具有聚合组分的纳米膜组合物制造技术

由两性物种和一种或多种聚合组分制备的适用于过滤的纳米膜。所述两性物种或组分可以在界面或表面上取向。纳米膜可通过偶联一种或多种组分制备。所述纳米膜还可以沉积或附着于基体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄层组合物，该薄层组合物是由多种大环结构体体组分和多种聚合的两性组分制备的纳米膜。本专利技术还涉及有机化学和纳米
，特别地涉及适合于过滤的纳米膜组合物。
技术介绍
纳米技术包括在原子和分子水平上设计新颖结构的能力。纳米技术的一个方面是开发可组装具有预计性能的分级分子的化学结构单元。一种制备化学结构单元或纳米结构的方法从原子和分子水平通过设计并合成具有高度适应性能的起始物料着手。原子水平的精确控制是形成合理设计的合成-结构-性能关系的基础，这种关系可以提供结构独特且性能可预见的材料。这种纳米技术方法是受到大自然的启示。例如，生物组织基于结构水平的层次形成生物分子的原子、生物分子排列形成细胞器官、细胞、并最终形成有机体。这些结构单元的能力是常规的材料和方法无法匹敌的，所述常规方法例如形成统计混合或限制反应物以加强某些反应路径的聚合反应。例如，从天然蛋白质中发现的20种普通氨基酸可以制得超过105种稳定且独特的蛋白质。将从纳米技术中获益的一个领域是使用膜的过滤作用。在多种分离方法中使用的常规膜可以选择地渗透不同分子物质。常规膜的渗透性能一般取决于物种传输通过膜结构的路径。例如，虽然可以将常规的选择性渗透材料中的扩散路径制成曲折状以控制渗透作用，但是不能通过常规方法良好地确定或控制孔隙率。制备膜中规则或独特孔结构的能力是分离技术的长期目标。物种流动通过膜的阻力也可以通过流动路径的长短来控制。可以通过使用非常薄的膜作为隔膜而显著降低阻力，其代价是膜材料的机械强度下降。常规膜可以具有至少一至二百纳米的阻隔层厚度，常常高达毫米厚度。通常，膜阻隔材料的薄膜可以沉积在厚度较大的多孔基体上以恢复材料强度。膜分离方法用于从流体中分离组分，其中可以将尺寸小于特定“截留”尺寸的原子或分子组分与尺寸较大的组分分离。通常，小于截留尺寸的物种通过所述膜。截留尺寸可以是近似的经验值，其反映的现象是小于截留尺寸的组分的传输速率仅快于较大组分的传输速率。在常规的压力驱动的膜分离过程中，影响组分分离的主要因素是尺寸、电荷和组分在膜结构中的扩散性。在渗析中，分离的驱动力是浓度梯度，而在电渗析中则向离子选择膜上施加电动势。在所有这些方法中，需要的是对待分离流体组分的可选择性渗透膜阻隔体。专利技术概述一方面，本专利技术提供了纳米膜组合物。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物包含大环结构体体与至少一种聚合组分的反应产物。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物包含聚合组分与两亲物的反应产物。在其他实施方式中，所述纳米膜组合物包含聚合组分的反应产物，其中所述聚合组分通过连接分子连接。在另外的其他实施方式中，所述纳米膜组合物包含至少两种聚合组分的反应产物，其中第一种聚合组分是可聚合的两亲物，第二种聚合组分是可聚合的单体。在某些实施方式中，所述大环结构体体选自Hexamer 1a、Hexamer1dh、Hexamer 3j-胺、Hexamer 1jh、Hexamer 1jh-AC、Hexamer 2j-胺/酯、Hexamer 1dh-丙烯酰基、Octamer 5jh-天冬氨酸、Octamer 4jh-丙烯酰基和其混合物。在某些优选实施方式中，所述大环结构体体是Hexamer 1dh。在某些实施方式中，所述聚合组分包含可聚合的单体。在某些实施方式中，所述可聚合的单体包含CH2＝CHC(O)OCH2CH2OH。在其他实施方式中，所述聚合组分包含可聚合的两亲物。在某些实施方式中，所述可聚合两亲物选自两性丙烯酸酯、两性丙烯酰胺、两性乙烯基酯、两性苯胺、两性二炔、两性二烯、两性丙烯酸、两性烯类、两性肉桂酸、两性氨基酯、两性环氧烷、两性胺类、两性二酯、两性二元酸、两性二元醇、两性多元醇和两性双环氧化合物。在某些实施方式中，所述聚合组分是聚合物。在某些实施方式中，所述聚合组分是两性的。