Способ получения полупроницаемых мембран

ZIP архив

Текст

328589 О П И С А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимый от патентаЗаявлено 28.11.1969 ( 1309767/23-5)Приоритет 29.11.1968,709,226, СШАОпубликовано 02.11,1972. Бюллетень1. Кл,УДК 678.027.9(088,8) ,М СО Комитет по делан изооретений н открытий при Совете тлинистров СССРа опубликования описания 21.1 Ъ.1972 Авторизобретени ф. - тЬ . Иностранец Мартин Юджин Роули(Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма Истман Кодак Компаний, цявите. ОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБР бразующее соединение го аммония, раствори- (34 Ф) в количестве, мере приблизительно мое в концентрироване, равном по меньшей ского амина или пороогалогенида четвертичномое в воде при 1,11 Сравном по меньшей5 0,005 вес. 7 О, и раствориной пасте, в количествмере 0,2 вес. Оо.2. Отливание конценвиде пленки.10 3. Выпаривание чассутствующего в концеполученной отлитой пле трированнои пасты и растворителя, притрированной пасте, из Изобретение относится к способу полученияполупроницаемых мембран для обратного осмоса. Известен спосоо получения полупроницаемых мембран путем смешения эфира целлюлозы, органического растворителя и водорастворимых порообразующих солей, в качестве которых используют минеральные соли, например КаС 1, и последующего пленкообразования путем выпаривания органического растворителя, обработки водой и сушки,Предлагается в качестве водорастворимых порообразующих солей использовать соли аминов, например сульфаты, нитраты, фосфаты, гидрогалогениды аминов. Это позволяет получать мембраны с более тонкой пористой структурой.По предлагаемому способу процесс изготовления полупроницаемых мембран состоит из следующих стадий.1. Приготовление концентрированной пасты путем смешения по меньшей мере одного сложного эфира целлюлозы в количестве, составляющем по меньшей мере 10 вес, %;уксусной кислоты и ацетона в весовом соотношении 20: 80 - 80: 20;порообразующей соли амина в количестве по меньшей меРе 0,01 вес. сс, пРичем эта соль представляет собой порообразующий гидрогалогенид, нитрат, сульфат и фосфат органиче 4. Последующее погружение пленки в воду 15 для удаления большей части порообразуюшейсоли амина из пленки.В качестве солей аминов применяют сульфа.ты пиридина, триэтиламина, триэтаноламина, диэтаноламина, 1,Х-диметиланилина, 2-амино этанола, сульфаты николина, сульфаты лутидина и фосфат триэтаноламина. Эффективные порообразующие соли аминов, используемые в предлагаемом способе, обладают следующими общими свойствами. Они являются солями 25 сильных кислот; растворимы в воде при 1,11 С(34 Ф) в количестве, равном по меньшей мере приблизительно 0,005 вес. %; растворимы в концентрированной пасте, используемой в предлагаемом способе при 25=С в количестве, ЗО Равном по меньшей меРе 0,2 вес, сс.328 Б 89 Таблица 1 Концентрация солей в продукте, части на 106 Толщина влажной пленки, мл Температура выдержки, Времявыдержкина воздухе,сек Скоростьпротеканияводы при370 г/мм Степень Пример задержания солей, %33,5 48,0 38,0 30,0 37,5 30,0 23,0 33,5 26,0 19,0 0177 0,177 0,127 О, 127 0,127 0127 0,127 0,074 0,074 0,074 94,4 89,3 935 96,2 91,0 93,8 96,0 85,8 91,3 95,6 30 60 60 60 90 90 90 120 120 120 280 540 325 190 450 310 200 710 435 22 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 77,0 71,5 73,5 77,0 71,5 73,5 75,0 71,5 73,5 77,0 Эффективные соли аминов могут употребляться в сочетании с любыми эффективными пленкообразующими материалами, но оптимальные результаты получают в том случае, когда пленкообразующий материал представляет собой растворимый простой или сложный эфир целлюлозы (или комбинацию простого эфира со сложным) со степенью замещения примерно 1,5 - 3. Из числа этих эфиров предпочтительны ацетатные эфиры целлюлозы, в частности содержащие примерно 38 - 41 вес. ацетильных групп.