專利名稱：：耐溶劑的納濾膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及耐溶劑膜及其制造方法。更具體地說，本發(fā)明涉及耐溶劑的納濾膜(nanofiltrationmembrane)及其制造方法。
背景技術(shù)：
：納濾(NF)膜的保留特性介于超濾和反滲透之間。納濾膜用于除去分子量在約200-1000道爾頓范圍的多價離子和小的有機(jī)分子。除去有機(jī)分子的能力已經(jīng)引起制藥工業(yè)中應(yīng)用的濃厚興趣。特別是人們對于在有機(jī)溶劑流中操作從而從有機(jī)溶液中分離小分子如合成的抗生素和肽是有興趣的。在此類應(yīng)用中，為了經(jīng)濟(jì)地操作需要高的滲透性。使用極性有機(jī)溶劑，例如偶極非質(zhì)子溶劑，特別是如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基乙酰胺(DMAC)和二甲亞砜(DMSO)作為制備藥物和農(nóng)業(yè)化學(xué)品(例如擬除蟲菊酯殺蟲劑)的化學(xué)反應(yīng)的溶劑或介質(zhì)。這些強(qiáng)有力的溶劑對由聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯聚合物制成的常用聚合物膜將引起嚴(yán)重的損害。在許多應(yīng)用中，使用溶劑的含水混合物或者依次使用含水溶液和溶劑基溶液進(jìn)行操作，對于膜是有用的。對于這些用途，疏水膜是不能用的，因為它們對水溶液具有非常低的滲透性。在AdvancesiniSo/vew"ias&towfiV(3"o_//^YZ"owAfem6rawes,Ann.N.Y.Acad.Sci.984159-1772003中表明了在疏水NF膜中低的水相滲透性。這些膜的典型用途是在結(jié)晶步驟前在有機(jī)或水/有機(jī)溶液中濃縮產(chǎn)物。在其它應(yīng)用中，工藝操作者能夠通過膜滲濾除去低分子量雜質(zhì)和鹽，膜滲濾不能與蒸發(fā)步驟一起進(jìn)行。操作者還能在這類過濾過程期間交換溶劑。有機(jī)溶液的納濾可以替代真空快速蒸發(fā)或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(rotovaps)，提供資金成本更低的工藝。在肽和其它低分子量有機(jī)溶質(zhì)的加工中，膜成為非結(jié)合的膜的能力是重要的屬性。與膜結(jié)合的溶質(zhì)降低滲透性并且通過不可逆地保留溶質(zhì)而降低了產(chǎn)率。眾所周知纖維素對此類分子具有非常低的結(jié)合表面，而已知疏水的和典型的聚酰胺NF膜是高度結(jié)合性的。纖維素是溶劑穩(wěn)定的、僅在強(qiáng)溶劑如二硫化碳及二甲基乙酰胺與氯化鋰的溶液中可溶解。當(dāng)交聯(lián)時，纖維素甚至具有較小的溶脹趨勢，因此是溶劑穩(wěn)定的NF膜的良好的制備材料。由于從纖維素制造多孔NF膜的困難，迄今還沒有制備出商用的膜。Rendall在美國專利3，864,289中描述了從包含纖維素膜材料、纖維素交聯(lián)劑和阻滯劑的配方中制備纖維素半滲透膜的方法。因為"阻滯劑"給過程增加了不必要的復(fù)雜性和對膜材料性質(zhì)的附加的化學(xué)變化，所以使用它是不可取的。這種阻滯劑還可以增加不想要的可提取材料，其可能污染純化的滲透物。Wan在美國專利4,853,129中描述了用于分離有機(jī)液體，例如從從脫蠟油中分離酮脫蠟溶劑的再生纖維素膜。再生纖維素膜與雙功能試劑反應(yīng)導(dǎo)致膜在有機(jī)液體分離應(yīng)用中選擇性的改進(jìn)。Wan聲稱該方法還可以用于降低膜的親水性，并且通過使用交聯(lián)劑在反應(yīng)后不會留下未反應(yīng)的羥基，交聯(lián)劑也不會引入任何羥基。這種膜不適合用于水溶液，或者具有可觀量水的溶液。Wan的專利中的膜對于分子量在大約300-600道爾頓范圍內(nèi)的油類具有55y。-90。/。的排斥反應(yīng)指數(shù)(rejectionvalue)。(分子量數(shù)據(jù)來自同時的專利US4,510,047。)這些排斥對于制藥廠的高附加值產(chǎn)品是不適合的。