WO2000010694A1 - Symplex membrane - Google Patents

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WO2000010694A1
WO2000010694A1 PCT/EP1999/005737 EP9905737W WO0010694A1 WO 2000010694 A1 WO2000010694 A1 WO 2000010694A1 EP 9905737 W EP9905737 W EP 9905737W WO 0010694 A1 WO0010694 A1 WO 0010694A1
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WO
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cellulose
symplex
water
membrane
symplex membrane
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Application number
PCT/EP1999/005737
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German (de)
French (fr)
Inventor
Heiko Thielking
Erik-Andreas Klohr
Wolfgang Koch
Hans-Hartmut Schwarz
Susanne Knop
Werner-Michael Kulicke
Horst Dautzenberg
Original Assignee
Wolff Walsrode Ag
DAUTZENBERG, Karin
Michael, Antje
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Publication date
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Priority to AU55117/99A priority patent/AU5511799A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/76Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/80Block polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26Drying gases or vapours
    • B01D53/268Drying gases or vapours by diffusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C29/00Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
    • C07C29/74Separation; Purification; Use of additives, e.g. for stabilisation

Definitions

  • the invention relates to an improved symplex membrane which contains polyanions formed from at least one cellulose ether containing sulfoalkyl groups as the anionic component and to the use of this symplex membrane for separating water or water vapor from organic substances and substance mixtures.
  • Symplex membranes are understood to mean sheet-like associations of at least one polyelectrolyte (polyanions or polycations) and a low-molecular or polymeric counterion, in which the positively or negatively charged groups of the polyelectrolyte are crosslinked with the opposite charge of the corresponding counterions via a salt bridge.
  • Non-porous membranes are used especially for material separation processes using pervaporation or ultrafiltration in the vacuum range.
  • organic solvents such as alcohols.
  • Ketones and aldehydes are described in principle suitable membranes in US Pat. No. 3,546,142, US Pat. No. 3,549,016, DE-PS 3526 755, DE-PS 3518871, EP-PS 96339.
  • the quality of a membrane basically depends on the separation factor, the filtrate flow density to be achieved, the mechanical and chemical stability.
  • the systems described are characterized either by a high separation factor or by a high filtrate flow density, but not a combination of these properties that meets practical requirements. Improvements in the direction of a high filtrate current density and a high separation factor have been achieved by using hydrophilic polyelectrolytes, for example based on ion complexes (J. Membrane Science, 32 (1987) 207). However, these membranes always had good water solubility and therefore insufficient resistance.
  • the invention is therefore based on the object of providing an improved symplex membrane which has a high mechanical and chemical stability, consists of material which is available in sufficient quantity and quality, allows simple and reproducible production of membranes and achieves the desired separation performance.
  • a symplex membrane which contains polyanions formed from at least one cellulose ether containing sulfoalkyl groups as the anionic component.
  • Cellulose ethers containing sulfoalkyl groups preferably sulfoethyl cellulose, sulfo- propyl cellulose or mixed ethers of cellulose, which are etherified with sulfoethyl and sulfopropyl groups.
  • the use of sulfoethyl cellulose is particularly preferred.
  • derivatives of sulfoethyl cellulose or sulfopropyl cellulose can be used as the cellulose ethers containing sulfoalkyl groups, which derivatives are additionally substituted by carboxymethyl,
  • Methyl, hydroxyethyl, ethyl or hydroxypropyl groups with a molar degree of substitution MS ⁇ 1 are substituted.
  • the cellulose ether solution containing anionic sulfoalkyl groups preferably sulfoethyl cellulose solution.
  • applied in a uniform layer thickness to a polymeric support and surrounded with the cationic crosslinking agent for example by spreading the cellulose ether solution with a doctor on the polymeric support and then spreading the cationic crosslinking agent with a second doctor over the first layer.
  • a polymeric carrier is passed sequentially through the cellulose ether solution and the cationic crosslinking agent.
  • the cationic crosslinking agent penetrates the cellulose ether solution from the outside.
  • the symplex membrane is applied to a liquid-permeable carrier for practical use to further improve the mechanical stability.
  • the usual materials in particular polyacrylonitrile, polyetherimide, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyhydrogenation as porous membrane or polyester, polypropylene as fleece can be used as polymeric carrier for the symplex membrane according to the invention.
  • filter paper is also used instead of a polymeric carrier.
  • the cellulose ether solution is applied in a uniform layer to a degreased glass plate.
  • the coated glass plate is then immersed in the crosslinking bath in which the symplex membrane is formed. After removal from the crosslinking bath and thorough rinsing with water, the symplex membrane is transferred from the glass plate to a polymeric support or also to a PE film as an intermediate support.
  • the symplex membranes according to the invention can be produced with good mechanical stability, are stable with respect to aqueous systems and organic solvents, and are notable for a high separation factor combined with a high filtrate flow density.
  • the charge density of the samples which can be used to calculate average degrees of substitution (DS value), was determined using polyelectrolyte titration.
  • An oppositely charged polyelectrolyte with a known charge density is added to the solution of the polyelectrolyte.
  • the charges of the titrant neutralize the charges of the sample, the charge zero point denotes the end point of the titration. It was detected using a particle charge detector (PCD).
  • PCD particle charge detector
  • the average molar masses of the samples used were determined by means of size exclusion chromatography (GPC). It is a chromatographic method in which the particles are separated according to their hydrodynamic volume, which is roughly related to their molecular weight. There is a connection between the time of elution and the molecular weight.
  • the molecular weights were determined in part by means of relative and absolute GPC.
  • the relative GPC a calibration line was created on the basis of pullulin standard samples of known molar mass.
  • the absolute GPC there is no need to determine one
  • the limit viscosity number measurements were carried out in a 0.1 M NaNO 3 solution as solvent at 25 ° C. using an Ubbelohde capillary viscometer. A series of dilutions was made and the flow time through the capillary of each solution and the solvent was determined. The evaluation was made according to the Huggins equation.
  • the thickness of the symplex membranes is decisive for the manageability. It was measured with a mechanical thickness measuring device (Ikon from Zeiss, Jena). The measurements were taken ten times at different locations in the
  • the symplex membranes swell to different extents in different solvents.
  • the degree of swelling SD was determined from the mass of the symplex membrane before and after the swelling process using the following equation:
  • the stability of the symplex membranes in different solvents or salt solutions was tested.
