專(zhuān)利名稱(chēng)：膜以及相關(guān)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明包括可以涉及一種膜的實(shí)施方案。本發(fā)明包括可以涉及制造所述膜的方法的實(shí)施方案。本發(fā)明包括可以涉及用于所述膜的組合物的實(shí)施方案。
背景技術(shù)：
具有高的孔隙度、可濕潤(rùn)性以及耐化學(xué)性的膜可以被用于例如液體尺寸排阻過(guò)濾的應(yīng)用上。聚四氟乙烯(PTFE)可以因?yàn)槠淠突瘜W(xué)性而是所需要的，而發(fā)泡聚四氟乙烯(ePTFE)可以因?yàn)槟突瘜W(xué)性和孔隙度兩方面而是所需要的。但是，由于聚四氟乙烯的疏水性，液態(tài)水過(guò)濾是有問(wèn)題的并且可能需要處理。
可以通過(guò)例如使用四氟乙烯/乙烯醇共聚物浸漬來(lái)賦予ePTFE膜親水性和必然的生物相容性。對(duì)于ePTFE的全氟聚合物，這一方法影響了在涂料中的全氟聚合物的化學(xué)親合性。但是，親合性可以是足夠低的，使得親水性維持不合乎需要的短暫時(shí)間?？梢酝ㄟ^(guò)用氟代脂肪族表面活性劑與親水性的但不溶于水的聚氨酯的混合物涂敷膜的內(nèi)部而使得從一側(cè)至另一側(cè)具有連續(xù)孔隙的多孔含氟聚合物膜成為親水性的。這一方法可以影響全氟聚合物之間的化學(xué)親合性從而形成雙層體系。
在另一方法中，可以通過(guò)對(duì)PTFE粉末樹(shù)脂進(jìn)行輻射處理來(lái)產(chǎn)生PTFE膜的親水性?？梢杂贸煽讋?porogen)和純凈的PTFE粉末加工樹(shù)脂從而得到一種微孔PTFE膜。
參考上述已公開(kāi)的方法，已有市售的用于液態(tài)水過(guò)濾的親水性ePTFE膜。除了對(duì)于所述有問(wèn)題的生產(chǎn)考慮之外，這些膜可以被膜制造商預(yù)先濕潤(rùn)并且保持濕潤(rùn)地運(yùn)送到最終用戶(hù)。這樣的膜可以被脫濕(干燥)。膜的干燥可能使其變得無(wú)效而且可能存在例如不合乎需要的運(yùn)輸?shù)目紤]。其他不合乎需要的方面可以包括諸如處理、運(yùn)輸重量等等經(jīng)濟(jì)方面的考慮。
所希望的可以是具有不同于現(xiàn)有膜性質(zhì)的性質(zhì)的膜。所希望的可以是由不同于現(xiàn)有方法的方法所生產(chǎn)的膜。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種包含涂層的膜。所述的涂層包含具有式(I)的結(jié)構(gòu)的三聚物 其中R1包括烷基；R2由式CF3(CF2)p(CH2)q-組成，其中“p”為1到約21的整數(shù)，以及“q”是1到約10的整數(shù)；R3和R4獨(dú)立地是氫或者短鏈烷基；以及“m”是大于1的整數(shù)，“n”是大于約2到約20,000的整數(shù)，以及“o”是大于約2的整數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種包含涂層的膜。所述涂層包含氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯；不飽和酸酐；和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種方法，其包括用氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯；不飽和酸酐；丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯；以及引發(fā)劑在溶劑中的反應(yīng)產(chǎn)物涂敷膜。


圖1是化學(xué)反應(yīng)圖解，其說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案組合物在涂層上的應(yīng)用。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的組合物的H-NMR譜圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括可以涉及用一種組合物涂敷的膜的實(shí)施方案。本發(fā)明包括可以涉及制造和/或使用在所述膜上的涂敷組合物的方法的實(shí)施方案。
如整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)在此所使用的近似的術(shù)語(yǔ)可以被用于改變?nèi)魏味康谋硎?，其能夠在不使其所涉及的基本功能變化的情況下允許變化。相應(yīng)地，被術(shù)語(yǔ)例如“約”修飾的值不限于所規(guī)定的準(zhǔn)確值。在某些情況下，近似的術(shù)語(yǔ)可以與用于測(cè)量所述值的儀器的精度相對(duì)應(yīng)。類(lèi)似地，“無(wú)”可以與術(shù)語(yǔ)聯(lián)用；并且可以包括非實(shí)質(zhì)的數(shù)或痕量，而它仍被認(rèn)為是未改變的術(shù)語(yǔ)。
一種根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的用于膜的組合物可以包含三聚物。適宜的三聚物可以包括氟取代的低聚酯或聚合酯。氟取代的低聚酯或聚合酯可以包括氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯；未取代的酸酐；和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的反應(yīng)產(chǎn)物。
適宜的氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯可以具有氟取代的脂肪族或芳香族基團(tuán)。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述的氟取代的丙烯酸酯可以基本上由丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟癸基酯組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，氟取代的丙烯酸酯可以以大于約20mol％的量存在或以約25mol％的量存在。
適宜的未取代的酸酐可以包括衣康酸酐或馬來(lái)酸酐的一種或兩種。在一個(gè)實(shí)施方案中，未取代的酸酐基本上由衣康酸酐組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，未取代的酸酐基本上由馬來(lái)酸酐組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，未取代的酸酐可以以大于約20mol％的量存在或以約25mol％的量存在。
