MEMBRANA SEMIPERMEABLE COMPUESTA Y PROCEDIMIENTO PARA SU PRODUCCION.

Procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta que comprende la formación,

sobre una superficie de una película de soporte poroso, una película fina que comprende una resina de poliamida obtenida mediante la reacción de un ingrediente de amina polifuncional con un ingrediente de ácido polifuncional seleccionado de entre haluros de ácido polifuncional y anhídridos de ácido polifuncional, presentando cada uno dos o más grupos carbonilo reactivos en presencia de por lo menos un hidróxido de metal alcalino y un ácido orgánico, en el que la película fina es formada poniendo en contacto una solución acuosa preparada mezclando por lo menos el ingrediente de amina polifuncional, el hidróxido de metal alcalino, el ácido orgánico, y el agua con una solución orgánica que contiene el ingrediente de ácido polifuncional para provocar la polimerización interfacial, en el que la razón de la normalidad del hidróxido de metal alcalino a la del ácido orgánico que debe mezclarse con el mismo (hidróxido de metal alcalino/ácido orgánico) es de 1,2/l a 0,9/l, y en el que la solución acuosa presenta un pH de 5 a 11

Membrana semipermeable compuesta y procedimiento para su producción.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta que comprende una película fina que comprende una resina de poliamida y una película de soporte poroso que soporta la película fina.

Esta membrana semipermeable compuesta resulta apropiada para la utilización en la producción de agua ultrapura, la desalinización de agua salobre o agua de mar, etc. Puede ser utilizada asimismo para extraer/recuperar los contaminantes o las sustancias útiles de, por ejemplo, fuentes de polución tales como agua residual de tintura y agua residual de pintura de electrodeposición. La membrana semipermeable compuesta puede así contribuir a la utilización cíclica del agua residual. Además, la membrana semipermeable compuesta puede ser utilizada para tratamientos avanzados tales como la concentración de ingredientes útiles en alimentos u otras aplicaciones y la extracción de ingredientes perjudiciales en el campo de la purificación de agua, el tratamiento de aguas residuales, o similares.

Hasta la fecha es conocida una membrana semipermeable compuesta que comprende un soporte poroso y conformada sobre el mismo una película fina que presenta propiedades de separación sustancialmente selectivas. Dichas membranas semipermeables compuestas convencionales son las que comprenden un soporte y conformada sobre el mismo una capa superficial que comprende una poliamida obtenida mediante polimerización interfacial de una amina aromática polifuncional con un haluro ácido aromático polifuncional (documentos JP-A-55-147106, JP-A-62-121603, JP-A-63-218208 y JP-A-2001-79372). Aunque estas membranas semipermeables compuestas presentan un rendimiento de desalinización y permeabilidad al agua elevados y una capacidad elevada para rechazar las sustancias iónicas, la cantidad de agua que pasa a través de estas membranas es pequeña. Ha existido un deseo de un flujo de permeación incluso más elevado. Se ha dado a conocer una técnica para conseguir un flujo de permeación más elevado que comprende añadir una sal de amina a una película fina (documento JP-B-6-73617).

Sin embargo, la técnica dada a conocer en el documento JP-B-6-73617 ha presentado problemas, por ejemplo, que el secado de la película tras la polimerización interfacial para la mejora de la manipulabilidad comporta una disminución de la capacidad para rechazar las sustancias orgánicas y una disminución en el rendimiento contra los detergentes químicos o similares.

El documento EP-A-1020218 da a conocer una membrana de ósmosis inversa compuesta que comprende una capa superficial de poliamida sobre un soporte poroso. La capa superficial es conformada mediante un procedimiento que comprende las etapas que consisten en el revestimiento de una solución acuosa que incluye una amina polifuncional sobre una superficie del soporte poroso, y a continuación el revestimiento sobre el mismo de una solución no acuosa que comprende un haluro de ácido polifuncional.

El documento EP-A-1060785 da a conocer una membrana permeable al agua, selectiva, para la ósmosis inversa y la nanofiltración, siendo dicha membrana preparada mediante la polimerización interfacial, sobre un soporte microporoso, de un reactivo de bipiperidina específico y un reactivo de haluro de acilo polifuncional.

Las membranas de ósmosis inversa compuestas que comprenden un sustrato microporoso que presenta sobre el mismo una película fina, conteniendo dicha película una poliamida obtenida mediante polimerización interfacial de una amina polifuncional y un haluro de ácido polifuncional, son asimismo conocidos a partir de los documentos US-A-5674398 y US-A-5510527.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta que combina la capacidad elevada para rechazar las sales y un flujo de permeación elevado y resulta especialmente excelente en la capacidad para rechazar las sustancias no cargadas.

