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Die vorliegende Erfindung betrifft eine selektiv wasserdurchlässige Membran, welche
nicht nur bei der Pervaportion oder Dampfpermeation nützlich ist, sondern auch auf
einem weiten Gebiet anwendbar ist, das reverse Osmose und Luftentfeuchtung
einschließt. Die Membran kann in Abhängigkeit von der Verwendung jede willkürlich
gewählte Form aufweisen. Zum Beispiel kann sie eine flache Membran, eine Hohlgarn-
oder Fasermembran oder eine tubuläre Membran sein.
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Verfahren zur reversen Osmose wurden als Verfahren zur Konzentration einer niedrig
konzentrierten wässerigen Lösung einer organischen Substanz mit einer Membran zur
praktischen Anwendung gebracht. Jedoch machen diese reversen Osmoseverfahren das
Anlegen eines Druckes, der höher ist als der osmotische Druck der Trennlösung, an die
Trennmembran notwendig, so daß die Verfahren auf eine hochkonzentrierte wässerige
Lösung aufgrund ihres hohen osmotischen Druckes nicht angewandt werden können.
Somit ist die durch reverse Osmoseverfahren auftrennbare Lösung hinsichtlich der
Konzentration eingeschränkt. Unterdessen sind Pervaporation und Dampfpermeation als
ein neues Trennverfahren beachtet worden, welches frei vom Einfluß des osmotischen
Drucks ist. Pervaporation ist ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine
aufzutrennende Substanz dazu gebracht wird, eine Membran in einem gasförmigen
Zustand zu durchwandern bzw. zu permeiren, indem die Trennlösung auf der Primärseite
der Membran eingespeist wird, während der Druck auf ihrer Sekundärseite reduziert
wird oder ein Trägergas durch die Sekundärseite geleitet wird. Andererseits ist
Dampfpermeation von der Pervaporation dadurch unterschieden, daß ein Dampfgemisch
auf der Primärseite eingespeist wird. Die durch die Membran permeirende Substanz kann
durch Kondensieren des permeirenden Dampfes unter Abkühlung gewonnen werden. Im
Hinblick auf die Pervaporation wurden viele Untersuchungen durchgeführt. Zum
Beispiel offenbaren die US-A-3 750 735 und die US-A-4 067 805 die Abtrennung einer
organischen Substanz aus Wasser mit einem Polymer, das eine aktive anionische Gruppe
besitzt, während die US-A-2 953 502 und US-A-3 035 060 die Abtrennung von Ethanol
aus Wasser mit einer Membran aus Celluloseacetat oder aus Polyvinylalkohol
offenbaren. Ferner beschreibt die JP-A-109 204/1984 eine Celluloseacetatmembran und eine
Polyvinylalkoholmembran, während die JP-A-55 305/1984 eine quervernetzte
Polyethyleniminmembran offenbart. Jedoch sind diese in den Referenzen offenbarten
Membranen von zu geringem Trennvermögen, insbesondere von zu geringer
Permeationsrate, um zur praktischen Anwendung zu gelangen. Indessen offenbart die JP-
A-129 104/1985 eine aus anionischem Polysaccharid oder einem Polysaccharidderivat
hergestellte Membran als eine Membran von hervorragendem Trennvermögen. Jedoch
hat diese Membran inhärente, unvermeidbare Probleme, die aus der Beschaffenheit bzw.
Natur einer natürlichen Verbindung mit hohem Molekulargewicht resultieren, zum
Beispiel Depolymerisation mit Säure oder Alkali, oder Abbau durch Bakterien, so daß
die Beständigkeit und chemische Widerstandsfähigkeit der Membran unter den
Erwartungen liegen.
