Untersuchungen des Einflusses hydrophiler Additive auf die Eigenschaften von Ultrafiltrationsmembranen

von Ronja Scheler (17, Martin-Andersen-Nexö-Gymnasium Dresden)

Kategorie: Chemie 2017
Betreuer: Dr. Jochen Meier-Haack (Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V.)
Wettbewerbsart: Jugend forscht

Gewonnene Preise:
  • 2. Platz im Landeswettbewerb
  • Regionalsieger

Membranen als Filtermedien sind in der Wasseraufbereitung, in Brennstoffzellen, sowie in der Medizin  nicht mehr wegzudenken.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss von Additiven auf Membranmorphologie und Leistungsfähigkeit getestet. Dazu wurden Ultrafiltrationsmembranen mit dem Lösungs-Fällungs-Verfahren aus Poly(ethersulfon) (PES) mit unterschiedlichen Poly(vinylpyrrolidonen) (PVP) in variablen Anteilen als Additive hergestellt. Es wurde gezeigt, dass nur ein geringer Anteil des PVPs in die Membran eingebaut ist. Membranen, welche ohne PVP hergestellt wurden, dienten als Referenz.

Es wurde festgestellt, dass PVP mit niedrigem Molekulargewicht eine Membran mit ausgeprägter Fingerstruktur ergibt, wohingegen der Einsatz von hochmolekularem PVP zu einer deutlich schwammartigeren Struktur der Membran führt.

Diese unterschiedlichen Morphologie spiegeln sich auch in den Membranparametern Permeabilität und Rückhalt wieder, größere Poren bewirken höheren Durchfluss aber geringere Trennschärfe.

Untersuchungen des Einflusses hydrophiler Additive auf die Eigenschaften von Ultrafiltrationsmembranen