DE50864T1 - Mikroporöse Membran mit modifizierter Ladung, Verfahren zum Modifizieren der Ladung einer solchen Membran und Verfahren zum Filtern eines Fluidums - Google Patents

Mikroporöse Membran mit modifizierter Ladung, Verfahren zum Modifizieren der Ladung einer solchen Membran und Verfahren zum Filtern eines Fluidums

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DE50864T1
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membrane
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microporous membrane
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aqueous solution
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English (en)
Inventor
Eugene A Farmington; Knight Rodney A. New Milford; Fiore Joseph V. Fairfield; Emond George T. Southington; Conn.; Hou Kenneth C San Antonio Tex.; US Ostreicher
Original Assignee
AMF Inc., White Plains, N.Y.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Kationlsche mikroporöse Membran mit veränderter Ladung, enthaltend eine hydrophile organische polymere mikroporöse Membran und ein ladungveränderndes Mittel, das im wesentlichen an alle benetzten Oberflächen der Membran gebunden ist, wobei das erste ladungsverändernde Mittel ein wasserlösliches organisches Polymer mit einem Molekulargewicht von über etwa 1000 ist, wobei jedes seiner Monomeren wenigstens eine EpoxJügruppe, die mit der Oberfläche der Membran eine Bindung eingehen kann und wenigstens ein tertiäres Amin oder eine tertiäre Ammoniumgruppe besitzt.
    2. Mikroporöse Membran nach Anspruch 1? wobei ein Teil der Epoxidgruppe an dem organischen Polymer an ein zweites ladungsveränderndes Mittel cius der folgenden Gruppe gebunden ist:
    I) Aliphatische Amine rait wenigstens einem primären Amin oder wenigstens zwei sekundären Aminen; und
    II) aliphatische Amine mit wenigstens einem sekundären Amin und einem Carboxyl- oder Hydroxylsubstituenten
    3. Mikroporöse Membran nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran Polyvinylidenfluorid ist.
    4. Mikroporöse Membran nach Anspruch 1 oder 2S wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran ein Zelluloseester ist.
    2Q 5. Mikroporöse Membran nach Anspruch 1 oder 2, wobei die hydrophile organische polymere mikroporös'e Membran Nylon ist.
    6. Mikroporöse Membran nach Anspruch T oder ■2i wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran Polyhexamethylenadipamid ist. : ■ : ^ ...; ':
    7. Mikroporöse Membran nach Anspruch ΐ oder 2, wobei die ladungsmodifizierte Membran desinfiziert oder sterili-
    8. Mikroporöse Membran nach Anspruch T Öder 2, wobei das erste laduhgsverändefnde Mittel ein Pölyamido-polyaminepichlorhydrinharz ist. !
    9. Mikroporöse Membran nach Anspruch 2, wobei das zweite ladungsverändernde Mittel ein Amin der folgenden Formel ist:
    H !
    \
    H2N-(Ri-N-)x-R2-NH2
    wobei R1 und Rp Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und χ eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeuten»
    10. Mikroporöse Membran nach Anspruch 9, wobei das erste ladungsverändernde Mittel ein Polyamido-polyaminepichlorhydrinharz ist.
    11. Mikroporöse Membran nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Amin ein Tetraäthylenpentamin der folgenden Formel ist:
    12. Mikroporöse Membran nach Anspruch 11, wobei das Nylon Polyhexamethylenadipamid ist.
    13- Mikroporöse Membran nach Anspruch 5, wobei die mikroporöse Membran nach einem Verfahren mit den folgenden Schritten erhalten wurde:
    3Q a) Herstellen einer Impflösung eines Nylonpolymeren in einem Lösungsmittelsystem, das ein Gemisch von wenigstens einem Lösungsmittel und einem NichtLösungsmittel für das Polymer enthält, wobei die Menge an Nicht-Lösungsmittel nicht größer ist als eine zum Induzieren der Keimbildung der Lösung, um eine sichtbare Ausfällung zu erhalten, notwendige Menge ist, wobei das Lösungsmittel Ameisensäure ist und das Nicht-Lösungsmittel aus der Gruppe:
    Methanol, Methylformiat, Wasser und Glycerin ausgewählt ist;
    b) diese Lösung direkt unter die Oberfläche eines Abschreckungsbades, enthaltend ein Nicht-Lösungsmittel system für das Polymer, eine genügend lange Zeit gießt, um Mikroporen in dem Film zu bilden, wobei das Nicht-Lösungsmittelsystem ein Gemisch von Methanol und Wasser oder Ameisensäure und Wasser ist
    14. Verfahren zum kationischen Modifizieren einer hydrophilen organischen polymeren mikroporösen Membran, wobei man zu der Membran eine ladungsverändernde Menge eines ersten kationischen ladungsverändernden Mittels gibt, das im wesentlichen an die gesamte benetzte Oberfläche der Membran gebunden ist, wobei das erste ladungsverändernde Mittel ein wasserlösliches organisches Polymer mit einem Molekulargewicht über etwa 1000 ist, worin jedes seiner Monomeren wenigstens eine
    Epoxidgruppe, die mit der Oberfläche der Membran eine Bindung eingehen kann,und wenigstens ein tertiäres Amin oder eine quarternäre Ammoniumgruppe besitzt.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Teil der Epoxid-25
    gruppen an dem organischen Polymer mit einem zweiten ladungsmodifizierenden Mittel aus der folgenden Gruppe gebunden ist: ·
    I) aliphatische Amine mit wenigstens einem primären Amin oder wenigstens zwei sekundären Aminen; und
    II)aliphatische Amine mit wenigstens einem sekundären Amin und einem Carboxyl- oder Hydroxylsubstituenten.
