BR112012022443A2 - processo para fabricação de uma membrana de fibras ocasque possui uma camada de sustentação e uma camada de separação, membrana de fibras ocas e uso da membrana de fibra oca - Google Patents

Abstract

processo de fabricação de uma membrana de fibras ocas que possui uma camada de sustentação e uma camada de separação, membrana de fibras ocas e uso da membrana de fibra oca a presente invenção refere-se a um processo de fabricação de uma membrana de fibras ocas que possui uma camada de sustentação e uma camada de separação, em que o mencionado processo compreende: a. extrusão de uma composição de fiação que compreende um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero através de um orifício anular interno de um molde de fibras ocas; b. coextrusão de uma composição que compreende um reagente nucleofílico orgânico e uma mistura de solvente e não solvente para o primeiro polímero, em que a composição é extrudada através de um orifício anular central do molde de fibras ocas ou através de um orifício anular externo de um molde de fibras ocas; e passagem da fibra oca através de um banho de coagulação. a membrana de fibras ocas de acordo com a presente invenção pode ser utilizada em processos de separação de gases, processos de separação de vapor e processos de filtragem de líquidos.

Description

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA MEMBRANA DE FIBRAS OCAS QUE POSSUI UMA CAMADA DE SUSTENTAÇÃO E UMA CAMADA DE SEPARAÇÃO, MEMBRANA DE FIBRAS OCAS E USO DA MEMBRANA DE FIBRA OCA

RESUMO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a membranas de fibras ocas que possuem uma camada de sustentação e uma camada de separação interna (ou seja, sobre o lado voltado para o lúmen da camada de sustentação) ou externa e a um processo de fabricação dessas membranas de fibras ocas. A camada de separação é unida quimicamente à camada de sustentação. Tanto a camada de sustentação quanto a camada de separação são formadas em uma única etapa. A membrana de fibras ocas é particularmente útil para processos de separação de gases, processos de separação de vapor e processos de filtragem de líquidos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Membranas de fibras ocas com múltiplas camadas são bem conhecidas na técnica. Elas normalmente consistem de uma camada de sustentação e uma camada de separação que podem ser feitas de materiais diferentes (membranas compostas assimétricas) ou essencialmente dos mesmos materiais (membranas descascadas integralmente assimétricas). Em ambos os casos, a camada de sustentação e a camada de separação possuem morfologia diferente. No caso de membranas compostas assimétricas, entretanto, a camada de sustentação e a camada de separação são fisicamente unidas, o que não é favorável. No caso de membrana descascada integralmente assimétrica, a fabricação da camada de separação sobre o lado do lúmen nem sempre é possível.

WO 2005/082502, incorporada como referência, descreve uma membrana de diálise de alto fluxo que possui uma estrutura assimétrica que é elaborada por meio de alimentação

2/15 de uma solução de fiação que compreende um polímero hidrofóbico e um solvente através do orifício anular de um molde de fibra oca, coextrusão de uma composição coagulante que compreende um solvente, um não solvente para o polímero hidrofóbico e um polieletrólito e passagem da membrana de fibras ocas obtida através de um banho de coagulação, em que o polieletrólito é precipitado sobre o lado de lúmen da fibra oca e torna-se fisicamente unido à camada de separação. A solução de fiação pode compreender adicionalmente um polímero hidrofílico para aumentar a viscosidade da solução de fiação. Após a formação da membrana de fibras ocas, o polímero hidrofílico pode ser reticulado após a formação da membrana de fibras ocas. WO 2005/082502 descreve, portanto, um processo com duas etapas.

WO 2007/125367 e WO 2008/138078, ambas incorporadas como referência, descrevem processos em múltiplas etapas de fabricação de membranas assimétricas com póliimidas. 0 processo envolve a modelagem de um filme de uma solução de póliimida sobre um substrato, imersão do filme em um meio de coagulação para formar a membrana e tratar a membrana formada com uma amina.

