[发明专利]经由受控制收缩制造的高保持性聚酰胺中空纤维膜

说明书

本文中描述一种聚酰胺中空纤维膜，及制作且使用所述中空纤维膜的方法。所述聚酰胺中空纤维膜具有从约5L/m²h巴到约150L/m²h巴的异丙醇渗透率，及针对具有从约1nm到约25nm的标称直径的颗粒的约100％的颗粒排斥百分比。本文中所描述的所述聚酰胺中空纤维膜例如对于光致抗蚀剂过滤尤其有用。

相关申请案

特此依据35 U.S.C.§119主张2016年6月27日申请的第62/355,001号美国临时专利申请案的优先权权利。第62/355,001号美国临时专利申请案的揭示内容是以引用的方式出于所有目的而全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及制造具有针对小颗粒的高保持性的聚酰胺中空纤维膜。

背景技术

聚酰胺中空纤维膜已经制造用于多种应用，包含透析、水过滤及医药及半导体过滤。通常，聚酰胺中空纤维膜是由浸没浇铸纺丝或热诱导式相分离(TIPS)制成。由于聚酰胺在室温下不溶于许多溶剂中，因此必须在浸没浇铸工艺中使用例如甲酸的强溶剂。从处理立场，这既不环保也不合意。TIPS工艺更为良性，但所需高温使得难以形成中空纤维，这是因为粘度在较高温度下明显降低。

TIPS已用于制造聚酰胺中空纤维，但所得中空纤维都未展示极小颗粒的高保持率。例如，第8,800,783号美国专利揭示一种通过TIPS制造的聚酰胺中空纤维膜。所形成中空纤维膜具有100％的0.1微米(100nm)颗粒排斥百分比。然而，未提及较小测试颗粒(例如5nm或25nm测试颗粒)的高保持率。

第US 2003/0159984号美国专利申请公开案揭示一种用于使用热诱导式液体-液体相分离制造聚酰胺膜的方法。一种包括针对聚酰胺的溶剂及非溶剂的聚酰胺及溶剂系统的溶液通过模具被挤出且借助冷却介质被冷却，借此发生相分离且富聚合物相固化以形成膜结构。所形成中空纤维膜具有0.57微米的最大孔直径，如由使用异丙醇的起泡点测量所确定。未报告颗粒排斥测试。

第4,666,607号美国专利揭示一种用于制造聚酰胺中空纤维膜的方法及设备。工艺包含通过具有管腔填充介质的中空纤维喷嘴将溶解于溶剂中的聚酰胺在高温下挤出到具有冷却液体的专门设计的管中以形成多孔成形主体。所得纤维具有0.29微米的最大孔大小，如由使用乙醇的起泡点测量所确定。未报告颗粒排斥测试。

因此，需要一种用于制造聚酰胺中空纤维膜的工艺，所述聚酰胺中空纤维膜对流体流动开放且针对具有小于100nm的标称直径的颗粒具有高保持率。

发明内容

本文中描述一种聚酰胺中空纤维膜及制作且使用所述中空纤维膜的方法，例如，将中空纤维膜用于光致抗蚀剂过滤、透析、废水处理、蛋白质纯化及气体吸附。所述聚酰胺中空纤维膜具有从约5L/m²h巴到约150L/m²h巴的异丙醇渗透率及针对具有从约1纳米(nm)到约25nm的标称直径的颗粒的约100％的颗粒排斥百分比。

本文中还描绘一种流体分离模块。所述流体分离模块包括：外壳，其具有馈入端口及渗透端口；及分离元件，其定位于所述外壳中。所述分离元件将所述外壳划分为第一容积及与所述第一容积流体密封的第二容积，且包括多个聚酰胺中空纤维膜。每一聚酰胺中空纤维膜具有第一端部分及第二端部分、对流体流动开放的管腔及从约5L/m²h巴到约150L/m²h巴的异丙醇渗透率及针对具有从约1nm到约25nm的标称直径的颗粒的约100％的颗粒排斥百分比。所述馈入端口与所述第一容积流体连通及所述渗透端口与所述第二容积流体连通。馈入到所述馈入端口中的流体的至少一部分渗透所述多个聚酰胺中空纤维膜且借此形成从所述渗透端口流出的渗透物。