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Verfahren zur Herstellung von selektiv permeablen Membranen aus Pergamentpapier
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von anionen-oder kationenselektiven
Membranen aus Pergamentpapier, die zur elektrodialytischen Entmineralisierung von
Salzwassern verwendet werden können.
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Folgende Eigenschaften dienen als Maßstab für gute ionenselektive
Membranen : Große Ionenselektivität bei verhältnismäßig hochkonzentrierten Elektrolyten
innerhalb eines weiten p-Bereiches, große elektrische Leitfähigkeit und geringe
Durchlässigkeit für die Elektrolyten. Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Herstellung
von ionenselektiven Membranen liegt darin, alle diese Membraneigenschaften mit befriedigenden
Werten in einer Membran zu vereinigen, vor allem wenn man die Herstellungskosten
solcher Membranen berücksichtigt. So genügen eine niedrige Durchlässigl : eit gegeniiber
Elektrolyten und eine hohe Ionenselektivität alleine nicht, um die Membranen zur
Verwendung bei Entmineralisierungsverfahren geeignet zu machen. Sie müssen darüber
hinaus eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Bisher wurde sehr wenig Aufmerksamkeit
auf die Erfordernisse der Durchlässigkeit gegenüber Elektrolyten bei ionenselektiven,
in elektrodialytischen Verfahren verwendbaren Membranen gerichtet, und insbesondere
sind bisher latine speziellen Verfahren bekannt, nach denen die hier notwendigen
Werte für die Durchlässigkeit gegenüber Elektrolyten erreicht werden können.
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Aus der Betrachtung des durch die ionenselektiven Membranen in elektrodialytischen
Vorrichtungen erfolgenden lonenaustausches ist leicht ersichtlich, daß eine weitgehende
freie Diffusion der Elektrolyten durch die Membranen unter dem Einfluß des in der
Vorrichtung bestehenden Konzentrationsunterschiedes nicht eintreten darf. In diesem
Zusammenhang ist auch zu beachten, daß hierbei der tatsächliche Konzentrationsunterschied
größer als der Unterschied zwischen den Konzentrationen der im gesamten betrachteten
Lösungen sein kann, da sich in unmittelbarer Nähe der Membranen Flüssigkeitsschichten
bilden, in denen die Elektrolvten in anderen Zusammensetzungen und Konzentrationen
als in den Lösungen selbst vorliegen können. Es wurde auf Grund von Versuchen festgestellt,
daß es einen optimalen Bereich von Werten für die freie Diffusionsgeschwindigkeit
von Elektrolyten durch anionen-und kationenselektive Membranen gibt. Die obere Grenze
dieses Bereiches wird durch die elektrischen Erfordernisse für eine wirksame und
wirtschaftliche Entmineralisierung und die untere Grenze, insbesondere bei Membranen
aus Cellulosegrundmaterial, vorwiegend durch mechanische Erwägungen bestimmt, insbesondere
unter Berücksichtigung der Tatsache,
daß Membranen mit außerordentlich geringer Durchlässigkeit
gegenüber Elektrolyten oft spröde und auch schwer in die Anlage einzubauen sind.
Ein weiterer Grund, der gegen die Verwendung von Membranen mit zu niedriger Durchlässigkeit
gegenüber Elektrolyten spricht, liegt in der Schwierigkeit, eine ausreichende elektrische
Leitfähigkeit mit diesen Membranen zu erzielen. Durch Versuche wurde nun ein geeigneter
Bereich von Werten für den Durchlässigkeitsgrad von ionenselektiven Membranen gegenüber
Elektrolyten ermittelt.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzielung eines geregelten
und kontrollierbaren Vernetzungsgrades in selektiv permeablen Membranen aus Pergamentpapier,
bei denen die erforderliche Ionenaustauschkapazität durch nach dem Stande der Technik
bekannte Verfahren erreicht wird, wobei nämlich Hydroxylgruppen des genannten Grundmaterials
mit
den Hydroxylgruppen einer Verbindung der Methylolsäurenamidklasse
kondensiert werden. Diese Methylolsäureamidverbindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Ionengruppe oder eine durch eine lonengruppe leicht substituierbare
Gruppe cnthält. Einebevorzugte Ausführungsart des eriindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß die geregelte Vernetzung gleichzeitig mit der Behandlung zum Einbringen
der Ionengruppe erfolgt.