在一個(gè)實(shí)施方案中，組合物可以具有如式(I)中所定義的結(jié)構(gòu) 其中R1可以包括脂肪族或芳香族基團(tuán)，R2可以包括氟取代的脂肪族或芳香族基團(tuán)，以及R3和R4可以分別地是氫或短鏈烷基，例如甲基。符號(hào)“m”可以是大于1的整數(shù)，或1到約10,000的整數(shù)，“n”可以是大于2的整數(shù)，或?yàn)榧s2到約20,000的整數(shù)，以及“o”可以是大于2的整數(shù)，或?yàn)榧s2到約20,000的整數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，R2可以由式CF3(CF2)p(CH2)q-表示，其中“p”是大于1的整數(shù)或1到約21的整數(shù)，以及“q”是大于1的整數(shù)或?yàn)?到約10的整數(shù)。
術(shù)語(yǔ)聚合物可以包括聚合的反應(yīng)產(chǎn)物；所述的聚合產(chǎn)物可以包含所有含有由反應(yīng)性底物得來(lái)的一個(gè)或多個(gè)重復(fù)單元的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，所述反應(yīng)性底物的分子量比所述反應(yīng)產(chǎn)物的低。聚合產(chǎn)物的例子可以包括均聚物、雜聚物、無(wú)規(guī)共聚物、互聚合物、三聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、交替共聚物、加成聚合物等等中的一種或多種。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)在溶液中在引發(fā)劑存在下的反應(yīng)生成所述的反應(yīng)產(chǎn)物。適宜的引發(fā)劑可以包括基于偶氮的自由基聚合引發(fā)劑。
脂肪族基團(tuán)或脂肪族部分可互換地可以是具有至少一個(gè)碳原子、至少為一價(jià)的化合價(jià)的有機(jī)基團(tuán)并且它可以是原子的線(xiàn)性排列。脂肪族基團(tuán)可以包含雜原子，例如氮、硫、硅、硒和氧或者可以?xún)H僅地由碳和氫組成。脂肪族基團(tuán)可以包括各種官能團(tuán)，例如烷基基團(tuán)、鏈烯基基團(tuán)、炔基基團(tuán)、鹵代烷基基團(tuán)、共軛二烯基團(tuán)、醇基團(tuán)、醚基團(tuán)、醛基團(tuán)、酮基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、?；鶊F(tuán)(例如羧酸衍生物，如酯和酰胺)、胺基團(tuán)、硝基基團(tuán)等等。例如，4-甲基戊-1-基基團(tuán)可以是含有甲基的C6脂肪族基團(tuán)，甲基是官能團(tuán)，其可以是烷基。類(lèi)似地，4-硝基丁-1-基可以是含有硝基的C4脂肪族基團(tuán)，硝基是官能團(tuán)。脂肪族基團(tuán)可以是鹵代烷基基團(tuán)，其可以包括一個(gè)或多個(gè)相同或不同的鹵素原子。鹵素原子包括例如氟、氯、溴和碘。具有一個(gè)或多個(gè)鹵素原子的脂肪族基團(tuán)可以包括烷基鹵化物三氟甲基、溴二氟甲基、氯二氟甲基、六氟異亞丙基、氯甲基、二氟亞乙烯基、三氯甲基、溴二氯甲基、溴乙基、2-溴三亞甲基(例如-CH2CHBrCH2-)等等。脂肪族基團(tuán)的其他例子可以包括烯丙基、氨基羰基(-CONH2)、羰基、二氰基異亞丙基(-CH2C(CN)2CH2-)、甲基(-CH3)、亞甲基(-CH2-)、乙基、亞乙基、甲酰基(-CHO)、己基、亞己基、羥甲基(-CH2OH)、巰基甲基(-CH2SH)、甲硫基(-SCH3)、甲硫基甲基(-CH2SCH3)、甲氧基、甲氧羰基(CH3OCO-)、硝基甲基(-CH2NO2)、硫代羰基、三甲基甲硅烷基((CH3)3Si-)、叔丁基二甲基甲硅烷基、三甲氧基甲硅烷基丙基((CH3O)3SiCH2CH2CH2-)、乙烯基、亞乙烯基等等。作為進(jìn)一步的例子，“C1-C30脂肪族基團(tuán)”含有至少一個(gè)但不多于30個(gè)碳原子。甲基基團(tuán)(CH3-)可以是C1脂肪族基團(tuán)的例子。癸基基團(tuán)(CH3(CH2)9-)可以是C10脂肪族基團(tuán)的例子。
環(huán)脂肪族基團(tuán)或環(huán)脂肪族部分可互換地可以是具有至少為1價(jià)的化合價(jià)并且具有一系列原子的有機(jī)基團(tuán)，其可以是環(huán)狀的但不可以是芳香族的。環(huán)脂肪族基團(tuán)可以包含一個(gè)或多個(gè)非環(huán)狀組分。例如，環(huán)己基甲基基團(tuán)(C6H11CH2-)可以是環(huán)脂肪族基團(tuán)，其可以包含一個(gè)環(huán)己基環(huán)(原子的排列可以是環(huán)狀的但不可以是芳香族的)和一個(gè)亞甲基基團(tuán)(非環(huán)組分)。環(huán)脂肪族基團(tuán)可以包含雜原子，例如氮、硫、硒、硅和氧，或可以?xún)H僅地由碳和氫組成。環(huán)脂肪族基團(tuán)可以包含一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)，例如烷基基團(tuán)、鏈烯基基團(tuán)、炔基基團(tuán)、鹵代烷基基團(tuán)、共軛二烯基團(tuán)、醇基團(tuán)、醚基團(tuán)、醛基團(tuán)、酮基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、?；鶊F(tuán)(例如羧酸衍生物，如酯和酰胺)、胺基團(tuán)、硝基基團(tuán)等等。例如，4-甲基環(huán)戊-1-基基團(tuán)可以是含有甲基基團(tuán)的C6環(huán)脂肪族基團(tuán)，甲基基團(tuán)是官能團(tuán)，其可以是烷基。類(lèi)似地，2-硝基環(huán)丁-1-基基團(tuán)可以是含有硝基的C4環(huán)脂肪族基團(tuán)，硝基是官能團(tuán)。環(huán)脂肪族基團(tuán)可以包含一個(gè)或多個(gè)相同或不同的鹵素原子。鹵素原子包括例如氟、氯、溴和碘。具有一個(gè)或多個(gè)鹵素原子的環(huán)脂肪族基團(tuán)可以包括2-三氟甲基環(huán)己-1-基；4-溴二氟甲基環(huán)辛-1-基；2-氯二氟甲基環(huán)己-1-基；六氟異亞丙基-2，2-雙(環(huán)己-4-基)(-C6H10C(CF3)2C6H10-)；2-氯甲基環(huán)己-1-基；3-二氟代亞甲基環(huán)己-1-基；4-三氯甲基環(huán)己-1-基氧基；4-溴二氯甲基環(huán)己-1-基硫基；2-溴乙基環(huán)戊-1-基；2-溴丙基環(huán)己-1-基氧基(例如CH3CHBrCH2C6H10-)等等。