  • the masses of the symplex membrane were related to each other before and after a storage period in the corresponding solvent.
  • Density measurements (DMA 48, company Paar KG, Austria) determined.
  • the average molar mass of the sample used was 1.2-10 6 g / mol.
  • a 4% solution of a PDADMAC sample with an average molecular weight of 100,000 g / mol was prepared under the same conditions.
  • the sulfoethyl cellulose solution was applied to a glass plate at a layer height of 500 ⁇ m and the entire glass plate was then placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the symplex membrane formed was removed from the solution, rinsed thoroughly with water, transferred to a PE film and dried at room temperature.
  • the symplex membrane When dry, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing. An elastic modulus of 3733 MPa with an elongation at break of 3.6% was determined for the mechanical stability.
  • the symplex membrane formed can be described with the following parameters:
  • the thickness of the symplex membrane was 12 ⁇ m, the degree of swelling was 289%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 12% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there are no more changes in weight. Analogous behavior was observed in CaCl- > and NaCl solutions.
  • the separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
  • a 4% solution of a PDADMAC sample was prepared under the same conditions.
  • the sample used has an average molecular weight of 100,000 g / mol.
  • the sulfoethyl cellulose solution was spread on a glass plate in a layer thickness of 500 ⁇ m and the entire glass plate was placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the symplex membrane formed was removed from the solution, rinsed thoroughly with water, transferred to a PE film and added
  • the symplex membrane When dry, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing.
  • the symplex membrane formed can be described with the following parameters:
  • the thickness of the symplex membrane was 20 ⁇ m, the degree of swelling was 139%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 6% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions.
  • the separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
  • the sulfoethyl cellulose solution was applied in a layer height of 500 ⁇ m on a glass plate and the glass plate was then placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the one that had formed in the meantime
  • Symplex membrane removed from the solution, rinsed thoroughly with deionized water, transferred to a PE film and dried at room temperature.
  • the symplex membrane When dried, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing.
  • the symplex membrane formed can be described with the following parameters:
  • the thickness of the symplex membrane was 19 ⁇ m, the degree of swelling was 152%.
  • excess polycation components of approx. 8% by weight flushed out of the symplex membrane, then no change in weight occurs. Analogous behavior was observed in CaCl2 and NaCl solutions.
  • Example 3 Instead of the 4% sulfoethyl cellulose solution, a 3% sulfoethyl cellulose solution was used.
  • the symplex membrane formed can be described with the following parameters'
  • the thickness of the symplex membrane was 13 ⁇ m, the degree of swelling was 183%.
  • excess polycation components of approx. 10% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions.
  • Example 3 Instead of the 4% sulfoethyl cellulose solution, a 5% sulfoethyl cellulose solution was used.
  • the symplex membrane formed can be described with the following parameters:
  • the thickness of the symplex membrane was 25 ⁇ m, the degree of swelling was 139%.
  • excess polycation components of approx. 6% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions.
  • the casting solution had a concentration of 2%.
  • Molar mass of the sample used was 5.5-10 5 g / mol.
  • a 20% solution of a PDADMAC sample with an average molecular weight of 100,000 g / mol was prepared with stirring at room temperature in deionized water and used for crosslinking.
  • the separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
  • Range of V2 5 - 40,000 mPas with stirring at room temperature dissolved in deionized water so that 1 - 10% solutions were formed.

Abstract

A symplex membrane, containing polyanions as anionic constituentsformed from at least one cellulose ether containing sulphoalkyl groups. The invention also relates to the use of said symplex membrane to separate water or steam from organic substances and mixtures of substances.

Description

SymplexmembranSymplex membrane
Die Erfindung betrifft eine verbesserte Symplexmembran, die aus mindestens einem Sulfoalkylgruppen enthaltenden Celluloseether gebildete Polyanionen als anionischen Komponente enthält und die Verwendung dieser Symplexmembran zur Abtrennung von Wasser oder Wasserdampf aus organischen Stoffen und Stoffgemischen.The invention relates to an improved symplex membrane which contains polyanions formed from at least one cellulose ether containing sulfoalkyl groups as the anionic component and to the use of this symplex membrane for separating water or water vapor from organic substances and substance mixtures.
Unter Symplexmenbranen werden dabei flächenförmige Assoziate aus mindestens einem Polyelektrolyten (Polyanionen oder Polykationen) und einem niedermolekularen oder polymeren Gegenion verstanden, in denen die positiv bzw. negativ geladenen Gruppen des Polyelektrolyten über eine Salzbrücke mit der entgegengesetzten Ladung der entsprechenden Gegenionen vernetzt sind.Symplex membranes are understood to mean sheet-like associations of at least one polyelectrolyte (polyanions or polycations) and a low-molecular or polymeric counterion, in which the positively or negatively charged groups of the polyelectrolyte are crosslinked with the opposite charge of the corresponding counterions via a salt bridge.
Die Verwendung von derartigen Membranen für solche Trennaufgaben (Pervaporation, Ultrafiltration etc.) ist in der Literatur ausführlich beschrieben (R. Rautenbauch. Membranverfahren, Springer Verlag 1996, Seite 15, R. Rautenbach, R. Albrecht Membrantrennverfahren - Ultrafiltration und Umkehrosmose, Otto Salle Verlag. Frankfurt 1981, Seiten 1 1-21). Speziell für Stofftrennprozesse mittels Pervaporation oder Ultrafiltration im Unterdruckbereich werden nichtporöse Membranen eingesetzt. Für die Entwässerung von organischen Lösungsmitteln wie Alkohole. Ketone und Aldehyde werden grundsätzlich geeignete Membranen beschrieben in US-PS 3 546 142, US-PS 3 549 016, DE-PS 3526 755, DE-PS 3518871 , EP-PS 96339.The use of such membranes for such separation tasks (pervaporation, ultrafiltration etc.) is described in detail in the literature (R. Rautenbauch. Membrane Process, Springer Verlag 1996, page 15, R. Rautenbach, R. Albrecht Membrane Separation Process - Ultrafiltration and Reverse Osmosis, Otto Salle Verlag, Frankfurt 1981, pages 1 1-21). Non-porous membranes are used especially for material separation processes using pervaporation or ultrafiltration in the vacuum range. For the drainage of organic solvents such as alcohols. Ketones and aldehydes are described in principle suitable membranes in US Pat. No. 3,546,142, US Pat. No. 3,549,016, DE-PS 3526 755, DE-PS 3518871, EP-PS 96339.
