151930. lajstromszámú szabadalom • Eljárás heterogén ionkicserélő membránok előállítására

151930 ellenállás rovására csökkentették. Műszaki haladásként értékelhető tehát oly eljárás kidolgozása, mely javított mechanikai szilárdságú heterogén ioncserélő membránok előállítását teszi lehetővé anélkül, hogy ezáltal az áteresztőké- 5 pességi szelektivitás, ül. az elektromos ellenállás romlana. Azt találtuk, hogy kiváló mechanikai szilárdsági és rugalmas, valamint jó áteresztőképességi szelektivitású és kis elektromos ellenállás- 1° sal rendelkező heterogén szelektív kation-, ill. . anion-áteresztőmembránok előállítása válik lehetővé, ha poralakú kation-, ill. anioncserélőanyagot 80%-ig terjedő súlyrészben magasnyomású és kisnyomású polietilén keverékkel I5 bensőséges módon elkeverünk és fóliákká hengerlünk. Kationcserélő poralakú anyagként célszerűen szokásos módon szulfocsoportot tartalmazó térhálósított polisztirol bázisú, erősen savas kat- 20 ioncserélőgyantát alkalmazunk, amelynek ioncserélőkapacitása a száraz anyagra számítva 4,5 mval/g, szemcsenagysága pedig 0,1 mm átmérőnél kisebb. Anioncserélő anyagként célszerűen egy szo- 25 kásos amino- és/vagy ammóniumcsoportot tartalmazó térhálósított polisztirol bázisú erősen bázisos anioncserélőgyantát alkalmazunk, ennek ioncserélőkapacitása a száraz anyagra számítva nagyobb, mint 3 mval/g és szemcsenagysága 0,1 30 mm-nél kisebb. A poralakú ioncserélőgyanta térhálósítási foka 0,5—20%, célszerűen 4—12% legyen. Nagynyomású polietilénként a találmány szerint 60—70 K-értékű anyag kerül felhasználásra. 35 Kisnyomású polietilénként a találmány szerint 120 K-értéknél nagyobb polietilént alkalmazunk. A nagynyomású és kisnyomású polietilén keverési aránya 50 : 50—90 : 10 súlyrésznek felel meg az alapanyag keverékben. Az ioncserélő- 40 anyag aránya a kötőanyagként szolgáló nagynyomású és kisnyomású polietilén keverékben a találmány szerint általában 65 : 35—80 : 20 súlyrésznek felel meg. Lágyítási hőmérsékletként a 140—160 C° hő- 45 mérséklettartomány és 5—10 perc lágyítási idő bizonyult célszerűnek. Magasabb hőmérsékletnél és hosszabb feldolgozási időknél az ioncserélőanyag komponens észrevehető termikus lebomlása lép fel, mely az áteresztőképességi 50 szelektivitás erős csökkenésével, ill. az elektromos ellenállás erős megnövekedésével van egybekapcsolva. A találmány szerinti módon előállított heterogén ioncserélőmembránok jó áteresztőképességi 55 szelektivitásukon, ill. kis elektromos ellenállá- -y sukon kívül az ismert eljárásokkal előállított és összehasonlítható elektromos ellenállással, ül. áteresztőképességi szelektivitással rendelkező heterogén ioncserélő membránokhoz képest 60 mintegy háromszor nagyobb mechanikai ellenállóképességgel és rugalmassággal rendelkeznek. Az ioncserélő membránok mechanikai ellenállóképessége, szilárdsága és rugalmassága hagyományos módszerekkel határozható meg, mi- 05 mellett a membránokat pl. kritikus nyomásmérő készülékkel mechanikailag igen erős mértékben igénybevesszük. A vizsgálatnál 10 cm2

nyi membránt növekvő nyomásnak vetünk alá és az anyag törési szilárdságának azt tekintjük, ahol az anyag szétreped. A következő példák a találmány kivitelezését szemléltetik. Emellett összehasonlítási célból oly példákat is felsorolunk, amelyek nem tartoznak e találmány oltalmi körébe, így pl. az 1. és 2. példában nagynyomású polietilént, a 3. és 4. példában kisnyomású polietilént használunk fel. A nagynyomású-kisnyomású polietilénkeverék találmány szerinti kötőanyagként való alkalmazásának előnyeit, vagyis a késztermék szilárdságának javulását a szelektív áteresztőképesség az elektromos ellenáilóképesség romlása nélkül éppen az alábbi példák alapján lehet szemléltetni. §t 1. példa: Hengerszéken 140 C°-on 25 súlyrész nagynyomású polietilént (K-értéke 62) fóliákká dolgozunk fel és az így nyert fóliába 75 s. r. 8%-ig divinübenzollal térhálósított, poralakú szulfonált, a szárazanyagra számítva 4,8 mval/g ioncserélő kapacitású polisztiroit 10 perc leforgása alatt bedolgozunk. Az így előállított kationcserélőmembrán vízben való duzzadás után a következő tulajdonságokkal rendelkezik: elektromos ellenállóképesség: 18 ß/cm

2 szelektív áteresztőképesség: 90% repesztési nyomás: 0,3 kp/cm2 2. példa 40 súlyrész nagynyomású polietilént (K-érték 62) 140 C°-on hengerszékre adagolunk és fóliává dolgozunk fel, az így nyert fóliába 60 súlyrész 8%-ig divinübenzollal térhálósított, poralakú, a száraz anyagra számítva 4,8 mval/g ioncserélő kapacitású szulfonált polisztirolt 10 perc leforgása alatt dolgozunk be. Vízben való duzzasztás után a következő tulajdonságokkal rendelkező kationcserélőmembránt kapjuk: elektromos ellenállás szelektív áteresztőképesség: repesztési nyomás: 3. példa: 130 ß/cm

2 88% 1,2 kp/cm2 25 súlyrész kisnyomású polietilént (K-érték 181) 140 C°-on hengerszéken 75 súlyrész 8%-ig divinübenzollal térhálósított, poralakú, a száraz anyagra számítva 4,8 mval/g ioncserélőkapacitású Na-ciklusban levő szulfonált polisztdrollal 10 percig kezelünk. A bedolgozási idő 1 óráig történő meghosszabbítása által sem képződik a kisnyomású polietilén magasabb lágyuláspontja miatt fóliatermék. Ha a kísérletet 180 C°-os hengerszék-hőmérséklettel megismételjük, akkor 2