[发明专利]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颗粒(例如，通过沥滤)制备的孔。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，所述第一组比所述第二组具有更大的孔径；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比所述第一组具有更小的孔径。通常，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，通过引入颗粒并沥滤所述颗粒且形成所述第一多孔部分来制备所述第一组受控孔结构。

在其他的实施方案中，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是根据本发明实施方案的膜的SEM剖面图，示出具有更开放的孔结构的第一部分，和具有截留细菌的孔结构的第二部分。

图2示出根据本发明的、使用不同浓度的颗粒制备的膜的其他实施方案(图2B-2D)，与没有使用颗粒制备的膜比较(图2A)。

图3示出根据本发明的、使用不同粒径制备的膜的其他实施方案(图3A-3C)，与没有使用颗粒制备的膜比较(图3D)。

图4(4A-4B)是根据本发明实施方案的膜的SEM剖面图(包括所述膜的区段的放大图；图4B)，示出第一多孔部分和第二多孔部分，所述第一多孔部分具有第一组和第二组不同的受控孔结构，所述第一组具有比所述第二组更大的孔径，且(ii)所述第二部分包含第三组受控孔结构，其中所述第三组受控孔结构具有比所述第一组和所述第二组更小的孔径。图4也示出包含额外组的受控孔结构的所述第一部分，所述额外组具有比所述第二组更小的孔径。

发明详述

根据本发明实施方案，提供具有第一和第二多孔部分的膜，其中所述第一部分比所述第二部分具有更开放的孔结构，且其中所述第一多孔部分包括通过去除引入的颗粒制备的孔。

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，所述第一组比所述第二组具有更大的孔径；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比所述第一组具有更小的孔径。通常，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，在制备所述第一多孔部分中，所述第一组受控孔结构通过引入颗粒且除去(例如，沥滤)所述颗粒制备。通常，所述第一组受控孔结构包含具有长度比直径的长径比范围为约1至约3的孔。

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操作条件下不分层。

通常，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75％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25％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40％至约50％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60％至约50％的厚度。

根据本发明，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颗粒，且随后将所述颗粒去除(例如，溶解)，提供所述第一组受控孔结构，例如，更大预订尺寸的孔，同时也形成所述第二组受控孔结构，例如，由相转化得到的(没有颗粒的存在)在所述膜的更上游的部分(所述膜的第一多孔部分)的更小预订尺寸的孔，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。