【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微孔膜及其制造方法
技术介绍
本专利技术享有2017年9月11日提交的在先美国临时专利申请第62/556,517号的权益，其全部内容通过引用并入本文。本专利技术涉及微孔膜并涉及制备微孔膜的工艺，还涉及引入微孔膜的中空纤维及平板膜产品和这些产品的用途。具有选择性渗透的膜广泛用于各种产品中，如医疗领域中使用的过滤介质。具有中空纤维形式的膜特别适用于制备高面积/体积的膜，如适用于血液透析、血液滤过或血液透析滤过的中空纤维膜。已使用各种聚合物(包括聚砜、聚醚砜、纤维素、醋酸纤维素、聚酰胺、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚烯烃等)来形成这类中空纤维膜。通常向具有疏水特征的成膜聚合物(例如，聚砜(PSF)、聚醚砜(PES))中加入水溶性成孔添加剂(例如，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG))，通过湿相转化工艺制作微孔膜。这些添加剂可以在涉及水基液的应用时增强膜亲水性和可润湿性。此外，在多种应用(如肾脏透析、血液氧合和血液分离)期间，膜活性表面的水溶性添加剂可以增强膜的抗污性和血液相容性。但是，在膜制作期间以及涉及水基液的膜应用中，水溶性成孔添加剂可以从膜芯和膜活性表面浸出。例如，这些应用可以包括肾脏透析、血液氧合、血液分离、水净化(或处理)、乳制品加工以及生物技术和制药工业中的分离。为了平衡对水解稳定性和其他方面(如膜中的耐化学和耐热性)的需要，可以使用包括亲水性嵌段和疏水性嵌段的嵌段共聚物。与作为孔形成剂加入到疏水性聚合物中的添加剂(如聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)等)不同，嵌段共聚物包...
【技术保护点】
1.一种制备微孔膜的方法，所述方法包括：/na)使聚合物原液溶液与沉淀液接触以将所述聚合物原液溶液沉淀，从而形成具有至少一个非活性区域和至少一个表面的微孔膜，其中所述聚合物原液溶液包括至少一种聚合物和至少一种有机溶剂，所述沉淀液包括添加剂和水-极性非质子溶剂混合物，其中所述添加剂本身具有(i)低水溶性，(ii)亲水性和(iii)在水-极性非质子溶剂混合物中的溶解性；/nb)冲洗所述微孔膜；和/nc)干燥冲洗后的微孔膜；/n其中，在a)、b)和c)中的至少一个期间，将至少一部分所述添加剂递送至所述微孔膜的所述至少一个表面，其中所述添加剂被涂覆、包埋或两者兼具，以提供所述微孔膜的活性表面，所述微孔膜在所述活性表面中以第一组成含有所述添加剂，所述第一组成与所述非活性区域的第二组成不同。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170911 US 62/556,5171.一种制备微孔膜的方法，所述方法包括：
a)使聚合物原液溶液与沉淀液接触以将所述聚合物原液溶液沉淀，从而形成具有至少一个非活性区域和至少一个表面的微孔膜，其中所述聚合物原液溶液包括至少一种聚合物和至少一种有机溶剂，所述沉淀液包括添加剂和水-极性非质子溶剂混合物，其中所述添加剂本身具有(i)低水溶性，(ii)亲水性和(iii)在水-极性非质子溶剂混合物中的溶解性；
b)冲洗所述微孔膜；和
c)干燥冲洗后的微孔膜；
其中，在a)、b)和c)中的至少一个期间，将至少一部分所述添加剂递送至所述微孔膜的所述至少一个表面，其中所述添加剂被涂覆、包埋或两者兼具，以提供所述微孔膜的活性表面，所述微孔膜在所述活性表面中以第一组成含有所述添加剂，所述第一组成与所述非活性区域的第二组成不同。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述添加剂本身的吸水性为干态下所述添加剂重量的20％至1000％。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括通过控制所述沉淀液与所述聚合物原液溶液的比例来控制所述活性表面的所述第一组成的量。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其中与芯的所述第二组成相比，所述活性表面的第一组成含有更高体积浓度的所述添加剂。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其中所述微孔膜中所有所述添加剂的至少约10wt％存在于所述活性表面中。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述微孔膜具有总厚度且所述活性表面具有活性表面区域厚度，其中所述活性表面区域厚度与所述膜总厚度的比为约1:2.5至约1:5。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其中与所述芯的密度相比，所述活性表面具有更高的重量密度。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其中所述聚合物和所述添加剂包含在所述微孔膜的相同区域中。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，在步骤a)-c)之前还包括：
1)将所述至少一种聚合物溶于所述至少一种有机溶剂中，以形成所述聚合物原液溶液；和
