DE69409793T2

DE69409793T2 - Poroese polymerstructur und verfahren

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Publication number: DE69409793T2
Application number: DE69409793T
Authority: DE
Inventors: Howard Matthew Knutsford Cheshire Wa16 8Qn Colquhoun; Andrew Lennard Ponciau Wrexham Clwyd Ll14 1Rp Lewis; Peter John Frodsham Cheshire Wa6 7Ls Williams
Original assignee: North West Water Group PLC
Current assignee: Usf Ltd Widnes Cheshire Gb
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-02-02
Publication date: 1998-12-10
Anticipated expiration: 2014-02-03
Also published as: CA2155188A1; EP0682560A1; DE69409793D1; NZ261140A; KR960700098A; EP0682560B1; CN1039678C; US5698105A; JPH08506052A; BR9406440A; AU5974894A; AU677983B2; WO1994017905A1; CN1117272A; ATE165251T1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine neuartige Klasse von Polymermembranen, insbesondere auf ein Konstrukt eines hohen Passage- und Entsalzungsvermögens, das vorteilhaft bei der Umkehrosmose verwendet werden kann, und auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Membran.
Umkehrosmosemembranen, gleichgültig, ob sie eine integral asymmetrische Struktur oder eine Verbundstruktur aufweisen, wie beispielsweise diejenigen, die eine Schicht eines sulfonierten Polysulfon- Aktivmaterials umfassen, sind bekannt und letztere weisen oft eine annehmbare Leistungsfähigkeit in Bezug auf die Wassermembranpassage und das Entfernen von gelösten Salzen auf, wobei das Aktivmaterial eine gute Entsalzung bietet und eine gute chemische Beständigkeit, z.B. Widerstandsfähigkeit gegen Chlor, pH und Hitze aufweist. Im allgemeinen stellt sowohl das Passage- als auch das Entsalzungsvermögen derartiger Membranen einen Kompromiß bezüglich der Leistungsfähigkeit dar, der nur gerade noch akzeptabel ist. Liegt die Wasserpassage derartiger Membranen deshalb bei einem handelsmäßig brauchbaren Leistungsniveau, so liegt die Entsalzung bei einem Leistungsniveau, das nur "durchschnittlich" ist und umgekehrt. Das bedeutet, daß derartige Membranen in der Praxis nur bei der Umkehrosmose (d.h. beispielsweise bei der Entsalzung) von Speisewasser mit einem relativ niedrigen Salzgehalt oder in Verbindung mit den zusätzlichen Kosten des Rezyklierens eines Speisewassers mit höherem Salzgehalt verwendet werden können.
Es besteht offensichtlich ein Bedarf für eine Umkehrosmosemembran mit einer Struktur, die ein hohes Passagevermögen aufweist, und einem Aktivmaterial mit gutem Entsalzungsvermögen und guter chemischer Beständigkeit, deren Leistung mit Bezug auf beide Aspekte merklich besser ist, als diejenige bekannter Membranen, die eine gute chemische Beständigkeit aufweisen, z.B. diejenigen, die eine Schicht eines sulfonierten Polysulfons umfassen.
Mit dem Ausdruck "merklich besser", wie er hier verwendet wird, wollen wir sagen, daß die Salzdurchlässigkeit weniger als 40% des Werts bei der entsprechenden bekannten Membran beträgt, während die Wasserpassage mehr als 40% des Werts bei der entsprechenden bekannten Membran beträgt. Bevorzugt beträgt die Salzdurchlässigkeit weniger als 30%, insbesondere weniger als 20% des Werts bei der entsprechenden bekannten Membran, während die Wasserpassage bevorzugt mehr als 50%, insbesondere mehr als 60% des Werts bei der bekannten Membran beträgt.
In EP-A-0 442 557 wird eine Verbundstoffmembran geoffenbart, die eine Oberflächenschicht aus einem Polyol (Polyvinylalkohol) aufweist, die auf eine Trägerschicht, beispielsweise aus Polysulfon, Polyethersulfon, Polyimid oder Polyharnstoff aufkaschiert ist. Die hierzu verwendeten Trägerschichten weisen keine Umkehrosmoseeigenschaften auf.
