TWI727552B - 選擇性滲透之聚合物膜 - Google Patents

選擇性滲透之聚合物膜 Download PDF

Info

Publication number
TWI727552B
TWI727552B TW108146293A TW108146293A TWI727552B TW I727552 B TWI727552 B TW I727552B TW 108146293 A TW108146293 A TW 108146293A TW 108146293 A TW108146293 A TW 108146293A TW I727552 B TWI727552 B TW I727552B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
dehydration membrane
porous support
membrane
composite material
dehydration
Prior art date
Application number
TW108146293A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202030017A (zh
Inventor
郑世俊
偉平 林
王鵬
北原勇
碧㜓 巴吉
約翰 埃里克森
宛芸 謝
山代祐司
近藤隆
Original Assignee
日商日東電工股份有限公司
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 日商日東電工股份有限公司 filed Critical 日商日東電工股份有限公司
Publication of TW202030017A publication Critical patent/TW202030017A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI727552B publication Critical patent/TWI727552B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/268—Drying gases or vapours by diffusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
    • B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0095—Drying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
    • B01D69/107—Organic support material
    • B01D69/1071—Woven, non-woven or net mesh
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/52—Polyethers
    • B01D71/521—Aliphatic polyethers
    • B01D71/5211—Polyethylene glycol or polyethyleneoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/52—Polyethers
    • B01D71/522—Aromatic polyethers
    • B01D71/5222—Polyetherketone, polyetheretherketone, or polyaryletherketone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/58—Other polymers having nitrogen in the main chain, with or without oxygen or carbon only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
    • B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/76—Macromolecular material not specifically provided for in a single one of groups B01D71/08 - B01D71/74
    • B01D71/80—Block polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/06—Polluted air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/04—Characteristic thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/20—Specific permeability or cut-off range
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/52—Polyethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

本文描述了基於聚合物之複合膜，該複合膜提供對氣體之選擇性阻力，同時提供水蒸氣滲透性。此類複合膜具有高水/空氣滲透選擇性。本文亦描述了製備該膜之方法以及使用該膜將水蒸氣自氣體中脫水或移除之方法。

Description

選擇性滲透之聚合物膜
本發明之實施例係關於聚合物膜，包括包含聚合物材料之膜，用於諸如自空氣或其他氣體流中移除水或水蒸氣以及能量回收通風(ERV)之應用。
空氣中存在高濕度水準可能使人不舒服，且亦可能藉由促進黴菌、真菌以及塵蟎之生長而引起嚴重的健康問題。在製造及儲存設施中，高濕度環境可能加速產品降解、粉末團聚、種子萌發、腐蝕及其他不期望的影響，此對化學、製藥、食品及電子工業而言為關注點。使空氣脫水之習知方法中之一者包括使濕空氣穿過吸濕劑，例如乙二醇、矽膠、分子篩、氯化鈣及五氧化二磷等。該方法具有許多缺點，例如，不得不在乾燥空氣流中攜帶乾燥劑，且乾燥劑亦需要隨時間更換或再生，此使得脫水過程昂貴且耗時。另一種習知的空氣脫水方法為低溫方法，包括壓縮及冷卻濕空氣以冷凝水分，然而，此方法為高能耗的。
