, gemessen an der Viskosität seiner Lösung, ist bis zu einem gewissen Grad bestimmend für die Durchlässigkeit der daraus gewonnenen Ultrafilter, und zwar nimmt die Durchlässigkeit des Filters unter sonst gleichen Herstellungsbedingungen mit sinkender Viskosität des Ausgangsmaterials zu. The degree of degradation of the cellulose ether used, measured by the viscosity its solution is, to a certain extent, decisive for the permeability the ultrafilter obtained from it, namely decreases the permeability of the filter under otherwise identical production conditions with decreasing viscosity of the starting material to.

Erfindungsgemäß kann man die Durchlässiglçeit, d. h. die mittlere Porengröße der Ultrafilter dadurch beliebig fein abstufen, daß man der Lösung des Celluloseäthers in einem flüchtigen Lösemittel vor dem Verdunsten des Lösemittels einen zweiten Stoff zusetzt, der folgende Eigenschaften aufweist I. er darf praktisch nicht flüchtig sein, 2. er muß mit dem verwendeten Celluloseäther nach Verdunsten des flüchtigen Lösemittels einen glasklaren Film bilden, 3. er muß wasserlöslich sein. According to the invention, the permeability, d. H. the middle Graduating the pore size of the ultrafilter as finely as desired by adding the solution of the Cellulose ethers in a volatile solvent before the solvent evaporates a second substance is added, which has the following properties: I. He may practically not be volatile, 2. it has to evaporate with the cellulose ether used of the volatile solvent form a crystal-clear film, 3. it must be water-soluble be.

Die Herstellung der Ultrafilter geschieht derart, daß die Lösung des betreffenden Celluloseäthers mit dem erwähnten Zusatzstoff versehen und in passender Schichtdicke zum Film ausgegossen wird. Man läßt das Lösungsmittel zweckmäßig bei gleichmäßiger und nicht zu hoher Luftfeuchtigkeit verdunsten, worauf ein noch den Zusatzstoff enthaltender glasklarer, gequollener- Film zurückbleibt, der dann durch Auswaschen mit Wasser von dem Zusatzstoff befreit wird. The ultrafilter is produced in such a way that the solution of the cellulose ether in question provided with the additive mentioned and in a suitable Layer thickness for Film is poured out. The solvent is left expediently evaporate at even and not too high humidity, whereupon a crystal-clear, swollen film still containing the additive remains, which is then freed from the additive by washing with water.

Als Lösungsmittel sind alle nicht zu schwer flüchtigen Lösemittel oder Lösemittelgemische brauchbar, wie Pyridin, Chloroform, Chloroformmethanol, Dioxan usw. Als Zusatzstoffe haben sich Körper, wie Glycerin-a-Chlorhydrin, y-LaktoneJ Weinsäurediäthylester, Triäthanolamindimethyläther, Polyglykol und andere als geeignet erwiesen. Die genannten Stoffe oder deren Homologe können auch vorteilhaft in Mischungen angewandt werden. Je nach dem gewünschten Durchlässigkeitsgrad des Ultrafilters setzt man 200 bis 500 und mehr Prozent vom Gewicht der festen Substanz an Zusatzstoff zur Lösung des Celluloseäthers, wobei die Durchlässigkeit des erhaltenen Ultrafilters mit wachsender Menge Zusatzstoff zunimmt. Bei Anwendung hoher Mengen an Zusatzstoff werden zweckmäßig hochviskose Celluloseäther verwendet. All solvents that are not too poorly volatile are used as solvents or solvent mixtures can be used, such as pyridine, chloroform, chloroform methanol, Dioxane etc. Bodies such as glycerol-a-chlorohydrin, y-lactonesJ have proven to be additives Tartaric acid diethyl ester, triethanolamine dimethyl ether, polyglycol and others as suitable proven. The substances mentioned or their homologues can also advantageously be used in mixtures can be applied. Depending on the desired degree of permeability of the ultrafilter 200 to 500 and more percent of the weight of the solid substance is added to the additive for dissolving the cellulose ether, the permeability of the ultrafilter obtained increases with the amount of additive. When using large amounts of additive highly viscous cellulose ethers are expediently used.

Bei der Herstellung von Ultrafiltern aus Celluloseestern sind zwar schon Zusätze von nicht flüchtigen Stoffen empfohlen worden, um die Durchlässigkeit des Ultrafilters zu beeinflussen. Es hat sich dabei aber immer um Stoffe gehandelt, die entweder nach Verdunsten des Lösemittels einen trüben Film ergaben, also in verhältnismäßig grober Verteilung vorlagen, oder um Stoffe, die nicht wasserlöslich sind, z. B. Rizinusöl. In the production of ultrafilters from cellulose esters are Additions of non-volatile substances have already been recommended to improve permeability of the ultrafilter. But it has always been about substances which either resulted in a cloudy film after the solvent had evaporated, i.e. in relatively coarse distribution, or substances that are not water-soluble are e.g. B. Castor Oil.

Die in den folgenden Beispielen angeführten relativen Viskositäten der Ausgangsstoffe stellen die Auslaufzeiten der betreffenden Lösungen in einem Auslaufviskosimeter dar, bezogen auf die Auslaufzeit des Lösemittels. The relative viscosities given in the following examples of the starting materials represent the flow times of the relevant solutions in one Outflow viscometer, based on the outflow time of the solvent.