In EP-A-0 228 248 wird eine halbdurchlässige Verbundstoffmembran geoffenbart, die aus einem porenhaltigen Träger besteht, der auf seiner Oberfläche eine ultradünne Membran als Oberflächenschicht und eine porenhaltige Schicht aus wasserunlöslichem Polyvinylalkohol als die ultradünne Membran integral stützende Innenschicht aufweist. Ein ähnliches Konstrukt ist in DE-A-3 801 528 geoffenbart.
Wir haben jetzt Hochleistungs-Umkehrosmosemembranen erhalten, bei denen wir zum ersten Mal in der Lage gewesen sind, einen Passagegrad auszuwählen und außerdem eine gute Entsalzung herbeizuführen.
Erfindungsgemäß wird durch die vorliegende Erfindung eine Umkehrosmosemembran bereitgestellt, bestehend aus einer Stützmembran, die selbst Entsalzungseigenschaften aufweist und auf eine Schicht aufkaschiert ist, die aus einem Polyol besteht, das durch Reaktion der Hydroxylgruppen mit einem Aldehyd oder Keton oder einem Vorläufer eines Aldehyds oder Ketons vernetzt und geschützt ist.
Derartige Membranen können bei der Umkehrosmose (d.h. beispielsweise bei der Entsalzung) von Speisewasser mit einem relativ hohen Salzgehalt verwendet werden, wobei die Kosten des Rezyklierens eines derartigen Speisewassers mit höherem Salzgehalt auf ein Minimum reduziert sind.
Die Stützmembran ist eine solche, die (in Abwesenheit der Schicht aus vernetztem und geschütztem Polyol) Entsalzungseigenschaften aufweist. Die Stützmembran ist bevorzugt eine Umkehrosmosemembran, kann jedoch eine Nanofiltrationsmembran sein.
Die erfindungsgemäßen Membranen können aufgrund ihres Aufbaus, der die Stützmembran (die wiederum selbst Entsalzungseigenschaften aufweist) und die darauf aufkaschierte, vernetzte und geschützte Polyolschicht enthält, als Verbundstoffmembranen eingestuft werden. Die Stützmembran kann beispielsweise aus einer integral asymmetrischen Membran bestehen. Es wird jedoch vorgezogen, daß die Stützmembran selbst aus einer Verbundstoffmembran (im folgenden als Verbundstützmembran bezeichnet, zur Unterscheidung von den erfindungsgemäßen Membranen) besteht. Die Verbundstützmembran kann beispielsweise eine Schicht umfassen, die einen bestimmten Grad an Entsalzung bietet und auf eine Ultrafiltrationsstützmembran aufkaschiert ist. Erfindungsgemäße Membranen, die eine Verbundstützmembran und die Schicht von vernetztem Polyol umfassen, werden im folgenden als Vielschicht-Verbundstoffmembranen bezeichnet.
Bevorzugt weist das Polyol eine gewichtsdurchschnittliche Molmasse von 500 - 500.000 auf.
Das Vernetzungsmittel kann aus einem aliphatischen Aldehyd oder Keton, z.B. Formaldehyd oder Butyraldehyd bestehen, das mit den Polyolhydroxylfunktionen in Gegenwart einer starken Säure unter Acetalbildung reagiert.
Das Polyol in der erfindungsgemäßen Membran gilt daher (freibleibend mit Bezug auf die beanspruchte vorliegende Erfindung) in derartigen Fällen als durch Hydrocarbylen-dioxygruppen vernetzt.
Das Polyol in der erfindungsgemäßen Membran gilt daher (freibleibend mit Bezug auf die beanspruchte vorliegende Erfindung) in derartigen Fällen als teilweise von Hydroxylfunktionenpaare ersetzenden Hydrocarbylendioxygruppen geschützt.
Alle Materialien für die Stützmembran sollten natürlich
a) eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen ihre chemische Umgebung in dem Verfahren aufweisen, in dem die erfindungsgemäße Umkehrosmosemembran verwendet werden soll und
b) in dieser Umgebung nicht zum Verschmutzen neigen.