WO 2009/088978, incorporada como referência, descreve um processo de preparação de póliimidas monoesterifiçadas e seu uso na fabricação de membranas de fibras ocas que compreendem póliimidas reticuladas, em que a etapa de reticula compreende o contato das póliimidas monoesterifiçadas com um agente reticulante, preferencialmente um diol. WO 2009/088978 descreve, portanto, um processo com duas etapas.

WO 2007/007051, incorporada como referência, descreve moldes de fibras ocas com orifício triplo e orifício quádruplo. Esses moldes também são conhecidos por meio de S.G. Li et al, J. Membrane Sei. 94, 329 - 340, 1994 e WO

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93/12868, ambos incorporados ao presente como referência.

É objeto da presente invenção fornecer um processo que permita a fabricação de membranas de fibras ocas que possuem uma camada de sustentação e uma camada de separação interna (ou seja, sobre o lado voltado para o lúmen da camada de sustentação) ou externa em uma única etapa.

RESUMO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um processo de fabricação de uma membrana de fibras ocas que possui uma camada de sustentação e uma camada de separação, em que o mencionado processo compreende:

a. extrusão de uma composição de fiação que compreende um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero através de um orifício anular interno de um molde de fibras ocas;

b. coextrusão de uma composição que compreende um reagente nucleofílico orgânico e uma mistura de solvente e não solvente para o primeiro polímero, em que a composição é extrudada através de um orifício anular central do molde de fibras ocas ou através de um orifício anular externo de um molde de fibras ocas; e

c. passagem da fibra oca através de um banho de coagulação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O verbo compreender, da forma utilizada no presente relatório descritivo e nas reivindicações e suas conjugações, é empregado no seu sentido não limitador para indicar que são incluídos itens após a palavra, mas itens não mencionados especificamente não são excluídos. Além disso, referência a um elemento pelo artigo indefinido um ou uma não exclui a possibilidade de que mais de um elemento esteja presente, a menos que o contexto exija claramente que exista um e apenas um dos elementos. O artigo indefinido um ou

4/15 uma normalmente indica, portanto, pelo menos um.

O primeiro polímero

Segundo a presente invenção, prefere-se que o primeiro polímero seja um polímero hidrofóbico, preferencialmente um polímero hidrofóbico termoplástico, em que o polímero hidrofóbico é selecionado a partir do grupo que consiste de polietersulfonas, póliimidas, polieterimidas, poliamidoimidas e póliimidas opcionalmente funcionalizadas. Esses polímeros são bem conhecidos na técnica; cf. , por exemplo, Kirk-Ohtmer, Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 19, quarta edição, 691-701, 813-837, 1996, incorporado ao presente como referência, para póliimidas e polieterimidas, e WO 2009/088978, incorporado como referência, para póli-imidas que contêm grupos éster e polieterimidas que contêm grupos éster. De maior preferência, o polímero hidrofóbico é uma póliimida ou polieterimida. Segundo a presente invenção, o primeiro polímero pode ser uma mistura ou combinação de diferentes primeiros polímeros.

Agente nucleofílico orgânico

O agente nucleofílico orgânico de acordo com a presente invenção pode ser um agente nucleofílico orgânico com peso molecular mais baixo ou um agente nucleofílico orgânico oligomérico ou polimérico. O peso molecular do agente nucleofílico orgânico encontra-se preferencialmente na faixa de 32 a 750.000 g/mol (hidrazina, ou seja, H₂N-NH₂, possui peso molecular de 32 g/mol), de maior preferência na faixa de 60 a 750.000 g/mol (etileno diamina, ou seja, H₂NCH₂-CH₂-NH₂, que possui peso molecular de 60 g/mol). De maior preferência, o agente nucleofílico orgânico é um agente nucleofílico oligomérico ou polimérico que possui peso molecular na faixa de 300 a 750.000 g/mol, em que o agente nucleofílico oligomérico ou polimérico orgânico compreende um ou mais grupos funcionais.

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Segundo uma realização da presente invenção, o agente nucleofílico orgânico compreende preferencialmente grupos hidroxila e/ou amino. Os grupos amino podem ser primários, secundários ou terciários. Exemplos apropriados de agentes nucleofílicos incluem etileno diamina, etileno glicol, dietileno triamina, trietileno triamina, tetraetileno pentamina, pentaetileno hexamina e polietilenoiminas.