環(huán)脂肪族基團(tuán)的其他例子可以包括4-烯丙氧基環(huán)己-1-基；4-氨基環(huán)己-1-基(H2NC6H10-)；4-氨基羰基環(huán)戊-1-基(NH2COC5H8-)；4-乙酰氧基環(huán)己-1-基；2，2-二氰基異亞丙基雙(環(huán)己-4-基氧基)(-OC6H10C(CN)2C6H10O-)；3-甲基環(huán)己-1-基；亞甲基雙(環(huán)己-4-基氧基)(-OC6H10CH2C6H10O-)；1-乙基環(huán)丁-1-基；環(huán)丙基乙烯基；3-甲?；?2-四氫呋喃基；2-己基-5-四氫呋喃基；亞己基-1，6-雙(環(huán)己-4-基氧基)(-OC6H10(CH2)6C6H10O-)；4-羥甲基環(huán)己-1-基(4-HOCH2C6H10-)；4-巰基甲基環(huán)己-1-基(4-HSCH2C6H10-)；4-甲基硫環(huán)己-1-基(4-CH3SC6H10-)；4-甲氧基環(huán)己-1-基；2-甲氧基羰基環(huán)己-1-基氧基(2-CH3OCOC6H10O-)；4-硝基甲基環(huán)己-1-基(NO2CH2C6H10-)；3-三甲基甲硅烷基環(huán)己-1-基；2-叔丁基二甲基甲硅烷基環(huán)戊-1-基；4-三甲氧基甲硅烷基乙基環(huán)己-1-基(例如(CH3O)3SiCH2CH2C6H10-)；4-乙烯基環(huán)己-1-基；亞乙烯基雙(環(huán)己基)等等。術(shù)語(yǔ)“C3-C30環(huán)脂肪族基團(tuán)”可以包括含有至少三個(gè)但不超過(guò)30個(gè)碳原子的環(huán)脂肪族基團(tuán)。環(huán)脂肪族基團(tuán)2-四氫呋喃基(C4H7O-)表示C4環(huán)脂肪族基團(tuán)。環(huán)己基甲基基團(tuán)(C6H11CH2-)表示C7環(huán)脂肪族基團(tuán)。
芳香族基團(tuán)或芳香族部分可互換地可以是具有至少為1價(jià)的化合價(jià)和具有至少一個(gè)芳香基團(tuán)的一系列原子。這可以包含雜原子，例如氮、硫、硅、硒和氧，或可以?xún)H僅地由碳和氫組成。適宜的芳香族基團(tuán)可以包括苯基、吡啶基、呋喃基、噻吩基、萘基、亞苯基和聯(lián)苯基基團(tuán)。芳香族基團(tuán)可以是具有4n+2“離域”電子的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其中“n”可以是等于或大于1的整數(shù)，例如苯基(n＝1)、噻吩基(n＝1)、呋喃基(n＝1)、萘基(n＝2)、薁基(n＝2)、蒽基(n＝3)等等。芳香族基團(tuán)也可以包含非芳香族組分。例如，芐基可以是芳香族基團(tuán)，其可以包括苯基環(huán)(芳香族基團(tuán))和亞甲基基團(tuán)(非芳香族組分)。類(lèi)似地，四氫萘基基團(tuán)可以是含有與非芳香族組分-(CH2)4-稠合的芳香族基團(tuán)(C6H3)的芳香族基團(tuán)。芳香族基團(tuán)可以包含一個(gè)或多個(gè)官能團(tuán)，例如烷基基團(tuán)、鏈烯基基團(tuán)、炔基基團(tuán)、鹵代烷基基團(tuán)、鹵代芳香基基團(tuán)、共軛二烯基團(tuán)、醇基團(tuán)、醚基團(tuán)、醛基團(tuán)、酮基團(tuán)、羧酸基團(tuán)、?；鶊F(tuán)(例如羧酸衍生物，如酯和酰胺)、胺基團(tuán)、硝基基團(tuán)等等。例如，4-甲基苯基基團(tuán)可以是含有甲基的C7芳香族基團(tuán)，甲基是官能團(tuán)，其可以是烷基。類(lèi)似地，2-硝基苯基基團(tuán)可以是含有硝基的C6芳香族基團(tuán)，硝基是官能團(tuán)。芳香族基團(tuán)包括鹵代的芳香族基團(tuán)，例如三氟甲基苯基、六氟異亞丙基雙(4-苯-1-基氧基)(-OPhC(CF3)2PhO-)；氯甲基苯基；3-三氟乙烯基-2-噻吩基；3-三氯甲基苯-1-基(3-CCl3Ph-)；4-(3-溴丙-1-基)苯-1-基(BrCH2CH2CH2Ph-)等等。芳香族基團(tuán)的其他的例子可以包括4-烯丙氧基苯-1-氧基；4-氨基苯-1-基(H2NPh-)；3-氨基羰基苯-1-基(NH2COPh-)；4-苯甲?；?1-基；二氰基異亞丙基雙(4-苯-1-基氧基)(-OPhC(CN)2PhO-)；3-甲基苯-1-基；亞甲基雙(苯-4-基氧基)(-OPhCH2PhO-)；2-乙基苯-1-基；苯基乙烯基；3-甲?；?2-噻吩基；2-己基-5-呋喃基；亞己基-1，6-雙(苯-4-基氧基)(-OPh(CH2)6PhO-)；4-羥甲基苯-1-基(4-HOCH2Ph-)；4-巰基甲基苯-1-基(4-HSCH2Ph-)；4-甲硫基苯-1-基(4-CH3SPh-)；3-甲氧基苯-1-基；2-甲氧基羰基苯-1-基氧基(例如甲基水楊?；?；2-硝基甲基苯-1-基(-PhCH2NO2)；3-三甲基甲硅烷基苯-1-基；4-叔丁基二甲基甲硅烷基苯-1-基；4-乙烯基苯-1-基；亞乙烯基雙(苯基)等等中的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“C3-C30芳香族基團(tuán)”可以包括含有至少三個(gè)但不超過(guò)30個(gè)碳原子的芳香族基團(tuán)。適宜的C3芳香族基團(tuán)可以包括1-咪唑基(C3H2N2-)。芐基(C7H7-)表示一個(gè)C7芳香族基團(tuán)。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的三聚物的H-NMR譜圖。CHCl3參考標(biāo)準(zhǔn)由參考數(shù)字100標(biāo)明。氟化的碳鏈(-OCH2-)由參考數(shù)字102標(biāo)明；丁基部分(-OCH2-)由參考數(shù)字104標(biāo)明；衣康酸酐的部分(-CH2-)由參考數(shù)字106標(biāo)明；在三聚物中的質(zhì)子由參考數(shù)字108的括號(hào)標(biāo)明；以及丁基鏈的甲基基團(tuán)(-CH3)由參考數(shù)字110標(biāo)明。
三聚物可以進(jìn)一步被功能化、接枝和/或交聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施方案中，三聚物可以與聚醚酰亞胺，例如式(II)中所示的材料共聚。
其中“s”可以是等于或大于1的整數(shù)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，共聚的反應(yīng)產(chǎn)物可以用如式(III)所示的結(jié)構(gòu)表示 其中“t”是可以等于或大于1的整數(shù)，“Z”可以是醚或酯鍵，以及“X”可以是氫原子、烷基基團(tuán)或陽(yáng)離子。
