CN111992053B - 一种气体交换膜及其制备方法和气体交换组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气体交换膜，包括由若干中空纤维膜丝以及编织线编织而成的膜网，所述中空纤维膜丝包括支撑层和分离层，所述支撑层包括朝向其内腔表面的内表面，所述分离层包括外表面，所述外表面位于分离层背离支撑层的一侧，所述支撑层的孔隙率大于分离层的孔隙率，其特征在于：中空纤维膜丝的O2传质速率为15‑400L/(min·m2·MPa)，所述支撑层的内表面设置有扰流凸起，所述扰流凸起的高度和中空纤维膜丝内腔半径之比设置在0.015‑0.225之间。本发明所要达到的目的是提供一种能让气体交换更加彻底的气体交换膜及其制备方法和气体交换组件。

Description

一种气体交换膜及其制备方法和气体交换组件
技术领域
本发明涉及薄膜，特别是一种气体交换膜及其制备方法和气体交换组件。
背景技术
体外膜肺氧合(ExtracorporealMembraneOxygenation，ECMO)主要用于对重症心肺功能衰竭患者提供持续的体外呼吸与循环，以维持患者生命。ECMO主要包括血管内插管、连接管、动力泵(人工心脏)、氧合器(人工肺)、供氧管、监测系统等部分。其核心部分是用以进行氧气-二氧化碳交换的氧合器(人工肺，即可理解为气体交换组件)和用以提供血液流动动力的动力泵(人工心脏)。
其工作原理大致如下：将患者体内的静脉血引至氧合器，静脉血在氧合器内，进行氧气-二氧化碳的交换，在血液流出氧合器后，血液内的氧气含量增多，二氧化碳含量减小，实现了在体外将静脉血变成动脉血的效果，代替了患者受损的肺部，从而维持患者生命。氧合器内的核心部件即为气体交换膜，为了能够提高氧合的效果以及效率，需要对氧合器以及氧合膜做相关的设置。
在现有技术中，氧合器分为硅胶膜型与中空纤维型两种，对于中空纤维膜作为气体交换膜的情况来说，其起到氧气-二氧化碳交换的主要部件即为中空纤维膜。取单根中空纤维膜丝进行分析，在工作的过程中，中空纤维膜丝内部中空管中持续通空气或氧气或其他相关的气体，血液在中空纤维膜丝外部环绕流动，在流动的过程中，由于中空管内部的氧气含量高，而血液中的二氧化碳含量低，因此氧气会从中空纤维膜丝内部穿过管壁扩散至血液，二氧化碳会从血液中穿过中空纤维膜丝的管壁扩散至中空管内部，从而实现气体交换的功能。在气体交换组件中，包括了若干中空纤维膜丝组成的气体交换膜，血液环绕在中空纤维膜丝之间进行流动。传统的气体交换膜设置如下：将多根中空纤维膜丝通过编织线编织成为单层网状结构，其中中空纤维膜丝和编织线之间呈直角，再将网状结构的中空纤维膜网卷绕，使其整体呈柱状，一端为进气端，一端为出气端，进行使用；显而易见的是这种方式，使得每一根中空纤维膜丝之间都是平行排布的，包括中空纤维膜丝内部的中空管也是平行排布的，因此血液流动的流道和气体流动的气道也是平行、均匀的通道，如图10所示。气体束在通过中空管内的时候，其靠近中空纤维膜丝内壁的部分气体(即图中竖向虚线部分和中空纤维膜丝内壁之间形成的管状气体束)优先和血液进行氧气-二氧化碳的气体交换，而位于气体束中心位置的气体(即图中竖向虚线部分内部的柱状气体束)，很少能够与血液进行气体交换，甚至当气体通过的速度较快时，气体束中心的气体还没来得及扩散至中空纤维膜丝内壁位置，就已经排出中空管内部，这就容易发生血液中氧气-二氧化碳交换的不够彻底的情况发生。同时，由于气体的扩散不是瞬间完成的，是需要经过一定时间的，当气体沿着中空纤维膜丝内腔进行流动时，开头部分气体束边缘与膜丝内壁接触(即图中A所示的区域)，产生较快的气体交换，当气体束流入中空纤维膜丝后半部分时(即图中B所示的区域)，由于气体束在起到内未有紊流，因此此时贴近膜丝膜丝内壁的气体大部分为之前经过气体交换的、含二氧化碳浓度较高的气体，这时候，对于中空纤维膜丝后半部分的气体交换效率就产生了较大的影响。
