DE1020600B

DE1020600B - Verwendung von in Wasser quellbaren Folien als Anionenaustauschermembranen

Info

Publication number: DE1020600B
Application number: DEF17719A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Manecke
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1955-06-11
Filing date: 1955-06-11
Publication date: 1957-12-12

Description

Verwendung von in Wasser quellbaren Folien als Anionenaustauschermembranen Es ist bereits vorgeschlagen worden, Austauschermembranen herzustellen, indem man Austauscherharze in Form von Folien, gegebenenfalls unter Einbau von Stützgeweben, erzeugt. Diese Membranen haben aber den Nachteil, daß sie gegenüber mechanischen Einflüssen nicht genügend widerstandsfähig sind.
Es wurde nun gefunden, daß in Wasser quellbare Folien, die mit Polyaminen oder Polyiminen und Verbindungen, die mindestens zwei mit den Aminogruppen reaktionsfähige Gruppen besitzen, behandelt und anschließend erwärmt worden sind, als Anionenaustauschermembranen verwendet werden können. Gegenüber den bekannten Membranen zeichnen sich die erfindungsgemäß verwendeten Membranen durch hohe mechanische Widerstandsfähigkeit und hohe Selektivität aus.
Geeignete Folien für die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Membranen sind insbesondere solche Folien aus hochmolekularen Substanzen, die Oxygruppen enthalten, z. B. Folien aus Cellulosehydrat oder Polyvinylalkohol, ferner auch Papier. Als Komponenten für die Erzeugung der anionenaustauschenden Überzüge auf diesen Folien sind einerseits Polyäthylenimin, ferner Polyalkylenamine, z. B. Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, andererseits Verbindungen, die mindestens zwei reaktionsfähige Atome oder Gruppen im Molekül enthalten, z. B. Epichlorhydrin, Dichloraceton, Dichloräthyläther, Dichlorhydrin, Dichlordiäthylenamin, Trichlortriäthylenamin, Dichlorätf ylen, geeignet.
Die erfindungsgemäß verwendeten Membranen werden zweckmäßig in der Weise hergestellt, daß die hydroxylgruppenhaltige Folie direkt oder nach Vorquellung in einem geeigneten Quellungsmittel in die Lösung der Reaktionskomponenten eingetaucht und der auf der Folie erzeugte Film durch geeignete Maßnahmen, wie Temperaturerhöhung, zur Reaktion gebracht wird. Man kann auch in der Weise arbeiten, daß man auf die Folie Reaktionsmittel aufdüst, aufwalzt oder aufstreicht. Als Lösungs-und Quellungsmittel kommen solche Produkte in Frage, die auf die Folie lediglich quellend, aber nicht lösend wirken. Es sind dies z. B. Wasser und/oder Alkohole. Besonders haben sich niedermolekulare Alkohole bewährt.
Es empfiehlt sich, die Umsetzung in der Weise vorzunehmen, daß man die mit den gelösten Komponenten überzogenen Folien zunächst bei Zimmertemperatur trocknet und anschließend bei erhöhter Temperatur ausreagieren läßt.
Die Mengenverhältnisse der zur Anwendung gelangenden Komponenten werden so gewählt, wie sie aus der Herstellung der Anionenaustauscherharze bekannt sind (s. zum Beispiel deutsche Patentschrift 742 355, britische Patentschrift 489173). Die so erhaltenen Membranen zeichnen sich durch eine überraschend hohe mechanische Festigkeit aus und sind hervorragend zum Einbau in elektrochemische Apparate geeignet. Ferner weisen sie eine außerordentlich hohe Selektivität gegen die Diffusion von Ionen auf. Auch die elektrochemischen Eigenschaften, wie Leitfähigkeit usw., liegen außerordentlich günstig.
Beispiel Lösungen aus 22 g entwässertem Polyäthvlenimin in 50 ccm Methanol und 46g Epichlorhydrin in 30 ccm Methanol werden unter Kühlung miteinander gemischt.
In diese abgekühlte Lösung wird eine Cellulosehydratfolie etwa 5 Minuten eingetaucht. Nach dem Hinausziehen der Folie läßt man die überschüssige Lösung abfließen und die Folie etwa 30 Minuten in der Luft trocknen.
Sodann wird im Trockenschrank bei etwa 60 C etwa 6 Stunden erwärmt. Die so erhaltene Folie ist klar durchsichtig, stark elastisch und besitzt eine hohe Reißfestigkeit und eine Leitfähigkeit von 0,001 bis 0,003 Q --1cm1 in einer l/l0-Calciumchloridlösung. In dieser Lösung ist die Überführungszahl für die Chlorionen nahezu 1.
PATETANSPUCH: Verwendung von, mit einer Reaktionsmischung aus Polyaminen oder Polyiminen und Verbindungen, die mindestens zwei mit den Aminogruppen reaktionsfähige Gruppen besitzen, behandelten, in Wasser quellbaren Folien, die anschließend erwärmt worden sind, als Anionenaustauschermembran hoher mechanischer Widerstandsfähigkeit.

Claims

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 906 567; USA.-Patentschrift Nr. 2 510 262; Zeitschrift für Elektrochemie, 55 (1951), S. 477.