本发明专利技术涉及制造温度响应性过滤膜，特别是微滤膜或者超滤膜的方法，以及相应的温度响应性过滤膜。本发明专利技术的方法包括以下方法步骤：a)用多巴胺溶液润湿或者涂覆过滤膜，b)使该多巴胺溶液的多巴胺聚合，以产生聚多巴胺层，和c)将涂覆过聚多巴胺的过滤膜浸渍到具有末端官能化的聚(N-异丙基丙烯酰胺)的涂覆溶液中，并且使聚(N-异丙基丙烯酰胺)结合到所述聚多巴胺层上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】制造温度响应性过滤膜的方法以及温度响应性过滤膜 说明书 本专利技术涉及制造温度响应性过滤膜，特别是微滤膜或者超滤膜的方法，以及相应的温 度响应性过滤膜。 对于过滤，特别是对于超滤，现今主要使用根据所谓的相转化法制造的膜。这样的 膜基于聚合物基本骨架，其具有连通多孔性，即穿通该膜的多孔结构。孔的大小决定了分离 性能，即可被该膜截留的或者可以通过该膜的孔的分子的大小。除了聚合物膜而外，也使用 基于陶瓷、玻璃或者金属材料的膜。 通过沉淀剂或者非溶剂诱导的相转化制造的聚合物膜，在孔大小的分布方面 通常具有或多或少大的统计离差，参见：S. Nunes，K._V. Peinemann(HrG.):Membrane Technology in the Chemical Industry，Wiley_VCH，Weinheim 2006,第 23 至 32 页）。这 种膜易于所谓的"结污"，并且由于在孔大小分布中宽泛的离差，不能精确分离物质混合物。 将"结污"理解为是指大孔的快速堵塞，因为大部分穿过膜的液体首先穿过该大孔。因此， 一段时间以来尝试制造均孔膜，即在其孔大小分布中具有小的离差的膜。 在申请人的德国专利Nr. 10 2006 045 282中，公开了可以制造具有均孔分离活 性表面的聚合物膜的方法。为此，将两亲性嵌段共聚物溶于具有一种或多种溶剂的浇注溶 液中，涂抹成薄膜并且将该薄膜浸渍到沉淀浴中。 这种方法利用这样的情况，即两亲性嵌段共聚物的聚合物嵌段是彼此不可混溶 的。因此，在所述浇注溶液中，嵌段共聚物形成相，例如具有球形或者圆柱形胶束的已知胶 束结构。在短暂的蒸发时间期间，液体溶剂的接近表面的部分蒸发，以致由于所述嵌段共聚 物的聚合物嵌段的自组织而形成的微相形态在薄膜的近表面层中固化，而在浇注溶液的本 体（Bulk)中，嵌段共聚物还一直存在于溶液中。 通过将所述薄膜浸渍到沉淀浴中排挤掉剩余溶剂，并且发生已知的相转化过程， 这产生已知的海绵状结构。在某些情况下，尽管浸渍到沉淀浴中，之前调整的经微相分离形 成的近表面层的均孔结构在此得到保留。随后，这些直接转化为海绵状结构。在DE 10 2006 045 282 Al中包含了其它的说明，其公开内容应全部引入本专利申请中。 该所产生的整体-非对称（integral-asymmetrische)结构由两个不同的热力学 过程形成。该方法对具有不同的聚合物组分的嵌段共聚物是可行的，它们借助于在溶剂中 的微相分离脱混。如在DE 102006045282 Al中，该嵌段共聚物膜的整体-非对称结构以基 于PS-/HMVP (聚苯乙烯聚-4-乙烯基吡啶）的膜的实例表明。用化学上明显不同 的PS-&P2VP (聚苯乙烯-沪聚-2-乙烯基吡啶）和PS-fPEO (聚苯乙烯-沪聚环氧乙 烷）也获得类似的结果。用PS-&P2VP的结果公开在A. Jung等人（2012)，"Structure Formation of Integral Asymmetric Composite membrance of PoIystyrene-bIock-Po Iy (2-vinylpyridine) on a Nonwoven"，MacromoI. Mater. Eng. . doi: 10. 1002/mame. 201100359中。用PS-fPEO的结果示于该申请人的德国专利申请Nr. 102012207338. 8中。 这些和其它的聚合物膜，亦如非聚合物过滤膜(例如基于陶瓷的那些)，通常每次 仅可以用于一种应用，并且遭受积垢，即孔被要过滤的液体的大分子或者其它污染内容物 的堆积堵塞。 