[发明专利]聚合物共混物隔膜

说明书

本发明涉及一种由高分子量聚偏二氟乙烯(PVDF)(580,000Mw)与低分子量聚偏氟乙烯(580,000Mw)的共混物形成的隔膜。与从单一Mw的PVDF形成的隔膜相比，从共混物制成的平均孔径从5nm至100微米的多孔隔膜示出了改善的透水性。

分案申请说明

本申请系申请日为2012年08月01日、国际申请号为PCT/US2012/049091、进入中国国家阶段后的国家申请号为201280038571.3、题为“聚合物共混物隔膜”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及一种由高分子量聚偏二氟乙烯(PVDF)(580,000Mw)与低分子量聚偏二氟乙烯(580,000Mw)的共混物形成的隔膜。与从单一Mw的PVDF形成的隔膜相比，从共混物制成的平均孔径从5nm至100微米的多孔隔膜示出了改善的透水性。

发明背景

对于在全球基础上供应淡水以满足不断扩展的人口的需求存在着一种日益增长的需要。人们积极地采用各种各样的隔膜技术来满足这一需要。微滤(MF)和超滤(UF)被用于净化地表水以便饮用、预处理咸水和海水用于反渗透、以及在排放到环境中之前处理废水(尤其是在膜生物反应器中)。

聚偏二氟乙烯(PVDF)对MF和UF隔膜是一种优选的聚合物材料，这是因为它的优异的耐化学性，尤其是对在水的净化中使用的氧化剂和卤素而言。PVDF还便于通过溶液流延(或熔体流延)而处理成多孔隔膜。PVDF在微滤(标称孔径0.1μm至0.2μm)方面是充分开发的。传统PVDF隔膜的问题是，对于经济的使用而言透水性可能会太低，特别是在获得干净水受到严重限制的第三世界发展中国家。随着纯水的法规变得日益严格，转向了要求微滤隔膜在0.1μm以下进行过滤，从而去除病毒颗粒。更小孔径的附加要求进一步降低了渗水性，使得对于更高渗透性PVDF隔膜对未来纯化的需求至关重要。

现已发现，使用高与低分子量PVDF的共混物配制PVDF隔膜提供了在相同孔径下增加水流量。

发明概述

本发明涉及一种多孔隔膜，该多孔隔膜包括

a.从1-99重量百分比的非常高分子量(580,000Mw，如尺寸排阻色谱法所测量)的聚偏二氟乙烯，以及

b)从99-1重量百分比的更低分子量PVDF(580,000Mw，如尺寸排阻色谱法所测量)，

c)以及从0至40重量百分比的其他添加剂，

其中该隔膜的孔的范围可以从5nm最高达100微米。

发明的详细说明

本发明涉及高分子量PVDF与低分子量PVDF的共混物用于形成聚合物隔膜的用途。高分子量PVDF具有大于580,000克/摩尔的重均分子量(Mw)和大于220,000克/摩尔的数均分子量(Mn)。低分子量PVDF具有小于580,000克/摩尔、优选在150,000与550,000克/摩尔之间的重均分子量(Mw)和小于220,000克/摩尔的数均分子量(Mn)。Mw和Mn是通过尺寸排阻色谱法测量的。在一个实施方式中，可以执行单一的PVDF聚合以产生具有高分子量和低分子量部分(其中分子量在上述范围内)的双峰分布。

高分子量聚合物在共混物中的水平为按重量计在1与99百分比之间，优选按重量计从20至80百分比并且更优选按重量计从30至70百分比，其中低Mw PVDF的水平在99-1重量百分比，优选从80至20重量百分比，并且更优选从70至30重量百分比。