PT93699A - Processo para a preparacao de membranas semipermeaveis de poliester resistente ao cloro - Google Patents

Description

2 - i FUNDAMENTOS DO I wmm [0

A separação de vários componentes encontrados em líquidos ou gases pode ser realizada numa série de processos, incluindo as técnicas para efectuar a separação por ultrafiltração ou osmose reversa» Um exempla particular deste último tipo de separação envolve um processo de dessaIinização em que a água que é tornada potável ou apropriada para outras finalidades é obtida a partir da água do mar, de água contaminada, de água salobra ou de solução salina» Este processo á sspscialmente importante em zonas do mundo onde a água encontrada nessa zona é de natureza salobra ou salina» A dessalinização desta água é necessária a fim de proporcionar grandes quantidades de água potável ou relativa-mente não salina para utilização industrial? agrícola ou doméstica,, A tíessaiinízação da água ê realizada forçando a água através da uma membrana ds osmose reversa onde a água é feita passar através da membrana e ê recuperada, enquanto que os agentes contaminantes ou sais não passam através da membrana» sendo assim, com efeito» rejeitados pela membrana e recuperados sob a forma de materiais retidos»

Uma membrana de osmose reversa, a fim de ser utilizada para esse fim, deve possuir certas caracteristicas aplicáveis ao processo,· Por exemplo, a membrana deve ter um coeficiente de rejeição salina muito elevado» Além disso» uma outra caracterís-tiea importante e um problema que deve ser tomado em consideração ao utilizar a membrana s a capacidade da membrana para resistir ao atque pelo cloro» Um outro factor importante que se encontra presente na utilização de uma. membrana de osmose reversa é α facto da referida membrana também possuir uma característica de fluxo elevada, isto s, a capacidade ds passagem de uma quantidade relativamente grande tíe água através da membrana sob pressSes reIat i vamente ba i xas

Se uma membrana. possuir estas i

caractsristicas dessjáveis, sla será comercialraents utilizável na sua aplicabilidade ao processo de dessalinizaçSo»

Visto que a membrana semipermeável que é usada para α processo de desse. 1 inização deve ser de natureza relativamente delgada a fx® de proporcionar ura fluxo desejável, é necessário, esTi muitos casos, que a membrana de osmose reversa seja compósita, ou laminada nus material de apoia de suporte poroso» Este material de apoio de suporte poroso deve ele próprio possuir certas caractarísticas que o tornem desejável para uma tal utilização» Por exemplo, o material de suporte poroso deve possuir tamanhos de poros que sejam suficientemente grandes para qus a água ou elemento permeado possa passar através do suporte sem afectar ou diminuir a taxa de fluxo da totalidade do compósito» Falando da outro modo, o tamanho do poro nlo deve ser suficientemente grande de modo a que a membrana semipermeável compósita delgada tenha tsndtncia para se introduzir ou entrar nos poros, distorcendo desse modo o formato da membrana de pelicula delgada com a possibilidade concomitante de rutura da membrana, levando assim a referida membrana a perder a sua eficácia no processo ds osmose reversa.

As membranas de osmose reversa foram preparadas a partir de uma série de materiais poliméricos conhecidos» Embora muitos destes materiais poliméricos possuam a capacidade ds reduzir a concentração ds um soluto sendo capazes de uma rejeição saixna que exceda 98%, alguns não possuem a necessária taxa ds fluxo para que o volume ds água que é necessário que seja produzido pela membrana por unidade ds superfície ds membrana seja suficiente para a aplicação da tecnologia»

Outras membranas serai-permeáveis compreendem compósitos polxmsrizados interfacialmente» Um exemplo deste tipo de membrana 1 \

é encontrado na Patente dos E«U = fi· Nq« 4 = 277334 em que a membrana é preparada a partir de uma poliamina aromática polimerizada que foi preparada a partir de um haleto poliacilo essencialmenie monomérico e de uma poliamina ari leno essencial mente mon ornê r i e a == A Patente dos E.U.A» No» 4=,415 = 455 descreve uma membrana que pode ser usada para a dessa!inização da água que compreende um copali-mero de ácido metacrilico e um monómero contendo hidroxi tal como mstacrilato ds hidroxietilo com a adição facultativa de um ácido carhoxílico polxfuncional = A finalidade deste último composto que pode ser exemplificado por um composto de baixo peso molecular ---7 tal coiro ácido 152?435-henzeno tetracarboxílico ou ácido cítrico é a as funcionar como um agente de ligação crucsdsu

Outras Patentes dos E*U=ft= que apresentam membranas que podem ser utilizadas num processo ds osmose reversa incluem a Patente dos E=U=A= No» 4=ióS=352= Esta patente descreve membranas que são produzidas polimerizando um monémero tal como mstacrilato de hidroxietilo que se encontra presente numa mistura do mon6maro e de um polímero tal como ácida poliacrilico» A polimerização destes compostos é iniciada de um modo fotoquímico e a membrana resultante irá conter um homopolímero do mstacrilato de bidroxi--etiIo misturado com outros polímeras» Nso existe uma ligação química presente entre o metacrilato ds hidroxietilo s d ácido policarboxílico» De um modo semelhante* a Patente dos EoU-ft. No, 42E7„295 apresenta composiçSes de hídrogel que são produzidas fazendo a ligação cruzada de uma mistura de acrilatos incluindo metacriiato ds glicerilos metacrilato ds metilo» acrilato de hidroxietilo e um diasrilato tal como dimetaerilato de etileno ç«licoI» A iniciação do polímera é realizada pela utilização ds um iniciador radical livre tal como é exemplificado por azofaisisobu-tironiirilo íAIBN)= A membrana resultante tem grupos hidroxi livres que não reagem durante a formação da menibrana, sendo a ι

composição da membrana terminada um copolimera ao acaso de ligação cruzada de vários iiionómeros»

Em oposição a estas patentes anteriores, a presente invento refere—se a um processo para a preparação de uma membrana semipermeável ds poliéslsr a qual pode ser usada num processa de osmose reversa em que uma solução reveste um material de apoio de suporte porosa sendo curadas de modo a formar uma membrana que apresente caracteristicas excelentes incluindo as propriedades de resistência ao cloro, bom fluxo e separação, A solução compreende ou uma mistura de dois polímeros que serão submetidos a ligação cruzsás. durante o processo de cura a fim de formar a membrana de poliestsr durante uma reacção de esterifieaçlo catalisada por ácido de um prépolisnero poliéster que foi formado pela reacção de um acrilato de hidroxialquilo polimérico com um haleto de acri-loilo ou com um anidrido de um ácido dicarboxilico e que sofrerá, ligação cruzada durante d processo de cura no material de apoio a fim de formar a membrana de poliéster» RESUMD BREVE DO Ih iaasi

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Este invento relaciona—se com um processo para a preparação de membranas ds osmose reversa e com a sua utilização num processo de dssalinícação» Mais especifícamenie, o invento refsrs-ss a um processo para a preparação de membranas de osmose reversa que apresentam uma extrema resistência à degradação pelo cloro» sal como foi anteriormente descrito, a utilização de membranas ds osmose reversa para a separação de liquido a partir ds liquido ou ds sólidos a partir de líquidos constituem aplica— çSss comerciais importantes» Isto é especi&lroente verdadeiro na área cia dessalinicação onde água que seja de natureza salobra ou 6

salina pode ser tornada potável ou apropriada para utilização noutras regiSss industriais du agrícolas fazendo passar a água através ds membranas de osmose reversa» Em muitos casos um composto contendo cloro tal como várias cioroaminas5. hipocloritos ou dióxido de cloro é adicionado à água salina corno um desinfectante ou com finalidades antibacterianas* A água salina é então tratada por arejamento ou quimicamente antes da dessaiinização a fim de remover o composto contendo cloro- Contado, em muitos casos a remoção completa não se efectua e urna quantidade relsti-vamsnte pequena mas prejudicial do composto vai permanecer na água» A presença de composto contendo cloro na água a. ser dessa-linizada vai constituir uma ameaça á eficácia s longa vida da maior parte das membranas de osmose reversa- Contudo., foi actual-mente descoberto que membranas preparadas de acordo com o processo aqui a seguir indicado mais detalhadamenie e usadas de acordo com o processo de dessaiinização serão resistentes ao ataque pelo cloro podendo assim ser utilizadas durante um período de tempo mais longo do que as outras membranas mantendo-se entretanto as desejadas propriedades de rejeição de sal e de fluxo-