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Im allgemeinen hat eine hydrophobe Trennmembran Nachteile dadurch, daß ihre
Oberfläche schwer benetzbar ist und leicht trocknet, und daß sie dazu neigt, oft
Adsorption oder Verklumpung zu verursachen. Deshalb ist, in der Absicht diese
Nachteile zu bewältigen, mit verschiedenen Verfahren versucht worden, einer solchen
Membran eine hydrophile Beschaffenheit zu verleihen. Zum Beispiel wurde ein
Verfahren zur Hinzufügung eines mehrwertigen Alkohols, wie Polyethylenglykol oder
Glycerin, an eine hydrophobe Trennmembran allgemein gewählt. Jedoch ist die so
hinsichtlich der hydrophilen Beschaffenheit verbesserte Membran dadurch nachteilhaft,
daß die in der Membran enthaltenen Zusatzstoffe in ein gerade bearbeitetes Filtrat hinaus
gelöst werden. Ferner offenbart das JP-A-16187/1981 ein Verfahren, welches das
Aufbringen eines wasserlöslichen Polymers auf eine hydrophobe Trennmembran durch
Eintauchen und Unlöslichmachen des aufgetragenen wasserlöslichen Polymers mittels
Bestrahlung mit Elektronenstrahlen, Kristallisieren durch Erhitzen oder chemische
Reaktion mit Formaldehyd oder Glyoxal umfaßt, um dadurch der Membran eine
hydrophile Beschaffenheit zu verleihen. Jedoch ist dieses Verfahren dadurch nachteilhaft,
daß es ein kompliziertes Vorgehen erforderlich macht, so daß es für die praktische
Anwendnung ungeeignet ist, und häufig Defekte erzeugt werden. Weiterhin offenbart die
JP-A-35862/1983 ein Verfahren zur Verleihung einer hydrophilen Natur einer
hydrophoben porösen Filtermembran, welches das Ätzen einer Polysulfon-Filtermembran
in einer Atmosphäre mit elektrischen Entladungen unter Vakuum durch Sputtern umfaßt.
Allerdings ist dieses Verfahren dadurch nachteilhaft, daß die resultierende poröse
Filtermembran merkbar verringerte mechanische Festigkeit aufweist.
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Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Trennmembran mit selektiver
Durchlässigkeit bzw. Permeabilität für Wasser, welche eine genügende Beständigkeit und
eine hervorragende Permeationsrate und einen hervorragenden Trennfaktor aufweist,
durch Hydrolyse, was eine einfache chemische Behandlung darstellt, ohne die
Ausbildung eines dünnen Films, wie einer Beschichtung, herzustellen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dieses Ziel mit einer selektiv
wasserdurchlässigen Membran erreicht, welche durch teilweises Hydrolysieren einer Membran
auf Polyacrylnitrilbasis, um dadurch ein anionisches Polymer mit Carboxylgruppen zu
bilden, und Reagierenlassen des anionischen Polymers mit einem kationischen Polymer,
um einen Polyionenkomplex zu erhalten, erhalten wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer selektiv
wasserdurchlässigen Membran, welches das Hydrolysieren einer Membran auf
Polyacrylnitrilbasis, um ein anionisches Polymer mit Carboxylgruppen zu bilden, und
das Reagierenlassen des anionischen Polymers mit einem kationischen Polymer, um
einen Polyionenkomplex zu erhalten, umfaßt.
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Der in dieser Beschreibung verwendete Begriff "Permeationsrate" bezeichnet die Menge
einer durch eine Membran permeirenden Mischung pro Flächeneinheit der Membran und
pro Zeiteinheit und wird in kg/m² h ausgedrückt, während der Begriff "Trennfaktor (α)"
das Verhältnis zwischen dem Verhältnis von Wasser zur organischen Substanz in
Hinsicht auf ein Permeationsgas zu demselbigen in Hinsicht auf eine eingespeiste Lösung
oder Dampf betrifft, d.h. α =(X/Y)p/(X/Y)f. In dieser Gleichung stehen X und Y für
den Gehalt von Wasser bzw. organischer Substanz in den zwei Systemen, und p und f
stehen für "Permeation" bzw. "Einspeisung".
