[发明专利]形成非对称膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成非对称膜的方法。

背景技术

膜可用于其中某些物质被阻留并且其他物质被允许穿过膜的分离工艺中。一些膜应用包括，例如，在食品和饮料、医药、医疗、汽车、电子、化学、生物技术以及乳品行业中的使用。

非对称膜已有所描述。已利用在长波长紫外线辐射源下加入光阻断剂(photoblocker)和高浓度光引发剂来形成非对称膜。

发明内容

本发明提供了形成非对称膜的方法。

在一个方面，提供了形成非对称膜的方法。该方法包括提供具有第一主表面和第二主表面的多孔基材。该方法包括将可聚合组合物施加至多孔基材以提供经涂布的多孔基材。可聚合组合物包含至少一种可聚合物质和至少一种光引发剂。该方法包括使经涂布的多孔基材暴露于峰值发射波长低于340nm的紫外线辐射源以聚合可聚合物质来提供非对称膜。非对称膜具有保留在多孔基材内的聚合材料。第一主表面处的聚合材料的浓度大于第二主表面处的聚合材料的浓度。

附图说明

图1为利用长波长紫外线辐射源照射的多孔基材的示意图。

图2为利用峰值发射波长低于340nm的紫外线辐射源照射的多孔基材的示意图。

具体实施方式

由端点表述的数值范围包括包含在该范围内的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。

如本说明书和附带的权利要求书中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非所述内容另外明确指出。因此，例如，包含“化合物”的组合物这一表达方式包括两种或更多种化合物的混合物。除非所述内容另外明确指出，否则本说明书和所附权利要求书中使用的术语“或”的含义通常包括“和/或”的含义。

除非另外指明，否则说明书和权利要求书中所使用的所有表达数量或成分、性质量度等的数值在一切情况下均应理解成由术语“约”所修饰。

紫外线辐射源能有效用于引发和聚合可聚合组合物，以提供保留在多孔基材内的聚合材料。可聚合组合物中的可聚合物质可在多孔基材的孔内聚合。一定梯度浓度的聚合材料可保留在遍及多孔基材厚度的至少一部分上以提供非对称膜。在一些实施例中，可选择低波长的紫外线辐射源将辐射递送到经涂布的多孔基材。递送至第一主表面的辐照度大于递送在第二主表面的辐照度。随着辐射行进并且在前进穿过经涂布的多孔基材的厚度的过程中被吸收，辐照度会降低。在暴露于紫外线辐射源期间，与存在于第二主表面处的可聚合组合物相比，位于第一主表面处的可聚合组合物可接收到较高的辐照度。

本发明的方法提供了形成高通量非对称膜(相对于相同组合物的对称膜)的连续性方法。术语“非对称的”是指下述膜，其中膜的一面与另一面的孔径和结构不相同。非对称膜的孔为由聚合材料部分填充的(如，凝胶填充的)。在无氧(O₂)环境下利用峰值发射波长低于340nm的紫外线辐射源来照射经涂布的多孔基材的一面，可导致保留在多孔基材内的聚合材料的非对称分布。该过程可在无需加入1)高浓度的光引发剂和/或2)光阻断剂以及无需施加长波长辐射源的情况下完成。例如，本文形成的非对称膜在水软化应用中具有高通量和良好的滤盐率。

多孔基材为具有从一个表面向另一个表面延伸的互连通道网的材料。这些互连通道提供了待过滤液体必须穿过的曲折通路。

在本发明的方法中，具有第一主表面、孔(如，空隙)和第二主表面的多孔基材可选自多种材料，前提条件是多孔基材为可涂布的(如，能够具有施加到基材厚度的至少一部分上的可聚合组合物)或可适于为可涂布的，并且包括开口或孔。多孔基材的第一主表面是指紧邻紫外线辐射源的表面。将第二主表面，或者第一主表面的相对表面，设置为相对紫外线辐射源的距离大于第一主表面相对紫外线辐射源的距离。