Die beschriebenen Systeme weisen für die praktische Verwendung jedoch einige Nachteile auf. Die Qualität einer Membran hängt grundsätzlich von dem Trennfaktor, der zu erreichenden Filtratstromdichte, der mechanischen und der chemischen Stabilität ab. Die beschriebenen Systeme zeichnen sich entweder durch einen hohen Trennfaktor oder durch eine hohe Filtratstromdichte aus, nicht aber eine den praktischen Anforderungen entsprechende Kombination dieser Eigenschaften. Verbesserungen in Richtung einer hohen Filtratstromdichte und eines hohen Trennfaktors wurden durch die Verwendung von hydrophilen Polyelektrolyten z.B. auf der Basis von Ionenkomplexen erzielt (J. Membrane Science, 32 (1987) 207). Diese Membranen hatten jedoch immer eine gute Wasserlöslichkeit und damit unzureichende Beständigkeit.However, the systems described have some disadvantages for practical use. The quality of a membrane basically depends on the separation factor, the filtrate flow density to be achieved, the mechanical and chemical stability. The systems described are characterized either by a high separation factor or by a high filtrate flow density, but not a combination of these properties that meets practical requirements. Improvements in the direction of a high filtrate current density and a high separation factor have been achieved by using hydrophilic polyelectrolytes, for example based on ion complexes (J. Membrane Science, 32 (1987) 207). However, these membranes always had good water solubility and therefore insufficient resistance.
Ein weiterer Fortschritt wurde durch die Verwendung eines Celluloseesters, dem Cellulosesulfat, als Polyanion, erreicht (DD 270 012, DD 290 589, DD 292 846, DE 42"29 530). Die hieraus hergestellten Membranen zeigen einen verbessertenA further advance was achieved by using a cellulose ester, cellulose sulfate, as the polyanion (DD 270 012, DD 290 589, DD 292 846, DE 42 " 29 530). The membranes produced therefrom show an improved
Durchfluß bei mittlerer Trennleistung. Diese Systeme konnten sich jedoch am Markt weder für die Pervaporation noch für die Ultrafiltration durchsetzen, da das in diesen Patenten verwendete Cellulosesulfat in ausreichender Menge und Qualität nicht zur Verfügung steht.Flow with medium separation performance. However, these systems were not able to establish themselves on the market for pervaporation or for ultrafiltration, since the cellulose sulfate used in these patents is not available in sufficient quantity and quality.
Es wurden viele Versuche mit anderen Polysacchariden (Salze der Alginsäure, Chitosansalze, kationische Cellulosederivate, Ammonium- bzw. Pyridiniumionen) (DE-OS-3600333, Prog. Polym. Sei. 14 (1989) 91), speziell auch mit Cellulose- derivaten (DD-PS 152 287) unternommen Diese führten jedoch zu keinen vergleich- baren bzw. verbesserten Ergebnissen.Many attempts have been made with other polysaccharides (salts of alginic acid, chitosan salts, cationic cellulose derivatives, ammonium or pyridinium ions) (DE-OS-3600333, Prog. Polym. Sci. 14 (1989) 91), especially also with cellulose derivatives ( DD-PS 152 287) but these did not lead to comparable or improved results.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Symplexmembran bereitzustellen, die eine hohe mechanische und chemische Stabilität aufweist, aus Material besteht, welches in ausreichender Menge und Qualität zur Verfügung steht, die einfache und reproduzierbare Herstellung von Membranen erlaubt und die gewünschte Trennleistung erzielt.The invention is therefore based on the object of providing an improved symplex membrane which has a high mechanical and chemical stability, consists of material which is available in sufficient quantity and quality, allows simple and reproducible production of membranes and achieves the desired separation performance.
Diese Aufgabe konnte überraschend gelöst werden durch eine Symplexmembran, die aus mindestens einem Sulfoalkylgruppen enthaltenden Celluloseether gebildete Poly- anionen als anionischen Komponente enthält. Erfindungsgemäß werden dabei alsThis object was surprisingly achieved by a symplex membrane which contains polyanions formed from at least one cellulose ether containing sulfoalkyl groups as the anionic component. According to the invention
Sulfoalkylgruppen enthaltende Celluloseether bevorzugt Sulfoethylcellulose, Sulfo- propylcellulose oder Mischether der Cellulose, die mit Sulfoethyl- und Sulfopropyl- gruppen verethert sind, eingesetzt. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Sulfoethylcellulose. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform können als Sulfoalkylgruppen enthaltende Celluloseether Derivate der Sulfoethylcellulose oder der Sulfopropylcellulose eingesetzt werden, die zusätzlich durch Carboxymethyl,Cellulose ethers containing sulfoalkyl groups, preferably sulfoethyl cellulose, sulfo- propyl cellulose or mixed ethers of cellulose, which are etherified with sulfoethyl and sulfopropyl groups. The use of sulfoethyl cellulose is particularly preferred. In a further embodiment according to the invention, derivatives of sulfoethyl cellulose or sulfopropyl cellulose can be used as the cellulose ethers containing sulfoalkyl groups, which derivatives are additionally substituted by carboxymethyl,
Methyl-, Hydroxyethyl-, Ethyl- oder Hydroxypropylgruppen mit einem molaren Substitutionsgrad MS < 1 substituiert sind.Methyl, hydroxyethyl, ethyl or hydroxypropyl groups with a molar degree of substitution MS <1 are substituted.
Als polymere oder niedermolekulare kationische Verbindungen sind grundsätzlich die" im Stand der Technik für diesen Zweck beschriebenen Verbindungen einsetzbar.As the polymeric or low molecular weight cationic compounds according to the "in the art for this purpose, the compounds described are generally applicable.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß die besten Ergebnisse, insbesondere die höchste mechanische Stabilität erreicht wird, wenn der Celluloseether mit einem Polydiallyl- dimethylammoniumchlorid (PDADMAC) vernetzt wird. Gute Ergebnisse werden auch durch die Vernetzung mit Chitin, Chitosan, vorzugsweise in saurer Lösung mit einem pH-Wert < 4,7, oder Derivaten des Chitins oder Chitosans erzielt.However, it has been shown that the best results, in particular the highest mechanical stability, are achieved if the cellulose ether is crosslinked with a polydiallyl dimethylammonium chloride (PDADMAC). Good results are also achieved by crosslinking with chitin, chitosan, preferably in acid solution with a pH <4.7, or derivatives of chitin or chitosan.