Zur Viskositätsbestimmung wurden stets 20/0ige Lösungen verwendet. Als Lösemittel dient dabei für die reinen Äther Pyridin, für die alkylierten Cellulosethiourethane ein Gemisch aus teilen Pyridin und 1 Teil Wasser. In den folgenden Beispielen bedeutet die Durchlässigkeit der Ultrafilter die Anzahl Kubikzentimeter Wasser, die bei einem Vakuum von I2 mm eine wirksame Filterfläche von 42 qcm in 10 Minuten passieren.20/0 solutions were always used to determine the viscosity. The solvent used for the pure ethers is pyridine and for the alkylated cellulose thiourethanes a mixture of parts of pyridine and 1 part of water. In the following examples means The permeability of the ultrafilter is the number of cubic centimeters of water that a Vacuum of I2 mm pass through an effective filter area of 42 square cm in 10 minutes.

Beispiele 1. Ein Äthylcellulose mit 43% Äthoxylgehalt und der relativen viskosität 17,3 Sek. wird zu einer 3,3%igen Lösung in wasserfreiem Pyridin gelöst, der Lösung werden I50 bis 350010 vom Gewicht der Äthylcellulose an Glycerin-a-Chlorhydrin zugesetzt (in folgendem Hydrin genannt) und die Lösung hierauf in dünner Schicht ausgegossen. Nach dem Verdunsten des Pyridins, nach etwa 20 Stunden, hinterbleibt ein glasklarer, klebriger Film, der samt Unterlage in Wasser gebracht und ausgewaschen wird, worauf er sich mühelos von der Unterlage ablösen läßt. Je nach dem Hydrinzusatz haben die Ultrafilter folgende Durchlässigkeiten: 0% Hydrin Durchlässigkeit 200 o, 8 250 2,6 300 3,5 350 4,8 2. Eine Äthylcellulose mit 430/0 OC2H und der relativen Viskosität 16,7 Sek. wird zu 2,50/0 in Dioxan gelöst. Der Lösung werden 300 bis 4000/0 vom Gewicht der Athylcellulose an Weinsäurediäthylester zugesetzt. Weitere Verarbeitung wie in Beispiel 1. Die Filme sind nach Verdunsten des Dioxans in Aufsicht wie Durchsicht glasklar. Die Ultrafilter haben folgende Durchlässigkeiten: 0/0 Weinsäure- Durchlässigkeit diäthylester 300 3,9 350 4,8 400 9,2 3. Ein äthyliertes Cellulosephenylthiourethan mit 25,50/, Äthoxylgehalt und 1,53010 Stickstoff und mit der relativen Viskosität 25,9 Sek. wird als 30/0ige Pyridin-Methanol-Lösung (4 : I) mit 250 bis 5000/0 Hydrin versetzt und wie in Beispiel I weiterverarbeitet. Examples 1. An ethyl cellulose with 43% ethoxyl content and the relative viscosity 17.3 sec. is dissolved in a 3.3% solution in anhydrous pyridine, of the solution will be 150 to 350 010 the weight of the ethyl cellulose in glycerol-a-chlorohydrin added (in the following called hydrin) and the solution on top in a thin layer poured out. After the pyridine has evaporated, it remains after about 20 hours a crystal-clear, sticky film that was placed in water and washed out together with the base whereupon it can be easily removed from the base. Depending on the addition of hydrine the ultrafilters have the following permeability: 0% hydrin permeability 200 0.8 250 2.6 300 3.5 350 4.8 2. An ethyl cellulose with 430/0 OC2H and the relative A viscosity of 16.7 seconds is dissolved at 2.50/0 in dioxane. The solution will be 300 to 4000/0 of the weight of the ethyl cellulose added to tartaric acid diethyl ester. Further Processing as in Example 1. After the dioxane has evaporated, the films can be viewed from above like transparency crystal clear. The ultrafilters have the following permeability: 0/0 tartaric acid Permeability diethyl ester 300 3.9 350 4.8 400 9.2 3. An ethylated cellulose phenylthiourethane with 25.50 /, ethoxyl content and 1.53010 nitrogen and with the relative viscosity 25.9 seconds as a 30/0 pyridine-methanol solution (4: I) with 250 to 5000/0 hydrin offset and processed as in Example I.

Die Ultrafilter haben folgende Durchlässigkeiten: °1O Hydrin Durchlässigkeit 250 I,I 300 1,6 400 8,4 500 28,o 4. Ein äthyliertes Cellulosephenylthiourethan mit 28,62 0/o OC2H5 und 1,54 0/o Stickstoff und der relativen Viskosität IO, I6 wird zu 40/0 in reinem Pyridin gelöst und mit nachstehenden Mengen an Triäthanolamindimethyläther versetzt. Die nach dem Abdunsten des Pyridins zurückbleibenden Filme sind in der Aufsicht schwach opaleszierend, in der Durchsicht glasklar. Die Ultrafilter haben folgende Durchlässigkeiten: %Triäthanolamin- Durchlässigkeit dimethyläther 150 ° 200 4,2 300 23,5The ultrafilters have the following permeability: 1O hydrin permeability 250 I, I 300 1.6 400 8.4 500 28, o 4. An ethylated cellulose phenylthiourethane with 28.62 0 / o OC2H5 and 1.54 0 / o nitrogen and the relative viscosity IO, I6 40/0 dissolved in pure pyridine and with the following amounts of triethanolamine dimethyl ether offset. The films remaining after the pyridine has evaporated are in the Slightly opalescent on top, crystal clear when viewed through. The ultrafilters have the following permeabilities:% triethanolamine permeability dimethyl ether 150 ° 200 4.2 300 23.5

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of alkali-resistant Ultrafiltration by dissolving cellulose compounds in solvents and allowing them to evaporate of the solvent, characterized in that the starting material is cellulose ether be used.

2. The method according to claim I, characterized in that the casting solutions of the cellulose ether are mixed with a substance that is water-soluble and not is volatile and with the cellulose ether after evaporation of the volatile solvent forms a crystal clear film.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that cellulose ether are used which, besides alkyl, also contain phenylated alkylthiocarbamic acid groups contain.