一种中空纤维复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种中空纤维复合膜及其制备方法和应用，中空纤维复合膜的制备方法包括如下步骤：将改性聚醚砜混合物、亲水性添加剂和有机溶剂混合均匀，制得分离层纺丝溶液；将改性聚醚砜混合物、增塑剂、致孔剂和有机溶剂混合均匀，制得支撑层纺丝溶液；分离层纺丝溶液、支撑层纺丝溶液和芯液通过共挤出工艺，形成初始膜，初始膜经过凝固和清洗后，制得中空纤维复合膜；改性聚醚砜混合物包括聚醚砜和/或端羟基化聚醚砜。本发明专利技术解决了现有的中空纤维膜不易于实现规模化生产，且性能一致性较差，导致增加中空纤维膜生产成本的问题。导致增加中空纤维膜生产成本的问题。导致增加中空纤维膜生产成本的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种中空纤维复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及血液净化材料
，具体而言，涉及一种中空纤维复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]血液透析是指利用弥散、超滤和对流原理清除血液中有害物质和过多水分的血液净化技术，是最常用的肾脏替代治疗方法之一，也可以用于治疗药物过量或毒物中毒。血液滤过是以对流方式清除体内过多的水分和尿毒症毒素的医用技术。血液透析滤过是血液透析和血液滤过的结合，具有两种治疗模式的优点，可通过弥散和对流两种机制清除溶质。
[0003]超滤膜是实现上述医用技术的最主要部件。超滤膜的表面化学组成和亲水性能对膜的血液相容性有极大影响。目前常用的血液透析、血液滤过和血液透析滤过膜有聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)，这两种膜材料本身的亲水性较差，因而血液相容性不尽人意。常用的改进方法是加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)等亲水性物质进行共混改性或者在膜表面进行涂敷改性，制成改性的血液透析、血液滤过和血液透析滤过膜，提高膜材的亲水性，改善膜材的血液相容性。
[0004]但是加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙二醇(PEG)等亲水性物质进行共混改性制膜，虽然便利且容易实现规模化生产，但是膜的分离层和支撑层属于同一配方体系，在膜结构控制上难以根据实际需要分别对分离层和支撑层配方进行调控，即无法通过配方调控来实现分离层和支撑层在结构和性能上的差异化控制。在基膜表面涂敷改性是一个分步制膜过程，即先制备基膜，然后在基膜表面进行第二步涂敷制膜，该方法虽然可以根据实际需要对基膜和涂敷层进行分布制备，但不容易实现规模化生产，且性能一致性较差，导致膜的生产成本增加。
[0005]有鉴于此，有必要提供一种易于实现规模化生产，性能一致性较好，并能够降低生产成本的中空纤维复合膜的制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在解决现有的中空纤维膜不易于实现规模化生产，且性能一致性较差，导致增加中空纤维膜生产成本的问题。
[0007]为解决上述问题，本专利技术第一方面提供了一种中空纤维复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将改性聚醚砜混合物、亲水性添加剂和有机溶剂混合均匀，制得分离层纺丝溶液；
[0009]将改性聚醚砜混合物、增塑剂、致孔剂和有机溶剂混合均匀，制得支撑层纺丝溶液；
[0010]所述分离层纺丝溶液、所述支撑层纺丝溶液和芯液通过共挤出工艺，形成初始膜，所述初始膜经过凝固和清洗后，制得中空纤维复合膜；
[0011]其中，所述改性聚醚砜混合物包括聚醚砜和/或端羟基化聚醚砜。
[0012]进一步地，所述分离层纺丝溶液采用如下方法制得：
[0013]将质量百分比为15％至35％的改性聚醚砜混合物、25％至40％的亲水性添加剂和45％至60％的有机溶剂在30℃至80℃下混合12h至24h，经过过滤和真空脱泡后，制得分离层纺丝溶液。
[0014]进一步地，所述亲水性添加剂为聚乙二醇、醋酸纤维素、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种的组合；
[0015]所述有机溶剂为磷酸三乙酯、N
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甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮中的一种或两种的组合。
[0016]进一步地，所述支撑层纺丝溶液采用如下方法制得：
[0017]将质量百分比为10％至25％的改性聚醚砜混合物、5％至30％的增塑剂、15％至40％的致孔剂和30％至65％的有机溶剂在30℃至80℃下混合12h至24h，经过过滤和真空脱泡后，制得支撑层纺丝溶液。
[0018]进一步地，所述增塑剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种的组合；
[0019]致孔剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、乙二醇单甲醚、一缩二乙二醇、二缩二乙二醇和丙三醇中的一种或两种的组合；
[0020]所述有机溶剂为磷酸三乙酯、N
