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Die
folgende Offenbarung betrifft eine Komposit-Umkehrosmose-Membran
zur selektiven Permeation und Trennung von Bestandteilen, die in
einer flüssigen
Mischung eingeschlossen sind. Insbesondere wird eine Komposit-Umkehrosmose-Membran
für die
Entfernung von toxischen Substanzen wie beispielsweise Trihalogenmethan-Vorstufen
und landwirtschaftlichen Chemikalien verwendet. Dies ist nützlich beispielsweise
bei der Reinigung von Wasser oder bei der Wiedergewinnung von wirksamen
Substanzen bei der Herstellung von Lebensmitteln und dergleichen.
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Herkömmlicherweise
waren Komposit-Umkehrosmose-Membranen bekannt als Umkehrosmose-Membranen,
die sich in der Struktur von asymmetrischen Umkehrosmose-Membranen unterscheiden.
Derartige Komposit-Umkehrosmose-Membranen werden hergestellt durch
die Bildung eines aktiven dünnen Films,
der ein selektives Trennungsvermögen
aufweist, auf mikroporösen
Trägern.
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Anmeldungen
offenbaren Membranen, die ein Polyamid umfassen, das erhältlich ist
durch Grenzflächen-Polymerisation
zwischen polyfunktionellen aromatischen Aminen und polyfunktionellen
aromatischen Säurehalogeniden,
und die auf Trägern
ausgebildet sind. Beispiele solcher Anmeldungen sind die ungeprüften veröffentlichten
japanischen Patentanmeldungen (Tokkai-Sho) 55-147106, Tokkai-Sho
62-121603, Tokkai-Sho 63-218208
und die ungeprüfte
veröffentlichte
japanische Patentanmeldung (Tokkai-Hei) 2-187135.
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Der
Einschluss von hydrophilen Gruppen in Membranen, um die Wasser-Permeabilität zu verbessern, wird
beispielsweise offenbart in den Druckschriften Tokkai-Sho 57-119928,
Tokkai-Sho 59-179103 und Tokkai-Sho 62-53703. Es wird auch offenbart,
dass die Wasserpermeabilität
weiter verbessert wird durch eine Behandlung mit einer wässrigen
alkalischen Lösung,
nachdem die hydrophilen Gruppen in der Membran eingeschlossen sind
(siehe Tokkai-Sho 63-7807 etc.).
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Hoch-hydrophile
Umkehrosmose-Membranen auf Polyimid-Basis, die Polyvinyl-Alkohole einschließen, sind
auch offenbart in der geprüften
veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung (Tokko-Sho) 59-27202, Tokko-Sho 61-17521,
der geprüften
veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung (Tokko-Hei) 2-32009, Tokkai-Sho 63-17521
und dergleichen.
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Jedoch
haben diese Membranen einen Salz-Zurückweisungs-Faktor, der größer ist
als 90%, und die permeierbare Wassermenge ist nicht mehr als 0,2
m2/m2·d·kg/cm2. Dies zeigt, dass der Wert der permeierbaren
Wassermenge so niedrig wie 0,4 m3/m2·d
bei einem Wert eines Drucks von Stadtwasser (2 kg/cm2)
ist. Wenn solche Membranen verwendet werden, sollte die Membranfläche vergrößert werden,
oder Pumpen sollten eingesetzt werden, um den Druck zu erhöhen, um
eine geeignete permeierbare Wassermenge zu erhalten.
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Da
diese Materialien einen so hohen Prozentsatz an Salz zurückweisen,
wird die Salzkonzentration in dem konzentrierten Wasser bei einem
Betrieb mit einer hohen Wiedergewinnungs-Rate erhöht, so dass
unlösliche
Bestandteile wie beispielsweise CaCO3 und
SiO2 auf der Membranoberfläche abgeschieden
werden und Probleme hervorrufen wie beispielsweise eine Abnahme
der permeierbaren Wassermenge.
