Zum Wassertransport durch Membranen aus Polyvinylalkohol

Zusammenfassung Der Wassertransport durch Filme aus Polyvinyl-alkohol, die durch Tempern bzw. Verestern mit Dicarbonsäuren unlöslich gemacht waren, wurde unter den Bedingungen der Osmose und der umgekehrten Osmose untersucht. Die erhaltenen semipermeablen Membranen besitzen für Cl^–- und SO₄ ^–-Ionen ein mittleres Rückhaltevermögen. Für Zuckermoleküle ist das Rückhaltevermögen praktisch 100%, d. h. der chemische Fluß kann vernachlässigt werden. Aus der Temperaturabhängigkeit des Wasserflusses bei fehlendem chemischen Fluß wurde die Aktivierungsenergie für den Transportprozeß zu 5,9 ±0,2 kcal/mol ermittelt.Die umgekehrte Osmose an den binären Gemischen DMSO/Wasser, Äthanol/Wasser und Aceton/Wasser ergab eine kaum merkliche Trennung im System DMSO/ Wasser, dagegen zunehmende Trenneigenschaften der Membran mit abnehmender Dielektrizitätskonstante der organischen Komponente. Die fehlende Trennwirkung im System DMSO/Wasser ist darauf zurückzuführen, daß DMSO ebenso wie Wasser ein gutes Lösungsmittel für Polyvinylalkohol ist.Die Aktivierungsenergie für den Transport des Wassers entspricht der Energie der Wasserstoff brückenbindung. Dieser Befund und das Verhalten der Membran gegenüber dem Gemisch DMSO/Wasser stützen die Auffassung, daß die Filme aus Polyvinylalkohol in den beschriebenen Versuchen als reine Löslichkeitsmembran wirken.

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Summary The permeation of water through polyvinylalcohol membranes which have been made insoluble through tempering or esterification was investigated under the conditions of osmosis and reverse osmosis. The semipermeable membranes which were obtained, had an average salt rejection for Cl^– and SO₄ ^– ions. The retention for sugar molecules was almost 100%, i.e. the chemical flux was negligible. From temperature dependence of the flow of water in the absence of chemical flux, the activation energy for the transport was determined to 5.9 ±0.2 kcal/mol.For the reverse osmosis with binary mixtures DMSO/water, ethanol/water and acetone/water a scarcely perceptible separation of the system DMSO/water was achieved, but an increasing separation characteristic of the membrane was observed with a decreasing dielectric constant of the organic component. The poor separation in the system DMSO/water is due to the fact that DMSO as well as water is a good solvent for polyvinylalcohol.The activation energy for the transport of water corresponds to the energy of the hydrogen bonding. This result and the behaviour of the membrane with the mixture DMSO/water support the conception that the polyvinylalcohol films in the described experiments merely act as solubility membranes.