Zur Herstellung der Symplexmembran wird die anionische Sulfoalkylgruppen enthaltende Celluloseether-Lösung, vorzugsweise Sulfoethylcelluloselösung. in gleichmäßiger Schichtdicke auf einen polymeren Träger aufgebracht und mit dem katio- nischen Vernetzermittel umgeben, beispielsweise indem die Celluloseetherlösung mit einem Rakel auf den polymeren Träger aufgestrichen wird und anschließend das kationische Vernetzermittel mit einem zweiten Rakel über die erste Schicht gestrichen wird. Alternativ wird ein polymerer Träger nacheinander durch die Celluloseether-Lösung und das kationische Vernetzungsmittel geführt. Das kationische Vernetzermittel dringt dabei von außen in die Celluloseetherlösungs-To produce the symplex membrane, the cellulose ether solution containing anionic sulfoalkyl groups, preferably sulfoethyl cellulose solution. applied in a uniform layer thickness to a polymeric support and surrounded with the cationic crosslinking agent, for example by spreading the cellulose ether solution with a doctor on the polymeric support and then spreading the cationic crosslinking agent with a second doctor over the first layer. Alternatively, a polymeric carrier is passed sequentially through the cellulose ether solution and the cationic crosslinking agent. The cationic crosslinking agent penetrates the cellulose ether solution from the outside.
Schicht ein und führt dort zur Vernetzung.Layer and leads to networking there.
In der Regel wird die Symplexmembran für die praktische Anwendung zur weiteren Verbesserung der mechanischen Stabilität auf einen flüssigkeitsdurchlässigen Träger aufgebracht. Als polymerer Träger für die erfindungsgemäße Symplexmembran können die üblichen Materialien, insbesondere Polyacrylnitril, Polyetherimid, Polyvinyliden- fluorid, Polysulfon, Polyhydation als poröse Membran oder Polyester, Polypropylen als Vließ verwandt werden. Für kleine bzw. Versuchsapparaturen wird anstelle eines polymeren Trägers auch Filterpapier verwendet.As a rule, the symplex membrane is applied to a liquid-permeable carrier for practical use to further improve the mechanical stability. The usual materials, in particular polyacrylonitrile, polyetherimide, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyhydrogenation as porous membrane or polyester, polypropylene as fleece can be used as polymeric carrier for the symplex membrane according to the invention. For small or experimental apparatus, filter paper is also used instead of a polymeric carrier.
In einem weiteren Herstellverfahren wird die Celluloseether-Lösung in einer gleichmäßigen Schicht auf eine entfettete Glasplatte aufgetragen. Die bestrichene Glasplatte wird anschließend in das Vernetzerbad getaucht, in der sich die Symplex- membran bildet. Nach Herausnahme aus dem Vernetzerbad und gründlichem Spülen mit Wasser wird die Symplexmembran von der Glasplatte auf einen polymeren Träger oder auch auf eine PE-Folie als Zwischenträger überführt.In a further production process, the cellulose ether solution is applied in a uniform layer to a degreased glass plate. The coated glass plate is then immersed in the crosslinking bath in which the symplex membrane is formed. After removal from the crosslinking bath and thorough rinsing with water, the symplex membrane is transferred from the glass plate to a polymeric support or also to a PE film as an intermediate support.
Die erfindungsgemäßen Symplexmembranen sind mit einer guten mechanischen Stabilität herstellbar, gegenüber wäßrigen Systemen und organischen Lösungsmitteln stabil und zeichnen sich durch einen hohen Trennfaktor bei gleichzeitig hoher Filtratstromdichte aus.The symplex membranes according to the invention can be produced with good mechanical stability, are stable with respect to aqueous systems and organic solvents, and are notable for a high separation factor combined with a high filtrate flow density.
Sie eignen sich daher insbesondere zur Abtrennung von Wasser oder Wasserdampf aus organischen Stoffen und Stoffgemischen.They are therefore particularly suitable for the separation of water or steam from organic substances and mixtures of substances.
Die vorliegende Erfindung soll mit nachstehenden Versuchen und Beispielen erläutert werden, ohne sie darauf zu begrenzen:The following experiments and examples are intended to illustrate the present invention without restricting it to them:
Bestimmung der LadungsdichteDetermination of the charge density
Die Ladungsdichte der Proben, die zur Berechnung von durchschnittlichen Substitutionsgraden (DS-Wert) herangezogen werden kann, wurde mittels Polyelektrolyt- titration bestimmt. Zu der Lösung des Polyelektrolyten wird ein entgegengesetzt geladener Polyelektrolyt mit bekannter Ladungsdichte hinzugegeben. Die Ladungen des Titrationsmittels neutralisieren die Ladungen der Probe, wobei der Ladungs- nullpunkt den Endpunkt der Titration bezeichnet. Er wurde mit einem Partikelladungsdetektor (PCD) nachgewiesen.The charge density of the samples, which can be used to calculate average degrees of substitution (DS value), was determined using polyelectrolyte titration. An oppositely charged polyelectrolyte with a known charge density is added to the solution of the polyelectrolyte. The charges of the titrant neutralize the charges of the sample, the charge zero point denotes the end point of the titration. It was detected using a particle charge detector (PCD).
Bestimmung der mittleren MolmassenDetermination of the average molecular weights
Die mittleren Molmassen der verwendeten Proben wurden mittels Größenaus- schlußchromatographie (GPC) bestimmt. Es handelt es sich hierbei um eine chromatographische Methode, bei der die Teilchen nach ihrem hydrodynamischen Volumen, das näherungsweise mit ihrer Molmasse einher geht, getrennt werden. Es resultiert ein Zusammenhang zwischen dem Zeitpunkt der Elution und der Molmasse.The average molar masses of the samples used were determined by means of size exclusion chromatography (GPC). It is a chromatographic method in which the particles are separated according to their hydrodynamic volume, which is roughly related to their molecular weight. There is a connection between the time of elution and the molecular weight.
Die Molmassen wurden zum Teil mittels relativer und absoluter GPC bestimmt. Bei der relativen GPC wurde eine Kalibriergerade auf Basis von Pullulanstandardproben bekannter Molmasse erstellt. Bei der absoluten GPC entfällt die Bestimmung einerThe molecular weights were determined in part by means of relative and absolute GPC. In the case of the relative GPC, a calibration line was created on the basis of pullulin standard samples of known molar mass. With the absolute GPC, there is no need to determine one
Kalibriergerade. Hier wurde hinter die GPC online ein Streulichtdetektor geschaltet.Calibration line. A stray light detector was connected online behind the GPC.