As membranas particulares que constituem o aspecto inventivo da presente aplicação compreendem um poliéster formado por rsacçSo os um acrilato ds hidroKialquilo polimérico com um ácido monocarboKllica palimérico, um ácido poliearboxllico polimérico5, um anidrido de um ácido dicarboxllico? ou um baleio de acriloilo.. o qual é suportado num material ds apoie? da suporte poroso» Ao utilizar estas membranas num processo de dessa!iniza-ção- é possível tratar uma solução de água salina ou salobra durante um período de tempo rslativamente longo sem substituição da membrana., devendo-se., em parte, a longa vida da membrana, à resistência á degradação resultante da exposição ao cloro na solução de água-

Constitui assim um objectivo deste invento proporcionar um processo para a preparação de uma membrana semipermeável que seja resistente ao cloro» tornando assim a membrana apropriada para utilização em processos ds separação tais como dessa1ini za~ ção de água onde esteja presente cloro numa quantidade suficiente para degradar outros tipos de membranas

Um outro objecfcivo deste invento consiste em proporcionar um processo para a riessalinização de água salina utilizando membranas de osmose reversa preparadas de acordo com o processo deste invento»

Num aspecto5 uma apresentação deste invento reside num processo para a preparação de usa membrana semí-permeável ds poliéster resistente -ao cloro que compreende o contacto de um material de apoio de suporte poroso em condições tis contacto com uma solução compreendendo uma mistura de dois polímeros que formam um poliéster durante uma esterifIcsção catalisada por ácido de um acrilato de hidroKialquilo polimérieo com um ácido íTjonocarboKilico polimérico ou com um ácido policarboxí lico polimérico, ou, alternativamentes fazendo contactar um material de apoio da suporte poroso com uma solução compreendendo um prêpolimero que se tinha formado pela rescçio de um acrilato de hidroKialquilo palimérica com um haleto de scriloílo ou. com um anldrido de um ácido dicarboKílico5 recuperando o resultante composito de apoio poroso revestido com solução., curando o referido compósito em condições de cura, e recuperando a resultante membrana semi permeável de poliéster -resistente ao cloro.,

Uma apresentação específica deste invento è encontrada -num processa para a preparação de uma membrana semi permeável de poliéster resistente ao cloro que compreende o contacto de um material de apoio ds suporte poroso tal como polissulfona com uma

solução alcoólica aquosa contendo um catalisador ácida e pali-(acrilato ds hidroKietila) com ácido poliacrílico, ou ácido poliitaconico a uma temperatura variando entre a temperatura mais ou menos ambiente e cerca ds 6€s°C, sob uma pressão variando entre pressão mais ou menos atmosférica e cerca de 1Θ34 kPa {manómetro), durante um período ds tempo variando entre cerca de 2 segundos e cerca de 5 minutos, recuperando o resultante compósito de polissulfana revestido com solução, curando o referido composto a uma temperatura variando entre cerca ds e cerca de 15©°C sob uma pressão variando entre uma pressão mais cu menos subamfaiente e cerca de 2Θ7 kPa (maçómetro) durante um período ds tecnpo variando entre cerca ds 1© minutos e cerca ds ó€? minutos, s recuperando a membrana resultante.

Uma outra apresentação do processo encontra-se num processo para a preparação ds uma membrana semipermeável de poliesier resistente ao cloro que compreende contactar um material da apoio de suporte poroso tal como polissulfana com uma solução alcoólica .aquosa contendo um catalisador ácido com um prépolimero preparado pela estsrificação catalisada por base de poli(acrilato de hidroKietilo> com anidrido ftálico a uma temperatura variando entra a temperatura mais ou menos ambiente a cerca da 60OC, sob uma pressão variando entre a pressão mais ou menos atmosférica s cerca de 1Φ34 kPa (manómetro), durante um período de tempo variando entre cerca de 2 segundos e cerca de 5 minutos, recuperando o resultante compósito de polissulfona revestido com solução, curando o referido composito a uma tempa— ratura variando entre cerca de 1θθ°0 e cerca ds ÍS0°C sob uma pressão variando entre a pressão mais ou menos subamblente e cerca de 2©7kPa (manómetro) durante um período da tempo variando entre 1Θ minutos e cerca de &Θ minutos, e recuperando a membrana resultante. 9

Uraa outra apresentação deste invento é encontrada nua processo para a preparação de uma membrana semipermeável resistente ao cloro que compreende a reseção ds um poliímetacrilata de hidrQKiet.ilo) com cloreto de acriloilo a fim de formar um prépo-1ímero9 contactando um material de apoio de suporte poroso tal como polissulfona com o referido prêpolímero a uma temperatura variando entre cerca de -2®°C e cerca de èô°C, sob uma pressão variando entre a pressão mais ou menos atmosférica e cerca de 1Θ34 kPs ímanómetro) durante um periodo variando entre cerca de 2 segundos e cerca de 5 minutoss removendo o prêpolímero em bkcss-50, curando o referido prépolimero a uma temperatura variando entre a temperatura mais ou menos ambiente e cerca de 15®°C e sob uma pressão variando entre a pressão mais ou menos atmosférica s cerca de 689 oKa (manómetro) por exposição a uma fonte sob irradiação ultra violeta., e recuperando a resultante membrana semi-permeável resistente ao cloro.

Outros objsctivos e apresentações serio encontrados na descrição detalhada do invento que se segue.

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Tal como foi aqui anteriormente indicado, o presente invento refere-se ao processo para a preparação de membranas semipermeáveis que apresentam uma excelente resisttncia ao cloro possuindo também um elevado grau de fluxo e uma elevada taxa de rejeição. As membranas que são de natureza poi iéster são preparadas moldando num material de apoio de suporte porosa ou uma solução compreendendo uma mistura de acrilato de hidroxialquilo polimérico e um ácido monocarboxilico polimérico ou um ácida policarboxilico poliméricos ou uma solução contendo um prépolime-ro que foi formado pela reacção da um acrilato de hidroxialquilo polimérico e de um haleto de acriiolilo ou um anidrido de um

ácido dicarboxilico. Orna solução alcoólica aquosa contenda ura catalisador ácido pode ssr utilizada como um meio para os dois componentes na formação do poliéstsr quando o segundo componente á ou ácido monoc&rboxílico polimérico., ou ácido policarboxi1ícd polimérico,, Quando o segundo componente ê um haleto de acriloilo ou um snidrido da um ácido dicarhoKÍlico5 a rsacção para formar o prépolímero é realizada numa solução compreendendo um solvente apropriado,, o prépolímero recuperado, e a moldagem é· feita numa solução de revestimento compreendendo α prépolímero e um segundo solvente„ 0 material de apoio ds suporte poroso ê feito contactar com a solução em condições de contactos sendo em seguida α excesso de solução removido e sendo o mataria! de apoio ds suporte poroso revestido com solução curado em condições ds cura a fim ds formar a desejada membrana semipermeável de poliéstsr resistente ao cloro que apresenta características favoráveis no que se refere à rejeição ds sal a ao fluxo.

