薄膜及其用途制造技术

薄膜，该薄膜可通过将聚合物共混物或含有单体单元嵌段的嵌段共聚物加工成形，在低于聚合物共混物／气体或嵌段共聚物／气体混合物的临界温度、但大于玻璃化转变温度的温度下，给聚合物共混物或嵌段共聚物加载起泡气体，其在聚合物共混物或嵌段共聚物中的浓度大于临界浓度，并且最后将该泡沫结构稳定化来生产，其特征在于作为聚合物共混物，使用含有至少一种亲水性和至少一种疏水性聚合物和／或嵌段共聚物的均相聚合物共混物，其中所说的嵌段共聚物具有亲水性和疏水性单体单元交替嵌段，聚合物共混物和嵌段共聚物都具有针对大于临界浓度的所用的发泡气体的溶解性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可以用于气体分离、微滤或超滤、特别是用于医药目的、如血液透析、血液过滤、血液渗透、血浆去除或免疫治疗的薄膜。DE-A-19 520 188公开了一种生产中空聚合物纤维薄膜的方法，是通过将熔融的聚合物穿过用于形成中空纤维薄膜的挤出设备中，在进入挤出设备之前于压力条件下给聚合物加载气体，并且在挤出设备的聚合物出口处，由于压力降低而由此使聚合物内的气体膨胀，从而形成多孔性的中空纤维薄膜。就微滤和超滤而言，所获得的开孔的数目和孔径是不令人满意的。孔的孔径决定了分离效率并且开孔的百分数决定了膜的效率。WO 91/08 243描述了一种生产具有开孔的聚氨基甲酸酯泡沫的方法，是通过将二异氰酸酯、氢给体、至少一种表面活性剂、至少一种催化剂和起泡剂混合，其中所说的起泡剂适宜地是二氧化碳。混合区的低于大气压的压力将起泡剂在常温下保持在液体条件下。将混合物排出至周围的室温，导致起泡剂快速蒸发并且所得的泡沫在室温下硬化。此方法具有与上述方法相同的缺点。DE-A-10 033 401公开了一种薄膜，其的制备是通过将聚合物或聚合物混合物加工成形制成，在将聚合物或聚合物混合物加工成形之前或之后，给其加载超大气压压力的气体，然后将加载气体的聚合物或聚合物混合物，在大于聚合物/气体混合物玻璃化转变温度的温度下发泡，并且最终将泡沫结构稳定化，该方法中，加载气体的聚合物或聚合物混合物在聚合物或聚合物混合物大于临界浓度的气体浓度下和在低于临界温度的温度下发泡。由此已知的方法开始，本专利技术的目的是改进薄膜表面的生物相容性，而薄膜表面的生物相容性对接触血液的体外系统是重要的，本专利技术的目的还是改进薄膜的润湿性和其中的迁移性(transport)。另一个目的是提供具有满意开孔数目和孔径的薄膜。这个问题通过本专利技术的薄膜得以解决，本专利技术的薄膜可通过将聚合物共混物或含有单体单元嵌段的嵌段共聚物加工成形，在加工成形之前或之后，给聚合物共混物或嵌段共聚物加载超大气压压力的起泡气体，然后将加载起泡气体的聚合物共混物或嵌段共聚物在聚合物共混物或嵌段共聚物中大于临界浓度的气体浓度下和在低于临界温度、但大于玻璃化转变温度的温度下发泡，并且最终将泡沫结构稳定化。本专利技术方法的特征在于使用由至少一种亲水性和至少一种疏水性聚合物和/或嵌段共聚物组成的均相聚合物共混物作为聚合物共混物，其中所说的嵌段共聚物具有单体单元的交替亲水性和疏水性嵌段，聚合物共混物和嵌段共聚物都具有针对大于临界浓度的所用的发泡气体的溶解性。就通过本专利技术方法生产的薄膜而言，薄膜表面的生物相容性可以得到控制，蛋白质的吸附可以得到调节并且薄膜的润湿性和迁移透过性(transport there through)得到改善。本专利技术所获得的薄膜具有均匀、渗透性毫微孔性的形态，由此具有高度的薄膜和分离效率。渗透特性的评价，以及对开孔孔隙率的评价可以如下进行。a)扫描电子显微图的详细调查为研究泡沫聚合物的截面，将在液氮中冷冻破裂并且用金在标准条件下溅射涂布。随后，使用标准扫描电子显微镜(SEM)，即JEOLTM220A，对样品进行研究。SEM显微图上呈泡沫形态的小孔的开孔表明是双连续的形态。b)进行通量测定使用自制的薄膜模件测定泡沫薄膜的渗透特性。实验性地，切出长25mm宽7mm的泡沫样品块。沿样品测定五次厚度，从中计算出平均厚度。