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Das Membranmaterial kann als eine Mischung oder ein Copolymer davon mit einem
anderen Material vorliegen. Ferner ist es selbstverständlich, daß der Einsatz des
Membranmaterials in einem quervernetzten Zustand vom Standpunkt der
Formbeibehaltung der Membran zu bevorzugen ist. Besondere Beispiele für das Material
umfassen Polyacrylnitril und ein Polymer vom Säurester-Typ und vom Säureamid-Typ.
Die Hydrolyse einer aus einem solchen Material gebildeten Membran kann in
stellvertretender Weise durch Eintauchen der Membran in eine saure oder alkalische
Lösung durchgeführt werden. Insbesondere ist ein Eintauchvorgang unter Verwendung
einer Alkali-Lösung wie Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder Bariumhydroxid vom
Standpunkt des Gleichgewichts zwischen der Hydrolyserate und der Formbeibehaltung zu
bevorzugen. Obwohl der Grad der Hydrolyse abhängig von der Art des Materials oder
dessen Zustand (d.h. Mischung, Copolymer, quervernetzt oder nicht-quervernetzt)
variiert, kann er durch Auswählen der zu verwendenden Säure oder des zu
verwendenden Alkalis, der Konzentration oder Behandlungszeit geeignet eingestellt werden. Die
vollständige Hydrolyse des Materials ist unvorteilhaft, da sie dazu neigt das Material in
vielen Fällen in ein wasserlösliches Gel umzuwandeln, obwohl ein Unterschied in
Abhängigkeit vom verwendeten Material besteht. Andererseits wird, falls der Grad der
Hydrolyse zu niedrig ist, die Trennfunktion der resultierenden Membran ungünstig
gering sein. Alternativ ist es möglich, nur die Oberfläche der Membran in Kontakt mit
einer Behandlungslösung zu bringen, um dadurch die Hydrolyse durchzuführen.
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Der Reaktionsweg der Hydrolyse von Polyacrylnitril mit einer alkalischen Lösung ist
voraussichtlich so, wie es nachfolgend aufgezeigt ist:
braun
Erhöhung der Anzahl
der COO&supmin;-Gruppen
durchsichtig
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Folglich kann die Hydrolyse-Behandlung nach Wunsch während des Farbwechsels einer
Membran von braun nach durchsichtig unterbrochen werden.
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Eine geeignet hydrolysierte, wie obenstehend hergestellte Membran enthält in
Abhängigkeit von der verwendeten Behandlungslösung Carboxylgruppen in der Form der freien
Säure oder in verschiedenen Metall- oder Aminsalz-Formen und kann sogar als solche
als eine selektiv wasserdurchlässige Membran eingesetzt werden. Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird die Membran, in der Absicht, die Leistung der Membran
und deren Stabilität zu verbessern, mit einem kationischen Polymer reagieren gelassen,
um einen Polyionenkomplex zu bilden. Besondere Beispiele für das kationische Polymer
umfassen Polyethylenimin, Polyallylamin, Polyvinylpyridin und Ionene-Polymere, die
quarternäre Ammoniumsalzgruppen in ihren Hauptketten enthalten. Ferner kann die
Bildung eines Polyionenkomplexes leicht erreicht werden, indem eine wie obenstehend
beschrieben hydrolysierte Membran lediglich in eine Lösung eines kationische Polymers
eingetaucht wird.
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Darüberhinaus wird eine wie obenstehend hergestellte Membran durch Aufbringen eines
hydrophilen Polymers auf ihre Oberfläche mittels Beschichten leicht in ihrer Leistung
weiter verbessert.
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Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine zusammengesetzte Membran durch
Aufbringen eines hydrophilen synthetischen Polymers auf die teilweise hydrolysierte
Membran auf Polyacrylnitrilbasis hergestellt werden, um dadurch die Hydrophilie der
Basis-Membran zu verbessern.
