[發(fā)明專利]原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜中空纖維膜及其制備方法和用途有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310682648.7 | 申請日: | 2013-12-12 |
| 公開(公告)號: | CN103706266A | 公開(公告)日: | 2014-04-09 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 趙長生;何超;施振強(qiáng);馬朗;聶勝強(qiáng);程沖;覃慧;趙偉鋒 | 申請(專利權(quán))人: | 四川大學(xué) |
| 主分類號: | B01D71/82 | 分類號: | B01D71/82;B01D71/68;B01D71/38;B01D69/08;B01D67/00;B01D61/00;A61M1/18 |
| 代理公司: | 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司 51202 | 代理人: | 鄧?yán)^軒 |
| 地址: | 610065 四川*** | 國省代碼: | 四川;51 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 原位 聚合 交聯(lián) 聚乙烯 吡咯烷酮 改性 聚醚砜 中空 纖維 及其 制備 方法 用途 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜中空纖維膜及其制備方法和用途,屬功能高分子材料的制備領(lǐng)域。?
背景技術(shù)
聚醚砜(Polyethersulfone,簡稱PES)材料是于1972年由英國ICI公司首先開發(fā)成功并商品化的一種特種工程塑料,其牌號為“Victrex?PES”。PES特種工程塑料,由于其玻璃化溫度高,物化穩(wěn)定性好,是一種性能優(yōu)異的工程用特種高分子材料。聚醚砜制備成平板膜或中空纖維膜,應(yīng)用于血液凈化和水處理等領(lǐng)域已有很多報道,但利用原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮對聚醚砜膜進(jìn)行改性,提高膜材料的血液相容性,國內(nèi)外至今尚無研究報道和產(chǎn)品問世。?
對聚醚砜膜進(jìn)行改性以提高膜在血液凈化應(yīng)用中生物相容性的研究報道很多,主要包括三大類方法(Zhao?CS?et?al.,Progress?in?Materials?Science,2013,58:76):(1)本體改性(2)共混方法;(3)表面改性。本體改性是直接在聚醚砜鏈上通過化學(xué)方法,引入功能基團(tuán)從而對其進(jìn)行化學(xué)改性。比如Guan?R等人(European?Polymer?Journal,2005,41(7):1554)以濃硫酸做溶劑,氯磺酸作為磺化劑,對聚醚砜進(jìn)行磺化改性得到磺化聚醚砜。本體改性在對聚醚砜鏈進(jìn)行化學(xué)改性的同時也會產(chǎn)生讓其斷鏈、性能下降等負(fù)面作用,從而限制其應(yīng)用。物理共混方法是直接把改性劑混入到聚醚砜溶液中,然后制備成膜。通過物理共混改性聚醚砜膜的方法較為便捷,但是簡單的共混在聚醚砜成膜時改性劑存在較為嚴(yán)重的洗出問題,且改性劑與聚醚砜的相容性也不好,共混改性量有限。針對共混改性方法的缺點,有研究提出采用化學(xué)鍵合的方法引入功能基團(tuán)來改性聚醚砜膜表面。但是此種方法化學(xué)反應(yīng)流程較長,過程復(fù)雜,產(chǎn)率較低,耗能,污染大。?
聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是一種水溶性線性結(jié)構(gòu)的聚酰胺,具有較強(qiáng)的親水性,常作為添加劑或改性劑在親水性超濾/微濾膜的制備中廣泛應(yīng)用(Chen?LP等人,Polymer,2002,43:1429)。鑒于PVP良好的改性性能,其已被廣泛的應(yīng)用于多種膜材料的改性當(dāng)中。但?由于PVP極易溶于水,這使得膜在改性后聚乙烯吡咯烷酮會慢慢洗出,膜的親水穩(wěn)定性較差(Wan?LS等人,Journal?of?Polymer?Science?Part?B:Polymer?Physics,2006,44(10):1490)。?
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而開發(fā)的一種原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜中空纖維膜及其制備方法和用途,其特點是原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮能很好的固定于聚醚砜網(wǎng)絡(luò)鏈之間,共混改性聚醚砜中空纖維膜,該中空纖維膜洗脫率低,具有持久、穩(wěn)定的親水性、抗蛋白污染能力和血液相容性好的優(yōu)點。?
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn):其中所述原料份數(shù)除特殊說明外,均為重量份數(shù)。?
原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜中空纖維膜由以下組分制成:?
1)聚醚砜溶液由以下組分制成?
聚醚砜????10~25份?
溶劑??????90~75份?
2)原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜溶液由以下組分制成?
單體乙烯基吡咯烷酮??聚醚砜溶液質(zhì)量的2~20%?
交聯(lián)劑??????????????單體摩爾分?jǐn)?shù)的0.5~10%?
引發(fā)劑??????????????單體摩爾分?jǐn)?shù)的0.25~5%?
其中,交聯(lián)劑為N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺或甲基丙烯酸縮水甘油酯;引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰或偶氮二異丁腈。?
所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亞砜中的任一種。?
原位聚合微交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜中空纖維膜的制備方法包括以下步驟:?
1)改性聚醚砜紡絲原液的制備?
將聚醚砜10~25份和溶劑90~75份加入帶有攪拌器、溫度計和加熱器的反應(yīng)釜中,攪拌溶解完全后加入單體乙烯基吡咯烷酮為聚醚砜溶液質(zhì)量的2~20%、交聯(lián)劑為反應(yīng)單體摩爾分?jǐn)?shù)的0.5~10%、引發(fā)劑為反應(yīng)單體摩爾分?jǐn)?shù)的0.25~5%,在攪拌下,于溫度50~95℃聚合反應(yīng)2-24h,得到聚乙烯吡咯烷酮改性聚醚砜溶液,經(jīng)放置“熟化”制得改性聚醚砜紡絲原液;?
2)改性聚醚砜中空纖維膜的制備?
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