與傳統的脫水或除濕技術相比，基於膜之氣體除濕技術具有明顯的技術及經濟優勢。此等優點包括安裝投資少、操作簡便、能效高、製程成本低及處理能力強。該技術已成功應用於氮氣、氧氣及壓縮空氣之脫水。對於能量回收通風機(ERV)應用，例如建築物內部，期望提供來自外部之新鮮空氣。需要能量來冷卻新鮮空氣且對其除濕，特別是在炎熱及潮濕之氣候中，其中外部空氣比建築物內之空氣更熱且具有更多水分。經由ERV系統在排出之空氣及進入之新鮮空氣之間傳遞熱量及水分，可減少加熱及冷卻所需之能量。ERV系統包括膜，該膜將排出之空氣及進入之空氣物理地分開，但允許熱量及濕氣交換。ERV膜所需之關鍵特性包括：(1)空氣及水蒸氣以外之氣體之低滲透性；(2)用於有效地在進出氣流之間傳遞水分之水蒸氣之高滲透性同時阻止其他氣體穿過；及(3)用於有效傳熱之高導熱率。
對於ERV應用，需要具有高水蒸氣滲透性及低空氣滲透性之膜。
本發明係關於選擇性滲透膜，其中高透濕性及低透氣性可用於實現氣體脫水。與傳統的聚合物(例如聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)及聚醚醚酮(PEEK))相比，某些膜可提供更好的脫水效果。一些膜可包含親水劑。聚合物膜組合物可藉由使用一或多種水溶性聚合物/親水劑來製備。亦描述了有效且經濟地製備此等膜組合物之方法。在製備此等膜組合物時，可將水用作溶劑，此使得該膜製備過程更加環保且更具成本效益。
一些實施例包括脫水膜，其包括：多孔支撐體；及塗佈於多孔支撐體上之複合材料，該複合材料包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨) (PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共聚-二烯丙基二甲基氯化銨) (PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉) (PSS)或其組合。
一些實施例包括用於氣體脫水之方法，該方法包括：將第一氣體施加至本文所述之脫水膜；且允許水蒸氣穿過該脫水膜，且經移除；以及產生水蒸氣含量比該第一氣體低之第二氣體。
一些實施例包括製備脫水膜之方法，該方法包括：固化塗佈於多孔支撐體上之水性混合物；其中塗佈於該多孔支撐體上之水性混合物在60℃至100℃之溫度下乾燥約30秒至約3小時；其中，如下地用水性混合物塗佈多孔支撐體：藉由將水性混合物塗覆至多孔支撐體上，且根據需要重複以實現厚度為約100 nm至約10000 nm之塗層；且其中該水性混合物係藉由在水性液體中混合PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合而形成。
通用
選擇性滲透膜包括此類膜，該膜對一種材料為相對可滲透的且對另一種材料為相對不可滲透的。例如，膜可相對地滲透水蒸氣且相對不可滲透例如氧氣及/或氮氣之氣體。不同材料之滲透性之比可用於描述其選擇性滲透性。
此等膜亦可具有抗微生物活性，例如根據日本工業標準Z2801：2012之至少約1、至少約2、至少約3、約1-2、約2-3或約1-3之抗微生物活性。抗微生物活性可幫助防止生物膜在該膜上之污染及/或積累。脫水膜
本文係關於脫水膜，其中高選擇性親水性複合材料，其具有高水蒸氣滲透性、低透氣性、以及高機械及化學穩定性，可用於需要乾燥氣體或具有低水蒸氣含量之氣體之應用中。
通常，脫水膜包含多孔支撐體及塗佈於支撐體上之複合材料。例如，如圖1所示，選擇性滲透膜(例如膜100)可至少包含多孔支撐體(例如多孔支撐體120)。聚合物複合材料(例如聚合物複合材料110)塗佈於多孔支撐體120上。由於此等層，選擇性滲透裝置可提供耐久的脫水系統，其對水蒸氣可選擇性地滲透而對一或多種氣體不可滲透。由於此等層，選擇性滲透裝置可提供可有效地使空氣或其他期望之氣體或進料流體脫水之耐久的脫水系統。
在一些實施例中，多孔支撐體包括聚合物或中空纖維。多孔支撐體可夾在兩個複合材料層之間。聚合物複合材料亦可進一步與支撐體流體流通。
亦可存在額外的視情況選用之層，諸如保護層。在一些實施例中，保護層可包含親水性聚合物。在一些實施例中，親水性聚合物可與複合材料中之上述聚合物(例如PEBA)不同。保護層可放置在有助於保護選擇性滲透膜(例如透水膜)不受惡劣環境影響之任何位置，該惡劣環境例如可能破壞層之化合物、輻射(例如紫外線輻射)、極端溫度等。
在一些實施例中，穿過膜之氣體行進穿過所有組件，而不管其為物理連通的或按其順序排列。
脫水膜或透水膜(例如本文中所描述之膜)可用於自氣體流中移除濕氣。在一些實施例中，膜可佈置在第一氣體組件及第二氣體組件之間，使得各組件穿過膜而流體連通。在一些實施例中，第一氣體可包含在上游及/或在滲透膜處之進料氣體。
在一些實施例中，膜可選擇性地允許水蒸氣穿過，同時保持其他氣體或氣體混合物(例如空氣)穿過。在一些實施例中，膜可具有高濕氣滲透性。在一些實施例中，膜可對氣體或氣體混合物(諸如N2 或空氣)具有低滲透性或不具有滲透性。在一些實施例中，該膜可為脫水膜。在一些實施例中，膜可為空氣脫水膜。在一些實施例中，該膜可為氣體隔離膜。在一些實施例中，膜為透濕及/或不透氣之障壁膜，其可提供在水蒸氣與其他氣體之間的期望的選擇性。在一些實施例中，選擇性滲透膜可包含多個層。
在一些實施例中，透濕性可藉由水蒸氣輸送速率來測定。在一些實施例中，膜展現出約500-2000 g/m2 /天；約1000-2000 g/m2 /天、約1000-1500 g/m2 /天、約1500-2000 g/m2 /天、約1000-1700 g/m2 /天；約1200-1500 g/m2 /天；約1300-1500 g/m2 /天、至少約500 g/m2 /天、約500-1000 g/m2 /天、約500-750 g/m2 /天、約750-1000 g/m2 /天、約600-800 g/m2 /天、約800-1000 g/m2 /天、或約1000 g/m2 /天、約1200 g/m2 /天、約1300 g/m2 /天、至少1000 g/m2 /天、或至少1450 g/m2 /天之歸一化水蒸氣流速，或由此等值之任何值限定之範圍中之任意歸一化體積水蒸氣流速。出於本發明之目的，用於表達水蒸氣透過率(亦稱為水蒸氣傳遞速率)之量測結果之單位可為g/m2 /天、g/m2 ·天或g/m2 每天。確定濕分(水蒸氣)輸送速率之一種合適方法為ASTM E96。
在一些實施例中，脫水膜之氣體滲透率小於0.001 L/(m2 Spa)、小於10-4 L/(m2 Spa)、小於10-5 L/(m2 Spa)、小於10-6 L/(m2 Spa)、小於10-7 L/(m2 Spa)、小於10-8 L/(m2 Spa)、小於10-9 L/(m2 Spa)或小於10-10 L/(m2 Spa)，其藉由差壓法確定。出於本發明之目的，用於表達氣體滲透率之量測結果之單位可為L/(m2 Spa)、L/m2 s Pa、L/m2 ·s·Pa、L/(m2 s Pa)或L/(m2 ·s·Pa)。確定氣體滲透性之合適方法可為差壓法、ASTM D-726-58、TAPPI-T-536-88標準方法。多孔支撐體