发明内容
本发明所要达到的目的是提供一种能让气体交换更加彻底的气体交换膜及其制备方法和气体交换组件。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种气体交换膜，包括由若干中空纤维膜丝以及编织线编织而成的膜网，所述中空纤维膜丝包括支撑层和分离层，所述支撑层包括朝向其内腔表面的内表面，所述分离层包括外表面，所述外表面位于分离层背离支撑层的一侧，所述支撑层的孔隙率大于分离层的孔隙率，其特征在于：中空纤维膜丝的O2传质速率为15-400L/(min·m2·bar)所述支撑层的内表面设置有扰流凸起，所述扰流凸起的高度和中空纤维膜丝内腔半径之比设置在0.015-0.225之间。
通过采用上述技术方案，中空纤维膜丝具有支撑层和分离层，支撑层可以起到支撑膜丝的作用，同时由于其相对致密，能够减缓血液渗透膜丝的速度，增加膜丝的有效使用寿命。并且在支撑层的内表面设置有扰流凸起，扰流凸起的设置能够保证气体束在膜丝内腔流动时被阻挡，产生一定的紊流，以使气体束内各个位置的气体之间能产生一定的位置交换(即靠近气体束中间的气体和位于气体束边缘靠近膜丝内壁的气体之间)，使气体束中所有位置的气体都能充分与支撑层的内表面所接触，从而保证在膜丝内腔流动的气体能够更充分地穿过膜丝侧壁扩散至血液中，降低膜丝内腔的氧气来不及进行扩散就被排出中空纤维膜丝的可能性。具体如图9所示，当气体束内靠近中空纤维膜丝内壁的气体(即图中竖向虚线部分和中空纤维膜丝内壁之间形成的管状气体束)，流经扰流凸起位置处时，冲击扰流凸起表面，使该部分气体产生一个朝向中空纤维膜中心的运动趋势，进一步使得该部分气体和靠近气体束中间的气体之间进行位置互换，将气体束中间位置的新鲜气体换至靠近膜丝内壁位置，这样就不会发生膜丝后部所接触的气体中，二氧化碳含量较高氧气含量较低的情况。并且对扰流凸起的相对高度做了限定，如果扰流凸起的高度过小，则对气体的紊流效果过低，无法达到预期的效果，如果扰流凸起的高度过高，则使得中空纤维膜丝内部中空的截面面积很小，影响气体流速，这样的话容易发生血液已经流过中空纤维膜丝的外部，但膜丝内腔的氧气还没来得及扩散至血液内的情况。
进一步的，所述扰流凸起与支撑层的内表面之间曲面连接，所述扰流凸起顶部设置为曲面。
通过采用上述技术方案，将扰流凸起和支撑层的内表面之间连接位置的结构设置为曲面，能够减少气体对扰流凸起表面的冲击，减少支撑层的内表面由于长时间被气体冲击产生结构被破坏的可能性。
进一步的，所述扰流凸起为周向环设或者部分周向环设。
进一步的，所述扰流凸起的延伸方向和中空纤维膜丝轴向垂直或倾斜设置。
通过采用上述技术方案，对扰流凸起的结构做了相关设置，能够使得气体在通过扰流凸起位置时，产生更强的紊流效果。
进一步的，所述分离层的外表面对应扰流凸起处，形成用以卡嵌编织线的卡槽。
通过采用上述技术方案，卡槽的设置能够保证编织线能够嵌入在卡槽内，使得编织线和分离层的外表面之间不容易发生相对滑动，一方面保证了编织线不会滑动划伤中空纤维膜丝外表面的结构，另一方面也能保证了整个膜网的结构强度。
进一步的，所述卡槽的深度设置在10μm-100μm之间。
通过采用上述技术方案，如果卡槽深度过浅，则在将垂直膜网斜拉成倾斜膜网时编织线容易从卡槽内滑脱，影响膜网整体的结构；如果卡槽深度过深，则会使卡槽位置形变较大，受力较大，容易发生结构的改变，使得膜网整体的强度下降；同时过深的卡槽会使得中空纤维膜丝的内径缩小，增大内部气体通过的阻力，减小气流量，降低O2传质速率。
进一步的，所述扰流凸起的高度设置在1.5μm-31.5μm之间。