三聚物的酸酐官能團(tuán)可以與例如固化劑反應(yīng)。適宜的固化劑可以打開(kāi)所述酸酐部分從而交聯(lián)。在一個(gè)實(shí)施方案中，酸酐基團(tuán)可以與固化劑上的相應(yīng)反應(yīng)位點(diǎn)相交聯(lián)。因此，多官能團(tuán)的固化劑可以與許多來(lái)自一種或多種三聚物的酸酐部分發(fā)生反應(yīng)從而交聯(lián)酸酐部分并且增加聚合物的分子量。
適宜的固化劑可以包括自由基引發(fā)劑、陽(yáng)離子引發(fā)劑、陰離子引發(fā)劑和金屬催化劑。適宜的自由基引發(fā)劑可以包括一種或多種過(guò)氧酯、過(guò)氧碳酸酯、氫過(guò)氧化物、烷基過(guò)氧化物、芳基過(guò)氧化物、偶氮化合物等等。對(duì)于陽(yáng)離子和/或陰離子聚合，適宜的固化劑可以包括能夠使用的一種或多種有機(jī)堿、陽(yáng)離子催化劑、過(guò)渡金屬催化劑、有機(jī)酸等等。示例性的有機(jī)堿可以包括一種或多種叔胺(例如N，N-二甲基苯胺、N，N-二甲基甲苯胺、N，N-二甲基對(duì)氨基苯甲醚、對(duì)-鹵代-N，N-二甲基苯胺、2-N-乙基苯胺乙醇、三-正丁基胺、吡啶、喹啉、N-甲基嗎啉、三乙醇胺等)、咪唑等等。有機(jī)酸可以包括酚(例如苯酚、甲苯酚、二甲苯酚、間苯二酚、間苯三酚等)、羧酸、酸酐等。適宜的咪唑可以包括異咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、丁基咪唑、2-十七碳烯基-4-甲基咪唑、2-十一碳烯基咪唑、1-乙烯基-2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、1-丙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、1-氰乙基-1-胍胺基乙基-2-甲基咪唑、2-正十七烷基-4-甲基咪唑、苯基咪唑、芐基咪唑、2-甲基-4，5-二苯基咪唑、2，3，5-三苯基咪唑、2-苯乙烯基咪唑、1-(十二烷基芐基)-2-甲基咪唑、2-(2-羥基-4-叔丁基苯基)-4，5-二苯基咪唑、2-(2-甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑、2-(3-羥基苯基)-4，5-二苯基咪唑、2-(對(duì)-二甲基氨基苯基)-4，5-二苯基咪唑、2-(2-羥基苯基)-4，5-二苯基咪唑、二(4，5-二苯基-2-咪唑)苯-1，4，2-萘基-4，5-二苯基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-對(duì)-甲氧基苯乙烯基咪唑或2-苯基-4，5-二羥基甲基咪唑中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，適宜的咪唑(imidizole)衍生物可以包括偏苯三酸。在下文中進(jìn)一步討論適宜的其他有機(jī)酸和有機(jī)堿。
示例性的陽(yáng)離子催化劑可以包括一種或多種鹽、碘鹽、锍鹽等。示例性的金屬催化劑可以包括鈦、鋯、鉿、鉛、鋅、錫、錳、鎳、銅、鈷等。適宜的金屬催化劑可以為螯合物、皂等形式。這樣的金屬催化劑化合物的例子可以包括鈦、鋯或鉿的金屬茂、環(huán)烷酸鉛、硬脂酸鉛、環(huán)烷酸鋅、油酸錫、馬來(lái)酸二丁錫、環(huán)烷酸錳、環(huán)烷酸鈷、樹(shù)脂酸的鉛鹽或金屬氯化物(例如ZnCl2、SnCl4或AlCl3)等。
其他適宜的固化劑可以包括羧酸，例如脂肪族二羧酸、環(huán)脂肪族二羧酸以及芳香族二羧酸。二羧酸的分子量可以小于約300、為約300到約500、為約500到約1000或大于約1000。如在此所使用的，術(shù)語(yǔ)‘羧酸’包括羧酸以及羧酸等價(jià)物，它們具有兩個(gè)或更多個(gè)官能團(tuán)羧基基團(tuán)，或在與二元醇和二醇反應(yīng)形成聚酯的過(guò)程中具有與羧酸相同功能的基團(tuán)。這些等價(jià)物可以包括酯和酯形成的反應(yīng)性衍生物，例如酰鹵化物和酸酐。分子量?jī)?yōu)選上述符合酸的而不是等價(jià)物酯或酯形成衍生物的。
脂肪族二羧酸是指具有兩個(gè)羧基基團(tuán)的羧酸，每個(gè)羧基與飽和碳原子連接。如果與羧基連接的碳原子是飽和的并且是環(huán)狀的，那么該酸是環(huán)脂肪族的。芳香族二羧酸是指具有兩個(gè)羧基基團(tuán)的二羧酸，每個(gè)羧基與游離的或稠合的苯環(huán)體系中的碳原子連接。兩個(gè)官能團(tuán)羧基都連接在相同芳香環(huán)上是不必要的。
其他適宜的固化劑可以包括脂肪族酸和環(huán)脂肪族酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，脂肪族酸和環(huán)脂肪族酸可以包括癸二酸、1，2-環(huán)己烷二羧酸、1，3-環(huán)己烷二羧酸、己二酸、戊二酸、琥珀酸、草酸、二聚酸、4-環(huán)己烯-1，2-二羧酸、2-乙基辛二酸(2-ethysuberic acid)、四甲基琥珀酸、環(huán)戊烷二羧酸、十氫-1，5-萘二甲酸、4，4′-雙環(huán)己基二羧酸、十氫-2，6-萘二甲酸、4，4-亞甲基雙(環(huán)己烷羧酸)、3，4-呋喃二羧酸或1，1-環(huán)丁烷二羧酸中的一個(gè)或多個(gè)。
適宜的芳香族二羧酸可以包括對(duì)苯二甲酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、雙-苯甲酸、雙(對(duì)羧基苯基)甲烷、氧代雙苯甲酸(oxybisbenzoic acid)、亞乙基-1，2-雙對(duì)-氧苯甲酸、1，5-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸、菲二甲酸、蒽二甲酸、4，4′-磺?；郊姿嵋约八鼈兊柠u素和C1-C12烷基、烷氧基及芳基環(huán)取代的衍生物中的一個(gè)或多個(gè)。羥基酸例如對(duì)(β-羥基乙氧基)苯甲酸可以與芳香族二羧酸聯(lián)合使用。
適宜的固化劑可以包括多官能團(tuán)的胺，例如二胺。在一個(gè)實(shí)施方案中，二胺可以包括2，2′-(亞乙基二氧)二乙胺或己二胺中的一個(gè)或兩個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，二胺可以包括N，N′-雙-(2-丁基)-對(duì)亞甲基雙苯胺、N，N′-雙-4-(5-甲基-2-丁基)-對(duì)苯二胺、N，N′-雙-4-(2-丁基)-對(duì)苯二胺、N-2-戊基-N′-苯基-對(duì)苯二胺、或N，N′-雙-4-(2-甲基丙基)-鄰苯二胺中的一個(gè)或多個(gè)。