近年来，科研工作被推进，以使过滤膜可转换，即是说使得它的分离性能依赖于外 部可控条件。对此的一种可能性是制造温度响应性膜，即其分离性能依赖于温度的膜。如 制造了用聚（，异丙基丙烯酰胺）（简称pNIPAM)改性的膜。 如 T. Meng、R. Xie 等在 Journal of Membrane Science 349 (1-2) :238-267 (2010)的''A Thermo-Responsive Affinity Membrane with Nano-Structured Pores and Grafted Poly(7\^isopropylacrylamide) Surface Layer for Hydrophobic Adsorption" 中展示了具有I. 8 μπι平均孔大小的Shirasu多孔玻璃（SPG)膜的改性，该膜通过等离子体 诱导的接枝-聚合改性。为此，通过氧化硅纳米颗粒的沉积，在玻璃膜孔表面上形成纳米结 构化的孔表面，并且借助等离子体诱导，将pNIPAM簇接枝到该纳米结构化的孔表面上。所 述膜的孔表面在低于20°C的温度下是非常亲水的，在高于40°C下是非常憎水的。 根据 P. F. Li、R. Xie 等在 Journal of Membrane Science 337 (1_2):310_317 (2009)中的 "Thermo-responsive Gating Membranes with Controllable Length and Density of Poly(展isopropylacrylamide) Chains Grafted by ATRP Method"，借助ATRP (原子转移自由基聚合）将pNIPAM施加到改性的阳极氧化铝膜（AAO)上。这样生产的膜在 25°C至40°C之间对于维他命B12的扩散渗透显示出强的温度依赖性。 A. Nykiinen、M. Nuopponen 等在 Macromolecules 40 (16) :5827-5834 (2007) 的"Phase Behavior and Temperature-Responsive Molecular Filters Based on Self-Assembly of Polystyrene-block-poly(7\^isopropylacrylamide)-block-polystyr ene"中报道了 PS-pNIPAM-PS-三嵌段的制被，随后该三嵌段借助旋涂施加到聚丙烯腈膜上。 该接枝膜表现出明显的温度依赖性的转换性能，其中在高于32°C的温度下，孔闭合。 最后，根据 G.-Q. Zhai、L. Ying 等在 Surface and Interface Analysis 36 (8): 1048-1051 (2004)的"Surface and Interface Characterization of Smart Membranes''， 首先制备溶液，其中将pNIPAM混入PVDF-g-PAAC和PVDF-g-P4VP溶液中，并且随后制备相 转化膜。这样制备的膜的孔径大小随水性浇注溶液的温度升高和PH值下降而增大。通过 该膜的流量也是温度-和pH依赖性的。[00当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
制造温度响应性过滤膜，特别是微滤膜或者超滤膜的方法，其包括以下方法步骤：a)用多巴胺溶液润湿或者涂覆过滤膜，b)使所述多巴胺溶液的多巴胺聚合，以产生聚多巴胺层，和c)将涂覆过聚多巴胺的过滤膜浸渍到具有末端官能化的聚(N‑异丙基丙烯酰胺)的涂覆溶液中，并且使聚(N‑异丙基丙烯酰胺)结合到所述聚多巴胺层上。
【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：V阿贝茨，J克洛特，S兰高，MV菲利茨，
申请(专利权)人：亥姆霍兹盖斯特哈赫特材料及海岸研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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