A polietilenoimina pode ser linear ou ramificada e possui a fórmula geral (1):

NHCH₂CH₂--P^L

N(CH₂CH₂NH₂)CH₂CH₂— ^Jq

Fórmula (1) em que p + q é cerca de 8 a cerca de 5800, p = 8 a 2900 e q = 0 a 2900. Também se prefere que a polietilenoimina seja ramificada, em que, na polietilenoimina, a razão de grupos amino primários: grupos amino secundários: grupos amino terciários é de cerca de 1: 2: 1.

A polietilenoimina pode ser uma polietilenoimina que compreende um ou mais grupos funcionais selecionados a partir do grupo que consiste de grupos de ácido sulfônico, grupos de ácido fosfórico e suas misturas, em que esses grupos ácidos ocorrem opcionalmente na sua forma de sal. Esses polímeros são conhecidos do estado da técnica e são descritos, por exemplo, em US 4.639.339 e em G. Chamolaud e D. Belanger, J. Colloid Interface Sei. 281, 179-187, 2005, ambos incorporados como referência.

A polietilenoimina pode também ser uma polieteramina que é disponível comercialmente como Jeffamines® da Huntsman.

A polietilenoimina pode também ser uma polietilenoimina hiper-ramificada conforme descrito em YenChe Chiang et al, J. Membr. Sci. 326(1), 19 - 26, 2009 e US

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2008/0163437, ambos incorporados como referência. Essas polietilenoiminas hiper-ramifiçadas são disponíveis comercialmente como Epomin® (faixa de peso molecular ponderai médio de 300 a 70.000) da Nippon Shokubai Co., Ltd.

A polietilenoimina pode também ser uma polietilenoimina alcoxilada conforme descrito em US 2006/234895, incorporada como referência.

Preferencialmente, a polietilenoimina é de acordo com a fórmula geral (1).

Composição de solvente para o primeiro polímero

Segundo a presente invenção, o solvente para o primeiro polímero compreende preferencialmente um solvente aprótico polar. Esses solventes são bem conhecidos na técnica e incluem sulfóxido de dimetila (DMSO), dimetilformamida (DMF) , dimetilacetamida (DMA) , N-metilpirrolidona (NMP) e tetra-hidrofuran (THF) . 0 solvente para o polímero pode ser uma mistura desses solventes apróticos polares.

Preferencialmente, o solvente compreende de 60 a 100% em peso do solvente aprótico polar, de maior preferência de 70 a 100% em peso com base no peso total do solvente e de 0 a 40% em peso de um não solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0 a 3 0% ou menos, com base no peso total do solvente.

Não solvente para o primeiro polímero

Segundo a presente invenção, o não solvente para o primeiro polímero compreende preferencialmente um solvente prótico. Esses solventes também são bem conhecidos na técnica e incluem água, alcanóis Ci-C₆ (tais como etanol), alcanodióis C₂-C₆ (tais como etileno glicol), alcanotrióis C₃Ci2 (tais como glicerol) , polióis C₄-C₂₀ (tais como pentaeritritol, ditrimetilolpropano, diglicerol, ditrimetiloletano, trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolbutano, pentaeritritol, dipentaeritritol,

7/15 tripentaeritritol e sorbitol) e polímeros ou copolimeros hidrofilicos, preferencialmente hidrossolúveis, tais como polialquileno polióis e polivinilpirrolidona. O não solvente pode ser uma mistura de não solventes.

Polialquileno polióis preferidos são derivados de alquileno glicol C₂-C₄ e selecionados a partir do grupo que consiste de polietileno glicol (PEG), polipropileno glicol (PPO), polímeros dibloco de EO-PO, polímeros tribloco de EOPO, misturas de polímeros de póli(etileno-propileno glicol) e misturas de polímeros de póli(etileno-butileno glicol). Um polímero ou copolímero hidrofílico de maior preferência de um alquileno glicol C₂-C₄ ê um polímero hidrofílico que possui pelo molecular numérico médio de 200 a 5000, de maior preferência de 400 a 3000, especialmente de 400 a 2000. De preferência superior, o bloco hidrofílico é PEG. Exemplos de blocos hidrof ílicos são PEG₂₀o, PEG_4Oo, PEG₆oo, PEG_1Ooo θ PEGi₄₅₀ .