2)将所述添加剂溶于所述水-极性非质子溶剂混合物中，以提供所述沉淀液。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其中所述添加剂在室温(20℃-23℃)下在纯水中的溶解度小于10wt％。
11.如权利要求1-10任一项所述的方法，其中所述添加剂在室温(20℃-23℃)下在纯水中的溶解度小于1wt％。
12.如权利要求1-11任一项所述的方法，其中所述聚合物和所述添加剂在25℃下为固体。
13.如权利要求1-12任一项所述的方法，其中所述聚合物和所述添加剂为固体颗粒形式。
14.如权利要求1-13任一项所述的方法，其中所述聚合物原液溶液包括所述至少一种聚合物和所述至少一种有机溶剂的均匀混合物。
15.如权利要求1-14任一项所述的方法，其中所述添加剂在所述水-极性非质子溶剂混合物中的溶解度为至少约100ppm。
16.如权利要求1-15任一项所述的方法，其中在步骤a)、b)和c)期间，基于从所述沉淀液中递送至所述膜的所述添加剂的wt％，从所述膜中浸出的所述添加剂为小于约40wt％。
17.如权利要求1-16任一项所述的方法，其中所述添加剂包括具有至少一个含氧基团的含氮聚合物。
18.如权利要求1-17任一项所述的方法，其中所述添加剂包括至少一种聚氨酯。
19.如权利要求1-18任一项所述的方法，其中所述添加剂是水凝胶级聚氨酯。
20.如权利要求1-19任一项所述的方法，其中所述添加剂是脂肪族聚醚基水凝胶热塑性聚氨酯。
21.如权利要求1-18任一项所述的方法，其中所述添加剂是壳聚糖，且所述沉淀液还包括至少一种弱酸，和其中当与所述沉淀液中的所述至少一种弱酸共存时，所述壳聚糖质子化。
22.如权利要求1-21任一项所述的方法，其中所述添加剂是所述微孔膜中的成孔材料。
23.如权利要求1-22任一项所述的方法，其中基于所述沉淀液的总重量，所述沉淀液中含有至少约25wt％的水。
24.如权利要求1-23任一项所述的方法，其中基于所述聚合物原液溶液的总重量，所述聚合物原液溶液含有小于约7wt％的水。
25.如权利要求1-24任一项所述的方法，其中所述原液溶液中所述至少一种聚合物是疏水性聚合物。
26.如权利要求1-25任一项所述的方法，其中所述至少一种聚合物为以下中的至少一种：聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚芳砜(PAS)、聚芳醚砜(PAES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)或其任何共聚物。
27.如权利要求1-26任一项所述的方法，其中所述聚合物原液溶液还包括除了聚氨酯或壳聚糖以外的至少一种亲水性聚合物。
28.如权利要求27所述的方法，其中所述至少一种亲水性聚合物是聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)中的至少一种。
29.如权利要求1-28任一项所述的方法，其中所述聚合物原液溶液还包括至少一种亲水性聚合物。
30.如权利要求1-29任一项所述的方法，其中所述有机溶剂是极性非质子溶剂。
31.如权利要求1-30任一项所述的方法，其中所述有机溶剂是以下中的至少一种：二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、N-乙基吡咯烷酮(NEP)、N-辛基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺(DMF)或丁内酯。
32.如权利要求1-31任一项所述的方法，其中所述水-极性非质子溶剂混合物的所述极性非质子溶剂是以下中的至少一种：二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基甲酰胺(DMF)、四氢呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮(NEP)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)、N-乙基吡咯烷酮(NEP)、N-辛基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺(DMF)或丁内酯。
33.如权利要求1-32任一项所述的方法，其中所制备的微孔膜是中空纤维或平板膜。
34.如权利要求1-33任一项所述的方法，其中所述微孔膜是中空纤维，其中步骤a)中的接触包括：
i)将所述聚合物原液溶液通过包括外环导管和内中空芯的喷丝头的所述外环导管挤出；和
ii)与i)同时地，将所述沉淀液通过所述内中空芯，其中所述沉淀液在从所述喷丝头流出后直接作用于所述聚合物原液溶液。
35.如权利要求34所述的方法，其中在步骤i)和ii)期间，所述喷丝头仅挤出单一聚合物原液溶液。
36.如权利要求1-33任一项所述的方法，其中所述微孔膜为平板膜，其中步骤a)中的接触包括：
i)采用刮刀或刮片将所述聚合物原液溶液流延到载体的表面上，以得到涂覆有膜的载体，其中所述膜为所述聚合物原液溶液；
ii)将所述涂覆有膜的载体暴露于部分所述沉淀液中，所述沉淀液包括所述添加剂和水-极性非质子溶剂混合物，其中所述暴露包...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·科萨拉朱，M·P·霍尔，J·特奥，
申请(专利权)人：费森尤斯医疗保健控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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