通过采用上述技术方案，限定了扰流凸起的具体高度，从而也限定了中空纤维膜丝的内径。
进一步的，所述卡槽在同一根中空纤维膜丝上的间距设置在1cm-2cm之间。
通过采用上述技术方案，通过限定了卡槽在中空纤维膜丝上的间距，侧面限定了支撑层内表面的扰流凸起间距。因为在一定规格下，组成气体交换膜的中空纤维膜丝尺寸长度是一定的，控制了扰流凸起的间距即控制了扰流凸起的数量，扰流凸起的数量多，则气体紊流效果越好，但气体在中空纤维膜丝内部阻力越大，流速越慢；同时，也能够限定中空纤维膜丝表面卡槽的数量，以保证膜网编织时候的结构强度。
进一步的，所述卡槽的内部和分离层的外表面之间通过光滑曲面连接。
通过采用上述技术方案，保证了卡槽表面的光滑性，使其在编织时以及编织后不易对中空纤维膜丝的外表面产生划伤。
进一步的，所述膜网中相邻的中空纤维膜丝之间的间距设置在1cm-2cm之间。
通过采用上述技术方案，限定了中空纤维膜丝之间的间距，间距越小则表明膜网越密实，其在卷绕安装在气体交换组件内时，虽然留给血液流动的流道较少，但能够保证血液与更大表面积的中空纤维膜丝接触，进行O2-CO2的气体交换；如果间距越大，则留给血液流动的流道越多，整体流速越快，但O2-CO2气体交换的速率降低。
进一步的，所述编织线包括缠绕于卡槽内的缠绕段和编织结，所述编织结设置于中空纤维膜丝之间。
进一步的，所述编织结和卡槽之间为线-面接触。
进一步的，所述编织结的宽度等于两倍卡槽于膜网平面方向的深度加相邻中空纤维膜丝之间的间距。
通过采用上述技术方案，限定了中空纤维膜丝之间的距离，保证中空纤维膜丝、编织结、中空纤维膜丝之间的紧密编织连接。并且编织结和卡槽之间的线-面接触方式能够进一步减小对中空纤维膜丝外表面划伤的可能性。
进一步的，所述中空纤维膜丝均设置为直线型膜丝。
通过采用上述技术方案，选用直线型膜丝能够在编织成膜网时更容易进行机械化、自动化的编织操作。
进一步的，所述膜网设置为倾斜膜网或垂直膜网；所述倾斜膜网内的中空纤维膜丝和编织线延伸方向之间夹角呈锐角，所述垂直膜网内的中空纤维膜丝和编织线之间夹角呈直角。
进一步的，所述气体交换膜至少包括两层膜网层叠、复合形成。
进一步的，所述任意一层膜网中任取一根中空纤维膜丝，与相邻层中的中空纤维膜丝在层叠方向上的投影中，部分重叠。
进一步的，所述倾斜膜网中膜丝和编织线之间形成的夹角设置在45°-60°之间。
进一步的，所述氧合膜包括两层膜网复合而成，所述两层膜网均为倾斜膜网，且倾斜倾斜角度相同，倾斜方向相反；或者，
所述氧合膜包括两层膜网复合而成，所述两层膜网一层为倾斜膜网，另一层为垂直膜网。
通过采用上述技术方案，分别限定了倾斜膜网和垂直膜网的具体结构，也限定了相邻膜网之间的结构位置关系。可以是双层膜网层叠，也可以是三层膜网进行层叠，并且双层层叠时，可以说两层倾斜膜网层叠，也可以是一层垂直膜网加一层倾斜膜网进行层叠。这样的设置能够保证层叠后的膜网对血液流动产生较大的紊流效果。
进一步的，所述编织线包括但不限于PP、PET、N6、N66及其混合纱线，其规格选择在10F-100F，10D-60D之间。
通过采用上述技术方案，限定了编织线的材料、粗细，以保证编织后整个氧合膜的结构强度，不容易断裂破损。
本发明还涉及一种气体交换膜的制备方法，包括步骤：S1：提供至少两层包括中空纤维膜丝和编织线编织而成的垂直膜网；S2：对部分垂直膜网进行斜拉，形成倾斜膜网，所述斜拉时当膜网幅宽为100mm，施加斜拉作用力在5N-50N之间；S3：层叠；S4：收卷，将层叠膜网进行卷绕。
通过采用上述技术方案，重点限定了斜拉时对垂直膜网施加的作用力，能够保证卡槽的深度不过过深，也不会过浅；同时也能保证扰流凸起的高度不会过高，也不会过低。能够使中空纤维膜丝内腔的气流一方面具有较强的紊流效果，另一方面也具有较快的流速。
