聚砜中空纤维膜概述.docx

聚砜中空纤维膜

聚砜由于其良好的化学稳定性、耐水性、耐热性、尺寸稳定性，以及较好的成膜性和机械强度，在微滤、反渗透、超滤、电渗析、气体分离、生物工程、医疗等方面得到了广泛的应用，尤其适合应用于制备性能优异的血液透析膜。聚砜类材料是应用得很多的一类膜材料，是膜材料研究的热点。聚砜类树脂是一类在主链上含有砜基和芳环的高分子化合物，主要有双酚A型聚砜、聚芳砜、聚醚砜、聚苯硫醚砜等。从结构上可以看出，砜基的两边都有苯环形成共轭体系，由于硫原子处于最高氧化状态，加之砜基两边高度共轭，所以这类树脂具有优良的抗氧化性、热稳定性和高温熔融稳定性。此外聚砜类材料还具有优良的机械性能、电性能、透明性和食品卫生性。
1、聚砜透析膜的制备
通过对比研究国内外聚砜膜发现，聚砜膜的透析性能主要取决于其截面与表面结构，优质聚砜血液透析膜截面呈海绵状结构，并具有一定的密度梯度分布，且多孔表面皿。相比之下，大部分国产聚砜膜截面呈指状结构且表面孔隙率较低，这是阻碍国产聚砜膜推广应用。因而，制备具有梯度海绵状孔结构截面与多孔表面形貌的聚砜膜成为改良国产聚砜膜现状的必要途径。
目前聚合物分离膜的制备方法主要包括熔融纺丝一拉伸法、热致相分离法和相转化
1.1熔融纺丝一拉伸法
熔融纺丝—拉伸法(MSCS)是指聚合物在高应力下熔融挤出，后拉伸过程中聚合物材料垂直于挤出方向平行排列的片晶结构被拉伸成孔。
1.2热致相分离法
热致相分离法制备微孔材料是聚合物与高沸点小分子化合物在高温下形成均相液态，降温过程中发生固—液或液一液相分离成孔。
1.3相转化法
浸没沉淀相转化法一般分为湿法和干法，制备过程主要包括聚合物溶解，静置脱泡，浇铸成膜，浸入凝固浴．在实际制膜过程中，可将干／湿法二者结合：初生态膜首先经历一个溶剂的蒸发过程，之后再将膜浸人凝固浴使溶剂与非溶剂进行交换，最终实现相分离。
10年浙大黄小军等在聚砜超滤膜的制备与调控的文章中指出了相转化法的制备方法：按一定比例称取一定量的聚砜(混有添加剂PVP，聚乙烯基吡咯烷酮)于单口烧瓶中，加入溶剂DMAc（N,N—二甲基乙酰胺），在120℃油浴加热下搅拌溶解，至聚合物溶液均匀透明，静置脱泡24h。将间宽100μm的刮刀置于洁净的玻璃板上，取适量聚合物溶液均匀加入刮刀中，匀速地移动刮刀使聚合物溶液流延到玻璃扳上．刮好后在空气中静置一定时间，然后将玻璃扳快速水平放入凝固浴中，1h后取出。最后将所制备的聚合物膜置于5%的甲醛水溶液中保存。这样可以制备出具有优异渗透分离性能、截面为海绵状梯度结构、外表具有微孔结构的聚砜膜。
1.4其他方法
近年来，借助CO2超临界技术制作具有微孔结构的高分子膜的方法引人关注。它的优点是成膜过程不需要挥发性溶剂，环境友好，适于生物医用。其基本原理是利用CO2在超临界条件下对聚合物材料的增塑作用，在高分子膜材质中形成微孔结构。
Krause等在研究少量四氢呋喃对聚砜体系超临界致孔作用后发现：四氢呋喃的浓度大于某一临界值后，孤立的胞腔状孔结构变成了双连通的孔结构。通过对聚砜、聚醚砜、环烯共聚物在CO2超临界条件下致孔作用的研究，发现了影响最终膜孔结构形态的两个基本因素：CO2对聚合物材料增塑作用的大小和CO2在聚合物材料中向外扩散的速度。

2、聚砜中空纤维膜的制备
20世纪60年代，第一支中空纤维血液透析器用于临床以来，血液透析膜的研究一直受到人们的关注。当前研究的热点主要是通过共价、接枝、聚合等方法改进膜材料的结构，调节膜表面的微观不均匀性，改善膜表面的亲、疏水性，减少透析膜对凝血及氧化应激的影响，从而提高膜的透析充分性和生物相容性，减少并发症的发生。目前用于高通量血液透析的膜材料主要为聚砜(polysulfone，PSF)和聚醚砜(polyethersulfone，PES)。
11年吕晓龙等人在PVDF（聚偏氟乙烯）中空纤维膜制备中指出：按照一定的比例将PVDF、溶剂DMAc、添加剂聚乙二醇(poly(ethyleneglycol)，PEG)和ATT投入到三颈烧瓶中加热搅拌至均匀的纺丝溶液，静置脱泡，采用干一湿相转换法纺丝工艺纺制聚偏氟乙烯中空纤维膜。分别纺制PEG质量分数为19％和22％，内径为200μm，壁厚分别为20、30、40μm的3种中空纤维膜。PEG是成孔剂，成膜后大部分溶出。本课题组前期实验结果表明：PEG质量分数为20％左右时．成膜孔径适宜用于血液透析。采用离心浇铸法把这3种中空纤维膜制成透析器。
09年马浩等在聚砜中空纤维超滤膜工艺优化一文中指出：将聚砜真空干燥(95℃，10小时)，然后依次称取一定量聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和丙酮，溶于二甲基乙酰胺(DMAc)，电动搅拌10—12小时，充分溶解后制成纺丝液(铸膜液)。铸膜液经过滤、真空脱泡后放入储料桶中，以N2作为恒压源，以恒定的压力从