NO176164B - Halvgjennomtregelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding - Google Patents

Halvgjennomtregelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding Download PDF

Info

Publication number
NO176164B
NO176164B NO882019A NO882019A NO176164B NO 176164 B NO176164 B NO 176164B NO 882019 A NO882019 A NO 882019A NO 882019 A NO882019 A NO 882019A NO 176164 B NO176164 B NO 176164B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
diisocyanate
membrane
membrane according
water
group
Prior art date
Application number
NO882019A
Other languages
English (en)
Other versions
NO882019L (no
NO176164C (no
NO882019D0 (no
Inventor
Mutlu Karakelle
Richard J Zdrahala
Original Assignee
Becton Dickinson Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Becton Dickinson Co filed Critical Becton Dickinson Co
Publication of NO882019D0 publication Critical patent/NO882019D0/no
Publication of NO882019L publication Critical patent/NO882019L/no
Publication of NO176164B publication Critical patent/NO176164B/no
Publication of NO176164C publication Critical patent/NO176164C/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/28Electrolytic cell components
    • G01N27/40Semi-permeable membranes or partitions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/54Polyureas; Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/08Processes
    • C08G18/10Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step
    • C08G18/12Prepolymer processes involving reaction of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen in a first reaction step using two or more compounds having active hydrogen in the first polymerisation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/40High-molecular-weight compounds
    • C08G18/48Polyethers
    • C08G18/4833Polyethers containing oxyethylene units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/65Low-molecular-weight compounds having active hydrogen with high-molecular-weight compounds having active hydrogen
    • C08G18/66Compounds of groups C08G18/42, C08G18/48, or C08G18/52
    • C08G18/6666Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52
    • C08G18/667Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38
    • C08G18/6674Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203
    • C08G18/6677Compounds of group C08G18/48 or C08G18/52 with compounds of group C08G18/32 or polyamines of C08G18/38 with compounds of group C08G18/3203 having at least three hydroxy groups