Bestimmung der GrenzviskositätszahlDetermination of the intrinsic viscosity
Die Grenzviskositätszahl-Messungen wurden in 0,1 M NaN03-Lösung als Lösungsmittel bei 25°C mit einem Ubbelohde-Kapillar-Viskosimeter durchgeführt. Es wurde eine Verdünnungseihe angesetzt und von jeder Lösung und dem Lösungsmittel die Durchflußzeit durch die Kapillare bestimmt. Die Auswertung wurde nach der Gleichung von Huggins vorgenommen.The limit viscosity number measurements were carried out in a 0.1 M NaNO 3 solution as solvent at 25 ° C. using an Ubbelohde capillary viscometer. A series of dilutions was made and the flow time through the capillary of each solution and the solvent was determined. The evaluation was made according to the Huggins equation.
Bestimmung der SymplexmembrandickeDetermination of the symplex membrane thickness
Die Dicke der Symplexmembranen ist entscheidend für die Handhabbarkeit. Sie wurde mit einem mechanischen Dickemeßgerät (Ikon der Firma Zeiss, Jena) gemessen. Die Messungen wurden zehnfach an unterschiedlichen Stellen derThe thickness of the symplex membranes is decisive for the manageability. It was measured with a mechanical thickness measuring device (Ikon from Zeiss, Jena). The measurements were taken ten times at different locations in the
Symplexmembran wiederholt und anschließend das arithmetische Mittel gebildet. Bestimmung des QuellungsgradesRepeated symplex membrane and then formed the arithmetic mean. Determination of the degree of swelling
Die Symplexmembranen quellen in verschiedenen Lösungsmitteln verschieden stark auf. Es wurde aus der Masse der Symplexmembran vor und nach dem Quellungsvorgang nach folgender Gleichung der Quellgrad SD bestimmt:The symplex membranes swell to different extents in different solvents. The degree of swelling SD was determined from the mass of the symplex membrane before and after the swelling process using the following equation:
^ gequollen trocken ) I AA trocken^ swollen dry) I AA dry
Bestimmung der Stabilität gegenüber LösungsmittelnDetermination of stability to solvents
Es wurde die Stabilität der Symplexmembranen in verschiedenen Lösungsmitteln bzw. Salzlösungen getestet. Als Maß für die Stabilität ST wurden die Massen der Symplexmembran vor und nach einer Lagerzeit in dem entsprechenden Lösungs- mittel miteinander in Beziehung gesetzt.The stability of the symplex membranes in different solvents or salt solutions was tested. As a measure of the stability ST, the masses of the symplex membrane were related to each other before and after a storage period in the corresponding solvent.
Bestimmung der Symplexmembran-LeistungsparameterDetermination of symplex membrane performance parameters
In einer üblichen Pervaporationsapparatur (CELFA AG, Schweiz) wurden unter Verwendung der beschriebenen Symplexmembranen Alkohol/Wassergemische mittels Pervaporation entwässert. Es stand eine Membranfläche von 17 cm zu Verfügung. Es wurde ein Filterpapier als stützende Unterlage für die Membran verwendet. Es wurden Wasser-Isopropanol Gemische verschiedener Zusammensetzung bei 50°C vermessen. Das Permeat wurde mit flüssigem Stickstoff in einer Kühlfalle kondensiert. Die Zusammensetzung von Feed und Permeat wurden mittelsIn a conventional pervaporation apparatus (CELFA AG, Switzerland) alcohol / water mixtures were dewatered by means of pervaporation using the symplex membranes described. A membrane area of 17 cm was available. Filter paper was used as a support for the membrane. Water-isopropanol mixtures of various compositions were measured at 50 ° C. The permeate was condensed with liquid nitrogen in a cold trap. The composition of feed and permeate were determined using
Dichtemessungen (Densiometer DMA 48, Firma Paar KG, Östereich) bestimmt.Density measurements (DMA 48, company Paar KG, Austria) determined.
J = Filtratstromdichte kg/h*m~ alpha = Trennfaktor, berechnet nach: alpha = F/P, wobei P = (Konz. Alkohol/Konz. Wasser) im PermeatJ = filtrate current density kg / h * m ~ alpha = separation factor, calculated according to: alpha = F / P, where P = (conc. Alcohol / conc. Water) in the permeate
F = (Konz. Alkohol/Konz. Wasser) in der zu entwässernden Lösung Beispiel 1F = (conc. Alcohol / conc. Water) in the solution to be dewatered example 1
Eine Sulfoethylcellulose mit einem durchschnittlichen Substitutionsgrad von DS = 0,29 und einer Grenzviskositätszahl [η] = 524 ml/g wurde unter Rühren bei Raumtemperatur in deionisiertem Wasser so aufgelöst, daß eine 3%ige Lösung entstand. Die mittlere Molmasse der verwendeten Probe lag bei 1,2-106 g/mol.A sulfoethyl cellulose with an average degree of substitution of DS = 0.29 and an intrinsic viscosity [η] = 524 ml / g was dissolved with stirring at room temperature in deionized water to give a 3% solution. The average molar mass of the sample used was 1.2-10 6 g / mol.
Unter gleichen Bedingungen wurde eine 4%igen Lösung eines PDADMAC-Musters mit einer mittleren Molmasse von 100.000 g/mol hergestellt.A 4% solution of a PDADMAC sample with an average molecular weight of 100,000 g / mol was prepared under the same conditions.
Die Sulfoethylcellulose-Lösung wurde auf eine Glasplatte in einer Schichthöhe von 500 μm aufgebracht und die ganze Glasplatte anschließend in die PDADMAC- Lösung hineingelegt. Nach 1 Stunde wurde die sich gebildetet Symplexmembran aus der Lösung herausgenommen, gründlich mit Wasser gespült, auf eine PE-Folie über- führt und bei Raumtemperatur getrocknet.The sulfoethyl cellulose solution was applied to a glass plate at a layer height of 500 μm and the entire glass plate was then placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the symplex membrane formed was removed from the solution, rinsed thoroughly with water, transferred to a PE film and dried at room temperature.
