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NMMO法纺制人工肾中空纤维膜的研究

宋俊

  由于纤维素类膜性能良好,且原料来源丰富、价格低廉,因此,纤维素类膜在血液净化用膜的发展史上一直占据主导地位,不但世界各国对纤维素类膜的研究至今方兴未艾,而且纤维素膜对新型的血液净化用膜的开发仍有着重要的影响。传统的纤维素膜的生产方法以铜氨法为主,该法工艺复杂,越来越不能满足现代环保的要求,且制得的膜对尿素、肌酸内酰胺等低分子溶质具有良好的透过性,但是对中高分子量物质的除去不充分。本文采用一种新的溶剂N—甲基吗啉—N—氧化物(NMMO)溶解纤维素,研究了纤维素在新溶剂下的溶解条件和溶液流变性能,纺制了纤维素/羧化壳聚糖(CPCTS)共混中空纤维膜;并对凝固浴浓度和温度、挤出速率、芯液流量等纺丝工艺条件进行了探讨。研究了原料浆粕、致孔剂、共混物对膜性能的影响,测试了中空纤维膜的透析性能和抗凝血性能。实验发现最佳溶胀时间是6小时左右,而溶解时间则在2小时为宜,同时纤维素的溶胀温度选择在90℃,溶解温度在105℃较好;纤维素浆粕的浓度则选择在8%左右为好:凝固浴温度升高,纤维成形快,而且随凝固浴温度升高,膜的水通量也增加,而且温度低于10℃时,所得的膜为致密膜,而当温度逐渐上升到20℃后,则成为多孔膜。最大导丝速度也随凝固浴浓度的增大下降。当挤出体积流量增大时,中空纤维的外径、壁厚、孔隙率均增大,而水通量减小。浆粕的聚合度在600时为宜,浆粕的聚合度并不能完全决定膜的性能,浆粕的来源,组成对其也有很大影响。测试了中空纤维膜的透析性能,发现随着纤维素浓度的增加,中空纤维膜的透水速率随之下降,筛分性能有所增加:PVP的加入对中空纤维膜的透析性能影响并不明显;而随着羧化壳聚糖含量的增加,中空膜的透水速率逐渐下降,其筛分性能也有所改善。随着凝固浴温度的升高,所成的膜的透水速率上升。测试了中空纤维膜的抗凝血性能,实验发现纤维素与羧化壳聚糖的共混中空纤维膜中,随着羧化壳聚糖的含量的增加,血小板粘附性能得到一定的改善,但改善效果一般。其抗凝性能与血小板粘附性能是一致的。材料的溶血实验结果表明该共混物质的溶出率均在国家标准内。通过对本实验的研究认为:整个溶解纺丝工艺简单,避免了传统工艺中存在的污染严重的问题;共混物的加入部分改善了中空纤维膜的抗凝血性能,这种既强调环保,又具有较好血液适应性的人工肾透析器展现了越来越美好的前景。……   
[关键词]:纤维素;中空纤维膜;羧化壳聚糖;透析;筛分;抗凝
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:天津工业大学2004年