其他適宜的多官能團(tuán)的胺可以包括4，4′-二氨基二苯基甲烷；鄰-、間-或?qū)?苯二胺；雙(4-(3-氨基苯氧基)苯基)砜；2，4-二氨基甲苯；2，5-二氨基甲苯；2，4-二氨基二甲苯；2，4-二氨基均四甲苯；二烷基-4，4′-二氨基聯(lián)苯，例如二甲基-4，4′-二氨基聯(lián)苯；二烷氧基-4，4′-二氨基聯(lián)苯，例如二甲氧基-4，4′-二氨基聯(lián)苯或二乙氧基-4，4′-二氨基聯(lián)苯；4，4′-二氨基二苯基醚；3，4′-二氨基二苯基醚；4，4′-二氨基二苯基砜；3，3′-二氨基二苯基砜；4，4′-二氨基二苯甲酮；3，3′-二氨基二苯甲酮；1，3-雙(3-氨基苯氧基)苯；1，3-雙(4-氨基苯氧基)苯；1，4-雙(4-氨基苯氧基)苯；4，4′-雙(4-氨基苯氧基)聯(lián)苯；雙(4-(4-氨基苯氧基)苯基)砜；2，2′-雙(4-(4-氨基苯氧基)苯基)丙烷；2，2-雙(4-(4-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷；2，2-雙(4-(3-氨基苯氧基)苯基)丙烷；2，2-雙(4-(3-氨基苯氧基)苯基)六氟丙烷；2，2-雙(4-(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯基)六氟丙烷；2，2-雙(4-(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)苯基)六氟丙烷；2，2-雙(4-氨基苯基)六氟丙烷；2，2-雙(3-氨基苯基)六氟丙烷；2，2-雙(3-氨基-4-羥基苯基)六氟丙烷；2，2-雙(3-氨基-4-甲基苯基)六氟丙烷；4，4′-雙(4-氨基苯氧基)八氟聯(lián)苯；2，2′-雙(三氟甲基)二氨基聯(lián)苯；3，5-二氨基三氟甲苯；2，5-二氨基三氟甲苯；3，3′-雙三氟甲基-4，4′-二氨基聯(lián)苯；3，3′-雙三氟甲基-5，5′-二氨基聯(lián)苯；雙(三氟甲基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯；雙(氟化烷基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯；二氯-4，4′-二氨基聯(lián)苯；二溴-4，4′-二氨基聯(lián)苯；雙(氟化烷氧基)-4，4′-二氨基聯(lián)苯；二苯基-4，4′-二氨基聯(lián)苯；4，4′-雙(4-氨基四氟苯氧基)四氟苯；4，4′-雙(4-氨基四氟苯氧基)八氟聯(lián)苯；4，4′-聯(lián)萘胺；4，4′-二氨基苯甲酰苯胺；或4，4′-二氨基(N-烷基)苯甲酰苯胺中的一個(gè)或多個(gè)。其他適宜的多官能團(tuán)的胺可以包括一種或多種氨基硅氧烷或氨基硅烷，例如1，3-雙(3-氨基丙基)-1，1，2，2-四甲基二硅氧烷、1，3-雙(3-氨基丁基)-1，1，2，2-四甲基二硅氧烷、雙(4-氨基苯氧基)二甲基硅烷或1，3-雙(4-氨基苯氧基)四甲基二硅氧烷。在一個(gè)實(shí)施方案中，多官能團(tuán)的固化劑可以包括多官能團(tuán)的偶氮化合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，固化劑可以基本上由2，2′-(亞乙基二氧)二乙胺組成。在一個(gè)實(shí)施方案中，固化劑可以基本上由己二胺組成。
通過(guò)用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的組合物處理可以將另外的疏水性片變得相對(duì)地更加親水。該片可以是多孔的而且同樣地可以被稱(chēng)為基膜。如在此所使用的，基膜可以是指未涂覆的膜，而膜的更通常的術(shù)語(yǔ)可以是指包含本發(fā)明的實(shí)施方案的膜，除非術(shù)語(yǔ)或上下文另外標(biāo)明。
例如，可以通過(guò)使基膜經(jīng)過(guò)一次或多次的穿孔、拉伸、膨脹、發(fā)泡或提取使之變得可滲透。膜的適宜制造方法也可以包括起泡、削成薄片或澆鑄任何適宜的材料。在可替換的實(shí)施方案中，膜可以由織造或非織造纖維制成。
在一個(gè)實(shí)施方案中，可以生成連續(xù)的孔。適宜的孔隙度可以在大于約10％的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，孔隙度可以為約10％到約20％、約20％到約30％、約30％到約40％、約40％到約50％、約50％到約60％、約60％到約70％、約70％到約80％、約80％到約90％或大于約90％。在此以及在整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中，可以組合和/或互換范圍的界限，確定這樣的范圍并且包括所有其所包括的子區(qū)間，除非上下文或術(shù)語(yǔ)另外標(biāo)明。
孔徑可以是均勻的或可以是預(yù)定的模式。適宜的孔徑可以小于約50微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，平均孔徑可以為約50微米到約40微米、約40微米到約30微米、約30微米到約20微米、約20微米到約10微米、約10微米到約1微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，平均孔徑可以小于約1微米，為約1微米到約0.5微米、約0.5微米到約0.25微米、約0.25微米到約0.1微米或小于約0.1微米。在一個(gè)實(shí)施方案中，平均孔徑可以為約0.1微米到約0.01微米。
在一個(gè)實(shí)施方案中，基膜可以是三維基體或具有格子型結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括許多通過(guò)許多微纖維互連的結(jié)點(diǎn)。結(jié)點(diǎn)和微纖維的表面可以在膜中限定出許多孔。已經(jīng)至少部分地被燒結(jié)的微纖維的尺寸可以為約0.05微米到約0.5微米在垂直于微纖維的縱向范圍的方向上的直徑。多孔膜的比表面積可以為約9平方米每克膜材料到約110平方米每克膜材料。
結(jié)點(diǎn)和微纖維的表面可以限定出許多互連的孔，這些孔在相對(duì)的主要側(cè)表面之間以迂回的路徑貫穿整個(gè)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜中孔的平均有效孔隙尺寸可以在微米范圍內(nèi)。膜中孔的適宜平均有效孔隙尺寸可以為約0.01微米到約0.1微米、約0.1微米到約5微米、約5微米到約10微米或大于約10微米。
在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)擠壓細(xì)粉顆粒與潤(rùn)滑劑的混合物制得基膜。接著可以將擠出物壓延。可以在一個(gè)或多個(gè)方向“膨脹”或拉伸壓延了的擠出物，從而形成微纖維連接結(jié)點(diǎn)以限定三維基體或格子型的結(jié)構(gòu)?！芭蛎洝笔侵赋^(guò)材料的彈性極限拉伸從而在微纖維中引入永久變形或伸長(zhǎng)。膜可以被加熱或“燒結(jié)”從而通過(guò)將部分材料從晶態(tài)改變到無(wú)定形態(tài)來(lái)減小和最小化膜材料中的殘余應(yīng)力。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)適于膜的預(yù)期最終用途時(shí)，膜可以是未燒結(jié)的或部分燒結(jié)的。
