[发明专利]交联的纤维素膜

说明书

发明背景

已知多孔纤维素膜用于多种应用如微滤、超滤、反渗透、气体分离和诊断。已经尝试改进这样的膜的一种或多种性质，例如，表面或本体性质。例如，已将亲水单体接枝到膜表面。还已尝试用水溶性聚合物如羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮涂覆所述膜。然而，上述尝试具有一个或多个缺点，例如缺乏可重现性、缺乏改性的稳定性和/或孔堵塞。已尝试改性或改进这样的膜的一种或多种性质，例如，包括反应性官能团和/或带电基团。还已尝试改进一种或多种本体性质如耐化学品性、机械强度或辐射稳定性。

尽管进行了这些尝试，仍存在对改性或改进这种膜的一个或多个性质的未满足的需求，例如，提高亲水性，包括反应性官能团或带电基团，提高耐化学性，提高机械强度和/或辐射稳定性。

发明简述

本发明提供交联的多孔膜，特别是交联的亲水纤维素多孔膜。因此，本发明提供一种交联的多孔膜，其包括纤维素材料和

(a)式A-B-A(I)或A-B(II)的嵌段共聚物，

其中嵌段A为(i)包括聚甘油或聚(烯丙基缩水甘油醚)的亲水性聚合物链段；(ii)缩水甘油与烯丙基缩水甘油醚的共聚物，所述共聚物具有一个或多个烯丙基；或(iii)缩水甘油与烯丙基缩水甘油醚的共聚物，其中所述共聚物的烯丙基的一个或多个已被1，2-二羟丙基或式-(CH₂)_a-S-(CH₂)_b-X的基团替代，其中a为3，b为1至3，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；以及

嵌段B为芳族疏水性聚合物链段；或

(b)Q，其为芳族疏水性结构部分；

其中Q或所述嵌段聚合物连接至所述纤维素材料上以形成交联的多孔膜。

有利地，本发明使得根据需要容易地调整多孔膜的亲水性和本体性质成为可能。所述交联的多孔膜耐某些有机溶剂、酸、碱和辐射。

附图简介

图1A描述了在纤维素的再生和交联之前，由醋酸纤维素和聚醚砜的嵌段共聚物制备的多孔膜的表面的SEM显微照片，和图1B描述了在再生纤维素和交联之后，所述多孔膜的SEM显微照片。

图2描述了根据本发明的一个实施方式的制备交联的多孔膜的交联反应方案，其中交联通过溴鎓中间体进行。

图3描述了根据本发明的一个实施方式的制备交联的多孔膜的交联反应方案，其中交联通过环氧中间体进行。

图4描述了根据本发明的一个实施方式的制备交联的多孔膜的交联反应方案，其中交联通过辐射诱导的自由基形成进行。

图5描述了根据本发明的一个实施方式的制备交联的多孔膜的交联反应方案，其中交联通过使用多羧酸进行。

图6描述了根据本发明的一个实施方式的制备交联的多孔膜的交联反应方案，其中交联通过使用表氯醇进行。

发明详述

根据一个实施方式，本发明提供一种交联的多孔膜，其包含纤维素材料和

(a)式A-B-A(I)或A-B(II)的嵌段共聚物，

其中嵌段A为(i)包含聚甘油或聚(烯丙基缩水甘油醚)的亲水性聚合物链段；(ii)缩水甘油与烯丙基缩水甘油醚的共聚物，所述共聚物具有一个或多个烯丙基；或(iii)缩水甘油与烯丙基缩水甘油醚的共聚物，其中所述共聚物的烯丙基的一个或多个已被1，2-二羟丙基或式-(CH₂)_a-S-(CH₂)_b-X的基团替代，其中a为3，b为1至3，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；以及

嵌段B为芳族疏水性聚合物链段；或

(b)Q，其为芳族疏水性结构部分；

其中Q或所述嵌段聚合物连接至所述纤维素材料上，以形成交联的多孔膜。

根据一个实施方式，所述纤维素材料是纤维素聚合物、纤维素低聚物或纤维素单体。