Im getrockneten Zustand ist die Symplexmembran leicht trübe. Sie ist sehr stabil und kann gut gehandhabt werden ohne zu zerreißen. Für die mechanische Stabilität wurde ein E-Modul von 3733 MPa bei einer Bruchdehnung von 3,6 % bestimmt.When dry, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing. An elastic modulus of 3733 MPa with an elongation at break of 3.6% was determined for the mechanical stability.
Die gebildete Symplexmembran läßt sich mit folgenden Kenngrößen beschreiben:The symplex membrane formed can be described with the following parameters:
Die Dicke der Symplexmembran betrug 12 μm, der Quellgrad lag bei 289 %. In der Reinigungsphase werden noch überschüssige Polykationbestandteile von ca. 12 Gew.-% aus der Symplexmembran herausgespült, dann tritt keine Gewichtsände- runs mehr auf. Analoges Verhalten wurde in CaCl-> und NaCl-Lösunsen beobachtet. Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemThe thickness of the symplex membrane was 12 μm, the degree of swelling was 289%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 12% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there are no more changes in weight. Analogous behavior was observed in CaCl- > and NaCl solutions. The separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 2,5 kg/h*m2, alpha = 365 Gemisch aus 15% Wasser und 85% Alkohol bei Jv = 1 ,6 kg/h*m2, alpha = 880Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 2.5 kg / h * m 2, alpha = 365 mixture of 15% water and 85% alcohol at J v = 1, 6 kg / h * m 2, alpha = 880
Beispiel 2Example 2
Eine Sulfoethylcellulose mit einem durchschnittlichen Substitutionsgrad von DS"= 0,36 und einer Grenzviskositätszahl [η] = 482 ml/g, wurde unter Rühren beiA sulfoethyl cellulose with an average degree of substitution of DS "= 0.36 and an intrinsic viscosity [η] = 482 ml / g was added with stirring
Raumtemperatur in deionisiertem Wasser zu einer 3%igen Lösung aufgelöst. Die mittlere Molmasse der verwendeten Probe lag bei 7,1 -105 g/mol.Room temperature dissolved in deionized water to a 3% solution. The average molar mass of the sample used was 7.1-10 5 g / mol.
Eine 4%igen Lösung eines PDADMAC-Musters wurde unter gleichen Bedingungen hergestellt. Die verwendete Probe hat eine mittlere Molmasse von 100.000 g/mol.A 4% solution of a PDADMAC sample was prepared under the same conditions. The sample used has an average molecular weight of 100,000 g / mol.
Die Sulfoethylcellulose-Lösung wurde auf eine Glasplatte in einer Schichtdicke von 500 μm aufgstrichen und die ganze Glasplatte in die PDADMAC-Lösung hineingelegt. Nach 1 Stunde wurde die sich gebildete Symplexmembran aus der Lösung herausgenommen, gründlich mit Wasser gespült, auf eine PE-Folie überführt und beiThe sulfoethyl cellulose solution was spread on a glass plate in a layer thickness of 500 μm and the entire glass plate was placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the symplex membrane formed was removed from the solution, rinsed thoroughly with water, transferred to a PE film and added
Raumtemperatur getrocknet.Room temperature dried.
Im getrockneten Zustand ist die Symplexmembran leicht trübe. Sie ist sehr stabil und kann gut gehandhabt werden ohne zu zerreißen.When dry, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing.
Die gebildete Symplexmembran läßt sich mit folgenden Kenngrößen beschreiben:The symplex membrane formed can be described with the following parameters:
Die Dicke der Symplexmembran betrug 20 μm, der Quellgrad lag bei 139 %. In der Reinigungsphase werden noch überschüssige Polykationbestandteile von ca. 6 Gew.-% aus der Symplexmembran herausgespült, dann tritt keine Gewichtsänderung mehr auf. Analoges Verhalten wurde in CaCl2 und NaCl-Lösungen beobachtet. Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemThe thickness of the symplex membrane was 20 μm, the degree of swelling was 139%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 6% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions. The separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 1 ,67 kg/h*m2, alpha = 593Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 1.67 kg / h * m 2 , alpha = 593
Gemisch aus 15% Wasser und 85% Alkohol bei Jv - 1,24 kg/h*m2, alpha = 587Mixture of 15% water and 85% alcohol at J v - 1.24 kg / h * m 2 , alpha = 587
Beispiel 3Example 3
Mir einer Sulfoethylcellulose, die einen durchschnittlichen Substitutionsgrad vonWith a sulfoethyl cellulose that has an average degree of substitution of
DS = 0,35 und einer Grenzviskositätszahl [η] = 432 ml/g, wurde unter Rühren bei Raumtemperatur in deionisiertem Wasser eine 4%ige Lösung hergestellt. Die mittlere Molmasse der verwendeten Probe lag bei 5.5- 105 g/mol.DS = 0.35 and an intrinsic viscosity [η] = 432 ml / g, a 4% solution was prepared with stirring at room temperature in deionized water. The average molar mass of the sample used was 5.5-10 5 g / mol.
Eine 4%igen Lösung eines PDADMAC-Musters mit einer mittleren Molmasse vpnA 4% solution of a PDADMAC sample with an average molecular weight vpn
100.000 g/mol wurde unter gleichen Bedingungen hergestellt.100,000 g / mol was produced under the same conditions.
Auf einer Glasplatte wurde die Sulfoethylcellulose-Lösung in einer Schichthöhe von 500 μm aufgebracht und die Glasplatte anschließend in die PDADMAC-Lösung hineingelegt. Nach 1 Stunde wurde die sich inzwischen gebildeteteThe sulfoethyl cellulose solution was applied in a layer height of 500 μm on a glass plate and the glass plate was then placed in the PDADMAC solution. After 1 hour, the one that had formed in the meantime
Symplexmembran aus der Lösung herausgenommen, gründlich mit deionisiertem Wasser gespült, auf eine PE-Folie überführt und bei Raumtemperatur getrocknet.Symplex membrane removed from the solution, rinsed thoroughly with deionized water, transferred to a PE film and dried at room temperature.
Getrocknet ist die Symplexmembran leicht trübe. Sie ist sehr stabil und kann gut gehandhabt werden ohne zu zerreißen.When dried, the symplex membrane is slightly cloudy. It is very stable and can be handled well without tearing.
