[发明专利]亲水性共聚物和膜

说明书

本发明涉及一种制备聚芳基醚砜‑聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)的方法通，过转化反应混合物(R_G)来进行，所述反应混合物(R_G)包括尤其是至少一种芳族二卤代砜、至少一种包含三甲基氢醌的二羟基组分以及至少一种聚环氧烷。本发明还涉及通过本发明的方法可获得的聚芳基醚砜‑聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)，涉及其在膜(M)中的用途，以及涉及包含所述聚芳基醚砜‑聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)的膜(M)。此外，本发明还涉及一种制备膜(M)的方法。

本发明涉及一种通过转化反应混合物(R_G)来制备聚芳基醚砜-聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)的方法，所述反应混合物(R_G)包括尤其是至少一种芳族二卤代砜、至少一种包含三甲基氢醌的二羟基组分以及至少一种聚环氧烷。本发明还涉及通过本发明的方法可获得的聚芳基醚砜-聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)，涉及其在膜(M)中的用途，以及涉及包含所述聚芳基醚砜-聚环氧烷嵌段共聚物(PPC)的膜(M)。此外，本发明还涉及一种制备膜(M)的方法。

聚亚芳基醚砜聚合物是高性能热塑性塑料，其特征是高耐热性、良好的机械性能和固有的阻燃性(E.M.Koch，H.-M.Walter，Kunststoffe 80(1990)1146；E.，Kunststoffe 80，(1990)1149，N.Inchaurondo-Nehm，Kunststoffe 98，(2008)190)。聚亚芳基醚砜聚合物具有高的生物相容性，因此也用作形成透析膜的材料(N.A.Hoenich，K.P.Katapodis，Biomaterials 23(2002)3853)。

聚亚芳基醚砜聚合物可尤其是通过氢氧化物法形成，其中首先由二羟基组分和氢氧化物形成盐，或通过碳酸盐法形成。

关于通过氢氧化物法形成聚亚芳基醚砜聚合物的一般信息尤其可在R.N.Johnson等人，J.Polym.Sci.A-15(1967)2375中找到，而碳酸盐法记载于J.E.McGrath等人，Polymer25(1984)1827中。

在一种或多种碱金属或铵的碳酸盐或碳酸氢盐的存在下，由芳族二卤代化合物和芳族双酚或其盐在非质子溶剂中形成聚亚芳基醚砜聚合物的方法是本领域技术人员已知的且记载于例如EP-A 297 363和EP-A 135 130中。

高性能热塑性塑料例如聚亚芳基醚砜聚合物通过缩聚反应形成，所述缩聚反应通常在高的反应温度下在极性非质子溶剂(例如DMF(二甲基甲酰胺)、DMAc(二甲基乙酰胺)、环丁砜、DMSO(二甲基亚砜)和NMP(N-甲基吡咯烷酮))中进行。

Rose等人，Polymer1996，第37卷，第9期，第1735-1743页记载了在碳酸钾的存在下，使用尤其是三甲基氢醌和4-二氯二苯基砜制备磺化的甲基化的聚亚芳基醚砜。在氮气气氛下在环丁砜和甲苯的存在下进行聚合。所述聚合需要彻底移除水和高反应温度。

DE 3614753记载了包含聚亚芳基醚醚砜单元和聚亚芳基砜单元的聚亚芳基醚砜的制备。公开了一种包含基于衍生自二羟基化合物的单元的总量计12.5摩尔％的衍生自三甲基氢醌的单元的共聚物。

聚亚芳基醚砜聚合物在聚合物膜中的应用越来越重要。膜材料分为聚合材料和非聚合材料两大类。聚合物膜具有相对低的成本并易于加工成工业应用中的中空纤维膜，因而被广泛用于气体分离。另一方面，基于陶瓷、纳米颗粒、金属有机骨架、碳纳米管、沸石等的非聚合物膜倾向于具有更好的热稳定性和化学稳定性并且对气体分离具有更高的选择性。然而，它们的机械脆性、相当大的成本、难以控制孔径大小和难以形成无缺陷层的缺点可能使其在商业上不那么有吸引力。

此外，膜分为致密膜和多孔膜。

致密膜几乎不包含孔隙且特别用于气体分离。多孔膜包含直径范围为1至10000nm的孔隙，并且主要用于微滤、超滤和纳滤。特别地，多孔膜适合作为透析膜和作为用于水净化的膜。