过滤膜制造技术

一种用于维持能够重复使用的过滤膜的孔径的方法，所述方法包括使所述过滤膜暴露于包含碳氢化合物或碳氟化合物单体的等离子体从而在其表面上形成聚合物层。该处理使得过滤膜能够经受洗涤过程，特别是碱洗。因此，按此方式处理的能够重复使用的过滤膜以及它们的应用构成了本发明专利技术的另一个方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及过滤膜，特别是能够重复使用的过滤膜，以及用于处理这些膜从而即 使在这些膜经受苛刻的洗涤条件(例如在碱洗中可见到的)也能够维持一致的孔径的方法。
技术介绍
从液体或气体中过滤固体广泛用于许多领域，包括生物科学、工业处理、实验室检 测、食品饮料、电子和水处理等。膜式过滤器是用于进行这些类型的操作的多孔或微孔膜。膜式过滤器(也可称为筛、滤网、微孔过滤器、微过滤器、超滤器或纳米过滤器)保 留大于其孔径的诸如颗粒或微生物等固体，主要是通过表面捕获。一些小于所述孔径的颗 粒可通过其他机制保留。不过，膜式过滤器的首要选择通常是基于孔径和孔径分布。孔径的确切性质极为 重要，因为孔径等级将有效控制该膜式过滤器可能提供的效用。在许多情况中，过滤膜可重复使用或者长期使用。往往在这类情况中，至关重要的 是在两次使用之间适当地洗涤所述膜或用其他方式进行清洁，以避免交叉污染。过滤器的 孔可容纳包括微生物在内的颗粒，这可能存在包括健康风险在内的其他风险。因而需要使 用包括碱洗试剂在内的相对苛刻的条件，以避免这些风险。因为多孔结构具有相对微细且精密的性质，洗涤过程，特别是其中在许多清洗和 清洁产品中存在的诸如腐蚀性化学品等苛刻的化学品，会侵蚀膜，使得孔随时间流逝而变 大。因此，重要的是在意欲重复使用膜式过滤器时，使孔径在经历重复的洗涤过程后保留其 完整性和一致性。否则，过滤过程的可靠性可能受到影响。为获得该可靠性，膜由具有高模量的高抗性的刚性聚合物等具有所需特性的材料 制成。其实例可包括PVDF和PTFE，不过这些材料往往相当昂贵。等离子体沉积技术已经相当广泛地用于在各种表面，尤其是织物表面上沉积聚合 物涂层。该技术被认为是清洁的干式技术，相比于传统的湿式化学法其产生的废物很少。使 用该方法，由被施加电场的有机分子产生等离子体。当在底物的存在下这样做时，等离子体 中的化合物的自由基聚合在所述底物上。传统的聚合物合成倾向于制得包含与单体物种极 为相似的重复单元的结构，而使用等离子体生成的聚合物网络可极为复杂。所得涂层的性 质取决于底物的性质以及所用单体的性质和沉积条件。
技术实现思路
本专利技术人已经发现，通过使用该工艺处理过滤膜，其性质，尤其是重复洗涤的耐受 性可得到显著增强。根据本专利技术，提供一种用于维持能 够重复使用的过滤膜的孔径的方法，所述方法 包括使所述过滤膜暴露于包含碳氢化合物或碳氟化合物单体的等离子体从而在其表面上 形成聚合物层。已经发现以此方式进行的处理能够使得可重复使用的过滤膜即使在进行碱洗时 更为一致地保持孔径。文中使用的表述“碱洗”是指在其中使用包含如氢氧化钠等高碱性成分的化学清 洗剂的任何过程。这包括了很多清洗消毒产品，包括漂白剂等。合适的过滤膜是由合成聚合物材料制成的那些过滤膜。不过，考虑到通过本专利技术 的工艺所达到的增强，所述聚合物材料通常可以是比耐洗涤性已被证明是一个限制因素的 迄今所用的材料更为便宜或成本更低的聚合物。因此，例如，可以制造出具有良好耐洗涤性 的聚乙烯过滤膜，因而可以使用该过滤膜。取决于沉积的聚合物材料的性质，以此方式处理的过滤膜还可以具有疏水性和疏 油性，并且还具有耐堵塞性。它们可具有有用的“甩干”性质，降低洗涤后的污染风险。此外，增强材料或增强层变得在分子上与表面结合，因而不会浸出；修饰物成为膜 的一部分。根据本专利技术处理的膜保持其多孔性，因为沉积于其上的涂层仅仅是分子厚度。因 而，液体乃至较小的颗粒能够继续通过该膜，尤其是对液体施加正压时，或者对膜的另一侧 施加负压以吸引液体通过膜时。不过，较大的颗粒不会通过所述膜。可以适当地使用任何经历等离子体聚合或表面修饰而在过滤膜的表面上形成适 宜的聚合物涂层或表面修饰的单体。