Quando as membranas são preparadas por moldagem num material de apoio de suporte poroso ou de uma solução compreendendo uma mistura ds um acrilato hidroxialquílico polimérico e de um ácido monocarboxí1ico polimérico ou um ácido policarboxi1ico polimérico. os dois materiais poliméricosum contendo metades nidroxilicas e o outro contendo metades carboxíliças* são utilizados para controlar a densidade de ligação cruzada da membrana assim coíuD o peso molecular. Esta contrasta com a membrana formada de acordo com o processo indicado na Patente dos E„U.A. No. 4.415,:445,= préviamente discutido, em que é formado um copolí— mero a partir ds um copo1ímero de partida que contem metades carboxilo s hidroxilo na mesma molécula e em que a densidade da ligação cruzada não pode ser controlada tão rápidamente. ii

çqhponentes ..mjmmm,

Um componente do copolímero formador de uma membrana de polièstsr do presente invento compreende um acrilata de hidroxi-alquilo polimérico ss que a porção alquilo do composto contem de 1 a cerca de 4 átomos de carbono» Alguns exemplos destes aorila-ios incluirão poliCacrilato de hidroximetilo)f poli(acrilato de hidroxistilo)? poli(acrilato de hidroxipropilo)s poli(acrilata de hidroxibutilo)? poli(acrilato de hidroxipenfcilo)= poli(mstacrilato de hidroximetilo) 5 poli(metacrilato de hidroxistilo) », paliCme·--tacrilato de hidroKipropilo) 5 poli(snetacrilato de hidroxibutilo) , poliCffistacrilato ds hidroxípentilo)9 etc» anidrido 0 segundo componente que é utilizado para formar a desejada membrana ds poliéster compreenderá um ácido monocarboxi-lico poliméricoj um ácido policarboxilico polimérico5 um anidrido de ácido dicarboxílico» ou um haleto de acriloila» 0 ácida monocarboxilico polimérico será seleccionado de entre o grupo consistindo em ácido poliacrílico e em ácido polimetacrilico» 0 ácido policarboxilico polimérico deriva de monómsros de natureza nlo saturada que podem conter ds 4 a cerca de 8 átomos de carbono» Exemplos representativos de monómeros incluem .ácido íamérico, ácido maleicQj ácido glutacanica5 ácido citracónico? ácido itacónicos ácido eti1idenemaión ico ? ácido mesaconicos ácido alilmalénicop ácido propilideneínalènica, ácido hidromucónicoj, ácido alilsuccínicoj ácido carbocaprolactónico, ácido teracénico, etc» 0 anidrido do ácido dicarboxilico pode conter de 2 a cerca de 3.Θ átornos de carbono» Alguns exemplos representativos desses anidridos vão incluir anidridos de um ácido dicarboxilico saturado tal como anidrido oxálico5 anidrido malónico? anidrido succínico 5 anidrido glutárico9 anidrido adípico3 anidrido pi mel ico anidrido sufoerico? anidrido azelaico·., anidrido sebacxco5 stc» j anidridos de ácidos dicarboxí. licos não saturados 5

malsieos anidrido glutaconico, anidrido citracènico, anidrida itacónico, anidrido mesaconico, anidrido aliimalón ico5 anidrido hidrcmucónicGg etc», anidridos cicloaíifàticos tais coíbo 132-cí-clopenianedíearboKí1 ico, anidrido 1,2-cic lohefíanedicarbOKí I ico, anidrido 152~cicloheptanedicarbQKÍlico= anidrido ciclopentens·--—i,2-dicarhoxílico, anidrido cidohsKene-i,2-dicarQoxiiico, stc,, anidridos aromáticos tais como anidrido ftálico, anidrido isoftá-lico? anidrido tereftálico, anidrido naftálico, stc» Exemplos representativos do haleto de acrilailo incluem cloreto de acri-loilo, brometo de acriloílo, iodeto de scriloilo, fluoreto de acriloilo, cloreto de metacrilailo, brometo de metacrilcíilcJ, iodeto de metacriloilo, e fluoreto de metacriloilo» tfflEBIÊLJg.....apoio

Exemplos de materiais de apoio de suporte poroso sobre os quais o ooliéstsr pode ser revestido compreendem os materiais poliméricos contendo poros com tamanhos tais que sejam suficientes para permitir a passagem do produto feita passar através deles, mas cujo tamanho nSo seja suficiente para interferir com a ligação sobre a membrana semipermeável ultradslgada resultante» Na apresentação preferida do invento, os tamanhos dos poros do material de apoia de suporte porosa variarão entre cerca de 1 s scrca de 1.ΘΘ0 milimicrons» Os poros que sejam superiores a 1„ΦΘΦ milimicrons vão permitir que a membrana semipermeável ui tradelga·--da descaia para o interior do poro, desfazendo desse modo a configuração uniforme que constitui uma caracteristica desejável da membrana» Exemplos de matérias de apoio de suporte poroso que podem ser utilizados parai preparar o compósito de membrana desejado vão incluir polímeros tais como polissulfona, policarbonato,, polipropileno microporoso, as várias poliamidas, éteres polifenileno, etc»

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Muma apresentação» as membranas semipermeáveis resistentes ao cloro formadas pelo processa da presente invento podem ser preparadas fazendo reagir um acrilato hidroxialquílico polimérico e um baleio de acriloilo ou um anidrido de um ácido dicarboKílico num solvente apropriado contendo um catalisador básico a fim de formar um prépolímero por meio de esterificaçSo catalisada por foasss recuperando o prépolímeros s revestindo um material de apoio de suporte poroso com uma soluçlo compreendendo α prépolimero. A relaçlo molar entre o acrilato de hidroxialquilo e o cloreto de acriloilo no solvente varia entre cerca de Θ5:ί§1 e cerca de Ι^ϊΘ^Ι moles do acrilato hidroxialqui1ico por mole do halefco de acriloilo» A relaçlo molar entre o acrilato hidrialqui--· lico e o anidrido de um ácido dicarboxilíco varia entre cerca de 1,usϊ59 e cerca de 15959i mo 1 es de acrilato hidroxialquílico polímêricD por mole de anidrido de um ácido dicarboxilico» Exemplos dos catalisadores básicos usados para a esterificsçlo catalisada por base slo a trietilaminas tripropilâminas tributil-affiina;i piridina5 e dimetilaminopiridina0 A formação de prépolímero à realisada a temperaturas variando entre a temperatura subamhlente e o ponto de ebulição do solvente atilizado e sob pressões que variam entre a pressão atmosférica e até cerca de 1. 724 kPa (manómetro) =, Qs solventes ut 11 içados para preparar o prépolimero são os solventes que vão dissolver ambos os componentes sem interferiram na reacçSo de esterificaçlo e vlo incluir di»ietiltor®amidas M—metilpirralidDnas dimstilanstamida3 etc»

SOLUÇÃO DE REVESTIMENTO

Quando as membranas são preparadas moldando num material de apoio de suporte poroso uma solução compreendendo uma 14 14

mistura de um acrilato hidroxialquilico polimérico e de um ácido monacarfooxilico polimérico ou de um ácido policarboxi1ico polimè-rico ou uma solução compreendendo um prépolimero formado pela sstsrificação catalisada por base de um acrilato hidroxiaiqui1ico e dcs um anitírido de um ácido dicarboxilico,, o revestimento do material de apoio ds suporte poroso á feito numa solução alcoólica aquosa contendo im catalisador acídico» O catalisador compreende ácidos tais como ácido suifóricDP ácido hencens sulfónico¥ os ácidos toluene sul fónicos isoméricos? etc. Os álcoois preferidos que slo usados para formar uma porção da solução ds revestimento vlo incluir álcool raetílico? álcool etilico·.; álcool propi— lico,, álcool isopropílico? álcool butilicos etc. A relação entre o álcool e a água na solução pode variar numa gama relativamente ampla,, variando usualmsnte a percentagem do álcool em relação á águs entre cerca de Θ?2?1 e cerca de 2sl5 embora seja também considerado no âmbito deste invento que rslaçSss para além desta variação podem também ser utilícadaSj embora não necessáriameni® com resultados equivalentes. 0 acrilato hibrcxialquilico polimè-ríco ε o ácido monocarboxíIico estão presentes na solução ds revestimento alcoólico numa relação molar variando entre cerca de ©jl si. 5o s cerca de 13@s€ís1 moles de acrilato hidroxialquilico polimérico por mole de ácido monocarboxilico polimérico. 0 acrilato hidroxialquilico polimérico e o ácido policarboxilico polimérico estão presentes na solução de revestimento alcoólica numa relação molar variando entre cerca de e cerca de moles de acrilato hidroxialquilico polimérico por mole ds ácido policarboxilico polimérico» 0 prépolímero formado pela es ter i fixação catalisada por base da um acrilato hidroxialquilico polimérico s um anidrido de um ácido dicarboxilico está presente na solução de revestimento alcoólica esi cerca de Φν2 a cerca ds 3?©% p„ de prepolímero na solução alcoólica. A membrana desejada de poliéstsr será formada pela sstsrificação catalisada por ácido do(s) polimeroís) revestido(s) sobre o material de apoio. '· ' !. -

