[發明專利]一種聚合物大孔濾膜及制備方法

無效

• 申請號: 01110076.1
• 申請日: 2001-03-29
• 公開（公告）號: CN1377725A
• 公開（公告）日: 2002-11-06
• 發明（設計）人: 陳兆安;鄧麥村;商振華;張偉;李京華;魏桂林
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/68;B01D71/64
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 汪惠民

本發明屬于一種聚合物大孔濾膜及制備方法。

目前使用的聚合物濾膜有高度非對稱性，孔徑主要為1-5μm，兩表面開孔孔徑比達10∶1或更高，表面間為非對稱的支撐層，在成膜工藝上，有意在空氣中吸濕分相凝膠不很完全時浸入水中，以形成皮層，形成高度非對稱結構，比如US?Pat.6110369、US?Pat.5979670及US?Pat.5846422的發明，這些專利技術以聚合物(主要為聚砜)，溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜等溶劑中，添加適量非溶劑(醇、烷、酮類)，以7-28％的聚合物，0-30％(w/v)的非溶劑，于空氣中吸濕凝膠再浸入水中，制備有高度非對稱性的大孔膜，膜的兩表面開孔孔徑比可達10∶1或更高，兩表面間為非對稱的多孔支撐結構，其皮層開孔主要孔徑為1-5μm；US?Pat.6045899以親水疏水聚合物共混，制得具有一定親水性的高度非對稱結構的微濾膜，皮層開孔孔徑為0.1-10μm，皮層下為非對稱結構的多孔支持層，孔徑向下不斷增大，在另一表面開孔孔徑為皮層孔徑的5-1000倍。為獲得非對稱結構，成膜過程為在空氣中停留2-20秒，即浸入水中浸漬，以得到高度非對稱結構。這些方法所制的膜其皮層孔一般低于10μm，刻意追求高度的非對稱結構。

本發明的目的是提供一種聚合物大孔濾膜及制備方法，該制備方法的優點是操作簡便，所得膜結構獨特。

本發明是采用以下技術方案來實現上述目的的：

本發明提供的聚合物大孔濾膜由多孔區域和貫通的大孔孔道構成，多孔區域以小孔連通或不連通，開孔基本為柱形孔，略有曲折，孔徑隨孔道延伸基本不變。

本發明提供的制備方法是：以疏水聚合物膜材料、溶劑及非溶劑組成(質量百分比)分別為疏水聚合物7-15％、溶劑50-80％、非溶劑5-30％，并添加親水性高分子添加劑1-3％，刮涂膜液于無孔支撐層上，厚度300-500μm，以干濕法成膜，即于30-60℃，相對濕度50-80％的空氣中吸濕沉淀15-30min，待分相基本完成后浸入水中交換溶劑及去除不必要的組分，固化膜結構。

在上述的制備方法中，疏水聚合物膜材料為聚醚砜、聚砜或聚醚酰亞胺疏水聚合物；溶劑為二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；非溶劑為揮發性的酮類、醇類與不揮發性的多元醇類；親水性高分子添加劑為聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇。

更具體地說，在上述的制備方法中，揮發性的酮類為丙酮；揮發性的醇類為乙醇；非揮發性的多元醇類為甘油或一縮二乙二醇。

本發明以疏水聚合物為膜材料，添加親水性高分子及適量非溶劑，以干濕法制備的大孔膜，殘留的親水高分子使膜具有一定的親水性，孔結構已無法用皮層、支撐層來劃分，而是由多孔區域和貫通的大孔孔道構成，多孔區域以小孔連通或不連通，開孔基本為柱形孔，略有曲折，孔徑隨孔道延伸基本不變，與核孔膜略有相似。所得膜用于懸浮液的處理，可防止顆粒滯留于孔內而造成的污染，易于反洗再生。用于血液凈化，可令血細胞自由通過而不引起損害，對殘留親水高分子的基團加以親和改性，可從血液中選擇性除去致病因子。本發明制備的膜厚70-100μm，孔徑為5-20μm，泡點壓力為0.005MPa。

下面結合實施例對本發明作詳細說明。

實施例1、聚醚砜膜材料15％，混合溶劑80％，丙酮30％，一縮二乙二醇30％，聚乙烯基吡咯烷酮3％，配制膜液，刮涂膜液于玻璃板上，厚為500μm，于60℃，相對濕度80％的空氣中吸濕沉淀30min，待分相基本完成后浸入水中。

實施例2、聚砜膜材料7％，混合溶劑50％，丙酮5％，甘油與一縮二乙二醇1∶1混合液5％，聚乙烯基吡咯烷酮1％，配制膜液，刮涂膜液于玻璃板上，厚為300μm，于30℃，相對濕度50％的空氣中吸濕沉淀15min。其余條件同實施1。

實施例3、聚醚酰亞胺膜材料10％，混合溶劑65％，丙酮18％，甘油18％，聚乙烯醇2％，配制膜液，刮涂膜液于玻璃板上，厚為400μm，于45℃，相對濕度65％的空氣中吸濕沉淀20min。其余條件同實施1。

本發明以聚醚砜、聚砜、聚醚酰亞胺等疏水聚合物為膜材料，并添加親水性高分子添加劑PVP、PVA等與非溶劑作為大孔的致孔劑，且親水高分子殘留于膜中增加膜的親水性，制得有一定親水性的大孔濾膜，所成膜孔徑為5-20μm，結構獨特，孔道基本為柱形，略有曲折，膜結構已不是一般情況下的皮層、支撐層結構，而是由在成膜中的微胞所形成的多孔區域和貫通的大孔孔道構成，其中多孔區域有小孔連通或不連通，膜的大孔孔徑隨孔道延伸基本不變，膜易于反洗再生，還可對殘留的PVP、PVA的活性基團進行接枝共聚及親和改性，固定配基，用于凈化血液，去除血液中的致病因子，而不損傷血細胞。