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甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮中的一种或两种的组合。
[0021]进一步地，所述分离层纺丝溶液中的改性聚醚砜混合物包括聚醚砜和端羟基化聚醚砜，或者，所述改性聚醚砜混合物为端羟基化聚醚砜；
[0022]所述支撑层纺丝溶液中的改性聚醚砜混合物包括聚醚砜和端羟基化聚醚砜，或者，所述改性聚醚砜混合物为聚醚砜。
[0023]进一步地，所述初始膜采用如下方法制得：
[0024]将所述分离层纺丝溶液、所述支撑层纺丝溶液和所述芯液同时从三孔环形喷丝头中挤出，制得初始膜，其中，所述三孔环形喷丝头包括从内至外依次设置的芯液通道、分离层溶液通道和支撑层溶液通道，所述芯液从所述芯液通道挤出，所述分离层纺丝溶液从所述分离层溶液通道挤出，所述支撑层纺丝溶液从所述支撑层溶液通道挤出。
[0025]进一步地，所述初始膜采用如下方法进行凝固：
[0026]所述初始膜依次经过空气段和凝固浴进行凝固，其中，所述空气段的相对湿度为30％至90％，温度为30℃至50℃，所述初始膜在所述空气段的停留时间为0.5s至1.5s；所述凝固浴由水和致孔剂混合制得，或所述凝固浴由水和有机溶剂混合制得，所述凝固浴的液面高度保持恒定。
[0027]本专利技术第二方面提供了一种中空纤维复合膜，采用如第一方面任一项所述的中空纤维复合膜的制备方法制得。
[0028]本专利技术第三方面提供了一种如第二方面所述的中空纤维复合膜在血液透析中的应用。
[0029]本专利技术所述的中空纤维复合膜的制备方法，以改性聚醚砜混合物制备分离层纺丝溶液和支撑层纺丝溶液，改性聚醚砜混合物中包括聚醚砜和/或端羟基化聚醚砜，端羟基聚醚砜是一种非水溶性的亲水改性聚醚砜，其与聚醚砜共混后成膜，能够改善中空纤维复合
膜的亲水性能，提高中空纤维复合膜的血液相容性；在成膜的过程中端羟基聚醚砜中的端羟基能够与亲水性物质(如水溶性PVP或PEG分子等)形成氢键，使得亲水性物质锚定在中空纤维复合膜的表面，能够进一步提高中空纤维复合膜的血液相容性，并且端羟基聚醚砜中的端羟基与亲水物质通过氢键连接，使亲水物质能够更牢固地结合到成膜物质上，避免亲水性物质发生脱落或溶出等现象；而且聚醚砜具有优异的机械性能，将其作为支撑层纺丝溶液有利于提高中空纤维复合膜的结构强度；此外，通过分开调控分离层纺丝溶液和支撑层纺丝溶液的制膜配方，可以制备亲水性分离层，使分离层表面和孔隙形成水化层提高亲水性，以改善中空纤维复合膜的血液相容性，同时可调控分离层壁厚，降低中空纤维复合膜的过滤阻力，而支撑层可以通过调节支撑层纺丝溶液的制膜配方制备多孔层，以进一步降低中空纤维复合膜的过滤阻力，并且分离层纺丝溶液和支撑层纺丝溶液使用结构相似的主体材料，在一步成膜的过程中，能够使分离层和支撑层的界面分子缠绕地更加牢固，使两者的结合强度更加稳定。
[0030]另外，分离层纺丝溶液、支撑层纺丝溶液和芯液通过共挤出工艺通过共挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将改性聚醚砜混合物、亲水性添加剂和有机溶剂混合均匀，制得分离层纺丝溶液；将改性聚醚砜混合物、增塑剂、致孔剂和有机溶剂混合均匀，制得支撑层纺丝溶液；所述分离层纺丝溶液、所述支撑层纺丝溶液和芯液通过共挤出工艺，形成初始膜，所述初始膜经过凝固和清洗后，制得中空纤维复合膜；其中，所述改性聚醚砜混合物包括聚醚砜和/或端羟基化聚醚砜。2.根据权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述分离层纺丝溶液采用如下方法制得：将质量百分比为15％至35％的改性聚醚砜混合物、25％至40％的亲水性添加剂和45％至60％的有机溶剂在30℃至80℃下混合12h至24h，经过过滤和真空脱泡后，制得分离层纺丝溶液。3.根据权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述亲水性添加剂为聚乙二醇、醋酸纤维素、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种的组合；所述有机溶剂为磷酸三乙酯、N
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甲基甲酰胺、N,N
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二甲基乙酰胺、N
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甲基吡咯烷酮中的一种或两种的组合。4.根据权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述支撑层纺丝溶液采用如下方法制得：将质量百分比为10％至25％的改性聚醚砜混合物、5％至30％的增塑剂、15％至40％的致孔剂和30％至65％的有机溶剂在30℃至80℃下混合12h至24h，经过过滤和真空脱泡后，制得支撑层纺丝溶液。5.根据权利要求1所述的中空纤维复合膜的制备方法，其特征在于，所述增塑剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种的组合；致孔剂为乙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：董凡，阮万民，祁腾腾，黄臣勇，曾凯，范斌，
申请(专利权)人：珠海健航医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：