CN108912276A - 一种生物相容性的异相离子交换膜材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物相容性的异相离子交换膜材料及其制备方法，解决了现有技术异相离子交换膜机械性能不高、生物相容性差的技术问题。本发明提供一种生物相容性的异相离子交换膜材料，按重量份数计，由以下原料组分制成：生物高分子材料20～50份、甲基丙烯酸80～100份、交联剂80～100份、分散剂0.5～2份、硅胶20～50份、过氧化苯甲酰0.5～2份、微纳米生物活性玻璃20～40份、沸石粉20～50份；生物高分子材料为聚乳酸、聚已内酯、聚乳酸羟基乙酸共聚物其中任何一种；同时还提供其制备方法。本发明广泛应用于离子交换膜材料领域。

Description

一种生物相容性的异相离子交换膜材料及其制备方法
技术领域
本发明离子交换膜材料领域，具体涉及一种生物相容性的异相离子交换膜材料及其制备方法。
背景技术
离子交换膜是一种含离子基团的、对水溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜，也称为离子选择透过性膜。离子交换膜在膜技术领域中占有重要的地位，它对仿生膜研究也将起重要作用。离子交换膜主要有两种类型：同相离子交换膜和异相离子交换膜。同相离子交换膜是指膜的整个体相由活性聚合物(或称离子交换树脂)制成的一种膜。同相膜的缺点是由于其必须由基础化学单体合成，所以在制造过程中需使用多种有害化学物质。此外，难以对其进行化学修饰，因为每种修饰都需要改变膜的基本化学性质。相反，异相离子交换膜是由含有一种提供电化学性能的离子交换树脂的复合物和提供额外性能和稳定性的无机物制成。异相离子交换膜的优越性在于易于制造并可被方便地化学修饰，原因在于不用显著改变制造方法就能够变化无机物和树脂类型以及含量，得到了广泛的应用。丙烯酸系树脂是由丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类及其它烯属单体共聚制成的树脂，但是其机械性能不高，生物相容性差，无法满足现行的需要。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术的不足，提供一种原料组成简单合理、科学配伍、机械性能高且生物相容性显著提高的生物相容性的异相离子交换膜材料及其制备方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
一种生物相容性的异相离子交换膜材料，按重量份数计，由以下原料组分制成：生物高分子材料20～50份、甲基丙烯酸80～100份、交联剂80～100份、分散剂0.5～2份、硅胶20～50份、过氧化苯甲酰0.5～2份、微纳米生物活性玻璃20～40份、沸石粉20～50份；生物高分子材料为聚乳酸、聚已内酯、聚乳酸羟基乙酸共聚物其中任何一种。
优选的，按重量份数计，原料组分组成为：生物高分子材料35份、甲基丙烯酸90份、交联剂90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米生物活性玻璃30份、沸石粉30份。
优选的，交联剂为二乙烯苯或甲基丙烯酸乙二醇酯；分散剂为聚乙烯醇、氯化钠、明胶其中任何一种；微纳米生物活性玻璃为45S5生物活性玻璃。
优选的，硅胶的颗粒大小为100～500μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为100～500nm；沸石粉的粒径为80～250nm。
上述任何一项的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料、甲基丙烯酸、交联剂、分散剂、硅胶、过氧化苯甲酰、生物活性玻璃、沸石粉；
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入有机溶剂中进行搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液；
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量10～12倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液；
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，再干燥后，制得生物相容性的异相离子交换膜。
优选的，步骤(2)中有机溶剂为四氢呋喃、三氯甲烷、丙酮其中任何一种。
优选的，步骤(2)中有机溶剂的加入量为生物高分子材料重量的3～5倍。
优选的，步骤(2)中搅拌时加热温度为65～85℃。
优选的，步骤(3)中第一次搅拌温度为80～90℃。
优选的，步骤(4)中干燥条件：在130℃条件下8～12h。
本发明的有益效果：本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料制备简单且成本低、具有良好生物相容性、离子交换和吸附能力，可应用范围广。
(1)本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，采用生物相容性高分子与离子交换树脂复合，具有良好的分散性，提高了膜材料的机械性能并使其具有良好的生物相容性和离子交换性。通过生物活性玻璃的添加使得膜材料能与生物环境发生一系列特殊的表面反应，使材料与自然组织形成牢固的化学键结合而具有较高的生物活性，有利于细菌和微生物的附着以及离子的交换，极大地提高了此膜材料的应用范围。
(2)本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，制备工艺简单，成本低，性能稳定，可应用于污水处理、纯水净化等领域。本发明一种生物相容性的异相离子交换膜材料具有弱酸性基团，如羧基等，能在水中电离出H+而呈酸性，树脂离解后余下的负电基团，能与溶液中的阳离子结合，产生阳离子交换作用，具有高的交换容量，对阳离子具有极强的吸附能力，可广泛应用到吸附污水中的重金属离子的作用。
