[发明专利]亲水嵌段共聚物和由其制备的膜

说明书

发明背景

芳族聚合物，如聚砜、聚醚砜、聚(酞嗪醚砜酮)、聚(对苯硫醚)、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚氧化亚苯基(polyphenylene oxide)、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚醚醚酮，由于它们的化学稳定性、可加工性、机械强度、柔韧性和热稳定性，可用于制备多孔膜。因为这些聚合物通常是疏水性的，由这些聚合物制备的膜是疏水性的，因此缺乏所需的表面性质，如润湿性、低蛋白质吸附、抗血栓和受控表面化学反应。

已经进行了尝试来改进由芳族聚合物制成的膜的一种或多种表面性质。例如，已用高能辐射或等离子体处理膜以赋予亲水性。在其他实例中，已将亲水性单体接枝到疏水性膜的表面。也已经进行了尝试来用水溶性聚合物如聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮涂覆疏水性膜。然而，以上改进性质、特别是亲水性的尝试具有一个或多个缺点，如缺乏再现性、缺乏改性稳定性和/或孔堵塞。

上述表明，对于由芳族疏水性聚合物形成的亲水性膜以及对于赋予由芳族疏水性聚合物形成的膜以亲水性的方法，存在未能满足的需要。

发明概述

本发明提供了一种亲水性嵌段共聚物，其可用于赋予由芳族疏水性聚合物形成的膜以亲水性。

本发明提供式A-B-A(I)或者A-B(II)的嵌段共聚物，其中嵌段A是：(i)烯丙基缩水甘油醚的聚合物，所述聚合物具有烯丙基；或者(ii)烯丙基缩水甘油醚的聚合物，其中所述烯丙基中的一个或多个被1，2-二羟基丙基或式-(CH₂)_a-S-(CH₂)_b-X的基团代替，其中a为3且b为1至3，并且X选自酸性基团、碱性基团、阳离子、阴离子、两性离子、卤素、羟基、酰基、酰氧基、烷基硫基、烷氧基、醛基、酰氨基、氨基甲酰基、脲基、氰基、硝基、环氧基、式-C(H)(COOH)(NH₂)的基团和式-C(H)(COOH)(NHAc)的基团或其盐；并且嵌段B是芳族疏水性聚合物链段。

本发明还提供一种制备嵌段共聚物的方法，包括：(i)提供具有一种或多种末端官能团的芳族疏水性聚合物链段；和(ii)在碱的存在下，在所述芳族疏水性聚合物链段上进行烯丙基缩水甘油醚的开环聚合。任选地，烯丙基中的一个或多个被亲水性基团代替，以产生亲水性共聚物。

本发明还提供包含如上所述的芳族疏水性聚合物和嵌段共聚物的多孔膜，和制备这种多孔膜的方法。

本发明具有以下优点中的一个或多个。它提供了用于调节多孔膜中期望的亲水性程度的简便方法。不同亲水性程度的嵌段共聚物由芳族疏水性聚合物制备。该嵌段共聚物的组成可容易地通过公知的技术表征。使用该嵌段共聚物制备的多孔膜的可萃取物低。嵌段共聚物对于芳族疏水性聚合物具有强的附着力。多孔膜对于处理条件如高压处理、蒸汽处理和异丙醇(IPA)萃取是稳定的。

附图的几个视图的简要说明

图1A描述了根据本发明一个实施方案由PES和PES-PolyAGE的共混物制备的多孔膜截面的SEM图像。图1B描述了图1A中描述的截面的更高倍放大SEM图像。

图2A描述了根据本发明一个实施方案由PES和PES-MPS的共混物制备的多孔膜截面的SEM图像。图2B描述了图2A中描述的截面的更高倍放大SEM图像。

图3示出亲水性多孔膜的微结构。1表示芳族疏水性聚合物，2表示根据本发明一个实施方案的嵌段共聚物的芳族疏水性聚合物链段，3表示嵌段共聚物的亲水性聚合物链段。

图4A描述了根据本发明一个实施方案的膜截面的SEM图像。图4B描述了图4A中描述的图像的更高倍放大SEM图像。

发明详述

根据一个实施方案，本发明提供一种式A-B-A(I)或者A-B(II)的嵌段共聚物，包含嵌段A和B，

其中嵌段A是：

(i)烯丙基缩水甘油醚的聚合物，所述聚合物具有烯丙基；或者

(ii)烯丙基缩水甘油醚的聚合物，其中所述烯丙基中的一个或多个被1，2- 二羟基丙基或式-(CH₂)_a-S-(CH₂)_b-X的基团代替，其中a为3且b为1至3，并且X选自酸性基团、碱性基团、阳离子、阴离子、两性离子、卤素、羟基、酰基、酰氧基、烷基硫基、烷氧基、醛基、酰氨基、氨基甲酰基、脲基、氰基、硝基、环氧基、式-C(H)(COOH)(NH₂)的基团和式-C(H)(COOH)(NMAc)的基团或其盐；和