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Im
Allgemeinen können
die oben angegebenen Komposit-Umkehrosmose-Membranen nicht ausreichend
funktionieren, solange sie nicht unter einem Druck von wenigstens
10 kg/cm2 betrieben werden. Dies erhöht die Kosten
für die
Anlagen und den Betrieb. Um dieses Problem zu lösen werden weiter verbesserte Komposit-Umkehrosmose-Membranen benötigt. Eine
ideale Membran sollte toxische Substanzen entfernen und einen wirtschaftlichen
Wasser-Permeations-Wert bei niedrigen Drucken aufrecht erhalten.
Eine Verbesserung der Wiedergewinnungs-Rate (= permerierbare Wassermenge/zugeführte Wassermenge)
kann die Menge an zugeführtem
Wasser und an kondensiertem Wasser reduzieren, um so eine vorbestimmte
Menge an permeierbarem Wasser zu erhalten. Dies führt zu einer
kleineren Vorrichtung sowie zu einer Erniedrigung der Kosten für den Betrieb
und die Behandlung von Abwasser. Jedoch führt eine hohe Wie dergewinnungs-Rate
dazu, dass die Konzentration an unlöslichen Bestandteilen ansteigt,
was ein Verstopfen der Oberfläche
hervorruft. Eine Membran, die die Abscheidung von unlöslichen
Bestandteilen sogar bei einer hohen Wiedergewinnungs-Rate von nicht
weniger als 80% verhindert, wird benötigt.
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Die
EP-0010425 A1 offenbart eine semipermeable Komposit-Membran, die
einen dünnen
semipermeablen Film aus einem Polymer-Material umfasst, das auf
einer Seite eines mikroporösen
Substrats abgeschieden ist, wobei das Polymer-Material hergestellt
wird durch Vernetzen eines löslichen
Polymers, das wenigstens 30 Mol-% einer wiederkehrenden Einheit
eines Aminoethers oder eines Aminoesters enthält, die durch eine Formel definiert
sind, und wenigstens 0,5 Milliäquivalente
pro Gramm des Polymers einer Amino-Gruppe aufweist, die 1 oder 2
aktive Wasserstoffatome enthält,
mit einer polyfunktionellen Verbindung, die wenigstens zwei funktionelle
Gruppen enthält,
die in der Lage sind, mit der Amino-Gruppe, die 1 oder 2 aktive
Wasserstoffatome aufweist, zu reagieren.
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In
der
EP 0056175 A1 wird
eine amphotere Ionen-durchlässige
Komposit-Membran offenbart, die umfasst: ein mikroporöses Substrat
und auf dem Substrat geträgert
einen dünnen
amphoteren Ionen-Austausch-Film, der aus einem aktive Amino-Gruppen
enthaltenden Polymer gebildet ist, das, wenigstens an dem Oberflächen-Teil
des dünnen
Films Grenzflächen-vernetzt
wurde, wobei die Membran hergestellt wird durch Bildung einer dünnen Schicht,
die ein aktive Amino-Gruppen enthaltendes Polymer umfasst, das 1,0
bis 23 Milliäquivalente/g,
als Amino-Äquivalent,
einer aktiven Amino-Gruppe umfaßt,
die ausgewählt
ist aus primären und
sekundären
Amino-Gruppen, und 0 bis 18 Milliäquivalente/g, als Amino-Äquivalent,
einer tertiären
Amino-Gruppe und/oder einer Ammoniumsalz-Gruppe pro Molekül enthält, wobei
der Gesamt-Aminogehalt im Bereich von 2,0 bis 23 Milliäquivalente/g
liegt, auf dem mikroporösen
Substrat, und danach die dünne
Schicht auf dem Substrat an der Grenzfläche mit einer polyfunktionellen
aromatischen Verbindung, die wenigstens zwei funktionelle Gruppen
enthält,
in Kontakt bringt.
