[发明专利]改性的聚酰胺膜

说明书

技术领域

本发明总体上涉及聚酰胺膜，包括通过应用改性剂将这些膜改性的方法，所述改性剂包括但不限于某些噁唑啉和/或噻唑啉基化合物，及其衍生物和聚合物。

背景技术

聚酰胺膜已经被用于进行流体分离有几十年。这种膜的典型实例是FilmTec公司的FT-30^TM膜，该膜包括具有薄膜聚酰胺层的微孔性聚砜薄层。如Cadotte等的美国专利：4,277,344和5,658,460；Mickols的美国专利6,878,278；Hirose的美国专利6,024,873和Chau的美国专利4,950,404中所述，聚酰胺层通过多官能胺单体和多官能酰卤单体之间的界面缩聚反应获得。在Jons等的美国专利5,876,602；Mickols的美国专利5,755,964和美国专利6,280,853；Cadotte等的美国专利4,888,116；美国专利4,765,897；美国专利4,964,998；Niu的美国专利2007/0251883；Ikeda等的美国专利5,178,766以及Koo等的美国专利6,913,694和美国专利2007/0175821中，描述了改性这种聚酰胺膜的方法。每一个上述文献的全部内容都通过引用完全结合到此。Mickols等的WO 2007/133362描述了改性聚酰胺膜的其它方法。

发明内容

本发明包括改性的聚酰胺膜和用于制备并使用该改性的聚酰胺膜的方法。本发明包括：许多包括方法的实施方案，所述方法包括使聚酰胺膜与某些改性剂接触，改性剂包括但不限于某些噁唑啉和/或噻唑啉基化合物及其衍生物和聚合物。优选的实施方案表现出被改善的性能，包括某些物种例如氯化钠和/或硼酸的排除率增加，结垢减少，抗菌性增加和/或储存稳定性增加。公开了许多其它实施方案、目的、优点和特征。

具体实施方式

本发明不具体限于聚酰胺膜的特定类型、结构或形状或应用。即，本发明适用于在各种应用中使用的平坦薄层、管状和空心纤维聚酰胺膜，所述应用包括反渗透(RO)、纳米过滤(NF)、超滤(UF)以及微滤(MF)流体分离。然而，本发明特别有利于将复合聚酰胺膜例如前面在背景部分中所述的那些改性。这些类型的复合膜通常以包含微孔性载体和“薄膜”聚酰胺层的平坦薄层形式提供。这种复合聚酰胺膜最通常用于RO和NF分离用的螺旋盘绕组件。

本公开的聚酰胺膜可以在多孔载体的至少一个表面上通过将多官能胺单体与多官能酰卤进行界面聚合而制备，其中多官能胺单体与多官能酰卤这两个术语各自的意图是指组合使用单种或多种胺或者组合使用酰卤。如在此使用的，″聚酰胺″是其中酰胺键(-C(O)NH-)沿着分子链存在的聚合物。多官能胺单体和多官能酰卤可以通过涂覆步骤从溶液配送至多孔载体上，其中可以从水溶液涂覆多官能胺单体，并且可以从有机基溶液涂覆多官能酰卤。尽管涂覆步骤可以是″不按顺序的″(即，不遵循特定的顺序)，但是多官能胺单体优选被首先涂覆在多孔载体，随后是多官能酰卤。涂覆可以通过喷涂、膜涂、辊涂或通过使用浸渍槽及其它涂覆技术实现。可以从载体通过空气和/或水刀、干燥器或烘箱等移除过量溶液。

多官能胺单体可以具有伯或仲氨基，并且可以是芳族的(例如，间苯二胺、对苯二胺、1，3，5-三氨基苯、1，3，4-三氨基苯、3，5-二氨基苯甲酸、2，4-二氨基甲苯、2，4-二氨基茴香醚和二甲苯二胺)或脂族的(例如，乙二胺、丙二胺和三(2-二氨基乙基)胺)。优选的多官能胺单体的实例包括具有2个或3个氨基的仲胺，例如，间苯二胺，以及具有2个氨基的脂族仲胺，例如哌嗪。多官能胺单体可以以水溶液形式被涂覆在多孔载体上。水溶液可以含有约0.1至约20重量％，更优选约0.5至约6重量％的多官能胺单体。一旦涂覆在多孔载体上，可以任选地移除过量的水溶液。