进一步的，所述S1步骤中的垂直膜网，其组成的中空纤维膜丝表面的断裂强度设置在0.0026cN/μm2-0.037cN/μm2。
通过采用上述技术方案，限定了中空纤维膜丝表面的柔软程度，进一步控制制备过程中，斜拉垂直膜网时产生扰流凸起的高度。如该表面的断裂强度高，则表示其表面较为坚硬，不易形成卡槽和扰流凸起；如该表面的断裂强度低，则表示该表面较软，容易形成卡槽及扰流凸起。
进一步的，所述S2步骤中斜拉具体为，
取一张矩形的垂直膜网打开铺平，使用固定装置分别固定住垂直膜网的对边，施加作用力使膜网内的中空纤维膜丝和编织线之间产生倾斜角度，形成倾斜膜网，并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起；或者，
将垂直膜网卷绕于原料辊表面，形成原料卷，打开原料卷，将垂直膜网的一端固定于一收卷辊，并且调节原料卷和收卷辊的相对位置，使其在轴线方向相交，一边进行原料卷的放卷，一边进行收卷辊的收卷形成倾斜膜网，并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起。
通过采用上述技术方案，能够机械化、智能地控制斜拉的整个生产过程，并且可以将斜拉、层叠、收卷的步骤同时合并进行，节约了生产时间，提高了生产效率。
进一步的，所述S3步骤中层叠具体为，
S3-1：取第一张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-2：取第二张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将第一张膜网和第二张膜网进行层叠，形成双层膜网，所述第一张倾斜膜网和第二张倾斜膜网的倾斜角度不同；或者，
S3-1：取第一张矩形的垂直膜网打开铺平；
S3-2：取第二张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将第一张膜网和第二张膜网进行层叠，形成双层膜网；或者，
S3-1：取一张矩形的垂直膜网打开铺平；
S3-2：取另两张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将倾斜膜网分别置于垂直膜网两侧进行层叠，形成三层膜网。
通过采用上述技术方案，限定了膜网和膜网之间的层叠结构，使得相邻层膜网在层叠后，其表面的中空纤维膜丝存在交错设置，能够让血液流经膜网时产生一定的紊流，能够让血液能充分地和中空纤维膜丝内腔流动的氧气进行气体交换，使含氧量低的静脉血变成含氧量高的动脉血。
进一步的，所述S3步骤和S4步骤之间还包括定型步骤，所述定型步骤包括但不限于热定型、胶粘定型、静电吸附定型等。
进一步的，所述定型步骤中的温度设置在60℃-140℃之间。
通过采用上述技术方案，可以使双层膜网或三层膜网在收卷的同时进行热合，保证不同膜网之间能够固定。不会发生相对滑动，从而导致不同层之间的中空纤维膜丝的相对位置发生变化，减弱血液紊流的效果，同时也能够保证氧合膜的结构强度，不易被冲散。当然也可以不选择热压的方式进行结合，可以为其他的黏胶粘合、静电结合等等方式。
进一步的，所述S2、S3、S4步骤可合并进行，具体操作如下，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间平行设置，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交；
第二步，将第一原料卷和第二原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷；或者，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交；
