CN108939949B - 一种对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于亲和膜的制备技术领域，一种对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜及其制备方法。本发明采用具有大量活泼羧基的聚酰亚胺为主体膜材料，采用相转化法制备具有多孔结构的聚酰亚胺膜，高温交联处理得到具有大量氨基或羟基的亲和膜。本发明有助于大大简化亲和膜制备步骤，同时显著提高活性基团密度，保持较高的渗透通量，并实现对胆红素的高效吸附与分离，从而实现规模化应用。本方法工艺流程简单，制成的亲和膜含有大量氨基或羟基，使得所制备的聚酰亚胺亲和膜具有良好的胆红素吸附能力，机械稳定性和化学稳定性，膜孔径均一，此复合亲和膜可广泛应用血液中胆红素的去除。
Description
技术领域
本发明属于亲和膜的制备技术领域，尤其涉及一种对胆红素具有高吸附性能的高通量多孔亲和膜的制备方法。
背景技术
分离过程一般占据生物分离30-60％的成本，而生物大分子一般都具有生物活性，对分离介质较为敏感，热稳定性差，浓度低，提纯较为困难。亲和膜技术是一种将膜分离与亲和色谱结合的新型分离技术，料液以对流方式流经膜孔，无内扩散阻力，从而可在不影响吸附结合作用的前提下最大限度地提高操作速度。由于亲和膜分离技术优点突出，近来在生物、医药、饮料等领域的应用得到了深入研究。亲和膜的吸附和通量是影响膜性能的关键因素，如何提高膜的分离选择性和渗透通量成为研究热点。
超滤、纳滤和反渗透膜的制备过程经常使用聚酰亚胺材料，这是因为聚酰亚胺材料具有较高的耐热性，耐溶剂性和化学稳定性。聚酰亚胺(P84)分子中含有大量的羧基，具有很高的反应活性，可以与含有氨基或羟基的小分子或单分子发生反应，从而得到具有较多亲和基团的高分子。目前用聚酰亚胺材料制备，并用交联剂进行膜改性的用于胆红素分离的亲和膜还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种易于制备的聚酰亚胺亲和膜。本发明采用具有大量活泼羧基的聚酰亚胺(P84)为主体膜材料，采用相转化法制备具有多孔结构的聚酰亚胺膜，以商品化的聚乙二醇、聚乙烯亚胺、2，4，6-三氨基嘧啶、六次甲基四胺，刚果红等进行高温交联处理得到具有大量氨基或羟基的亲和膜。本发明有助于大大简化亲和膜制备步骤，同时显著提高活性基团密度，保持较高的渗透通量，并实现对胆红素的高效吸附与分离，从而实现规模化应用。
本发明的技术方案：
一种对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜，其具有非对称结构，包括分离吸附功能层和支撑层，支撑层位于分离吸附功能层下方；
所述的分离吸附功能层为采用相转化法形成的超薄多孔膜，其厚度为200nm以内；所述的超薄多孔膜的组分包括聚酰亚胺(p84)、添加剂、交联剂和溶剂；
所述的添加剂为纳米氧化硅、氧化铝、氧化钛、四氧化三铁、镧锶钴铁、分子筛、石墨烯、聚乙二醇、聚乙烯吡硌烷酮、石墨烯、无机盐如氯化锂、氯化钠，硫酸钠中的一种或两种以上混合；
所述的交联剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺、2，4，6-三氨基嘧啶、六次甲基四胺、刚果红中的一种或两种以上混合，其在体系中的质量百分比浓度为0.2％～5％；
所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜的一种或两种以上混合；
所述的支撑层为聚酯或聚丙烯无纺布，其厚度为50～500μm，孔径为0.1～10μm。
一种对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜的制备方法，步骤如下：
(1)制备多孔亲和膜的分离吸附功能层
采用公称孔径为0.1～10微米聚酯或聚丙烯无纺布做基膜；将质量百分数5～15％聚酰亚胺(p84)溶解于强极性溶剂中配置铸膜液；再加入总质量分数0～8％的添加剂，从而形成多孔结构；搅拌均匀，得到均匀的聚合物溶液或分散液，静置脱泡后，采用浸没沉淀相转化法在无纺布上制备复合膜，在去离子水中保存；
