非去湿性多孔膜制造技术

本发明专利技术揭示非去湿性微孔膜复合体。这些微孔膜复合体经甲醇与水的溶液润湿且在水中经受高压釜处理后具有非去湿性。所述微孔膜复合体包括涂覆有包括亲水性基团的交联离聚物的微孔膜载体。与所述微孔膜载体相比，所述微孔膜复合体具有小于82％的平均异丙醇流动损失。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

技术介绍
多孔膜用于过滤各种液体和气体并从这些流体去除污染物，例如颗粒、组织碎屑、 细胞、微生物、气泡、凝胶颗粒等。这些多孔膜可从聚合组合物、金属、陶瓷和/或生物组合物形成，且可具有受控且可测量的孔隙率、孔径和孔径分布以及指定厚度。多孔膜可单独使用或可纳入过滤装置(例如筒)中，所述过滤装置可插入流体流中以实现从所述流体中去除颗粒等。多孔膜在化学上可耐受所过滤的流体且在过滤期间维持膜的强度、孔隙率、化学完整性和清洁性。例如，在制造微电子电路时，使用从聚合多孔膜制得的过滤器来纯化各种腐蚀性或化学活性工艺流体(液体、超临界流体和气体)以防止微粒污染物造成缺陷和电路故障。通常通过使工艺流体从位于多孔膜上游侧的较高压力区流经多孔膜到达位于多孔膜下游侧的较低压力区来实施流体过滤或纯化。由此，以此方式过滤的液体、气体和(甚至)超临界流体经受跨越多孔膜过滤器的压力降。对于液体来说，此跨越多孔膜的压力降或差压可导致位于多孔膜上游侧的液体具有高于位于多孔膜下游侧的液体的溶解气体水平。液体中的气体溶解性和/或气体压缩性发生改变，因为气体(例如空气)在较高压力液体中的溶解性高于较低压力液体。nucleate 当液体从膜过滤器的上游侧通过到达下游侧时，溶解气体可形成气泡，在颗粒或表面缺陷上成核，或从膜中的溶液中逸出从而导致液体脱气。可脱气的液体(脱气液体)通常用于制造半导体和微电子装置且可包含(例如)水、过氧化氢、SCl和SC2清洁浴、臭氧化水、有机溶剂(例如醇)、光致抗蚀剂和抗反射涂层、显影剂、其它可任选地含有氧化剂的酸和碱水溶液和含有盐的溶液(例如缓冲氧化物蚀刻剂(BOE))。疏水性多孔膜不直接经水润湿且对于多孔膜上的水滴来说具有大于90度的接触角。使用疏水性多孔膜来过滤脱气液体可导致溶解气体在疏水性膜的各个位置和表面(包含内部孔表面和外部或几何表面)处从液体中逸出。疏水性多孔膜对气体的亲和力比对液体的亲和力大。从液体逸出的气体可积累并形成附着在疏水性多孔膜表面和孔上的气囊。 当这些气囊的尺寸因液体持续脱气而增大时，其开始替代疏水性多孔膜孔中的液体，从而最终减小疏水性多孔膜的有效过滤面积。此现象通常称作疏水性多孔膜的去湿，因为疏水性多孔膜的经流体润湿或经流体填充部分逐渐转变成未经流体润湿或经气体填充的部分。 如果疏水性多孔膜发生去湿，则膜中此部分的过滤会停止并导致过滤器的总体过滤效率降低。可使用化学惰性过滤材料(例如特氟隆 (Teflon ))来防止膜在腐蚀性和化学活性流体中发生降解。与所述流体不相容的滤膜可经受降解，此可导致膜组合物的化学分解。膜降解可导致过滤器在使用期间释放出可提取材料，由此损害所过滤流体的纯度、完整性和清洁性。从含氟聚合物(例如PTFE(聚四氟乙烯)或PFA(聚四氟乙烯-共-全氟烷氧基乙烯基醚))制得的膜过滤器可用于这些应用中。含氟聚合物以其化学惰性和优良的抗化学侵蚀性而为人所熟知。含氟聚合物的一个缺点在于，其具有疏水性且因此从所述聚合物制得的多孔膜难以经水性液体或表面张力大于所述膜的表面能的其它流体来润湿。为利用水或水性流体润湿疏水性膜的表面，现行实践为，首先利用低表面张力有机溶剂(例如异丙醇)润湿膜表面，随后使多孔膜表面与水和有机溶剂的混合物接触，然后使此经交换膜与水或水性流体接触。此过程可产生大量必须处理掉的溶剂废物，且可因另外利用水来冲洗过滤筒而消耗大量水。或者，可在一定压力下利用水来润湿疏水性膜。此加压侵入过程对于密封孔膜来说是耗时、昂贵且无效的，且可导致薄多孔膜破裂。另外，此过程不能确保水完全侵入膜中的大部分孔中。