[發(fā)明專利]聚合物分離膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680055132.8
• 申請日: 2006-06-27
• 公開（公告）號: CN101472671A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設計）人: 花川正行;峰岸進一
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗株式會社
• 主分類號: B01D71/34
• 分類號: B01D71/34;B01D71/16;B01D71/44;B01D71/52
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁業(yè)平;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及聚合物分離膜，該聚合物分離膜適合用作水處理(例 如，飲用水生產(chǎn)、水凈化處理或廢水處理)領域以及制藥領域、食品 相關工業(yè)領域、帶電膜領域、燃料電池領域和血液凈化膜領域中的過 濾膜。

背景技術(shù)

近年來，用于分離的聚合物膜被用作各種領域中的過濾膜，例 如，用于諸如飲用水生產(chǎn)、水凈化處理或廢水處理之類的水處理領域， 或用于食品相關工業(yè)。在諸如飲用水生產(chǎn)、水凈化處理或廢水處理之 類的水處理領域中，采用分離膜代替現(xiàn)有技術(shù)中的砂濾工藝或絮凝沉 淀工藝來進行過濾以除去水中的雜質(zhì)。此外，在食品工業(yè)領域中，采 用分離膜以除去用于發(fā)酵的酵母，或者用于濃縮液體。

聚合物分離膜被用于上述的多個領域，并且在諸如水凈化處理 或廢水處理之類的水處理領域中，由于需要過濾的水的量較大，因此 需要進一步改善其透水能力。更高的透水能力可以減少用于過濾的膜 的面積，從而使過濾裝置更加緊湊并且降低設備成本，另一個優(yōu)點是 有利于減少更換膜所需的費用和安裝所需的占地面積。

另外，在水凈化處理領域中，也需要所述分離膜具有耐化學品 性，這是因為為了對透過水進行滅菌或為了防止在膜表面發(fā)生生物淤 積，可能會向膜組件內(nèi)的水中加入諸如次氯酸鈉之類的殺菌劑，或者 用酸、堿、氯或表面活性劑洗滌膜本身。

另外，在制備城市用水的領域中，諸如來源于動物排泄物的隱 性牙孢蟲菌之類的耐氯的病原微生物不能通過水凈化工廠的處理被 完全清除，并且其會轉(zhuǎn)移到處理后的水中(這種情況在20世紀90 年代以來就已經(jīng)發(fā)現(xiàn))，為了防止產(chǎn)生這類問題，需要分離膜具有足 夠的分離性能，使得所要從源水中除去的物質(zhì)不會轉(zhuǎn)移到處理后的水 中，并且需要分離膜具有高的物理強度，使得即使在連續(xù)的過濾過程 中也不會導致膜破裂或纖維斷裂。

如上所述，需要分離膜具有優(yōu)異的分離性能、化學強度(尤其 是耐化學品性)、物理強度和滲透性能。因此，兼具化學強度(耐化 學品性)和物理強度的由聚偏二氟乙烯樹脂形成的分離膜被用于各種 領域中。

然而，構(gòu)成聚偏二氟乙烯分離膜的聚偏二氟乙烯樹脂基本上是 疏水性的，并具有這樣的缺點：其膜表面可能會由于疏水性相互作用 而被污染。尤其是在制藥工藝中，當這種膜被用來分離或凈化諸如蛋 白質(zhì)之類的生理活性物質(zhì)時，該物質(zhì)被吸附在膜表面上而導致發(fā)生變 性，從而引起回收率的降低以及由膜孔堵塞造成的過濾速度的急劇降 低。

為了避免這樣的缺陷，人們已經(jīng)考慮通過將由聚偏二氟乙烯樹 脂形成的分離膜進行親水化以改善其耐沾污性，并且已經(jīng)提出了一些 親水化技術(shù)。例如，專利文獻JP-A-57-174104提出了這樣的技術(shù)： 通過化學反應引入聚乙烯亞胺聚合物、從而將疏水性的樹脂膜親水 化。然而，由于通過該技術(shù)引入的親水性聚合物含有帶電基團，因此， 該技術(shù)對于含有帶電物質(zhì)(尤其是作為兩性電解質(zhì)的蛋白質(zhì)、或地表 水中存在的腐殖質(zhì))的溶液是相當不利的。

另外，也有人提出了利用能夠與聚偏二氟乙烯樹脂相混合的聚 醋酸乙烯酯或醋酸纖維素來進行親水化的方法。

專利文獻JP-A-61-257203提出了由通過將聚醋酸乙烯酯和聚偏 二氟乙烯樹脂混合而形成的樹脂組合物來制備分離膜的方法。然而， 混合有可表現(xiàn)出親水性的量的聚醋酸乙烯酯的分離膜具有這樣的缺 點：在(例如)采用酸、堿或氯進行化學洗滌后，分離膜的物理強度 會顯著降低。此外，為了提高強度而使厚度增加的話，分離膜會表現(xiàn) 出較低的滲透性，這樣就難以達到實用上所必需的滲透性能。