Es kann ein jegliches Material in der erfindungsgemäßen Stützmembran verwendet werden, vorausgesetzt, es weist eine ausreichende Beständigkeit für seine beabsichtigte Verwendung auf; bevorzugt weist es eine hohe chemische Beständigkeit auf, so daß seine Leistungsfähigkeit durch die Natur irgendwelcher Verunreinigungen, wie Chlor, Säure oder Alkali im Speisewasser oder die Temperatur desselben, nicht merklich beeinflußt wird.
Materialien für derartige Stützmembranen umfassen unter anderem diejenigen, die als SPEES/PES (d.h. sulfoniertes Poly(etherethersulfon)/Poly(ethersulfon)) und SPEDES/PES (d.h. sulfoniertes Poly(etherdiphenylethersulfon)/Poly(ethersulfon)) bekannt sind. SPEES/PES und SPEDES/PES basieren jeweils auf einem Copolymer einer Einheit der Formel I oder II:
wobei eine Einheit durch folgende Formel III dargestellt wird:
Falls das Polymer aus SPEDES/PES besteht, beträgt der bevorzugte Bereich des Molverhältnisses von ES:SEDES 1:1 bis 20:1, z.B. 2:1 bis 12:1 (z.B. 2:1 bis 10:1), insbesondere 3:1 bis 8:1.
Falls das Polymer aus SPEES/PES besteht, beträgt der bevorzugte Bereich des Molverhältnisses von ES:SEES 1:2 bis 10:1 (insbesondere 1:1 bis 5:1).
Jede derartige sulfonierte Einheit wird im folgenden bequemlichkeitshalber mit dem darangehängten Trivialnamen bezeichnet.
Diese Materialien weisen eine gute Beständigkeit gegen Chemikalien, z.B. Widerstandsfähigkeit gegen Chlor, pH und Hitze, auf und sind auch in anderer Hinsicht vorteilhaft.
Sie sind insbesondere deshalb vorteilhaft, weil sich der anfängliche unsulfonierte Polymervorläufer des sulfonierten Polymers leicht durch Polykondensation von Hydrochinon oder 4,4-Biphenol, 4,4'- Dihydroxydiphenylsulfon und 4',4'-Dichlordiphenylsulfon herstellen läßt.
Diese polymeren Vorläufer sind auch deshalb vorteilhaft, weil sie schnell, selektiv und quantitativ nur auf dem Dioxydiphenylen- oder Dioxyphenylenrest an den gezeigten Stellen ohne irgendwelchen Abbau der Molmasse während der Sulfonierung sulfoniert werden können.
Der Sulfonierungsgrad und dadurch der Grad der Hydrophihe des Endpolymers lassen sich ohne weiteres durch das Molverhältnis des SEDES oder SEES zum ES vorausbestimmen.
Ein jegliches SPEDES/PES und SPEES/PES-Material, das die innerhalb der oben angegebenen Bereiche liegende Zusammensetzung aufweist und die erforderliche gute Entsalzung bieten kann, kann in der Stützschicht der erfindungsgemäßen Umkehrosmosemembranen verwendet werden Bevorzugte erfindungsgemäße Umkehrosmosemembranen besitzen jedoch zusätzlich zur hohen Beständigkeit gegen Chemikalien eine Leistungsfähigkeit, die nicht nur wesentlich besser ist als oben definiert, sie weisen auch das als bevorzugt identifizierte Niveau an Leistungswerten auf.
Diese Eigenschaften sind weitgehend durch die Zusammensetzung des SPEDES/PES- oder SPEES/PES-Polymers bestimmt.
Dementsprechend bietet die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform eine Umkehrosmosemembran, in der die Aktivschicht (d.h. die Stützschicht) aus einem SPEDES/PES-Polymer besteht, in dem das Molverhältnis von SEDES zu ES-Einheiten im Bereich von ES:SEDES von 2:1 bis 12:1, insbesondere von 3:1 bis 8:1 liegt.
Als Alternative kann die Stützschicht aus einem SPEES/PES-Polymer bestehen, in dem das Molverhältnis von SEES zu ES-Einheiten im Bereich von ES:SEES von 1:2 bis 10:1, insbesondere von 1:1 bis 5:1 liegt.
Diese anionischen Materialien der Aktivschicht der vorliegenden Membran enthalten natürlich ein Gegenion.
Es kann sich dabei um irgendein Kation handeln, es ist jedoch gewöhnlich ein Wasserstoffkation oder ein Alkalimetallkation wie Natrium oder Kalium.
Weitere Beispiele von Polymeren, die als Aktivschicht verwendet werden können, sind diejenigen, die Untereinheiten der Formel (IV)
entweder als solche oder in Verbindung mit Einheiten der Formel (III) (siehe oben) enthalten.
