中空纤维交换膜膜丝的制备方法以及中空纤维交换膜膜丝技术

本发明专利技术公开了一种中空纤维交换膜膜丝的制备方法以及中空纤维交换膜膜丝，制备方法包括如下步骤：将聚(4

【技术实现步骤摘要】
中空纤维交换膜膜丝的制备方法以及中空纤维交换膜膜丝


[0001]本专利技术涉及膜
，尤其是涉及一种中空纤维交换膜膜丝的制备方法以及中空纤维交换膜膜丝。

技术介绍

[0002]体外膜肺氧合(ExtracorporealMembraneOxygenation，ECMO)系统，具有替代人体肺脏调节血液内氧气与二氧化碳含量的功能，现已成为治疗急性呼吸疾病、等待肺移植阶段及心血管手术等过程中的重要医疗设备，ECMO的配备也体现了一个国家的急救水平。
[0003]中空纤维交换膜(也称人工肺膜)是ECMO系统的核心部件，其功能是实现病人血液中CO2和空气中O2的交换，这也是人体呼吸的核心步骤。中空纤维膜比表面积大、气体交换效率高的特点，大幅减小了ECMO系统的体积以及血液的填充量。常见中空纤维交换膜膜丝的原料是聚
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甲基
‑1‑
戊烯(PMP)，这是一种半结晶性非极性聚烯烃树脂，其堆积松散有着优异的气体渗透性，同时还有耐蒸煮耐酸碱等优良的性质。
[0004]热致相分离法(TIPS)是制备PMP中空纤维膜膜丝最常用的方法，膜结构以及膜性能由铸膜液相分离情况决定，然而PMP的晶区不规整、晶区和非晶区具有相同的密度、结晶不规律、晶粒尺寸和形态比较特殊，会严重影响制得的PMP中空纤维膜膜丝的机械性能。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种可以解决上述问题的中空纤维交换膜膜丝的制备方法。
[0006]此外，还有必要提供一种上述中空纤维交换膜膜丝的制备方法制得的中空纤维交换膜膜丝。
[0007]一种中空纤维交换膜膜丝的制备方法，包括如下步骤：
[0008]将聚(4
‑
甲基
‑1‑
戊烯)、稀释剂和成核剂混合均匀后在220℃～280℃下熔融得到铸膜液，所述铸膜液中，所述聚(4
‑
甲基
‑1‑
戊烯)的浓度为20wt％～60wt％，所述稀释剂的浓度为40wt％～80wt％，所述成核剂的浓度为0.1wt％～1wt％；
[0009]将所述铸膜液经喷丝头挤出纺丝形成中空纤维状，接着经过空气间隙进入到冷却液中固化得到半成品膜丝；
[0010]将所述半成品膜丝放入萃取剂中，萃取去除所述半成品膜丝中的所述稀释剂；以及
[0011]将去除了所述稀释剂后的所述半成品膜丝烘干，得到所需要的中空纤维交换膜膜丝。
[0012]在一个实施例中，所述成核剂选自芳香羧酸类物质、二元羧酸类物质和山梨醇类物质中的至少一种。
[0013]在一个实施例中，所述芳香羧酸类物质选自苯甲酸钠、苯甲酸钾、对苯二甲酸氢钾、苯甲酸、邻羟基苯甲酸钠、对甲基苯磺酸钠和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种；
[0014]所述二元羧酸类物质选自丁二酸、己二酸钠和己二酸中的至少一种；
[0015]所述山梨醇类物质为双(3,4
‑
二甲基苯亚甲基)山梨醇。
[0016]在一个实施例中，所述铸膜液中，所述成核剂的浓度为0.5wt％。
[0017]在一个实施例中，将所述铸膜液经喷丝头挤出纺丝形成中空纤维状，接着经过空气间隙进入到冷却液中固化得到半成品膜丝的操作中，所述喷丝头的外径和所述喷丝头的内径之差为5μm～500μm。
[0018]在一个实施例中，所述喷丝头的内径为50μm～500μm，所述喷丝头的外径为100μm～1000μm，所述空气间隙为10mm～500mm，所述纺丝的速度为20m/min～200m/min。
[0019]在一个实施例中，所述冷却液为去离子水，所述冷却液的温度为30℃～80℃。
[0020]在一个实施例中，所述萃取剂选自乙醇、异丙醇、N、N
‑
二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、乙酸戊酯、二氯甲烷和乙二醇丁醚中的至少一种，所述萃取的时间为10h～100h。
[0021]在一个实施例中，将去除了所述稀释剂后的所述半成品膜丝烘干的操作中，所述烘干的温度为40℃～200℃，所述烘干的时间为10h～50h。
[0022]一种中空纤维交换膜膜丝，由上述的中空纤维交换膜膜丝的制备方法制得。
[0023]本专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备方法，通过在铸膜液中添加成核剂，调控了PMP结晶过程，使PMP结晶温度、结晶度、成核密度及球晶大小等参数可控，解决了现有对PMP的研究中结晶过程难操控的问题，进而提高了制得的PMP中空纤维交换膜膜丝的机械性能。