第二步，将第一原料卷和第二原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷；或者，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷、第三原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第三原料卷的轴线和收卷辊的轴线平行设置；
第二步，将第一原料卷、第二原料卷和第三原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面，所述第三原料卷上放卷的膜网，设置在中间层；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷和第三原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷。
进一步的，所述第三步中，包括定型步骤，层叠的膜网先通过热压辊辊压定型，再进行收卷，所述定型步骤的温度设置在60℃-140℃之间。
通过采用上述技术方案，提供了两种双层膜网以及一种三层膜网的的层叠结构方案。在双层膜网方案中，可以是两层均由倾斜膜网层叠，也可以是一层为倾斜膜网，一层为垂直膜网；在三层膜网的方案中，中间一层为垂直膜网，两侧两层均为倾斜膜网。在这些方案中，均能够实现中空纤维膜丝的交错，从而使血液在流经氧合膜时，增加紊流效果。本方案中，能够将垂直膜网的斜拉、不同膜网之间的层叠以及收卷同时进行，简化了整个工艺步骤的繁琐程度，提高了氧合膜的生产效率。
本发明还提供了一种气体交换，包括壳体，所述壳体设置有进液口、出液口、进气口和出气口，所述进气口、出气口以及氧合膜的中空纤维膜丝内部组成气道，所述中空纤维膜丝外侧壁和壳体之间形成腔体，所述进液口、腔体、出液口形成流道。
进一步的，所述中空纤维膜丝在靠近两端位置处，所述中空纤维膜丝在靠近两端位置处，均设置有用以将中空纤维膜丝和中空纤维膜丝之间、中空纤维膜丝和壳体之间进行密封的密封件。
进一步的，所述进气口与出气口与中空纤维膜丝两端的开口相对。
通过采用上述技术方案，氧合组件中气道和流道相对隔离，血液在流道中流经中空纤维膜丝的外表面，同时中空纤维膜丝的内部有空气通过，此时发生氧气-二氧化碳气体交换。进气口、出气口位置的设置为了便于空气或氧气顺利进入中空纤维膜丝内部。
相比现有技术来说，本发明中的气体交换膜和使用本发明气体交换膜的气体交换组件具有的优点在于：1.扰流凸起能够对中空纤维膜丝内腔的气体流动起到紊流的效果。这样在气体流动时处于中间位置的气体通过扰流凸起能够发生位置变化，变得易和支撑层接触，让更多的氧气能够和血液进行气体交换。2.由于编织线卡嵌于卡槽内，使得膜网在受力时，编织线不会轻易和中空纤维膜的外表面之间发生相对滑动，从而破坏膜表面的结构。
相比现有技术来说，本发明中的氧合膜的制备方法具有的优点在于：1.制备工艺简洁。2.工艺中几个步骤可同时进行，节省了生产时间。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明气体交换装置的结构示意图；
图2为本发明中编织膜层的结构示意图1；
图3为本发明中编织膜层的结构示意图2；
图4为实施例中流量1的测试装置示意图；
图5为实施例中流量2的测试装置示意图；
图6为斜拉的方法示意图1；
图7为斜拉的方法示意图2；
图8为斜拉的方法示意图3；
图9为本发明中膜丝卡槽及扰流凸起处的结构示意图；
图10为现有技术中气体束的流动分析示意图。
图中：1、进气口；2、出气口；3、进液口；4、出液口；5、中空纤维膜丝；6、密封件；7、编织线；8、测试管；9、固定装置；10、原料辊；11、收卷辊。