多孔支撐體可為任何合適的材料，且可為任何合適的形式，在其上可沈積或佈置諸如複合材料之層。在一些實施例中，多孔支撐體可包含中空纖維或多孔材料。在一些實施例中，多孔支撐體可包含多孔材料，例如聚合物或中空纖維。一些多孔支撐體可包含非織造織物。在一些實施例中，聚合物可為聚醯胺(耐倫)、聚醯亞胺(PI)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) (包括拉伸之聚丙烯)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碸(PSF)、聚醚碸(PES)、乙酸纖維素、聚丙烯腈(例如PA200)或其組合。在一些實施例中，聚合物可包含PET。在一些實施例中，聚丙烯自第一長度擴展至第二長度，其中第二長度為第一長度之至少25%、40%、50%、75%及/或大於100%。在一些實施例中，在1分鐘、5分鐘、10分鐘及/或1小時內聚丙烯自第一長度擴展至第二長度，其中第二長度為第一長度之至少25%、40%、50%、75%及/或大於100%。複合材料
脫水膜之複合材料可包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨) (PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨) (PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉) (PSS)或其組合。在一些實施例中，PEBA可為市售之聚醚嵌段醯胺(PEBAX)。另外，亦可使用水作為溶劑來製備此等選擇性滲透膜，此可使製造製程對環境更加友好且具有成本效益。
在一些實施例中，可將脫水膜之複合材料塗佈於支撐體上。另外，添加劑、界面活性劑、黏合劑或其組合亦可存在於混合物中。該混合物可在複合材料之成分(例如，一或多種聚合物、界面活性劑、黏合劑及/或添加劑)之間形成共價鍵(例如交聯鍵)或非共價鍵，例如氫鍵或離子相互作用。
該複合材料可具有任何合適的厚度。例如，一些聚合物層之厚度可為約0.1-10 μm、0.1-0.5 μm、約0.5-1 μm、約1-1.5 μm、約1.5-2 μm、約2-2.5 μm、約2.5-3 µm、約3-3.5 µm、約3.5-4 µm、約4-4.5 µm、約4.5-5 µm、約5-5.5 µm、約5.5-6 µm、約6-6.5 µm、約6.5-7 µm、約7-7.5 µm、約7.5-8 µm、約8-8.5 µm、約8.5-9 µm、約9-9.5 µm、約9.5-10 µm、約1.8-2.2 µm、約2.8-3.2 µm、約3.8-4.2 µm、約4.8-5.2 µm，或由此等值之任何值限定之範圍中之任意厚度。涵蓋以下厚度之上述範圍或值特別令人關注：約2 µm、約3 µm、約4 µm或約5 µm。基質聚合物
如上所述，複合材料(例如聚合物複合材料)可包含親水劑及/或基質聚合物劑。在一些實施例中，親水劑及/或基質聚合物劑可為PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合。在一些實施例中，可藉由使PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合之混合物反應來形成複合材料。
在一些實施例中，複合親水性基質聚合物可包含PEBA。在一些實施例中，PEBA可為PEBAX®牌PEBA (Arkema Inc., King of Prussia, PA, USA)。
可使用任何合適量之PEBA。在一些實施例中，PEBA之聚(環氧乙烷)與PEBA之聚醯胺之重量比為約0.1-0.5、約0.5-1、約1-1.5、約1.5-2、約2-3、約3-4、約4-5、約1-2、約1.2-1.4、約1.4-1.6或約1.5 (60 mg聚環氧乙烷與40 mg聚醯胺之比為1.5)。
在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可為PDADMA。
Figure 02_image001
PDADMA可具有任何合適的分子量，例如小於100000 Da、約200000-350000 Da、約400000-500000 Da、約1-500000 Da、約1-200000 Da、約200000-400000 Da、約400000-600000 Da、約10000-500000 Da、約10000-100000 Da、約10000-40000 Da、約40000-70000 Da或約70000-100000。
可使用任何合適量之PDADMA。在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可包含PEBA及PDADMA。可使用任何合適的PDADMA與PEBA之比例，例如約0.01-0.6 (1 mg PDADMA及100 mg PEBA之比例為1)、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3-0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.05、約0.1或約0.33。
在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可為PACD。
Figure 02_image003
可使用任何合適量之PACD。在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可包含PEBA及PCAD。可使用任何合適的PACD與PEBA之比例，例如約0.01-0.6 (1 mg PCAD及100 mg PEBA之比例為1)、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3-0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.4-0.45、約0.45-0.5或約0.33。
在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可包含PSS。PSS可具有任何合適的分子量，例如約500000-2000000 Da或約1000000 Da。