在某些实施方式中，所述聚合组分选自聚(马来酸酐)、聚(乙烯-马来酸酐)、聚(马来酸酐-α烯烃)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、包含至少一个氧杂环丙烷基的聚合物、聚乙烯酰亚胺(polyethyleneimide)、聚醚酰亚胺、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚异戊二烯、polyneopropene、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚磺酰胺、聚亚砜、聚乙醇酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚酯、聚酯离聚物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乳酸、多肽、聚山梨醇酯、多熔素、水凝胶、碳水化合物、多糖、琼脂糖、直链淀粉、支链淀粉、糖原、葡聚糖、纤维素、醋酸纤维素、甲壳质、壳聚糖、肽聚糖、粘多糖、多核苷酸、聚(T)、聚(A)、核酸、蛋白聚糖、糖蛋白、醣脂类和他们的混合物。在某些优选实施方式中，所述聚合组分是聚(马来酸酐-α烯烃)。在某些实施方式中，所述两亲物是可聚合的两亲物。在某些实施方式中，所述可聚合的两亲物选自两性丙烯酸酯、两性丙烯酰胺、两性乙烯基酯、两性苯胺、两性二炔、两性二烯、两性丙烯酸、两性烯类、两性肉桂酸、两性氨基酯、两性环氧烷、两性胺类、两性二酯、两性二元酸、两性二元醇、两性多元醇和两性双环氧化合物。在某些实施方式中，所述两亲物是不可聚合的。在某些实施方式中，所述不可聚合的两亲物选自癸胺和硬脂酸。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物可以进一步包含不可聚合的两亲物。在某些实施方式中，所述不可聚合的两亲物选自癸胺和硬脂酸。在某些实施方式中，所述聚合组分是聚合物，并且所述不可聚合的两亲物与该聚合物偶联。在某些实施方式中，所述大环结构体体彼此偶联。在某些实施方式中，所述大环结构体体与所述至少一种聚合组分偶联。在某些实施方式中，所述聚合组分彼此偶联。在某些实施方式中，所述至少一种聚合组分与两亲物偶联。在某些实施方式中，所述偶联通过连接分子实现。在某些实施方式中，所述连接分子选自以下类型 (RO)2BR′B(OR)2，X-(CH2)n-X， XC(O)-(CH2)n-C(O)X， 以及它们的混合物；其中m是1～10，n是1～6，R是-H或-CH3，R’是-(CH2)n-或苯基，R”是-(CH2)n-、聚乙二醇(PEG)或聚丙二醇(PPG)，X是Br、Cl、I或其他离去基团。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物通过包括使至少一种聚合组分在空气-水界面处聚合的方法制备。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物通过包括使可聚合的两亲物在空气-水界面处聚合的方法制备。在某些实施方式中，所述聚合组分的面积比例为0.5～98％。在其他实施方式中，所述聚合组分的面积比例小于约20％。在另外其他实施方式中，所述聚合组分的面积比例小于约5％。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物的厚度小于约30纳米。在其他实施方式中，所述纳米膜组合物的厚度小于约6纳米。在另外其他实施方式中，所述纳米膜组合物的厚度小于约2纳米。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物包含至少两层纳米膜。在某些实施方式中，所述纳米膜组合物包含位于任何两个纳米膜层之间的至少一个间隔层。在某些实施方式中，所述间隔层包含凝胶、无机颗粒或聚合物层。在某些实施方式中，将所述纳米膜组合物沉积在基体上。在某些实施方式中，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米膜组合物，其中包含大环结构体与至少一种聚合组分的反应产物。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JW克里赛，DB比维，DJ奥尔森，JJ哈里斯，
申请(专利权)人：科瓦伦特合伙责任有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]