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Da das Einbringen ionenaustauschender Gruppen (die » Aktivierung
«) und die Vernetzung des genannten Grundmaterials (Pergamentpapier) wünschenswerterweise
in einer einzigen Verfahrensstufe vorgenommen werden, müssen Aktivierung und gleichzeitige
Vernetzung in gewisser Hinsicht dem genannten, nach dem Stande der Technik bekannten
Verfahren zur alleinigen Aktivierung, nämlich Einweichen des Pergamentpapiers in
einer die Methylolsäurcamidverbindung cnthaltenden Lösung mit einem gegebenen psi-vert
und anschließender Wärmebehandlung des imprägnierten Materials unter geeigneten
Bedingungen, ähneln.
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In einer Imprägnierlösung, die gleichzeitig zur Aktivierung und Vernetzung
dienen soll. wobei die Aktivierung des Zellulosegrundmaterials durch Methyloamidverbindungen
bewirkt wird, müssen deshalb zusätzliche Reaktionsmittel vorliegen, durch die eine
wirksame Vernetzung des Pergamentpapiers unter praktisch den gleichen thermischen
Bedingungen und gleichem p-Wert erreicht werden kann, wie sie für die Aktivierung
allein erforderlich sind. Darüber hinaus dürfen diese Vernetzungsmittel den Verlauf
der gleichzeitigen Aktivierungsreaktion nicht ungünstig beeinflüssen. Schließlich
müssen die vernetzenden Komponenten der Imprägnierlösung so gewählt werden, daß
der gewiinschte Vernetztngsgrad mit Lösungen erreichbar ist, in denen die Konzentrationen
der Vernetzungsmittel nicht zu hoch ist. inshesolldere nicht mehr als 30°/o des
Gesamtgewichtes ausmachen, damit die Konzentration des Aktivierungsmittels nicht
zu weit unter den Wert gedrückt wird, der für die gwünschten ionenaustauschenden
Eigenschaften des behandelten Pergamentpapiers erforderlich ist.
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Es wurde gefunden, daß sich geeignete, die Aktivierung und gleichzeitige
Vernetzung des Pergamentpapiers bewirkende und die vorstehenden Bedingungen erfüllende
Imprägnierlösungen durch Zusatz von Phenolen und Formaldehyd zu den sauren, wäßrigen
Aktivierungslösungen, welche ein oder mehrere aktivierende Salze, nämlich ein Salz
oder Salze mit sowohl Ionen als auch \T-Methylolamidgruppen enthalten, herstellen
lassen, an die Formaldehyd angelagert werden kann.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von kationen-oder
anionenselektiven Membranen aus Cellulosegrundmaterial in Blattform wird ein Pergamentpapier
einer Wärmel) ehandlung unterworfen, das zuvor mit einer sauren wäßrigen Lösung
imprägniert wurde, die erstens Verbindugen mit sowohl ionischen als auch N-Methylolamidgruppen.
zweiters Phenole mit weingstens 2 Wasserstoffatome am Kern. an denen Formaldehyd
angelagert werden kann. und drittens Formaldehvd enthält.
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Gemäß der Erfindung kann die gleichzeitig mit dem Einbringen der
lonengruppen durchgeführte Vernetzung des Pergamentpapiers in einem solchen Maß
geregelt werden, daß eine genaue Regelung der Elektrolytdurchlässigkcit der erhaltenen
Membranen ermöglicht wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung von ionenselektiven, zur elektrodialytischen Entsalzung von Brackwassern
geeigneten Membranen wird der Vernetzungsgrad in einem solchen Maß geregelt, daß
die Durchlaßgeschwindigkeit der Membranen gegenüber Elektrolyten innerhalb eines
Bereiches von 0, 05 bis 0, 70 Millimikroäquivalente Elektorlyt/cm2 Membranoberfläche/Sekunde
liegt, wobei diese Werte sich auf ein System beziehen, in dem die Membran zwischen
eine neutrale wäßrige 0, 5%ige Na cl-Lösung und neutrales destilliertes Wasser gegeben
wird, beide Flüssigkeiten ausreichend gerührt und bei 30% C gehalten werden.