Beer等在美國專利5,739,316中要求了一種制備交聯(lián)纖維素水合物超濾膜的方法，其包括纖維素水合物膜與水溶性雙環(huán)氧化合物的堿性水溶液接觸。除了限制于水溶性雙環(huán)氧化合物外，Beer指出在反應(yīng)中使用有機(jī)溶劑在技術(shù)上是困難的且昂貴的。另外，Beer聲稱不改變膜的高通量的方法作為其發(fā)明的一個目的。這意味著如此制備的膜將不會從初始超濾膜增加排斥量。Charkoudian在美國專利申請11/199491和10/414988中描述了保留膜的超濾結(jié)構(gòu)的交聯(lián)及交聯(lián)且荷電的纖維素超濾膜。美國專利6,113,794描述了一種納濾復(fù)合膜，其包括由非交聯(lián)的烯鍵不飽和腈聚合物形成的基底超濾膜、以及分子量為20,000-2，000，000并且包含反應(yīng)性官能團(tuán)的交聯(lián)的親水聚合物的、由包含1.5-2.5%w/w聚合物的聚合物水溶液形成的多孔涂層。該專利旨向于在交聯(lián)前完全干燥的脫乙酰殼多糖涂敷的膜。這將產(chǎn)生致密的膜而不是多孔膜。美國專利6,113,794不能與偶極非質(zhì)子溶劑如N-甲基吡咯烷酮或者二甲基乙酰胺一起使用，因為此類溶劑會溶解支持層并且毀壞復(fù)合膜。Guo等在ChineseChemicalLetters,Vol5,(10)pp869-872,1994中報道了使用環(huán)氧氯丙烷(表氯醇)的DMSO堿性水溶液的交聯(lián)的大孔纖維素膜。這些膜用于親合力分離，并且沒有指出該方法可以用來制造超濾或NF膜。主要與GKSS研究中心有聯(lián)系的作者己經(jīng)發(fā)表了幾篇專利申請和文章。這些文獻(xiàn)均基于相同的技術(shù)。該方法(WO97/20622)用纖維素-羥基醚，例如羥乙基纖維素或羥丙基纖維素的低固體物溶液涂敷基底膜，然后用醛，優(yōu)選二醛交聯(lián)涂層達(dá)到水不溶解的程度。在JAOCSVol76#1，pp83-87，1999中，Zwijnenberg等報道了使用具有"纖維素型頂層"的復(fù)合膜在丙酮中納濾植物油。在MembraneTechnology#107pp5-81999中，Ebert等報道了用"纖維素型"膜在溶劑中納濾植物油，其中纖維素型膜的性能受交聯(lián)條件的影響。纖維素羥基醚是與再生纖維素不同的一類，從參考文獻(xiàn)作者將該材料稱作纖維素類中可以看出。纖維素羥基醚是水溶性的并且可以預(yù)期在操作上與再生纖維素膜表現(xiàn)不同。由纖維素羥基醚制成的膜由薄的致密層形成并且與由相分離方法制成的再生纖維素具有不同的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過使用多孔超濾膜作為前體，并且仔細(xì)地控制反應(yīng)條件從而保持膜足夠的親水特性，可以制備出能夠在水溶液(包括水-溶劑混合物或混合物)中在令人滿意的通量下運(yùn)行的溶劑穩(wěn)定的纖維素納濾膜，它與有機(jī)生物材料的結(jié)合也是低的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是能夠從有機(jī)溶劑(包括偶極非質(zhì)子溶劑、水溶液以及水和有機(jī)溶劑的混合物)中過濾溶質(zhì)的交聯(lián)纖維素納濾膜。該膜包含獲得能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的預(yù)成型的多孔載體(support)，在所述載體上形成纖維素超濾膜，并且以受控的方式交聯(lián)該纖維素膜，從而使所得納濾膜能夠保留大于約200道爾頓的溶質(zhì)。所述膜的優(yōu)選實施方案具有能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的微孔膜作為載體。更優(yōu)選的實施方案具有從超高分子量聚乙烯制成的微孔膜載體作為載體。在一個實施方案中，所述纖維素超濾前體膜具有小于大約5000道爾頓的截留分子量。在一個實施方案中，所述納濾膜包括由能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的交聯(lián)纖維素組成的親水性納濾膜。