Derartige Polymere können durch Polykondensation oder (je nach Fall) Copolykondensation von 4-(4-Chlorphenylsulfonyl)-4'-hydroxydiphenyl hergestellt werden, wofür in Polvmer 1977, Band 18, April, Seite 354 ff eine Synthese beschrieben wird. Das auf diese Weise erhaltene Polymer wird daraufhin sulfoniert. Copolymere, die die Einheiten (IV) und (III) enthalten, werden im folgenden als SPEDS/PES bezeichnet.
In der erfindungsgemäßen Membran umfassen andere für die Stütz- (d.h. Aktiv-)Schicht geeignete Materialien unter anderem Polyamide wie ungesättigte aromatische Polyamide und araliphatische Polyamide, Polyhamstoffe, Polyimide wie ungesättigte aromatische und araliphatische Polyimide, Polyaroazole und Polyarodiazole wie Polybenzimidazol, Polyhydrazide, Polyester, Cellulosederivate wie Cellulosediacetat und - triacetat und anionensubstituierte Polyacryle und Polyvinyle.
In einer anderen Ausführungsform bietet die vorliegende Erfindung dementsprechend eine Umkehrosmosemembran, in der die Stütz- (Aktiv-)Schicht ein vernetztes Polyamid, Polyamid, Polyaroazol oder Polyarodiazol umfaßt, das auf die Schicht aus vernetztem, wahlweise geschütztem Polyol aufkaschiert ist.
Eine Klasse derartiger Aktivmaterialien in der Membran umfaßt unter anderem ein vernetztes aromatisches Polyamid, das ungefähr durch folgende Formel V dargestellt wird:
Ist die vorliegende Membran eine Vielschicht-Verbundstoffmembran, so enthält sie eine Verbundstützmembran. Diese Verbundstützmembran enthält eine Schicht, die selbst einen Grad an Entsalzung aufweist und auf eine Substratmembran ( d.h. eine Ultrafiltrationsmembran) aufkaschiert ist.
Eine geeignete Verbundstützmembran enthält daher eine Substratmembran, die
a) ein Polymer wie ein Polyarylsulfon, ein Polyarylethersulfon, Polyvinylidinfluorid oder ein Polyaryletherketon oder
b) ein Keramikmaterial wie Zirconiumdioxid enthält, wobei letzteres aus Kostengründen weniger bevorzugt ist.
Wird - wie es bevorzugt ist - ein Polymer wie ein Polyarylsulfon, ein Polyarylethersulfon, ein Poly(etherimid), ein Polyvinylidinfluorid oder Polyaryletherketon als Substratmembran verwendet, so enthält die Stützmembran oft eine Verstärkung aus einem Material, das ebenfalls nicht merklich durch die Natur eventueller Verunreinigungen wie Chlor, Säure oder Alkali im Speisewasser oder die Temperatur desselben beeinflußt wird.
Sie kann z.B. aus einer herkömmlichen tuchartigen Rückschicht aus einem Material wie Polypropylen oder Polyester mit hoher Beständigkeit gegen Chemikalien bestehen, auf der das Polymer der Substratmembran wie Polyarylsulfon, Polyarylethersulfon, Polyvinylidinfluorid oder Polyaryletherketon als Beschichtung vorliegt.
Substratmembranen auf der Basis von Polysulfon werden wegen ihrer hohen Beständigkeit gegen Chemikalien besonders bevorzugt, z.B. diejenigen des UDEL-Polysulfons oder des PES-Polyarylethersulfons (vergleiche unten).
Bevorzugt sollte die Substratmembran eine wirksame Porengröße im Bereich von 50 Å bis 50.000 Å, insbesondere von 500 Å bis 5000 Å aufweisen.
Derartige Substratmembranen sollten eine Durchlässigkeit für reines Wasser von 0,033 bis 3,3 m/Tag bei 1 bar, z.B. 0,1 bis 1,0 m/Tag bei 1 bar, aufweisen.
Enthält die erfindungsgemäße Vielschicht-Verbundstoffmembran auch eine Verstärkung in Form einer Rückschicht, die eine Schicht eines Polymers, wie eines Polyarylsulfons, eines Polyarylethersulfons, eines Poly(etherimids), eines Polyvinylidinfluorids oder eines Polyaryletherketons trägt, weist letztere oft eine Dicke im Bereich von 20 um bis 250 um, insbesondere von 30 um bis 100 um auf.