在一個(gè)實(shí)施方案中，基膜可以限定出許多互連的孔，其與鄰接膜的相對(duì)主要面的環(huán)境流動(dòng)地連通。膜材料使液體材料例如含水液體材料潤(rùn)濕和通過(guò)孔的傾向可以被表示為一種或多種性質(zhì)的函數(shù)。所述的性質(zhì)可以包括膜的表面能、液體材料的表面張力、膜材料與液體材料之間的相對(duì)接觸角、孔的尺寸或有效流通面積以及膜材料與液體材料的相容性。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的膜可以具有不同的尺寸，一些根據(jù)應(yīng)用-特定準(zhǔn)則選擇。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以在流體流動(dòng)的方向上具有小于約10微米的厚度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以在流體流動(dòng)的方向上具有大于約10微米的厚度，例如為約10微米到約100微米、約100微米到約1毫米、約1毫米到約5毫米，或者大于約5毫米。
垂直于流體的流動(dòng)方向，膜可以具有大于約10毫米的寬度。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以具有在約10毫米到約45毫米、約45毫米到約50毫米、約50毫米到約10厘米、約10厘米到約100厘米、約100厘米到約500厘米、約500厘米到約1米或者大于約1米的寬度。所述寬度可以是圓形區(qū)域的直徑或者可以是多邊形區(qū)域的最近圍邊的距離。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以是矩形的，其具有米范圍內(nèi)的寬度和未定的長(zhǎng)度。也就是說(shuō)，可以在連續(xù)的成型操作期間，按照以預(yù)定距離切割膜所確定的長(zhǎng)度將膜形成卷筒。
在一個(gè)實(shí)施方案中，涂敷形成平均厚度為約1納米到約500納米、約500納米到約1微米或者大于約1微米的涂層。涂層可以是厚度均勻的，或者可以具有在不同區(qū)域不同的厚度。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制得的膜可以具有一種或多種預(yù)定的性質(zhì)。這些性質(zhì)可以包括以下的一種或多種干燥運(yùn)輸?shù)哪さ目蓾駶?rùn)性、潤(rùn)濕/干燥循環(huán)能力、極性液體或者溶液的過(guò)濾、非水液體或者溶液的流動(dòng)、在低pH值條件下的流動(dòng)和/或穩(wěn)定性、在高pH值條件下的流動(dòng)和/或穩(wěn)定性、在室溫條件下的流動(dòng)和/或穩(wěn)定性、在高溫條件下的流動(dòng)和/或穩(wěn)定性、在高壓下的流動(dòng)和/或穩(wěn)定性、對(duì)于預(yù)定波長(zhǎng)的能量的透射度、對(duì)于聲能的透射度或者用于催化劑材料的載體。穩(wěn)定性是指涂敷材料以連續(xù)的方式保持其功能的能力，例如，超過(guò)1天或者超過(guò)一個(gè)循環(huán)(潤(rùn)濕/干燥、熱的/冷的、高/低pH值等等)。
至少一個(gè)實(shí)施方案的性質(zhì)可以包括對(duì)于約100℃到約125℃的溫度變化范圍的耐受性，例如在高壓滅菌器操作中。任選地，溫度變化范圍可以在相對(duì)于周?chē)h(huán)境的高壓下。在一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)紫外線(xiàn)(UV)輻射的耐受性可以使膜滅菌而不損失其性質(zhì)。值得注意的是一種可替換的實(shí)施方案，其中可以通過(guò)暴露于輻照源例如UV源而引發(fā)或促進(jìn)涂敷組合物的交聯(lián)，其中UV引發(fā)劑可以與UV吸收組合物(如果存在)競(jìng)爭(zhēng)。
流體通過(guò)膜的流速可以取決于一種或多種因素。因素可以包括膜的物理和/或化學(xué)性質(zhì)、流體的性質(zhì)(例如粘度、pH值、溶質(zhì)等等)、環(huán)境性質(zhì)(例如溫度、壓力等等)等等中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜對(duì)于蒸氣是可滲透的，而對(duì)于流體或液體是不可滲透的或者也是可滲透的。適宜的蒸氣傳輸速率(存在時(shí))可以為小于約1000克每平方米每天(g/m2/d)、約1000g/m2/d到約1500g/m2/d、約1500g/m2/d到約2000g/m2/d或大于約2000g/m2/d。在一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以是對(duì)于蒸氣選擇性不滲透的，而對(duì)于液體或流體仍然是可滲透的。
膜可以用于過(guò)濾水。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約5mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在約100℃，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約5mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約10mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在100℃下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約10mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約20mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在約100℃下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約20mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在20次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約5mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在20次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在100℃下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約5mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在20次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約10mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在20次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在100℃下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約10mL/min-cm的流速流過(guò)膜。在一個(gè)實(shí)施方案中，在50次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后，在室溫下，在27英寸汞柱的壓差下，水可以以大于約20mL/min-cm的流速流過(guò)膜。