在一個實施方案中，所述納濾膜包含能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的交聯(lián)纖維素，所述膜包括纖維素超濾膜，該纖維素超濾膜通過葡糖酐單元中的羥基與多官能交聯(lián)劑反應(yīng)，條件是留下足夠多的未反應(yīng)羥基以提供親水性膜。在一個實施方案中，所述納濾膜包括由能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的交聯(lián)纖維素組成的親水性納濾膜，其適于從有機(jī)溶劑溶液中除去大于約400道爾頓的有機(jī)溶質(zhì)。在一個實施方案中，本發(fā)明包括從有機(jī)-水(organicaqueous)或者水-有機(jī)(aqueous-organic)溶劑溶液中除去有機(jī)溶質(zhì)的方法，其包括使該溶液通過親水性交聯(lián)纖維素納濾膜，所述膜包括能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的交聯(lián)纖維素超濾膜。在一個實施方案中，本發(fā)明包括從有機(jī)-水或者水-有機(jī)溶劑溶液中除去有機(jī)溶質(zhì)的方法，其包括使該溶液通過交聯(lián)纖維素納濾膜，所述膜包括包括能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的纖維素超濾前體膜，該纖維素超濾前體膜通過葡糖酐單元中的羥基與多官能交聯(lián)劑反應(yīng)，條件是留下足夠多的未反應(yīng)羥基以提供親水性膜并且使膜成為納濾器。在一個實施方案中，所述交聯(lián)纖維素納濾膜具有控制量的負(fù)電荷或者正電荷。已經(jīng)表明添加到膜內(nèi)和外表面上的電荷改進(jìn)了相似荷電分子的保留。所述膜用來通過在保壓裝置(pressureholdingdevice)(例如螺旋巻組件、折疊筒或者板框型盒或者其它裝置)中密封膜，使膜的一側(cè)面對著較高壓力的進(jìn)料側(cè)并且膜的另一側(cè)位于較低壓力的滲透流側(cè)，從進(jìn)料溶液中除去或者濃縮大約200kD-1000kD的有機(jī)或無機(jī)溶質(zhì)。將加壓的進(jìn)料液流引入膜的纖維素側(cè)并且從膜的低壓下游側(cè)收集滲透的液體。大于約200kD的溶質(zhì)保留(排除的)在膜的上游側(cè)。低分子量溶質(zhì)如溶劑穿過膜。另外，其它低分子量溶質(zhì)如鹽和離子也穿過納濾膜，使溶質(zhì)同時脫鹽。在一些應(yīng)用中，在所需溶質(zhì)濃縮后，可以向上游側(cè)添加一種或多種其它溶質(zhì)來交換溶劑。另外，可以向濃縮的溶質(zhì)中添加在原始溶液中使用的那種純?nèi)軇驗榈头肿恿侩s質(zhì)已經(jīng)通過穿過膜被除去，從而產(chǎn)生相對于原始進(jìn)料更純的溶液。具體實施方式本發(fā)明的納濾膜包括交聯(lián)纖維素膜，該交聯(lián)纖維素膜優(yōu)選與載體層(supportlayer)集成。纖維素膜從優(yōu)選用美國專利5，522,991(引入本文作參考)的方法制備的纖維素超濾膜制造。由交聯(lián)反應(yīng)引起的膜中的變化是從主要通過尺寸(超濾)分離的膜變?yōu)榭撞牧虾腿苜|(zhì)間的其它相互作用在溶質(zhì)排除中起重要作用的膜。在納濾中，作用于溶質(zhì)分子上的阻礙溶質(zhì)進(jìn)入孔內(nèi)或者通過膜的多孔特性傳輸?shù)牧碜杂谀げ牧系奶匦院腿苜|(zhì)與孔表面的親和力。電荷和介電常數(shù)以在超濾膜的較大孔道內(nèi)沒有的方式影響溶質(zhì)和溶劑通過孔道的傳輸。因此，當(dāng)通過本發(fā)明的方法制備納濾膜時，減小孔徑以獲得溶質(zhì)-膜材料相互作用的孔結(jié)構(gòu)是重要的，并且其中簡單地通過尺寸排除不是唯一的機(jī)理。適合本發(fā)明的載體可以由能夠在偶極非質(zhì)子溶劑(例如DMSO、DMF、NMP)中操作的聚合物如聚乙烯、聚丙烯、或聚醚-醚酮(PEEK)制成。載體需要結(jié)合用于流動的多孔性、機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性以及耐有機(jī)溶劑溶脹或溶解的性質(zhì)。