Viels hicht-Verbundstoffmembranen, die eine Rückschicht umfassen, sollten eine Gesamtdicke im Bereich von 50 um bis 500 um, insbesondere von 100 um bis 250um aufweisen.
Beispiele von Polymeren, aus denen die Substratmembran bestehen kann, sind unter anderem Polymere und Copolymere von Einheiten der allgemeinen Formel III und VI-XII.
Das Polymer ist bevorzugt ein Homopolymer, z.B. UDEL oder PES.
Wir schalten jedoch die Möglichkeit nicht aus, daß es sich dabei um ein Copolymer, z.B. PEES/PES oder ein Polyetherketon handeln kann, wie beispielsweise eines, bei dem die Comonomereinheiten durch folgende Formeln dargestellt sind:
Jeder derartige Polymertyp wird im folgenden bequemlichkeitshalber mit dem darangehängten Trivialnamen bezeichnet.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem ein Verfahren bereit zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran, das die folgenden Schritte umfaßt:
a) Beschichten der Oberfläche einer Stützmembran, die selbst Entsalzungseigenschaften aufweist, mit einer Lösung, die aus einem Polyol und einem Vernetzungs-/Schutzmittel besteht, das ein Aldehyd oder Keton oder ein Vorläufer eines Aldehyds oder Ketons ist, und
b) Vernetzen und Schützen des Polyols durch seine Reaktion mit diesem Mittel.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polyol in der Beschichtungslösung polymer.
Bei dem polymeren Polyol kann es sich um ein Polymer handeln, daß repetierende Grundeinheiten aufweist, die formal aus einem polymerisierten, ungesättigten, niederwertigen Alkohol abgeleitet sind. Das bevorzugte Polyol ist Polyvinylalkohol.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Verfahren zur Herstellung der Membran den zusätzlichen Schritt der
c) Polymerisierung des Polyols umfassen.
Das Mittel zum Vernetzen und Schützen des Polyols kann ein aliphatisches Aldehyd oder Keton, z.B. Formaldehyd oder Butyraldehyd sein, das in Gegenwart einer starken Säure verwendet wird.
Bei der starken Säure kann es sich um Schwefelsäure, Phosphorsäure oder eine Sulfonsäure handeln.
Die Stützmembran ist bevorzugt eine Umkehrosmosemembran, kann jedoch beispielsweise eine Nanofiltrationsmembran sein. Ist die Stützmembran selbst eine Verbundstützmembran, so umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren das Beschichten der Oberfläche der Aktivschicht derselben.
Typischerweise wird die Beschichtungslösung als Dünnfilm aufgebracht und das Lösungsmittel daraufhin entfernt.
Bei der bevorzugten Ausführungsform wird dies typischerweise bei einer Temperatur zwischen 20 und 80ºC durchgeführt, bei der - so glaubt man - gleichzeitig ein Teil der Polyolalkoholfunktionen intermolekular vernetzt und ein Teil der Polyolalkoholfunktionen intramolekular verbunden und geschützt - und zwar in beiden Fällen durch Acetalbildung - werden, was zu einer Umkehrosmosemembran gemäß vorliegender Erfindung führt.
Das Lösungsmittel in der Beschichtungslösung, das nach dem Beschichten entfernt wird, sollte (besonders bei der bevorzugten Ausführungsform) so gewählt werden, daß die Oberfläche der (wahlweise Verbund-)Umkehrosmosemembran, die beschichtet wird, durch die Lösung nicht übermäßig angegriffen oder aufgequollen wird (und bevorzugt unbeeinflußt bleibt), und zwar bei der Temperatur bei der
a) die Oberfläche beschichtet und/oder
b) das Lösungsmittel entfernt wird.
Das Lösungsmittel kann daher des öfteren bequemerweise hauptsächlich aus Wasser und/oder einem niederwertigen Alkohol bestehen, vorausgesetzt, daß es mit einem jeglichen Mittel, z.B. einer organischen Verbindung zum Vernetzen und Beschützen der funktionellen Polyolgruppen in der Produktmembran, verträglich ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:

