[发明专利]具有通道的高通量膜

说明书

发明背景

聚合物膜用于过滤多种流体。然而，存在对提供高通量性能的膜的需要。

本发明提供了改善现有技术的至少一些缺陷的方法。本发明的这些和其它的优点从列于下面的描述中将是显而易见的。

发明概述

本发明的实施方案提供了具有第一和第二多孔部分的膜，其中所述第一部分具有比所述第二部分更开放的孔结构，其中所述第一多孔部分包括通过除去引入的纤维(例如，通过沥滤)制备的通道。在一个实施方案中，所述膜提供无菌过滤。

在另一个实施方案中，提供了聚合微孔膜，其包含：(a)第一微孔表面；(b)第二微孔表面；和(c)主体，其在第一表面和第二表面之间；其中所述主体包含：包括所述第一微孔表面的第一多孔部分和包括所述第二微孔表面的第二多孔部分；和(i)所述第一部分包含至少第一组和第二组不同的受控孔结构，所述第一组孔结构包含通道；和(ii)所述第二部分包含第三组受控孔结构，其中所述第三组孔结构具有比所述第二组受控孔结构更小的平均孔径。通常地，所述膜包含互相整合地结合的至少第一层和第二层，所述第一层包含所述第一多孔部分，且所述第二层包含所述第二多孔部分。在优选的实施方案中，通过引入纤维并沥滤所述纤维且形成所述第一多孔部分制备所述第一组受控孔结构。通常地，所述第一组受控孔结构包含具有至少约4的长度比直径的长径比的通道。

在另一个实施方案中，通过本发明提供制备所述膜的方法、使用所述膜的方法和包括所述膜的设备。

附图简述

图1示出了根据本发明的实施方案的膜的SEM剖面图。图1A示出具有包含通道(以纵视图示出)的第一组受控孔结构的第一部分，和第二组受控孔结构，和具有第三组受控孔结构的第二部分，其中所述第三组受控孔结构具有比所述第二组受控孔结构更小的平均孔径。图1B示出了垂直于在图1A中示出的通道视图的通道视图。

图2(图2A-2C)示出根据本发明的膜的其他实施方案的SEM剖面图，其中图2A和2B示出缠绕的通道。图2A也示出具有至少约4的长度比直径的长径比的通道，且图2B和2C示出总的来说垂直于在图2A中示出的通道视图的通道视图。

发明详述

根据本发明的实施方案，提供具有第一和第二多孔部分的膜，其中所述第一部分具有比所述第二部分更开放的孔结构，且其中所述第一多孔部分包括通过去除引入的纤维产生的通道。

在另一个实施方案中，提供了聚合微孔膜，其包含：(a)第一微孔表面；(b)第二微孔表面；和(c)主体，其在所述第一表面和第二表面之间；其中所述主体包含：包括所述第一微孔表面的第一多孔部分和包括所述第二微孔表面的第二多孔部分；和i)所述第一部分包含至少第一组和第二组不同的受控孔结构，所述第一组孔结构包含通道；和(ii)所述第二部分包含第三组受控孔结构，其中所述第三组孔结构具有比所述第二组受控孔结构更小的平均孔径。通常地，所述膜包含互相整合地结合的至少第一层和第二层，所述第一层包含所述第一多孔部分，且所述第二层包含所述第二多孔部分。在优选的实施方案中，所述第一组受控孔结构通过在制备所述第一多孔部分中引入纤维且除去(例如，沥滤)所述纤维制备。通常地，所述第一组受控孔结构包含具有至少约4，例如，范围为约4至约20，优选地，范围为约5至约15的长度比直径的长径比的通道。

在通常的实施方案中，所述膜包含互相整合地结合的至少两层，例如，以使得所述膜在通常的工艺条件下不分层。

通常地，所述膜的第一部分包含范围为所述层的总厚度的约25％至约80％的厚度，且所述膜的第二部分包含范围为所述层的总厚度的约75％至约20％的厚度；更优选地，所述膜的第一部分包含范围为所述膜的总厚度的约50％至约70％的厚度，且所述膜的第二部分包含范围为所述膜的总厚度的约50％至约30％的厚度。

根照本发明，提供具有可以为特定应用优化的孔结构的膜。例如，在所述膜生产期间引入具有期望的尺寸的固体纤维，且随后将所述纤维去除(例如，溶解)，提供所述第一组受控孔结构，例如，具有范围为预订尺寸范围的通道，同时也形成所述第二组受控孔结构，例如，在所述膜的更上游的部分(所述膜的第一多孔部分)的预订尺寸的孔(由不存在纤维的的相转化得到)，允许不毁坏且不堵塞所述膜的流通部分并产生高通量的侧向流动。因此，可以“调整”所述膜的该部分(例如，所述“上游层”)的孔结构。