Description

Denne oppfinnelsen vedrører en halvgjennomtrengelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding. Den kan anvendes i en blodelektrolytt-sensoranordning som omfatter membranen.
Termoplastiske polyuretaner for anvendelse som elasto-merer og lignende har vært kjent i lang tid. Produkter som er fremstilt fra organiske forbindelser med to eller flere iso-cyanatgrupper, polyeterglykoler med høy molekylvekt, og lav molekylvekt dioler og diaminer som kjedeforlengere blir vanligvis referert til som polyeteruretaner, og dette begrepet, forkortet PEU, vil bli brukt i denne åpenbaringen om polyuretaner som har en polyeter ryggrad.
PEU blandinger utvikler mikroområder som vanligvis betegnes harde segmenter og bløte segmenter, og blir følgelig ofte referert til som segmentert PEU. De harde segmentene dannes ved lokalisering av de delene av polymermolekylene som omfatter isocyanatet og forlenger-komponentene, og har vanligvis høy krystallinitet. De bløte segmentene dannes av polyeterglykol-delene av polymerkjedene og er vanligvis enten ikke-krystalline eller av lav krystallinitet.
Det er utviklet PEU formuleringer som har egenskaper så som vann-absorpsjon og mekanisk styrke som gjør dem anvendelige for spesielle formål. Det er også kjent at disse egenskapene blir sterkt påvirket ved valget av, eller forholdet mellom, komponentene i formuleringene. For eksempel åpenbarer Szycher i U.S. patent nr. 4.131.604 et PEU støpt til en blære som er i stand til kontinuerlige sammentrekninger som gjør det anvendelig i systemer for hjerteassistanse. For å oppnå de ønskede egenskapene blir polyeterglykol-komponenten i blandingen begrenset til polytetrametylenglykol. Alberino et al., åpenbarer i U.S. patent nr. 4.321.333 at, ved å anvende blandinger av diisocyanater oppnås det formuleringer som har signifikant forbedret grønn-styrke. Quiring et al., rappor-terer i U.S. patent nr. 4.371.684 at termoplastiske polyuretaner med forbedret ekstruderbarhet blir oppnådd ved å bruke to lavmolekyl-vekt-diol-kjedeforlengere i stedet for den
for dette vanlige butandiol.
Lyman et al. (Journal of Biomedical Materials Research 1 17 (1967) åpenbarer dialysemembraner fremstilt fra ikke-kryssbundet PEU ved oppløsnings-støpning på en glassplate.
Sensoranordninger for bestemmelse av blodkomponenter er velkjent. Alle slike anordninger anvender en membran som er permeabel for den blodkomponenten som skal analyseres. U.S. patent nr. 4.534.356 og 4.536.274 til Papadakis åpenbarer elektrokjemiske sensorer hvori membraner som er anvendelige for blodgassanalyse blir bredt definert som hydrogeler eller hydrofile polymerer eller kopolymerer, og membraner som er anvendelige for pH bestemmelser i blod er kopolymerer av fluor-inneholdende monomerer.
Et bærbart utstyr for analyse av oksygen og karbondioksyd i blod som omfatter en prøvetager for blod, en elektrokjemisk sensor og blodgass-analysator er åpenbart av Kronenberg et al., i U.S. patent nr. 4.615.340. Sensoren omfatter en gasspermeabel, ionepermeabel membran fremstilt av polykarbonat eller cellulose, og en gasspermeabel, ioneimpermeabel membran av polytetrafluor-etylen eller polypropylen.
Blodgasser måles av Lubbers et al., i U.S. patent Re 31.879 av en fluorescens-basert sensor som anvender selektive gasspermeable membraner og optiske fibre for å lede påfallende lys mot et fargestoff og fluorescens fra fargestoffet.
En fiberoptisk pH-sond for fysiologiske studier som anvender en ionepermeabel cellulosemembran er beskrevet av Peterson et al., i U.S. patent nr. 4.200.110.
Baxter åpenbarer i U.S. patent 4.505.799 en ionesensitiv felteffekt transistor (ISFET) for måling av hydrogenioner som omfatter en membran som kan være silisiumnitrid eller alu-miniumoksyd.
Potter viser i U.S. patent nr. 4.534.355 en elektrokjemisk anordning for måling av oksygen og karbondioksyd i blod, som har en lineær PEU membran som et belegg på foten av anordningen. Det er åpenbart at Potter membranen skal absor-bere opp til 50 % vann. På den annen side, beskriver Korlatski i U.S. patent nr. 4.12 3.589 en PEU membran som utviser impermeabilitet for vann, som gjør den anvendelig som emballasje for mat.
Ionisk permeabilitet gjennom en hydrofil PEU membran finner sted av de deltagende ionene i et fluid mellom absor-bert vann i membranen og fluidet. Den hastigheten som et ionisk oppløst stoff krysser en membran med, er således avhengig av vanninnholdet i membranen, dvs. at man kan oppnå raskere passasje gjennom membranen og kortere analysetid med membraner som har høy absorpsjonsevne for vann. Den foreliggende oppfinnelsen er rettet mot membraner av eksepsjonelt høy vann-retensjon, som i tillegg opprettholder den mekaniske styrken som er nødvendig for anvendelse av måleanordninger for blod-elektrolytter.