Quando a membrana semipermeável resistente ao cloro é preparada revestindo um material de apoio de suporte poroso com uma solução compreendendo um prépolimero formado por reacção de um acrilato hidroxialquilico polimérico e de um halsto de acri-loilo num solvente apropriado, a quantidade de prépolimero na solução de revestimento varia até 5,9%, de preferencia de cerca de ®:.05% até cerca de 1,0%. Exemplos representativos dos solventes usados são benzsno, tolusno, xileno, pentano, hexano, hepta-no, etc =

CQNDICSES DE REVEBmENTQ 0 revestimento do material de apoio de suporte poroso é eíectuado era condiçSes de contacto as quais incluem uma. temperatura variando entre a temperatura mais ou menos ambiente <2@-25°C> e cerca de 60°C para as soluçSss de revestimento compreendendo um acrilato hidroxialqui1ico e um ácido monocarbo— μí1ico polimérico ou um ácido policarboxílico polimérico, ou compreendendo um prépolimero formado pela esterificaçio catalisada por base de acrilato de hidroxialquilo com um anidrido ds unt ácido dicarboxílico, e a uma temperatura variando entre cerca de —20°C e cerca de é®°C para a solução compreendendo um prépolimero formado por reacção de um acrilato hidroKialqui1ico e um halsto da acriloiloa As condições ds revestimento incluirão uma pressão variando entre uma pressão mais ou menos atmosférica e cerca de 1034 kPa (manómetro)« 0 material de apoio ds suporte porosa é feito contactar com a solução de revestimento durante um período de tempo prédsterminado o qual pode variar entre cerca de 2 segundos e cerca de 5 minutos de duração.No final deste período de tempo o material de apoio ds suporte poroso é removido da banho da solução ds revestimento, a solução em excesso é removida quer por drenagem quer por passagem sobre uma lâmina s submetida a um passo ds cura. é também contemplado no Smbito deste invento que a membrana de poliéster em compósito de película, delgada resistente ao cloro possa ser preparada num um modo continuo de operação,, Quando ss utiliza este tipo de operação-* o material de apoio de suporte poroso é feito passar contínuamente através de um banho da soluçSo de revestimento para um período de tempo prédetermina-do. Após passagem através do banhos o material de apoio revestido é retirado contínuamente e3 se assim for desejado,, ê feito passar entre cilindros a fim de remover qualquer solução em excesso que possa estar presente sobre a superfície do material de apoio» Em seguida o compósito da membrana semipermeável poderá então ser curado,, por exemplo, por passagem através de um forno que é mantido sob uma temperatura e pressão desejadas» sendo a passagem através do referido forno realizada com uma taxa predeterminada de modo a evitar qualquer possível prejuízo para a membrana compósita.

CQMDXçlES,, DO, PROCESSO SE CURftR A cura da membrana compósita quando o segundo componente é ou ácido policarboxí 1 ico monamérico,, ácido polícarboxí 1 ico poliroérico* ou um artidrido de um ácido tíicarboxílico pode ser efectuada com uma ampla gama de temperaturas5 variando a referida gama entre cerca de 10® ° cerca de Í5®°C e sob uma pressão qu.-s pode variar entre uma pressão subambiente e cerca de 2©7 kPa ímanómetro) durante um período de tempo que pode variar entre cerca de 1Θ minutos s cerca de minutos ou mais de duração» Os parâmetros de operação de temperaturas pressão e tempo serão interdependentes» sendo os principais critérios para a cura da membrana constituídos pelo facto do tempo as cura ser suficiente para proporcionar uma membrana semipermeável composita de película delgada mas ser insuficiente para afectaV' as caracterás-ticas desejadas da membrana de película delgada e do material de apoie de suporte poroso. Por exemplo, excesso de calor ou de tempo de cura podem actuar de modo a afectar o tamanho do poro do material de apoio de suporte poroso., resultando desse modo numa diminuição da desejada taxa de fluxo da membrana. έ também contemplada na âmbito deste invento que quando a membrana semíqermeável resistente ao cloro é formada por revestimento de um material de apoia de suporte poroso com um prépolimero preparado a partir de um acrilato hidroxialquílico e ou um anidrido de um ácido dicarboxí 1 ico não saturado ou uai baleio de acriloilo, a cura ou ligação cruzada da membrana pode ser realizada utilizando métodos da ligação cruzada ou da cura quer fotoquímicos quer térmicos. A ligação cruzada ou cura térmica pode ser realizada por aquecimento do polièster até uma temperatura variando entre cerca de 50° e cerca de Í5@°C durante um período de tempo suficiente para efectuar a desejada ligação cruzada. De um modo semelhante, a membrana pode ser curada ou submetida a ligação cruzada sujeitando o compósito a irradiação a partir de várias fontes incluindo ultravioletas, raios X, feixes ds slectróss, etc. Por exempla, a radiação ultravioleta pode ser realizada submetendo o compósito da membrana a irradiação a partir de uma fonte de luz ultravioleta possuindo um comprimento de onda de cerca de 1=8®® a cerca de 3 = 9®® Angstroms tal como a obtida a partir ds lampadas de xenon, ds vapor mercúrio, tungsténio ou lasers UV. Adicionalmente, o compósito pode ser submetido a irradiação a partir de uma fonte de energia tal como um feixe ds electrSes em que a dosagem de energia que é aplicada ao compósito ê relativamenfcs baixa, isto é, numa gama de cerca da ®51 a cerca de 1Θ = Θ Hrads. Se assim for desejado, podem estar presentes fotossensibilizadores ou fotoiniciadores apropriados na composição de -revestimento,, Exemplos desses fotoiniciadores

J J compreendei?) ρ, p' -bis(dimeti1 amino) faenzafenona, αsa~d imstoxife-· nilacslofsnona, α,α-dietoxiacstofenona,, a-hidroxí-α ..a-dirns-toxiacstofenona, i-henzoilciclohexanol , nitrato da urariila, combinações de bsnzofenona e oatona de Hichler, etc» é contemplado no Imhito deste invento que a ligação cruzada do prépolímero por irradiação a partir de luz ultravioleta ou ds feixe ds electrões possa também ser efestuada na presença de um sal de anium ou de aril-onium tsl como haxaflu.arafosfato de difsniliodo— nio5 hexafluoroantimónio o?.? trifenilsulfónio»

J A ligação cruzada por iniciação de radical lívrs pode ser feita para o préqolimero formado por reacção de um acrilato hidroxialquilico polimérico com um halsto acriloilico„ 0 prépoli-mero formado por reacçlo de um acrilato hidroxialquilico pol imérico com um anidrido de um ácido dicarboxílico é submetido a ligação cruzada por meio ds uma estsrificação catalisada por ácido,. Adieionalmenie, quando o anidrido deriva ds um ácido tíicarboxilico não saturado, a iniciaçSo do radical livre pode então ser realizada para posteriormsnts fazer a ligação cruzada dos grupos de viniío» Este processo é realizado tratando o poliéster a temperaturas elevadas na presença de iniciadoras do radical livre tais como 2 „ 2 - a z o h i s i s α b u t i r on i ΐ r i I g ,, peróxido de benzoilo, psróxido de t-hutilo, perbenzoato ds t~butilo5 psroxio-xalato de di-t—buiilo, peroxidicarbonato de diisopropilo? persul-fato de potássio5 uma mistura ds psróxido de hidrogénio num composto ferroso3 uma combinação de agentes redutores e oxidantes incluindo agentes redutores tais como hipossulfito ds sódio,, sueiabissulf ito ds s6dio? sulfureto de sódio,, tiossulfata de sódio3 hidrato de hidrazina e agentes ds oxidação tais como persulfato ds potássio, ferricianeto de potássio, hidroperóxitío de cunseno,, hidroperóxido de pinar?os hidropsróxido de diisopropil — benzeno, etc»