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Die
EP 0031730 A2 offenbart
ein Verfahren zur Herstellung einer semipermeablen Komposit-Membran,
welches die Schritte umfasst, dass man auf einem mikroporösen Substrat
eine dünne
Schicht eines Polymer-Materials bildet, das ein Polyamino-Polymer
umfasst, das wenigstens ein Milliäquivalent pro Gramm des Polymers
im trockenen Zustand, an aktiven Amino-Gruppen enthält, die
ausgewählt
sind aus primären
Amino-Gruppen und
sekundären
Amino-Gruppen, und anschließend
einen Oberflächen-Teil
der dünnen
Schicht mit einem Vernetzungsmittel Grenzflächen-vernetzt, das wenigstens
zwei funktionelle Gruppen aufweist, die (a) in der Lage sind, leicht
mit entweder den primären
oder sekundären
Amino-Gruppen oder beiden in dem Polymer zu reagieren; dadurch gekennzeichnet,
dass (1) das Polymer-Material darin dispergiert eine polyfunktionelle
Verbindung enthält,
die wenigstens zwei funktionelle Gruppen aufweist, die (b) im wesentlichen
unfähig sind,
mit den primären
oder sekundären
Amino-Gruppen in dem Polymer bei einer Temperatur, bei der die Grenzflächen-Vernetzung
durchgeführt
wird, zu reagieren, jedoch in der Lage sind, leicht mit entweder
den primären
oder sekundären
Amino-Gruppen oder beiden in dem Polymer bei einer Temperatur, die
wenigstens 30°C
höher ist
als die Vernetzungs-Temperatur zu reagieren, und (2) die Grenzflächen-vernetzte
dünne Schicht
auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der die polyfunktionelle Verbindung
mit den primären
oder sekundären
Amino-Gruppen oder beiden in dem Polymer reagiert.
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Die
vorliegende Anmeldung offenbart eine Komposit-Umkehrosmose-Membran,
die organische Materialien sogar bei einem Betrieb unter einem niedrigen
Betriebsdruck (z.B. 3 kg/cm2) entfernen
kann. Die Membran stellt auch einen wirtschaftlichen Wert an permeierbarem
Wasser bereit, während
gleichzeitig die Abscheidung von unlöslichen Materialien sogar bei
hohen Wiedergewinnungs-Raten verhindert wird.
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Diese
Komposit-Umkehrosmose-Membran umfasst einen dünnen Film und einen mikroporösen Träger, um
den Film zu tragen. Der dünne
Film ist erhältlich
durch ein Verfahren, das die Schritte umfasst: In-Kontakt-Bringen
(a) einer Amin-Komponente, die durch die folgende Formel 1 wiedergegeben
wird:
worin
0 < a, 0 ≤ b, 2 ≤ c, 1 ≤ x ≤ 5,0 ≤ y ≤ 4 ist; R
1 wenigstens eine Gruppe ist, die ausgewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus einer Ether-Gruppe, einer Alkylen-Gruppe
und einer Ester-Gruppe; und R
2 wenigstens eine
Gruppe ist, die ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus einer Alkyl-Gruppe und einer
Halogen-Gruppe;
an einem mikroporösem Träger, mit (b) einer Komponente,
die wenigstens eine im wesentlichen monomere Verbindung umfasst,
die wenigstens zwei Gruppen aufweist, die mit den Amino-Gruppen
reagieren.
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Die
Amin-Komponente kann auch wenigstens eine Amin-Verbindung einschließen, die
ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus aromatischen, aliphatischen
und alicyclischen polyfunktionellen Aminen zusammen mit der Amin-Verbindung
(a).
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Es
ist bevorzugt, dass die Verbindung (b) ein Säurehalogenid ist.
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Vorzugsweise
ist die Verbindung (b) wenigstens eine polyfunktionelle Säurehalogenid-Verbindung, die ausgewählt ist
aus der Gruppe, die besteht aus aromatischen, aliphatischen und
alicyclischen polyfunktionellen Säurehalogenid-Verbindungen.
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Vorzugsweise
ist der mikroporöse
Träger
eine Ultrafiltrations-Membran, auf der Poren mit einem Durchmesser
von 1 bis 50 nm gebildet sind.
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Wenn
die Komposit-Umkehrosmose-Membran verwendet wird, ist der Permeabilitäts-Fluss wenigstens
1,0 m3/m2·d, bei
einer Bewertung, bei der eine wässrige
Lösung
mit einem pH-Wert von 6,5, die 500 mg/Liter Natriumchlorid umfasst,
bei einem Betriebsdruck von 5 kg/cm2 und
bei einer Temperatur von 25°C
verwendet wird.
