[發明專利]基于選擇性溶脹法制備嵌段共聚物中空纖維膜的方法

在審

• 申請號: 202010126875.1
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111318174A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 汪勇;鐘丁磊;周潔梅
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01D69/08
• 分類號: B01D69/08;B01D69/02;B01D71/80;B01D67/00;A61M1/18
• 代理公司: 北京兆君聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11333
• 代理人: 劉俊玲

1.一種基于選擇性溶脹制備嵌段共聚物中空纖維膜的方法，包括：

1)以兩親嵌段共聚物為成膜材料，通過熔融紡絲制備得到致密的中空纖維；

2)將1)所得中空纖維浸沒于溶脹劑中，在55-70℃水浴加熱下處理0-5h；處理結束后將所述中空纖維立即取出干燥，得到雙連續開孔結構的中空纖維膜。

2.權利要求1所述的方法，其特征在于：1)所述的兩親嵌段共聚物由嵌段A和嵌段B組成(A-B)，其中所述嵌段A選自聚砜(PSF)或聚苯乙烯(PS)中的任意一種，所述嵌段B選自聚乙二醇(PEG)、聚環氧乙烷(PEO)、聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)或聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)中的任意一種，所述兩親嵌段共聚物的總分子量為5-20萬道爾頓；優選所述的嵌段A是聚砜(PSF)，且所述的嵌段B是聚乙二醇(PEG)。

3.權利要求2所述的方法，其特征在于：所述的兩親嵌段共聚物及其分子量為PSF₇₅-PEG₂₀、PS₅₅-P2VP_18.5或PS_124.2-PDMAEMA_23.6，單位為千道爾頓。

4.權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟1)所述的熔融紡絲是將固態的所述兩親嵌段共聚物熔融后，使用單螺桿或雙螺桿擠出機經噴絲頭制成所述中空纖維。

5.權利要求4所述的方法，其特征在于：所述熔融溫度為100-210℃，優選170-180℃。

6.權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2)所述溶脹劑為醇類溶劑、醇類溶劑與極性溶劑的混合溶劑、或羧酸類溶劑。

7.權利要求6所述的方法，其特征在于：所述醇類溶劑選自甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇、異丙醇、乙二醇或丙三醇中的任意一種或兩種以上的組合物；優選乙醇或正丙醇；所述極性溶劑選自丙酮、甲苯或四氫呋喃中的任意一種或兩種以上的組合物；優選丙酮或甲苯；所述的羧酸類溶劑選自甲酸、乙酸、丙酸或丁酸中的任意一種或兩種以上的混合物；優選乙酸。

8.權利要求6所述的方法，其特征在于：所述的醇類溶劑與極性溶劑的混合溶劑為乙醇或正丙醇與極性溶劑構成的混合溶劑，且所述極性溶劑占混合溶劑的比例為0-50wt％；更優選極性溶劑占混合溶劑的比例為10wt％-25wt％；所述的極性溶劑進一步優選自丙酮、四氫呋喃或甲苯中的任意一種，即正丙醇與丙酮的混合溶劑、正丙醇與四氫呋喃的混合溶劑、或者正丙醇與甲苯的混合溶劑；最優選含20wt％丙酮的正丙醇丙酮混合溶劑、含20wt％四氫呋喃的正丙醇四氫呋喃混合溶劑、或者含20wt％甲苯的正丙醇甲苯混合溶劑。

9.權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟2)所述溶脹溫度為55℃、60℃、65℃或70℃；所述溶脹時間為1h、2h或3h；進一步優選的方案中，步驟2)所述的溶脹溫度為65℃且溶脹時間為1h。

10.權利要求1所述的方法，其特征在于，具體步驟如下：

1)熔融紡絲過程

將固態的嵌段共聚物塊體在高溫下加熱熔融得到熔融聚合物，將所述熔融聚合物用單螺桿或雙螺桿擠出機經噴絲頭制成所述中空纖維；所述的兩親嵌段共聚物由嵌段A和嵌段B組成(A-B)，其中所述嵌段A選自聚砜(PSF)或聚苯乙烯(PS)中的任意一種，所述嵌段B選自聚乙二醇(PEG)、聚環氧乙烷(PEO)、聚(2-乙烯基吡啶)(P2VP)或聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)中的任意一種；其中所述的嵌段B占所述兩親嵌段共聚物總質量的百分比為10-40％；所述兩親嵌段共聚物的總分子量為5-20萬道爾頓；

2)選擇性溶脹開孔過程

將步驟1)所得兩親嵌段共聚物中空纖維置于裝有正丙醇與極性溶劑構成的溶脹劑的容器中，隨即將其放于55-70℃水浴加熱下處理0-5h，從而產生開孔結構，之后在一定溫度下干燥，得到雙連續多孔結構的兩親嵌段共聚物中空纖維膜。