Ifølge oppfinnelsen har den halvgjennomtrengelige membran et innhold av harde segmenter på 2 0 til 50%, nevnte blanding omfatter et produkt av reaksjonen mellom et diisocyanat, polyeterglykol, et kjedeforlengende middel og et trifunksjonelt kryssbindingsmiddel, og nevnte membran absorberer fra 50 til 120% av sin tørre vekt av vann. Polyeteruretanblandingen fremstilles av et diisocyanat, en polyeterglykol, en kjedeforlenger med lav molekylvekt og en trefunksjonell kryssbinder av lav molekylvekt.
Foretrukne PEU blandinger fremstilles fra difenylmetan-4,4'-diisocyanat (MDI), polyetylenoksyd (PEO) eller polyeter-glykolblandinger som inneholder minst 50 % PEO, en kjedeforlengende diol med opp til 10 karbonatomer, vann som en ytterligere kjedeforlenger og en kryssbindende triol på opptil 10 karbonatomer. I den mest foretrukne blandingen for membran-fremstilling er polyeterglykol og kryssbinderen hhv. PEO med en molekylvekt på om lag 14 50 og trimetylolpropan (TMP), vann og 1,4 butandiol (BDO) er kjedeforlengere, og innholdet av harde segmenter er fra 30 til 40 % av den totale vekten av blandingen.
Når membranene ifølge oppfinnelsen er mettet med vann, utviser de en hydrogenione-diffusjonskonstant på opptil 1 x l0"<6>cm<2>/<s>ek.
Oppfinnelsen kan, som før nevnt, anvendes i en blod-elektrolyttsensor som omfatter membranen ifølge oppfinnelsen. Den foretrukne sensoren er en sensor for pH i blod.
På grunn av sin høye grad av klebeevne til forskjellige overflater kan membranene ifølge oppfinnelsen oppløsnings-støpes på komponenter i blodsensoren, hvorved blod utelukkes fra kontakt med komponentene. I tillegg til å utvise utmerkede transmembrane diffusjonskarakteristikker p.g.a. sitt høye vanninnhold, har membranene også utmerket mekanisk styrke som gjør dem spesielt anvendelige i anordninger for blodanalyse, hvori membranen dekker et tomt volum. Membranene inneholder ikke noen additiver, spesielt ikke polymeriserings-katalysatorer, hvorfor de er utmerket forlikelige med blod.
Figuren viser forholdet mellom innholdet av harde segmenter i blandingen ifølge oppfinnelsen, og dens vannabsor-berende evne.
Mens denne oppfinnelsen tilfredstilles av utførelser i mange forskjellige former, vil det heri bli beskrevet i detalj, foretrukne utførelser av oppfinnelsen, under den forståelsen at den foreliggende åpenbaringer skal betraktes som eksempler på oppfinnelsen. Rammen av oppfinnelsen skal vurderes ut fra de vedlagte krav og deres ekvivalenter.
Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en membran som er fremstilt fra en kjemisk kryssbundet PEU-formulering som absorberer 50 vekt% vann eller mer.
Kjente blodelektrolyttsensorer er av tre grunntyper, elektrokjemiske, fiberoptiske og faststoff, og oppfinnelsen kan inngå i en hvilken som helst sensor som Kan tilpasses til å omfatte membranen ifølge oppfinnelsen. Som eksempler på, men ikke begrenset til, slike sensorer er elektrokjemiske sensorer som beskrevet i U.S. patent nr. 4.536.274 og 4.615.340; fluorescens-sensorer som beskrevet i U.S. patent Re. 31.879 og ISFET-sensorer som beskrevet i U.S. patent nr. 4.505.799.
Sensoranordninger omfatter vanligvis en sensor som har et sensorelement, så som et fargestoff, en elektrode eller en faststoff-transistor, en membran og et apparat til å overføre et signal som er generert av elementet til et data-anlegg eller analysator. Membranen velges vanligvis slik at den er gjennomtrengelig for den substansen som skal måles, men i det vesentlige ugjennomtrengelig for substanser som kan være ødeleggende for sensorelementet eller som kan forstyrre gener-eringen av presise signaler.
Membranene i den foreliggende oppfinnelsen er spesielt egnet til bruk i sensoranordninger for oppdagelse eller måling av vannløselige komponenter i et fluid som kan diffundere gjennom membranen. Aller helst kan membranen anvendes i et instrument for blodanalyse. Som eksempel på blodkomponenter som egner seg til å måle med membranene ifølge oppfinnelse, er gasser så som oksygen og karbondioksyd, løste stoffer så som glukose, urinsyre, urea og lignende, og elektrolytter så som ioner av hydrogen, kalium, natrium, litium og klor. Foretrukne komponenter for analyse ved bruk av membranen ifølge oppfinnelsen er blodelektrolytter, aller helst hydrogenioner i blod.
PEU-blandinger som egner seg til fremstilling av membranene ifølge den foreliggende oppfinnelsen, omfatter som essensielle komponenter et diisocyanat, en polyeterglykol, en kjedeforlenger og en triol-kryssbinder med lav molekylvekt. Foretrukne blandinger omfatter vann som en ytterligere forlenger.
Egnede diisocyanter er aromatiske diisocyanater så som difenylmetan-4,4'-diisocyanat, (MDI), difenylmetan-3,3'-diisocyanat, alicykliske diisocyanater så som isoforondiisocyanat og dicykloheksylmetan-4,4'-diisocyanat, og alifatiske diisocyanater som, f.eks. heksametylendiisocyanat. Det mest foretrukne diisocyanatet er MDI.