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Vorzugsweise
ist die Salz-Zurückweisung,
wenn die Membran verwendet wird, nicht größer als 80%, bei einer Bewertung,
bei der eine wässrige
Lösung
mit einem pH-Wert von 6,5, die 500 mg/Liter Natriumchlorid umfasst,
bei einem Druck von 5 kg/cm2 und bei einer
Temperatur von 25°C
verwendet wird.
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Ein
Verfahren zur Herstellung einer solch hochdurchlässigen Komposit-Umkehrosmose-Membran schließt das In-Kontakt-Bringen
auf einem mikroporösen
Träger
einer polaren Lösungsmittel-Lösung (a)
mit wenigstens einer organischen Lösungsmittel-Lösung (b)
ein, um eine Grenzflächen-Polymerisationsreaktion durchzuführen. Die
polare Lösungsmittel-Lösung (a)
umfasst eine Amin-Verbindung der Formel 1, während die organische Lösungsmittel-Lösung (b)
ausgewählt
ist aus der Gruppe, die besteht aus Verbindungen von im wesentlichen
Monomeren, die wenigstens zwei Gruppen aufweisen, die mit den Amino-Gruppen
reagieren.
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In
diesem Beispiel wird wenigstens eine Amin-Verbindung verwendet für die Herstellung
von dünnen Filmen.
Die Amin-Verbindung ist ausgewählt
aus Amin-Verbindungen
auf Polyvinylalkohol-Basis, die wenigstens zwei primäre oder
sekundäre
Amino-Gruppen in der Seitenkette aufweisen. Wenn eine Säurehalogenid-Gruppe
mit der Amin-Verbindung reagiert, wird eine Polyamid-Membran durch
eine Grenzflächen-Polykondensation
erhalten.
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Zusätzlich können aromatische,
aliphatische und alicyclische polyfunktionelle Amine zusammen mit diesen
Amin-Verbindungen verwendet werden.
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Derartige
aromatische polyfunktionelle Amin-Verbindungen schließen beispielsweise
ein: m-Phenylendiamin, p-Phenylendiamin, 1,3,5-Triaminobenzol, 1,2,4- Triaminobenzol, 3,5-Diaminobenzoesäure, 2,6-Diaminotoluol,
2,4-Diaminoanisol und Xyloldiamin.
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Die
aliphatischen polyfunktionellen Amine schließen beispielsweise ein: Ethylendiamin,
Propylendiamin und Tris-(2-aminoethyl-)amin.
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Die
alicyclischen polyfunktionellen Amine schließen beispielsweise ein 1,3-Diaminocyclohexan, 1,2-Diaminocyclohexan,
1,4-Diaminocyclohexan, Piperazin, 2,5-Dimethylpiperazin und 4-Aminomethylpiperazin.
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Dementsprechend
können
Gruppen, die mit einer Amino-Gruppe reagieren können, die wenigstens eine Verbindung
einschließen,
ausgewählt
werden aus der Gruppe, die aus im wesentlichen monomeren Verbindungen
besteht, die wenigstens zwei Gruppen aufweisen, die mit Amino-Gruppen
reagieren können,
und umfassen beispielsweise eine Säurehalogenid-Gruppe, eine Isocyanat-Gruppe
und eine Carbonsäure-Gruppe.
Eine Säurehalogenid-Gruppe
ist angesichts der Reaktivität
bevorzugt. Besonders bevorzugt ist eine Säurechlorid-Gruppe.
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Polyfunktionelle
Säurehalogenid-Gruppen,
die verwendet werden können,
schließen
ein, sind jedoch nicht beschränkt
auf aromatische, aliphatische und alicyclische polyfunktionelle
Säurehalogenide.
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Beispiele
der verwendeten aromatischen polyfunktionellen Säurehalogenide schließen ein:
Trimesinsäurechlorid,
Terephthalsäurechlorid,
Isophthalsäurechlorid,
Biphenyldicarbonsäurechlorid,
Naphthalindicarbonsäurechlorid,
Benzoltrisulfonsäurechlorid,
Benzoldisulfonsäurechlorid
und Chlorsulfoniumbenzoldicarbonsäurechlorid.
