[发明专利]孔隙可控的复合聚四氟乙烯制品及其制法

说明书

本发明涉及具有复合结构的制品及其制造方法，该制品由孔隙大小和空隙体积可控的聚四氟乙烯（PTFE）原纤维基质构成。这种复合结构可以在分离、提纯、诊断、环境萃取、临床萃取、催化、特殊层压制品等应用领域中用作选择性吸着介质或反应介质。

分离科学和提纯在工艺上是众所周知的，两种专门致力于这一领域的期刊是“分离科学和技术”（Separation  Science  and  Technology）和“分离与提纯方法”（Separation  and  Purification  Methods），它们均由Marcel  Dekker公司（N.Y.，NY.）出版。专门讨论这一课题的许多书籍也是工艺上所熟悉的。最后，化学专业人员需要依靠一种或几种涉及吸着技术的分离和/或提纯方法。这些吸着技术提供了一种方法，它是利用吸着性介质在混合物中选择性地吸着和解吸各个组分来离析（即，分离和分析）混合物。

近来在分离科学中已经提到了在聚四氟乙烯（PTFE）基质中的吸着性介质。

美国专利4，810，381和有关专利4，906，378和4，971，736提到了一种复合色谱制品，它由聚四氟乙烯原纤维基质和拌缠在基质中的非溶胀的吸着性颗粒构成。

美国专利4，153，661公开了一种制备聚四氟乙烯复合片材的方法，该材料由PTFE基质和分散于其中的基本上不溶于水的粒状物质构成。所得的片材极其柔软，类似于鹿皮。据说可用作电子绝缘体或半透膜。

美国专利4，373，519提到一种复合绷带，它由PTFE基质和拌缠于基质中的可被水溶胀的亲水性吸着颗粒构成，在基质的一面上可以任选地涂上一层部分闭塞的膜。这种片材据说是顺应性的，类似麂皮。

美国专利4，565，663和4，460，642是美国专利4，373，519的相关专利（分别是部分继续的分案申请和部分继续申请），它们公开的水溶胀性复合片材由聚四氟乙烯基质和拌缠在其中的水溶胀型亲水性吸着颗粒构成。这种片材据说是顺应性的，类似麂皮。某些在复合片材中的水溶胀型阳离子交换树脂可以用作色谱材料。

美国专利4，722，898和4，871，671公开了一种复合制品，它由聚四氟乙烯原纤维基质和拌缠于其中的有生存力的动物、细菌、霉菌或酵母细胞构成。

先有技术提到了几种用于将PTFE水基分散体与为特殊用途而加入的各种添加剂和/或辅助剂相混合的配方。先有技术还提到，将这些颗粒或添加剂与PTFE水基分散体混合，形成大块的油灰状或面团状稠性物质，只是规定要加入足以超过颗粒吸着容量的润滑剂（例如见美国专利4，810，381第6栏、22-30行;也参见美国专利4，373，519、4，460，642、和4，565，663）。另外，美国专利4，810，381提供了在超过吸着容量时需要遵循和注意之处（见第6栏25-33行）。

美国专利3，407，096、3，407，249和3，556，161提到了在复合片材中加入不同用量和不同颗粒大小的可萃取或可浸出的有机和无机填料颗粒，以得到适合其用途的理想孔隙度。美国专利3，864，124、4，194，040、3，383，092、3，005，795和3，533，930提到了干燥的或无润滑剂的方法。美国专利3，281，511则叙述了可浸出的填料颗粒的使用（胶体氧化铝、氯化钠和碳酸铵），在制得制品后，用萃取/浸出法将这些颗粒除掉，形成孔隙。另外，最终形成的原纤维化基质是PTFE，不含有分离用的吸着性颗粒。

美国专利3，315，020和英国专利993，193提到了采用挤压后进行压延或拉伸的方法制备PTFE片材。可以使用能与聚四氟乙烯混合的流体润滑剂，例如石脑油、汽油、煤油、醇、甘油和大多数有机液体，以及最高达50%（体积）的填料。这种片材用来模压成型制品。

概括地说，本发明提供了一种PTFE复合制品，它包括：

（a）一种聚四氟乙烯（PTFE）原纤维基质，和

（b）拌缠在该基质中的不可溶，非溶胀的吸着性颗粒，非溶胀的吸着性颗粒与PTFE的重量比在40∶1到1∶4的范围内，复合制品的孔隙度范围为30%至80%空隙体积，平均孔径范围为0.3至5.0微米。