載體可以是例如由聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯、或者氟化聚合物如聚四氟乙烯制成的無紡或紡織織物。優(yōu)選的載體是微孔膜。更優(yōu)選的載體是由通過在美國專利4，778，601中所述的方法制備的超高分子量聚乙烯(UPE)制成的微孔膜。纖維素膜可以通過向載體上浸沒澆注纖維素醋酸酯或其它纖維素酯聚合物溶液來形成。然后，通過使用強(qiáng)堿如0.5NNaOH使纖維素酯水解成纖維素。在美國專利5,522,601中描述了制備纖維素超濾膜的優(yōu)選方法，其中將纖維素醋酸酯溶液涂敷到UPE微孔膜上并且凝結(jié)(coagulate)成膜。然后，用氫氧化鈉水解所述膜，形成纖維素膜?？蛇x地，可以在添加鹽如氯化鋰下，將纖維素溶解在溶劑如二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯垸酮(NMP)中。可以使用這種纖維素溶液形成膜并因此不需要堿水解。如美國專利4,604,326中所述，可以通過向丙酮-水凝結(jié)液中紡絲纖維素銅銨溶液來制備纖維素超濾中空纖維膜?？梢允褂孟嗨频姆椒▉碇苽淦狡ぁ＿@些實施例不是限制制備纖維素超濾膜的可能方法，而是作為本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用的各種方法中的一些實例。優(yōu)選的纖維素膜的截留分子量(MWCO)值為10,000道爾頓(D)或更小，更優(yōu)選的纖維素膜具有小于5000D的MWCO。優(yōu)選的膜是由Billerica，Massachusetts的Millipore公司生產(chǎn)的PLCCC。交聯(lián)包括溶解的交聯(lián)反應(yīng)物和膜之間的異相反應(yīng)。所述反應(yīng)溶液可以基于含水或有機(jī)溶劑，或者水-有機(jī)混合物。優(yōu)選的有機(jī)溶劑是N-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲亞砜、二甲基甲酰胺或相似的溶劑。典型的交聯(lián)劑是二-或多官能團(tuán)環(huán)氧化物。實例有環(huán)氧氯丙烷、丁二醇二環(huán)氧甘油醚(BUDGE)、乙二醇二環(huán)氧甘油醚(EDGE)、聚乙二醇二環(huán)氧甘油醚和丁烷雙環(huán)氧化物。也可以使用多官能團(tuán)N-甲基甲氧基化合物作為交聯(lián)劑。實例有Cymel385和Powderlink1174，兩者均可從WestPatterson,NewJersey的CytecIndustries獲得。交聯(lián)劑在反應(yīng)溶液中的濃度為約5重量％-約60重量％，優(yōu)選范圍是約10重量％-約40重量％。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于反應(yīng)溫度和反應(yīng)條件確定反應(yīng)時間。一般地，在較高溫度下反應(yīng)以較快的速率進(jìn)行。較大的反應(yīng)容器需要較長的時間來達(dá)到反應(yīng)溫度和冷卻?？梢允褂幂^高的壓力來增加反應(yīng)速率。根據(jù)反應(yīng)容器，技術(shù)人員可以使用連續(xù)流、攪拌罐或其它裝置來改進(jìn)反應(yīng)物與膜的接觸并因此控制反應(yīng)。較高的濃度將增加反應(yīng)速率。交聯(lián)劑類型以及溶劑也在確定反應(yīng)時間中起作用。氫氧根活性是另一個重要的反應(yīng)條件。優(yōu)選的反應(yīng)時間是大約二至大約一百小時，更優(yōu)選的反應(yīng)時間為大約4-大約24小時。反應(yīng)可以在室溫，并且高至大約6(TC下進(jìn)行，優(yōu)選的溫度為25'C-約50'C。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員能夠通過增加例如傳質(zhì)速率，通過使用連續(xù)網(wǎng)或者通過調(diào)節(jié)溫度、濃度和其它類似參數(shù)進(jìn)一步增加反應(yīng)速率來改變或者縮短反應(yīng)時間。