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Gemäß der Erfindung hängen insbesondere Zusammensetzung, Konzentration
und pu-vert der zur Behandlung des Pergamentpapiers verwendeten wäßrigen Lösung
von der Art der angestrebten Membranen, d. h. anionischen oder kationsichen Membranen
und den erwünschten Membraneigenschaften, d. li. einer hohen oder nur mittleren
Undurchlässigkeit gegenüber Elektrolyten ab. Gemäß dem Verfahren wird zunächst das
Pergamentpapier normalerweise bei Raumtemperatur und während mehrerer Stunden in
der gewählten Lösung eingeweicht und anschließend das imprägnierte Material bei
einer beliebigen Temperatur über 120° C und unter der Temperatur, bei der die Membra
beschädigt oder zerstört würde, während einer Zeit von vorzugsweise 3 bis 30 Minuten
einer Wärmebehandlung unterworfen, wobei die längeren Behandlungszeiten bei den
niedrigeren Temperaturen verwendet werden. Die besten Ergebnisse werden meist bei
Temperaturen nahe 150°C erhaten, jedoch hängen die genauen Verfahrensbedingungen
von dem gewünschten Ergebnis, von der Zusammensetzung und dem pH-Wert der Imprägnierlösung
sotie von der Art der Wärmebehandlung des Pergamentpapiers ab. Diese Wärmebehandlung
kann durch freies Aufhängen des Pergamentpapiers in einen mit heißem Gas, z. B.
Luft, gefüllten Ofen. durch innige Berührung mit heißen Walzen oder durch Erhitzen
auf beliebig andere Art, z. B. durch Infrarot-oder Radiofrequenzstrahlung erfolgen,
wobei jeweils die Wärmeübertragung mit anderen Geschwindigkeiten erfolgt als bei
Berührung mit heißen Gasen. In jedem Fall muß die Wärmebehandlung so durchgeführt
werden, daß das behandelte Pergamentpapier während der Behandlung praktisch getrocknet
wird, d. h. einen Wassergehalt von nicht mehr als 5 Gewichtsprozent aufweist.
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Die erfindungsgemäBen Imprägnierlösungen, die die gleichzeitige Aktivierung
und Vernetzung des Pergamentpapiers ermöglichen, werden druch Zugabe eines Phenols
oder einer Phenolmischung zusammen mit Formaldehyd zu einer wäßrigen Lösung eines
Salzes mit einer N-Methylolamidgruppe in einer Molkonzentration von vorzugsweise
nicht weniger als 1, 5 hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform des ernndungsgemäßen
Verfahrens beträgt die eingeführte Phenolmenge 5 bis 10%. bezogen auf das Gewicht
der Aktivierungslösung, zu der es gegeben wird, während der Aldehyd in ähnlichen
Mengen zugegeben wird.
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Derartige Mengen haben keine so große Wirkung auf die Konzentration
des die N-Methylolamidgruppe enthaltenden Salzes, daß hierdurch die Wirksamkeit
der Lösung, ionenaustauschende Eigenschaften zu verleihen, wesentlich verringert
würde.
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Wenn in dem Vorstehenden zur Herstellung von gleichzeitig zur Aktivierung
und Vernetzung geeigneten Lösungen gemäß der Ernndung ein Weg beschrieben
wurde,
auf dem bestimmte Mittel zu einer wäßrigen Lösung eines N-Methylolamidgruppe enthaltenden
Salzes gegeben werden, so geschah dies nur aus Günden der Klarheit und Einfachheit.