La presente invención proporciona un procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta que comprende la formación, sobre una superficie de una película de soporte porosa, de una película fina que comprende una resina de poliamida obtenida mediante la reacción de un ingrediente de amina polifuncional con un ingrediente de ácido polifuncional seleccionado de entre haluros de ácido polifuncional y anhídridos de ácido polifuncional presentando cada uno dos o más grupos carbonilo reactivos en presencia de por lo menos un hidróxido de metal alcalino y un ácido orgánico, en el que la película fina es conformada poniendo en contacto una solución acuosa preparada mezclando por lo menos el ingrediente de amina polifuncional, el hidróxido de metal alcalino, el ácido orgánico, y agua con una solución orgánica que contiene el ingrediente de ácido polifuncional para provocar la polimerización interfacial, en el que la razón de la normalidad del hidróxido de metal alcalino a la del ácido orgánico que debe ser mezclado con el mismo (hidróxido de metal alcalino/ácido orgánico) es de 1,2/1 a 0,9/1, y en el que la solución acuosa presenta un pH de 5 a 11.

Las formas de realización preferidas de la invención se exponen en las reivindicaciones subordinadas.

La membrana semipermeable compuesta producida mediante el procedimiento combina la capacidad elevada para rechazar las sales y un flujo de permeación elevado y presenta la capacidad elevada para rechazar, en particular, las sustancias no cargadas. Dichos efectos sorprendentes son producidos mediante la formación de una película fina mediante la reacción de un ingrediente de amina polifuncional con un ingrediente de ácido polifuncional específico en presencia de por lo menos un hidróxido de metal alcalino y un ácido orgánico. Aunque sus razones no resultan claras, se cree que el hidróxido de metal alcalino y el ácido orgánico produjeron un efecto sinérgico en la etapa que consiste en la formación de película fina para modificar la estructura y las propiedades de la película fina.

En el procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta según la presente invención, la película fina es formada poniendo en contacto una solución acuosa preparada mediante el mezclado de por lo menos el ingrediente de amina polifuncional, el hidróxido de metal alcalino, el ácido orgánico y agua, con una solución orgánica que contiene el ingrediente de ácido polifuncional para provocar la polimerización interfacial. Resulta preferido que tras la polimerización interfacial, la película resultante sea calentada hasta 100ºC o más para producir así la película fina. Mediante el calentamiento hasta 100ºC o más, la resistencia mecánica, la resistencia térmica y otras propiedades de la película fina pueden ser mejoradas. La temperatura de calentamiento es preferentemente de 100 a 200ºC, más preferentemente de 100 a 150ºC.

El ácido orgánico contiene preferentemente un grupo sulfo y/o un grupo carboxilo.

El ácido orgánico es preferentemente un ácido orgánico que no presenta un grupo alquilo de cadena larga que presenta 6 o más átomos de carbono.

La razón de normalidad del hidróxido de metal alcalino que debe mezclarse con agua a la del ácido orgánico que debe mezclarse con el agua (hidróxido de metal alcalino/ácido orgánico) es de 1,2/l a 0,9/l. La solución acuosa presenta un pH de 5-11. Cuando la razón de normalidad supera 1,2/l, la solución acuosa presenta un pH aumentado y esto tiende a producir un flujo de permeación reducido. Por otra parte, cuando la razón de normalidad es inferior a 0,9/l, la solución acuosa presenta un pH reducido para presentar una reactividad reducida en la polimerización interfacial y, así, tiende a no obtenerse una capacidad de rechazo a las sales elevada.

La membrana semipermeable compuesta obtenida comprende una película de soporte poroso y conformada sobre una superficie del mismo una película fina que comprende una resina de poliamida obtenida mediante la reacción de condensación del ingrediente de amina polifuncional con el ingrediente de ácido polifuncional, en la que la película fina contiene una sal de metal alcalino/ácido orgánico formada a partir de un hidróxido de metal alcalino y un ácido orgánico que no presenta un grupo alquilo de cadena larga que presenta 6 o más átomos de carbono. En la presente invención, el ácido orgánico contiene preferentemente un grupo sulfo y/o un grupo carboxilo.

La presente invención...

1. Procedimiento para la producción de una membrana semipermeable compuesta que comprende la formación, sobre una superficie de una película de soporte poroso, una película fina que comprende una resina de poliamida obtenida mediante la reacción de un ingrediente de amina polifuncional con un ingrediente de ácido polifuncional seleccionado de entre haluros de ácido polifuncional y anhídridos de ácido polifuncional, presentando cada uno dos o más grupos carbonilo reactivos en presencia de por lo menos un hidróxido de metal alcalino y un ácido orgánico, en el que la película fina es formada poniendo en contacto una solución acuosa preparada mezclando por lo menos el ingrediente de amina polifuncional, el hidróxido de metal alcalino, el ácido orgánico, y el agua con una solución orgánica que contiene el ingrediente de ácido polifuncional para provocar la polimerización interfacial, en el que la razón de la normalidad del hidróxido de metal alcalino a la del ácido orgánico que debe mezclarse con el mismo (hidróxido de metal alcalino/ácido orgánico) es de 1,2/l a 0,9/l, y en el que la solución acuosa presenta un pH de 5 a 11.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la película fina es calentada a 100ºC o más.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el ácido orgánico contiene por lo menos uno de entre un grupo sulfo y un grupo carboxilo.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el ácido orgánico es un ácido orgánico que no presenta un grupo alquilo de cadena larga que presenta 6 o más átomos de carbono.