Polyeterglykol-komponenten kan være polyetylenoksyd (PEO), alene eller blandet med polypropylenoksyd eller polybutylenoksyd. Den foretrukne polyolen er polyetylenoksyd med en molekylvekt på fra om lag 600 til 3300, eller en blanding som inneholder 50 vekt% eller mer derav. De mest foretrukne polyeter-glykolene er polyetylenoksyder med gjennomsnittlige molekylvekter på 1000 og 1450. Kjedeforlengeren kan være vann og/eller en forgrenet eller ikke-forgrenet diol med lav molekylvekt, diamin eller aminoalkohol med opptil 10 karbonatomer eller blandinger derav. Representative, ikke begrensende eksempler på kjedeforlengere er BDO; etylenglykol; dietylenglykol; trietylenglykol; 1,2-propandiol; 1,3-propandiol; 1,6-heksandiol; 1,4-bis-hydroksymetylcykloheksan, hydroquinondihydroksy-etyleter, etanolamin, etylendiamin og heksametylendiamin. Foretrukne kjedeforlengere er 1,6-heksandiol, etylendiamin, heksametylendiamin og, aller helst vann og BDO.
Kryssbinderen kan være en multifunksjonell forbindelse med lav molekylvekt med tre eller flere hydroksyl- og amin-grupper og ti eller færre karbonatomer. Representative egnede kryssbindere er TMP, glycerol, pentaerytritol, trimetyloletan, mannitol o.l. Foretrukne kryssbindere er trioler, aller helst
TMP.
Prosentsatsene for komponentene kan være slik at.de harde og bløte segmentene i blandingen kan være hhv. fra om lag 2 0 til 50 % og fra omtrent 50-80 %, fortrinnsvis fra om lag 30 til 40 % og 60 til 70 % av den samlede vekten av blandingen. Mol-forholdet mellom kryssbindingsforlenger og lineær forlenger kan være fra om lag 100 til 0,01, fortrinnsvis fra om lag 2 0 til 0,05, og molforholdet av polyeterglykol til summen av kjedeforlenger og kryssbinder kan være fra om lag 0,1 til 10.
Fra disse prosentsatser og forhold kan man lett beregne passende mengder av komponentene. Avledede formler (1) og (2) nedenfor kan også anvendes til å bestemme passende mengder av komponentene.
PEU-blandingene kan fremstilles ved den vanlige to-trinns eller forpolymer-metoden. Som et eksempel på denne fremgangsmåten kan de hydroksylholdige komponentene, dvs. forlengeren, kryssbinderen og polyeterglykolen reageres i et passende løsningsmiddel som f.eks. dimetylformamid eller fortrinnsvis dimetylacetamid (DMAC) med om lag to ekvivalenter diisocyanat, slik at hver hydroksylgruppe reageres med et diisocyanat-nolekyl og gir en prepolymer som har isocyanat-endegrupper (en fremgangsmåte som vanligvis refereres til som capping). Et eksempel på en typisk prepolymerisasjon er gitt i eksempel I, men forskjellige modifikasjoner av denne vanlige fremgangsmåten er velkjent for spesialister på området.
Forpolymermolekylene kan deretter ytterligere kjedefor-lenges ved reaksjon mellom deres endeisocyanat-grupper og vann og/eller den lavmolekylære diolen og, om ønsket ytterligere kryssbindes, fortrinnsvis samtidig med kjedeforlengelse, ved å reagere forpolymer-isocyanatgruppene med den lavmolekylære triolen.
Et trekk ved fremgangsmåten for å fremstille PEU-formuleringene er at polymerene fremstilles fra komponentene uten å tilsette en katalysator for polymeriseringen. Vanlige katalysatorer i denne teknologien, f.eks. organometalliske forbindelser så som dibutyltinndilaurat, er ekstraherbare og kan forårsake ødeleggende virkninger i blod-kontaktelementer fremstilt fra katalysatorinneholdende PEU ifølge tidligere teknologi. Ved å unngå bruk av katalysator vil PEU ifølge oppfinnelsen være renere og mindre toksisk enn PEU ifølge tidligere teknologi.
Membranene ifølge oppfinnelsen kan være fra 0,001 til 0,5, fortrinnsvis fra .0,01 til 0,1 mm tykke, og representative fremgangsmåter for fremstillingen er gitt i eksemplene II og III. Fremstilling av membraner fra polymere blandinger er konvensjonell teknologi og fremgangsmåtene for fremstilling av membranene ifølge opppfinnelsen utgjør ikke en del av denne oppfinnelsen.
Membraner fremstilt av representative ikke-begrensende PEU formuleringer i denne oppfinnelsen er gitt i tabell I, hvori komponentene er gitt i vekt% av den endelige forpolymeren.
Det er funnet at membranene som er fremstilt fra blandingene ifølge oppfinnelsen absorberer fra 50 - 120 % av sin tørre vekt av vann. Flere blandingsfaktorer som virker sammen, antas å være årsaken til denne egenskapen. Figuren viser at for et gitt innhold av hardt segment vil økende molekylvekt av polyeterglykol fra 600 til 1450 øke vannopptaket med om lag 15 %. Figuren viser også at ved konstant molekylvekt av polyeterglykol vil avtagende innhold av hardt segment fra 50 % til 20 % øke vannopptaket fra 50 til 120 %. Det antas, selvom det ennå ikke er bevist, at økningen i vannopptaket som følge av synkende innhold av hardt segment, skyldes redusert krystallinitet i polymerblandingen.
Membranene ifølge oppfinnelsen har utmerkede egenskaper for diffusjon av ioner gjennom membranen. Det er funnet at hydrogenion-diffusjonskonstanten øker lineært med avtagende innhold av harde segmenter. Diffusjonskonstantene for representative membraner ifølge oppfinnelsen er gitt i tabell I.