    16. Verfahren zum kationischen Modifizieren einer hydrophilen organischen polymeren mikroporösen Membran, enthaltend die folgenden Schritte:
    a) In-Kontaktbringan der Membran mit einer wäßrigen Lösung eines primären kationischen ladungsverändernden Mittels $ wobei das primäre ladungsverändernde Mittel ein wasserlösliches organisches Polymer mit
    ^. ' einem Molekulargewicht über 1000 ist, x-^orin jedes . seiner Monomeren wenigstens eine Epoxidgruppe. die mit der Oberfläche der Membran eine Bindung eingehen kann, und wenigstens ein tertiäres Amin oder eine quaternäre Ammoniumgruppe besitzt;
    ίο ■':. ■'■ '·■ ■' ■'■■ -■' ■ ; '
    b) in-Kontaktbringen der Membran mit einer wäßrigen Lösung eines zweiten kationischen ladungsverär;darnden Mittels, wobei das zweite ladtmgsverändernde Mittel aus der folgenden. Gruppe angewählt ist:
    ; I) aliphatische Amine mit wenigstens einem primären Amin oder wenigstens zwei sekundären Aminen: und
    ■■■■'..:.,' II)äliphatische Amine mit wenigstens einem sekundären :■ : :·..'■:. AmIn. und. einem Carboxyl--. oder. HydroxylsubsD :. tu-. ; enten.
    17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Stufe des in- Kontaktbringens a):der Stufe des in Kontaktbringens b) vorangeht.
    ■'"■■ ■'■■■■-■ ■ ' ·■■ ■ ■■■■·■ · ■■ ^ : . ■' ■ ■ · ■ ' - ' ■■· ■ ■ - ' ' ■ .
    18. Verfahren nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17S:wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran Polyvinylidenfluorid ist.
    Ί9- Verfahren nach Anspruch 14, 15,. .1.6 oder 17, wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran ein Zeliuloseester ist.
    20. Verfahren nach Anspruch 14, 15s 16 oder 17, wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran Nylon ist'.'
    .2-1. Verfahren nach ANspruch 14, 15, 16 oder 17 s wobei die hydrophile organische polymere mikroporöse Membran Polyhexamethyleiiadiparnid ist. .
    22. Verfahren nach Anspruch 14, 1.5, I6f 17, wobei man weiterhin anschließend die mikroporöse Membran desinfiziert oder sterilisiert.
    23- Verfahren nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei das primäre ladungsverändernde Mittel ein Polyamidopolyaminepichlorhydrinharz ist. . , ,/,.:::
    . Verfahren nach Anspruch 15, 1:6 oder 17., wobei das zweite kationische ladungsverändernde Mittel ein Amin der folgenden Formel ist:
    ■ " ' " 'κ ■ ■ ■
    in der F.. und Rp Alkyl von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und χ eine ganze Zahl von 0 bis 4 bedeuten.
    25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das erste ladungsverändernde Mittel ein Polyämidö- polyaminepichlorhydrinharz ist. ' ■■■■--- -..:,. .:..,--
    ■■"■ ■ ■■ ' ■'■ ■■ ■ ■- ' ■' ■■■.■-■■■■■■ ■-.:-.' :---: ^.-.r-.,; ^v-,' ' - .
    26. Verfahren nach Anspruch 24, wobei R. und R2 Äthyl
    27. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Äminfetfaäthylen- ^^ pentamin der folgenden Formel Is"t':"'; """:! ■■■■'■' 'y:i'■-'J ;
    28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Nylon Polyhexamethylenadipamid ist.
    29. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Membran nach einem Verfahren hergestellt wird? das die folgenden Schritte enthält:
    a) Herstellen einer Impflösung eines Nylonpolymeren in einem Lösungsmittelsystem, welches ein Gemisch
    ^q aus wenigstens einem Lösungsmittel und einem NichtLösungsmittel für das Polymere ist, wobei die Menge des Nicht-Lösungsmittels nicht größer ist als eine zum Induzieren der Keimbildung der Lösung zur Erzielung eines sichtbaren Niederschlages notwendige
    J5 Menge ist, wobei das Lösungsmittel Ameisensäure ist und das Nicht-Lösungsmittel aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:
    Methanol, Methylformiat, Wasser und Glycerin;
    b) direktes Gießen der Lösung unter die Oberfläche eines 20
    Abschreckbades, welches ein Nicht-Lösun-gsmittelsystem für das Polymer enthält, für eine genügend lange Zeit zur Bildung von Mikroporen in dem Film, wobei das Nicht-Lösungsmittelsystem ein Gemisch von Methanol und Wasser oder Ameisensäure und Wasser ist.
