[发明专利]基于聚(2,5-苯并咪唑)、共聚物和被取代的聚苯并咪唑的聚合物层状中空纤维膜

权利要求书

1.一种包含一至三个聚合物层的聚合物层状纤维膜，其中

i.用于第一层的聚合物选自聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)或聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)共聚物，或被取代的聚苯并咪唑(PBI)或其共混物；

ii.用于第二层的聚合物选自单独的聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯醚、乙酸纤维素或其组合；和

iii.用于第三层的聚合物选自硅橡胶、乙基纤维素、poly(phyneleneoxide)、聚(四甲基双酚-A-异对苯二甲酸酯)或聚[1-(三甲基硅烷基)-1-丙炔；

其中所述膜的一层是第一层的聚合物；

其中所述膜是中空纤维并且基本上是无孔的。

2.根据权利要求1所述的聚合物膜，其中所述聚(2,5-苯并咪唑)(ABPBI)共聚物选自ABPBI-PBI-共聚物、ABPBI-被取代的PBI-共聚物或ABPBI-萘二甲酸基PBI-共聚物。

3.根据权利要求1所述的聚合物膜，其中所述被取代的聚苯并咪唑选自叔丁基取代的聚苯并咪唑、六氟异亚丙基取代的聚苯并咪唑、二甲基取代的聚苯并咪唑或二叔丁基苄基取代的聚苯并咪唑。

4.根据权利要求1所述的聚合物膜，其中所述膜可用于以选择性的方式分离或运输溶剂、溶质、酸、碱、化学物质和气体。

5.一种用于制备根据权利要求1所述的聚合物膜的方法，所述方法包括以下步骤：

a)通过将所述第一聚合物溶解在溶剂或溶剂混合物中，然后在60至120℃范围的温度下搅拌所述混合物1至72小时的时间来制备第一掺杂溶液；

b)通过将第二聚合物溶解在溶剂中，然后在60至90℃范围的温度下搅拌所述反应混合物1至72小时的时间来制备第二掺杂溶液；

c)对步骤(a)的所述第一掺杂溶液和步骤(b)的所述第二掺杂溶液进行干喷/湿法纺丝过程以获得聚合物层状中空纤维膜；和

d)用第三聚合物涂覆步骤(c)的所述膜以获得三层膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述溶剂选自吡啶、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲烷磺酸、硫酸、磷酸、多磷酸、甲酸、丙酮、四氢呋喃或其混合物。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一聚合物选自聚(2,5-苯并咪唑)或聚(2,5-苯并咪唑)共聚物或被取代的聚苯并咪唑；其中所述被取代的聚苯并咪唑选自叔丁基取代的聚苯并咪唑、六氟异亚丙基取代的聚苯并咪唑、二甲基取代的聚苯并咪唑、二叔丁基苄基取代的聚苯并咪唑。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二聚合物选自单独的聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、聚苯醚、乙酸纤维素，或其组合。

9.根据权利要求5所述的方法，其中所述第三聚合物选自硅橡胶、乙基纤维素、poly(phyneleneoxide)、聚(四甲基双酚-A-异对苯二甲酸酯)或聚[1-(三甲基甲硅烷基)-l-丙炔。