纤维素/聚醚砜共混中空纤维透析膜的制备与性能研究

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随着石油、天然气等自然资源的储备量日益减少,对纤维素类等天然可再生资源的开发利用显得越来越重要。纤维素原料来源丰富、价格低廉,常被用做透析膜材料;相对而言聚醚砜(PES)具有优异的生物相容性,亲水性好,膜表面光滑,可减小在血液侧膜表面形成蛋白吸附层,不易产生凝血、溶血等不良反应,是优良透析膜材料,但已有的PES膜对中分子的清除率不理想。离子液体,具有无毒、不挥发、易回收等优点,是一种纤维素的绿色溶剂。利用离子液体溶解纤维素,并与聚醚砜共混制备中空纤维血液透析膜,可以综合各自的优缺点,最终纺制出高性能的中空纤维血液透析膜,从而在医疗领域发挥重要的作用。   本实验采用干-湿相转化法纺制纤维素/聚醚砜共混中空纤维膜。通过改变纺丝原液的组成如改变纺丝原液中PES、致孔剂(PEG)含量及分子量和改变纺丝芯液的浓度,改变纺丝工艺参数如纺丝液温度、气隙长度、凝固浴温度、纺丝牵伸速度,研究其对中空纤维膜的结构与性能的影响。通过对共混膜进行扫描电镜、渗透和分离性能和机械性能的分析,结果表明:纺丝液温度90℃、凝固浴温度30.8℃、气隙长度9.8cm、PES含量17.8%、PEG含量20%、PEG分子量400、芯液浓度10%和牵伸速度0.2156m/s的条件下,共混中空纤维膜的综合性能最佳。   本文采用综合性能最佳的共混中空纤维膜封装成透析器,并进行模拟透析实验,研究其对溶菌酶和尿素的清除率和对牛血清的截留率,此外还研究了共混膜的抗蛋白吸附及凝血时间。结果表明:纤维素/聚醚砜共混中空纤维膜对牛血清白蛋白分子有很高的截留率,为97.65%。同时对中分子物质溶菌酶、小分子物质尿素都具有良好的清除率,分别为68.75%和80.36%。纤维素/聚醚砜共混膜在一定程度上提高了膜的抗蛋白吸附能力,蛋白吸附量降低至45μg/cm2,并大大提高了凝血时间至65s,因此具有更好的血液相容性。  
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