當(dāng)使用多官能團(tuán)的環(huán)氧化物時，反應(yīng)在堿性條件下進(jìn)行。一般使用氫氧化鈉或鉀。典型地使用約0.1M-約1M的氫氧化物溶液。技術(shù)人員能夠在反應(yīng)和纖維素的堿性變質(zhì)之間尋找平衡。較高的氫氧化物濃度和較高的反應(yīng)溫度將加速堿性變質(zhì)，較低的氫氧化物濃度和較低的反應(yīng)溫度將減慢變質(zhì)速率以及交聯(lián)反應(yīng)速率。Powderlink1174、Cymel385和相似的交聯(lián)齊U(多官能團(tuán)的N-甲基甲氧基化合物)通過纖維素上的羥基借助酸催化劑(如甲苯磺酸)交聯(lián)纖維素。其它相似的酸催化劑是有機(jī)磺酸和非氧化性無機(jī)酸。pH大約2-4的弱或中等酸條件是合適的。優(yōu)選的催化劑是Cycat4040，它是一種可從CytecIndustries獲得的磺酸。酸性更強(qiáng)的條件可以增加反應(yīng)速率，但技術(shù)人員必須小心不引起纖維素膜的酸性變質(zhì)。纖維素膜和交聯(lián)反應(yīng)物間的反應(yīng)可以在水溶液，或者100%水或者與溶劑如甲乙酮、甲基戊二醇、丙酮、其它酮混合的混合物中進(jìn)行。上述列舉不是限制性的。技術(shù)人員能夠使用方便的適于這種需求的溶劑來發(fā)展所述方法?？梢酝ㄟ^一步或者兩步工藝使本發(fā)明的表面電荷具有負(fù)電荷。在一步工藝中，向交聯(lián)溶劑溶液中添加電荷改性反應(yīng)物。在兩步方法中，在交聯(lián)反應(yīng)前或后進(jìn)行電荷添加反應(yīng)。用于形成荷負(fù)電的膜的適當(dāng)反應(yīng)物包括結(jié)構(gòu)為X(CH2)mA的化合物或者它們的堿金屬鹽。X是鹵素，優(yōu)選氯或溴。A是羧基或磺酸根。借助反應(yīng)時間、反應(yīng)物濃度、pH和溫度控制添加到膜表面上的負(fù)電荷的量?？梢允褂每s水甘油基季銨化合物和季銨鹵代垸給膜賦予正電荷。這些分子將具有Y(CH2)mB的結(jié)構(gòu)，其中Y是鹵素并且B是荷正電的部分。在本發(fā)明中，優(yōu)選在荷電，即向膜添加荷電基團(tuán)前進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，因為添加荷電基團(tuán)后，相似電荷基團(tuán)間的電荷排斥使聚合物和膜溶脹，這可能對膜性質(zhì)具有有害作用。如果將交聯(lián)反應(yīng)控制到一個速率，其中得到的交聯(lián)膜可以抑制由所加入電荷可能導(dǎo)致的溶脹，就可以同時交聯(lián)和添加電荷。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員能夠使用常規(guī)的實驗室裝備，根據(jù)本申請中的教導(dǎo)來制備孔徑、電荷和其它材料性質(zhì)具有適當(dāng)平衡的納濾膜，得到工作和經(jīng)濟(jì)上可行的耐溶劑的納濾膜。葡聚糖試驗該試驗基于由L.Zeman禾卩M.Wales,在"SeparationScienceandTechnology"16(3)p275-390(1981)中發(fā)表的方、法。將濕潤的膜樣品置于試驗池中。使包含名義分子量(nominalmolecularweight)為10,000-2,000,000道爾頓的葡聚糖混合物的進(jìn)料溶液以連續(xù)流動方式或者在攪拌的池中與膜的上游側(cè)接觸。通過蠕動泵控制滲透速率，從而在低通量下運(yùn)轉(zhuǎn)，并因而消除了進(jìn)料側(cè)上的濃度極化。通過體積排除色譜法檢測滲透樣品的分子量分布(MWD)。比較所得分布與進(jìn)料溶液的MWD。任何流出體積的排除量可以從R2=(h(f)v-h(p)p)/h(f)v求得，其中h(f)v是流出體積v時進(jìn)料溶液色譜峰的高度，并且h(p)v是體積V時滲透液的色譜峰高度。如此，可以得到排除分布與V的關(guān)系。流出體積和溶質(zhì)分子量間的關(guān)系從葡聚糖制造商提供的已知MWD確定。分子尺寸可以通過Granath和Kuist,J.Chromatography28p69-81(1967)的關(guān)系式從分子量計算。