CN109078503A - Pet精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，其特征在于，包括配制引发浴，引发处理，配制接枝浴，接枝处理等步骤。本发明工艺过程简单安全、设备要求低，处理后不改变膜的本体机械性能和核孔膜结构，可显著增强膜的表面亲水性，从而提高该膜对空气的拦截性、止液高度、液体通量，且毒性低、耐久性好。本发明可改善PET精密输液过滤核孔膜的输液功能，提高输液安全性。

Description

PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯精密输液过滤核孔膜丙烯酸化学接枝亲水化处理工艺，属于输液精密过滤技术领域。
背景技术
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)精密输液过滤核孔膜物理机械性能较高，同时化学稳定性、热稳定性优异，气体和水蒸气渗透率低，无毒，生物安全性好，但PET分子链中不含活性基团，具有天然疏水性。精密输液过滤核孔膜，需要具有自动止液作用，但疏水的材料会增加核孔膜被药液润湿的时间，延迟输液准备时间，未被润湿的部分膜还会引导空气进入，从而失去止液作用，同时增加空气随输液管进入人体的概率。因此疏水的PET核孔膜需要进行均匀的亲水化处理，以提高止液效果和药液通量，同时还需保证处理的生物安全性。
目前针对PET精密输液过滤核孔膜的亲水化处理研究未见报道。但研究者们在PET膜材料表面亲水处理方面已进行了部分探索。方法主要分为三大类：一是表面辐照处理，二是表面涂层处理，三是表面化学接枝处理。辐照处理方法主要是应用如等离子体等辐照手段，在不同气体氛围下，对膜表面进行活化处理，产生自由基，进而接枝亲水物质，如聚乙二醇和肝素。但等离子体处理价格昂贵、生产效率低，尤其真空模式下，无法实现连续化生产。利用紫外光辐照引发单体在PET膜表面接枝聚合，要达到预期效果,辐照时间需60分钟以上,效率较低。涂层处理技术目前已有使用多巴胺衍生物N-甲基丙烯酰胺(DAMA)在碱性环境下发生氧化自聚，在PET膜表面形成亲水涂层，然而DAMA合成耗时久，不适合量产。此外还有对PET膜表面进行紫外光活化之后涂覆氧化石墨烯。总体而言，表面涂层改性中，涂层与膜表面通过物理方式结合，稳定性较差。表面化学接枝处理的方法过程相对简单、操作方便、价格低廉，便于工业化。通过预处理或者采用引发剂对表面化学接枝乙烯基单体，如丙烯酸、丙烯酰胺、4-乙烯基吡啶、甲基丙烯酸羟乙酯、2-丙烯酰胺-甲基丙烷磺酸等，可有效提高PET膜材料的表面亲水性。虽然目前对PET膜材料的改性处理技术已有部分报道，但无法直接应用于对PET精密输液过滤核孔膜的处理，因为精密输液过滤核孔膜的处理技术在提高亲水性以外，还需要同时满足多个要求，如通量的保持或提高、符合医用标准的低毒性、低残留、止液作用的提高等。因此满足精密输液过滤要求的PET核孔膜的亲水化处理技术亟待开发。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种适用于PET精密输液过滤核孔膜的改性处理工艺。
为了解决上述问题，本发明提供了PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：配制引发浴：在质量浓度为1～5％的引发剂水溶液中加入质量浓度为0.5～2.5％的亚硫酸氢钠，根据需要加入催化剂，加热至40～70℃；
步骤2)：引发处理：将PET精密输液过滤核孔膜以1:50～1:100的固液比浸入引发浴中，处理5～60min后，水洗1～3次；
步骤3)：配制接枝浴：配制质量浓度为0.1～5％的丙烯酸溶液，将其加热至 40～70℃；
步骤4)：接枝处理：将引发处理后的PET精密输液过滤核孔膜以1:50～1:100 的固液比浸入接枝浴中，处理0.5～4h后，水洗1～3次，自然晾干或50℃下烘干即可。
优选地，所述步骤1)中的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
优选地，所述步骤1)中的催化剂为硝酸铜、氯化亚铁、氯化铁和四氧化三铁中的任意一种或几种，加入量为引发剂质量的1～5％。亚硫酸氢钠的作用为与引发剂形成氧化还原体系，促进自由基的生成。
本发明将PET核孔膜经过引发处理浴的引发处理之后在丙烯酸接枝浴进行接枝处理，形成亲水性表面。本发明所要解决的技术问题是提供一种符合医用标准的低毒性、低残留、超薄的PET核孔膜的亲水化处理技术，以实现通量的保持或提高以及止液作用的增强。
本发明中过硫酸铵或过硫酸钾在选择性加入催化条件下与亚硫酸氢钠反应，于PET精密输液过滤核孔膜表面引入自由基，将丙烯酸接枝于PET精密输液过滤核孔膜表面，形成超薄接枝层，提高了PET核孔膜表面的亲水性。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)处理后聚丙烯酸接枝层无生物毒性；