该单体的实例包括本领域中已知的那些能够通过等离 子体聚合在底物上产生疏水性聚合物涂层的单体，例如包括具有反应性官能团的含碳化合 物，尤其是基本上以-CF3为主的全氟化合物(参见WO 97/38801)、全氟烯烃(Wang等，Chem Materl996，2212-2214)、可选地含有卤素原子的含氢不饱和化合物或至少有10个碳原子 的全商代有机化合物(参见WO 98/58117)、含有两个双键的有机化合物(W0 99/64662)、具 有经可选地取代的至少5个碳原子的烷基链(可选地插入有杂原子)的饱和有机化合物 (W0 00/05000)、经可选地取代的炔烃(W0 00/20130)、聚醚取代的烯烃(US 6,482, 531B) 和包含至少一个杂原子的大环(US 6，329，024B)，以上所有文献的内容在此引用并入。可用于本专利技术的方法的具体种类的单体包括式(I)化合物 其中R1、R2和R3独立地选自氢、烷基、卤代烷基或可选地取代有卤素的芳基；R4是 基团X-R5，其中R5是烷基或卤代烷基，X是键；式-C(0)0-、-C(0)0(CH2)nY-的基团，其中η 是1 10的整数，Y是磺酰胺基团；或者基团-(O)pR6(O)q(CH2)t-,其中R6是可选地取代有 卤素的芳基，P是0或l，q是0或l，t是0或1 10的整数，而且q为1时t不为0 ；其应 用足够长的时间以在表面上形成聚合物涂层。此处使用的术语“卤”或“卤素”是指氟、氯、溴和碘。特别优选的卤素基团是氟。 术语“芳基”是指芳香环状基团，如苯基或萘基，特别是苯基。术语“烷基”是指直链或支链 的碳原子，长度上合适的为至多20个碳原子。术语“烯基”是指直链或支化的不饱和链，适 宜地具有2 20个碳原子。“卤代烷基”是指如上所定义的包含至少一个卤素取代基的烷基链。用于Ri、R2、R3和R5的适宜的卤代烷基是氟烷基。烷基链可以是直链或支链，并且可以包含环状部分。对于R5，烷基链适宜地包含2个以上碳原子，适宜为2 20个碳原子，优选为4 12个碳原子。对于R1、R2和R3，烷基链通常优选具有1 6个碳原子。R5优选为卤代烷基，更优选为全卤代烷基，特别是式CmF2m+1的全氟烷基，其中m是 1以上的整数，适宜为1 20，优选为4 12，例如4、6或8。用于R1、R2和R3的适宜烷基具有1 6个碳原子。在一个实施方式中，R1、R2和R3中的至少一个为氢。在特定的实施方式中，R1、! 2、 R3均为氢。而在另外的实施方式中R3是如甲基或丙基等烷基。当X是基团-C(O)O(CH2)nY-时，η是提供适当间隔基团的整数。特别是，η为1 5，优选约为2。用于Y的适宜的磺酰胺基团包括式-N(R7)SO2-的那些基团，其中R7是氢或烷基， 如Cy烷基，特别是甲基或乙基。在一个实施方式中，式(I)化合物是式(II)化合物CH2 = CH-R5 (II)其中R5如上关于式(I)所定义。在式(II)化合物中，式(I)的X-R5基团中的“X”是键。不过在优选的实施方式中，式(I)化合物是式(III)的丙烯酸酯CH2 = CR7aC (O)O(CH2)nR5 (III)其中η和R5如上关于式⑴所定义，R7a是氢、C1,烷基或C1,卤代烷基。特别是， R7a是氢或Cp6烷基，如甲基。式(III)化合物的具体实例是式(IV)化合物 其中R7a定义如上，并且特别是氢，χ是1 9的整数，例如为4 9，并且优选为 7。在该情况下，式(IV)的化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于维持能够重复使用的过滤膜的孔径的方法，所述方法包括使所述过滤膜暴露于包含碳氢化合物或碳氟化合物单体的等离子体从而在其表面上形成聚合物层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬库尔森，理查德韦克曼，
申请(专利权)人：P二I有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]