如此，得到排除量相對于尺寸分布的曲線。測量MWCO來確定90。/。排除(R90)時的分子量并且看作膜的MWCO。保留試驗將膜片置于壓力盒中，其具有用于料流并允許施加壓力的入口，以及用于滲透液體的出口。用稀釋的硫酸鎂和棉子糖溶液在50psi下進(jìn)行試驗。由具有示差折光檢測器的HPLC測定進(jìn)料和滲透液中的棉子糖濃度。由電導(dǎo)率確定硫酸鎂濃度。實施例A.水溶液PLCCC是由Billerica,Massachusetts的MilliporeCorporation制造的纖維素超濾膜。它具有如制造商手冊中指定的5000道爾頓的額定分子量截留。BUDGE是用作交聯(lián)劑的丁二醇二環(huán)氧甘油醚。EDGE是用作交聯(lián)劑的乙二醇二環(huán)氧甘油醚。實施例1使用40克乙二醇二環(huán)氧甘油醚(EDGE)溶解在60克0.1MNaOH中的溶液，通過在置于控溫的TECHNEHB1D混合器中的玻璃瓶中用EDGE溶液翻滾(rolling)PLCCC膜，在40。C下處理一片85mmx165mm的PLCCC膜6小時。用200ccMilli-Q⑧水洗滌膜三次。在使用前將膜儲備在200cc包含O.Oin/。疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(膜#1)。根據(jù)上述葡聚糖試驗測試膜1對中性葡聚糖的排除及其緩沖通量。表1中總結(jié)了排除90y。葡聚糖(R90)時的分子量以及PLCCC對照值。表1中還顯示了膜1和PLCCC對照的緩沖通量。根據(jù)上述保留試驗測試膜1排除MgS04的能力。制備0.2%的MgS04水溶液并且測得其電導(dǎo)率為2.34毫西門子(mS)。將膜置于高壓過濾攪拌池中。在50psi的壓力和150rpm的攪拌速率下使0.2%的進(jìn)料溶液穿過膜1。濾液的電導(dǎo)率是0.68mS，相應(yīng)于0.04%MgS04濃度。這大約減少了80%的進(jìn)料MgS04。在納濾實驗期間該膜的通量是0.241mh/psi。表2中給出該數(shù)據(jù)。還根據(jù)上述保留試驗測試膜1排除棉子糖的能力。棉子糖是分子量為594道爾頓的小糖分子。使用與上面MgS04實驗相同的液池和設(shè)置制備0.1%的棉子糖水溶液。使用示差折光(RI)檢測器通過HPLC分析進(jìn)料溶液和濾液的棉子糖濃度。在用膜1處理后記錄棉子糖濃度降低91%。表2中顯示了該數(shù)據(jù)。B.有機(jī)溶液實施例2使用20克丁二醇二環(huán)氧甘油醚(BUDGE)溶解在40克N-甲基吡咯垸酮和40克0.5MNaOH中的溶液，通過在置于控溫的混合器中的玻璃瓶中用BUDGE溶液翻滾PLCCC膜，在24°C下處理一片85mmX165mm的PLCCC膜90小時。用200cc甲醇洗滌膜一次并且用200ccMilli-Q⑧水洗漆膜兩次。在使用前將膜儲備在200cc包含0.01%疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(膜#2)。根據(jù)上述葡聚糖試驗測試膜2對中性葡聚糖的排除及其緩沖通量；這些值在表1中給出。根據(jù)上述保留試驗測試膜2在異丙醇(IPA)中排除棉子糖的能力。在50psi下用膜2處理0.1%棉子糖在IPA中的溶液。在通過膜2后，濃度降低至0.029%。這相對于進(jìn)料濃度降低了71%。表3中顯示了這些數(shù)據(jù)以及通量和攪拌速率。棉子糖在DMAC中的排除量與在異丙醇中的排除量相比的強(qiáng)烈差異表明孔徑自身不會控制排除，而溶質(zhì)/膜的相互作用是重要的。實施例3使用40克丁二醇二環(huán)氧甘油醚(BUDGE)溶解在40克N-甲基吡咯烷酮和40克0.5MNaOH中的溶液，通過在置于控溫的混合器中的玻璃瓶中用BUDGE溶液翻滾PLCCC膜，在24'C下處理一片85mmx165mm的PLCCC膜40小時。在此之后，丟棄該溶液并且在40°C下5小時內(nèi)引入具有相同組成的新鮮溶液。用200cc甲醇洗滌膜一次并且用200ccMilli-Q⑧水洗滌膜兩次。在使用前將膜儲備在200cc包含0.01%疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(膜#3)。