BEISPIEL 1

Eine Verbundstoff-Umkehrosmosemembran, die eine ausgewählte Schicht eines SPEES/ES-Copolymers (Molverhältnis 1:3) umfaßt (d.h. eines Monomers der Formel I mit einem Comonomer der Formel III im Molverhältnis von 1:3), die auf eine Polysulfon-Ultrafiltrations-Stützmembran aufkaschiert ist, wurde mit einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung von 1 Gew.-% (Molmasse 65.000 (gewichtsdurchschnittlich), 100% hydrolisiert), die 1 Gew.-% Schwefelsäure und 4 Gew.-% Formaldehyd enthielt, mit Hilfe einer kontinuierlichen Perlstreichvorrichtung bestrichen.
Die dadurch erhaltene beschichtete Membran wurde bei 40ºC getrocknet und durch Umkehrosmose mit einer 0,2%-igen Natriumchloridlösung bei einem Druck von 40 bar geprüft. Die Ergebnisse waren wie folgt:
*Gallonen pro Quadratfuß pro Tag

BEISPIEL 2

Eine Verbundstoff-Umkehrosmosemembran, die eine ausgewählte Schicht eines SPEDES/ES-Copolymers (Molverhältnis 1:6) umfaßt (d.h. eines Monomers der Formel II mit einem Comonomer der Formel III im Molverhältnis von 1:6), die auf eine Polysulfon-Ultrafiltrations-Stützmembran aufkaschiert ist, wurde mit einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung von 1 Gew.-% (Molmasse 65.000 (gewichtsdurchschnittlich), 100% hydrolisiert), die 1 Gew.-% Schwefelsäure und 4 Gew.-% Formaldehyd enthielt, mit Hilfe einer kontinuierlichen Perlstreichvorrichtung bestrichen.
Die dadurch erhaltene beschichtete Membran wurde bei 40ºC getrocknet und durch Umkehrosmose mit einer 0,2%-igen Natriumchloridlösung bei einem Druck von 40 bar geprüft.
Die Ergebnisse waren wie folgt:

