[發明專利]一種抗生物粘附多孔分離膜、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201510026746.4
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104607068B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 李新松;謝彬彬;姚琛;李屹;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蘇州信望膜技術有限公司;東南大學
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/42;B01D71/12;B01D71/26;B01D71/38;B01D71/56;B01D71/28;B01D71/30;B01D71/48;B01D71/34;B01D69/06;B01D69/08;B01D67/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體涉及一種抗生物粘附多孔分離膜、制備方法及應用。

背景技術

聚醚砜、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯是優異的分離膜材料，具有機械強度高、物理和化學穩定性好、成膜特性優良、廉價易得等優點，在水處理、生物分離等許多過濾領域得到廣泛應用。但是聚醚砜、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯具有強烈疏水性，容易引起蛋白質、微生物等在多孔分離膜表面大量吸附，從而堵塞膜孔，造成嚴重的膜污染，導致膜分離效率下降，影響分離膜的使用壽命。

對膜材料進行改性，提高膜表面的親水性，賦予表面抗粘附性能，是提高分離膜使用性能的重要途徑。分離膜材料常用的改性方法包括表面改性和共混改性。將磺化處理的聚醚砜和聚醚砜共混制膜，可以得到具有良好親水性的聚醚砜分離膜，已經在工程中得到應用，不足之處是聚醚砜磺化處理工藝苛刻。將聚乙烯吡咯烷酮與聚合物共混制膜也是提高分離膜親水性和抗粘附性能的一種方法，但是親水性高分子在分離膜使用過程中易于流失，抗粘附性能逐漸劣化，降低使用壽命。表面接枝是最常見的抗粘附改性方法，具體包括化學接枝、紫外光引發接枝、等離子體引發接枝改性等。常見的表面改性方法需要特殊的儀器設備，或者特殊的化學試劑，反應條件苛刻，且改性效果難以控制，因而開發新的表面改性技術具有十分重要的意義。

表面改性以接枝親水性高分子為主，如聚乙二醇，兩性離子聚合物等，在膜材料表面形成一層水化層。兩性離子與水分子有強烈的相互作用，接枝兩性離子聚合物可以賦予分離膜良好的抗粘附效果。通常方案是分離膜表面引發磺酸型或羧酸型甜菜堿類單體在表面聚合，或磷酸膽堿類單體與其它單體交聯聚合得到，這種途徑的缺陷是必須合成各種兩性離子單體，制備方法復雜，導致兩性離子單體價格高，特別是磷酸膽堿類單體非常昂貴。綜上所述，有必要克服現有技術缺陷，開發簡單易行的方法，制備接枝兩性離子的分離膜材料，并開發其應用。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明的目的在于提供一種抗生物粘附多孔分離膜、其制備方法及應用，本發明的抗生物粘附多孔分離膜，具有抗蛋白、脂質粘附功能，可用于分離純化的超濾膜，或者用作血液透析的分離膜。

一種抗生物粘附多孔分離膜、其制備方法及應用這3項發明創造具有相同的特定技術特征：含有胺基陽離子和羧酸根陰離子的的抗生物粘附多孔分離膜材料，因此屬于一個總的發明構思，具備單一性，可以作為一件申請提出。

為了實現上述發明目的，本發明所采取的技術方案：本發明的一種抗生物粘附多孔分離膜，是表面含有環氧基的聚合物多孔膜與氨基酸的伯胺基進行環氧開環反應得到的，在pH為5～9時含有胺基陽離子和羧酸根陰離子的氨基酸兩性離子的多孔膜材料，孔隙率為55％～75％；所述的氨基酸是一端為伯胺基、另一端為羧基的α-氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸或ω-氨基酸。表面含有環氧基的聚合物多孔膜是聚醚砜、聚丙烯腈、聚砜、纖維素衍生物、聚乙烯、磺化聚砜、交鏈聚乙烯醇、聚丙烯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚砜酰胺或聚偏氟乙烯中的一種或任兩種的共混物。聚合物多孔膜為平板膜或中空纖維膜。多孔膜的表面氨基酸的含量為0.01微克/平方厘米～10毫克/平方厘米。α-氨基酸優選天然氨基酸。

抗生物粘附多孔分離膜的制備方法，其步驟如下：表面含有環氧基的聚合物多孔膜浸泡于含有氨基酸的溶液中，在pH為8～13的堿性條件下進行環氧開環反應，溫度為20℃至100℃下反應0.5小時至24小時，然后調節pH為5～9，得到表面含有胺基陽離子和羧酸根陰離子的氨基酸兩性離子的抗生物粘附多孔分離膜。

抗生物粘附多孔分離膜在分離純化中的應用是將抗生物粘附多孔分離膜與外殼一起封裝加工為成套的分離系統，用于水純化、化學品分離純化、藥物分離純化、血液透析。

有益效果：本發明與現有技術相比，具有以下優點：

本發明的抗生物粘附多孔分離膜是氨基酸的氨基與多孔聚合物膜的表面環氧基開環反應得到，在pH為5～9(優選pH?6～8)條件下表面含有胺基陽離子和羧基陰離子，呈兩性離子特征。

本發明的抗生物粘附多孔分離膜表面接枝有氨基酸兩性離子，含量為0.01微克/平方厘米～10毫克/平方厘米。

本發明的抗生物粘附多孔分離膜具有親水性、抗蛋白粘附的特點。

本發明的抗生物粘附多孔分離膜制備方法工藝簡單，可以制備抗粘附的平板膜、中空纖維膜。

本發明的抗生物粘附多孔分離膜加工成成套的分離系統，可以用于純化水、化學品分離純化、藥物分離純化、血液透析等。

附圖說明