与疏水性多孔膜相比，亲水性多孔膜在与水性液体接触后自发润湿，因此不需要使用润湿膜表面的处理过程。即，为利用水润湿亲水性膜表面，不需要使用有机溶剂或加压侵入或机械能(例如通过搅拌)来实施预处理。莫亚(Moya)在美国专利第6，354，443号(其全部内容以引用方式并入本文中)中揭示了对多孔膜(例如聚全氟碳膜)的修饰和表征，所述多孔膜经结合全氟碳共聚物组合物修饰以赋予整个表面非去湿性。使多孔膜衬底或载体与存于溶剂或稀释剂中的全氟碳共聚物组合物接触。利用用于所述共聚物的溶剂或稀释剂从表面去除过量的全氟碳共聚物组合物。溶剂或稀释剂不会去除与膜表面结合的全氟碳共聚物组合物。然后对表面与共聚物组合物结合的膜进行热处理以改进膜衬底与表面修饰性全氟碳共聚物组合物间的结合。全氟碳共聚物组合物的使用浓度和量应使得膜表面完全修饰同时避免膜孔的实质性阻塞或堵塞。与跨越未经修饰膜的压力降相比，表面经修饰多孔膜的压力降的增加不会超过25% 以上。可通过使用亚甲蓝染料进行染色来确定表面完全修饰。施拖克(Steuck)在美国专利第4，618，533号中揭示从多孔聚合膜形成的复合多孔膜，在所述多孔聚合膜上直接涂覆有未氟化的交联聚合物。复合多孔膜可保持多孔聚合膜的孔隙率。复合多孔膜是从多孔聚偏二氟乙烯膜形成，所述多孔聚偏二氟乙烯膜直接经由单体形成且与丙烯酸羟基烷基酯交联的聚合物涂覆。莫亚在美国专利第5，928，792号中揭示制造表面经全氟碳共聚物组合物完全修饰的多孔膜产品的方法。使多孔膜衬底与含有全氟碳共聚物组合物的溶液接触以使组合物结合到衬底表面上。使衬底经受机械力以去除过量全氟碳共聚物组合物且然后进行热处理。莫亚在美国专利第6，179，132号中揭示从多孔聚全氟碳膜衬底形成的多孔膜，所述多孔聚全氟碳膜衬底的表面经全氟碳聚合物组合物修饰。直接利用水润湿经修饰表面。莫亚在美国专利第7，094，469号中揭示从含氟聚合物衬底形成的多孔或非多孔膜或物件，所述含氟聚合物衬底的表面经具有亲水性官能团的固定化(例如通过交联和/ 或接枝)氟碳化合物修饰以使表面与未经修饰衬底相比具有改进的亲水特性。经修饰表面在经水性流体润湿后具有非去湿性或由水性流体直接润湿。含氟聚合物衬底可为多孔膜或可为非多孔物件。固定化氟碳化合物是从具有式lf的单体形成，其中T和9T’是相同或不同的且包括具有至少一种活性聚合功能(例如不饱和)的有机基团或可打开环；M+包括无机阳离子。莫亚在美国专利第7，112，363号中揭示从含氟聚合物衬底形成的多孔或非多孔膜或物件，所述含氟聚合物衬底的表面经具有亲水性官能团的交联或具支链氟碳聚合组合物修饰以使表面与未经修饰衬底相比具有改进的亲水特性。含氟聚合物衬底可为多孔膜或可为非多孔物件。提供包括具有亲水性官能团的交联氟碳(例如全氟碳)聚合组合物的表面，其具有连接桥或交联且所述连接桥或交联具有含磺酰基或羰基并结合各聚合链。莫亚在美国专利第7，288, 600号中揭示具有亲水性官能团、与氟化交联基团交联、且从氟碳聚合物前体形成的交联氟碳聚合组合物，其是热稳定和化学稳定的且亲水性强于其氟碳聚合物前体。与全氟化交联基团交联的交联全氟碳聚合组合物在与高反应性试剂接触时具有抗降解稳定性，所述高反应性试剂是(例如)含有碱(例如氢氧化铵)、氧化剂(例如过氧化氢或臭氧)和水且PH大于约9的液体组合物，例如专用清洁(SC)溶液，例如在制造电子组件期间使用的SC1。根据美国专利第7，288, 600号，含有未全氟化有机基团的交联部分在与这些试剂接触后发生降解，且这些未全氟化化学交联被破坏从而使交联聚合物损失其初始交本文档来自技高网...

【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：阿尔科塔·约卡，文·阿娜塔·拉曼，马蒂亚斯·格贝特，克劳迪奥·奥尔达尼，亚历山德罗·吉耶米，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，苏威索力克西斯公司，
类型：发明
国别省市：