聚合物共混物隔膜制造技术

本发明专利技术涉及一种由高分子量聚偏二氟乙烯（PVDF）（>580,000Mw）与低分子量聚偏氟乙烯（<580,000Mw）的共混物形成的隔膜。与从单一Mw的PVDF形成的隔膜相比，从共混物制成的平均孔径从5nm至100微米的多孔隔膜示出了改善的透水性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种由高分子量聚偏二氟乙烯（PVDF）（>580,000Mw）与低分子量聚偏氟乙烯（<580,000Mw）的共混物形成的隔膜。与从单一Mw的PVDF形成的隔膜相比，从共混物制成的平均孔径从5nm至100微米的多孔隔膜示出了改善的透水性。【专利说明】聚合物共混物隔膜专利
本专利技术涉及一种由闻分子量聚偏二氟乙烯(PVDF) (>580，OOOMw)与低分子量聚偏二氟乙烯(〈580，OOOMw)的共混物形成的隔膜。与从单一 Mw的PVDF形成的隔膜相比，从共混物制成的平均孔径从5nm至100微米的多孔隔膜示出了改善的透水性。专利技术背景对于在全球基础上供应淡水以满足不断扩展的人口的需求存在着一种日益增长的需要。人们积极地采用各种各样的隔膜技术来满足这一需要。微滤(MF)和超滤(UF)被用于净化地表水以便饮用、预处理咸水和海水用于反渗透、以及在排放到环境中之前处理废水(尤其是在膜生物反应器中)。聚偏二氟乙烯(PVDF)对MF和UF隔膜是一种优选的聚合物材料，这是因为它的优异的耐化学性，尤其是对在水的净化中使用的氧化剂和卤素而言。PVDF还便于通过溶液流延(或熔体流延)而处理成多孔隔膜。PVDF在微滤(标称孔径>0.1ym至0.2 μπι)方面是充分开发的。传统PVDF隔膜的问题是，对于经济的使用而言透水性可能会太低，特别是在获得干净水受到严重限制的第三世界发展中国家。随着纯水的法规变得日益严格，转向了要求微滤隔膜在0.1ym以下进行过滤，从而去除病毒颗粒。更小孔径的附加要求进一步降低了渗水性，使得对于更高渗透性PVDF隔膜对未来纯化的需求至关重要。现已发现，使用高与低分子量PVDF的共混物配制PVDF隔膜提供了在相同孔径下增加水流量。专利技术概述本专利技术涉及一种多孔隔膜，该多孔隔膜包括a.从1-99重量百分比的非常高分子量(>580，OOOMw,如尺寸排阻色谱法所测量)的聚偏二氟乙烯，以及b)从99-1重量百分比的更低分子量PVDF (<580, OOOMw,如尺寸排阻色谱法所测量)，C)以及从O至40重量百分比的其他添加剂，其中该隔I旲的孔的范围可以从5nm最闻达100微米。专利技术的详细说明本专利技术涉及高分子量PVDF与低分子量PVDF的共混物用于形成聚合物隔膜的用途。高分子量PVDF具有大于580，000克/摩尔的重均分子量(Mw)和大于220，000克/摩尔的数均分子量(Mn)。低分子量PVDF具有小于580，000克/摩尔、优选在150，000与550,000克/摩尔之间的重均分子量(Mw)和小于220，000克/摩尔的数均分子量(Mn)。Mw和Mn是通过尺寸排阻色谱法测量的。在一个实施方式中，可以执行单一的PVDF聚合以产生具有闻分子量和低分子量部分(其中分子量在上述范围内)的双峰分布。高分子量聚合物在共混物中的水平为按重量计在I与99百分比之间，优选按重量计从20至80百分比并且更优选按重量计从30至70百分比，其中低Mw PVDF的水平在99-1重量百分比，优选从80至20重量百分比，并且更优选从70至30重量百分比。对于高与低分子量这两者的聚偏二氟乙烯树脂组合物可以是相同或不同的，并且可以是由聚合偏二氟乙烯(VDF)、共聚物、三聚物以及偏二氟乙烯的更高的聚合物制成的均聚物，其中偏二氟乙烯单元包含大于聚合物中所有单体单元的总重量的70%，并且更优选地包含大于这些单元的总重量的75%。偏二氟乙烯的共聚物、三聚物以及更高的聚合物可以通过使偏二氟乙烯与以下各项发生反应而制得:一种或多种来自由氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯组成的组中的单体；一种或多种部分地或完全氟化的α -烯烃，如3，3，3-三氟-1-丙烯、I,2, 3, 3, 3-五氟丙烯、3，3, 3, 4, 4-五氟-1- 丁烯、六氟丙烯、二氟甲基-甲基丙烯酸；甲基丙烯酸三氟甲酯；部分氟化的烯烃六氟异丁烯；全氟化的乙烯醚，如全氟甲基乙烯醚、全氟乙基乙烯醚、全氟正丙基乙烯醚、以及全氟-2-丙氧丙基乙烯醚；氟化的间二氧杂环戊烯，如全氟(1，3-间二氧杂环戊烯)以及全氟(2，2-二甲基-1，3-间二氧杂环戊烯)；烯丙基单体，部分氟化的烯丙基单体，或氟化的烯丙基单体，如2-羟基乙基烯丙基醚、或3-烯丙氧基丙二醇；以及乙烯或丙烯。