Ebenso ist es erfindungsgemäß aber auch möglich, die Imprägnierlösungen durch Zugabe
der einzelnen Komponenten in beliebiger Reihenfolge herzustellen.
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Beispiel 1 Es wird eine Imprägnierlösung folgender Zusammensetzung
hergestellt : 44 g Hydroxy-methylcarbamylmethyl-trimethyl-ammoniumchlorid, 8 g Phenol,
20 cem 37°/oiges Formalin und Wasser ausreichend für 100 ccm Lösung ; der pH-Wert
dieser Lasung wird durch Zusatz von Salzsäure auf 2, 5 eingestellt.
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Ein rundes Stück braunes Kraft-Pergamentpapier mit einem Durchmesser
von 9 cm und einem Gewicht von 75 bis 85 g/cm2 (aus ungebleichter Sulfatpulpe hergestellt,
nach dem Schwefelsäureverfahren pergamentisiert, ungeleimt, ungesalzen und einer
Finishbehandlung durch Kalandrieren unterworfen) wird über Nacht bei Raumtemperatur
in der vorstehend beschriebenen Imprägnierlösung eingeweicht. Anschließend wird
die überschüssige Lösung vom Blatt durch Auspressen zwischen Walzen unter leichtem
Druck entfernt. Die imprägnierte Folie wird an einem Nletallrahmen aufgehängt und
30 Minuten in einem Luftofen bei 140° C wärmebehandelt. Nach der Wärmebehandlung
wird die Membran dem Ofen entnommen, an der Luft abkühlen gelassen und schließlich
gründlichin fließendemWasser gewaschen.
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Bei der Prüfung hatte die so hergestellte Membran die folgenden Eigenschaften
: Leitfähigkeit .......... 165 Millimho/cm2 Membranoberflache in 0. °/oiger neutraler
wäßriger Na Cl-Lösung bei 30° C. gemessen bei einer Frequenz von 2000 Hz Geschwindigkeit
der freien Na CI-Diffusion durch die Membrn................. 0,28 # 10-6 Milliäquivalente/cm/S
ekunde, wenn die Membran zwischen eine 0, 5°/oige neutrale wäßrige Na Cl-Lösung
und destilliertes Wasser hei 30° C gegeben wird Uberführungszahl des Natrimions
in der Membran, gemessen nach dem Hittdorf-Verfahren in einer 0, 3 n-Na CI-Lösung......
0. 023 Beispiel 2 Es werden 100 ccm einer Imprägnierlösung aus folgenden Bestandteilen
hergestellt : 60g Oxymethylcarbamylmethyl-isochinolinchlorid, 8 g Phenol, 20 ccm
37%iges Formalin und Wasser. Der pI-Wert dieser Lösung wird durch Zusatz von Salzsäure
anschlie-Rend auf 2, 5 eingestellt.
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Ein rundes Stück Pergamentpapier des Beispiels 1 mit einem Durchmesser
von 9 cm wird mit dieser Lösung nach dem Verfahren Verfahren des Beispiels 1 behandelt
und anschließend, wie im Beispiel 1 beschrieben, imprägniert, gewalzt und wärmebehandelt
(hier 30 Minuten bei 150°C) und gewaschen.
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Bei der unter den Bedingungen des Beispiels I durchgeführten Prüfung
wurden folgende Eigenschaften festgestellt : Leitfähigkeit............39 Geschwindigkeit
der freien Diffusion des NaCl....... 0, 21-10-6 Uberführungszahl des Natrimions
0, 048 Die verwendeten Einheiten sind die gleichen wie im Beispiel 1.
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Beispiel 3 Basische Kohlenteere, extrahiert aus einfach destilliertem
Benzol, das durch Hochtemperaturverkokung von Gemischen südafrikanischer Kohlen
in einem Koksofen des Becker Typs hergestellt wurde, werden mit Methylolchloracetamid
zu einem geeigneten Aktivator für die Herstellung von anionenselektiven Membranen
aus Pergamentpapier quaternisiert.