Preferencialmente, o não solvente compreende de 60 a 100% em peso do solvente prótico, de maior preferência de 70 a 100% em peso com base no peso total do não solvente e de 0 a 40% em peso de um solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0 a 30% ou menos, com base no peso total do não solvente.

Segundo a presente invenção, também se prefere que o não solvente para o polímero seja miscível com o solvente para o polímero.

O processo

O processo de acordo com a presente invenção é baseado na separação de fases induzida por líquido. Geralmente, nesse processo, uma solução de polímero e um não solvente, preferencialmente um não solvente que é miscível com o solvente para o polímero, são coextrudados através de um molde com múltiplos orifícios e, mediante contato entre a solução de polímero e o não solvente, o solvente é retirado

8/15 da fase de polímero e, em certa concentração de não solvente, o polímero torna-se sólido.

O processo de acordo com a presente invenção pode ser realizado utilizando fieiras diferentes, ou seja, uma fieira com orifício duplo, uma fieira com orifício triplo ou uma fieira com orifício quádruplo. Essas fieiras são conhecidas na técnica e são descritas, por exemplo, em WO 93/12868 e WO 2007/007051, incorporadas como referência. Em uma fieira com orifício duplo, uma solução de polímero normalmente é extrudada através de orifícios anulares externos, enquanto um não solvente é extrudado através do orifício anular central. O processo de acordo com a presente invenção, que emprega uma fieira com orifício duplo, permite a produção de membranas de fibras ocas que possuem uma camada de sustentação externa e uma camada de separação interna, em que o material da camada de separação é diferente do material que compõe a camada de sustentação. Em uma fieira com orifício triplo, uma solução de polímero é extrudada através de um orifício intermediário, enquanto um não solvente é extrudado através do orifício anular central e/ou através do orifício anular externo, preferencialmente do orifício anular externo. O uso dessa fieira permite a produção de membranas de fibras ocas que possuem uma camada de sustentação interna e uma camada de separação externa, em que o material da camada de separação é diferente do material que compõe a camada de sustentação. Fieiras com orifício quádruplo permitem, de forma similar, a produção de membranas de fibra ocas com camadas triplas.

Segundo uma primeira realização da presente invenção, a composição de fiação compreende o primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero, enquanto a composição que compreende o agente nucleofílico orgânico compreende um não solvente para o primeiro polímero.

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De acordo com uma segunda realização da presente invenção, a composição de fiação compreende o primeiro polímero, um solvente para o primeiro polímero e um não solvente para o primeiro polímero, enquanto a composição que compreende o agente nucleofílico compreende um não solvente para o primeiro polímero. Nesta segunda realização da presente invenção, o sistema de solvente para o primeiro polímero compreende de 60 a 99,9% em peso do solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 70 a 99,9% em peso com base no peso total do solvente e de 0,1 a 40% em peso do não solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0,1 a 30% em peso, com base no peso total do solvente.

Segundo uma terceira realização da presente invenção, a composição de fiação compreende o primeiro polímero, um solvente para o primeiro polímero e um não solvente para o primeiro polímero, enquanto a composição que compreende o agente nucleofílico compreende um solvente e um não solvente para o primeiro polímero. Nesta terceira realização da presente invenção, o sistema de solvente para o primeiro polímero compreende preferencialmente de 60 a 99,9% em peso do solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 70 a 99,9% em peso com base no peso total do solvente e de 0,1 a 4 0% em peso do nao solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0,1 a 30% em peso, com base no peso total do sistema de solvente. O sistema de solvente para a composição que compreende o agente nucleofílico orgânico compreende preferencialmente de 60 a 99,9% em peso do solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 70 a 99,9% em peso com base no peso total do sistema de solvente e de 0,1 a 40% em peso do não solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0,1 a 30% em peso, com base no peso total do sistema de solvente.