Den omtrentlige vannabsorpsjonen og diffusjonskonstanten for en hvilken som helst kryssbundet PEU-membran ifølge oppfinnelsen kan forutsies fra formlene (1) og (2) nedenfor, utledet som gitt i eksempel VI. På den annen side kan formlene anvendes til å anslå mengdene av en eller flere av komponentene som trenges til å fremstille en membran ifølge oppfinnelsen med en ønsket vannabsorpsjon eller diffusjonskonstant.
I formlene (1) og (2) er W prosent vannopptak, D er diffusjonskonstant, HS er prosent hardt segment, M,, er molekylvekten av PEO og Mx er molekylvekten mellom kryssbindinger. Begrepet Mx i formlene oppnås fra formelen (3):
EKSEMPEL I
Generell fremgangsmåte for syntese av prepolymer Polyetylenoksyder ble levert fra Union Carbide Corporation og anvendt slik som de ble mottatt etter bestemmelse av hydroksyltallet og vanninnholdet ved henholdsvis ftalsyreanhydrid-pyridinmetoden og Karl Fisher titrering, og tilsvarende justering av støkiometrien.
BDO (levert fra GAF) og TMP (levert fra Celanese) ble anvendt som de ble mottatt.
MDI ble filtrert ved om lag 52°C og vakuumstrippet inntil boblingen stoppet før anvendelse.
PEO, BDO og TMP ble slått sammen i en harpiks-flaske ved 60°C, vakuumstrippet i 3 0 min. ved 4-5 mm Hg og fortynnet med en like stor vektmengde DMAC som hadde vært lagret over 4Å molekylsikter. Blandingen ble nedkjølt til omgivende temperatur, og to ekvivalenter MDI, basert på det totale hydroksylinnholdet, ble tilsatt dråpevis, etterfulgt av tilsetning av en mengde DMAC lik 1/2 parten av MDI-mengden etter vekt. Blandingen ble omrørt i om lag 4 timer ved 50°C for å komplettere dannelsen av forpolymer.
EKSEMPEL II
Fremstilling av membraner
Membraner av 0,13 mm tykkelse ble fremstilt ved å støpe PEO-polyuretan-forpolymeren i DMAC fra eksempel I på rene, ubehandlede glassplater ved å bruke en Gardner kniv med justerbar klaring (Gardner Labs) innstilt på 0,25 mm våtfilm-klaring. Membranene ble deretter lagret på glassplatene ved omgivende betingelser, som regel 1-3 døgn. I løpet av denne tiden foregikk kjedeforlengelse med luftfuktighet, og membranene dannet ikke-klebende overflater. Løsningsmiddelrester ble dampet av (1 timer, 70°C, vakuumovn). Membranene ble deretter neddykket i ionefritt destillert vann (24 timer), fjernet fra glassplaten og tørket til konstant vekt i vakuumovn ved 60°C. Membraner fremstilt på denne måten ble anvendt til bestemmelse av vannopptak og permeabilitet.
EKSEMPEL III
Anvendelse av membran i en sensor
En ionesensitiv felteffekt transistor pH elektrode mon-teres på vanlig måte på et kateter gjennom et sidehull. Kateteret er belagt ved dypping i forpolymerløsning ifølge eksempel I inntil belegget er av den ønskede tykkelse. Kateteret holdes ved omgivende betingelser for kjedeforlengelse ved luftfuktigheten i 2 4 timer, og tørkes deretter i vakuumovn ved 60-70°C i 24 timer for å fjerne løsningsmiddel.
EKSEMPEL IV
Bestemmelse av vannopptak
Fem 50 x 50 mm prøver fra hver membran ble neddykket i destillert vann i 24 timer ved 30,0 ± 0,1°C. Ved disse betingelser ble oppnådd et vannopptak i likevekt. Membranene ble deretter fjernet fra beholderne, og overflatevannet ble forsiktig fjernet med filterpapir uten å anvende trykk. Hver membranprøve ble plassert i et tarert, lufttett glasskår og veiet. Prøvene i glasskårene ble deretter vakuumtørket ved 60 ± 2°C (4-5 mm Hg) i 24 timer og veiet igjen. Prosent vannopptak og svellingsgrad ble beregnet ut ifra vektforskjellene ved anvendelse av følgende ligning:
hvor W prosent vannopptak, Ws er vekten av den svellede membran og Wp er vekten av den tørre membranen.
EKSEMPEL V
Bestemmelse av diffusjonskonstanten for membranen Tilsynelatende membrantykkelse ble første beregnet fra vekten av tørre 7 x 7 cm membranflag, idet man antok en gjennomsnittlig tetthet på 1,15 g/cm<3>. Membranflakene ble deretter likevektsbehandlet i destillert vann i 24 timer ved omgivende temperatur før testingen. For målingene ble en permeabilitetscelle med to kammere plassert i et bad med konstant temperatur (25,0 ± 1°C). Kammer A i cellen ble fyllt med et kjent volum av 5,0 x 10"<3> M NaCl løsning og overlagret med nitrogengass. Et kjent volum av 5,0 x 10"<3> M HC1 løsning ble plassert i kammer B og pH forandringen i begge kamrene ble målt i 60 min. med en Orion EA 940 Ionalayzer. Diffusjonskonstanten ble beregnet ut ifra de oppnådde data ved anvendelse av Fick's første diffusjonslov:
J = -D dC/dx
hvor J er totalfluks, D er diffusjonskonstant og dC/dx er konsentrasjonsgradienten over membranen.
EKSEMPEL VI
Formlene (1) og (2) ble utledet ved en statistisk analyse ved bruk av en 3 x 3 gresk-latinsk kvadratisk eksperimentell design, av eksperimentelt bestemte verdier for W og D av membranene (fremstilt ved fremgangsmåten i eksemplene I og II) i tabell II med forutvalgte verdier for HS, Mn og molforholdet (R) av TMP til BDO.
Oppfinnelsen frembringer således kryssbundende PEU membraner med eksepsjonelt høy vannabsorpsjonsevne og ionediffu-sj onskonstant . Membranene bibeholder en utmerket mekanisk styrke og er anvendelige i elektrolyttsensor-anordninger.