Die gebildete Symplexmembran läßt sich mit folgenden Kenngrößen beschreiben:The symplex membrane formed can be described with the following parameters:
Die Dicke der Symplexmembran betrug 19 μm, der Quellgrad lag bei 152 %. In der Reinigungsphase werden noch überschüssige Polykationbestandteile von ca. 8 Gew.-% aus der Symplexmembran herausgespült, dann tritt keine Gewichtsänderung mehr auf. Analoges Verhalten wurde in CaCl2 und NaCl-Lösungen beobachtet.The thickness of the symplex membrane was 19 μm, the degree of swelling was 152%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 8% by weight flushed out of the symplex membrane, then no change in weight occurs. Analogous behavior was observed in CaCl2 and NaCl solutions.
Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemThe separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 2,02 kg/h*m2, alpha = 446 Gemisch aus 15% Wasser und 85% Alkohol bei Jv = 1,52 kg/h*m2, alpha = 676Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 2.02 kg / h * m 2 , alpha = 446 Mixture of 15% water and 85% alcohol at J v = 1.52 kg / h * m 2 , alpha = 676
Beispiel 4Example 4
Wie Beispiel 3: Anstelle der 4 %igen Sulfoethylcellulose-Lösung wurde eine 3 %ige Sulfoethylcellulose-Lösung verwendet.As Example 3: Instead of the 4% sulfoethyl cellulose solution, a 3% sulfoethyl cellulose solution was used.
Die gebildete Symplexmembran läßt sich mit folgenden Kenngrößen beschreiben'The symplex membrane formed can be described with the following parameters'
Die Dicke der Symplexmembran betrug 13 μm, der Quellgrad lag bei 183 %. In der Reinigungsphase werden noch überschüssige Polykationbestandteile von ca. 10 Gew.-% aus der Symplexmembran herausgespült, dann tritt keine Gewichtsände- rung mehr auf. Analoges Verhalten wurde in CaCl2 und NaCl-Lösungen beobachtet.The thickness of the symplex membrane was 13 μm, the degree of swelling was 183%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 10% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions.
Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemThe separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 2, 10 kg/h*m2, alpha = 679Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 2, 10 kg / h * m 2 , alpha = 679
Gemisch aus 15% Wasser und 85% Alkohol bei Jv = 1 ,49 kg/h*m2. alpha = 1492 Gemisch aus 11% Wasser und 89% Alkohol bei Jv = 0,97 kg/h*m2. alpha = 2570 Beispiel 5Mixture of 15% water and 85% alcohol at J v = 1.49 kg / h * m 2 . alpha = 1492 mixture of 11% water and 89% alcohol at J v = 0.97 kg / h * m 2 . alpha = 2570 Example 5
Wie Beispiel 3: Anstelle der 4 %igen Sulfoethylcellulose-Lösung wurde eine 5 %ige Sulfoethylcellulose-Lösung verwendet.As Example 3: Instead of the 4% sulfoethyl cellulose solution, a 5% sulfoethyl cellulose solution was used.
Die gebildete Symplexmembran läßt sich mit folgenden Kenngrößen beschreiben:The symplex membrane formed can be described with the following parameters:
Die Dicke der Symplexmembran betrug 25 μm, der Quellgrad lag bei 139 %. In der Reinigungsphase werden noch überschüssige Polykationbestandteile von ca. 6 Gew.-% aus der Symplexmembran herausgespült, dann tritt keine Gewichtsänderung mehr auf. Analoges Verhalten wurde in CaCl2 und NaCl-Lösungen beobachtet.The thickness of the symplex membrane was 25 μm, the degree of swelling was 139%. In the cleaning phase, excess polycation components of approx. 6% by weight are flushed out of the symplex membrane, and then there is no change in weight. Analogous behavior was observed in CaCl 2 and NaCl solutions.
Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemThe separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 1 ,44 kg/h*m2, alpha = 797 Gemisch aus 15% Wasser und 85% Alkohol bei Jv = 1,14 kg/h*m2. alpha = 1115 Gemisch aus 14% Wasser und 86% Alkohol bei Jv = 0,84 kg/h*m2, alpha = 151 1Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 1.44 kg / h * m 2 , alpha = 797 Mixture of 15% water and 85% alcohol at J v = 1.14 kg / h * m 2 . alpha = 1115 mixture of 14% water and 86% alcohol at J v = 0.84 kg / h * m 2 , alpha = 151 1
Beispiel 6Example 6
Eine poröse Polyacrylnitrilunterlage wurde nach der Methode des hängenden Meniskus mit einer Sulfoethylcellulose, die einen durchschnittlichen Substitutionsgrad von DS = 0,35 und einer Grenzviskositätszahl [η] = 432 ml/g aufwies. beschichtet. Die Gießlösung hatte eine Konzentration von 2%. Die mittlereA porous polyacrylonitrile base was made using the hanging meniscus method with a sulfoethyl cellulose, which had an average degree of substitution of DS = 0.35 and an intrinsic viscosity [η] = 432 ml / g. coated. The casting solution had a concentration of 2%. The middle
Molmasse der verwendeten Probe lag bei 5,5- 105 g/mol.Molar mass of the sample used was 5.5-10 5 g / mol.
Eine 20%ige Lösung eines PDADMAC-Musters mit einer mittleren Molmasse von 100.000 g/mol wurde unter Rühren bei Raumtemperatur in deionisiertem Wasser hergestellt und zum Vernetzen eingesetzt. Die Trennleistung der Symplexmembran in Bezug auf die Trennung von Isopro- panol/Wasser liegt bei einemA 20% solution of a PDADMAC sample with an average molecular weight of 100,000 g / mol was prepared with stirring at room temperature in deionized water and used for crosslinking. The separation performance of the symplex membrane in relation to the separation of isopropanol / water is one
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 1,47 kg/h*m2, alpha = 1009 Gemisch aus 18% Wasser und 82% Alkohol bei Jv = 1 ,35 kg/h*m2, alpha = 1843Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 1.47 kg / h * m 2 , alpha = 1009 Mixture of 18% water and 82% alcohol at J v = 1.35 kg / h * m 2 , alpha = 1843
VergleichsbeispieleComparative Examples
Es wurden handelsübliche Carboxymethylcellulosemuster mit durchschnittlichen Substitutionsgraden von DS = 0,82 - 0,95 und Viskositäten in 2%igen Lösung imCommercially available carboxymethyl cellulose samples with average degrees of substitution of DS = 0.82-0.95 and viscosities in 2% solution in
Bereich von V2 = 5 - 40.000 mPas unter Rühren bei Raumtemperatur in deionisiertem Wasser so aufgelöst, daß 1 - 10%ige Lösungen entstanden.Range of V2 = 5 - 40,000 mPas with stirring at room temperature dissolved in deionized water so that 1 - 10% solutions were formed.