Segundo uma quarta realização da presente invenção,

10/15 a composição de fiação compreende o primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero, enquanto a composição que compreende o agente nucleofílico orgânico compreende um solvente e um não solvente para o primeiro polímero. O sistema de solvente para a composição que compreende o agente nucleofílico orgânico compreende preferencialmente de 60 a 99,9% em peso do solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 70 a 99,9% em peso com base no peso total do sistema de solvente e de 0,1 a 40% em peso do não solvente para o primeiro polímero, de maior preferência de 0,1 a 30% em peso, com base no peso total do sistema de solvente.

Segundo uma quinta realização da presente invenção, a composição de fieira pode compreender adicionalmente um agente nucleofílico orgânico, em que a composição pode ser opcionalmente isenta do agente nucleofílico orgânico.

Consequentemente, a presente invenção engloba as opções a seguir em que a fase (1) e a fase (2) compreendem os componentes essenciais indicados:

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero; fase (2) : agente nucleofílico orgânico + não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero; fase (2): agente nucleofílico orgânico + não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero; fase (2) : agente nucleofílico orgânico + não solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero; fase (2) : agente nucleofílico orgânico + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro

11/15 polímero .

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + agente nucleofílico orgânico; fase (2): não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero + agente nucleofílico orgânico; fase (2): não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero + agente nucleofílico orgânico; fase (2): solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero + agente nucleofílico orgânico; fase (2): agente nucleofílico orgânico + não solvente para o primeiro polímero.

Fase (1) : primeiro polímero + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero + agente nucleofílico orgânico; fase (2): agente nucleofílico orgânico + solvente para o primeiro polímero + não solvente para o primeiro polímero.

Uma fieira com orifício duplo é exibida esquematicamente na Figura 1. Quando o processo de acordo com a presente invenção é conduzido com uma fieira com orifício duplo, a composição da fase (1) é extrudada através do orifício anular externo 1, enquanto a composição da fase (2) é coextrudada através do orifício anular central 2.

Uma fieira com orifício triplo é exibida esquematicamente na Figura 2. Quando o processo de acordo com a presente invenção é conduzido com uma fieira com orifício triplo, a composição da fase (1) é extrudada através do

12/15 orifício anular intermediário 1, enquanto a composição da fase (2) é coextrudada através do orifício anular externo 2. Um não solvente é coextrudado através do orifício anular central 3. Alternativamente, a composição da fase (1) é extrudada através do orifício anular intermediário 1, enquanto a composição da fase (2) é coextrudada através do orifício anular central 3 e um não solvente é coextrudado em seguida através do orifício anular central externo 2. Segundo a presente realização, um gás inerte, vapor ou líquido inerte pode ser coextrudado através do orifício anular central 3 no lugar de uma composição da fase (2).

Na técnica, as fases extrudadas através dos orifícios centrais são frequentemente denominadas líquido de orifício, enquanto a fase extrudada através de um orifício externo é frequentemente denominada líquido de concha.

Outros parâmetros de processo incluem a temperatura das composições da fase (1) e da fase (2) , a temperatura do gás, o vapor ou líquido inerte quando utilizado, a velocidade de impulso à qual a fibra oca é depositada, a temperatura do banho de coagulação, a concentração do primeiro polímero na composição da fase (1) e similares.

Segundo uma realização preferida da presente invenção, a composição da fase (2) compreende de 1% a 30% em peso do agente nucleofílico e de 70% a 99% em peso da fase de solvente, com base no peso total da composição da fase (2) , em que esta fase de solvente compreende de 1% a 99% em peso de solvente prótico e de 1% a 99% em peso de solvente aprótico polar, com base no peso total da fase de solvente. De maior preferência, a fase de solvente compreende de 10 a 90% em peso de solvente prótico e de 10 a 90% em peso de solvente aprótico polar. De preferência superior, o solvente prótico é água e/ou polietileno glicol e o solvente é NMP.