Эффективные порообразующие соли органических аминов целесообразнее употреблять в системах растворителей, которые состоят либо из одной уксусной кислоты, либо из смеси уксусной кислоты и ацетона. Особенно желательно использовать системы органических растворителей, состоящие из уксусной кислоты и ацетона в весовом соотношении 20: 80 - ЬО: 20, предпочтительно 40: 60 - 70: 30.Эффективные соли органических аминов в пасты могут быть введены путем простого перемешивания с остальными ингредиентами до растворения их в пасте. Они могут быть также предварительно растворены или в системе органических растворителей (или в части их), или в воде, или в любом другом подходящем растворителе и затем использованы в растворенном состоянии для составления пасты. Эффективные соли органических аминов можно вводить в пасту или в систему растворителей по отдельности, т. е. путем первоначального введения либо амина, либо сильной кислоты в долю растворителя и последующего введения желаемой соли амина в теоретическом количестве для создания нужного соотношения между сильной кислотои и амином. Можно пользоваться также и другими способами введения солей аминов в пасты. Для получения оптимальных результатов на практике молярное соотношение между органическим амином и анионом сильной кислоты в эффективных порообразующих солях должно составлять примерно 2; 1, если анион сильной кислоты является многовалентным (например,Н.50 и НзРО). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 В приведенных ниже примерах все части являются весовыми.Примеры 1 - 10.В 950 ч. смеси 50: 50 (по объему) ацетона и уксусной кислоты растворяют 250 ч. ацетилцеллюлозы, содержащей 39,3ацетильных групп, 3,7 гидроксильных групп, с характеристической вязкостью в ацетоне, равной 1,26, а также 25 ч. сульфата пиридина. Смесь перемешивают до получения прозрачного однородного раствора. Этот раствор или пасту затем наносят при температуре около 30"С на движущейся ленте конвейера на биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат и разглаживают до первоначальной толщины 0,0762 - 0,2 о 4 мм (3 - 1 О мил). Полученное покрытие подвергают действию сухого воздуха с темпе. ратурой около 30 С в течение различных про. межутков времени с последующим 5-минутным промыванием в холодной 11,11 С, 34"Ф) воде. Затем пленки отслаивают от полиэфирной подложки и промывают в течение ночи водой с температурои 30 С.Влажные пленки выдерживают 4 мин прк различных температурах и подвергают стандартным испытаниям для мембран для обратного осмоса, при которых на каждую мембрану действует давление 370 г/ммя, направленное через раствор хлористого натрия с концентрацией 5000 10 а ч действующее против поверхности мембраны, подвергнутой действию воздуха во время первоначальной стадии сушки. рг 1 раствора хлористого натрия равняется 7, 1,оличество воды, проходящей через мембрану, измеряют и анализируют на содержание солей для определения скорости протекания воды через мембрану и способности мембраны к задержанию солей (см. описание патента СШЛ М 3342728).Полученные данные представлены в табл. 1.П р и м е р ы 11 - 24. Применение сульфатоь аминов.Опыты выполняют, как в примерах 1 - 10, но применяют пасту, состоящую из 100 г ацетилцеллюлозы, 350 г растворителя (уксусная кислота и ацетон 60: 40 по весу) и 0,025 моль соли амина (отношение амин: кислота 2: 1 в 12 г уксусной кислоты).