Claims (10)

1. Halvgjennomtrengelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding, karakterisert ved at den har et innhold av harde segmenter på fra 20 til 50 %, at nevnte blanding omfatter et produkt av reaksjonen mellom et diisocyanat, polyeterglykol, et kjedeforlengende middel og et trifunksjonelt kryssbindingsmiddel, og at nevnte membran absorberer fra 50 til 120 % av sin tørre vekt av vann.
2. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte diisocyanat velges fra gruppen som består av difenylmetan-4,4'-diisocyanat, difenylmetan-3,3'-diisocyanat, dicykloheksylmetan-4,4'-diisocyanat, isoforondiisocyanat og heksametylendiisocyanat.
3. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte polyeterglykol har en molekylvekt på fra 600 til 3300.
4. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte kjedeforlengende diol velges fra gruppen som består av etylenglykol, dietylenglykol, trietylenglykol, 1,2-propandiol, 1,3-propandiol, 1,4-butandiol, 1,6-heksandiol, 1,4-bis-hydroksymetylcykloheksan og hydrokinondihydroksyetyleter.
5. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at det trifunksjonelle kryssbindemiddel velges fra gruppen som består av glycerol, pentaerytritol, trimetyloletan, trimetylolpropan og mannitol.
6. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at den dessuten omfatter kjedeforlengende vann.
7. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte blanding omfatter produktet av reaksjonen mellom diisocyanatet og en polyeterglykol:med et polyetylenoksydinnhold på minst 50%.
8. Membran ifølge krav 7, karakterisert ved at kjedeforlengelses-middelet velges fra gruppen som består av vann og et difunksjonelt middel.
9. Membran ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte difunksjonelle middel velges fra gruppen av midler som har to hydroksyl-grupper, to aminogrupper eller en hydroksylgruppe og en amino-gruppe.
10. Membran ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding med et innhold av harde segmenter på fra 3 0 til 4 0 %, og nevnte blanding omfatter et produkt av reaksjonen av difenylmetan-4,4'-diisocyanat, polyetylenoksyd med en molekylvekt på om lag 1450-, 1,4-butandiol, trimetylol-propan, og vann.
NO882019A 1987-07-02 1988-05-09 Halvgjennomtregelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding NO176164C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/069,453 US4743629A (en) 1987-07-02 1987-07-02 Crosslinked polyetherurethane membranes useful in blood electrolyte sensors