(2)制备具有吸附分离功能的聚酰亚胺亲和膜
将上述制备的复合膜在质量浓度为0.2-5％的交联剂水溶液中浸泡10-30分钟，操作温度为25-80℃，即得具有吸附分离功能的聚酰亚胺亲和膜，最后用去离子水冲洗干净，保存使用。
本发明的有益效果：该方法工艺流程简单，制成的亲和膜含有大量氨基或羟基，使得所制备的聚酰亚胺亲和膜具有良好的胆红素吸附能力，机械稳定性和化学稳定性，膜孔径均一，此复合亲和膜可广泛应用血液中胆红素的去除。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
5gP84溶解在45g的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，配制成质量百分数为10％的聚酰亚胺溶液，采用相转化法成膜后用去离子水浸泡，加入到质量百分数为0.5％的聚乙二醇溶液中进行交联，在50℃下交联30分钟。所制备的亲和膜对100mg/L胆红素的吸附量为23mg/g，在0.1MPa下的通量为687L/m2h。
实施例2
6g P84溶解在49gN,N-二甲基甲酰胺溶液中，并加入1g的氯化锂，配制成质量百分数为12％的聚酰亚胺溶液，采用相转化法成膜后用去离子水浸泡，加入到质量百分数为0.5％的2，4，6-三氨基嘧啶溶液中进行交联，在40℃下交联30分钟。所制备的亲和膜对100mg/L胆红素的吸附量为42mg/g，在0.1MPa下的通量为573L/m2h。
实施例3
6g P84溶解在49gN,N-二甲基甲酰胺溶液中，并加入1g的聚乙烯吡咯烷酮，配制成质量百分数为12％的聚酰亚胺溶液，采用相转化法成膜后用去离子水浸泡，加入到质量百分数为0.1％的刚果红溶液中进行交联，在50℃下交联30分钟。所制备的亲和膜对50mL的100mg/L胆红素的吸附量为40mg/g，在0.1MPa下的通量为406L/m2h。
Claims (1)
1.一种对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜的制备方法，其特征在于，所述的对胆红素具有高吸附性能的聚酰亚胺亲和膜具有非对称结构，包括分离吸附功能层和支撑层，支撑层位于分离吸附功能层下方；
所述的分离吸附功能层为采用相转化法形成的超薄多孔膜，其厚度为200nm以内；所述的超薄多孔膜的组分包括聚酰亚胺、添加剂、交联剂和溶剂；
所述的聚酰亚胺为P84，其分子中含有大量反应的羧基基团；
所述的添加剂为纳米氧化硅、氧化铝、氧化钛、四氧化三铁、镧锶钴铁、分子筛、石墨烯、聚乙二醇、聚乙烯吡硌烷酮、氯化锂、氯化钠，硫酸钠中的一种或两种以上混合；
所述的交联剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺、2，4，6-三氨基嘧啶、六次甲基四胺、刚果红中的一种或两种以上混合，其在体系中的质量百分比浓度为0.2％～5％；
所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜的一种或两种以上混合；
所述的支撑层为聚酯或聚丙烯无纺布，其厚度为50～500μm，孔径为0.1～10μm；
所述的制备方法，步骤如下：
(1)制备多孔亲和膜的分离吸附功能层
采用公称孔径为0.1～10微米聚酯或聚丙烯无纺布做基膜；将质量百分数5～15％聚酰亚胺溶解于强极性溶剂中配置铸膜液；再加入总质量分数0～8％的添加剂，从而形成多孔结构；搅拌均匀，得到均匀的聚合物溶液，静置脱泡后，采用浸没沉淀相转化法在无纺布上制备复合膜，在去离子水中保存；
(2)制备具有吸附分离功能的聚酰亚胺亲和膜
将上述制备的复合膜在交联剂水溶液中浸泡10-30分钟，操作温度为25-80℃，即得具有吸附分离功能的聚酰亚胺亲和膜，最后用去离子水冲洗干净，保存使用。
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