Солевой раствор, применяемый при испытаниях каждой мембраны в этих примерах, первоначально содержал 5500 10 а ч. соли, Данные, полученные при испытаниях различных солей аминов, приведены в табл. 2. В каждом случае сушка на воздухе продолжалась 9 О сек. Полученные мембраны испытывают под давлением 370 г/ммз против воды, содержащей 5500 106 ч. хлористого натрия. Данные, полученные при этих испытаниях, приведены в табл. 3,Таблица 3 Таблица 2 10 Соль амина Соль амина 15 Отсутствует 73,5 77,0 82,5 Отсутствует 73,5 25 2050 Пнриднн (1 моль/моль НзР 04) 12,5 Сульфат пиридина 33 28 26 480 300 260 260 20 26 Отсутствует 73,5 Пиридин (2 моль,моль Н,РО,) 15,5 2550 32 22 17 73,5 77,0 82,5 280 220 200 4,5 230 Сульфат трнэтиаамина 12 27 Отсутствует 73,5 Три этаноламин (1 моль/моль НзРО,) 27 3050 25 12 390 13 Сульфат трнэтанолами- на 73,2 77,0 82,5 52 48 34 850 780 480 28 Триэтаноламин (2 моль/моль НзРО 4) 73,57782,5 2117,517 460 240 180 Отсутствует 73,5 77,0 82,5 56 4900 370 280 220 Сульфат триметиламина 14 30 20 14 12 П р и мер 29. Опыт проводят, как в примерах 1 - 10, но вместо сульфата пиридина употребляют галогенид четвертичного аммония (бромид тетраэтиламмония) .Данные по задержанию соли при испытаниях полученных мембран оказались превосходными, они приведены в табл. 4. 73,5 77,0 82,5 1310,57 220 140 120 Сульфат а-николина 15 35 73,5 77,0 82,5 17 17 8 300 230 200 Сульфат З-пнколина 16 40 24 480 18,5 180 73,5 77,0 82,5 Сульфат 2,6-лутндина . 13 170 Таблица 4 13,5 300 73,5 77,0 82,5 Сульфат 2,4-лутидина 18 Скорость протекания воды при 370 г/ммз73,5 М, Х-диметиланилин 19 240 Сульфат И, И-димети- локтиламина 20 82,5 Отсутствует74808286 787228,5225,5 4800 3900 700 240 90 3500 50 Отсутствует 73,5 82,5 21 Сульфат диэтаноламина 78 27 20 350 130 22 3,5 200П р и мер ы 25 - 28. Применение фосфатов аминов,Опыты выполняют, как в примерах 1 - 10, но для приготовления мембран употребляют пасту, состоящую из 10 г ацетилцеллюлозы, 330 г растворителя (уксусная кислота: ацетон в соотношении 60:40) и 20 г соли амина в растворе, содержащем 0,1 моль соли амина в 50 г уксусной кислоты,Любые соединения галогенидов четвертичного аммония, растворимые в пасте в количестве, составляющем по меньшей мере приблизитель но 0,2 вес. , могут быть использованы припрактическом осуществлении предлагаемого способа. Типичными из них являются бромид тетраэтиламмония, йодид тетраэтиламмония, бромид диэтилдиметиламмония и йодид этил дибутилметиламмония. Как правило, полезныО х Н Я аэ а И Э Ь х Сульфат 2-аминоэталона 175 лЗаказ 1006(9 Изд.415 Тираж 448 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений,и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 ми соединениями четвертичного аммония являются бромиды и йодиды следующей структуры:где Йт, Кг, Йз и К 4 - алкильные группы и общее число углеродных атомов в К К К, плюс К 4 составляет самое большое 24, предпочтительно 12; Х - галогенид, предпочтительно бромид илийодид. Предмет изобретения 5 Способ получения полупроницаемых мембран путем смешения эфира целлюлозы, органического растворителя и водорастворимых порообразующих солей и последующего пленкообразования путем выпаривания органиче ского растворителя, обработки водой и сушки,отличающийся тем, что, с целью получения мембран с тонкой пористой структурой, в качестве водорастворимых порообразующих солей используют соли аминов, например суль- . 15 фаты, нЦтраты, фосфаты, гидрогалогенидыаминов.

Смотреть

Заявка

1309767

Иностранец Мартин Юджин Роули, Соединеииые Штаты Америки, Иностранна фирма Истман Кодак Компани, Соединенные Штаты Америки

МПК / Метки

МПК: C08J 9/26, C08K 5/17, C08L 1/10

Метки: мембран, полупроницаемых

Опубликовано: 01.01.1972

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-328589-sposob-polucheniya-polupronicaemykh-membran.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения полупроницаемых мембран</a>

Похожие патенты