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO882019D0 NO882019D0 (no) 1988-05-09
NO882019L NO882019L (no) 1989-01-03
NO176164B true NO176164B (no) 1994-11-07
NO176164C NO176164C (no) 1995-02-15

Family

ID=22089068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO882019A NO176164C (no) 1987-07-02 1988-05-09 Halvgjennomtregelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding

Country Status (14)

Country Link
US (1) US4743629A (no)
EP (1) EP0297252B1 (no)
JP (1) JPS6434402A (no)
KR (1) KR910009815B1 (no)
AT (1) ATE101539T1 (no)
AU (1) AU595447B2 (no)
CA (1) CA1323151C (no)
DE (1) DE3887781T2 (no)
DK (1) DK252788A (no)
ES (1) ES2061547T3 (no)
FI (1) FI882158A (no)
MX (1) MX164757B (no)
NO (1) NO176164C (no)
ZA (1) ZA883297B (no)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4909594A (en) * 1989-02-23 1990-03-20 The Dow Chemical Company Optical coupler pressure or load sensor
US4909597A (en) * 1989-02-23 1990-03-20 The Dow Chemical Company Flexible optical waveguide containing a thermoplastic aliphatic segmented polyurethane core
US5015238A (en) * 1989-06-21 1991-05-14 Becton, Dickinson And Company Expandable obturator and catheter assembly including same
JPH0749460B2 (ja) * 1990-04-04 1995-05-31 三洋化成工業株式会社 吸水性ウレタンフィルムの製造用原液およびフィルムの製法
JPH0758082B2 (ja) * 1990-06-22 1995-06-21 株式会社ゼクセル 油圧制御弁装置
US5152287A (en) * 1990-08-15 1992-10-06 Cordis Corporation Cross-linked fluorinated polymers for use in gas sensors
ATE170091T1 (de) * 1992-03-20 1998-09-15 Monsanto Co Extraktion organischer verbindungen aus wässrigen lösungen
US5507949A (en) * 1992-03-20 1996-04-16 Monsanto Company Supported liquid membrane and separation process employing same
US5217026A (en) * 1992-04-06 1993-06-08 Kingston Technologies, Inc. Guidewires with lubricious surface and method of their production
DK0637323T3 (da) * 1992-04-24 1999-05-25 Polymer Technology Group Inc Copolymerer og ikke-porøs, semipermeabel membran deraf og dens anvendelse til permeering af molekyler med et forudbestemt m
CA2103742C (en) * 1992-08-11 2001-07-17 Robert Ziolkowski Greenley Novel solid poly-amphiphilic polymer having use in a separation process
US5795633A (en) * 1994-08-22 1998-08-18 Nippon Zeon Co., Ltd. Material composition and shaped article
AUPO251096A0 (en) 1996-09-23 1996-10-17 Cardiac Crc Nominees Pty Limited Polysiloxane-containing polyurethane elastomeric compositions
AU4606600A (en) * 1999-05-07 2000-11-21 Salviac Limited Biostability of polymeric structures
EP1122535A3 (en) * 2000-01-31 2004-09-22 The Penn State Research Foundation Interrogation of changes in the contents of a sealed container
US20040243093A1 (en) * 2001-01-10 2004-12-02 Ron Berenson System for growth, analysis, storage, validation and distribution of cells and tissues used for biomedical purposes
US8183052B2 (en) * 2004-08-19 2012-05-22 Blood Cell Storage, Inc. Methods and apparatus for sterility testing
CN101036046B (zh) * 2004-08-19 2012-02-22 血细胞保存公司 荧光pH检测器系统和相关方法
US8497134B2 (en) 2004-08-19 2013-07-30 Blood Cell Storage, Inc. Fluorescent detector systems for the detection of chemical perturbations in sterile storage devices
CA2716502C (en) * 2009-05-15 2015-06-16 Interface Biologics, Inc. Antithrombogenic hollow fiber membranes and filters
ITGE20090058A1 (it) * 2009-07-24 2011-01-25 Dipartimento Di Chimica E Chimica I Ndustriale Del Membrane a conduzione protonica a matrice poliuretanica funzionalizzata.
US9040307B2 (en) 2011-05-27 2015-05-26 Blood Cell Storage, Inc. Fluorescent pH detector system and related methods
US10058821B2 (en) * 2013-09-13 2018-08-28 Infineon Technologies Ag Ion pump
US9045582B2 (en) * 2013-10-29 2015-06-02 Uop Llc Cross-linked rubbery polyurethane-ether membranes for separations
CA3041063C (en) 2016-10-18 2021-06-08 Interface Biologics, Inc. Plasticized pvc admixtures with surface modifying macromolecules and articles made therefrom
WO2019014400A1 (en) 2017-07-14 2019-01-17 Fresenius Medical Care Holdings, Inc. PROCESS FOR OBTAINING SURFACE MODIFICATION COMPOSITION WITH ENHANCED BY-PRODUCT REMOVAL
US11325077B2 (en) 2019-10-24 2022-05-10 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Composite membrane containing a polydopamine-poly acyl halide matrix incorporating carbide-derived carbon and methods thereof