根據(jù)上述葡聚糖試驗測試膜3對中性葡聚糖的排除及其緩沖通量(bufferflux);這些值在表l中給出。根據(jù)上述保留試驗測試膜3在N-甲基吡咯垸酮(NMP)中排除棉子糖的能力。在50psi下用膜3處理0.1%棉子糖在IPA中的溶液。在通過膜3后，濃度降低至HPLC設(shè)備的檢測限(0.005"/。)以下。這相應(yīng)于相對進(jìn)料濃度至少95%的降低量。這些數(shù)據(jù)列在表3中。實施例4使用40克乙二醇二環(huán)氧甘油醚(EDGE)溶解在60克0.25MNaOH中的溶液，通過在置于控溫的混合器中的玻璃瓶中用EDGE溶液翻滾PLCCC膜，在40。C下處理一片85mmx165mm的PLCCC膜4小時。用200cc的Milli-Q⑧水洗滌膜三次。在使用前將膜儲備在200cc包含0.01%疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(膜弁4)。根據(jù)上述葡聚糖試驗測試膜4對中性葡聚糖的排除及其緩沖通量。表1中列出了排除90。/。葡聚糖(R90)時的分子量以及PLCCC對照值。表1中還顯示了膜1和PLCCC對照的緩沖通量。根據(jù)上述保留試驗測試膜4在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中排除棉子糖的能力。在50psi下用膜4處理0.1%棉子糖在IPA中的溶液。在通過膜4后，濃度降低至HPLC設(shè)備的檢測限(0.005。/。)以下。這相應(yīng)于相對進(jìn)料濃度至少95%的降低量。這些數(shù)據(jù)列在表3中。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>預(yù)先荷電的納濾膜實施例l-帶負(fù)電的l使用22.5克溴代丙磺酸鈉鹽(BPSA)在100克0.5MNaOH中的溶液，通過在置于控溫的混合器中的玻璃瓶中用BPSA溶液翻滾膜，在25。C下將一片85mmx165mm的膜#1處理4小時。用200ccMilli-Q⑧水洗滌膜三次。在使用前將膜儲備在200cc包含0.01%疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(帶負(fù)電的膜#1)。實施例2-帶負(fù)電的2除了使反應(yīng)時間進(jìn)行16小時外，使用與實施例1相同的BPSA反應(yīng)條件。這就產(chǎn)生與上面1相比具有更高負(fù)電荷量的磺酸改性的膜。(帶負(fù)電的膜弁2)。實施例3-帶正電的l使用15克70-75。/。的縮水甘油基三甲基氯化銨(GTMAC)、10克1MNaOH和75克水的溶液，通過在置于控溫的混合器中的玻璃瓶中用GTMAC溶液翻滾膜，在25。C下將一片85mmx165mm的膜#1處理3小時。用200ccMilli-Q⑧水洗滌膜三次。在使用前將膜儲備在200cc包含0.01。/。疊氮化鈉的Milli-Q⑧水中以防止細(xì)菌污染。(帶正電的膜弁l)。實施例4-帶正電的2除了使反應(yīng)時間進(jìn)行16小時外，使用與實施例1相同的GTMAC反應(yīng)條件。這就產(chǎn)生與上面的1相比具有更高正電荷量的季銨改性的膜。(帶正電的膜#2)。權(quán)利要求1.一種親水性納濾膜，其包含能夠在極性有機(jī)溶劑中操作的交聯(lián)纖維素。2.權(quán)利要求1的膜，其中所述極性有機(jī)溶劑是偶極非質(zhì)子溶劑。3.權(quán)利要求1的膜，其中所述極性有機(jī)溶劑包括極性有機(jī)溶劑的含水混合物。4.權(quán)利要求1的膜，其中所述偶極非質(zhì)子有機(jī)溶劑包括偶極非質(zhì)子有機(jī)溶劑的含水混合物。5.—種納濾膜，其包含能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的交聯(lián)纖維素，所述膜包括纖維素超濾膜，該纖維素超濾膜通過葡糖酐單元中的羥基與多官能交聯(lián)劑反應(yīng)，條件是留下足夠多的未反應(yīng)羥基以提供親水性膜。6.—種親水性納濾膜，其包含交聯(lián)纖維素，該交聯(lián)纖維素能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作，并適于從有機(jī)溶劑溶液中除去大于約400道爾頓的有機(jī)溶質(zhì)。