不对称复合膜及其制备中使用的改性衬底制造技术

公开了由粘附到亲水性微孔聚(乙烯)片上的交联聚(醚醚酮)膜组成的耐久的不对称复合膜。该膜适用于其中需要重复的在线清洗方案例如在乳制品加工中从进料流中回收或除去水。

Asymmetric composite films and the modified substrates used in their preparation

A durable asymmetric composite membrane consisting of a crosslinked poly (Mi Mitong) film attached to a hydrophilic microporous poly (ethylene) film is disclosed. The membrane is suitable for an online cleaning scheme that needs to be repeated, such as recovering or removing water from the feed stream during the processing of dairy products.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不对称复合膜及其制备中使用的改性衬底
本专利技术部分涉及改性微孔聚烯烃衬底的化学和物理性能。本专利技术还涉及使用这些改性衬底制备的不对称复合膜。特别地，本专利技术涉及改性微孔聚乙烯片在制备用于从乳制品进料流中除去水的耐久的不对称复合膜中的用途。
技术介绍
使用光接枝来改性由聚烯烃形成的膜、片和模制品的表面是众所周知的。例如，Tazuke和Kimura(1978)的出版物公开了使用二苯甲酮作为敏化剂在聚(丙烯)、聚(乙烯)和几种其它聚合物膜上光接枝。在该出版物中，注意到溶剂和敏化剂的选择非常重要。Ang等(1980)的出版物公开了一种照射方法，其中将敏化剂溶解于亲水化试剂溶液中，并且可以用于苯乙烯、4-乙烯基吡啶和甲基丙烯酸甲酯对聚(丙烯)的高收率的光敏共聚。此外，该出版物指出，发现所述反应对某些类型的敏化剂非常特殊。Ogiwara等人(1981)的出版物公开了在聚(丙烯)和低密度聚(乙烯)(LDPE)膜上的光接枝，将敏化剂预先涂覆在所述膜上。涂覆在膜上的敏化剂使得乙烯基亲水化试剂，如甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和甲基丙烯酸容易高收率地接枝。在液相体系的水溶液中使用时，亲水的亲水化试剂丙烯酸和甲基丙烯酸方便地被接枝。Allmer等人(1988)的出版物公开了通过接枝丙烯酸改性LDPE、高密度聚(乙烯)(HDPE)和聚苯乙烯的表面。接枝在气相中进行并提高了聚合物的润湿性。观察到丙酮能够引发接枝，并促进和引导接枝到表面。Allmer等人(1989)的出版物公开了通过光引发在LDPE的表面接枝丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯。使用丙酮和乙醇为溶剂，其中丙酮在表面产生稍多的接枝。Yao和Ranby(1990a，1990b和1990c)的出版物特别公开了将丙烯酰胺和丙烯酸连续光引发接枝共聚在HDPE胶带膜表面上的方法。所述方法在氮气气氛下，使用二苯甲酮作为光引发剂进行。注意到在短的照射时间内，预浸泡对于有效接枝非常重要。还公开了将这种预浸泡光接枝法应用于聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)。在这方面，发现丙酮比甲基乙基酮和甲基丙基酮好一些。当应用于氮气气氛下聚丙烯(PP)纤维表面的丙烯酰胺和丙烯酸的光化学诱导的接枝聚合的连续方法时，测定了预浸泡溶液中亲水化试剂和引发剂的最佳浓度。Kubota和Hata(1990a和1990b)的出版物公开了通过液相和气相光接枝引入聚(乙烯)膜的甲基丙烯酸链的位置的研究，以及对联苯酰、二苯甲酮和安息香乙醚作为敏化剂的光接枝行为的对比实验。在随后的研究中，将聚(甲基丙烯酸)接枝到涂覆有引发剂的LDPE膜上。Edge等人(1993)的出版物公开了将甲基丙烯酸2-羟乙酯(HEMA)光化学接枝到LDPE膜上。使用溶液相法生产具有增强润湿性的材料。Singleton等人(1993)的出版物公开了一种制备可被水性溶剂润湿并可用作电化学装置中的电极分离器的聚合物片的方法。该聚合物片由仅包含聚(丙烯)的纤维形成，并与由微孔聚合物片形成的膜不同。Zhang和Ranby(1993)的出版物公开了丙烯酰胺在PP膜表面上的光化学诱导的接枝共聚。表明丙酮是测试的三种脂肪酮中最好的溶剂。Yang和Ranby(1996a和1996b)的出版物公开了影响光接枝方法的因素，包括远紫外线照射(200to300nm)的作用。在这些研究中，使用二苯甲酮作为光引发剂和LDPE膜作为衬底。显示添加的水有利于丙烯酸在聚烯烃表面上的光接枝聚合，但是由于聚(丙烯酸)(PAA)的不同溶剂化，丙酮显示出具有负面影响。Hirooka和Kawazu(1997)的出版物公开了由不饱和羧酸接枝的聚(乙烯)-聚(丙烯)纤维片制备的碱性分离器。此外，在这些研究中，用作衬底的片与由微孔聚合物片形成的膜不同。Xu和Yang(2000)的出版物公开了关于丙烯酸在LDPE中的气相光接枝机理的研究。