    30. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die wäßrige Lösung des ersten ladungsverändernden Mittels wenigstens etwa 1,0 % Mittel, bezogen auf das Gewicht der Lösung, enthält.
    31. Verfahren nach Anspruch 33, wobei die wäßrige Lösung eines zweiten ladungsverändernden Mittels wenigstens etwa 0,01 % Mittel, bezogen auf das Gewicht der Lösung, enthält.
    32. Verfahren nach Anspruch 30, wobei die wäßrige Lösung des primären ladungsverändernden Mittels weniger als etwa 5 % Mittel, bezogen auf das Gewicht der Lösung, enthält.
    33. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die wäßrige Lösung des zweiten ladungsverändernden Mittels weniger als etwa 0,5 % Mittel, bezogen auf das Gewicht der Lösung,
    enthält.
    10
    34. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Gewichtsverhältnis des primären Mittels zu dem sekundären Mittel in den wäßrigen Lösungen von etwa 2:1 bis
    500:1 beträgt.
    15
    35. Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Gewichtsverhältnis von etwa 25:1 bis etwa 75:1 beträgt.
    36. Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Gewichtsverhält-
    nis des ersten Mittels zu dem zweiten Mittel in der wäßrigen Lösung von etwa 2:1 bis etwa 500:1 beträgt.
    37. Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Gewichtsverhältnis von etwa 25:1 bis etwa 75:1 beträgt.
    38. Verfahren nach Anspruch 20 oder 29, wobei man ferner die Nylonmembran chemisch behandelt, um ein verstärktes Ansprechen auf Ninhydrin zu erzeugen, was freie Aminogruppen anzeigt, wodurch das Ansprachevermögen auf
    Ladungsveränderung verbessert wird.
    39. Verfahren nach Anspruch 38, wobei die chemische Behandlung vor Anwendung des ersten ladungsverändernden
    Mittels auf die Membran oder vor in-Kontaktbringen 35
    der Membran mit der wäßrigen Lösung von erstem ladungsverändernden Mittel durchgeführt wird.
    40 „ Verfahren nach Anspruch 3ί:\ wqbe.i die chemische Behandlung gleichzeitig mit- Anwendung des ersten Iadungsverändernden Mittels auf die Membran oder gleich zeitig mit In-Kontaktbringen der Membran mit der wäßrigen Lösung von erstem ladungsverändernden Mittel durchgeführt wird,
    41. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Membran ch.~mj.sc
    mit einer wäßrigen Lösung mit einem pH über etvra 7 O behandelt wird,
    .■ Verf äbi.eu ■ nach, ^napruch K'l, wobei der. t: bis "1 i üaträgt.
    43- Verfahren nach Anspruch 42, wobei die wäßrige Lösung eine wäßrige Lösung,enthaltend Natriumhydroxid, ist.
    44.. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Membran αΛ^λα^Ι: mit einer wäßrigen Lösung mit einem' pK über etwa 7 . behandelt wird. . _ ;
    45. Verfahren nach Anspruch 44, wobei der. pH von st^a y bis etwa 11 liege.
    46. Verfahren, nach Anspruch 45, wobei die wäßrige Lösung ■. '■- eine Matriumhydroxxd enthaltende wäßrige Lösung ist..
    47. Verfahren nach Anspruch.16 oder 17, wobei die wäßrige
    Lösung auf einen pH über etwa 7 eingestellt ist.
    48. Verfahren nach Anspruch 47, wobei der pH von etwa 9 bis etwa 11 liegt.
    49. Verfahren nach Anspruch 14, 15, 16 oder 17, wobei man weiterhin die Membran trocknet und härtet.
    „,in...
    50. Verfahren surrt Verbessern des Anspreehens einer Nylonmembran auf Ladungsveränderung, wobei man chemisch die Membran behandelt, um ein verstärktes Ansprechen auf Nlnhydriii zn erzeugen, was freie Aminofunktion anzeigt
    5.'K Verfahren nach Anspruch 5O5 wobei ciio Membran chemisch mit einer.. wäßrigen Losung mit einern pH über .etwa 7 behandelt wird. . '
    .Verfahren nach, bis etwa '1 t'js
    51, wobei dar .pH von etwa 9
    veriahreTv nach i
    1 oder y<t vrcbei die wäßrige
    5-f, Verfahren zum Fiitrieran von Flüesigkeiten, wobei man die Flüssigkeit durch die mikroporöse Membran nach /Vasf-ruch i hinüurohls.S. tet,.
    "■''•'s 55. Verfahren, zum Filtrieren von parenLeraien, Flüssigkeiten ooor Körp-2iif lüssigkf-iiters, wobei marr'-die Flüssigkeiten durch die mikroporöse Membran nach Anspruch * hindurchlettei. ' ■ ■ ' : ■-

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