PROCESSO ,, DE. TRATftMENTQJPft^GUA O processo da separação envolvendo a dessa!inicação da água do mar ou da água salobra assim como outros tratamentos da água tais como amac lamento da água dura onde sá o removidos sais, concentração do soro do leite coalhado, etc»3 é efectuado numa separação do tipo osmose reversan 0 sistema ou aparelho de osmose reversa que é utilizado para efectuar a separação pode compreender qualquer um de vários tipos de aparelhos de osmose reversa que são conhecidos na técnica =, As membranas que são utilizadas neste sistema apresentam-se sob a forma de camadas planas que são particularmente aplicáveis para utilização em módulos de osmose reversa quer numa única camada quer em unidades de camadas múltiplas onde a camada ou camadas é (são) enrolada(s) numa configuração do tipo espiral» Na apresentação preferida do invento, o processo de separação é utilizado num tipo continuo de operação em que a água é carregada a partir de um reservatório contendo a mesma para uma corrente de administração que contacta a face da corrente superior da membrana semipermeâvsl resistente ao cloro do presente invento» A 'passagem através desta membrana resulta na produção de um permeado e de um retido, compreendendo o permeado a água dessa 1 in.iza.da enquanto que o retido compreende os sais não desejados ou outros agentes contaminardes presentes na corrente de alimentação de água salina» Tal como foi anterior-mente discutido, a corrente de alimentação de água salina contem também um composto contendo cloro do tipo anteriormente indicado com maior detalhe que foi adicionado como um desinfectante ou como um agente antibacteriano» 0 processo de separação é usual-mente realizado em condíçSss de separação que podem incluir uma temperatura variando entre mais ou menos a temperatura ambiente e cerca de 5β°0 a sob uma pressão aplicada variando entre cerca de 138« kPa (manómetro) e cerca de 6895 kPa (manómetro)„

Exemplos de Membranas Preparadas com um Acrilsto.....Hidrgxlalqyl.lij::P a com um Acido Honocarboxílico

EX1I3ÊL0.A

Foi preparada uma solução misturando ©,ó©5 g ds poli-únetacrilato ds hidroxietilo)5 @,3β3 g ds ácido poliacrílico, i,Si5 g ds ácido sulfúrico5 8:1,1 g ds água,, s 75,1 g de álcool etílico, Foi preparada uma membrana semípermeável resistente ao cloro moldando á mão ssta solução rmma camada de polissulfona microporosa 8x19” sob temperatura e pressão ambiente. Após um período de 3 minutos de tempo ds contacto d excesso ds solução foi drenado s o composito foi curado num forno a uma temperatura ds :i20°C durante um período ds 3Θ minutos. Esta membrana foi designada como A»

EXEMPLO II

De um modo semelhante foi preparada uma solução contendo 0,i25 g de poli(metacrilato de hidroxietilo), 0,125 g ds ácido poliacrílico, @575 g ds ácido sulfúrico, ól,l q ds água, e 5ó,i g de álcool etílico, A solução foi então moldada ã mão numa camada de polissulfona microporosa durante um período de 3 minutos, seguindo-se a drenagem do excesso de solução, Q composito foi então curado nuns forna a uma temperatura ds 12Θ°0 durante um período de 3Θ minutos a fim de produzir uma membrana semípermsá-vel „ Esta membrana foi designada como B,

EXEMPLO III A 50 cc da solução preparada de -acordo com o Exemplo II anteriormente referido adicionou-se 0,2 cc de ácido sulfúrico,

Foi preparada uma membrana semipermeável ds acordo com α processa aqui anteriormente indicado e a membrana após cura. em condições idênticas foi designada coma C«

EXEMPLO IV

Neste exemplo uma soluçlo contendo ©„13 g ds poIiCrasta--crilato fle hidroxietilo) ? Θ?10 g de ácido poliacrílico, ®;i4®7 g ds ácido sulfúricos 25 g ds águ.as e 25 g de álcool etílico foi moldada á mio num suporte de polissuifons à temperatura e pressão ambientes. Após um período de 3 minutos a soluçlo em escasso foi drenada, e o composito foi curado a uma temperatura de 120*0 durante um período de 3© minutos num forno. Esta membrana foi designada como D,

EXEMPLO V

Amostras ds membranas preparadas de acordo com os exemplos anteriores com uma dimensão de 1x3” foram colocadas numa célula sendo feito passar um fornecimento ds água sobre a superfície da membrana com uma taxa de fluxo de fornecimento ds ®P13 gai/fflin. As condições do teste que foram utilizadas durante os testes incluíram uma pressão de 138© kPa (manómetro) num dos lados da membrana enquanto que o outro lado da membrana era mantido sob pressão atmosférica- Além disso? a temperatura que foi utilizada durante o teste foi a temperatura ambiente» Foram utilizadas vários fornecimentos durante ds testesk um fornecimento contendo θ,2% de cloreto de sódio3 ura outro fornecimento contendo ®?2% de sulfato de magnésio e um terceiro fornecimento contendo θ?2% de sulfato de sódio» 0 fornecimento foi feito passar sobre a superfície da membrana durante um período de 1 hora enquanto se fazia recircular o retido e o permeado. Foram

resu j. ta- colhidas do permeado amostras periódicas para teste» Os dos destes testes são indicados no Quadro 1 a sequir»

U: Lí tí Q | :.J

£. U--I _-”3 Μ sul D· rv

D D—2 D-

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EXEMPLO Vi

Neste exemplo, foi preparada uma membrana de acordo com o método indicado no Exemplo II anteriorrosnte referido. A camada de membrana, produzida de acordo com este processo foi cortada em duas pequenas amostras marcadas EI e E2, com um tamanho de 1 x3!i e testada num Chlorine Test Loop. Foi usada como fornecimento água da torneira enquanto se adicionava continuamente cloro a fim de manter o nivel de cloro livre a iô ppm durante as primeiras 15Θ horas e es; seguida a um nivel de 2Θ ppm. Foram removidas amostras periódicas sendo medidos as rejeições de sal e os fluxos de água. As rejeições e os fluxos da membrana são indicados como uma função da exposição ao cloro, que é representada pelo produto da concentração do cloro s ppm e α número de horas tís exposição ao cloro. Os resultados destes testes são indicados no Quadro 2 a seguir.

Quadro 2 REJEIÇÃO REJEIÇKO PPM TAXA % BFD TAXA % BFD CLORO HORA 74 s 6 3,25 78,9 3,5 0 0 76,5 3,91 81,3 3,72 25 25 74,1 3,95 77,5 3,74 7,5 2Θ5 69,5 4,15 7Θ,5 3,78 15 355 72,3 4,7 76,7 4,24 7,5 555 ' 70,4 3,4 75,3 3,4 15 915 72 3,8 75,8 3,6 13 me 73,3 3,6 76,2 3,34 10 121® 73,4 3,7 77,7 3,2 10 1400 75,3 3,85 77,8 4,04 10 1565 75,2 4,04 76,1 3,79 10 1685 73,4 4,14 75,5 3,93 20 1985 72,5 4,02 74,2 3,77 15 2165 72,2 3,92 73,7 3,66 15 2345 70,4 4,46 71,2 3,83 25 2945 80,2 4,12 81,3 3,84 0 3045 72,2 3,3 í 75,6 3,49 20 3225 73,5 3,74 73,5 3 15 3405 72,7 3,19 75 3,56 15 3585 73,7 4,2 74,7 4,01 12,5 3735 Quadro 2 - Continuação EI E2 REJEIçKO REJEIÇKO PPM 73,5 4,11 75,6 3,88 -*ncr 4©55 73 4,39 74,7 4,03 25 4330 73,5 4,04 76,3 3,54 2Φ 457-0

34è / ϊ; U 356 f /Α 3*7 70y7 394 Τ!% Γ S η ,·% λ Dv 4íé *7·~?· Q * '"'l " * 440 ΎΆ 7 45? *τετ ·? / Ο .-3 1 /1 η 5 66 / **£ £ ·*? ·- ,81 *5 ir: ' 4/50 3Θ1 *“7 Λ Λ / ·*'£ ir 4 r? 56 •I 4RS.V3 Q / —y*-* / j£. 3 1-2 5 67 20 5130 75 g I RS 5 s ? * “ a w 5 84 71.,8 7 56 •30 6183 <3*7 80 3 5 /í ~í* g / L ~íET. 6433 «@ 4 74 f. 7 3 3 0 ^Í~i òò73 ~7tST * \íC. 7 · ~· * ‘ ’“ *7Q 77,2 *ς ? “7***7 ΕΠ' V í Γ; V»! 7475

