[发明专利]耐溶剂性聚合物膜

说明书

技术领域

本发明涉及耐溶剂性聚合物膜，和涉及用于制备这些膜的方法。

背景技术

聚合物膜广泛地用于分离技术，应用领域朝向始终更需要的应用方面连续扩展。苛性溶剂(harsh solvents)在不同应用中的使用要求高耐溶剂性聚合物膜。使用聚合物如聚酰亚胺和聚芳砜的常规聚合物膜不是充分耐热和耐苛性溶剂的。

在聚合物技术中用于提高耐化学品性的一般方式是使所述聚合物交联。交联是一种方法，在此期间两个或更多个聚合物链通过节点彼此连接，称为交联。交联可以是物理性的，其中交联是晶体、半晶体聚合物或嵌段共聚物的固有物理性质的一部分，其中分散相的微晶或晶畴充当物理交联。通常，具有物理交联的聚合物膜展现出差的耐溶剂性。

通过例如热处理引发的化学反应形成化学交联。WO2007/125367 A1 (IMP INNOVATIONS)公开了通过相转化从聚酰亚胺形成的膜，所述聚酰亚胺然后通过添加胺交联剂进行交联，该胺交联剂与聚酰亚胺的酰亚胺基反应，形成酰胺键。作者要求保护在DMF, NMP, DCM和1,4-二氧杂环己烷中稳定的膜。类似方法由WO2008/138078 A1 (KU Leuven)公开。

WO2010/111755 A2 (KU Leuven)公开了用于通过添加交联剂至聚酰亚胺聚合物浇注溶液中或至相转化凝结介质中来制备交联的聚酰亚胺纳米过滤膜的简化方法。

通常，要求后热处理完成聚合物膜的热交联，造成制造这些膜与辊对辊(roll to roll)制造技术更少地相容。另外，交联仅可以针对某些特定聚合物，如聚酰亚胺。将在聚合物膜中使用的不可交联的聚合物改性为可交联共聚物不仅代表经济不利(penalization)，而且经常导致在膜的其他性质中的不期望改变。

UV照射已经用于膜技术中，其用于改性膜表面从而提高膜性质如渗透性和选择性。US5468390 (RENSSELAER POLYTECH)公开了通过将聚芳砜膜置于溶解于溶剂中的亲水性乙烯基单体存在中并然后将其暴露于紫外线来改性聚芳砜膜表面的方法。所得超滤和微滤膜展示出低污染性。膜污染是其中颗粒沉积在膜表面上或沉积在膜孔中从而降低膜性能的方法。

US2003209487 A1 (RENSSELAER POLYTECH)公开了通过将膜浸入单体溶液中并将其暴露于波长为280nm至300 nm的UV照射从而改性聚醚砜膜的方法。类似方法由US2005139545 A1 (RENSSELAER POLYTECH)公开，其用于将聚醚砜或聚砜膜与各种单体如丙烯酸、N-乙烯基-2-吡咯烷酮和2-羟乙基-甲基丙烯酸酯光接枝；还由US2002161066 A1 (University of Toulouse)公开，其用于通过浸在包含丙烯酸的溶液中并将其暴露于UV光来制备中空纤维聚砜膜。

在另一个方式中，(共)聚合物的共混物用于制备聚合物膜。US5885456 (MILLIPORE)公开了用于制备包含聚砜聚合物与聚砜聚合物和聚合单体的接枝共聚物的共混物的UF或MF膜的方法。通过浇注包含聚醚砜和可聚合单体的溶液，随后将浇注膜暴露于UV照射获得接枝共聚物膜。凝结之后获得的膜展现出高亲水性表面。

US5079272 (MILLIPORE)公开了制备由疏水性聚合物和聚合和交联亲水性单体组合物的相互渗透聚合物网络形成的多孔膜的方法。将所述聚合物和单体组合物的溶液浇注，暴露于紫外线辐射，凝结并干燥。将所得干燥膜退火从而使其表面呈亲水性。

UV照射已经用于上述膜技术以合成具有亲水性表面的相互渗透聚合物网络，并合成共聚物膜。在这些方式中，将亲水性单体加入掺杂物(dope)溶液中。将掺杂物溶液浇注、UV照射并最后凝结以获得膜。然而，在其耐有机溶剂性上具有很少信息或没有信息。例如通过热交联制备充分耐溶剂性膜的其他方法要求特别设计的(共)聚合物或后热处理步骤，造成这些方式昂贵并从经济角度看对其兴趣较少。

因此，仍然需要充分惰性的膜设计，其可获自工业可得化合物并与辊对辊制造方法相容。

发明的公开内容

发明概述

令人惊讶地发现，上述问题可以通过单一步骤方法解决：通过在多孔基材上涂布含有膜聚合物和具有至少两个自由基可聚合基团的多官能疏水性单体或低聚物的可辐射固化组合物，然后按顺序通过相转化和辐射固化。

本发明的一个目的是提供用于制备聚合物膜的方法，所述聚合物膜显示出改善的耐溶剂性，更具体地为与辊对辊涂布相容的制备方法。在后者中，连续制备在涂布生产线中整合的膜成为可能。