一种用于血液净化的乙烯/乙烯醇共聚物膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用NIPS或TIPS制备血液净化的乙烯/乙烯醇共聚物膜的方法。该方法包括：丙基甜菜碱、EVOH、催化剂和有机溶剂混合后反应，沉淀，清洗并干燥，然后与EVOH、有机溶剂均质混合，脱泡，成膜，即得。该方法简单，快速，成本低，得到的共聚膜具有较好的抗生物污染性能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于血液净化的乙烯/乙烯醇共聚物膜的制备方法
本专利技术属于功能高分子膜材料的制备领域，特别涉及一种用非溶剂致相分离(NIPS)或热致相分离(TIPS)制备血液净化的乙烯/乙烯醇共聚物膜的方法。
技术介绍
随着人们对生物材料和人工器官需求的提高，用于血液净化的膜材料受到越来广泛的关注。血液净化是将患者的血液引出体外，通过净化装置清除血液中的某些致病物质(毒素)，或补充营养成分到血液中，达到净化血液、治疗疾病的目的。其治疗方式主要包括血液透析、血液滤过、血浆分离以及膜腹透析等。其中，净化膜是净化设备中最重要的部分，血液净化治疗效果决定于净化膜材料质量之优劣。目前临床上使用纤维素及其衍生物、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)以及乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)等聚合物通过合适的加工类型如热致相分离、非溶剂相分离或熔融拉伸等方法制备血液净化膜(JournalofMembraneScience，2002，210，411-421)。然而，这些膜材料都面临膜生物污染问题，这主要是由于血浆中的蛋白质会在短时间内迅速吸附沉积到膜表面，形成蛋白质吸附层，从而导致膜孔堵塞，影响净化效果和效率(Biomaterials,2008,29,4285-4291)。为了解决这类问题，患者通常需要使用药物来抑制膜表面生物污染物的形成。其中最典型的就是抗凝剂肝素，但是肝素的使用会引起部分患者的自发性出血。因此开发具有高效抗生物污染的血液净化膜材料是未来发展的趋势。抗生物污染介质如聚乙二醇及其衍生物、两性离子和聚乙烯吡咯烷酮进行膜改性是提高膜抗污性能的主流策略。其中两性离子聚合物是一类新型的无污染和生物相容性极强的材料。它能通过静电相互作用强烈结合水分子，形成的水合层提供一个物理和能量屏障，以减少污染物和材料表面的相互作用。目前，已有采用表面涂覆、表面接枝以及共混改性将两性离子引入到膜基质中。表面涂覆简单、方便，但是所得到的涂覆层往往只是暂时的，并不能多次使用。而表面接枝的方法可以解决涂层的不稳定性，由于接枝链可以与膜表面形成稳定的共价键。然而表面接枝需要繁琐的步骤以及苛刻的条件，此外，接枝链还可能堵塞膜孔并降低膜的渗透性能。因此共混改性是提高膜材料抗生物污染的最有效的方法。然而两性离子由于多位点正负离子基团的水合作用限制了其在有机溶剂中的溶解性，造成了两性离子材料在共混改性中的应用。近年来，两亲性两性离子聚合物作为共混改性剂受到了广泛的关注。由于这类聚合物中的疏水链段与膜基体形成强烈的疏水相互作用，这有利于提高两性离子在有机溶剂中的溶解性能，同时能够保持两性离子与膜基体的共混相容性。此外，具有优异的机械强度、热稳定性、耐化学试剂和生物无毒性的乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)含有活性官能团羟基(-OH)，用其改性制备的两亲性两性离子膜在血液净化领域具有较高的应用潜力。(Carbohydratepolymers,2017,165:266-275.)
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用NIPS或TIPS制备血液净化的乙烯/乙烯醇共聚物膜的方法，以克服现有技术中膜材料中两亲性两性离子聚合物在有机溶剂中溶解性差以及膜抗生物污染差等缺陷。本专利技术提供一种乙烯/乙烯醇共聚物膜，将丙基甜菜碱接枝乙烯/乙烯醇共聚物EVOH，然后与EVOH、有机溶剂均质混合，脱泡，成膜获得。所述丙基甜菜碱为NCO-丙基甜菜碱。本专利技术还提供一种用NIPS或TIPS制备乙烯/乙烯醇共聚物膜的方法，包括：(1)将丙基甜菜碱、EVOH、催化剂和有机溶剂混合后反应，沉淀，清洗并干燥，得到两亲性两性离子聚合物，其中两亲性两性离子聚合物和EVOH的质量比为(0.1-7)：(3-9)，催化剂、有机溶剂分别占反应体系总质量的0.01％-1％、70％-95％；(2)将EVOH、步骤(1)中两亲性两性离子聚合物和有机溶剂均质混合，脱泡，将得到的铸膜液用非溶剂致相分离NIPS或热致相分离TIPS成膜，得到乙烯/乙烯醇共聚物膜，其中，EVOH、两亲性两性离子聚合物和有机溶剂的质量比为(6-16)：(2-10)：(74-92)。所述步骤(1)中丙基甜菜碱为NCO-丙基甜菜碱。所述NCO-丙基甜菜碱的制备方法包括：将二异氰酸酯、二甲基胺类物质和季铵化试剂以质量比为(1-6)：(1-4)：(1-5)在20-90℃反应0.5-48h，干燥，即得。所述二异氰酸酯包括异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种。所述二甲基胺类物质包括3-(二甲氨基)-1-丙胺或N，N-二甲基乙醇胺。所述季铵化试剂包括1,3-丙磺酸内酯、3-溴丙酸、β-丙内酯中的一种。所述步骤(1)中催化剂为胺类催化剂或有机金属化合物。所述有机金属化合物包括二月桂酸二丁基锡。所述胺类催化剂包括三乙胺、五甲基二乙烯三胺、N-乙基吗啉、双二甲氨基乙基醚或N，N-二甲基环己胺。所述步骤(1)中有机溶剂为高沸点强极性非质子溶剂中任意一种或任意两种的混合液。所述步骤(1)中有机溶剂包括二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。所述步骤(1)中反应温度为20-100℃，反应时间为0.5-24h。所述步骤(1)中沉淀的沉淀剂为极性溶剂中的任意一种溶剂或任意两种的混合液。所述步骤(2)中有机溶剂为高沸点强极性非质子溶剂、高沸点醇类溶剂中的任意一种或任意两种的混合液。所述步骤(2)中有机溶剂包括二甲基亚砜、1，3-丙二醇、环丁砜、丙三醇、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二乙二醇、三乙二醇中的至少一种。所述步骤(2)中均质混合温度为25-180℃，均质混合时间为0.5-36h；脱泡时间为0.5-36h。所述步骤(2)中成膜的方式包括平板刮膜或纺丝机纺中空纤维膜。所述平板刮膜的方法包括：将铸膜液刮成膜，预蒸发0-10min后浸入10-80℃凝固浴中固化成膜。所述纺丝机纺中空纤维膜的方法包括：将铸膜液以及芯液压滤后经两个同心圆的中空纤维喷丝孔挤出的初生纤维在空气中经过0-50cm距离后再进入到10-80℃凝固浴中成型，再经过牵伸卷绕，即得。所述凝固浴和芯液均由有机溶剂和水组成，有机溶剂的质量分数为0-85％。本专利技术还提供一种乙烯/乙烯醇共聚物膜在血液净化中的应用。所述乙烯/乙烯醇共聚物膜可以清除血液中的致病物质。本专利技术是以乙烯/乙烯醇共聚物为基本组分，以乙烯/乙烯醇共聚物接枝NCO磺基甜菜碱为改性组分，通过共混的改性方法制备了抗生物污染的乙烯/乙烯醇共聚物膜。本专利技术是针对现有技术的不足，开发出了一种简便、经济有效的方法将异氰酸酯偶联的丙基甜菜碱通过共价键接枝到乙烯/乙烯醇共聚物上，由于所制备的两亲性两性离子聚合物中的疏水链与乙烯/乙烯醇共聚物基体形成强烈的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙烯/乙烯醇共聚物膜，其特征在于，将丙基甜菜碱接枝乙烯/乙烯醇共聚物EVOH，然后与EVOH、有机溶剂均质混合，脱泡，成膜获得。/n

