膜科学技術ジャーナル

概要

芳香族ポリアミドのN-塩素化とオートン転位の再検討

ジャンカルロ・バラッシとトーマス・ボルマン

ポリアミド膜は、水の淡水化に広く使用されています。遊離塩素の存在により劣化することが知られています。この通信では、一般的に使用されている B-9 Permasep® 膜の線状芳香族ポリアミド成分であるポリ (m-フェニレンイソフタルアミド) の N-塩素化およびオートン転位の詳細な化学反応メカニズムを示します。この芳香族ポリアミドの N-塩素化により、水素結合が失われます。これにより、ポリマーの構造変化が引き起こされます。ポリマーの剛性が低下し、空隙が開き、溶質の排除が減少し、水の流束が増加します。N-塩素化反応は、アルカリ性媒体では可逆的です。したがって、ポリマーが次亜塩素酸アニオンまたは次亜塩素酸と接触した疑いがある場合は、水酸化ナトリウムですぐに洗浄すると、N-塩素化が逆転する可能性があります。逆に、N-塩素化は酸触媒であるため、HCl を使用する洗浄段階では特別な注意が必要です。さらに、N-塩素化芳香族ポリアミドは、酸性媒体でも促進されるオルトン転位を起こす可能性があり、その結果、芳香族アミド部分のオルトまたはパラクロロ置換類似体が形成されます。クロロ基は強い負の誘導効果を引き起こし、アミド結合を弱めて加水分解を受けやすくし、最終的には鎖切断を引き起こします。