Quadro 2 - Continuação Ei E2 REJE1ÇS0 REJEIçSO PPM HGRA TAHA% 8FD TAXA% SED CLORO hora 476 75,9 3,66 76,1 3,59 37,5 8375 476 75,9 3,7 76, I -5 , ò 37,5 8375 512 76,6 3,9 77,1 3,32 125 9913 522 74,2 3,9 74,7 3,73 1Θ0 1Θ913 534 74 3,6 73 3,6 87,5 11963 546 7® 3,a 71,3 3,6 62,5 12713 559 73,5 4 74,2 4 1®7 141®4 57® 73 4 71 4,2 87,5 15Θ67 582 75,2 4,2 72,1 4,i 62,5 15817 594 715 í 3,13 72,2 3,0 10® 17Θ17 6@6 75 3,7 74,4 3,3 87,5 18067 613 72 "ξ ? ·-* 2 Λ 73,7 3,52 i®@ 19267 654 72,4 4,2l 73,5 4 125 22867 673 71,3 3,22 71,9 3 100 24067 69® 72,4 3,37 71,9 3,49 ii® 25267 Quadro 2 ~ Continuaclo EI E2 REJEJçKO REJEIÇÃO PPM 714 70,9 3,41 70 3,6 125 29359 738 74,4 4 74,3 3,5 10Θ 31609 75® 77 5 3 4,15 78,4 3,88 1Θ0 324®9 762 75,5 3,9 75,4 3,8 20Θ 348®® 774 76,3 -<, 2 75,3 3,43 300 3700® 786 77,3 3 76,3 2,9 1000 470Θ0

Torna-se rápidamente aparente a partir do quadro anterior que as membranas mantiveram a sua resistência ao cloro s è degradação na medida em que os fluxos e as taxas de rejeição se mantiveram constantes após um psriodo de 47=®®® horas ppm claro ou 786 horas da presente operação*

EXEMPLO VII

Como um outro exemplo, foi preparada uma série de membranas usando uma técnica de moldagem continua* 0 processo foi efectuado facendo passar contínuamente uma camada de polissulfona através de um banho de água e de álcool etílico contendo ®,23% em peso de poli(mstacrilato de hidroxietilo), ®,2®% em peso de ácido poliaerilico, e 0,2®% em peso de ácido suifúrico* A taxa de passagem da camada da polissulfona através do banho foi efectuada a uma velocidade de 2 pés/min* sob uma pressão atmosférica e à temperatura ambiente, durando o tempo de contacto da camada de polissulfona com a solução um período de I® segundos* A camada ds polissulfona revestida foi retirada contínuamente, o excesso de solução foi dela drenado e em seguida foi submetida a um passo de cura num forno a uma temperatura de 12®°C durante um período de tempo de 3® minutos*

As amostras cia membrana preparada foram colocadas numa célula num fornecimento compreendendo cloreto de sódio a ®.,2% contendo água que foi feito passar sobre a superfície da membrana a uma temperatura de 25 °C e sob uma pressão de 276® kPa (manómetro) aplicado a um lado da membrana, sendo o outro lado da membrana mantido sob pressão atmosférica* 0 permeada foi analisado quanto á rejeição de sal* Os resultados destes testes são indicados no Quadro 3 a seguir*

Qusd ro 3

Resultados d; ddaqesn Con t £ nua .HyFíANri % RE<JE I C«G GFD 1 87 3 3® 1 g,s9 Cí/a _ 97 23,1 88 ^ 58 ·£· kf jj λ. r-. Ύ l , wíí. 2} uS H :f j. 7v* 25 ? 6 Õ <5^ e oy 14 s 6 ? 8@50I 52 ?® 8 O**? “7 Ά 5—3 * f. Ξ8,8 1

EXEMPLO VIII A fim de ilustrar as excelentes csracteristicas da rejeição da sal e do fluxo das membranas semipermeávais de poliéster resistentes ao cloro do presente invento quando comparadas com outras- membranas semipermeáveiSj realizou-se um teste comparativo entre as presentes- membranas s uma membrana compreendendo uma polissulfona -sulfonatada fornecida por Millipors Carp„ De novo amostras das membranas do presente invento foram preparadas de acorda com a método indicado nos exemplos anteriores em que a membrana compreendia um copolímero de poliCmetaerilaio de hidroxistilo) s ácido poliacrí 1 ico« Os testes foram realizados colocando membranas numa célula e submetendo-as a um fornecimento tíe água contendo ou 032% de cloreto de sédio ou 032% de cloreto de sódio mais 75 ppm de cloreto de cálcio. Os testes foram sfactuados a uma temperatura da 25°C s sob uma pressão de 138® kra (manómetro)„ De novo o permeado foi analisado quanto á rejeição de sal s os resultados são indicados no Quadro 4 a seguir«

Quadro 4 gompa^Seto entre HUI i gore CPolissulfona Suifsnatada) e as Amostras as Hembrana de Poliéster U> 0,2%NsCi % Rsj, SFD ¢2) 052%NaC1 + 75 ppsn CaCl,„ Λ- % Rej « SFD C3> 0,2%NaCI miliBGrs 1 87,5 / Cs st w 32,9 88,5 29,1 2 77 3 2 69,5 28,7 79,9 27,Θ MgilbDinp EPli-éster I 9Θ,4 5,4 86,2 3,85 91,7 4,1 88 , 3 5,4 83,3 3,66 87,9 3,5 3 99,3 7,8 86,5 4,94 93,5 D 5 u 4 913 2 7,# 88,4 4,49 94,3 5,0 (4> (5) 0,2%NaCl + 75 ppm CaCl 0,2%MaCl Milj-íppre % Rel^. BFD % Rsj* SFD i 80,9 21,0 88,7 19,2 2 Membrana Foliéster 69,5 21,4 80,3 22,7 &

81 gÒ 2P8 85 *i ^5 T ,c.O *—1 g Ui. 89 A r 'v1 w"7 = Ò 5 - 0Θ £·Η;$ 3 ^ 3?5 Cí^; ,3 i ,· / ”: η Ow

Deva ser tomado em consideração que enquanto tanto α Millipore como as membranas de resina poliéstsr eram resistentes ao claro s possuíam uma semelhante rejeição ao clorato da sódio., a membrana Hillipore era sensível a iões muitivalentes tais como cálcio? enquanto que as membranas de poliéster do presente invento se mostravam relativamenie não afectad-as por esses iões*

Exemples, de membranas. .Preparadas com......ym^Acrilatg...... e um......Ácido PolicarDOxíIico

Pode ser preparada uma solução misturando i53 g de poliíísstacrilata ds bidroxiefcila) 1*3 g de poli (ácida itacóni-co)3 ®?2 g ds ácido suifúrico e uma mistura vclume/volume 5Θ/5Θ de água s álcool etílico* Uma membrana semipermeável resistente ao cloro pode ser preparada por moldagem manual desta solução numa camada de polissulfona microporosa á temperatura e prssslo ambientes* Após um tempo de contacto de 3 minutos o excesso de solução é drenado e o compósito ê curado num forno a uma temperatura de 12®°C durante um período de 3® minutos»

EXEMPLO K

De um modo semelhante ao indicado no Exemplo I ante— riormsnte referido* é preparada uma solução misturando 1=,3 g da poliímetacrilato de hidroximetiloí , i?í6 g de poli(ácido fumári-co)j juntamente com θ52 g ds ácido sulfúrico? 5® g ds água s o® q de alcooi etílico* A solução é então moldada manualmente numa camada de polissulfona microporosa durante um período de 5 minutos,, drenando-se em seguida o excesso de solução* O compósito é então curado num forno a uma temperatura da 12ô°C durante um wíí;.X ; t!!eã período de 30 minutos a fim de produzir uma membrana vel» EXEiiaiLii

De um modo semelhante, uma solução contendo 1,,3 g de pol Kmataerilato de hidroximetilo)? l?ló g de poIi<âcido malei-co), ácido sulfúrico e uma. mistura 5Θ/5® de água e álcool etílico á maldatía manualmente num suporte de polissulfona à temperatura e pressão ambientes» Tal como nos exemplos anterioras, após; um tempo de contacto de 3 minutoss o excesso de solução é drenado e o compósito é curada num forno a 12®°C durante um período de 3® minutos a fim de produzir uma membrana semipermeável»