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Stellvertretende Beispiele für das synthetische hydrophile Polymer umfassen
Polyacrylsäure und Polyvinylalkohol. Wenn die Beschichtungslösung ein anionisches Polymer wie
Polyacrylsäure ist, werden die Leistung der Membran oder die Sicherheit verbessert,
wenn das anionische Polymer mit dem kationischen Polymer umgesetzt wird, um einen
Polyionenkomplex zu bilden. In diesem Fall wird die Bildung des Polyionenkomplexes
leicht erreicht, indem die hydrolysierte, mit anionischem Polymer beschichtete Membran
lediglich in eine Lösung des kationischen Polymers eingtaucht wird. Wenn eine Basis-
Membran, die eine anionische Gruppe wie eine Carboxylgruppe besitzt, verwendet wird,
ist es offensichtlich, daß das kationische Polymer vor dem Aufbringen des anionischen
Polymers wegen der Wechselwirkung zwischen den Ionen leicht auf eine solche Basis-
Membran aufgebracht werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine hervorragende Trennmembran, die
selektive Permeabilität bzw. Durchlässigkeit für Wasser aufweist, durch Eintauchen einer
im Handel erhältlichen reversen Osmose-Membran, Ultrafiltrationsmembran oder Ultra-
Mikrofiltrationsmembran als solcher in eine wässerige Lösung einer Säure oder eines
Alkalis über eine bestimmte Zeitdauer hin erhalten werden, um dadurch die Membran zu
hydrolysieren, ohne irgendeinen Beschichtungsschritt anzuwenden, welcher
fortgeschrittene Technik notwendig machen würde. Ferner kann die so hergestellte
Membran, dank der verbesserten Kompatibilität der Oberfläche der Membran mit einem
hydrophilen Polymer, leicht mit einem hydrophilen Polymer beschichtet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Vielzahl von Materialien auf einmal mit
herkömmlicher Ausrüstung behandelt werden, was sehr vorteilhaft hinsichtlich der
Herstellungskosten ist. Die selektiv wasserdurchlässige, hydrolysierte Membran nach der
vorliegenden Erfindung zeigt besonders hervorragende selektive Permeabilität für Wasser
bei der Pervaporation und kann nicht nur bei der Entwässerung verschiedener Lösungen,
die organische Substanzen enthalten, sondern durch Ausnutzen ihrer Charakteristika auch
in einer breiten Palette von Anwendungen eingesetzt werden, wobei Dampfpermeation,
Dialyse, reverse Osmose und Luftentfeuchtung eingeschlossen sind.
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Die Fig. 1 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen der Membranleistung und der
Alkali-Konzentration oder der Eintauchzeit bei der Behandlung bei 80ºC zeigt.
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Die Fig. 2 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen der Membranleistung und der
Temperatur der Alkalilösung oder der Eintauchzeit bei der Behandlung mit 1 N NaOH
zeigt.
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele
genauer beschrieben.
Beispiel 1
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Eine im Handel erhältliche, aus Polyacrylnitril hergestellte reverse Osmose-Membran
wurde 13 min lang in eine wässerige 1 N NaOH-Lösung bei 80ºC eingetaucht, um die
Hydrolyse der Membran durchzuführen. Das überschüßige Alkali wurde aus der
Membran mit Wasser ausgewaschen. Die resultierende Membran wurde in eine
wässerige Lösung eines Polykations vom Ionene-Typ, PCA-107, das eine Struktur
besitzt, welche nachfolgenden beschrieben wird, über Nacht eingetaucht, um einen
Polyionenkomplex zu bilden. Die resultierende Membran wurde auf selektive
Permeabilität für Wasser durch Pervaporation (eingespeiste Lösung: 95 Gew.-%
wässeriges Ethanol, 70ºC) untersucht. Die Permeationsrate betrug 0,81 kg/m² h, und
der Trennfaktor war 850.