[0024]结合测试例，本专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备方法制得的PMP中空纤维交换膜膜丝的机械性能得到增强，包括其断裂强力、断裂强度和弹性模量均有显著提升。
[0025]本专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备方法制得的PMP中空纤维交换膜膜丝的机械强度得到提升，降低膜丝编织成块的难度，提高了编织良率。
[0026]本专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备方法制得的PMP中空纤维交换膜膜丝的机械强度得到提升，降低了膜丝之间挤压变形程度，提高了膜丝编织成块后，膜丝的通孔率，提高了编织良率。
[0027]此外，本专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备方法在中试规模上优化调整整体纺丝的工艺参数，协同铸膜液优化和设备工艺优化，实现了中空纤维交换膜膜丝的大批量连续纺丝，具备了实际产业化应用的潜力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]其中：
[0030]图1为一实施方式的中空纤维交换膜膜丝的制备方法的流程图。
[0031]图2为如图1所示的中空纤维交换膜膜丝的制备方法的原理图。
[0032]图3a为实施例1制得的中空纤维交换膜膜丝的照片。
[0033]图3b为实施例1制得的中空纤维交换膜膜丝的膜丝截面的SEM照片。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]本专利技术公开了一实施方式的中空纤维交换膜膜丝的制备方法，包括如下步骤：
[0036]S10、将聚(4
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甲基
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戊烯)、稀释剂和成核剂混合均匀后在220℃～280℃下熔融得到铸膜液。
[0037]优选的，铸膜液中，聚(4
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甲基
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戊烯)的浓度为20wt％～60wt％，稀释剂的浓度为40wt％～80wt％，成核剂的浓度为0.1wt％～1wt％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空纤维交换膜膜丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚(4
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甲基
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戊烯)、稀释剂和成核剂混合均匀后在220℃～280℃下熔融得到铸膜液，所述铸膜液中，所述聚(4
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甲基
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戊烯)的浓度为20wt％～60wt％，所述稀释剂的浓度为40wt％～80wt％，所述成核剂的浓度为0.1wt％～1wt％；将所述铸膜液经喷丝头挤出纺丝形成中空纤维状，接着经过空气间隙进入到冷却液中固化得到半成品膜丝；将所述半成品膜丝放入萃取剂中，萃取去除所述半成品膜丝中的所述稀释剂；以及将去除了所述稀释剂后的所述半成品膜丝烘干，得到所需要的中空纤维交换膜膜丝。2.根据权利要求1所述的中空纤维交换膜膜丝的制备方法，其特征在于，所述成核剂选自芳香羧酸类物质、二元羧酸类物质和山梨醇类物质中的至少一种。3.根据权利要求2所述的中空纤维交换膜膜丝的制备方法，其特征在于，所述芳香羧酸类物质选自苯甲酸钠、苯甲酸钾、对苯二甲酸氢钾、苯甲酸、邻羟基苯甲酸钠、对甲基苯磺酸钠和聚对苯二甲酸丁二醇酯中的至少一种；所述二元羧酸类物质选自丁二酸、己二酸钠和己二酸中的至少一种；所述山梨醇类物质为双(3,4
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二甲基苯亚甲基)山梨醇。4.根据权利要求3所述的中空纤维交换膜膜丝的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑海荣，贾伟，罗仲元，彭小权，彭靖俊，
申请(专利权)人：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：