EXEHPLQ XII

Msste exemplo uma. solução contendo poli(acrilato de hidroximetilo)? poli<ácido qlutacónico) ? ácido sulfúrico·. água e álcool etílico é moldada manualmente num material de apoio de suporte poroso compreendendo polissulfona microporosa à temperatura s pressão ambientes. Depois de se completar um tempo de contacto predeterminado a solução em excesso é drenada e o compósito è curado a uma temperatura de 12#°C durante um período de tempo de 3Θ minutos a fim de produzir uma membrana ssmípermeável

ElEMPLO XIII

De um modo semelhante? uma solução compreendendo poliímetacrilato de hidroxipropilo)? poliíácido citraeonico)= ácido sulfúrico? água e álcool etílico é colocada num aparelha apropriado» Uma camada de polissulfona Φ feita passar contínua— mente através deste banho com um taxa de velocidade suficiente ν'"

Ο Ο para proporcionar um tempo de contacto da camada de polissulfana com a solução durante um periodo de 3 minutos» A camada de polissulfana revestida é retirada contínuamente, α excesso de solução ê dela retirado e em seguida o compósito é submetido ao passo de cura num forno a uma temperatura de 12©°C durante um periodo de 36 minutos»

Exemplos de Membranas Preparadas, com um Prépolímero Formado a partir de um ficrilato de BidroKialquiIo e de usn Anidrido de um édlda_i^lEbaxlMço

ElEgLOlV

Um prépolímero pode ser preparado misturando lentamente uma solução fria compreendendo 1,30 g de poliCmetacrilato de hidroMietilo) s 1g de trietilamina em dimeti. 1 formamida com uma solução fria de 1=48 g de anidrido itálico em dimetiIformamida, agitando a mistura a Q°C durante 3-4 horas a fim de completar α processo de esterificaçlo«0 prépolímero é então recuperado,, seco, s redissolvida numa solução de revestimento compreendendo a prépolímero, <9,1 g de ácido sulfárico e uma mistura volume/volume 5Θ/5® de água s álcool etílico» Pode ser preparada uma membrana semipermeável resistente ao cloro desejada moldando manualmente esta solução sobre uma camada de polissulfana microporosa 8”χ:ΙΘ“ à temperatura s pressão ambientes» Após um periodo de contacto de 3 minutos a solução em excesso é drenada e o compósita é curada num forno a uma temperatura de 126°C durante um período de 3Θ minutos»

EXEMPLO XV

De um modo semelhante ao indicado no Exemplo I anis-riormsnte referido.·, é preparado um prépolímero misturando lenta-mente uma solução fria compreendendo Ir,3 g de poliímetaerilato de hidroKimetilo) s 15© q de trietilamina em dimetilformamida com uma solução fria de 1,:Θ g de anidrido succínico em dimetil-formamida, agitando a mistura a ®C'C durante 3-4 horas a fins de completar o processo de esterííicação» B prépolímero é então recuperado, seco5 e redissolvido numa solução de revestimento compreendendo o prépolimeros ©,1 g de ácido salfúrico, 5© g de água e 6Θ g de álcool etílico, A solução é então moldada manual-mente sobre uma camada de polissulfona durante um período de 5 íisinutosj drenando-se em seguida o excesso de solução, 0 compósito é então curado num forno a uma temperatura de 12©°C durante um período de 3® minutos a fim de produzir uma membrana semipermeável ,

De um modo semelhante, uma solução fria contendo 1=,3 g de poli(metacrilato de hidroximetilo) e 1,® g de trietilamina em dimetilformamida é misturada lenta/nente na solução fria de i?52 g de anidrido 1,2—ciclobexanedicarbaxilico em dimsti 1 f ormamitía ,, agitando a mistura a Θ°Β durante 3-4 horas a fim de completar o processo de estsrificação, 0 prépolímero formado è então recuperado,. seco, e redissolvido numa solução de revestimento compreendendo o prépolímeros ácido sulfúrico e uma mistura 5Ô/50 de água e -álcool etílico senda moldado manual mente sobre um suporte de polissulfona à temperatura e pressão ambientes. Tal como nos exemplos anteriores5 após um tempo de contacto de 3 minutos5 a solução em excesso á drenada e o compósito é curado num forno a

LUTi-S 12@°C durante um período de 3Θ minutos a fim de produzir membrana semipermeável»

1K£M|:1Q.„XV,II

Neste exemplo uma solução fria de dimetilformamida contendo poliCacrilato de nidroximetiI> s trietilamina é misturada lentamente com uma solução fria de anidrido itacónico em dimetilformamida? agitando a mistura a €»*C durante 3-4 horas a fim de completar o processo de esterificação. 0 pré-polímero formado á recuperados seco? e redissolvido numa solução de revestimento compreendendo o prépolimero». água e álcool etílico sendo moldado manualmente sobre um material de apoio de suporte poroso compreendendo polissulfona mie roporosa à temperatura e pressão ambientes» Tal como nos exemplos anteriormente referidos,, após um tempo de contacto de 3 minutos? a solução em excesso é drenada s α compósito é curado num forno a 12©*C durante um periodo de tempo de 3Θ minutos a fim de produzir uma membrana semipermeável» Então a fim de polimerizar os grupos vinila residuais presentes devido á utilização do anidrido de um ácido dicarboxilico não saturado^ é rslizada uma posterior cura por irradiação., 0 compósito é irradiado numa dose de 3?Θ Mrads a partir de um feixe de electrSes 16Θ Kev sendo recuperada a desejada membrana semipermeâvel resistente ao cloro»

£X1HPLQ. XVIII

De um modo semelhante, uma solução fria de dimetilfor-mamida compreendendo polKsnetacrilato de hidroxipropilo) a trietilamina é misturada lentamente com uma solução fria de anidrido glutàrico em dimetilformamida agitando a mistura durante 3-4 horas a fim c!e completar o processo de esterificaçlo» 0 prépolimero é recuperado» seco, e rsdissolvides numa solução de

revestimento compreendendo a prépolimero» ácido sulfúrica, água e álcool etílico e é colocado num aparelho apropriado» Uma camada de polissulfona é feita passar continuamsnts através deste banha a uma laxa de velocidade suficiente para proporcionar um tempo de contacto da camada de polissulfona com a solução durante um período de 3 minutos» A camada de polissulfona revestida é retirada continuamente» a solução em excesso é dela drenada e em seguida o compósito é submetido a um passo de cura num forno a uma temperatura de 128°G durante um período de 38 minutos»

Preparadas com um Prépoliaiero Formado a partir de um fiçrilato de Hidroxia 1 gui. 1 g......e de, um......Haieto.

d§...j££ÍíollS

EXEMPLO XIX

Pode ser preparado ura prépolimero misturando lentamente uma solução fria contendo 13 g de poli<raetacrilato de hidroxieti-lo) e 10=,1 g de trietilaraina com uma solução fria de 9,85 g de cloreto de acriloilo em dirastllformamida agitando a mistura durante 3—4 horas a 0°C a fim de completar a reacçSo de est.eri.fi-cação» 0 prépoliãiero resultante é recuperado por separação a partir do solvente =, ssco, e redissolvido em tolueno» é preparada uma membrana semipermeável resistente ao cloro par moldagem manual desta solução sobre uma camada de polissulfona microparosa 8x18” à temperatura e pressão ambisntes== Após um período de 3 minutos de tempo de contacto a solução em excesso é drenada e o compósito é submetido a ligação zruz&úa por irradiação a 2,0 Mrads com ura feixe de electrSes 160 Ksv e o compósito da membrana resultante é recuperado»

ExagLO-Il

De um modo semelhante·, é preparado um prépollmero misturando lentamente uma solução fria de 13 g ds poli<acrilata de hidrovíimetilo) e ίβ,Ι g de tristiiamina em dimetilformamida com uma solução fria de ίθ»3 g de cloreto de mstacriloilo agitando a mistura a ®°C durante 3-4 horas a fim de completar o processo de esterificação» 0 prépolímero resultante é recuperado, saca, e redissolvido num solvente de tolueno» A solução resultante é então moldada manualmente sobre uma camada de polissulfona microporosa para um tempo de contacto desejado de 3 minutos, drsnando-se em seguida a solução sm excesso, 0 compósita pode enteia ser submetido a ligação cruzada suspendendo a camada num Raactor Fotoquimico Rayoneit equipado com lampadas ds 35©nm„ Após um tempo de exposição curto à lus ultravioleta numa atmosfera de anoto recupera-ss então a resultante membrana semipercneável resistente ao cloro.