(3)本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，通过生物活性玻璃、硅胶和沸石粉协同增效，显著提高了膜材料生物相容性和吸附能力，具有吸附、过滤、除味的功效，可以作为优质的净水材料和吸附载体。本发明采用共混的方式将生物相容性高分子材料与丙烯酸类树脂聚合，实现了两者的机械混合，使得膜材料的机械性能得到了极大的提升。
生物高分子材料与甲基丙烯酸协同增效，显著提高本发明生物相容性的异相离子交换膜材料的机械性能，最后与生物活性玻璃、硅胶和沸石粉协同增效，在显著提高其生物相容性基础上显著提高其选择性离子交换能力，通过离子交换作用将阳离子物质进行吸附和固定，所吸附的阳离子物质可以被固定在膜材料中的微生物通过代谢作用，选择性破坏其不饱和键和某些特有基团，将其降解。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。本发明中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的生产方法；所使用的原料，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
实施例1
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸20份、甲基丙烯酸80份、交联剂二乙烯苯80份、分散剂聚乙烯醇0.5份、硅胶20份、过氧化苯甲酰0.5份、微纳米45S5生物活性玻璃20份、沸石粉20份；硅胶的颗粒大小为100μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为100nm；沸石粉的粒径为80nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料重量3倍的有机溶剂四氢呋喃中进行65℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量10倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至80℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥8h后，制得生物相容性的异相离子交换膜材料。
实施例2
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚已内酯50份、甲基丙烯酸100份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯100份、分散剂氯化钠2份、硅胶50份、过氧化苯甲酰2份、微纳米45S5生物活性玻璃40份、沸石粉50份。硅胶的颗粒大小为500μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为500nm；沸石粉的粒径为250nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料3～5倍的有机溶剂三氯甲烷中进行65～85℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量12倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至90℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液；
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥12h后，制得生物相容性的异相离子交换膜材料。
实施例3
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物30份、甲基丙烯酸82份、交联剂二乙烯苯85份、分散剂明胶1份、硅胶30份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃25份、沸石粉25份。硅胶的颗粒大小为400μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为150nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂丙酮中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量10倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥9h后，制得生物相容性的异相离子交换膜材料。
实施例4
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚已内酯45份、甲基丙烯酸95份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯95份、分散剂氯化钠1份、硅胶45份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃35份、沸石粉45份。硅胶的颗粒大小为200μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为200nm；沸石粉的粒径为100nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料3～5倍的有机溶剂四氢呋喃中进行65～85℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得生物相容性的异相离子交换膜材料。
实施例5
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物35份、甲基丙烯酸90份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃30份、沸石粉30份；硅胶的颗粒大小为300μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得生物相容性的异相离子交换膜材料。
对照组1
制备一种异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取甲基丙烯酸90份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃30份、沸石粉30份；硅胶的颗粒大小为300μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物活性玻璃和沸石粉加入140份的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得有机混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的有机混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得异相离子交换膜材料。
对照组2
制备一种异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物35份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃30份、沸石粉30份；硅胶的颗粒大小为300μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得异相离子交换膜材料。
对照组3
制备一种异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物35份、甲基丙烯酸90份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、沸石粉30份；硅胶的颗粒大小为300μm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料和沸石粉加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得异相离子交换膜材料。
对照组4
制备一种生物相容性的异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物35份、甲基丙烯酸90份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃30份、沸石粉30份；微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得异相离子交换膜材料。
对照组5
制备一种异相离子交换膜材料，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物35份、甲基丙烯酸90份、交联剂甲基丙烯酸乙二醇酯90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂氯化钠1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米45S5生物活性玻璃30份；硅胶的颗粒大小为300μm，微纳米生物活性玻璃的粒径为300nm；沸石粉的粒径为160nm。
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料和生物活性玻璃加入为生物高分子材料4倍的有机溶剂三氯甲烷中进行70℃加热搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液。
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量11倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂加热至85℃进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液。
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，130℃条件下再干燥10h后，制得异相离子交换膜材料。
下面通过试验报告来进一步说明本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料的性能。
1.对象和方法
(1)受试物：按本发明实施例1～实施例5所给制备方法生产出的生物相容性的异相离子交换膜材料作为试验样品，对照组1～对照组5所给制备方法生产出的异相离子交换膜材料作为对照组样品，其中对照组1～对照组5所给制备方法与实施例5相同，且与实施例5相比仅为原料组分不同，对照组1未加入生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物，对照组2未加入甲基丙烯酸，对照组3未加入微纳米45S5生物活性玻璃，对照组4未加入硅胶，对照组5未加入沸石粉。
(2)试验方法
参见离子交换树脂执行标准，对本发明生物相容性的异相离子交换膜材料与对照组中的离子交换树脂进行试验比较，检测结果见表1。
采用多功能电子拉伸实验机测定检测生物相容性的异相离子交换膜材料样品的拉伸强度。生物相容性试验：与细胞共培养，将膜切割成尺寸长×宽为10mm×10mm的方片膜，将该方片膜置于75％酒精中浸泡过夜，再用灭菌的PBS溶液清洗后，置于培养板中，按每片材料2×104个细胞的接种密度将小鼠骨髓基质干细胞进行细胞接种在方片膜上，置于37℃/5％CO2细胞培养箱中进行细胞培养；细胞培养3天后染色，通过激光共聚焦显微镜观察小鼠骨髓基质干细胞在方片膜上的生长情况，检测结果见表1。
2.试验项目与结果
表1生物相容性的异相离子交换膜材料性能检测结果
由表1生物相容性的异相离子交换膜材料性能检测结果可知，实施例1～实施例5本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料整体具有显著的生物相容性和机械性能，同时具有良好的选择性离子交换性能，其中生物相容性试验中各组细胞均贴附生长良好，充分证明其具有良好的生物相容性；机械性能中拉伸强度为11.9～14.6MPa；弱酸交换量为13.8～16.5mmol/g，充分证明本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料还具有优良的选择性离子交换性能。按照本发明实施例所制备的膜材料表面较光滑，且均匀分布。
其中实施例5配方以及工艺参数最优，其中机械性能中拉伸强度达到14.6MPa；弱酸交换量达到16.5mmol/g。