可使用任何合適量之PSS。在一些實施例中，親水性聚合物及/或交聯劑可包含PEBA及PSS。可使用任何合適的PSS與PEBA之比例，例如約0.01-0.6 (1 mg PSS及100 mg PEBA之比例為1)、約0.1-0.2、約0.2-0.3、約0.3 -0.4、約0.4-0.5、約0.5-0.6、約0.2-0.25、約0.25-0.3、約0.3-0.35、約0.35-0.4、約0.4-0.45、約0.45-0.5或約0.33。添加劑
在某些情況下，添加劑或添加劑混合物可改善複合材料之效能。一些聚合物複合材料亦可包含添加劑混合物。在一些實施例中，添加劑混合物可包含氯化鈣、氯化鋰、月桂基硫酸鈉、木質素或其任何組合。在一些實施例中，添加劑混合物中之任何片段亦可與材料基質結合。結合可為物理的或化學的(例如，共價的)。結合可為直接或間接的。保護性塗層
一些膜可進一步包含保護性塗層。例如，保護性塗層可佈置在膜之上以保護其免受環境影響。保護性塗層可具有適合於保護膜免受環境影響之任何組成。許多聚合物適合用於保護性塗層中，諸如一種親水性聚合物或親水性聚合物之混合物，親水性聚合物例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、聚環氧乙烷(PEO)、聚氧乙烯(POE)、聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMMA)及聚丙烯醯胺(PAM)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚(2-噁唑啉)、聚醚碸(PES)、甲基纖維素(MC)、脫乙醯殼多糖(chitosan)、聚(烯丙基胺鹽酸鹽) (PAH)及聚(4-苯乙烯磺酸鈉) (PSS)及其任何組合。在一些實施例中，保護性塗層可包含PVA。製備脫水膜之方法
一些實施例包括製備脫水膜之方法，包括：(a)將聚合物(例如PEBAX)及添加劑在水性混合物中進行混合，以產生複合塗料混合物；(b)將塗料混合物塗覆至多孔支撐體上，以形成經塗佈之支撐體；(c)根據需要重複步驟(b)以實現期望的塗層厚度；及(d)在約60-100℃之溫度下乾燥塗層約30秒至約3小時。在一些實施例中，該方法視情況包括預處理多孔支撐體。在一些實施例中，該方法亦包括用保護層塗佈組件。製備上述膜之可能方法實例之實例示於圖2中。
包含基質聚合物之混合物可包括溶劑或溶劑混合物，例如水性溶劑，例如水，其視情況與水溶性有機溶劑例如醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇等)、丙酮等結合。在一些實施例中，水性溶劑混合物包含乙醇及水。
在一些實施例中，可視情況預處理多孔支撐體以幫助複合材料層與多孔支撐體之黏附。在一些實施例中，多孔支撐體可被改性以變得更親水性。例如，改性可包括使用70 W功率以0.5 m/min之速度進行2次計數之電暈處理。在一些實施例中，多孔支撐體可為拉伸聚丙烯。在一些實施例中，聚丙烯自第一長度擴展至第二長度，其中第二長度為第一長度之至少25%、40%、50%、100%、200%、500%及/或大於1000%。在一些實施例中，在1分鐘、5分鐘、10分鐘及/或1小時內將聚丙烯自第一長度擴展至第二長度，其中第二長度為第一長度之至少25%、40%、50%、100%、200%、500%及/或大於1000%。在一些實施例中，以恆定速率進行擴展。合適的拉伸聚丙烯可為Celgard 2500聚丙烯(Celgard LLC，Charlotte，NC，USA)。示例性之拉伸方法可在諸如KARO IV拉伸機(由Bruckner Maschinenbau GmbH & Co. KG, Siegsdorf, GE製造)之拉伸設備上進行；預熱溫度約145至160℃；預熱時間約60秒；拉伸比：順序雙軸拉伸至縱向(機器方向)之5倍；橫向7倍(面積拉伸比：35)；拉伸速度約6 m/min；如美國專利公開2017/0190891中所述，可藉由預熱溫度調節膜厚度。
在一些實施例中，將混合物塗覆至多孔支撐體上可藉由此項技術中已知的方法進行，以產生期望厚度之層。在一些實施例中，可藉由如下來實現將塗料混合物塗覆至基板上：首先將基板真空浸入塗料混合物中，然後藉由跨越基板施加負壓力梯度，從而將溶液拖拽(drawing)至基板上，直至可獲得期望的塗層厚度。在一些實施例中，可藉由刮塗、噴塗、浸塗、模塗或旋塗來實現將塗料混合物塗覆至基板上。在一些實施例中，該方法可進一步包括：在每次塗覆塗料混合物之後，用去離子水溫及地沖洗基板以移除過量之散料。在一些實施例中，進行塗佈，使得產生具有期望厚度之複合材料層。在一些實施例中，層數可為1-250、約1-100、1-50、1-20、1-15、1-10或1-5。該過程產生完全塗佈之基板或經塗佈之支撐體。
塗覆至基板上之塗料混合物可包括溶劑或溶劑混合物，例如水性溶劑，例如水，其視情況與水溶性有機溶劑例如醇(例如甲醇、乙醇、異丙醇等)、丙酮等結合。在一些實施例中，水性溶劑混合物包含乙醇及水。
在一些實施例中，以0.5-15公尺/分鐘、約0.5-5公尺/分鐘、約5-10公尺/分鐘或約10-15公尺/分鐘之塗佈速度塗佈多孔支撐體。此等塗佈速度特別適合於形成厚度為約1-10 μm、約1 μm、約1-2 μm或約2-3 μm、約3-4 μm、約4-5 μm、約5-6 μm、約6-7 μm、約7-8 μm、約8-9 μm、約9-10 μm、約2 μm、約3 μm、約4 μm或約5 μm之塗層。
對於一些方法，然後可將經塗佈之支撐體在一定溫度下固化一定時間，該溫度及時間足以促進沈積在多孔支撐體上之水性混合物之片段之間交聯。在一些實施例中，可將經塗佈之支撐體在約60-70℃、約70-80℃、約80-90℃、約90-100℃或約80℃之溫度下加熱。在一些實施例中，可將經塗佈之支撐體加熱至少約30秒、至少約1分鐘、至少約5分鐘、至少約6分鐘、至少約15分鐘、至少約30分鐘、至少約45分鐘、至多約1小時、至多約1.5小時、至多約3小時之時間；對於升高的溫度，通常所需時間減少。在一些實施例中，可將基板在約80℃下加熱約8分鐘。此過程得到固化之膜。
在一些實施例中，製備膜之方法亦可包括：隨後在膜上塗覆保護性塗層。在一些實施例中，塗覆保護性塗層包括：添加親水性聚合物層。在一些實施例中，塗覆保護性塗層包括：用聚乙烯醇水性溶液塗佈膜。可藉由諸如刮塗、噴塗、浸塗、旋塗等的方法來實現塗覆保護層。在一些實施例中，可藉由在保護性塗料溶液中浸塗膜約1-10分鐘、約1-5分鐘、約5分鐘或約2分鐘來實現塗覆保護層。在一些實施例中，該方法亦包括：在約75-120℃之溫度下乾燥膜約5-15分鐘，或在約90℃下乾燥膜約10分鐘。此過程得到具有保護性塗層之膜。降低氣體混合物之水蒸氣含量之方法