EXEWPLQ XXI é preparado um prêpolímero misturando lentamente uma solução fria ds 13?θ g da poli(metacrilato ds hidroxietilo) s ϊ Θi q de tristi lamina num solvente compreendendo N-metilpIrroIi-dona com uma solução fria ds 13,5 g ds brometo ds acrilai lo agitando a mistura a 0°C durante 3-4 horas a fim de completar a rsaeção da esterificação» 0 prépolimero é recuperado, separada da solvente, seco, e redisso!vido num solvente tolueno a fim de proporcionar uma soluçlo» Uma camada ds polissulfona microporosa ê feita passar através deste banho com uma velocidade prédetermi-nada a fim de proporcionar uma. camada de polissulfona revestida» A isoIuçSo em exessso è drenada da camada e submetida a um passo da ligação cruzada em que a camada á irradiada com uma dose ds 3,0 Mrad a partir de um feixe ds elecirSes ί&Θ KeM a fim de formar uma membrana então recuperada,» semipermeável resistente ao cloro a qual é ΕΜοΜ,,ΧΙΙΙ

Da um modo semelhante, é preparado um prépolímero mistur-ando leniamente uma soluçlo fria compreendendo poli < meta— crilato da hidroxiprapila) e trietilamina com uma solução ds brometo de metacriloilo em solvente dimetilforsnamida. 0 prépolíme- ra resultante é então recuperado s dissolvido juntamente com um ; fotoiniciador compreendendo p?p “bisCdimetilamina) benzofsnona num solvente tolueno a fim de formar uma solução de revestimento» Uma camada de polissulfona é revestida com esta solução durante Uífí tempo de contacto predeterminado sendo em seguida a camada revestida submetida a ligação cruzada por irradiação a partir ds uma fonte de luz ultravioleta semelhante á descrita no exemplo anterior» A membrana resultante é então recuperada»

TESTE.....DAS......rEjiBRAMAS

EXEMPLO XXIII

Amostras de várias membranas semipermeáveis resistentes ao cloro que são preparadas ds acordo com os Exemplos IX a XXII são colocadas numa célula sendo um fornecimento de água feito passar sobre a superfície da membrana com uma taxa de fluxo de fornecimento de aproximadansents Θ?13 galões por minuto», As condições do teste que são utilizadas durante os testes incluem uma pressão entre 138« e 2760 kra (manómetro) num dos lados da membrana enquanto que d outro lado da membrana ê mantido sob pressão atmosférica,, Durante o período do teste a temperatura é mantida à temperatura ambiente» Vários fornecimentos contendo 0,2% de cloreto ds sódio, 0,2% de sulfato de magnésio ou 0,2% de

sulfato do sódio sSo feitos passar sobre a superfície da membrana durante um período de uma hora mantendo-se entretanto em circulação o retido e o permeado» Amostras do permeado colhidas durante ssts teste indicam que a taxa de rejeição s a ta;;a de fluno slo aceitáveis para a separação dos sais da água» Além disso, outros testes que s-lo realizados indicam que as membranas slo resistentes ao cloro durante um período de tempo relativamente 3.onqo„

Claims (2)

1. ROVIMIÇAQggS Hèr. - Procssso ρara a preparação de usa membrana semipermeável de poliéster resistente ao cloro, csractsrizada por compreender o contacto de um material de suporte poroso5 de protscçSo, em condiçSes de contacto com uma solução compreendendo uma mistura de dois polímeros que Irão formar um poliéster por meio de uma rescçlo de esterificaçao catalisada por ácido em condições de cura5 compreendendo a referida mistura um acrilato de hidroKialquílo pctlimárico e um ácida monacarbaxílico polimé-rico ou um ácido dicarboxílico polimérico5 a recuperação do compósito resultante de suporte poroso revestido com solução? a cura do referido compósito em condiçSes de cura a fim as formar o referido poliéster.· e a recuperação da resultante membrana semipermeável de poliéster resistente ao cloro..
2. 2§, - Processo para a preparação de uma membrana semipermeável de poliéster resistente ao cloro, caractsrizad-o por compreender o contacto de um material de suporte poroso,. de protecçlQj em condiçSes de contacto com uma solução compreendendo um pré-polímero formado pela esterificeçSo catalisada por base ds um acrilato hidroxialquilo polimérico com um anidrxdo de um ácido dicarboKxlico, formando o referido prépolíroero um poliéster por meio de uma reacção catalisada par ácido sm condiçSes de cura, a recuperação do compósito resultante de suporte poroso revestido com soluçãoy a cura do referido compósito em condiçSes de cura, e a recuperação da resultante membrana semipermeável de poliéster resistente ao cloro., 3s= - Processo de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracierizado por as referidas condiçSes de contacta incluírem uma temperatura na gama de desde cerca da temperatura ambiente até cerca de 62°C5 uma pressão na gama ds desde cerca da pressão

   atmosférica até cerca de 1 @34 kPa (manómetro)5 s um tempo na gama de desde cerca de 2 segundos até cerca de 5 minutos, 4ã = - Processo de acordo com a Reivindicação I ou 2*. caracierizado por as referidas condições de contacto incluírem uma temperatura na gama de desde cerca de i@@°C até cerca de 60°CS uma pressão na gama. de desde cerca de uma pressão sub~ -atmosférica até cerca de 207 kPa (manómetro)5 e um tempo na gama de desde cerca de í& minutos até cerca de è@ minutas, osi, - Processo para a preparação de uma membrana semipermeável de poliéster resistente ao cloro, caracterizado por compreender o contacto de um material ds suporte poroso5 de pratecção;! em condições de contacto com uma solução compreendendo um pré-ρο1imero formado pela reacção ds estsrificação catalisada por base de um acrilato de hidroxialquilo polimérico com um haleto de acriloilo.·, sendo o referido pré-polimero submetida a ligação cruzada durante o processo de cura, a recuperação do compósito resultante as suporte poroso revestida com saluçloy a cura do referido compósito em condições de cura a fim de submeter o referida pré-polímera a ligação crusadas e a recuperação da resultante membrana semipermeável de poliéster resistente ao claro. ólU - Processo de acordo com a Reivindicação 5? carac— terizado por as referidas condições de contacto incluírem uma temperatura na gama de desde cerca de —2@°C até cerca, de έ>@°C ? uma pressão na gama ds desde cerca da pressão atmosférica; a tá cerca de '1 @34 kPa (manómetro), e um tempo na gama de desde cerca ds Ξ segundos até cerca de 5 minutos, 7ã, - Processo de acordo com a Reivindicação 5? carac-tarxzaclo por as referidas condições de cura incluírem uma 45 - temperatura na gama variando sntrs uma temperatura mais ou menos ambiente e csrca ds 15Θ°0μ sob uma pressão na gama de desde cerca da pressão até 689 kPa (manómetro). 8ã» - Processo de acordo com a Reivindicação 2 ou 5, caracterizado por o referido processa de cura ser efsctuado por exposição a uma fonte de irradiação ultravioleta ou por exposição a irradiação a partir de um feixe ds electrSes para pré-polímeros não saturados» 9ã« - Processo da Reivindicação 2 ou 5S caracterizado por o referido processo de cura ser efsctuado na presença de um iniciador d® radical livre du de um fotoiniciador para pré-polímeros não saturados» 1ΘΙ» - Membrana semipermeável resistente ao cloro, caracterizada por ser preparada pelo processo das reivindicações 1-9« í II» — Método de dessalinizaçlo tí-a água, caracterizado par utilizar uma membrana semipermeável resistente ao cloro preparada pelo processo das Reivindicações 1-9. Lisboa» 9 de Abril ds 1V9@

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