[發(fā)明專利]具有通道的高通量膜

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410203000.1
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104307384B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發(fā)明（設計）人: W·K·威克斯瓦特;韓賓兵
• 申請（專利權）人: 帕爾公司
• 主分類號: B01D71/06
• 分類號: B01D71/06;B01D69/02;B01D67/00;B01D61/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 柳冀

發(fā)明背景

聚合物膜用于過濾多種流體。然而，存在對提供高通量性能的膜的需要。

本發(fā)明提供了改善現(xiàn)有技術的至少一些缺陷的方法。本發(fā)明的這些和其它的優(yōu)點從列于下面的描述中將是顯而易見的。

發(fā)明概述

本發(fā)明的實施方案提供了具有第一和第二多孔部分的膜，其中所述第一部分具有比所述第二部分更開放的孔結(jié)構(gòu)，其中所述第一多孔部分包括通過除去引入的纖維(例如，通過瀝濾)制備的通道。在一個實施方案中，所述膜提供無菌過濾。

在另一個實施方案中，提供了聚合微孔膜，其包含：(a)第一微孔表面；(b)第二微孔表面；和(c)主體，其在第一表面和第二表面之間；其中所述主體包含：包括所述第一微孔表面的第一多孔部分和包括所述第二微孔表面的第二多孔部分；和(i)所述第一部分包含至少第一組和第二組不同的受控孔結(jié)構(gòu)，所述第一組孔結(jié)構(gòu)包含通道；和(ii)所述第二部分包含第三組受控孔結(jié)構(gòu)，其中所述第三組孔結(jié)構(gòu)具有比所述第二組受控孔結(jié)構(gòu)更小的平均孔徑。通常地，所述膜包含互相整合地結(jié)合的至少第一層和第二層，所述第一層包含所述第一多孔部分，且所述第二層包含所述第二多孔部分。在優(yōu)選的實施方案中，通過引入纖維并瀝濾所述纖維且形成所述第一多孔部分制備所述第一組受控孔結(jié)構(gòu)。通常地，所述第一組受控孔結(jié)構(gòu)包含具有至少約4的長度比直徑的長徑比的通道。

在另一個實施方案中，通過本發(fā)明提供制備所述膜的方法、使用所述膜的方法和包括所述膜的設備。

附圖簡述

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方案的膜的SEM剖面圖。圖1A示出具有包含通道(以縱視圖示出)的第一組受控孔結(jié)構(gòu)的第一部分，和第二組受控孔結(jié)構(gòu)，和具有第三組受控孔結(jié)構(gòu)的第二部分，其中所述第三組受控孔結(jié)構(gòu)具有比所述第二組受控孔結(jié)構(gòu)更小的平均孔徑。圖1B示出了垂直于在圖1A中示出的通道視圖的通道視圖。

圖2(圖2A-2C)示出根據(jù)本發(fā)明的膜的其他實施方案的SEM剖面圖，其中圖2A和2B示出纏繞的通道。圖2A也示出具有至少約4的長度比直徑的長徑比的通道，且圖2B和2C示出總的來說垂直于在圖2A中示出的通道視圖的通道視圖。

發(fā)明詳述

根據(jù)本發(fā)明的實施方案，提供具有第一和第二多孔部分的膜，其中所述第一部分具有比所述第二部分更開放的孔結(jié)構(gòu)，且其中所述第一多孔部分包括通過去除引入的纖維產(chǎn)生的通道。

在另一個實施方案中，提供了聚合微孔膜，其包含：(a)第一微孔表面；(b)第二微孔表面；和(c)主體，其在所述第一表面和第二表面之間；其中所述主體包含：包括所述第一微孔表面的第一多孔部分和包括所述第二微孔表面的第二多孔部分；和i)所述第一部分包含至少第一組和第二組不同的受控孔結(jié)構(gòu)，所述第一組孔結(jié)構(gòu)包含通道；和(ii)所述第二部分包含第三組受控孔結(jié)構(gòu)，其中所述第三組孔結(jié)構(gòu)具有比所述第二組受控孔結(jié)構(gòu)更小的平均孔徑。通常地，所述膜包含互相整合地結(jié)合的至少第一層和第二層，所述第一層包含所述第一多孔部分，且所述第二層包含所述第二多孔部分。在優(yōu)選的實施方案中，所述第一組受控孔結(jié)構(gòu)通過在制備所述第一多孔部分中引入纖維且除去(例如，瀝濾)所述纖維制備。通常地，所述第一組受控孔結(jié)構(gòu)包含具有至少約4，例如，范圍為約4至約20，優(yōu)選地，范圍為約5至約15的長度比直徑的長徑比的通道。

在通常的實施方案中，所述膜包含互相整合地結(jié)合的至少兩層，例如，以使得所述膜在通常的工藝條件下不分層。

通常地，所述膜的第一部分包含范圍為所述層的總厚度的約25％至約80％的厚度，且所述膜的第二部分包含范圍為所述層的總厚度的約75％至約20％的厚度；更優(yōu)選地，所述膜的第一部分包含范圍為所述膜的總厚度的約50％至約70％的厚度，且所述膜的第二部分包含范圍為所述膜的總厚度的約50％至約30％的厚度。

根照本發(fā)明，提供具有可以為特定應用優(yōu)化的孔結(jié)構(gòu)的膜。例如，在所述膜生產(chǎn)期間引入具有期望的尺寸的固體纖維，且隨后將所述纖維去除(例如，溶解)，提供所述第一組受控孔結(jié)構(gòu)，例如，具有范圍為預訂尺寸范圍的通道，同時也形成所述第二組受控孔結(jié)構(gòu)，例如，在所述膜的更上游的部分(所述膜的第一多孔部分)的預訂尺寸的孔(由不存在纖維的的相轉(zhuǎn)化得到)，允許不毀壞且不堵塞所述膜的流通部分并產(chǎn)生高通量的側(cè)向流動。因此，可以“調(diào)整”所述膜的該部分(例如，所述“上游層”)的孔結(jié)構(gòu)。