BEISPIEL 3

Eine im Handel erhältliche Verbundstoff-Umkehrosmosemembran (Filmtec FT-30), die eine ausgewählte Schicht eines Polymers der Formel V umfaßt, die auf eine Polysulfon-Ultrafiltrations-Stützmembran aufkaschiert ist, wurde mit einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung von 1 Gew.-% (Molmasse 65.000 (gewichtsdurchschnittlich), 100% hydrolisiert), die 1 Gew.-% Schwefelsäure und 4 Gew.-% Formaldehyd enthielt, mit Hilfe einer kontinuierlichen Perlstreichvorrichtung bestrichen.
Die dadurch erhaltene beschichtete Membran wurde bei 40ºC getrocknet und durch Umkehrosmose mit einer 0,2%-igen Natriumchloridlösung bei einem Druck von 40 bar geprüft.
Die Ergebnisse waren wie folgt:

BEISPIEL 4

Eine Verbundstoff-Umkehrosmosemembran, die eine ausgewählte Schicht von SPEDS/PES (Molverhältnis 1:3) umfaßt, die auf eine Polysulfon- Ultrafiltrations-Stützmembran aufkaschiert ist, wurde mit einer wäßrigen Polyvinylalkohollösung von 1 Gew.-% (Molmasse 65.000 (gewichtsdurchschnittlich), 100% hydrolisiert), die 1 Gew.-% Schwefelsäure und 4 Gew.-% Formaldehyd enthielt, mit Hilfe einer kontinuierlichen Perlstreichvorrichtung bestrichen.
Die dadurch erhaltene beschichtete Membran wurde bei 50ºC getrocknet und durch Umkehrosmose mit einer 0,2%-igen Natriumchloridlösung bei einem Druck von 40 bar geprüft.
Die Ergebnisse vor und nach der Beschichtung waren wie folgt:

Claims

1. Umkehrosmosemembran, bestehend aus einer Stützmembran, die selbst Entsalzungseigenschaften aufweist und auf eine Schicht aufkaschiert ist, die aus einem Polyol besteht, das durch Reaktion der Hydroxygruppen mit einem Aldehyd oder Keton oder einem Vorläufer eines Aldehyds oder Ketons vernetzt und geschützt ist.

2. Membran nach Anspruch 2, in der das Polyol durch ein aliphatisches Aldehyd oder Keton vernetzt und geschützt ist.

3. Membran nach Anspruch 2, in der das Polyol durch Formaldehyd oder Butyraldehyd vernetzt und geschützt ist.

4. Membran nach Anspruch 1, in der das Polyol durch Hydrocarbylendioxy- Gruppen vernetzt ist.

5. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in der das Polyol eine gewichtsdurchschnittliche Molmasse von 500 bis 500.000 aufweist.

6. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der das Polyol ein Polymer ist, das repetierende Grundeinheiten aufweist, die formal aus einem polymerisierten, niederwertigen, ungesättigten Alkohol abgeleitet sind.

7. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in der das Polyol ein Polyvinylalkohol ist.

8. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der die Stützmembran aus SPEES/PES oder SPEDES/PES besteht.

9. Membran nach Anspruch 8, in der die Stützmembran aus SPEDES/PES besteht und das Molverhältnis von ES:SEDES im Bereich von 1:1 bis 20:1 liegt.

10. Membran nach Anspruch 9, in der der Bereich des Molverhältnisses zwischen 2:1 und 12:1 liegt.

11. Membran nach Anspruch 10, in der der Bereich des Molverhältnisses zwischen 3:1 und 8:1 liegt.

12. Membran nach Anspruch 8, in der die Stützmembran aus SPEES/PES besteht und das Molverhältnis von ES:SEES im Bereich zwischen 1:2 und 10:1 liegt.