A membrana de fibras ocas de acordo com a presente

13/15 invenção é particularmente útil para processos de separação de gases, processos de separação de vapor e processos de filtragem de líquidos.

EXEMPLO 1

Uma solução viscosa de 22% em peso de póliimida Lenzing P84 (HP Polymers GmbH, Austria) , 12% em peso de glicerol e 66% em peso de N-metil pirrolidona (NMP) foi agitada continuamente a 50 °C por 24 horas para obter uma solução homogênea. A solução de polímero foi filtrada através de filtro de metal com 25 pm de mesh e, em seguida, mantida em repouso por mais 48 horas à temperatura ambiente para remover bolhas de ar. A solução de polímero foi extrudada através do orifício anular externo da fieira dupla à velocidade de fluxo de 3,1 ml/min, enquanto o líquido de orifício que compreende 20% em peso de polietilenoimina (PEI) com MW 2.500, 70% em peso de NMP e 10% em peso de água foi bombeado simultaneamente através do orifício central à velocidade de fluxo de 1,8 ml/min. As dimensões da fieira foram: diâmetro interno de 0,8 mm e diâmetro externo de 1,5 mm. A fibra foi puxada à velocidade de 8,7 m/min, passando em primeiro lugar por um espaço de ar de 5 cm e, em seguida, o banho de coagulação contendo água pura. As fibras foram maceradas em água por dois dias para remover o NMP residual, recuperadas e colocadas em etanol por um dia adicional. As membranas de fibras ocas foram secas em seguida em ar à temperatura ambiente. A Figura 3 exibe uma seção cruzada da fibra oca do Exemplo 1 que exibe o lado do orifício.

EXEMPLO 2

Uma solução viscosa de 30% em peso de póliimida Lenzing P84 (HP Polymers GmbH, Áustria) e 70% em peso de Nmetil pirrolidona (NMP) foi agitada continuamente a 50 °C por 24 horas para obter uma solução homogênea. A solução de polímero foi filtrada através de filtro de metal com 25 pm de

14/15 mesh e, em seguida, mantida em repouso por mais 4 8 horas à temperatura ambiente para remover bolhas de ar. A solução de polímero foi extrudada através do orifício anular externo da fieira dupla à velocidade de fluxo de 3,1 ml/min, enquanto o líquido de orifício que compreende 10% em peso de PEI com MW 25.000, 79% em peso de NMP e 11% em peso de água foi bombeado simultaneamente através do orifício central à velocidade de fluxo de 1,8 ml/min. As dimensões da fieira foram: diâmetro interno de 0,8 mm e diâmetro externo de 1,5 mm. A fibra foi puxada à velocidade de 4,2 m/min, passando em primeiro lugar por um espaço de ar de 1 cm e, em seguida, o banho de coagulação contendo água pura. As fibras foram maceradas em água por dois dias para remover o NMP residual, recuperadas e colocadas em etanol por um dia adicional. As membranas de fibras ocas foram secas em seguida em ar à temperatura ambiente. A Figura 4 exibe uma seção cruzada da fibra oca de acordo com o Exemplo 2 que exibe o lado do orifício.

EXEMPLO 3

Uma solução viscosa de 22% em peso de póliimida Lenzing P84 (HP Polymers GmbH, Áustria) , 12% em peso de glicerol e 66% em peso de N-metil pirrolidona (NMP) foi agitada continuamente a 50 °C por 24 horas para obter uma solução homogênea. A solução de polímero foi filtrada através de filtro de metal com 25 pm de mesh e, em seguida, mantida em repouso por mais 48 horas à temperatura ambiente para remover bolhas de ar. A solução de polímero foi extrudada através do orifício anular intermediário da fieira tripla à velocidade de fluxo de 2,9 ml/min, enquanto o líquido de orifício que compreende 5% em peso de etilenodiamina (EDA) e 95% em peso de polietileno glicol 400 foi bombeado simultaneamente através do orifício central à velocidade de fluxo de 1,0 ml/min. Líquido de concha que compreende 75% em peso de NMP e 25% em peso de água foi bombeado através do