選擇性滲透膜(例如本文所描述之脫水膜)可用於自含有水蒸氣之未處理之氣體混合物(例如空氣)中移除水蒸氣或降低水蒸氣含量之方法，用於其中需要乾燥氣體或低水蒸氣含量之應用。該方法包括使含有水蒸氣之第一氣體混合物(未處理之氣體混合物，例如空氣)穿過膜，從而允許水蒸氣穿過且經移除，而保留氣體混合物(例如空氣)中之其他氣體，以產生具有降低之水蒸氣含量之第二氣體混合物(脫水之氣體混合物)。
可將脫水膜引入至在整個脫水膜上提供壓力梯度之裝置中，結果待脫水之氣體(第一氣體)具有比在接收然後移除水蒸氣之脫水膜之相對側上更高之水蒸氣壓力，得到脫水氣體(第二氣體)。
滲透之氣體混合物(例如空氣)或二次吹掃流可用於優化脫水過程。若膜在水蒸氣隔離中完全有效，則進料流中之所有水蒸氣均將經移除，且無需自系統中清除任何剩餘物。隨著該過程的進行，進料口或孔側上之水蒸氣之分壓變得愈低，殼側之壓力變得愈高。該壓力差趨於防止額外的水蒸氣自模組中排出。由於目的為使孔側乾燥，因此壓差會干擾裝置之所需操作。因此，可使用吹掃流自殼側移除水蒸氣，部分地藉由吸收一些水蒸氣，且部分地藉由物理地將水蒸氣推出。
若使用吹掃流，則其可來自外部乾源或部分再循環之模組之產物流。通常，除濕程度將取決於產物流量與進料流量之壓力比(對於穿過膜之水蒸氣)及產物回收率。良好的膜具有高產物回收率以及低水準之產物濕度及/或高體積產物流速。
對於能量回收通風(ERV)，可使用脫水膜除水。ERV為一種能量回收過程，其交換正常排出之建築物或空間空氣中包含之能量，且使用該能量來處理(預先處理)在住宅及商用HVAC系統中進入之室外通風空氣。在較暖季節，ERV系統會進行預冷及除濕，同時在較冷季節會進行加濕及預熱。
在一些實施例中，脫水膜具有按照ASTM E96標準方法測得的至少500 g/m2 /天、至少1000 g/m2 /天、至少1100 g/m2 /天、至少1200 g/m2 /天、至少1300 g/m2 /天、至少1400 g/m2 /天或至少1500 g/m2/天之水蒸氣透過率。
在一些實施例中，脫水膜具有按照ASTM D-6701標準方法測得的至少5000 g/m2 /天、至少10000 g/m2 /天、至少20000 g/m2 /天、至少25000 g/m2 /天、至少30000 g/m2 /天、至少35000 g/m2 /天或至少40000 g/m2 /天之水蒸氣透過率。
在一些實施例中，脫水膜具有按照壓差方法測得的小於0.001 L/(m2 Spa)、小於10-4 L/(m2 Spa)、小於10-5 L/(m2 Spa)、小於10-6 L/(m2 Spa)、小於10-7 L/(m2 Spa)、小於10-8 L/(m2 Spa)、小於10-9 L/(m2 Spa)或小於10-10 L/(m2 Spa)之氣體滲透率。
本文中所描述之膜可容易地以低成本製造，且在體積產品流量或產品回收率方面可優於現有商業膜。實施例
具體考慮以下實施例： 1.一種脫水膜，其包括： 多孔支撐體；及 塗佈於多孔支撐體上之複合材料，其中該複合材料包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨) (PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨) (PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉) (PSS)或其組合。 2.如實施例1之脫水膜，其中該複合材料包含PEBA。 3.如實施例2或3之脫水膜，其中該PEBA具有約1.5之聚(環氧乙烷)與聚醯胺之重量比。 4.如實施例1、2或3之脫水膜，其中該複合材料包含PDADMA。 5.如實施例4之脫水膜，其中該複合材料包含PDADMA及PEBA，且該複合材料中PDADMA與PEBA之重量比為約0.01至約0.6。 6.如實施例5之脫水膜，其中該複合材料包含PDADMA，且該PDADMA之分子量為約10000至約500000 Da。 7.如實施例5之脫水膜，其中該複合材料包含PDADMA，且該PDADMA之分子量小於100000 Da。 8.如實施例1、2、3、4、5、6或7之脫水膜，其中，該複合材料包含PACD。 9.如實施例8之脫水膜，其中該複合材料包含PACD及PEBA，且該複合材料中之PACD與PEBA之重量比為約0.2至約0.4。 10.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8或9之脫水膜，其中該複合材料包含PSS。 11.如實施例10之脫水膜，其中複合材料包含PSS及PEBA，且該複合材料中之PSS與PEBA之重量比為約0.2至約0.4。 12.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11之脫水膜，其中該複合材料係厚度為1至10 μm之層。 13.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12之脫水膜，其中該脫水膜之水蒸氣透過率為至少1000 g/m2 /天，該水蒸氣透過率由ASTM E96標準方法確定。 14.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12或13之脫水膜，其中該脫水膜之氣體滲透率小於0.001 L/m2 sPa，該氣體滲透率由差壓法確定。 15.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14之脫水膜，其中該多孔支撐體包含拉伸之聚丙烯或拉伸之聚乙烯。 16.一種脫水膜，其包含： 多孔支撐體；及 塗佈於該多孔支撐體上之包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)之複合材料。 17.如實施例16之脫水膜，其中該多孔支撐體包含聚乙烯。 18.如實施例16或17之脫水膜，其中該多孔支撐體包含聚丙烯。 19.如實施例18之脫水膜，其中該多孔支撐體包含拉伸之聚丙烯。 20.如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18或19之脫水膜，其中該脫水膜具有根據日本工業標準Z 2801：2012之2或更高之抗微生物活性。 21.一種使氣體脫水之方法，包括： 向如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、15、16、17、18、19或20之脫水膜施加第一氣體；及 使水蒸氣穿過該脫水膜且經移除；及 產生水蒸氣含量低於該第一氣體之第二氣體。 22.一種製備脫水膜之方法，包括： 固化塗佈於多孔支撐體上之水性混合物； 其中將塗佈於該多孔支撐體上之水性混合物在60℃至100℃之溫度下乾燥約30秒至約3小時； 其中藉由如下採用該水性混合物塗佈該多孔支撐體：將該水性混合物塗覆至該多孔支撐體上，且根據需要重複以實現厚度為約100 nm至約4000 nm之塗層；且 其中該水性混合物係藉由將PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合在水性液體中混合而形成。 23.如實施例22之方法，其中該水性混合物包含含有乙醇及水之溶劑混合物。 24.如實施例22或23之方法，其中以0.5至15公尺/分鐘之塗佈速度塗佈該多孔支撐體，且所得塗層形成厚度為約1 μm至約3 μm之層。 25.一種能量回收通風機系統，其包括如實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20之脫水膜。實例