13. Membran nach Anspruch 12, in der der Bereich des Molverhältnisses zwischen 1:1 und 5:1 liegt.

14. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der die Stützmembran aus SPEDS oder SPEDS/PES besteht.

15. Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 7, in der die Stützmembran aus einem Polyamid, Polyharnstoff, Polyimid, Polyaroazol, Polyarodiazol, Polyhydrazid, Polyester, einer Cellulose oder einem anionensubstituierten Polyacryl oder Polyvinyl besteht.

16. Membran nach Anspruch 15, in der die Stützmembran aus einem vernetzten Polyamid, Polyimid, Polyaroazol oder Polyarodiazol besteht.

17. Membran nach Anspruch 16, in der die Stützmembran aus einem vernetzten aromatischen Polyamid besteht, das ungefähr durch folgende Formel V dargestellt wird.

18. Vielschicht-Verbundstoffmembran, die aus einer Umkehrosmosemembran nach einem der Ansprüche 1 bis 17 in Verbindung mit einer porenhaltigen Substratmembran besteht.

19. Vielschicht-Verbundstoffmembran, nach Anspruch 18, in der die Substratmembran aus einem Polymer oder einer Keramikmasse besteht.

20. Vielschicht-Verbundstoffmembran, nach Anspruch 19, in der die Substratmembran aus einem Polyarylsulfon, einem Polyarylethersulfon, einem Poly(etherimid), einem Polyvinylidenfluorid oder einem Polyaryletherketon besteht.

21. Vielschicht-Verbundstoffmembran nach Anspruch 20, in der die Substratmembran aus Zirconiumdioxid besteht.

22. Vielschicht-Verbundstoffmembran, nach einem der Ansprüche 18 bis 21, in der die Substratmembran eine Porengröße im Bereich von 50 Å bis 50.000 Å aufweist.

23. Vielschicht-Verbundstoffmembran nach Anspruch 22, in der die Substratmembran eine Porengröße im Bereich von 500 Å bis 5000 Å aufweist.

24. Vielschicht-Verbundstoffmembran nach einem der Ansprüche 18 bis 23 mit einer Gesamtdicke im Bereich von 50 um bis 500 um.

25. Vielschicht-Verbundstoffmembran nach Anspruch 24 mit einer Gesamtdicke im Bereich von 100 um bis 250 um.

26. Verfahren zur Herstellung einer Umkehrosmosemembran, das die folgenden Schritte umfaßt:

a) Beschichten der Oberfläche einer Stützmembran, die selbst Entsalzungseigenschaften aufweist, mit einer Lösung, die aus einem Polyol und einem Vernetzungs-/Schutzmittel besteht, das ein Aldehyd oder Keton oder ein Vorläufer eines Aldehyds oder Ketons ist, und

b) Vernetzen und Schützen des Polyols durch seine Reaktion mit diesem Mittel.

27. Verfahren nach Anspruch 26, in dem das Mittel ein aliphatisches Aldehyd oder Keton ist und die Vernetzungs-/Schutzreaktion in Gegenwart einer starken Säure durchgeführt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, in dem das Mittel Formaldehyd oder Butyraldehyd ist.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28, in dem das Polyol ein Polymer ist, das repetierende Grundeinheiten aufweist, die formal aus einem polymerisierten, niederwertigen, ungesättigten Alkohol abgeleitet sind.

30. Verfahren nach Anspruch 29, in dem das Polyol Polyvinylalkohol ist.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, in dem das Lösungsmittel für die Beschichtungslösung aus Wasser und/oder einem niederwertigen Alkohol besteht.

32. Verfahren nach Anspruch 26, einschließlich des weiteren Schritts der c) Polymerisierung des Polyols.

33. Verwendung einer Membran nach einem der Ansprüche 1 bis 25 zur Umkehrosmose.