[发明专利]聚芳醚膜

说明书

发明领域

概括地讲，本发明涉及亲水性膜，更详细地讲，涉及亲水性聚芳醚膜。

发明背景

水性介质的液体过滤膜可为中空纤维或平板构造且必须具有多孔性、亲水性，具有优良的机械性质以在制造和使用期间支承该膜，且必须具有足够的热性质以防止膜在高温处理期间降解。此外，这些膜必须具有非特异性蛋白结合性，以使膜沾污减至最少。膜沾污是一个主要的顾虑，由于通量下降而引起效率降低，引起高清洁和维修成本和短膜寿命。

典型膜材料为疏水的且需要添加剂来使膜更具亲水性。聚砜具有液体过滤膜所必需的机械和热性质，但这些聚合物亲水性不足。为了改善其亲水性，已经将聚砜与诸如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的亲水性聚合物共混。然而，PVP为水溶性的且从多孔聚合物基质中缓慢浸出，引起产物变化性。

因此，对于长久服务寿命来说，需要具有优良的热、机械性质和改善的抗沾污性的亲水性多孔膜。

发明概述

在一个实施方案中，膜包含具有包含来自结构I或结构II中的至少一种的单元的酰胺官能团的聚芳醚：

其中R₁和R₂为单独基团或共价连接以形成环状部分，R₁和R₂各自独立地选自氢、C₁-C₂₀烷基、C₃-C₃₀芳基和被取代的C₃-C₃₀芳基；

R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷和R⁸各自独立地为硝基、C₁-C₁₂烷基、C₃-C₃₀芳基或其组合；

Y为氢、C₁-C₂₀烷基或C₃-C₃₀芳基；

k为约0-约10；

a、b、c、d、e和f各自独立地为0、1、2、3或4；且

m和n各自独立地为0或1。

各种实施方案提供包含具有酰胺官能团的聚芳醚的膜，所述聚芳醚具有亲水性且具有优良的机械和热性质以及改善的抗沾污性。所述具有酰胺官能团的聚芳醚具有亲水性，但不可溶于水且不会从膜中浸出。

附图简述

图1为聚酰胺砜膜的扫描电子显微照片图像(条620nm)。

图2为相转化的聚酰胺砜膜的扫描电子显微照片图像(条20μm)。

发明详述

除非上下文明确规定，否则单数形式“一个/种”和“该”包括复数个指示物。叙述相同特征的所有范围的端点可以独立地组合并将所叙述的端点包括在内。所有参考文献都通过引用结合到本文中来。

本文叙述的任何数值都包括以一个单位的增量从下限值到上限值的所有值，条件是在任一下限值和任一上限值之间存在至少2个单位的间隔。例如，如果叙述组分的量或诸如温度、压力、时间等的工艺变量的值例如为1-90，那么目的是将诸如15-85、22-68、43-51、30-32等的值明确列举在本说明书中。对于小于1的值，将一个单位视情况视为0.0001、0.001、0.01或0.1。这些只是被视为在本申请中以类似方式明确说明的在所列举的最低值和最高值之间的数值的特定意图的和所有可能的组合的实例。

结合数量使用的修饰语“约”将所说明的值包括在内且具有由上下文规定的含义(例如，包括与特定数量的测量相关的公差范围)。

“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，或者随后确定的材料可能存在或者可能不存在，并且该描述包括其中发生该事件或情况或其中存在该材料的情况和其中不发生该事件或情况或其中不存在该材料的情况。

在一个实施方案中，膜包含具有包含来自结构I或结构II中的至少一种的单元的酰胺官能团的聚芳醚：

其中R₁和R₂为单独基团或共价连接以形成环状部分，R₁和R₂各自独立地选自氢、C₁-C₂₀烷基、C₃-C₃₀芳基和被取代的C₃-C₃₀芳基；