中空纤维交换膜膜丝的制备设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中空纤维交换膜膜丝的制备设备，包括：物料混合系统；纺丝装置，纺丝装置用于将铸膜液挤出纺丝形成中空纤维状的热膜丝；冷却固化装置，用于将中空纤维状的热膜丝冷却固化得到第一半成品膜丝；等离子体装置，用于对第一半成品膜丝进行等离子体处理，得到第二半成品膜丝；萃取除杂装置；烘干装置。本实用新型专利技术的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，通过增加等离子体装置对第一半成品膜丝进行等离子体处理后，再进行萃取去除稀释剂，含有稀释剂的第一半成品膜丝经过等离子体处理后，会使得第一半成品膜丝表面的稀释剂反应形成聚合物，从而更有利于萃取去除稀释剂，最终制得的中空纤维交换膜膜丝的稀释剂残留量较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
中空纤维交换膜膜丝的制备设备


[0001]本技术涉及膜
，尤其是涉及一种中空纤维交换膜膜丝的制备设备。

技术介绍

[0002]体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，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和膜丝中O2的置换，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
‑4‑
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，TIPS法制备中空纤维膜的过程中，将PMP原料、稀释剂、抗氧化剂等原料高速搅拌混合均匀，通过螺杆挤出机熔融挤出成中空纤维，经过冷却成型。最后通过适当的溶剂将中空纤维里面的稀释剂等杂质萃取出来，从而获得成品中空纤维膜膜丝。然而，中空纤维膜膜丝中残留的大量稀释剂多为油酯类有机物，导致稀释剂的萃取洗脱过程困难，稀释剂残留量较高，从而影响了最终制得的中空纤维膜膜丝的品质。

