[发明专利]可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超滤膜分离技术，特别是一种可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜及其制备方法。

背景技术

超滤是一种根据被分离物质分子量差异进行分离的膜过程。通常认为超滤过程是一个与膜孔径大小相关的筛分过程，膜两侧的压力差为推动力，超滤膜为分离介质。在传统方法难以处理的原料液混和物的分离中显示出独特的优势。超滤作为一种新型高效的膜分离技术，具有以下优点：(1)无相变，低能耗，约为蒸发法或冷冻法能耗的1/2～1/5；(2)操作条件温和。在常温及低压下进行分离，物质在浓缩分离过程中不发生质的变化，适于热敏性物质的处理；(3)无第三组分引入。超滤膜是由高分子聚合制成的均匀连续体，在使用过程中无任何杂质脱落，保证超滤液纯净；(4)工艺流程简单。超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。由于超滤具有以上优点，超滤通常应用于净化，分离和浓缩三大领域。

虽然超滤技术被视为分离生物产品最有前途的新技术，但到目前为止分离效率还比较低，特别是在蛋白质等具有生物活性的物质分离方面还未得到充分应用。其主要因素分为两个方面：一是由于水溶性大分子与膜表面之间存在的相互作用引起的膜污染，二是由于具有良好分离效果的超滤膜普遍并不具备较高的通量。因而，选择、设计新材料对于抑制膜污染，增大膜通量非常重要，寻找一种既可以对现有膜材料进行表面改性，又可以增强致孔效果的添加剂，成为了解决高分子超滤膜污染和通量问题的最有效途径。

在日常应用的膜材料中，聚醚砜以其优异的综合性能(机械、物理和化学稳定性，成膜特性，经济性等)而得到了广泛的应用。但聚醚砜膜较强的疏水特性使其容易引起蛋白质在膜表面的大量吸附，造成分离效率下降。各种方法被应用于膜表面改性，来增强膜表面的抗污染特性，如化学接枝，紫外接枝，低温等离子体法，共混法等。在众多改性方法中又以共混法简便而被广泛应用，但在改性过程中往往需要添加致孔剂来改善膜通量。因此，采用一种添加剂作为改性剂和致孔剂，从而制备出通量可控，且表面改性密度最大化的抗蛋白质污染超滤膜对于超滤的应用至关重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜及其制备方法。该超滤膜对蛋白质具有较强的抗污染能力且通量可控，制备方法过程简单。

本发明提供的一种可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜是以聚醚砜(PES)和分子量为12600的Pluronic F127为原料，按Pluronic F127与聚醚砜的质量百分比为0％～100％，进行配料，其制备方法包括以下步骤：

1)在N，N-二甲基甲酰胺的聚醚砜溶液中，加入Pluronic F127(聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯两亲嵌段共聚物，简为F127)，搅拌充分混合后即配制成铸膜液；

2)铸膜液静置脱泡后，冷却至室温，铸膜液倒在玻璃平板上刮膜，在空气中放置，再放入水浴中凝固成膜。

3)用水浸泡，得到可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜。

本发明提供的一种可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜的制备方法包括以下步骤：

1)在N，N-二甲基甲酰胺的聚醚砜溶液中，加入Pluronic F127(聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯两亲嵌段共聚物，简为F127，HO(CH₂-CH₂-O)₉₈-(CH(CH₃)-CH₂-O)₆₇-(CH₂-CH₂-O)₉₈H)，搅拌充分混合后即配制成铸膜液；

2)铸膜液在50～60℃下静置脱泡5～12小时后，冷却至室温后将无泡铸膜液倒在玻璃平板上刮膜，在空气中放置10～30秒后，再放入水浴中凝固成膜。

3)用水浸泡24～36小时，每4～5小时换一次水，得到可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜。

本发明的优点在于：制备方法简便，制得的聚醚砜超滤膜的抗污染性能有大幅度提高，同时对蛋白质具有良好的截留特性。通过调节加入添加剂的质量百分比，在保持抗污染性能的基础上，获得了一系列通量呈线型增长的抗污染超滤膜。现有聚醚砜超滤膜在保持截留率高于95％的情况下，通量大多为100L/(m²h)，而本发明所制备的可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜最大通量可达到200L/(m²h)以上。

具体实施方式

实施例1可控通量抗蛋白质污染聚醚砜超滤膜(膜1)的制备