[发明专利]氟聚合物和包含氟聚合物的膜(III)

说明书

发明背景

包含氟聚合物的膜被考虑用于过滤许多流体，例如，用于除去流体中分散的气体。这些膜中的一些特征在于低表面能值或临界润湿表面张力(CWST)值和/或对有机溶剂和侵蚀性化学品的高耐受性。尽管这些膜有一种或多种优点，仍然需要具有改进的性能比如低CWST值和/或提高的对有机溶剂和/或侵蚀性化学品的耐受性的氟聚合物和包含这样的氟聚合物的膜。

发明概述

本发明提供了具有低CWST值的氟聚合物和由该氟聚合物制成的膜。在一种实施方案中，本发明提供了包含聚合的式A-X-CH₂-B的单体单元的氟聚合物，其中A为C₆F₁₃-(CH₂)₂，X为O或S和B为乙烯基苯基，以及该氟聚合物的重均分子量(Mw)为至少100Kd和/或玻璃化转变温度为至少33℃。

该氟聚合物为超疏水聚合物并且可以用于赋予材料表面疏油性能，即CWST低达15达因/cm。本发明还提供了制备包含置于多孔载体上的所述共聚物的多孔膜的方法。本发明进一步提供了使流体，特别是含有溶于或分散于其中的气体的流体脱气的方法。例如，该多孔膜适于除去存在于流体中的浓度低于1ppb或低于大多数仪器的检测极限的气态杂质。

本发明的氟聚合物膜具有一种或多种以下优点：表面张力为15-23达因/cm的疏油膜由一步涂覆方法制造，无需膜的后处理。由该方法制造的疏油膜对酸、碱、氧化剂和/或热稳定。疏油膜保持至少80％的其孔隙率。该膜稳定地承受15mmHg的真空状态例如15小时或更长。聚合物浓度低达0.25％就能够制造表面张力值为23达因/cm的疏油膜。聚合物涂层可适于涂覆如不是所有的、也是许多的多孔载体膜和薄膜。不需要广泛的设备投资来流延膜，因为该方法采用现有的机器设备，只需要很少的或无需改型。本发明提供的均聚物当涂覆到膜上时具有23达因或更低的表面张力，无需膜的后处理。膜是多孔的，具有高水穿透压力和/或高空气流速。

附图说明

图1A描绘了水滴在依照本发明的实施方案的氟聚合物膜上的接触角。图1B描绘了IPA液滴在依照本发明的实施方案的氟聚合物膜上的接触角。

图2A描绘了水滴在依照本发明的实施方案的氟聚合物膜上的接触角。图2B描绘了IPA液滴在依照本发明的实施方案的氟聚合物膜上的接触角。

发明详述

依照一种实施方案，本发明提供了包含聚合的下式的单体单元的氟聚合物

A-X-CH₂-B,

其中A为C₆F₁₃-(CH₂)₂，X为O或S和B为乙烯基苯基和该氟聚合物的重均分子量(Mw)为至少约100Kd和/或玻璃化转变温度为至少约33℃。

依照本发明，B为间-乙烯基苯基，对-乙烯基苯基，或它们的混合物。例如，该氟聚合物包含间-[全氟己基亚乙基硫代甲基]苯乙烯，对-[全氟己基亚乙基硫代甲基]苯乙烯，或它们的混合物，作为单体单元。在进一步实例中，该氟聚合物包含间-[全氟己基亚乙基氧基甲基]苯乙烯，对-[全氟己基亚乙基氧基甲基]苯乙烯，或它们的混合物。

在一种实施方案中，该氟聚合物的Mw为至少约100Kd，至少约400Kd，至少约600Kd，至少约800Kd，或至少约1000Kd。例如，该氟聚合物的Mw为约100-约4000Kd，优选约500-约1500Kd和更优选约1100-约1300Kd。

在一种实施方案中，该氟聚合物的数均分子量(Mn)为至少约60Kd，至少约200Kd，至少约400Kd，至少约600Kd，或至少约1000Kd。例如，该氟聚合物的Mn为约100-约2000Kd，优选约200-约1500Kd和更优选约400-约1400Kd，和在另一实施方案中约60-约1200Kd。

在任何以上实施方案中，该氟聚合物的多分散性指数(Mw/Mn)为约1.5-约5，约1.5-约4，或约1.5-约3。

在特定实施方案中，该氟聚合物的Mw为至少约98Kd。

该单体可以通过使C₆F₁₃-(CH₂)₂-Y与卤代烷基苯乙烯反应来制备，其中Y为SH或OH。