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Die zur Extraktion der basischen Kohlenteere verwendeten Verfahren
und Einzelheiten iiber die Ergebnisse sind in F. W. Hoghen und M. A. R a a 1 » The
composotion of the bases from an ISCOR coal-tar «, Journal of the South African
Chemical Institute, September 1954, beschrieben.
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Das Chloridsalz der quaternisierten basischen Kohlenteere (ex ISCOR)
mit einem Schmelzbereich von 160 bis 163° C wird zur Herstellung einer Imprägnierlösung
folgender Zusammensetzung verwendet : 51 g Chloridsalz der quaternisierten gemischten
basischen Kohlenteere (ex ISCOR), 9g Phenol, 12ccm 37°/0iges Formalin und ausreichend
Wasser, um 100 ccm Lösung zu erhalten. Der PH-Wert der Lösung wird mit Salzsäure
auf 2, 5 gestellt.
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Braunes Kraft-Pergamentpapier mit den gleichen Eigenschaften wie
das Papier des Beispiels 1 wird auch hier als Cellulosegrundmaterial verwendet.
Ein rundes Stick dieses Pergamentpapiers mit einem Durchmesser von 9 cm wird nach
den in den vorhergehenden Beispielen beschriebenen Verfahren behandelt, d. h. in
der vorstehend beschriebenen Imprägnierlösung eingeweicht, zum Entfernen der überschüssigen
Lösung zwischen Walzen gerollt, 30 Minuten bei 150° C wärmebehandelt und die anschließend
erhaltene Membran gründlich gewaschen.
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Die Prüfung zeigte folgende Eigenschaften : Leitfahigkeit............
73 Geschwindigkeit der freien Na Cl-Diffusion 0, 66 104 Überführungszahl des Natriumions
in der Membran 0, 073 Beispiel 4 Zur Herstellung der Imprägnierlösung wird der Aktivator
des Beispiels 3 verwendet, jedoch besteht in diesem Fall. die Phenolkomponente aus
gemischten Kohlenteersäuren (ex ISCOR) der folgenden Zusammensetzung : 60°/o Phenol,
9% o-Kresol, 11% m-Kresol und 11% p-Kresol. Die Imprägnierlösung ist wie folgt zusammengesetzt
: 51 g des Chloridsalzes von quaternisierten gemischten basischen Kohlenteeren (ex
ISCOR), 17 ccm gemischte Kohlenteersäuren (ex ISCOR), 35 ccm 37"/oignes Formalin
und ausreichend Wasser, um 100 ccm Lösung zu erhalten.
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Der pH-Wert der Lösung wird mit Salzsäure auf 2, 4 eingestellt.
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Es wird das gleiche Cellulosegrundmaterial in Blattform wie im Beispiel
1 verwendet. Mit diesem Material und der vorstehend beschriebenen Lösung werden
nach dem Verfahren des Beispiels 1 anionenselektive Membranen hergestellt, wobei
die Wärmebehandlung 30 Minuten bei 150° C durchgeführt wird.
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Bei der Prüfung wurden die folgenden Ergebnisse erhalten : Leitfähigkeit
........... 58 Geschwindigkeit der freien Na Cl-Diffusion.......... 0, 17-10-6 Überführungszahl
des Natriums.................. 0, 062 Beispiel 5 Es wird eine Lösung aus 42 g Acetamidomethylolnatriumsulfonat,
8 g Phenol, 20 ccm 37%iges Formalin und für 100 ccm Lösung ausreichend Wasser hergestellt.
Der p-Wert dieser Lösung wird mit Salzsäure auf 2, 5 eingestellt. Das im Beispiell
beschriebene Cellulosegrundmaterial wird mit dieser Lösung in der im Beispiell beschriebenen
Weise behandelt und die Wärmebehandlung 30 Minuten bei 150°C durchgeführt. Bei der
Prüfung wurden die folgenden Eigenschaften festgestellt : Leitfähigkeit ...........
43 Geschwindigkeit der freien Na Clo-Diffusion ........... 0,66 # 10-6 Überführungszahl
des Natrimions 0, 907 Die zu den Zahlen gehörenden Dimensionen sind die gleichen
wie im Beispiel 1.