【技术特征摘要】
1.一种乙烯/乙烯醇共聚物膜，其特征在于，将丙基甜菜碱接枝乙烯/乙烯醇共聚物EVOH，然后与EVOH、有机溶剂均质混合，脱泡，成膜获得。


2.根据权利要求1所述膜，其特征在于，所述丙基甜菜碱为NCO-丙基甜菜碱。


3.一种用NIPS或TIPS制备乙烯/乙烯醇共聚物膜的方法，包括：
(1)将丙基甜菜碱、EVOH、催化剂和有机溶剂混合后反应，沉淀，清洗并干燥，得到两亲性两性离子聚合物，其中两亲性两性离子聚合物和EVOH的质量比为(0.1-7)：(3-9)，催化剂、有机溶剂分别占反应体系总质量的0.01％-1％、70％-95％；
(2)将EVOH、步骤(1)中两亲性两性离子聚合物和有机溶剂均质混合，脱泡，将得到的铸膜液用非溶剂致相分离NIPS或热致相分离TIPS成膜，得到乙烯/乙烯醇共聚物膜，其中，EVOH、两亲性两性离子聚合物和有机溶剂的质量比为(6-16)：(2-10)：(74-92)。


4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中丙基甜菜碱为NCO-丙基甜菜碱；催化剂为胺类催化剂或有机金属化合物；有机溶剂包括二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种；反应温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春菊，王建秀，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31