Shentu等人(2002)的出版物公开了影响在低密度LDPE上光接枝的因素，包括亲水化试剂的浓度的研究。ElKholdi等人(2004)的出版物公开了将丙烯酸从亲水化试剂水溶液中接枝聚合到LDPE上的连续方法。Bai等人(2011)的出版物公开了接枝的低密度聚乙烯(LDPE)的热熔粘合剂的制备。用二苯甲酮作为光引发剂，通过将丙烯酸表面UV接枝到LDPE上来制备所述粘合剂。Choi等人(2001)的出版物指出，接枝聚合被认为是改性聚合物材料的化学和物理性能的一般方法。Choi(2002)的出版物公开了一种在聚烯烃制品的表面上制备丙烯酸接枝聚合物的方法，包括以下步骤：将制品浸入引发剂溶于挥发性溶剂的溶液中，使溶剂蒸发，然后将制品浸入丙烯酸亲水化试剂的溶液中，然后将制品在空气或惰性气氛中进行紫外线照射。尽管使用等量的甲基丙烯酸，可以预期丙烯酰胺和其它丙烯酸亲水化试剂，在本专利技术公开的每一个实施例中，丙烯酸都用作丙烯酸亲水化试剂。Choi(2004)的出版物公开了在接枝聚合中使用“烯键式不饱和亲水化试剂”。这些其它亲水化试剂被公开为通过加成聚合可聚合到热塑性聚合物上并且由于含有羧基(-COOH)、羟基(-OH)、磺酰基(SO3)、磺酸(-SO3H)或羰基(-CO)基团是亲水性的亲水化试剂。没有公开关于通过使用这些其它亲水化试剂制备的接枝聚合物的化学和物理性能的实验结果。Choi(2005)的出版物公开了一种聚烯烃纤维的非织造片，其中因为丙烯酸接枝聚合，该片的相对表面是亲水性的。该片的性能是不对称的，两个表面的离子交换系数不同。用于制备这些不对称丙烯酸接枝聚合的非织造聚烯烃片的方法包括以下步骤：将衬底浸入二苯甲酮(光引发剂)溶液中，干燥，然后将衬底浸入丙烯酸溶液中，然后进行紫外线(UV)照射。当表面与空气或惰性气氛接触时，可以进行照射。Gao等人(2013)的出版物公开了一种制备照射交联锂离子电池隔膜的方法。在一个实施例中，将多孔聚乙烯膜浸入二苯甲酮和氰尿酸三烯丙酯的二氯甲烷溶液中。将浸渍膜在室温下干燥，然后浸入30℃的水浴并使用高压汞灯在两侧照射3分钟。大多数这些现有技术方法的目的是提高衬底表面的粘附性、生物相容性、可印刷性或润湿性。这些对表面特性的改进区别于使用UV引发的聚合来改性预成型微孔聚烯烃衬底的渗透性，例如Fisher等人(1991)和Gillberg-LaForce(1994)的出版物中描述的衬底。制备薄膜复合膜以改性预成型微孔聚烯烃衬底的渗透性是众所周知的。例如，Jones(1990)的出版物公开了一种渗透选择性复合膜，包含与微孔聚合物支撑层的至少一个表面闭塞接触的含有聚苯并咪唑聚合物的超薄半透层。与单独的聚苯并咪唑聚合物的常规半透膜相比，认为所述膜提供反渗透方法中的通量和排斥率的更好的组合。Callahan和Johnson(1990)的出版物公开了一种具有微孔载体的复合膜，其涂覆有具有足够高粘度的UV可固化聚合物组合物，以防止涂覆和固化时的孔填充。Gillberg-LaForce和Gabriel(1991)的出版物公开了一种孔改性微孔膜，其通过在微孔膜的孔内引入可聚合乙烯基亲水化试剂，然后进行聚合以将所得聚合物固定在孔内的方法制备。据称该方法特别适用于用亲水聚合物改性疏水性微孔膜，例如当将聚丙烯酸固定在聚丙烯微孔膜的孔中时。Callahan和John本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备不对称复合膜的方法，包括步骤：a)将亲水化微孔聚烯烃片的一侧与在有机溶剂中的磺化聚(醚醚酮)和至少一种交联剂的分散体接触以提供涂覆片；然后b)在某一波长和强度下照射所述涂覆片的一侧足够的时间以提供所述不对称复合膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 AU 20149052781.一种制备不对称复合膜的方法，包括步骤：a)将亲水化微孔聚烯烃片的一侧与在有机溶剂中的磺化聚(醚醚酮)和至少一种交联剂的分散体接触以提供涂覆片；然后b)在某一波长和强度下照射所述涂覆片的一侧足够的时间以提供所述不对称复合膜。2.权利要求1的方法，包括步骤：a)照射在有机溶剂中的包含磺化聚(醚醚酮)和至少一种交联剂的分散体以提供磺化聚(醚醚酮)的部分交联的分散体；b)将润湿的微孔聚烯烃片的一侧与所述部分交联的磺化聚(醚醚酮)的分散体接触；c)在某一波长和强度下照射所述涂覆片的一侧足够的时间，以使所述交联的磺化聚(醚醚酮)粘附到所述微孔聚烯烃片上以提供复合物；然后d)在足够的温度和时间下干燥所述复合物以提供所述不对称复合膜，其中所述润湿的微孔聚烯烃片用亲水化试剂在水性溶剂中的溶液润湿。3.权利要求2的方法，其中所述水性溶剂是40-60％(v/v)的丙酮-水。4.权利要求3的方法，其中所述亲水化试剂是4-乙烯基-苯磺酸。5.权利要求1-4任一项的方法，其中所述有机溶剂是二甲基乙酰胺。6.权利要求1-5任一项的方法，其中所述交联剂是对-二乙烯基苯。7.权利要求1-6任一项的方法，其中所述分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·埃斯里，
申请(专利权)人：海德奥克赛斯控股有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰,NZ