已發現：與其他選擇性滲透膜相比，本文所述之選擇性滲透膜之實施例具有改善之效能。藉由以下實例進一步證明了此等益處，此等實例旨在說明本發明，但不旨在以任何方式限制範圍或基本原理。膜製備程序 實例 Ex-A1 ：PEBAX/聚丙烯膜： 1.塗料溶液之製備
將2.5 g PEBAX MH1657 (Arkema, Inc., King of Prussia, PA, USA)在80ke水浴中攪拌下溶於30 mL去離子(DI)水及70 mL乙醇(乙醇，IPA)混合物之溶劑中。在PEBAX完全溶解後，將混合物冷卻至室溫。將25 mL去離子水加入該2% wt之PEBAX溶液中。 2.塗佈及乾燥。
間隙塗佈棒設定為100 μm。將聚丙烯膜(Celgard 2500, Celgard LLC, Charlotte, NC, USA)設置在真空塗佈平台上，具有最小/無皺紋。將如上所述製備之溶液沈積在聚丙烯(PP)膜上。將塗佈之膜在平台上乾燥2分鐘，然後移入烤箱。然後將膜在90烤箱烘箱中空氣循環乾燥3分鐘，且在經塗佈之PP膜之兩端均放一個支架，以減少皺紋。該方法在聚丙烯上提供了2 µm厚之PEBAX層。實例 Ex-A2 、 Ex-A3 及 Ex-A4 ：
根據Ex-A1之程序，可藉由以下修改來製備實例Ex-A2、Ex-A3及Ex-A4：藉由將塗佈棒間隔之間隙控制為150 µm，提供3 µm厚之塗層(Ex-A2)；藉由將塗佈棒間隔之間隙控制為200 µm，提供4 µm厚之塗層(Ex-A3)；藉由將塗佈棒間隔之間隙控制為250 µm，提供5 µm厚之塗層(Ex-A4)。
或者，可藉由使用較小的間隙間隔且根據需要重複塗佈以獲得所需厚度來獲得對於Ex-A2、Ex-A3及Ex-A4之塗層之厚度。實例 3.1.1 ：選擇性滲透膜之量測
如ASTM E96標準方法所述，使用購自關東化學(JIS K8123)之氯化鈣作為乾燥劑，在20℃之溫度及50%相對濕度(RH)下測試了Ex-A1 、 Ex-A2 、 Ex-A3 、 Ex-A4 之膜 之水蒸氣透過率(WVTR)，及/或如ASTM E96標準方法中所述，在20℃之溫度及50%相對濕度(RH)下測試此等膜之水蒸氣滲透率，及/或N2 滲透率。亦測試了Ex-A1、EX-A2、EX-A3及EX-A4之膜之N2 滲透率。結果示於表 1 。表 1
實例 # 組成 比例 厚度 (um) WVTR (20 ℃ , 50%RH) 氣體滲透率 WVTR (20 ℃ , 50%RH) 氣體滲透率 Δ WVTR ( 浸泡後 )
浸泡前 在 24 h, 50 ℃水浸泡後
g/m2 /天 L/(m2 sPa) g/m2 /天 L/(m2 sPa)   
Ex-A1 PEBAX 100 2 4324 3.7E-6 2906 5.8E-7   
Ex-A2 PEBAX 100 3 3181 6.9E-7 2860 5.4E-7   
Ex-A3 PEBAX 100 4 3400 1.3E-8 3711 1.3E-9   
Ex-A4 PEBAX 100 5 3326 3.6E-9 2860 9.5E-9   
注：PEBAX：聚醚嵌段醯胺 實例3.1.2膜抗微生物活性之測定
膜之抗微生物活性使用符合日本工業標準(JIS)Z 2801：2012 (英文版，2012年9月出版)之程序進行測試，以測試抗微生物產品之功效，該出版物全文併入本文。用於驗證抗微生物能力之生物為大腸桿菌(ATCC®8739，ATCC)。
為了進行測試，將8 g營養粉(DifcoTM 營養肉湯，Becton，Dickinson and Company，Franklin Lakes，NJ USA)懸浮在1 L過濾之無菌水中，充分混合，然後頻繁攪拌加熱以製備肉湯。為了溶解粉末，將混合物煮沸1分鐘，然後在121℃下高壓滅菌15分鐘。測試前一天晚上，將大腸桿菌加入2-3 mL製備之肉湯中且生長隔夜。
在測試當天，將所得培養物在新鮮培養基中稀釋，然後使其生長至108 CFU/mL之密度(或將1 mL培養物稀釋至9 mL新鮮營養肉湯中)。然後讓所得溶液重新生長2小時。然後在無菌鹽水(在1 L蒸餾水中之NaCl 8.5 g (Aldrich))中將再生液稀釋50倍，以達到約1×106 CFU/mL之預期密度。50 µL稀釋液可提供接種數量。
然後將樣品切成1吋×2吋之正方形，且放置於皮氏培養皿中，塗佈側朝上。然後取50 µL稀釋液，且接種測試樣品。然後使用透明的覆蓋膜(0.75吋×1.5吋，3M，St. Paul, MN USA)來幫助傳播細菌接種物，確定傳播之大小且減少蒸發。然後，在培養皿蓋上透明蓋，然後將其放置，以便細菌生長。
當達到所需的2小時及24小時之量測點時，將樣品及蓋膜用無菌鑷子轉移至裝有20 mL鹽水之50 mL錐形管中，且藉由將其在渦旋混合器(120V，VWR Arlington Heights, IL USA)中混合至少30秒來洗淨各樣品之細菌。然後使用泵(MXPPUMP01，EMD Millipore，Billerica，MA USA)將各溶液中之細菌細胞分別轉移，且採用過濾器(Millflex-100、100 mL，0.45 µm，白色網格，MXHAWG124，EMD Millipore)合併至預先填充有胰蛋白酶大豆瓊脂(MXSMCTS48，EMD Millipore)單個盒中。
然後將盒倒置，且置於37℃之恆溫箱中24小時。24小時後，計數盒中之菌落數。若無菌落，則記錄為零。對於未處理之碎片，在24小時後，菌落數不少於1×103 菌落。
除非另外指出，否則在所有情況下，本文中所使用之所有表示成分數量、性質(例如分子量)、反應條件等的數值均應理解成受術語「約」修飾。至少應該根據所報告數字之有效數位及藉由慣常的四捨五入法來理解每一個數字參數。因此，除非有相反說明，數值參數可根據本發明欲獲得之期望性質而改變，因此應被視為本發明之一部分。在最低程度上，本文示出之實例僅用於說明，而不是試圖限制本發明之範圍。