Es wurde unter den Bedingungen aus Beispiel 1 gearbeitet. Es konnten jedoch keine mechanisch stabilen Symplexmembranen gewonnen werden.The procedure was carried out under the conditions from Example 1. However, no mechanically stable symplex membranes could be obtained.
VergleichsdatenComparative data
In der Patentschrift DD 292 846 sind Trennleistungen für Symplexmembranen. die gemäß DE-OS 3600 333 bzw. nach DD 292 846 hergestellt wurden, zusammengestellt:In the patent specification DD 292 846 there are separation performances for symplex membranes. which were manufactured in accordance with DE-OS 3600 333 or DD 292 846, compiled:
Gemisch aus 20% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 4,0 kg/h*m2, alpha = 54 Gemisch aus 10% Wasser und 90% Alkohol bei Jv = 1 ,6 kg/h*m2, alpha = 93 Gemisch aus 10% Wasser und 90% Alkohol bei Jv = 1 ,5 kg/h*m2. alpha = 85Mixture of 20% water and 80% alcohol at J v = 4.0 kg / h * m 2 , alpha = 54 Mixture of 10% water and 90% alcohol at J v = 1.6 kg / h * m 2 , alpha = 93 mixture of 10% water and 90% alcohol at J v = 1.5 kg / h * m 2 . alpha = 85
Gemisch aus 10% Wasser und 80% Alkohol bei Jv = 1,4 kg/h*m2, alpha = 91 Gemisch aus 10% Wasser und 90% Alkohol bei Jv = 1 ,1 kg/h*m2, alpha = 67 Gemisch aus 10% Wasser und 90% Alkohol bei Jv = 0,3 kg/h*m2, alpha = 89 Gemisch aus 10% Wasser und 90% Alkohol bei Jv = 0,3 kg/h*m2, alpha = 95 Der Vergleich mit den Daten aus den Beispielen 1 bis 6 zeigt, daß die erfindungsgemäßen Symplexmembranen bei vergleichbarer Filtratstromdichte einen erheblich verbesserten Trennfaktor bewirken. Mixture of 10% water and 80% alcohol at J v = 1.4 kg / h * m 2 , alpha = 91 Mixture of 10% water and 90% alcohol at J v = 1.1 kg / h * m 2 , alpha = 67 mixture of 10% water and 90% alcohol at J v = 0.3 kg / h * m 2 , alpha = 89 mixture of 10% water and 90% alcohol at J v = 0.3 kg / h * m 2 , alpha = 95 A comparison with the data from Examples 1 to 6 shows that the symplex membranes according to the invention bring about a significantly improved separation factor at a comparable filtrate current density.

Claims

Patentansprüche claims
1. Symplexmembran, enthaltend aus mindestens einem Sulfoalkylgruppen enthaltenden Celluloseether gebildete Polyanionen als anionischen Komponente.1. Symplex membrane containing polyanions formed from at least one cellulose ether containing sulfoalkyl groups as the anionic component.
2. Symplexmembran gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfoalkylgruppen enthaltende Celluloseether Sulfoethylcellulose, Sulfo- propylcellulose oder Mischether der Cellulose, die mit Sulfoethyl- und Sulfopropylgruppen verethert sind, eingesetzt werden.2. Symplex membrane according to claim 1, characterized in that sulfoethyl cellulose containing sulfoethyl cellulose, sulfopropyl cellulose or mixed ethers of cellulose etherified with sulfoethyl and sulfopropyl groups are used as the cellulose ethers containing sulfoalkyl groups.
3. Symplexmembran gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfoalkylgruppen enthaltende Celluloseether Derivate der Sulfoethylcellulose oder der Sulfopropylcellulose eingesetzt werden, die zusätzlich durch Carboxymethyl, Methyl-, Hydroxyethyl-, Ethyl- oder Hydroxy- propylgruppen mit einem molaren Substitutionsgrad MS < 1 substituiert sind.3. Symplex membrane according to claim 1, characterized in that the sulfoalkyl group-containing cellulose ether derivatives of sulfoethyl cellulose or sulfopropyl cellulose are used which are additionally substituted by carboxymethyl, methyl, hydroxyethyl, ethyl or hydroxypropyl groups with a molar degree of substitution MS <1 .
4. Symplexmembran gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der kationischen Komponente um Chitin, Chitosan oder Derivate des Chitins oder Chitosans oder insbesondere um ein Polydiallyl- dimethylammoniumchlorid handelt.4. Symplex membrane according to claims 1 to 3, characterized in that the cationic component is chitin, chitosan or derivatives of chitin or chitosan or in particular a polydiallyl dimethylammonium chloride.
5. Verwendung der Symplexmembran gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Abtrennung von Wasser oder Wasserdampf aus organischen Stoffen und Stoffgemischen. 5. Use of the symplex membrane according to one of claims 1 to 4 for the separation of water or water vapor from organic substances and mixtures of substances.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD270012A1 (en) * 1988-03-16 1989-07-19 Horst Dautzenberg METHOD FOR PRODUCING MEMBRANES FROM POLYELECTROLYTE COMPLEXES
US4871461A (en) * 1987-01-22 1989-10-03 The General Director Of The Agency Of Industrial Science And Technology Polymer composite membrane
DD292846A5 (en) * 1989-10-11 1991-08-14 Akad Wissenschaften Ddr USE OF SYMPLEXMEMBRANES FOR PERVAPORATION
EP0587071A1 (en) * 1992-09-08 1994-03-16 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Polyelectrolyte composite membrane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871461A (en) * 1987-01-22 1989-10-03 The General Director Of The Agency Of Industrial Science And Technology Polymer composite membrane
DD270012A1 (en) * 1988-03-16 1989-07-19 Horst Dautzenberg METHOD FOR PRODUCING MEMBRANES FROM POLYELECTROLYTE COMPLEXES
DD292846A5 (en) * 1989-10-11 1991-08-14 Akad Wissenschaften Ddr USE OF SYMPLEXMEMBRANES FOR PERVAPORATION
EP0587071A1 (en) * 1992-09-08 1994-03-16 Gkss-Forschungszentrum Geesthacht Gmbh Polyelectrolyte composite membrane

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