专利名称：一种聚合物大孔滤膜及制备方法
技术领域：
本发明属于一种聚合物大孔滤膜及制备方法。
目前使用的聚合物滤膜有高度非对称性，孔径主要为1-5μm，两表面开孔孔径比达10∶1或更高，表面间为非对称的支撑层，在成膜工艺上，有意在空气中吸湿分相凝胶不很完全时浸入水中，以形成皮层，形成高度非对称结构，比如US Pat.6110369、US Pat.5979670及US Pat.5846422的发明，这些专利技术以聚合物(主要为聚砜)，溶于二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等溶剂中，添加适量非溶剂(醇、烷、酮类)，以7-28％的聚合物，0-30％(w/v)的非溶剂，于空气中吸湿凝胶再浸入水中，制备有高度非对称性的大孔膜，膜的两表面开孔孔径比可达10∶1或更高，两表面间为非对称的多孔支撑结构，其皮层开孔主要孔径为1-5μm；US Pat.6045899以亲水疏水聚合物共混，制得具有一定亲水性的高度非对称结构的微滤膜，皮层开孔孔径为0.1-10μm，皮层下为非对称结构的多孔支持层，孔径向下不断增大，在另一表面开孔孔径为皮层孔径的5-1000倍。为获得非对称结构，成膜过程为在空气中停留2-20秒，即浸入水中浸渍，以得到高度非对称结构。这些方法所制的膜其皮层孔一般低于10μm，刻意追求高度的非对称结构。
本发明的目的是提供一种聚合物大孔滤膜及制备方法，该制备方法的优点是操作简便，所得膜结构独特。
本发明是采用以下技术方案来实现上述目的的本发明提供的聚合物大孔滤膜由多孔区域和贯通的大孔孔道构成，多孔区域以小孔连通或不连通，开孔基本为柱形孔，略有曲折，孔径随孔道延伸基本不变。
本发明提供的制备方法是以疏水聚合物膜材料、溶剂及非溶剂组成(质量百分比)分别为疏水聚合物7-15％、溶剂50-80％、非溶剂5-30％，并添加亲水性高分子添加剂1-3％，刮涂膜液于无孔支撑层上，厚度300-500μm，以干湿法成膜，即于30-60℃，相对湿度50-80％的空气中吸湿沉淀15-30min，待分相基本完成后浸入水中交换溶剂及去除不必要的组分，固化膜结构。
在上述的制备方法中，疏水聚合物膜材料为聚醚砜、聚砜或聚醚酰亚胺疏水聚合物；溶剂为二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；非溶剂为挥发性的酮类、醇类与不挥发性的多元醇类；亲水性高分子添加剂为聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇。
更具体地说，在上述的制备方法中，挥发性的酮类为丙酮；挥发性的醇类为乙醇；非挥发性的多元醇类为甘油或一缩二乙二醇。
本发明以疏水聚合物为膜材料，添加亲水性高分子及适量非溶剂，以干湿法制备的大孔膜，残留的亲水高分子使膜具有一定的亲水性，孔结构已无法用皮层、支撑层来划分，而是由多孔区域和贯通的大孔孔道构成，多孔区域以小孔连通或不连通，开孔基本为柱形孔，略有曲折，孔径随孔道延伸基本不变，与核孔膜略有相似。所得膜用于悬浮液的处理，可防止颗粒滞留于孔内而造成的污染，易于反洗再生。用于血液净化，可令血细胞自由通过而不引起损害，对残留亲水高分子的基团加以亲和改性，可从血液中选择性除去致病因子。本发明制备的膜厚70-100μm，孔径为5-20μm，泡点压力为0.005MPa。
下面结合实施例对本发明作详细说明。
实施例1、聚醚砜膜材料15％，混合溶剂80％，丙酮30％，一缩二乙二醇30％，聚乙烯基吡咯烷酮3％，配制膜液，刮涂膜液于玻璃板上，厚为500μm，于60℃，相对湿度80％的空气中吸湿沉淀30min，待分相基本完成后浸入水中。
实施例2、聚砜膜材料7％，混合溶剂50％，丙酮5％，甘油与一缩二乙二醇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，厚为300μm，于30℃，相对湿度50％的空气中吸湿沉淀15min。其余条件同实施1。
实施例3、聚醚酰亚胺膜材料10％，混合溶剂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，厚为400μm，于45℃，相对湿度65％的空气中吸湿沉淀20min。其余条件同实施1。
本发明以聚醚砜、聚砜、聚醚酰亚胺等疏水聚合物为膜材料，并添加亲水性高分子添加剂PVP、PVA等与非溶剂作为大孔的致孔剂，且亲水高分子残留于膜中增加膜的亲水性，制得有一定亲水性的大孔滤膜，所成膜孔径为5-20μm，结构独特，孔道基本为柱形，略有曲折，膜结构已不是一般情况下的皮层、支撑层结构，而是由在成膜中的微胞所形成的多孔区域和贯通的大孔孔道构成，其中多孔区域有小孔连通或不连通，膜的大孔孔径随孔道延伸基本不变，膜易于反洗再生，还可对残留的PVP、PVA的活性基团进行接枝共聚及亲和改性，固定配基，用于净化血液，去除血液中的致病因子，而不损伤血细胞。
权利要求
1.一种聚合物大孔滤膜，其特征在于，所述的膜孔结构是由多孔区域和贯通的大孔孔道构成，多孔区域以小孔连通或不连通，开孔基本为柱形孔，略有曲折，孔径随孔道延伸基本不变，并且孔径为5-20μm。
2.一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于以疏水聚合物膜材料、溶剂及非溶剂组成(质量百分比)分别为疏水聚合物7-15％、溶剂50-80％、非溶剂5-30％，并添加亲水性高分子添加剂1-3％，刮涂膜液于无孔支撑层上，厚度300-500μm，以干湿法成膜，即于30-60℃，相对湿度50-80％的空气中吸湿沉淀15-30min，待分相基本完成后浸入水中交换溶剂及去除不必要的组分，固化膜结构。
3.根据权利要求2所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的疏水聚合物膜材料为聚醚砜、聚砜或聚醚酰亚胺疏水聚合物。
4.根据权利要求2所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的溶剂为二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。
5.根据权利要求2所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的非溶剂为挥发性的酮类、醇类与不挥发性的多元醇类。
6.根据权利要求5所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的挥发性的酮类为丙酮。
7.根据权利要求5所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的挥发性的醇类为乙醇。
8.根据权利要求5所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的非挥发性的多元醇类为甘油或一缩二乙二醇。
9.根据权利要求2所述的一种聚合物大孔滤膜的制备方法，其特征在于所述的亲水性高分子添加剂为聚乙烯基吡咯烷酮或聚乙烯醇。
全文摘要
本发明公开了一种聚合物大孔滤膜及制备方法,制备的膜厚70－100μm,孔径为10－20μm,泡点压力为0.005MPa。以疏水聚合物为膜材料,添加亲水性高分子及适量非溶剂,以干湿法制备的大孔膜用于悬浮液的处理,可防止颗粒滞留于孔内而造成的污染,易于反洗再生。用于血液净化,可令血细胞自由通过而不引起损害,对残留亲水高分子的基团加以亲和改性,可从血液中选择性除去致病因子。
文档编号B01D71/64GK1377725SQ0111007
公开日2002年11月6日 申请日期2001年3月29日 优先权日2001年3月29日
发明者陈兆安, 邓麦村, 商振华, 张伟, 李京华, 魏桂林 申请人:中国科学院大连化学物理研究所