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Beispiele
der aliphatischen polyfunktionellen Säurehalogenide schließen ein:
Propantricarbonsäurechlorid,
Butantricarbonsäurechlorid,
Pentantricarbonsäurechlorid,
Glutarylhalogenid und Adipoylhalogenid.
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Beispiele
der alicyclischen polyfunktionellen Säurehalogenide schließen ein:
Cyclopropantricarbonsäurechlorid,
Cyclobutantetracarbonsäurechlorid,
Cyclopentantricarbonsäurechlorid,
Cyclopentantetracarbonsäurechlorid,
Cyclohexantricarbonsäurechlorid,
Tetrahydrofurantetracarbonsäurechlorid,
Cyclopentandicarbonsäurechlorid,
Cyclobutandicarbonsäurechlorid,
Cyclohexandicarbonsäurechlorid
und Tetrahydrofurandicarbonsäurechlorid.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Offenbarung wird eine Komposit-Umkehrosmose-Membran mit
einem dünnen
Film, der ein vernetztes Polymer als die Hauptkomponente umfasst,
auf einem mikroporösen
Träger
erhalten durch Grenzflächen-Polymerisation
der oben beschriebenen Amin-Komponente und einer Komponente, die
mit der Amin-Komponente reagieren kann.
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Typischerweise
schließt
die Grenzflächen-Polymerisation
eine Grenzflächen-Reaktion
zwischen einer polaren Lösung,
die eine Amin-Komponente enthält,
mit einer organischen Lösung
ein, die eine geeignete Verbindung enthält. Die Verbindung hat eine
Gruppe, die mit der Amin-Komponente an der Grenzfläche reagieren kann.
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Es
ist bevorzugt, dass der Permeabilitäts-Fluss wenigstens 1,5 m3/m2·d ist,
wenn die Komposit-Umkehrosmose-Membran bewertet wird unter Verwendung
einer wässrigen
Lösung
mit einem pH-Wert von 6,5, die 500 mg/l Natriumchlorid einschließt, bei
einem Betriebsdruck von 5 kg/cm2 und einer
Temperatur von 25°C. Wenn
der Permeabilitäts-Fluss geringer ist
als 1,0 m3/m2·d, kann
ein ausreichender Permeabilitäts-Fluss
nicht erhalten werden, wenn der Betriebsdruck so niedrig ist wie
3 kg/cm2 (Stadtwasser-Wert). Für diesen Zweck ist noch mehr
bevorzugt ein Permeabilitäts-Fluss
von 1,5 m3/m2·d oder
mehr.
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Die
Salz-Zurückweisung
ist vorzugsweise 80% oder weniger, wenn die Komposit-Umkehrosmose-Membran
bewertet wird unter Verwendung einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von
6,5, die 500 mg/l Natriumchlorid enthält, bei einem Betriebsdruck
von 5 kg/cm2 und einer Temperatur von 25°C. Wenn die Salz-Zurückweisung
80% überschreitet,
werden unlösliche
Bestandteile unter hohen Wiedergewinnungs-Bedingungen leicht abgeschieden, und
die Oberfläche
der Umkehrosmose-Membran wird leicht verunreinigt und verstopft.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Salz-Zurückweisung
nicht mehr als 70% beträgt.
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Ein
mikroporöser
Träger,
der in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Offenbarung verwendet wird, ist nicht besonders
beschränkt,
so lange er den dünnen
Film tragen kann. Typischerweise wird eine Ultrafilrations-Membran,
die Poren mit einem Durchmesser von 1 bis 50 nm an der Oberfläche aufweist,
verwendet. Materialien für
einen solchen Träger
schließen
beispielsweise ein Polysulfon, Polyethersulfon, Polyimid, Polyamid,
Polyvinylidenfluorid, Ethylenvinylalkohol-Copolymer und Celluloseacetat.