Vergleichsbeispiel 1
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Die reverse Osmose-Membran aus Beispiel 1 wurde als solche (ohne hydrolysiert zu
werden) unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen in Beispiel 1 auf selektive
Permeabilität für Wasser untersucht. Die Permeationsrate betrug 4,0 kg/m² h, und der
Trennfaktor war 2,8. Obwohl die Membran eine hohe Permeationsrate aufwies, zeigte
sie kaum selektive Permeabilität für Wasser.
Vergleichsbeispiel 2
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Die reverse Osmose-Membran aus Beispiel 1 wurde 60 min lang in eine wässerige
1 N NaOH-Lösung bei 80ºC eingetaucht, um die Hydrolyse durchzuführen. Das
Polyacrylnitril der Membran wurde gründlich zu Polynatriumacrylat hydrolysiert, so daß
die Membran gelierte, wodurch sie ihre Form verlor.
Beispiel 2
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Eine durch Auflösen von im Handel erhältlichen Polyacrylnitril in
N,N-Dimethylformamid bei einem Gewichtsverhältnis von 1:9 hergestellte Paste wurde auf einen
gewobenen Stoff aus Polyester bei einer Auftragdicke von 250 um gegossen und
unverzüglich in Wasser eingetaucht, um die Verfestigung durchzuführen. So wurde eine
flache Membran aus Polyacrylnitril erhalten.
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Diese Membran wurde 24 min lang in eine wässerige 1 N NaOH-Lösung bei 80ºC
eingetaucht, um die Hydrolyse durchzuführen. Das überschüssige Alkali wurde aus der
hydrolysierten Membran mit Wasser ausgewaschen. Die resultierende Membran wurde
über Nacht in eine wässerige Lösung eines Polykations eines Ionene-Typs, PCA-107,
eingetaucht, um einen Polyionenkomplex zu bilden. Die Membran wurde unter den
gleichen Bedingungen wie denjenigen aus Beispiel 1 auf selektive Permeabilität bzw.
Durchlässigkeit für Wasser untersucht. Die Permeationsrate betrug 0,94 kg/m² h, und
der Trennfaktor war 1480.
Vergleichsbeispiel 3
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Die flache in Beispiel 2 hergestellte Polyacrylnitrilmembran wurde als solche (ohne
hydrolysiert zu werden) auf selektive Durchlässigkeit für Wasser untersucht. Die
Membran zeigte kaum irgendeine Trennfunktion für eine Wasser/Ethanol-Mischung.
Beispiel 3
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Eine flache, im Handel erhältliche Polyacrylnitril-Ultrafiltrationsmembran
(Polyacrylnitrilgehalt: etwa 70 %) wurde 30 min lang in eine wässerige 1 N NaOH-Lösung bei 78-
85ºC eingetaucht, um die Hydrolyse durchzuführen, Das überschüssige Alkali wurde aus
der hydrolysierten Membran mit Wasser ausgewaschen. Die hydrolysierte Membran
wurde über Nacht in eine wässerige Lösung eines Polykations vom Ionene-Typ, PCA-
107, eingetaucht, um einen Polyionenkomplex zu bilden. Die resultierende Membran
wurde unter den gleichen Bedingungen wie denjenigen in Beispiel 1 auf selektive
Permeabilität für Wasser untersucht. Die Permeationsrate betrug 1,0 kg/m² h, und der
Trennfaktor war 540.
Vergleichsbeispiel 4
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Die flache Membran, wie in Beispiel 3 verwendet, wurde als solche (ohne hydrolysiert
zu werden) unter den gleichen Bedingungen wie diejenigen in Beispiel 1 auf selektive
Permeabilität für Wasser untersucht. Die Membran zeigte kaum irgendeine
Trennfunktion für eine Wasser/Ethanol-Mischung.