7.權(quán)利要求1的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的負(fù)的表面電荷。8.權(quán)利要求5的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的負(fù)的表面電荷。9.權(quán)利要求6的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的負(fù)的表面電荷。10.權(quán)利要求1的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的正的表面電荷。11.權(quán)利要求5的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的正的表面電荷。12.權(quán)利要求6的膜，其還包含與其表面化學(xué)鍵合的正的表面電荷。13.—種從有機(jī)-水或者水-有機(jī)溶劑溶液中除去有機(jī)溶質(zhì)的方法，其包括使該溶液通過親水性交聯(lián)纖維素納濾膜，所述膜包括能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的纖維素超濾膜。14.一種從有機(jī)-水或者水-有機(jī)溶劑溶液中除去有機(jī)溶質(zhì)的方法，其包括使該溶液通過交聯(lián)纖維素納濾膜，所述膜包括能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的纖維素超濾膜，該纖維素超濾膜通過葡糖酐單元中的羥基與多官能交聯(lián)劑反應(yīng)，條件是留下足夠多的未反應(yīng)羥基以提供親水性膜。15.權(quán)利要求1的膜，該膜具有載體層。16.權(quán)利要求5的膜，該膜具有載體層。17.權(quán)利要求6的膜，該膜具有載體層。18.權(quán)利要求l的膜，該膜具有能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的載體層。19.權(quán)利要求5的膜，該膜具有能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的載體層。20.權(quán)利要求6的膜，該膜具有能夠在偶極非質(zhì)子溶劑中操作的載體層。21.權(quán)利要求l的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層。22.權(quán)利要求5的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層。23.權(quán)利要求6的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層。24.權(quán)利要求l的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層，并且其中所述微孔膜由超高分子量的聚乙烯組成。25.權(quán)利要求5的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層，并且其中所述微孔膜由超高分子量的聚乙烯組成。26.權(quán)利要求6的膜，該膜具有由微孔膜形成的載體層，并且其中所述微孔膜由超高分子量的聚乙烯組成。全文摘要本發(fā)明涉及納濾器，通過使用多孔超濾膜作為前體，并且仔細(xì)控制反應(yīng)條件，從而在使孔結(jié)構(gòu)接近納濾器范圍(小于400道爾頓)的同時保持膜充分的親水性質(zhì)而形成該納濾器。這就產(chǎn)生能夠在水溶液中以令人滿意的通量操作的，并且與有機(jī)生物材料結(jié)合低的溶劑穩(wěn)定的纖維素納濾膜。文檔編號B01D71/10GK101157011SQ20071014082公開日2008年4月9日申請日期2007年8月10日優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日發(fā)明者J·P·帕格利亞,J·查科迪安,N·瓦優(yōu)申請人:米利波爾公司