优选的共聚物或三聚物是用偏二氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯(TFE)、以及六氟丙烯(HFP)以及乙酸乙烯酯形成的。而所有含氟单体的共聚物是优选的，也可以使用非氟化的单体(如乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸以及丙烯酸)以形成共聚物，以基于聚合物固体高达15重量百分比的水平。优选的共聚物是包含从约71至约99重量百分比的VDF，以及相应地从约I至约29百分比的TFE ;从约71至99重量百分比的VDF，以及相应地从约I至29百分比的HFP (如在美国专利号3，178，399中所披露)；以及从约71至99重量百分比的VDF，以及相应地从约I至29重量百分比的三氟乙烯。优选的三聚物是VDF、HFP和TFE的三聚物，以及VDF、三氟乙烯和TFE的三聚物，尤其优选的三聚物具有至少71重量百分比的VDF，以及可能以变化的比例存在的其他共聚单体，但它们一起包含高达该三聚物的29重量百分比。聚偏二氟乙烯还可以是通过共聚反应或者后聚合反应官能化作用生产的一种官能化的PVDF。另外，PVDF可以是一种接枝共聚物，例如像一种辐射接枝的马来酸酐共聚物。高与低分子量PVDF聚合物与一种溶剂混合在一起以形成共混的聚合物溶液。PVDF聚合物可以一起共混，随后进行溶解，或这些聚合物可以单独地溶解在相同或不同的溶剂中，并且将这些溶剂溶液一起共混。溶解本专利技术的这些溶液中有用的溶剂包括，但不限于N，N- 二甲基乙酰胺、N, N- 二乙基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-2-吡咯烷酮、丙酮、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、甲基乙基酮、四甲基脲、二甲亚砜、磷酸三乙酯、N-辛基-吡咯烷酮、Y 丁内酯、2-丁酮、碳酸丙烯酯、Ν，Ν’ - 二甲基-亚丙基-脲、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、以及它们的混合物。该聚合物溶液典型地具有从10百分比到30百分比的固体水平，优选15百分比到25百分比，并且最优选从17百分比到22百分比。该溶液是通过混合并且任选在最高达80°C，并且典型地从50°C到80°C的温度下加热而形成的。除PVDF聚合物以及溶剂之外，可以将其他添加剂加入该聚合物溶液中，基于该总溶液，典型地是从I重量百分比到20重量百分比，并且更优选从5重量百分比到10重量百分比。典型的添加剂包括但不限于，造孔剂，其是典型的亲水性的水可萃取的化合物，例如金属盐类(如锂、钙、镁、锂以及锌盐)、醇类、二元醇类(如聚乙二醇、聚丙二醇)；可被或不被提取的二氧化硅、碳纳米管以及其他纳米材料；聚乙烯吡咯烷酮、乙二醇、聚2-乙基噁唑啉、丙二醇、羟乙基纤维素、羟甲基纤维素、丁基溶纤剂、聚甲基乙烯基酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸丁酯-共-甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸丁酯-共-甲氧基聚乙二醇-甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯-共-丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔隔膜，该多孔隔膜包括a.从1‑99重量百分比的非常高分子量（>580,000Mw，如尺寸排阻色谱法所测量）的聚偏二氟乙烯，以及b)从99‑1重量百分比的更低分子量PVDF（<580,000Mw，如尺寸排阻色谱法所测量），c)以及从0至40重量百分比的其他添加剂，其中该隔膜的孔的范围可以从5nm最高达100微米。

【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：W·高萨，
申请(专利权)人：阿科玛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US