202131. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított szűrési tulajdonságokkal rendelkező ultraszűrő membrán előállítására
HU 202131 B 1 A találmány tárgya eljárás javított szűrési tulajdonságokkal rendelkező ultraszűrő membrán előállítására. Az ultraszűrés céljára alkalmazott membránok között jó hőállóságuk és vegyi ellenállóképességük miatt kitüntetett helyet foglalnak el a poliszulfon és poli(aril-éter-szulfon) anyagú szűrőmembránok, melyek alkalmazása nagyon elterjedt. Az ultraszűrő membránokkal makromolekulákat tartalmazó különféle élelmiszeripari és gyógyszeripari vizes oldatok szűrését végzik, valamint víz- és szennyvíztechnológiai elválasztási műveleketet (tisztítási műveleteket) oldanak meg. A poliszulfon és poli(arü-éter-szulfon) PS/ membránok szűrési tulajdonságainak további javítására szolgálnak olyan eljárások, melyekben a membránokat különböző hidrofil adalékok jelenlétében állítják elő. Ezek az adalékok beágyazódva a szűrőmembrán polimer anyagába, jelenlétükkel a szűrési sebességet előnyösen befolyásolják. Ilyen eljárásokat ismertetnek az 58,08,515 (CA 98 199501), 57,207,506 (CA 98 162079), 59,15,434 (CA 101 24701) és 61,238,834 (CA 106 121053) sz. japán nem vizsgált közrebocsátási iratok, melyekben rendre morfolint, poli(akrü-amid)ot, egy vagy kétértékű (alkáli és földalkáli) fémsókat és poli(vinü-pirrolidon)-t vagy más vízoldható polimert ágyaznak be megfelelő diszperzitásban a poliszulfon membránba. Mindezen eljárásokkal előállított poliszulfon membránok közös tulajdonsága, hogy a vizes oldatok szűrése során a beágyazott vízoldható adalékok kioldódnak a poliszulfon rétegből. Ismeretesek olyan eljárások is, melyek során ciklodextrinből vagy annak zárványkomplexéből hexametil-diizocianáttal képeznek szűrő réteget. Ezeket az eljárásokat ismertetik a 60,226,504 (CA 104 207917) és 60,232,210 (CA 104 169749) számú japán nem vizsgált közrebocsátási iratokat. Az így nyert membránok szűrőképessége a szűrendő kis molekulájú oldott anyag molekulaméretétől és a ciklodextrinnel képzett zárványkomplexének stabilitási állandójától függ és azok például aminosavak optikai izomerjeinek szétválasztására alkalmasak. Ez utóbbi eljárásokkal ciklodextrinből nyert membránokból a ciklodextrin nem oldható ugyan ki, de a maradék mérgező izocianát tartalmuk miatt emberi fogyasztásra kerülő termékek szűrésére nem használhatók, így alkalmazásuk éppen az élelmiszer-, gyógyszeriparban és vízkezelésekre nem engedélyezhető. Ugyanakkor az így előállított membrán mechanikai tulajdonságai rosszak. A membrán merev és törékeny, ami tovább korlátozza a felhasználhatóságát. A felsorolt eljárásokkal nyert membránok hátrányait küszöbölik ki a találmányunk szerint előállított, béta-ciklodextrint vagy béta-ciklodextrin származékokat tartalmazó poli(arü-éter-szulfon) membrán, mivel megtartja a poli(arü-éter-szulfon) kedvező hő- és vegyszerállóságát, ületve jó mechanikai tulajdonságait. A membrán nem tartalmaz egészségre káros alkotórészt. Emellett javított szűrési tulajdonságokkal ren-2 delkezik. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a béta-ciklodextrint vagy- származékait bizonyos arányokban adva a poliéterszulfon oldatba, az ebből az oldatból készült membrán szűrt anyag visszatartása megnövekszik anélkül, hogy a vízáteresztőképessége csökkenne, sőt az esetek többségében az utóbbi is megnő. Találmányunk szerint előállított membrán fő előnye, hogy a béta-ciklodextrin vagy- ciklodextrin származék hatására a szűrendő anyagra vonatkozó visszatartása megnő. Többi előnye az eljárásnak, hogy az adalék hatására nem csökken, egyes esetekben megnő a membrán vízáteresztő képessége. Az így előállított membrán sík, spiráltekercses vagy csőmembrán formájában ultraszűrő berendezésekben használható fel. Fentiek alapján találmányunk eljárás javított szűrési tulajdonságokkal rendelkező ultraszűrő membrán előállítására, poli(aril-éter-szulfon) és adott esetben adalékot tartalmazó oldószeres öntőoldatból és - adott esetben hordozóból - öntéssel, vizes kicsapással, majd szárítással. A találmányra az jellemző, hogy olyan öntőoldatot alkalmazunk, amely a poli(arü-éter-szulfon) szárazanyag tömegére számítva 1-34 tömeg% béta-ciklodextrint vagy béta-ciklodextrin származékot tartalmaz. Ha a béta-ciklodextrint vagy annak származékait a megadott arányánál nagyobb mennyiségben alkalmazzuk, megszűnik a találmány szerinti kedvező hatás. A találmányunk szerinti eljárás egy lehetséges kivitelezési módja, hogy a poli(aril-éter-szulfon)ból oldatot készítünk és a megadott arány szerinti béta-ciklodextrint vagy annak származékát az oldathoz adjuk, majd az így kapott oldatból membránt készítünk. A találmány szerinti eljárás egy további előnyös kivitelezési módja során az oldószerben először a béta-ciklodextrint vagy annak származékát, majd a poli(aril-éter-szuIfon)-t oldjuk fel, majd az oldatból membránt készítünk. A találmány szerint készített membrán lehet hordozós vagy önhordozó membrán. 1. példa (összehasonlító példa) Poli(aril-éter-szulfon)-ból (PS-ből) 15 tömeg%os oldatot készítünk N-metü-pirrolidon (NMP) felhasználásával. Az így kapott oldatból nemszőtt poliészter hordozón 0,15 mm vastagságú filmet öntünk, a filmet 288 K’-os vizes kicsapófürdőbe merítjük. Egy óra eltelte után a membránt kivesszük a kicsapó fürdőből és 24 órán keresztül 293 K°-os vizes fürdőben áztatjuk, majd levegőn megszárítjuk. A fent leírt módon készített membrán tesztelését rotációs pumpával ellátott, Amicon típusú, vékony csatornás szűrőfejjel rendelkező ultraszűrő berendezésben 2 bar nyomáson végezzük 13500 dalton molekulatömegű poli(vinü-alkohol) 0,5 tömeg%-os vizes oldatának alkalmazásával. Az önhordó membrán vízfluxusa 98,3 1/m.óra, visszatartása 91,4%, a hordozós membrán vízfluxusa 102,31/m .óra, visszatartása 90,0%. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