描述本發明之實施例(尤其在實施例之上下文中)時，術語「一種」、「一個」、「該」及類似表述以及不使用數量詞時應解釋為涵蓋單數及複數，除非另外指明或與上下文明顯矛盾。除非在本文中另外指明或同上下文明顯抵觸，否則本文所述之所有方法均可任何適當之順序進行。本文中所提供之任何及所有實例或示例性語句(如「例如」)之使用僅意欲用來更好地闡述本發明之實施例，而非對任何實施例之範圍進行限制。說明書中之任何語言均不應被解釋為指示任何未實施之要素對於本發明之實施例之實施而言是必須的。
本文公開之替代要素或實施例之分組不應理解為限制性的。各個組成員可單獨地或以與該組之其他成員或本文內之其他要素任意組合被指代且實施。應當預期，組之一或多個成員可由於方便的原因包含在組中或自組中刪除。
本文描述了本發明之某些實施例，包括發明人已知的實現本發明之最佳模式。當然，一般熟習此項技術者在閱讀上述說明書後將明白此等所述實施例之變型。發明人預期熟習此項技術者可適當地採用此類變型，且發明人意欲使得本發明之實施例以與本文具體描述不同之方式實施。因此，本發明之實施例在適用法律允許之條件下包括所附實施例中所提及主題之所有修改形式及等效形式。此外，除非在本文中另外指明或同上下文明顯抵觸，否則本發明涵蓋上述要素在其所有可能變型中之任意組合。
最後，應理解本文所公開之本發明之實施例僅用於闡述本發明實施例之原則。其他可用之修改亦在本發明實施例之範圍內。因此，藉由示例而非限制方式，可根據本文之教示利用本發明之替代實施例。因此，本發明實施例且不限於如精確所示及所描述之實施例。相關申請案之交叉引用
本申請案主張2018年12月17日申請之美國臨時申請案第62/780,524號之權益，該臨時申請案以全文引用之方式併入本文中。
100:膜 110:聚合物複合材料 120:多孔支撐體
圖1示出了選擇性脫水膜之一種可能的實施例。 圖2示出了用於製備隔離/脫水膜元件之方法/製程之一種可能的實施例。

Claims (19)

  1. 一種脫水膜，其包含：多孔支撐體；及塗佈於多孔支撐體上之複合材料，其中該複合材料包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)、聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDADMA)、聚(丙烯醯胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨)(PACD)、聚(4-苯乙烯磺酸鈉)(PSS)或其組合。
  2. 如請求項1之脫水膜，其中該複合材料包含PEBA。
  3. 如請求項2之脫水膜，其中該PEBA具有約1.5之聚(環氧乙烷)與聚醯胺之重量比。
  4. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該複合材料包含PDADMA，且該PDADMA之分子量小於100000Da。
  5. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該複合材料包含PACD。
  6. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該複合材料包含PSS。
  7. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該複合材料係厚度為約1μm至約10μm之層。
  8. 如請求項7之脫水膜，其中該複合材料係厚度為約2μm至約5μm之層。
  9. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該脫水膜之水蒸氣透過率為至少1000g/m2/天，該水蒸氣透過率由ASTM E96標準方法確定。
  10. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該脫水膜之氣體滲透率小於0.001L/m2sPa，該氣體滲透率由差壓法確定。
  11. 如請求項1、2或3之脫水膜，其中該多孔支撐體包含拉伸之聚丙烯或拉伸之聚乙烯。
  12. 一種脫水膜，其包含：多孔支撐體；及塗佈於該多孔支撐體上的包含聚醚嵌段醯胺(PEBA)之複合材料。
  13. 如請求項12之脫水膜，其中該多孔支撐體包含聚乙烯。
  14. 如請求項12或13之脫水膜，其中該多孔支撐體包含聚丙烯或拉伸之聚丙烯。
  15. 一種使氣體脫水之方法，其包含：向如請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14之 脫水膜施加第一氣體；使水蒸氣穿過該脫水膜且經移除；及產生水蒸氣含量低於該第一氣體之第二氣體。
  16. 一種製備脫水膜之方法，其包含：固化塗佈於多孔支撐體上之水性混合物；其中將塗佈於該多孔支撐體上之該水性混合物在60℃至100℃之溫度下乾燥約30秒至約3小時；其中，藉由如下使用該水性混合物塗佈該多孔支撐體：將該水性混合物塗覆至該多孔支撐體上，且根據需要重複以得到厚度為約100nm至約10000nm之塗層；且其中該水性混合物係藉由將PEBA、PDADMA、PACD、PSS或其組合在水性液體中混合而形成。
  17. 如請求項16之方法，其中該水性混合物包含含有乙醇及水之溶劑混合物。
  18. 如請求項16之方法，其中以0.5至15公尺/分鐘之塗佈速度塗佈該多孔支撐體，以實現形成厚度為約1μm至約10μm之塗層。
  19. 一種能量回收通風機系統，其包含如請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或14之脫水膜。
TW108146293A 2018-12-17 2019-12-17 選擇性滲透之聚合物膜 TWI727552B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862780524P 2018-12-17 2018-12-17
US62/780,524 2018-12-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202030017A TW202030017A (zh) 2020-08-16
TWI727552B true TWI727552B (zh) 2021-05-11

Family

ID=69160380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108146293A TWI727552B (zh) 2018-12-17 2019-12-17 選擇性滲透之聚合物膜