(2)处理过程操作简单，对设备要较低，不涉及易燃易爆高挥发高毒性物质，处理过程安全性高；
(3)处理使用原料价格低廉；
(4)处理可显著提高PET核孔膜的表面亲水性，且不影响膜的基本结构、本体机械性能；
(5)处理可显著提高膜对空气的拦截性、止液高度、液体通量，提高精密输液过滤核孔膜的品质；
(6)通过共价键接枝形成的接枝层，超薄且牢度高，所以耐久性好；
(7)该改性技术具有应用于其他合成材料核孔膜的潜力。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并作详细说明如下。
实施例1
一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，具体步骤为：配制1wt.％的过硫酸铵溶液，聚对苯二甲酸乙二醇酯精密输液核孔膜以1:60的固液比浸入过硫酸铵溶液中，加入0.5wt.％亚硫酸氢钠，加入过硫酸铵质量1.5％的硝酸铜作为催化剂，于50℃下反应1h，反应完毕将核孔膜取出，水洗3次，随后将核孔膜放入0.1wt.％的丙烯酸溶液中，固液比1:50，于70℃下接枝4h，将核孔膜取出水洗3次，以去除核孔膜表面未反应的丙烯酸和发生自聚的聚丙烯酸，并于50℃下烘干30min。处理后PET核孔膜接触角从85.9°降低至68.2°。
实施例2
一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，具体步骤为：配制1wt.％的过硫酸钾溶液，聚对苯二甲酸乙二醇酯精密输液核孔膜以1:50的固液比浸入过硫酸钾溶液中，加入0.5wt.％亚硫酸氢钠，加入过硫酸钾质量1％的氯化亚铁作为催化剂，于60℃下反应30min，反应完毕将核孔膜取出，水洗3次，随后将核孔膜放入4wt.％的丙烯酸溶液中，固液比1:100，于50℃下接枝1h，将核孔膜取出水洗3次，以去除核孔膜表面未反应的丙烯酸和发生自聚的聚丙烯酸，并于 50℃下烘干30min。处理后PET核孔膜接触角从85.9°降低至52.9°。
实施例3
一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，具体步骤为：配制5wt.％的过硫酸铵溶液，聚对苯二甲酸乙二醇酯精密输液核孔膜以1:100的固液比浸入过硫酸铵溶液中，加入2wt.％亚硫酸氢钠，加入过硫酸铵质量1％的硝酸铜和0.5％氯化铁作为催化剂，于60℃下反应30min，反应完毕将核孔膜取出，水洗3次，随后将核孔膜放入1wt.％的丙烯酸溶液中，固液比1:50，于70℃下接枝1h，将核孔膜取出水洗3次，以去除核孔膜表面未反应的丙烯酸和发生自聚的聚丙烯酸，并于50℃下烘干30min。处理后PET核孔膜接触角从85.9°降低至64.0°。
实施例4
一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，具体步骤为：配制3wt.％的过硫酸钾溶液，聚对苯二甲酸乙二醇酯精密输液核孔膜以1:70的固液比浸入过硫酸钾溶液中，加入2.5wt.％亚硫酸氢钠，加入过硫酸钾质量1.5％的四氧化三铁作为催化剂，于50℃下反应1h，反应完毕将核孔膜取出，水洗3次，随后将核孔膜放入3wt.％的丙烯酸溶液中，固液比1:100，于60℃下接枝2h，将核孔膜取出水洗3次，以去除核孔膜表面未反应的丙烯酸和发生自聚的聚丙烯酸，并于常温下自然干燥。处理后PET核孔膜接触角从85.9°降低至59.7°。

Claims (3)

1.一种PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：配制引发浴：在质量浓度为1～5％的引发剂水溶液中加入质量浓度为0.5～2.5％的亚硫酸氢钠，根据需要加入催化剂，加热至40～70℃；
步骤2)：引发处理：将PET精密输液过滤核孔膜以1:50～1:100的固液比浸入引发浴中，处理5～60min后，水洗1～3次；
步骤3)：配制接枝浴：配制质量浓度为0.1～5％的丙烯酸溶液，将其加热至40～70℃；
步骤4)：接枝处理：将引发处理后的PET精密输液过滤核孔膜以1:50～1:100的固液比浸入接枝浴中，处理0.5～4h后，水洗1～3次，自然晾干或50℃下烘干即可。
2.如权利要求1所述的PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
3.如权利要求1所述的PET精密输液过滤核孔膜亲水化处理工艺，其特征在于，所述步骤1)中的催化剂为硝酸铜、氯化亚铁、氯化铁和四氧化三铁中的任意一种或几种，加入量为引发剂质量的1～5％。
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