Vergleichsbeispiel 5
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Die flache Membran, wie in Beispiel 3 verwendet, wurde in eine wässerige 1 N NaOH-
Lösung bei 78-85ºC 60 min lang eingetaucht, um die Hydrolyse durchzuführen. Die
Polyacrylnitrilmembran wurde gründlich zu Polynatriumacrylat hydrolysiert, so daß die
Membran gelierte, wodurch sie ihre Form verlor.
Beispiel 4
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Eine flache Membran, wie in Beispiel 3 verwendet, wurde 150 min lang in eine
wässerige 0,1 N Ba(OH)&sub2;-Lösung bei 78-85ºC eingetaucht, um die Hydrolyse
durchzuführen. Das überschüssige Alkali wurde aus der hydrolysierten Membran mit Wasser
ausgewaschen. Die resultierende Membran wurde über Nacht in eine wässerige Lösung
eines Polykations von einem Ionene-Typ, PCA-107, eingetaucht, um einen
Polyionenkomplex zu bilden. Die resultierende Membran wurde unter den gleichen Bedingungen
wie denjenigen von Beispiel 1 auf selektive Durchlässigkeit für Wasser untersucht. Die
Permeationsrate betrug 0,7 kg/m² h, und der Trennfaktor war 190.
Beispiel 5
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Fünf Minimodule, welche einen Oberflächenbereich von etwa 70 cm² aufwiesen, wurden
durch die Verwendung eines aus einem Polymer auf Polyacrylnitrilbasis (Gehalt: etwa
90 %) angefertigten Hohlgarns (Innendurchmesser/Außendurchmesser = 1,0/1,5 mm)
hergestellt. 1 N NaOH wurde 15 min lang bei 80ºC durch das Innere des Garns des
Moduls geleitet, um die Innenoberfläche des Garns leicht zu hydrolysieren. Danach
wurde eine 0,5 %ige wässerige Lösung einer Polyacrylsäure, welche ein
Molekulargewicht von 4 000 000 besaß, 10 s lang durch das Innere des Garns geleitet, gefolgt von
Trocknen mit heißer Luft bei 50ºC. Eine 2%ige wässerige Lösung eines Polykations
vom Ionene-Typ, PCA-107, wurde durch das Innere des resultierenden Garns geleitet,
um einen Polyionenkomplex zu bilden, gefolgt von Lufttrocknung. Mit der Absicht die
Erzeugung von fehlerhaften Bereichen zu verhindern, wurde das obenstehende Verfahren
vom Aufbringen der Polyacrylsäure bis zur Bildung eines Polyionenkomplexes zweimal
wiederholt. Das resultierende Modul wurde auf selektive Durchlässigkeit für Wasser
(Auswertungs-Lösung: 95 Gew.- % Ethanol, 60ºC) mittels Pervaporation untersucht.
Jedes der fünf Module zeigte einen hohen Trennfaktor, welcher über 800 hinausging. Je
kleiner die fehlerhafte Fläche, wie die ungleichmäßig beschichtete Fläche, bei einem
solchen Auswertungsverfahren ist, desto größer ist der Trennfaktor. Folglich wird die
Membran als nahezu gleichmäßig beschichtet eingeschätzt.
Vergleichsbeispiel 6
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Dasselbe Verfahren, wie das in Beispiel 5 beschriebene, wurde wiederholt, außer daß das
Polyacrylnitril-Hohlgarn als solches, ohne hydrolysiert zu werden, als Basis-Membran
verwendet wurde. Drei von den fünf resultierenden Modulen zeigten jeweils einen
Trennfaktor, der über 800 hinausging.