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220016570A1 (zh)
EP (1) EP3897934A2 (zh)
JP (1) JP2022513287A (zh)
CN (1) CN113226524A (zh)
TW (1) TWI727552B (zh)
WO (1) WO2020131581A2 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112808036A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 中国科学院过程工程研究所 一种气体除湿膜及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201739699A (zh) * 2015-12-17 2017-11-16 日東電工股份有限公司 選透性氧化石墨烯膜

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963165A (en) * 1987-04-27 1990-10-16 Membrane Technology & Research, Inc. Composite membrane, method of preparation and use
DE19736452C2 (de) * 1997-08-21 2003-08-28 Fraunhofer Ges Forschung Polymerer Schutzfilm, Verfahren zu seiner Herstellung, dessen Verwendung sowie Verfahren zum Schützen von Oberflächen
WO2002038257A2 (en) * 2000-11-13 2002-05-16 Mcmaster University Gas separation device
US20070151447A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Membrane Technology And Research, Inc. Gas separation membranes and processes for controlled environmental management
JP5156504B2 (ja) * 2008-06-25 2013-03-06 日本ゴア株式会社 複合膜及びそれを用いた水分量調整モジュール
US8366811B2 (en) * 2009-03-03 2013-02-05 Oridion Medical (1987) Ltd. Drying substances, preparation and use thereof
KR101854070B1 (ko) 2014-07-31 2018-05-02 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 콘덴서 필름용 프로필렌 단독중합체 조성물 및 그의 제조 방법, 및 콘덴서 필름
CN104691030A (zh) * 2015-02-10 2015-06-10 海门市明阳实业有限公司 柔性防水透水汽的复合材料及其形成方法和应用
KR101714621B1 (ko) * 2015-05-21 2017-03-09 충남대학교산학협력단 스루포어 구조의 마이크로 기공을 갖는 프리스탠딩 고분자필름의 제조방법
CN106256417B (zh) * 2015-06-18 2018-11-02 中国石油化工股份有限公司 一种高性能有机气体分离膜的制备方法
CN105478020B (zh) * 2015-12-21 2017-09-15 北京工业大学 一种用于乙酸脱水的MOFs/NaA分子筛复合膜及其制备方法
KR20180000781A (ko) * 2016-06-23 2018-01-04 중앙대학교 산학협력단 다층 나노 박막 및 이의 제조방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201739699A (zh) * 2015-12-17 2017-11-16 日東電工股份有限公司 選透性氧化石墨烯膜

Also Published As

Publication number Publication date
US20220016570A1 (en) 2022-01-20
TW202030017A (zh) 2020-08-16
WO2020131581A3 (en) 2020-07-30
CN113226524A (zh) 2021-08-06
EP3897934A2 (en) 2021-10-27
WO2020131581A2 (en) 2020-06-25
JP2022513287A (ja) 2022-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7096357B2 (ja) ガスの脱水素化のためのグラフェンオキシドおよびポリエーテルアミドポリマーとの混合マトリックス膜
US9517433B2 (en) Selective water vapour transport membranes comprising a nanofibrous layer and methods for making the same
US20210268430A1 (en) Selectively permeable graphene oxide membrane for dehydration of a gas
JP2012527336A (ja) エンタルピー交換およびその他の用途向け被腹膜
TWI727552B (zh) 選擇性滲透之聚合物膜
US20220305446A1 (en) Selectively permeable polymeric membrane
US20210229029A1 (en) Selectively permeable graphene oxide membrane
TW202017645A (zh) 氧化石墨烯選擇性滲透膜
CN112044281B (zh) 一种亲水性聚乙烯微孔膜及其制备方法
CN114130207B (zh) 一种多功能全热交换膜及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees