專利名稱：溶劑法纖維素中空纖維膜的制作方法
溶劑法纖維素中空纖維膜是屬于膜分離材料。
在已有技術(shù)中，用于制造人工腎的中空纖維原材料主要是銅紡膜、醋酸纖維素膜和聚丙烯腈膜，這些都屬于纖維素的酯類和再生纖維素。人們在纖維素膜的研究過程中，由于每個纖維素基環(huán)有三個羥基，因此纖維素大分子之間有較強(qiáng)的氫鍵存在，使大分子不易被溶劑分散而溶解，故長期以來沒有找到一種合適的溶劑使纖維素溶解，從而在制作人工腎的材料方面，一直沒有新的突破。美國AVtEX公司曾有過以溶劑法纖維素用于工業(yè)制品的打算，但不是用于人工腎，況且至今未見付之成功的報導(dǎo)。因此膜材料的開發(fā)主要集中在醋酸纖維素和聚砜膜上，也有少數(shù)單位研究聚丙烯膜等，各種膜材料各具特點，各有獨特的應(yīng)用范圍。但在膜材料的研究方面，一直未見有溶劑法纖維素中空纖維膜這種新材料及其制造方法方面的報導(dǎo)。
本發(fā)明的目的一是為了提供一種新材料-溶劑法纖維素中空纖維膜。這種材料的性能優(yōu)于現(xiàn)有人工腎中常用的膜材料，尤其在透析、反滲透和超濾方面。二是提供這種材料的制造方法-溶劑法，解決長期以來人們沒有找到一種合適的溶劑使纖維素溶解的難題。并提供關(guān)鍵配方、工藝參數(shù)。三是提供這種材料的應(yīng)用領(lǐng)域。
本發(fā)明是通過如下的構(gòu)思來實現(xiàn)其發(fā)明目的。
本發(fā)明的溶劑法纖維素中空纖維膜，這種新材料其制造方法采用溶劑法。這里指的溶劑法是把纖維素溶解于有機(jī)溶劑中，然后紡制成中空纖維膜。它既不是醋酸纖維素和硝酸纖維素等纖維素酯類，也不是用銅氨法或粘膠法(纖維素黃酸酯)生產(chǎn)的再生纖維素，更不是合成的聚合物。而以二甲基亞砜(DMSO)-多聚甲醛(PF)即DMSo-PF作為纖維素的溶劑。
溶劑法制作纖維素中空纖維膜，其纖維素溶液的制備工藝流程為溶解→過濾→脫泡。
紡制溶劑法纖維素中空纖維膜的紡絲溶液的組成為纖維素4-10%(重量百分比，下同);
多聚甲醛3.2-12%，其余為二甲基亞砜。
紡絲的工藝流程為采用溶劑法制作的纖維素中空纖維膜的紡絲是在中空纖維紡絲機(jī)上進(jìn)行紡絲，其工藝流程為用壓縮空氣把紡絲溶液壓出紡絲桶，經(jīng)計量泵計量后進(jìn)入燭形過濾器，通過鵝頸管進(jìn)入噴絲頭的內(nèi)管和外管之間的空腔中，再由空腔擠出，經(jīng)一定高度的空氣層而進(jìn)入凝固浴。填充液經(jīng)一定壓力從貯桶壓入噴絲頭的內(nèi)管，與紡絲原液同時擠出噴絲頭，原液(和填充液)細(xì)流經(jīng)空氣層進(jìn)入凝固浴固化為初生纖維，經(jīng)適當(dāng)拉伸、冷水洗和熱水洗后即可卷繞。
上述工藝流程中，主要的紡絲工藝參數(shù)為空氣層高度3-18cm;凝固浴為0～10%KOH、5～20%二甲基亞砜、其余為無離子水組成的溶液;填充液為40～60%二甲基亞砜及無離子水組成的水溶液;計量泵轉(zhuǎn)速為5～20轉(zhuǎn)/分。
由于紡制的溶劑法纖維素中空纖維干燥后易粘連發(fā)硬，在某些方面無法直接應(yīng)用，因此將紡制的纖維束經(jīng)乙醇水溶液浸漬處理，然后經(jīng)涼干，這樣處理后既解決了纖維的粘連問題，又保護(hù)了膜的多孔性。
本發(fā)明的溶劑法纖維素中空纖維膜主要作為膜分離材料，如在醫(yī)療器械領(lǐng)域中可制作人工腎、人工肝、人工肺以及在凈水設(shè)備等方面，作為一種透析，反滲透和超濾材料。
采用溶劑法制作的纖維素中空纖維膜結(jié)構(gòu)緊密，除能截留高分子物質(zhì)外，還能截留大部分中分子物質(zhì)，特別適用于血液透析。其原材料資源豐富，價格便宜。用它取代傳統(tǒng)的銅紡膜，可節(jié)省大量銅資源，為人工腎的制作提供了一種新材料，有利于人工腎的普及。其制造工藝與粘膠法相比能縮短五道工序，而且節(jié)省了粘膠法中大量使用的燒堿，二硫化碳，硫酸，硫酸鈉和硫酸鋅等化工原料，并且使從投資到生產(chǎn)纖維的時間從72小時，縮短到8～10小時，提高了勞動生產(chǎn)率。
溶劑法制作纖維素中空纖維膜可采用下述方法來實施首先纖維素含量為6%，DMSo/PF含量為94%(DMSo∶PF＝147∶1)的紡絲溶液，經(jīng)過濾后在760mm水銀柱真空度下脫泡6小時(脫泡溫度60℃)，在中空纖維紡絲機(jī)上進(jìn)行紡絲。紡絲工藝參數(shù)空氣層高度7cm;凝固浴為3%KOH水溶液，溫度為20℃;計量泵轉(zhuǎn)速8轉(zhuǎn)/分;第一導(dǎo)輥轉(zhuǎn)速25米/分、第二導(dǎo)輥轉(zhuǎn)速30米/分、第三導(dǎo)輥轉(zhuǎn)速35米/分;一浴純水、室溫;噴淋浴為無離子水，室溫;二浴純水95℃。纖維自由落入盛絲桶后再繞在導(dǎo)絲盤上，切斷后再用無離子水淋洗0.5小時。最后將纖維束于乙醇水溶液中浸漬，然后再涼干即成。
權(quán)利要求
1.一種涉及膜分離技術(shù)的新材料，其特征在于這種材料為溶劑法纖維素中空纖維膜。一種溶劑法纖維素中空纖維膜的制造方法，其特征在于采用溶劑法，以二甲基亞砜(DMSO)一多聚甲醛(PF)作為纖維素的溶劑，紡制溶劑法纖維素中空纖維膜的紡絲溶液的組成為纖維素4～10%(重量百分比，下同)，多聚甲醛3.2～12%，其余為二甲基亞砜，紡絲工藝參數(shù)為空氣層高度3～18cm、凝固浴為0～10%KOH及5～20%二甲基亞砜，填充液為40～60%二甲基亞砜及無離子水。一種溶劑法纖維素中空纖維膜的用途，其特征在于作為膜分離材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶劑法纖維素中空纖維膜，其特征在于將紡制的纖維束經(jīng)乙醇水溶液浸漬處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溶劑法纖維素中空纖維膜，其特征在于這種材料作為膜分離材料、醫(yī)療器械及凈水設(shè)備中作透析，反滲透和超濾材料。
全文摘要
人工腎新材料及制造技術(shù)的發(fā)明屬于膜分離和醫(yī)療器械領(lǐng)域。采用溶劑法制作的纖維素中空纖維膜可用于透析、反滲透和超濾，用它組裝的人工腎可用于腎功能衰竭癥的血液透析治療。
文檔編號B01D71/10GK1031658SQ88105589
公開日1989年3月15日 申請日期1988年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月7日
發(fā)明者王慶瑞, 陳雪英, 沈新元, 楊學(xué)良, 金在興 申請人:上海市紅星醫(yī)療器械材料廠