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设备。
[0006]一种中空纤维交换膜膜丝的制备设备，包括：
[0007]物料混合系统，用于将原料、稀释剂和添加剂搅拌熔融得到铸膜液；
[0008]与所述物料混合系统连通的纺丝装置，所述纺丝装置用于将所述铸膜液挤出纺丝形成中空纤维状的热膜丝；
[0009]冷却固化装置，用于将中空纤维状的所述热膜丝冷却固化得到第一半成品膜丝；
[0010]等离子体装置，用于对所述第一半成品膜丝进行等离子体处理，得到第二半成品膜丝；
[0011]萃取除杂装置，用于萃取去除所述第二半成品膜丝中的所述稀释剂；以及
[0012]烘干装置，用于将去除了所述稀释剂后的所述第二半成品膜丝烘干，得到所需要的中空纤维交换膜膜丝。
[0013]在一个实施例中，所述等离子体装置为大气压等离子体设备。
[0014]在一个实施例中，所述等离子体装置包括石英管和高压电源，所述高压电源的两端分别与所述石英管的高压电极和地电极电连接，并且所述石英管的地电极接地，所述石英管的一端为气体入口，所述石英管的另一端为等离子体射流出口。
[0015]在一个实施例中，所述物料混合系统包括搅拌釜和管道，所述纺丝装置包括依次
连接的双螺杆挤出机、过滤装置、计量泵和喷丝头装置，所述搅拌釜通过所述管道与所述双螺杆挤出机连通。
[0016]在一个实施例中，所述物料混合系统还包括空气压缩机和氮气罐，所述搅拌釜分别与所述空气压缩机和所述氮气罐相连；
[0017]所述纺丝装置还包括成芯流体罐和流量控制器，所述喷丝头装置与所述成芯流体罐相连，所述流量控制器装配在所述喷丝头装置和所述成芯流体罐之间。
[0018]在一个实施例中，所述纺丝装置还包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器设置于所述双螺杆挤出机与所述过滤装置之间的管路上，所述第二压力传感器设置于所述计量泵和所述喷丝头装置之间的管路上。
[0019]在一个实施例中，所述过滤装置的过滤目数为80目～200目，所述计量泵的行程容积为0.3CC～1.2CC。
[0020]在一个实施例中，所述冷却固化系统包括用于承装冷却液的冷却槽、用于控制冷却液温度的温度控制系统以及用于控制冷却槽上升或下降的升降系统。
[0021]在一个实施例中，所述萃取除杂装置为用于承装萃取液的萃取槽，所述烘干装置为间隔设置的两个，去除了所述稀释剂后的所述第二半成品膜丝设置在两个所述烘干装置之间。
[0022]在一个实施例中，所述中空纤维交换膜膜丝的制备设备还包括温控装置，所述温控装置分别与所述管道、所述双螺杆挤出机、所述过滤装置、所述计量泵和所述喷丝头装置连接；
[0023]所述中空纤维交换膜膜丝的制备设备还包括收卷装置，所述收卷装置用于将所述中空纤维交换膜膜丝拉伸收丝成卷。
[0024]本技术的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，通过增加等离子体装置对第一半成品膜丝进行等离子体处理后，再进行萃取去除稀释剂，含有稀释剂的第一半成品膜丝经过等离子体处理后，会使得第一半成品膜丝表面的稀释剂反应形成聚合物，从而更有利于萃取去除稀释剂，最终制得的中空纤维交换膜膜丝的稀释剂残留量较低。
[0025]此外，等离子体处理后，稀释剂反应形成聚合物保留在中空纤维交换膜膜丝的表面，在中空纤维交换膜膜丝形成粗糙微观结构以及较薄的致密皮层，使得中空纤维交换膜膜丝的品质得到提高。
[0026]本技术的中空纤维交换膜膜丝的制备设备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。
[0027]此外，本技术的中空纤维交换膜膜丝的制备设备引入设计配套的等离子体装置，可以解决中空纤维交换膜膜丝的连续化生产中稀释剂去除效率低的问题，并且提高产品生产效率和合格率，实现中空纤维交换膜膜丝的一体化生产。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本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设备的结构示意图。
[0031]图2为如图1所示的中空纤维交换膜膜丝的制备设备的等离子体装置的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
[0033]结合图1，本技术还公开了一实施方式的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，包括：物料混合系统10、纺丝装置、冷却固化装置30、等离子体装置40、萃取除杂装置50以及烘干装置60。
[0034]物料混合系统10用于原料、稀释剂和添加剂高温搅拌溶解得到铸膜液。
[0035]具体来说，本实施方式中，原料为聚(4...

【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设备，其特征在于，包括：物料混合系统，用于将原料、稀释剂和添加剂搅拌熔融得到铸膜液；与所述物料混合系统连通的纺丝装置，所述纺丝装置用于将所述铸膜液挤出纺丝形成中空纤维状的热膜丝；冷却固化装置，用于将中空纤维状的所述热膜丝冷却固化得到第一半成品膜丝；等离子体装置，用于对所述第一半成品膜丝进行等离子体处理，得到第二半成品膜丝；萃取除杂装置，用于萃取去除所述第二半成品膜丝中的所述稀释剂；以及烘干装置，用于将去除了所述稀释剂后的所述第二半成品膜丝烘干，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设备，其特征在于，所述等离子体装置为大气压等离子体设备。3.根据权利要求2所述的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，其特征在于，所述等离子体装置包括石英管和高压电源，所述高压电源的两端分别与所述石英管的高压电极和地电极电连接，并且所述石英管的地电极接地，所述石英管的一端为气体入口，所述石英管的另一端为等离子体射流出口。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，其特征在于，所述物料混合系统包括搅拌釜和管道，所述纺丝装置包括依次连接的双螺杆挤出机、过滤装置、计量泵和喷丝头装置，所述搅拌釜通过所述管道与所述双螺杆挤出机连通。5.根据权利要求4所述的中空纤维交换膜膜丝的制备设备，其特征在于，所述物料混合系统还包括空气压缩机和氮气罐，所述搅拌釜分别与所述空气压缩机和所述氮气...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟，高明，彭靖俊，郑海荣，彭小权，罗仲元，
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：新型
国别省市：