Beispiel 6
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Auf eine in Beispiel 5 beschriebene Weise wurde ein Polyacrylnitril-Hohlgarn
hydrolysiert und in einen Polyionenkomplex umgewandelt, indem eine 2%ige wässerige
Lösung eines Polykations von einem Ionene-Typ, PCA-107, dadurch geleitet wurde,
außer daß das Hohlgarn nicht mit Polyacrylsäure beschichtet wurde. Die resultierende
Membran wurde auf eine zu dem in Beispiel 1 ähnliche Weise auf ihre Leistung hin
untersucht. Der Trennfaktor betrug etwa 3, und die Permeationsrate war 10 kg/m² h
oder höher.
Vergleichsbeispiel 7
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Dasselbe Verfahren, wie das, was in Beispiel 6 beschrieben ist, wurde wiederholt, außer
daß das Garn nicht hydrolysiert wurde. Die resultierende Membran wurde auf eine der in
Beispiel 5 ähnlichen Weise auf ihre Leistung hin untersucht. Sie zeigte einen Trennfaktor
von etwa 1 und keine selektive Durchlässigkeit für Wasser.
Beispiel 7
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Ein Hohlgarn mit einem Innendurchmesser von 1 mm und einem Außendurchmesser von
1,5 mm wurde durch Verwendung eines Polymers auf Polyacrylnitrilbasis
(Polyacrylnitril/Vinylacetat = 9/1) mittels Trocken-Naß-Spinnen hergestellt. Dieses Garn besaß
Poren mit einer Größe von 0,3 um auf der Außenoberfläche und solche mit einer Größe
von mehreren zig nm (hundert Å) auf der Innenoberfläche. Die Hohlfaser zeigte eine
Permeationsrate für reines Wasser von etwa 8 l / min m² 10&sup5; Pa (atm) und eine
Rejektions- bzw. Ausscheidungsrate für Rinderserumalbumin von etwa 10%. Die
Membran wurde in eine wässerige 1 N NaOH-Lösung eingetaucht, um einen Teil der
Membran zu hydrolysieren. Das überschüssige Alkali wurde mit Wasser aus der
Membran ausgewaschen. Die resultierende Membran wurde über Nacht in eine wässerige
Lösung eines Polykations von einem Ionene-Typ, PCA-107, eingetaucht, um einen
Polyionenkomplex zu bilden. Die Hydrolyse der Membran wurde bei einer konstanten
Eintauchtemperatur durchgeführt, während die Konzentration der NaOH-Lösung und die
Eintauchzeit variiert wurden. Die resultierende Membran wurde mittels Pervaporation
(Einspeisen von wässerigem 95 Gew.-% Ethanol von 60ºC in das Innere der Membran,
während ihre Außenseite evakuiert wurde) auf selektive Durchlässigkeit für Wasser
untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 1 gezeigt. Getrennt davon wurde die Hydrolyse
mit einer wässerigen NaOH-Lösung, die eine konstante Konzentration besaß,
durchgeführt, während die Eintauchtemperatur und die Eintauchzeit variiert wurden. Die
resultierende Membran wurde auf selektive Durchlässigkeit für Wasser untersucht. Die
Ergebnisse sind in Fig. 2 aufgeführt. Wie in diesen Figuren gezeigt, sank die
Permeationsrate mit dem Verlauf der Eintauchzeit, während der Trennfaktor zeitweise
anstieg, um einen Gipfelwert zu erreichen, und dann unabhängig von der Konzentration
der wässerigen NaOH-Lösung oder der Eintauchtemperatur sank. Je niedriger die
Konzentration oder die Temperatur der Alkalilösung war, desto länger war die Zeit, die
verstrich, bis der Trennfaktor einen Gipfelwert erreichte, und desto gemäßigter war die
Veränderung im Trennfaktor oder der Permeationsrate, d.h. desto einfacher war die
Kontrolle des Leistungsvermögens einer Membran. Ferner wies das Hohlgarn mit der
besten Leistung unter den in den Figuren gezeigten Hohlgarnen eine Permeationsrate von
0,6 bis 0,7 kg/m² h und einen Trennfaktor von 2 000 bis 3 000 auf.