对照组1～对照组5所给制备方法与实施例5相同，且与实施例5相比仅为原料组分不同，对照组1未加入生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物，对照组2未加入甲基丙烯酸，对照组3未加入微纳米45S5生物活性玻璃，对照组4未加入硅胶，对照组5未加入沸石粉。
由表1生物相容性的异相离子交换膜材料性能检测结果可知，对照组1未加入生物高分子材料聚乳酸羟基乙酸共聚物，对照组2未加入甲基丙烯酸，其机械性能中拉伸强度显著低于实施例1～实施例5的拉伸强度，充分证实生物高分子材料与甲基丙烯酸协同增效，显著提高生物相容性的异相离子交换膜材料的机械性能。
对照组3未加入微纳米45S5生物活性玻璃，对照组4未加入硅胶，对照组5未加入沸石粉其生物相容性与弱酸交换量显著低于实施例1～实施例5的生物相容性与弱酸交换量，充分证明本发明中的微纳米生物活性玻璃、硅胶和沸石粉协同增效，显著提高其生物相容性与离子交换性能。
3.小结
本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，采用生物相容性高分子与离子交换树脂复合，具有良好的分散性，提高了膜材料的机械性能并使其具有良好的生物相容性和离子交换性。通过生物活性玻璃的添加使得膜材料能与生物环境发生一系列特殊的表面反应，使材料与自然组织形成牢固的化学键结合而具有较高的生物活性，有利于细菌和微生物的附着以及离子的交换，极大地提高了此膜材料的应用范围。
本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，制备工艺简单，成本低，性能稳定，可应用于污水处理、纯水净化等领域。本发明一种生物相容性的异相离子交换膜材料具有弱酸性基团，如羧基等，能在水中电离出H+而呈酸性，树脂离解后余下的负电基团，能与溶液中的阳离子结合，产生阳离子交换作用，具有高的交换容量，对阳离子具有极强的吸附能力，可广泛应用到吸附污水中的重金属离子的作用。
本发明的生物相容性的异相离子交换膜材料，通过生物活性玻璃、硅胶和沸石粉协同增效，显著提高了膜材料生物相容性和吸附能力，具有吸附、过滤、除味的功效，可以作为优质的净水材料和吸附载体。本发明采用共混的方式将生物相容性高分子材料与丙烯酸类树脂聚合，实现了两者的机械混合，使得膜材料的机械性能得到了极大的提升。
生物高分子材料与甲基丙烯酸协同增效，显著提高本发明生物相容性的异相离子交换膜材料的机械性能，最后与生物活性玻璃、硅胶和沸石粉协同增效，在显著提高其生物相容性基础上显著提高其选择性离子交换能力，通过离子交换作用将阳离子物质进行吸附和固定，所吸附的阳离子物质可以被固定在膜材料中的微生物通过代谢作用，选择性破坏其不饱和键和某些特有基团，将其降解。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种生物相容性的异相离子交换膜材料，其特征在于，按重量份数计，由以下原料组分制成：生物高分子材料20～50份、甲基丙烯酸80～100份、交联剂80～100份、分散剂0.5～2份、硅胶20～50份、过氧化苯甲酰0.5～2份、微纳米生物活性玻璃20～40份、沸石粉20～50份；所述生物高分子材料为聚乳酸、聚已内酯、聚乳酸羟基乙酸共聚物其中任何一种。
2.根据权利要求1所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料，其特征在于，按重量份数计，所述原料组分组成为：生物高分子材料35份、甲基丙烯酸90份、交联剂90份、过氧化苯甲酰1.5份、分散剂1.5份、硅胶35份、过氧化苯甲酰1份、微纳米生物活性玻璃30份、沸石粉30份。
3.根据权利要求1或2所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料，其特征在于，所述交联剂为二乙烯苯或甲基丙烯酸乙二醇酯；所述分散剂为聚乙烯醇、氯化钠、明胶其中任何一种；所述微纳米生物活性玻璃为45S5生物活性玻璃。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料，其特征在于，所述硅胶的颗粒大小为100～500μm，所述微纳米生物活性玻璃的粒径为100～500nm；所述沸石粉的粒径为80～250nm。
5.根据权利要求1～4任何一项所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所需重量份数称取生物高分子材料、甲基丙烯酸、交联剂、分散剂、硅胶、过氧化苯甲酰、生物活性玻璃、沸石粉；
(2)将步骤(1)称取的生物高分子材料、生物活性玻璃和沸石粉加入有机溶剂中进行搅拌至溶解完全，得生物高分子材料混合物溶液；
(3)将步骤(1)称取的分散剂加入其重量10～12倍的水中溶解后，再向其中加入将步骤(1)称取的甲基丙烯酸和交联剂进行第一次搅拌溶解后，再加入步骤(2)制得的生物高分子材料混合物溶液和步骤(1)称取的硅胶进行第二次搅拌均匀，得混合物溶液；
(4)向步骤(3)制得的混合物溶液中加入步骤(1)称取的过氧化苯甲酰进行原位聚合反应后，进行流延成型，再干燥后，制得生物相容性的异相离子交换膜。
6.根据权利要求5所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为四氢呋喃、三氯甲烷、丙酮其中任何一种。
7.根据权利要求6所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂的加入量为所述生物高分子材料重量的3～5倍。
8.根据权利要求5所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述搅拌时加热温度为65～85℃。
9.根据权利要求5所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述第一次搅拌温度为80～90℃。
10.根据权利要求5所述的一种生物相容性的异相离子交换膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述干燥条件：在130℃条件下8～12h。
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