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993576A (en) * 1974-05-20 1976-11-23 The Dow Chemical Company Mixtures of high and low molecular weight polyols resistant to phase separation
DE2817457A1 (de) * 1978-04-21 1979-10-31 Bayer Ag Thermoplastische polyurethane fuer die verarbeitung in extrudern oder/und auf kalandern
DD151874A1 (de) * 1980-07-03 1981-11-11 Klaus Deutsch Asymmetrische membranen auf basis hydrophiler polyurethane
GB2093190B (en) * 1980-10-15 1984-11-21 Smith & Nephew Ass Blood gas sensor
DE3341847A1 (de) * 1983-11-19 1985-06-13 Akzo Gmbh, 5600 Wuppertal Membranen aus diisocyanat-additionspolymeren fuer haemodialyse und/oder haemofiltration
US4532316A (en) * 1984-05-29 1985-07-30 W. L. Gore & Assoc., Inc. Phase separating polyurethane prepolymers and elastomers prepared by reacting a polyol having a molecular weight of 600-3500 and isocyanate and a low molecular weight chain extender in which the ratios of reactants have a limited range
JPS63105770A (ja) * 1986-10-23 1988-05-11 鐘淵化学工業株式会社 血漿成分分離用膜

Also Published As

Publication number Publication date
US4743629A (en) 1988-05-10
DE3887781T2 (de) 1994-06-23
NO882019L (no) 1989-01-03
JPS6434402A (en) 1989-02-03
FI882158A0 (fi) 1988-05-09
EP0297252B1 (en) 1994-02-16
NO176164C (no) 1995-02-15
KR890002338A (ko) 1989-04-10
ATE101539T1 (de) 1994-03-15
JPH0534049B2 (no) 1993-05-21
DK252788D0 (da) 1988-05-06
EP0297252A3 (en) 1991-04-10
FI882158A (fi) 1989-01-03
AU1581688A (en) 1989-01-05
EP0297252A2 (en) 1989-01-04
MX164757B (es) 1992-09-22
AU595447B2 (en) 1990-03-29
DE3887781D1 (de) 1994-03-24
KR910009815B1 (ko) 1991-11-30
CA1323151C (en) 1993-10-19
ES2061547T3 (es) 1994-12-16
DK252788A (da) 1989-01-03
NO882019D0 (no) 1988-05-09
ZA883297B (en) 1989-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO176164B (no) Halvgjennomtregelig membran som omfatter en kryssbundet polyeteruretanblanding
US4816130A (en) Blood electrolyte sensors including crosslinked polyetherurethane membranes
EP0637323B1 (en) Copolymers and non-porous, semi-permeable membrane thereof and its use for permeating molecules of predetermined molecular weight range
US5777060A (en) Silicon-containing biocompatible membranes
US6784274B2 (en) Hydrophilic, swellable coatings for biosensors
EP1629028B1 (en) Permselective structurally robust membrane material
CA2428610A1 (en) Hydrophilic polymeric material for coating biosensors
EP0371736A2 (en) Wound covering
KR102573462B1 (ko) 폴리우레탄과 폴리옥사졸린을 포함하는 합성 멤브레인 조성물
US5075408A (en) Polyurethane polymers
CN111278358B (zh) 包含氟化聚氨酯的合成膜组合物
WO2021184843A1 (zh) 植入式生物传感器用三嵌段共聚物及其应用和制备方法
JP2819410B2 (ja) 透湿防水素材用熱可塑性ポリウレタン樹脂の製造方法
EP0870191A1 (en) Silicon-containing biocompatible membranes
JPH0796601B2 (ja) 非多孔性フイルム
CA2238005C (en) Silicon-containing biocompatible membranes
JP2000500691A (ja) 珪素含有生体適合性膜
CN117946364A (en) Outer layer film material for glucose sensor and preparation method thereof
JPS6021660B2 (ja) 湿式合成皮革用のポリウレタンエラストマ−溶液組成物