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1. WO2020120306 - MEMBRAN FÜR DEN SELEKTIVEN STOFFTRANSPORT

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche

1. Membran für den selektiven Stofftransport, wobei die Membran ein mit einem Kammpolymer ausgerüstetes poröses Substrat enthält, wobei das Kammpolymer eine Polymerhauptkette sowie mehrere an die

Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Seitenketten mindestens eine Lewis-saure und/oder Lewis-basische Funktionalität aufweist.

2. Membran nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die

lonenleitfähigkeit und/oder die Wasserdampfdurchlässigkeit der

Membran von seiner Luftdurchlässigkeit entkoppelt ist.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer 10 bis 3000 Seitenketten aufweist, wobei die Seitenketten vorzugsweise ein Molekulargewicht von 220 g/mol bis 5000 g/mol aufweisen.

4. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerhauptkette polymerisierte Monomere aufweist, wobei die Monomere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylaten, Methacrylaten, Acrylsäuren,

Methacrylsäuren, Acrylamiden, Methacrylamiden, Vinylamiden,

Vinylpyridinen, N-Vinylimidazolen, N-Vinyl-2-methylimidazolen,

Vinylhalogeniden, Styrolen, 2-Methylstyrolen, 4-Methylstyrolen, 2-(n- Butyl)styrolen, 4-(n-Butyl)styrolen, 4-(n-Decyl)styrolen, N,N- Diallylaminen, N, N- Diallyl-N-alkylaminen, vinyl und allylsubstituierte Stickstoffheterocyclen, Vinylethern, Vinylsulfonsäuren, Allylsulfonsäuren, Vinylphosphonsäuren, Styrolsulfonsäuren Acrylnitrilen und

Methacrylnitrilen, und/oder Gemischen hiervon.

5. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkette polymerisierte

Monomere aufweist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

Acrylaten, Methacrylaten, Acrylamiden, Methacrylamiden, Vinylamiden, Vinylpyridinen, N-Vinylimidazolen, N-Vinyl-2-methylimidazolen,

Vinylhalogeniden, Styrolen, 2-Methylstyrolen, 4-Methylstyrolen, 2-(n- Butyl)styrolen, 4-(n-Butyl)styrolen, 4-(n-Decyl)styrolen, N,N- Diallylaminen, N, N- Diallyl-N-alkylaminen, vinyl und allylsubstituierte Stickstoffheterocyclen, Vinylethern, Acrylnitrilen und Methacrylnitrilen, Acrylsäuren, Methacrylsäuren, Vinylsulfonsäuren, Allylsulfonsäuren, Vinylphosphonsäuren, Styrolsulfonsäuren und/oder Gemischen hiervon.

6. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Seitenkette aus polymerisierten Makromonomeren gebildet ist.

7. Membran nach einem oder mehreren die vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer zumindest teilweise vernetzt ist.

8. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bifunktionellen oder

mehrfunktionellen Monomere ausgewählt sind aus Diacrylaten,

Dimethylacrylaten, Triacrylaten, Trimethacrylaten, Tetraacry laten, Tetramethacrylaten, Pentaacrylaten, Pentamethacrylaten,

Hexaacry laten, Hexamethacrylaten, Diacrylamiden, Dimethacrylamiden, Triacrylamiden, Trimethacrylamiden, Tetraacrylamiden,

Tetramethacrylamiden, Pentaacrylamiden, Pentamethacrylamiden,

Hexaacrylamiden, Hexamethacrylamiden, Divinylethern, Divinylbenzolen, 3,7-Dimethyl-1 ,6-octadien-3-ol und/oder Gemischen hiervon.

9. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kammpolymer in der Membran 20 Gew.-% bis 200 Gew.-% beträgt.

10. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Substrat ausgewählt ist aus mikroporösen Membranen und/oder textilen Flächengebilden,

insbesondere Geweben, Gewirken, Papieren und/oder Vliesstoffen.

11. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Dicke von 10 pm bis 4 cm und/oder ein Gewicht von 5 g/m2 bis 500 g/m2

12. Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lewis-sauren und/oder Lewis basischen Funktionalitäten ausgewählt sind aus primären, sekundären, tertiären und quaternären Aminogruppen, Imino-, Enamino-, Lactam-, Nitrat-, Nitrit-, Carboxyl-, Carboxylat- Ketyl-, Aldehyd-, Lacton-, Carbonat- , Sulfonyl-, Sulfonat-, Sulfid-, Sulfit-, Sulfat-, Sulfonamid- ,Thioether- Phosphonyl-, Phosphonat-, Phosphat-, Phosphorsäurester-, Ether-, Hydroxyl-, Hydroxid-, Halogenid-, koordinativ gebundene Metallion-, insbesondere Übergangsmetallion-, Thiocyanat- und/oder Cyanid- Gruppen.

13. Verfahren zur Herstellung einer Membran nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche umfassend folgende Schritte:

Bereitstellen eines porösen Substrats

Bereitstellen einer Reaktionsmischung umfassend einen

Polymerisationsinitiator sowie

a) ein eine Lewis-saure und/oder Lewis-basische Funktionalität aufweisendes polymerisierbares Monomer und ein bi- oder mehrfunktionales Monomer und/oder

b) ein eine Lewis-saure und/oder Lewis-basische Funktionalität aufweisendes polymerisierbares Makromonomer

Imprägnieren und/oder Beschichten des porösen Substrats mit der Reaktionsm ischung

Polymerisation der Monomere und/oder Makromonomere unter Ausbildung eines Kammpolymers, das eine Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält und wobei mindestens eine der Seitenketten mindestens eine Lewis-saure und/oder Lewis-basische Funktionalität aufweist.

14. Verwendung einer Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 für den selektiven Stofftransport, insbesondere als

ionenselektive Membran für Energiewandler, insbesondere zur Trennung der elektrochemischen Halbzellen in Brennstoffzellen und/oder

Elektrolyseuren, als Separator zur Trennung der elektrochemischen Halbzellen in Energiespeichern, wie insbesondere Kondensatoren sowie primären oder sekundären Batterien, als wasserdampfdurchlässige Membran für Funktionstextilien und/oder Befeuchtungsmodule, vorzugsweise für Humidifier, insbesondere für Humidifier in

Brennstoffzellen und/oder als Filtermedium für die Gas- und/oder Flüssigkeitsfiltration.

15. Funktionstextil und/oder Befeuchtungsmodul, vorzugsweise Humidifier, insbesondere Humidifier für Brennstoffzellen, umfassend eine Membran nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.