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Beispiel 6 Zu 5mal je 58 ccm einer 500g/1 Lösung aus Hydroxymethyl-carbamylmethyl-pyridiniumchlorid
werden je 10 ccm 37%iges Formalin gegeben. Um die Einwirkung verschiedener Arten
von Phenol festzustellen, werden äquimolare Mengen von fünf verschiedenen Phenolen
zu den einzelnen Lösungen wie folgt zugegeben : 1. Phenol 4, 6 g 2. o-Kresol.......................
5, 3 g 3. m-Kresol ................ 5,3 g 4. p-Kresol....................... 5,
3 g 5. Resorcin 5,4 g Der PH-Wert aller Lösungen wird mit Salzsäure auf 2. 2 eingestellt.
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Zur Herstellung von anionenselektiven Membranen aus diesen Lösungen
wird das gleiche Cellulosegrundmaterial in Blattform wie im Beispiel 1 verwendet
und nach dem gleichen Verfahren bearbeitet. Die Wärmebehandlung beträgt 20 Minuten
bei 150° C.
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Bei der wie im Beispiel l durchgeführten Prüfung wurden die folgenden
Eigenschaften festgestellt :
| Geschwindigkeit |
| Verwendetes Pheno Leitfähigkeit der freine NaCl- |
| Diffusion X 106 |
| Phenol 80 0, 39 |
| o-Kresol 110 0, 47 |
| m-Kresol 84 0, 49 |
| p-Kresol 90 0. 43 |
| Resorcin 70 0, 43 |
Beispiel 7 Aus 5000 g Methyl-carbamidomethyl-pyridiniumchlorid, 800 g Phenol, 1600
ccm 37 böigem Formalin und 5000ccm Wasser wird eine Imprägnierlösung hergestellt.
Der p-Wert der Lösung wird mit Salzsäure auf 2, 4 eingestellt.
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Ein 30 95 cm großes Stück weißes Pergamentpapier mit einem Gewicht
von 40 g/m2 (aus gebleichter Sulfatpulpe hergestellt, nach den Schwefelsäureverfahren
pergamentiert, ungeleimt, ungesalzen und einer Finisbehandlung durch Kalandrieren
unterworfen) wird über Nacht bei Raumtemperatur in der vorstehend beschriebenen
Imprägnierlösung eingeweicht. Anschließend wird das imprägnierte Blatt aus der Imprägnierlösung
entfernt und die überschüssige Lösung durch Auspressen zwischen Walzen unter leichtem
Druck entfernt. Das imprägnierte Material wird auf ein Stück Glasgewebe, welches
eine Metallplatte bedeckt, gelegt und anschließend mit einem Stück Kanevas bedeckt,
das durch eine Federvorrichtung festgehalten wird, um eine Verformung des imprägnierten
Materials zu verhindern. Alle diese Teile werden zusammen in einen Ofen bei 145°
C eingebracht. Nach einer Wärmehehandlung von 30 Minuten werden die Teile aus dem
Ofen entfernt, abgekühlt und in eine große Menge Wasser gegeben. Die Prüfungen wurden
durchgeführt, nachdem die Membran wenigstens 3 Tage in Wasser geweicht hat, um sicher
zu sein, daß alles austauschaktive, nicht an Cellulose gebundene Material entfernt
wird.
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Die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Membran
hat eine Leitfähigkeit in 0, 1 böiger neutraler wäßriger NaCl-Lösung bei 30° C,
gemessen bei einer Frequenz von 2000 Hz von 100 Millimho/cm2 der Membranoberfläche,
obgleich die freie Diffusionsgeschwindig, lieit des Na Cl nur 0, 33 - 0-s Milliaquivalente/cm2/Sekunde
beträgt, wenn die Membran zwischen eine 0, 5°/oige neutrale wäßrige NaCl-Lösung
und destilliertes Wasser bei 30° C gegeben wird ; Uberführungszahl des Natriumions
in der Membran, ermittelt durch elelstrometrische Messung der Kette : Ag/AgCl/NaCl
(0, 2n)/Membran/ NaCl (0, 4n)/AgCl/Ag bei 30° C : 0, 050.