Ultrafiltrations-Membranen, die Polysulfone, Polyethersulfone und
dergleichen umfassen, sind besonders bevorzugt angesichts der chemischen,
mechanischen und thermischen Stabilität. Eine solche Ultrafiltrations-Membran
kann verstärkt
werden mit Gewebe, Faservlies und dergleichen.
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Die
Amin-Salze, die in der Druckschrift Tokkai-Hei 2-187135 beschrieben
werden, beispielsweise ein Salz eines Tetraalkylammoniumhalogenids
oder eines Trialkylamins, und eine organische Säure können auch geeigneterweise für die Lösung verwendet
werden, um die Filmbildung zu erleichtern, die Absorption der Amin-Lösung in
dem Träger-Film
zu verbessern und die Kondensationsreaktion zu beschleunigen.
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Die
Zugabe eines Materials, dessen Löslichkeits-Parameter
im Bereich von 8 bis 14 (cal/cm3)1/2 liegt, für die Vernetzungs-Reaktion
ist auch wirksam, um die permeierbare Wassermenge zu erhöhen.
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Die
Lösung
kann darüber
hinaus ein oberflächenaktives
Mittel wie beispielsweise Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylsulfonat
und Natriumlaurylsulfonat enthalten. Ein solches oberflächenaktives
Mittel hat die Wirkung, dass es die Benetzbarkeit der polaren Lösungsmittel-Lösung, die
die Amin-Komponente einschließt,
für den
mikroporösen
Träger
verbessert. Darüber
hinaus ist es für
die Beschleunigung der Poly kondensations-Reaktion an der Grenzfläche wirksam,
Natriumhydroxid oder tertiäres
Natriumphosphat zu verwenden, die in der Lage sind, ein Wasserstoffhalogenid,
das bei der Grenzflächen-Reaktion
gebildet wird, zu entfernen, oder einen Acylierungs-Katalysator als Katalysator
zu verwenden.
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Die
Konzentration der Amin-Verbindung ist nicht besonders beschränkt auf
die Lösung,
die die oben beschriebene Amin-Komponente einschließt, jedoch
liegt die Konzentration üblicherweise
im Bereich von 0,01 bis 20 Gew.-%, und bevorzugt im Bereich von
0,1 bis 10 Gew.-%.
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Jedes
polare Lösungsmittel
kann verwendet werden für
die polare Lösungsmittel-Lösung, die die Amin-Komponente
einschließt,
solange das Lösungsmittel
die Amin-Komponente
gut löst,
ohne den mikroporösen
Träger
aufzulösen.
Beispielsweise kann Wasser für
diesen Zweck verwendet werden.
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Die
Konzentration der Amin-reaktiven Verbindung in einem organischen
Lösungsmittel
ist nicht besonders beschränkt,
jedoch liegt sie typischerweise in einem Bereich von 0,001 bis 10
Gew.-%, bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-%.
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Jegliche
organische Lösungsmittel-Lösungen,
die die Säurehalogenid-Komponenten
enthalten, sind erlaubt, solange sie die Säurehalogenid-Komponente lösen, während sie
mit dem polaren Lösungsmittel
unmischbar bleiben. Beispielsweise können aliphatische oder alicyclische
Kohlenwasserstoffe, die 5 bis 10 Kohlenstoffe aufweisen, verwendet
werden. Insbesondere können
Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Cyclopentan etc. verwendet werden.
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Ein
dünner
Film wird gebildet durch Aufbringen der polaren Lösung auf
einen mikroporösen
Träger
und durch Entfernen der überschüssigen Lösung. Dazu
wird die organische Lösung,
die eine Säurehalogenid-Komponente
enthält,
zugesetzt, und überschüssige Lösung wird
entfernt, so dass die Grenzflächen-Polymerisation
durchgeführt
wird.
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Ein
Erhitzen kann durchgeführt
werden, sofern dies erforderlich ist. Die Heiz-Temperatur liegt im Bereich von 40 bis
180°C, vorzugsweise
im Bereich von 50 bis 150°C.
Die Heiz-Zeit liegt im Bereich von 10 Sekunden bis 60 Minuten, noch
mehr bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 Minuten.
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Das
Verfahren wird weiter unter Bezugnahme auf die Beispiele 1 bis 4
beschrieben, wodurch jedoch die Offenbarung nicht beschränkt wird.