在一個(gè)實(shí)施方案中，膜可以是吸收體，例如水或身體流體吸收體。當(dāng)與流體環(huán)境保持平衡時(shí)，吸收體可以包括無(wú)關(guān)緊要量的流體流入及流出。但是，吸收體是可區(qū)別的，并且與可流動(dòng)的不同。流動(dòng)包括液體或流體從第一表面流過(guò)所述膜并且流出到第二表面的能力。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，可以操作膜使液體或流體按預(yù)定的方向流過(guò)至少部分材料。驅(qū)動(dòng)力可以是滲透或毛細(xì)作用，或可以被濃度梯度、壓力梯度、溫度梯度等等中的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)。
膜可以具有許多亞層。這些亞層可以是彼此相同或不同的。在一個(gè)方面，一個(gè)或多個(gè)亞層可以包括本發(fā)明的實(shí)施方案，而另一個(gè)亞層可以提供諸如增強(qiáng)、選擇性過(guò)濾、柔韌性、支撐、流量控制等等的性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的膜可以用作例如燃料電池中的質(zhì)子交換膜(PEM)。其他適宜的應(yīng)用可以包括液體過(guò)濾、基于極性的化學(xué)分離、電解、電池、滲透蒸發(fā)、氣體分離、滲析分離、工業(yè)電化學(xué)例如氯堿的制備和電化學(xué)應(yīng)用、超酸催化劑或用作酶固定化中的介質(zhì)。
在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過(guò)用親水性前體丙烯酸酯三聚物處理純品ePTFE膜來(lái)制備親水的多孔發(fā)泡聚四氟乙烯(ePTFE)膜。在處理之后，可以使用二胺交聯(lián)三聚物。這種交聯(lián)可以將涂層機(jī)械地連接在ePTFE多孔網(wǎng)絡(luò)的微纖維和結(jié)點(diǎn)上。在交聯(lián)期間，可以通過(guò)在三聚物骨架上的衣康酸酐單元與固化劑如二胺之間的反應(yīng)而活化親水性前體丙烯酸酯三聚物的親水性?；罨梢园ㄉ婶人峄鶊F(tuán)以及分子間-和分子內(nèi)-離子對(duì)。因此，可以使涂敷的ePTFE膜具有液態(tài)水可濕潤(rùn)性?？梢栽谀さ臐駶?rùn)/干燥循環(huán)期間保持此被涂敷的ePTFE膜的可濕潤(rùn)性。
實(shí)施例以下實(shí)施例僅舉例說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法和實(shí)施方案，并不對(duì)權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行限定。除非另有說(shuō)明，所有組分都是從例如Alpha Aesar，Inc.(Ward Hill，Massachusetts)、Sigma-Aldrich Company(St.Louis，Missouri)等等的普通化學(xué)制品供應(yīng)商可商業(yè)獲得的。
實(shí)施例1-三聚物組合物的制備。
在一個(gè)250毫升(mL)化學(xué)玻璃(Chemglass)的無(wú)空氣管中加入丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟癸基酯(4.043克(g)，7.8毫摩爾(mmol))、衣康酸酐(0.875g；7.8mmol)、丙烯酸丁酯(2g；15.6mmol)、2，2′-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)(0.0138g，0.08mmol)和四氫呋喃(10g，138.7mmol)的溶液。在氮?dú)庀吕鋬?抽氣-解凍(3次循環(huán))將該溶液脫氣。將該脫氣過(guò)的溶液在60℃聚合24個(gè)小時(shí)(h)。將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到室溫并在強(qiáng)烈攪拌下從庚烷(150mL)中沉淀。
反應(yīng)產(chǎn)物是一種三聚物，其可以具有以任意方向組合的a＝1、b＝2及z＝2的摩爾比，以及在約5,000到約200,000范圍內(nèi)的平均分子量(Mw)。反應(yīng)圖解說(shuō)明如下。三聚物可溶于例如丙酮的中等極性溶劑，但是相對(duì)地不溶于例如甲醇的極性質(zhì)子溶劑。未反應(yīng)的衣康酸酐既可溶于丙酮又可溶于甲醇。在非極性溶劑中沉淀之后，極性溶劑洗滌可以回收三聚物而無(wú)未反應(yīng)的酸酐。
實(shí)施例2-三聚物組合物的制備。
在一個(gè)250毫升(mL)化學(xué)玻璃的無(wú)空氣管中加入丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟癸基酯(4.043克(g)，7.8毫摩爾(mmol))、衣康酸酐(1.747g；15.6mmol)、丙烯酸丁酯(1g；7.8mmol)、2，2′-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)(0.0136g，0.08mmol)和四氫呋喃(13.3mL，184.4mmol)的溶液。在氮?dú)庀吕鋬?抽氣-解凍(3次循環(huán))將溶液脫氣。將脫氣過(guò)的溶液在60℃聚合24個(gè)小時(shí)(h)。將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到室溫并在強(qiáng)烈攪拌下從庚烷(150mL)中沉淀。H-NMR分析表明分離的組合物的相對(duì)大的收率是帶有一部分三聚物存在的衣康酸酐。將沉淀溶于丙酮中并從甲醇中再沉淀從而獲得一種白色粉末。
分析表明三聚物是第二沉淀產(chǎn)物的主要組分。衣康酸酐留在甲醇/丙酮的溶液中。