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Beispiel 8 Es wird eine Vorrichtung zur elektrodialytischen Entmineralisierung
von Brackwasser nach den südafrikanischen Patenten 19 860, 20 748 und der südafrikanischen
Patentanmeldung 2345/55 hergestellt.
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Die Vorrichtung besteht aus vier Paketen von je 50 Kationen-und Anionenmembranen,
wobei der 1, 65 mm große Abstand zwischen den Membranen mit einem perforierten,
gewellten Material aus Polyvinylchlorid angefüllt ist. Anode und Kathode bestehen
aus Magnetik bzw. rostfreiem Stahl, und die Elektrodenflüssigkeit besteht jeweils
aus Brackwasser mit einer NaCl-Konzentration von etwa 0, 39°/o, das mit einer Geschwindigkeit
von 2001/Std. fließt. Die vier Pakete werden voneinander durch die in der südafrikanischen
Patentanmeldung 4345/55 beschriebenen Zwischenplatten getrennt. Die verwendeten
Membranen haben zunächst eine Größe von 30 cm, die verwendete aktive Oberfläche
beträgt aber 800 cm2. Die bei der Vorrichtung verwendeten Anionenmembranen werden
nach dem in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren hergestellt, die Kationenmembranen
haben
die folgenden durchschnittlichen Eigenschaften : Leitfähigkeit.............. 51
Millimho/cm2 Membranoberfläche in 0, 1%iger neutraler wäßriger Na Cl-Lösung bei
30° C, gemessen bei 2000 Hz Geschwindigkeit der freien Diffusion des Na Cl durch
die Membran............ 0, 42 10 3 Milliäquivalente/cm2 zwischen 0, 5%iger Na Cl-Lösung
und destilliertem Wasser bei 30° C.
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Die Uberführungszahl des Natriums in der Membran, ermittelt durch
elektrische Messung der Kette Ag/Ag Cl/Ag Cl (0, 2 n)/Membran/Na Cl (0, 4n)/Ag Cl/
Ag bei 30°C beträgt 0, 90. Die Vorrichtung wird mit Wasser aus einer unterirdischen
Quelle als Dialysat betrieben, das nach Vorbehandlung die folgende Zusammensetzung
hat : Cl1++................. 0,3938% als NaCl Ca.................... 0, 0305 °/o
als Ca C 03 Mg++................. 0, 0035% als Ca C 03 S 04 0, 0150 °/o als S 04
pu 6, 0 Wasser der vorstehenden Zusammensetzung wird in die Dialysatabteilung der
Elektrodialysevorrichtung mit einer Geschwindigkeit von 5, 040' 1/Std. eingeführt,
während die Fließgeschwindigkeit in den mit Salzlauge gefüllten Abteilungen der
Vorrichtung etwa
2, 6201/Std. beträgt. Die Leistung der mit 9, 6 Amp.
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Gesamtstrom (12 mA/cm2 aktive Membranoberfläche) bei 24° C betriebenen
Vorrichtung ist wie folgt : Durchschnittliche Salzlaugenkonzentration...... 0, 7000
°/o NaCl Spannung in der Gesamtvorrichtung.............. 196 Entsalzung des Dialysats
bei einem Durchgang.... 0, 06720/o Coulomb-Wirksamkeit.... 84, 8 °/o PATENTANSPROCHE
: 1. Verfahren zur Herstellung von selektiv permeablen Membranen aus Pergamentpapier
durch Wärmebehandlung des in einer sauren, wäßrigen, ein oder mehrere Salze mit
Ionen-und N-Methylolamidgruppen enthaltenden Lösung impragnierten Pergamentpapieres,
dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierungslösung außer dem genannten Salz oder
Salzen ein oder mehrere Phenole mit wenigstens zwei Ringwasserstoffen, an die Formaldehyd
addiert werden kann, und Formaldehyd enthält.