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In
den folgenden Beispielen wurde eine Ultrafiltrations-Membran auf
Polysulfon-Basis als mikroporöser
Träger
verwendet. Die Leistung der erhaltenen Komposit-Umkehrosmose-Membran wurde bewertet
in Bezug auf die Natriumchlorid-Zurückweisung
und den Permeabilitäts-Fluss,
nachdem man durch die Membran eine wässrige Lösung mit einem pH-Wert von
6,5, die 500 mg/l Natriumchlorid enthielt, für eine Zeitdauer von einer
Stunde bei einem Betriebsdruck von 5 kgf/cm2 und
einer Temperatur von 25°C
durchlaufen ließ.
Die Zurückweisung
wurde erhalten in einer üblichen
Messung, in Anhängigkeit
von der elektrischen Leitfähigkeit.
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Beispiel 1
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Eine
wässrige
Lösung,
die 2 Gew.-% einer Amin-Verbindung auf Polyvinylalkohol-Basis, die eine Amino-Gruppe
in der Seitenkette aufwies, wie sie durch die Formel 3 wiedergegeben
wird, 0,5 Gew.-% Natriumlaurylsulfat und 0,5 Gew.-% Natriumhydrogencarbonat
enthielt, wurde auf eine Ultrafiltrations-Membran auf Polysulfon-Basis
(mikroporöser
Träger)
aufgebracht, bevor man die gesonderte wässrige Lösung entfernte, so dass eine
Schicht der wässrigen
Lösung
auf dem Träger
ausgebildet wurde:
worin
a = 8, b = 10 und c = 500 ist.
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Anschließend wurde
die Schicht mit einer Isooctan-Lösung,
die 1 Gew.-% Trimesinsäurechlorid
enthielt, für
die Grenzflächen-Polykondensation
auf dem Träger
in Kontakt gebracht, und 3 Minuten lang in einem Trockner bei einer
Temperatur von 120°C
gehalten, so dass eine Polymer-Membran auf dem mikroporösen Träger gebildet
wurde, unter Erzeugung einer Komposit-Umkehrosmose-Membran.
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Das
Produkt wurde danach bewertet. Die Salz-Zurückweisung betrug 50%, und der
Permeabilitäts-Fluss
betrug 3,2 m3/m2·d. Wenn
die Leistung nochmals unter denselben Bedingungen bewertet wurde, nachdem
man eine alkalische Lösung
mit einem pH-Wert von 12 durch diese Membran 3 Tage lang durchlaufen
ließ,
betrug die Salz-Zurückweisung
48% und der Permeabilitäts-Fluss
betrug 3,3 m3/m2·d. Dies
veranschaulichte, dass die Membran eine ausreichende Beständigkeit
gegen Alkali aufwies.
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Beispiele 2 bis 4
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Komposit-Umkehrosmose-Membranen
wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt,
mit der Ausnahme, dass die Konzentration des Trimesinsäurechlorids
variiert wurde. Die Leistung der erhaltenen Komposit-Umkehrosmose-Membranen sind in
Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt, stellen die Produkte der vorliegenden Erfindung
einen hohen Permeabilitäts-Fluss
unter einem niedrigen Druck von 5 kg/cm2 bereit.
Darüber
hinaus wurde ein ausreichend hoher Permeabilitäts-Fluss sogar unter einem
Betriebsdruck von 3 kg/cm2 (Stadtwasser-Wert)
erhalten.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
Komposit-Umkehrosmose-Membran wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel
1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Amin-Verbindung auf Polyvinylalkohol-Basis
durch m-Phenylendiamin ersetzt wurde. Wenn die Komposit-Umkehrosmose-Membran
bewertet wurde, betrug die Salz-Zurückweisung 99% und der Permeabilitäts-Fluss
war bei 0,05 m3/m2·d extrem
niedrig.
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Die
vorliegende Offenbarung stellt auch ein Verfahren zur effizienten
Herstellung einer Komposit-Umkehrosmose-Membran mit den zuvor genannten
erwünschten
Eigenschaften bereit.