實(shí)施例3-三聚物組合物的制備。
在一個(gè)250毫升(mL)化學(xué)玻璃的無(wú)空氣管中加入丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟代癸基酯(4.043克(g)，7.8毫摩爾(mmol))、衣康酸酐(1.75g；15.6mmol)、丙烯酸丁酯(2g；15.6mmol)、2，2′-偶氮雙(2-甲基丙腈)(AIBN)(0.0068g，0.08mmol)和四氫呋喃(17.8g，246.8mmol)的溶液。在氮?dú)庀吕鋬?抽氣-解凍(3次循環(huán))將溶液脫氣。將脫氣過(guò)的溶液在60℃聚合24個(gè)小時(shí)(h)。將反應(yīng)產(chǎn)物冷卻到室溫并在強(qiáng)烈攪拌下從庚烷(150mL)中沉淀。H-NMR分析表明所述分離的組合物的相對(duì)大的收率是帶有一部分三聚物存在的衣康酸酐。將沉淀溶于丙酮中并從甲醇中再沉淀從而獲得一種白色粉末。
分析表明第二沉淀產(chǎn)物基本上是三聚物。衣康酸酐留在甲醇/丙酮的溶液中。收率的值表明改變起始組分的相對(duì)比例會(huì)影響收率。另外，比例上的小改變對(duì)收率具有很大的影響。另一種減少未反應(yīng)的衣康酸酐的含量的方法是使用可變的加料速率來(lái)將相應(yīng)的單體引入到反應(yīng)中，而非一鍋法。
實(shí)施例4-膜的處理用來(lái)自實(shí)施例1的溶液和固化劑溶液處理八種純品發(fā)泡聚四氟乙烯(ePTFE)膜。固化劑溶液包含2，2′-(亞乙基二氧)二乙胺及己二胺。以足以具有基于相對(duì)于酸酐部分的官能性的按化學(xué)計(jì)量1∶1的平衡比的量加入固化劑。加熱涂敷的膜從而交聯(lián)來(lái)自實(shí)施例1的三聚物，以及在被處理的膜上形成連結(jié)的涂層。
經(jīng)觀(guān)察，當(dāng)與液態(tài)水接觸時(shí)，處理過(guò)的膜樣品易于潤(rùn)濕。測(cè)定初始的水流速。在22℃，用水對(duì)四個(gè)樣品進(jìn)行五次潤(rùn)濕/干燥循環(huán)。在循環(huán)之后，使流動(dòng)水繼續(xù)通過(guò)全部樣品。
在100℃，用水對(duì)另四個(gè)樣品進(jìn)行潤(rùn)濕/干燥循環(huán)。在以每循環(huán)1升至少3次熱水潤(rùn)濕/干燥試驗(yàn)循環(huán)之后，使流動(dòng)水繼續(xù)通過(guò)樣品。觀(guān)察各種隨后的流速。在27汞柱的壓差下，流速為1mL/min-cm2到23mL/min-cm2。
在此所描述的實(shí)施方案是組合物、結(jié)構(gòu)、體系以及方法的例子，它們所具有的要素對(duì)應(yīng)于在權(quán)利要求書(shū)中所描述的本發(fā)明的要素。本成文的說(shuō)明書(shū)可以使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┘斑\(yùn)用實(shí)施方案，這些實(shí)施方案具有對(duì)應(yīng)于在權(quán)利要求書(shū)中所描述的本發(fā)明的要素的可替換要素。因此，本發(fā)明的范圍包括與權(quán)利要求書(shū)的文字描述沒(méi)有區(qū)別的組合物、結(jié)構(gòu)、體系及方法，而且進(jìn)一步包括與權(quán)利要求書(shū)的文字描述沒(méi)有實(shí)質(zhì)差異的其他結(jié)構(gòu)、體系及方法。雖然僅僅是在此舉例說(shuō)明和描述了某些特點(diǎn)和實(shí)施方案，但相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員可以想到許多改進(jìn)及變化。所附的權(quán)利要求書(shū)覆蓋了所有這些改進(jìn)及變化。
權(quán)利要求
1.一種包含涂層的膜，所述涂層包含具有式(I)的結(jié)構(gòu)的三聚物 其中R1包括烷基；R2由式CF3(CF2)p(CH2)q-組成，其中“p”為1到約21的整數(shù)，以及“q”是1到約10的整數(shù)；R3和R4獨(dú)立地是氫或者短鏈烷基；以及“m”是大于1的整數(shù)，“n”是大于約2到約20,000的整數(shù)，以及“o”是大于約2的整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所限定的膜，其中所述被涂敷的膜具有在室溫下在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后在27英寸汞柱壓差下大于約1mL/min-cm的水流速。
3.一種包含涂層的膜，其中所述涂層包含以下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯；不飽和酸酐；和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。
4.如權(quán)利要求3中所限定的膜，其中所述不飽和酸酐包含衣康酸酐或馬來(lái)酸酐。
5.如權(quán)利要求3中所限定的膜，其中所述氟取代的丙烯酸酯包含丙烯酸3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟癸基酯。
6.如權(quán)利要求3中所限定的膜，其中所述丙烯酸烷基酯包含丙烯酸丁酯。
7.如權(quán)利要求3中所限定的膜，其中所述涂層進(jìn)一步包含多官能團(tuán)的交聯(lián)劑。
8.如權(quán)利要求7中所限定的膜，其中將所述涂層與所述多官能的交聯(lián)劑交聯(lián)從而形成被涂敷的膜。
9.如權(quán)利要求8中所限定的膜，其中所述被涂敷的膜具有在室溫下在10次濕潤(rùn)/干燥循環(huán)之后在27英寸汞柱壓差下大于約1mL/min-cm的水流速。
10.一種方法，其包括使氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯；不飽和酸酐；丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯；以及引發(fā)劑在溶劑中反應(yīng)從而形成三聚物；以及使所述三聚物與多官能團(tuán)的交聯(lián)劑反應(yīng)從而在膜上形成涂層。
全文摘要
所提供的是一種膜，其被氟取代的丙烯酸酯或氟取代的甲基丙烯酸酯、不飽和的酸酐和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯的反應(yīng)產(chǎn)物涂敷。也提供了一種制造所述膜的方法。
文檔編號(hào)B01D67/00GK1990095SQ20061016465
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月4日
發(fā)明者H·M·杜, D·施泰格爾 申請(qǐng)人:通用電氣公司