在聚酰胺管的一侧填充5mm捏塑体(play-dough)，在其中形成一狭缝开孔形状。将制备的样品块固定在捏塑体中，以大约5mm样品伸出在外边的方式。在用捏塑体适当包埋样品之后，从顶部给管填充大约15mm聚氨基甲酸酯埋嵌材料(双组分聚氨基甲酸酯胶液，643B和725A，Morton Adhesives and Specialty Chemicals)。干燥24h时间之后，将薄膜模件固定在Legrisexpress coupling，将其与气体管道系统连接。在开始测定之前，用所用的气体(氮气或氦气)吹洗气体管线数次。将完整的固定件(薄膜模件和express coupling)浸没在水浴中并且在充满水的量筒中收集流动的气体。用0.3MPa的进料压力进行测定。测定在收集大约2-5ml气体后停止。归一化的通量(P/L)按m3/(m2h bar)来表示。c)测定毛细上升对此，将样品固定至适当的测定装置中，其中将聚合物样品的末端分别在液氮中破碎。将固定样品的一个末端浸入液体中大约2-3mm。适当的时间之后，测定薄膜中液体上升的程度。可以使用重量及上升的变化，来表征开孔的孔隙率。闭合的孔样品不吸收液体，并且不能测定上升程度。为制造本专利技术的开孔性薄膜，有四种类型的本领域已知的方法。第一种类型的方法是压力池法，其中首先将聚合物共混物按需要加工成型，然后在增加压力和低于聚合物/气体混合物玻璃化转变温度的温度下，充入气体(起泡剂)。随后，将加压的气体快速从压力容器中释放(1秒内)。从压力容器中取出气体饱和的聚合物膜之后，将样品浸入加热浴中，保持在合意的温度下(起泡温度)，浸泡固定的时间(起泡时间)。如果发泡浴的温度大于聚合物/气体混合物的玻璃化转变温度，则发生聚合物的发泡并且可以获得开孔-毫微孔(双连续)形态。为减少起泡剂从物料中的扩散损失，将样品从压力池转移至加热浴的过程必须快速进行。第二种类型的方法是所谓的高压釜法，其中在大于聚合物/气体混合物玻璃化转变温度的温度下发生用气体饱和聚合物或聚合物共混物，并且由压力的自发降低来引发起泡。与压力池方法不同，其中气体饱和的聚合物正常情况下被放入热浴中，以便获得大于玻璃化转变温度的温度，而高压釜方法中，这种加热是不必要的，因为当用气体饱和时，聚合物早已处于大于玻璃化转变温度的必要温度下。第三种方法是所谓的挤出法，其中将聚合物或聚合物共混物的熔融物在成型工具中用气体饱和。一离开挤出工具并且因此而引起压力下降，发泡就会发生。第四种技术是“固体纺丝技术”(B.Krause，M.Kloth，N.F.A.vander Vegt，M.Wessling，Porous Monofilaments by continuous SolidState Foaming，Ind.Eng.Chem.Res.2002，41，第1195-1204页)，其允许(i)用物理起泡剂在压力池中(半)连续饱和聚合物成型物料，(ii)通过特别设计的模具将饱和物料从压力池中连续抽出，并且(iii)让物料在加热的介质中连续发泡。压力池法是目前优选的。亲水性聚合物共混物的气体浓度以及发泡过程中的温度对产生开孔毫微孔性形态是较重要的。取决于聚合物体系，起泡时间可以影响泡沫形态。在压力池内的饱和时间取决于所用的聚合物或嵌段共聚物及临界浓度。从压力池至加热浴的转移时间必须尽可能地短并且必须确保在加热浴内的发泡过程中，与聚合物共混物或嵌段共聚物一起的气体浓度大于临界浓度。通过改变加热浴内的起泡时间，可以使渗透性变化。但出于可重复生产，对于特定的聚合物共混物或嵌段共聚物，通过所用设备的特定条件，保持转移和发泡的时间及在压力池内饱和的时间恒定是适宜的。本专利技术的薄膜可以是扁平薄膜、中空纤维薄膜或单丝薄膜。聚合物共混物的疏水性聚合物可以是聚砜类，聚醚砜类，聚醚酰亚胺类，聚碳酸酯类，聚酰亚胺类，聚醚醚酮类本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：B·克洛斯，M·维斯林，H·葛赫尔，M·斯德尔，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：