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一种表面功能化的中空纤维膜及其等离子体制备方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2023-05-18 12:02:02
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 宋学姮 | 2023-05-23 10:20:37
本发明提供了一种表面功能化的中空纤维膜及其等离子体制备方法，具体提供了所述制备方法包括以下步骤：S01)通过热致相分离法获得包含稀释剂的湿态中空纤维膜；S02)将包含稀释剂的湿态中空纤维膜置于大气压等离子体区域进行放电处理；S03)将上述处理后的中空纤维膜进行干燥，得到表面功能化的中空纤维膜。与现有技术相比，本发明通过对大气压等离子体的设计，在湿态条件下对中空纤维膜进行改性处理，在改进现有萃取方法并缩短萃取时间的同时，在纤维膜表面构筑出微纳结构和化学功能基团，提升纤维膜对组织血液的抗浸润和抗渗透性能。
1.一种表面功能化的中空纤维膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：S01)通过热致相分离法获得包含稀释剂的湿态中空纤维膜；S02)将包含稀释剂的湿态中空纤维膜置于大气压等离子体区域进行放电处理；S03)将上述处理后的中空纤维膜进行干燥，得到表面功能化的中空纤维膜。
作为体外膜肺氧合(ECMO)系统的核心材料，聚(4-甲基-1-戊烯)(PMP)中空纤维膜可以实现充足的气体交换。目前，应用于ECMO系统的PMP中空纤维膜主要是通过热致相分离(TIPS)法制备而成。其中，合适的稀释剂是控制TIPS法制备PMP膜结构和性能的决定性因素。然而，大多数稀释剂如己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯等，普遍具有弱毒性甚至致癌，导致相应PMP膜的生产和应用都可能对人类健康和环境产生负面的影响。因此，稀释剂萃取成为一个必不可少的步骤。现有萃取工艺通常采用乙醇作为萃取剂，连续萃取时间持续48小时以上，这极大的降低生产效率。
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本发明是利用大气压等离子体直接处理含有稀释剂(邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯)的中空纤维膜，使得中空纤维膜表面的稀释剂反应形成聚合物，从而实现稀释剂单体的去除，这种聚合物在纤维膜表面形成粗糙微观结构，并含有羰基，有利于二氧化碳溶解选择性的提高以及纤维膜的抗凝血性能的提升。
有益效果
与现有技术相比，本发明利用等离子体技术改进了现有的萃取方法，缩短了萃取的时间，并在纤维膜表面形成微纳结构和化学功能基团，提升纤维膜对组织血液的浸润和渗透。
技术合作
将采用热致相分离法制备的包含邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯稀释剂的湿态聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维膜置于大气压等离子体射流下进行放电处理；所述的大气压等离子体射流是在高压电源的驱动下利用体积比为1：0.15的氩气和乙醇水溶液混合进行放电，其中乙醇水溶液的浓度为40％，控制放电处理为20min，处理后的中空纤维膜进行干燥后，即得到表面功能化的中空纤维膜，所述纤维膜的外表面含有20％的羰基且具有240nm粗糙度微观结构。
对比例
采用与实施例1相同的方法，区别仅在于，热致相分离法制备的包含邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯稀释剂的湿态聚(4-甲基-1-戊烯)中空纤维膜后增加了以乙醇溶液萃取48小时后干燥，然后置于大气压等离子体射流下进行放电处理10min。通过扫描电镜观察获得的中空纤维膜表面粗糙度可知，对比例纤维膜表面未产生交联，没有形成实施例1所示的粗糙结构。红外光谱分析表明，纤维膜表面并无羰基的形成。
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