15/15 orifício anular externo à velocidade de fluxo de 1,4 ml/min. As dimensões da fieira foram: diâmetro interno de 0,6 mm, diâmetro intermediário de 1,25 mm e diâmetro externo de 1,75 mm. A fibra foi puxada à velocidade de 1,7 m/min, passando em 5 primeiro lugar por um espaço de ar de 2,5 cm e, em seguida, o banho de coagulação contendo água pura. As fibras foram maceradas em água por dois dias para remover o NMP residual, recuperadas e colocadas em etanol por um dia adicional. As membranas de fibras ocas foram secas em seguida em ar à 10 temperatura ambiente. A Figura 5 exibe uma seção cruzada da fibra oca do Exemplo 3 sobre o lado do orifício.

Claims (15)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA MEMBRANA DE FIBRA OCA TENDO UMA CAMADA DE SUPORTE E UMA CAMADA DE SEPARAÇÃO, caracterizado por compreender o dito processo:

   (a) a extrusão de uma composição de fiação compreendendo um primeiro polímero e um solvente para o primeiro polímero através de um orifício anular interior de uma fieira de fibra oca;

   (b) co-extrusão de uma composição que compreende um reagente nucleofílico orgânico e de uma mistura de um solvente e um não-solvente para o primeiro polímero, em que a composição é tanto extrudida através de um orifício anular central da fieira de fibra oca tanto através de um orifício exterior anular de uma fieira de fibra oca, e (c) passagem da fibra oca por meio de um banho de coagulação, em que:

   (1) o primeiro polímero é um polímero hidrofóbico; e (2) o agente orgânico nucleofílico compreende grupos amino e tem um peso molecular de 60 a 750,000 g/mol.
2. 2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que a fieira de fibra oca é uma fieira de orifício duplo, uma fieira de orifício triplo ou uma fieira de orifício quádruplo.
3. 3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado em que o polímero hidrofóbico é um polímero hidrofóbico termoplástico.
4. 4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que o polímero hidrofóbico é um polietersulfona, uma poliamidoimida, uma poliimida ou uma poliéterimida.
5. 5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4,

   2/3 caracterizado em que o polímero hidrofóbico é uma poliimida ou um poliéterimida.
6. 6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado em que a poliimida ou a polieterimida compreende grupos ésteres.
7. 7. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado em que o agente nucleofílico orgânico é selecionado a partir do grupo consistindo de etilenodiamina, dietilenotriamina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, pentaetilenohexamina e polietilenoiminas.
8. 8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado em que a polietilenoimina pode ser linear ou ramificada e tem a fórmula geral (1):

   NHCH₂CH₂--P^L

   N(CH₂CH₂NH₂)CH₂CH₂— ^Jq

   Fórmula (1) em que p + q é de 8 a 5800 e p = 8-2900 e q = 02900 .
9. 9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado em que a polietilenoimina é ramificada, em que na polietilenoimina a proporção de grupos amino primários: grupos amino secundários: grupos amino terciários é de cerca de 1 : 2 : 1.
10. 10. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado em que a composição que compreende o agente orgânico nucleofílico compreende cerca de 0,1 a cerca de 100% em peso do reagente orgânico nucleofílico, com base no peso total da composição que compreende o agente nucleofílico.
11. 11. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado em que o solvente

    3/3 para o primeiro polímero compreende um solvente polar aprótico.
12. 12. PROCESSO, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado em que o não-solvente

    5 para o primeiro polímero compreende um solvente prótico.
13. 13. MEMBRANA DE FIBRA OCA caracterizada por ser obtida pelo processo conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12.
14. 14. MEMBRANA DE FIBRA OCA, de acordo com a 10 reivindicação 13, caracterizada em que a camada de separação é quimicamente unida à camada de suporte.
15. 15. USO DE MEMBRANA DE FIBRA OCA conforme definida na reivindicação 13 ou 14, caracterizado por ser em processos de separação de gás, processos de reparação de vapor e

    15 processos de filtração de líquidos.