[發明專利]用于生產具有疏水接枝涂層的塑料制品的方法以及所述塑料制品

在審

• 申請號: 201380069797.4
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN104902988A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發明（設計）人: H·馬圖斯查維斯基;U·謝德勒
• 申請（專利權）人: 普利安聚合物制備分析與應用公司
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D71/26;B01D71/42;B01D61/02;B01D61/36
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龔頤雯;胡時冶

本發明涉及一種用于生產塑料制品的方法，所述塑料制品包括聚合基質及共價鍵合到基質的三維疏水聚合物結構。本發明進一步涉及一種由此方法生產的塑料制品，其尤其可為分離膜。

塑料制品表面的化學性質和/或物理性質通常不適于或不完全適于該塑料制品的預期用途。為此，對聚合物表面進行化學或物理改性是公知的。特別地，通常使表面具有共價地(通過化學鍵的方式)或通過物理相互作用非共價地連接到該制品(基質)的聚合材料的涂層。

對表面改性特別關注的技術領域是用于材料分離的膜(分離膜)，特別為(尤其是用于超濾或納米過濾的)濾膜或滲透蒸發膜。濾膜，由于其大小，用于從液體介質中分離物質并將其濃縮。例如，超濾膜分離出粒徑范圍在0.01μm至0.1μm之間的顆粒或大分子物質，而納米過濾用于分離出直徑范圍在0.001μm至0.01μm(1nm至10nm)之間的顆粒或分子。為此，濾膜具有合適的孔徑。另一方面，滲透蒸發膜將二種液體介質彼此分開。特別地，通過使微量組分擴散穿過膜并在膜的另一側蒸發，將所述微量組分(例如，雜質)從液體介質(幾種液體組分的混合物)中去除。滲透蒸發膜和納米過濾膜基本上不可滲透。使用滲透蒸發的典型實例是從有機溶劑中去除水。在過濾和滲透蒸發技術的語境中，穿過所述膜的組分被稱為滲透物，存留在所述膜的另一側的液體介質被稱為保留物。

分離膜的性質必須適合于特定的分離問題。例如，為從介質中分離出疏水性物質，通常需要疏水膜。然而，用于分離膜的許多聚合物材料是親水性的，以致必須對膜的表面進行改性以使其變得疏水，從而分離出疏水性材料。另一方面，膜在其相應環境中當然必須是化學穩定的。特別地，其必須不溶于所用的介質，膨脹不能不受控制，即不能吸收或溶解(大量的)液體/溶劑或氣體、或與之發生化學反應。為此，通常也必須對表面進行改性。

為了生產不滲透的納米過濾或滲透蒸發膜，以獲得類似不能滲透的多孔結構的方式涂覆超濾膜是公知的。通常，如上所述，涂層的類型適合于膜的預期用途。

DE19507584C2描述一種用于對分離膜、特別是復合膜的表面進行改性的方法，該復合膜包括(例如由聚偏氟乙烯制成的)載體膜、和聚二甲硅氧烷(PDMS)的粘合(非共價地附著)涂層。為了增加膜的耐溶劑性并減少其在所使用的溶劑中的可膨脹性，膜受到低能電子照射，使硅樹脂分離層交聯。

由EP0811420A可知，一種將接枝聚合層應用于聚合載體膜的方法是公知的。為此，在載體膜上涂覆光引發劑，其被光激發之后，能通過奪取氫而在聚合物表面產生自由基(radicals)。隨后，膜被放置在單體溶液中并且暴露于紫外線中，以使得單體與聚合物表面上產生的自由基發生共價反應并在形成鍵合到膜的聚合物鏈時聚合。

EP1102623A(＝DE19836108A)描述了為了非均相接枝共聚而改變用于載體材料的光引發劑的親水性或疏水性。

已經證實，使用已知接枝共聚方法生產疏水層是不可能的，或僅在不能令人滿意的程度上可能。

因此，本發明的目的是要提出一種用于生產具有一個疏水接枝涂層的塑料制品的方法，其中疏水涂層由高程度嫁接完成。其目的在于，以這種方式生產的物品，特別是分離膜，具有相應地高度疏水性。

這個目的是通過具有獨立權利要求的特征的一種方法和塑料制品實現的。

本發明的方法包括以下的步驟：

(a)在聚合基質表面上負載能被熱激活或被光激發的引發劑，并且該引發劑適用于，在激活之后，在基質的表面，即在基質的聚合物上，生成自由基，所述引發劑從基質表面的第一溶劑被吸附；

(b)在基質上負載至少一種能夠聚合的疏水、聚合或單體接枝試劑，其中從該基質上已基本去除第一溶劑且引發劑已吸附于該基質上，該接枝試劑，作為均聚物，在25℃下與水的靜態接觸角至少為75°，并且適于在形成共價鍵的同時與基質表面上產生的自由基反應；所述接枝試劑在沒有溶劑的情況下使用或在有機、第二溶劑中使用，基質在第一溶劑中的溶解度和/或膨脹高于其在接枝試劑中或在第二溶劑與接枝試劑的混合物中的溶解度和/或膨脹；

(c)通過使用適當波長的光來輻射負載了引發劑和接枝試劑的基質表面來激發引發劑，或者通過供應熱量來激活引發劑，以使引發劑在基質表面上產生自由基且接枝試劑形成共價鍵合到基質表面的(三維)聚合物結構。