Zeitschrift für Membranwissenschaft und -technologie

Abstrakt

N-Chlorierung und Orton-Umlagerung von aromatischen Polyamiden, erneut betrachtet

Giancarlo Barassi und Thomas Borrmann

Polyamidmembranen werden häufig zur Wasserentsalzung verwendet. Es ist bekannt, dass sie durch das Vorhandensein von freiem Chlor abgebaut werden. Diese Mitteilung zeigt einen detaillierten chemischen Reaktionsmechanismus für die N-Chlorierung und Orton-Umlagerung von Poly(m-phenylenisophthalamid), der linearen aromatischen Polyamidkomponente der häufig verwendeten B-9 Permasep®-Membran. Die N-Chlorierung dieses aromatischen Polyamids führt zum Verlust der Wasserstoffbrücken. Dies löst Konformationsänderungen im Polymer aus; das Polymer wird weniger starr und es öffnen sich Hohlräume, was die Rückweisung gelöster Stoffe verringert und den Wasserfluss erhöht. Die N-Chlorierungsreaktion ist in alkalischen Medien reversibel. Wenn daher der Verdacht besteht, dass das Polymer mit Hypochloritanionen oder hypochloriger Säure in Kontakt gekommen ist, könnte eine sofortige Reinigung mit Natriumhydroxid die N-Chlorierung rückgängig machen. Im Gegensatz dazu ist die N-Chlorierung säurekatalysiert; daher muss während der Reinigungsphase bei Verwendung von HCl besondere Vorsicht geboten sein. Darüber hinaus können N-chlorierte aromatische Polyamide eine Orton-Umlagerung durchlaufen, die ebenfalls in sauren Medien gefördert wird und zur Bildung von ortho- oder para-chlorsubstituierten Analoga des aromatischen Amidrests führt. Die Chlorgruppe verursacht einen starken negativen induktiven Effekt, der die Amidbindung schwächt und sie anfälliger für Hydrolyse macht, die schließlich zur Kettenspaltung führt.