[发明专利]一种可用于血液透析且具有抗凝特性的PVDF中空纤维膜材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种可用于血液透析且具有抗凝特性的PVDF中空纤维膜材料及其制备方法。本发明首次通过两步法，成功将离子液体通过化学键固定到基体材料上，并通过浸没相转变法制备得到具有良好血液相容性的的PVDF膜材料。由于离子液体是通过化学键连接到聚合物分子链，并不会从材料中析出而造成损失，具有永久的抗凝血效果和血液相容性。PVDF‑IL中空透析膜纯水的超滤渗透量为80‑360L/m²h，牛血清蛋白截留率95％，通量恢复率大于95％，溶血率5％。

技术领域

本发明属于膜技术领域，特别涉及一种可用于血液透析的具有抗凝特性的PVDF抗菌膜材料及其制备方法。

背景技术

由于血液透析的中空纤维膜材料与血管内皮存在差异，循环血液与透析膜接触后会产生补体激活、单细胞凝聚、细胞因子释放等应激反应，对宿主造成凝血、血栓、过敏等一系列明显的临床反应，因此血液相容性是判定透析膜优劣的重要指标。聚偏氟乙烯(PVDF)因其优良的力学性能、耐化学腐蚀、耐热、易加工等特点而被广泛应用于分离膜领域。然而，由于PVDF表面能低，疏水性较强，易于吸附微生物、蛋白质等杂质，存在血液相容性差等缺点限制了其在血液透析膜领域的应用。

近年来，大量研究和实践结果表明，采用合适的亲水性物质对PVDF膜进行亲水化改性，可有效减小应激反应的发生，提高膜材料的血液相容性。目前对于高分子UF/MF膜的亲水改性可分为膜表面亲水改性和膜材料本体亲水改性两大类。前者是通过紫外射线、高能电子束等离子辐照，化学处理，表面涂覆等化学的或物理的方法在己有的膜表面引入各种极性基团以提高膜表面的亲水性。其中，表面化学接枝的方法可以广泛采用各种功能单体来改善膜表面以获得多种表面性质，但是容易改变膜表面孔的尺寸及孔径分布，最终对膜的通量产生不良影响，且极性单体难以接枝到膜孔内壁；而表面物理涂覆的方法虽然简单易行，但是表面的涂层在使用过程易流失，特别是当溶液温度或者pH值改变时，涂层的聚合物或者表面活性剂容易减小或者堵塞膜孔，进而降低膜的渗透通量。后者(本体改性)是通过物理的或化学的方法在膜材料中直接引入极性基团以改善膜材料亲水性的方法。本体物理改性通常采用共混的方法将亲水性小分子添加剂如PEO、PVP等加入膜材料基体中。但由于该类小分子的分子量低，运动能力强，易溶于水，因此在制膜或者膜使用过程中容易流失，膜的亲水性不具备长期稳定性；而本体化学改性通常是用化学的方法将官能团单体通过共聚或接枝的方法引入到大分子主链上，因此可以从根本上解决膜材料亲水性的问题。但传统的化学改性方法难以避免化学试剂的使用，并涉及复杂的后处理过程，反应条件也比较苛刻，因此很难在实际生产中取得应用。此外，在保持优异的膜过滤性能的同时，如何提高PVDF膜的血液相容性将大大提高PVDF膜的实际使用性能。因此，寻找一种对现有PVDF膜材料进行本体化学改性的新方法，以及获得具有长期稳定的高性能(高通量、高截留率等)、血液相容性好的PVDF膜是促进血液透析膜技术发展进步的重要举措。

离子液体(Ionic Liquid,IL)是指在室温下呈液态并由离子构成的物质，在和细菌接触时能够破坏细胞结构，从而起到很好的杀菌作用，在抗菌材料领域得到广泛的应用。然而，通过普通物理共混方法制得的抗菌材料存在抗菌效率低和抗菌时效短的缺点，即抗菌剂，如离子液体(IL)，极易从基体材料中析出，流失到环境中，一方面使材料失去抗菌效果，另一方面对环境也造成污染。

本发明首次通过两步法，成功将离子液体通过化学键固定到基体材料上，并通过浸没相转变法制备得到具有良好血液相容性的的PVDF膜材料。由于离子液体是通过化学键连接到聚合物分子链，并不会从材料中析出而造成损失，具有永久的抗凝血效果和血液相容性。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有技术的不足，提供一种具有良好血液相容性的可用于血液透析的具有抗凝血特性的PVDF中空纤维膜。

本发明的一种具有永久血液相容性的PVDF中空纤维膜材料，主要是以接枝离子液体(IL)的PVDF为原材料，通过传统的浸没相转变法制备得到。