[发明专利]具有侧链亲水基的亲水滤膜与其制备及使用方法

说明书

本申请案涉及一种具有侧链亲水基的亲水滤膜与相关制备及使用方法。所描述亲水聚合物(包含呈含有亲水聚合物的滤膜形式)具有侧链离子基；及制备具有侧链离子基的所述亲水聚合物与衍生物膜及过滤器的方法；及一种使用所述滤膜来过滤例如液体化学品的流体以从所述流体移除多余材料的方法。

技术领域

下文描述涉及包含具有侧链离子基的亲水聚合物的多孔聚合物滤膜；制作所述滤膜及包含此滤膜的过滤器的方法；及使用所述滤膜来过滤例如液体化学品的流体以从所述流体移除多余材料的方法。

背景技术

过滤器产品是现代工业必不可少的工具，其用来从有用流体流移除多余材料。使用过滤器处理的有用流体包含水、液体工业溶剂及处理流体、用于制造或处理(例如，在半导体制造中)的工业气体、以及具有医疗或制药用途的液体。从流体移除的多余材料包含杂质及污染物，例如颗粒、微生物及溶解的化学物种。过滤器应用的特定实例包含将其与液体材料一起用于半导体及微电子装置制造。

为了执行过滤功能，过滤器包含滤膜，所述滤膜负责从穿过所述滤膜的流体移除多余材料。根据需要，滤膜可呈平板的形式，其可为缠绕的(例如，螺旋形)、扁平的、褶状的或盘状的。滤膜可替代地呈中空纤维的形式。滤膜可经容纳在外壳内或以其它方式经支撑使得经过滤的流体通过过滤器入口进入且需要在经过过滤器出口之前经过滤膜。

滤膜可由具有可基于过滤器的用途(即，由过滤器执行的过滤类型)选择的平均孔径的多孔结构构成。典型孔径在微米或亚微米范围内，例如从约0.001微米到约10微米。具有从约0.001微米到约0.05微米的平均孔径的滤膜有时被分类为超滤膜。具有约0.05微米与10微米之间的孔径的滤膜有时被称为微孔滤膜。

具有微米或亚微米范围孔径的滤膜可有效地通过筛分机制或非筛分机制或两者而从流体流移除多余材料。筛分机制是其中通过将颗粒机械地保持在滤膜的表面上来从液体流移除颗粒的过滤模式，其用以机械地干扰颗粒的运动且将颗粒保留在过滤器内，从而机械地防止颗粒流过过滤器。通常，颗粒可大于过滤器的孔。“非筛分”过滤机制是其中滤膜以非完全机械的方式(例如，其包含静电机制，其中颗粒或溶解的杂质被静电地吸引到过滤器表面并保留在过滤器表面处且从流体流移除)保留通过滤膜的流体流中含有的悬浮颗粒或溶解材料的过滤模式；颗粒可溶解，或可为具有小于过滤介质的孔的粒径的固体。

从溶液移除离子材料(例如溶解的阴离子或阳离子)在许多工业(例如微电子工业)中是重要的，其中非常低浓度的离子污染物及颗粒会不利地影响微处理器及存储器装置的质量及性能。可通过非筛分过滤机制、通过由吸引溶解的离子材料的聚合物材料制成的微孔滤膜来移除溶解的离子材料。此类微孔滤膜的实例由化学惰性的低表面能聚合物(如超高分子量聚乙烯(“UPE”)、聚四氟乙烯、尼龙等)制成。由于将尼龙形成为展现高渗透性的滤膜的能力及由于尼龙的良好非筛分过滤行为，尼龙滤膜特定用于半导体处理工业中的各种不同过滤应用中。

发明内容

由亲水聚合物(例如尼龙)制成的滤膜用于半导体及微电子工业中的各种过滤应用。尼龙可制成为展现高渗透性、亲水性及良好非筛分过滤性能的滤膜。尼龙聚合物具有取决于尼龙的类型且有助于尼龙聚合物的非筛分过滤性质的固有表面电荷。如果可在滤膜的总体流动性质及过滤性质损失最小的情况下将额外带电官能基添加到滤膜，那么可改善亲水聚合物(例如尼龙)的非筛分过滤性质。

一种对聚合物的表面进行改性的一般模式是将官能(离子)团接枝到聚合物表面上。然而，用于将离子键带电基接枝到聚合物上的技术未必有效地允许接枝到所有类型的聚合物上。许多接枝技术涉及使用具有疏水性质的光引发剂。为了将官能基接枝到具有疏水表面的聚合物(例如聚乙烯)上，使用疏水光引发剂可很好地起作用。对于其它聚合物，尤其是展现亲水表面的聚合物(例如尼龙)，这些技术效果不佳(如果有用的话)。