实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一：
一种气体交换膜的制备方法，包括步骤：
S1：提供两层幅宽为100mm的中空纤维膜丝5组成的膜网，每一层膜网均通过编织设备经编织线7编织而成，并且编织线7和中空纤维膜丝5之间呈90°夹角设置。
S2：对垂直膜网进行斜拉，形成倾斜膜网。取一张幅宽100毫米的垂直膜网打开铺平，使用固定装置9分别固定住垂直膜网的对边，施加作用力5N，使膜网内的中空纤维膜丝5和编织线7之间产生45°的倾斜角度，形成倾斜膜网，如图6所示。并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起，进而检测卡槽深度为10μm，宽度为95μm，扰流凸起高度为3μm。这里我们对卡槽深度和扰流凸起高度做出相关解释，卡槽深度为膜丝外表面竖直侧壁至卡槽最深处的径向深度；扰流凸起高度为扰流凸起最高点处至膜丝内表面竖直内壁处的径向高度。对另一张膜网也如上述步骤进行斜拉操作。
S3：层叠，将S2步骤中经过斜拉的两层膜网以不同角度进行层叠。这里不同角度具体是指，其中一层膜网内的中空纤维膜丝5的排布方向和另一层膜网内的中空纤维膜丝5的排布方向不同。其在层叠方向上的投影中，部分中叠。即两层膜网内的中空纤维膜丝5排布不能完全相同。在本实施例中，中空纤维膜丝5本身也设置为直线型，但在其他实施例中，中空纤维膜丝5本身可设置为曲线、折线、或是其他不规则形状等等(如图2-图3所示)，只需要在斜拉时，使用不同的斜拉方式即可形成不同的形状。在将两层膜网层叠之后，使用热风枪，控制温度在60℃-140℃之间，对其表面进行风吹，从而使得两层膜网之间相对固定。吹风温度选择为60℃。在其他的实施例中，也可以通过胶水粘合，或是静电吸附结合等等方式来进行不同膜网之间的固定。
S4：收卷，将层叠膜网进行卷绕。
上述方式为两层膜网层叠的气体交换膜制备方法，如果气体交换膜是由三层膜网组成，则只需在S1步骤中提供三层膜网，并且将其中间层不进行斜拉，中间层两侧的膜网均进行斜拉，再使用类似方式进行操作即可。
在本实施例中，S1步骤中提供的膜网，其组成膜网的中空纤维膜丝5的外径为0.4mm，其内径为0.2mm，并且在膜网内中空纤维膜丝5的间距设置为0.5mm，其表面的断裂强度设置为0.0026cN/μm2。卡槽深度为100μm，宽度为105μm，扰流凸起高度为30μm。进一步的，中空纤维膜丝5的内贝尔设置为支撑层，外层为分离层，支撑层的厚度为55μm，分离层的厚度为0.5μm，中空纤维膜丝5的氧气传质效率为15L/(min·m2·bar)。进一步的，在本实施例中，膜层之间通过PP编织线7编织而成，其规格选择为10F10D。
实施例二：
S1：提供两层幅宽为100mm的中空纤维膜丝5组成的膜网，每一层膜网均通过编织设备经编织线7编织而成，并且编织线7和中空纤维膜丝5之间呈90°夹角设置。
S2：对垂直膜网进行斜拉，形成倾斜膜网。取一张幅宽100毫米的垂直膜网打开铺平，使用固定装置9分别固定住垂直膜网的对边，施加作用力15N，使膜网内的中空纤维膜丝5和编织线7之间产生48°的倾斜角度，形成倾斜膜网，并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起，进而检测卡槽深度为30μm，宽度为90μm，扰流凸起高度为10μm。对另一张膜网不做操作。
S3：层叠，将S2步骤中经过斜拉的膜网和未经过斜拉的垂直膜网以不同角度进行层叠。这里不同角度具体是指，其中一层膜网内的中空纤维膜丝5的排布方向和另一层膜网内的中空纤维膜丝5的排布方向不同。其在层叠方向上的投影中，部分中叠。即两层膜网内的中空纤维膜丝5排布不能完全相同。在本实施例中，中空纤维膜丝5本身也设置为直线型，但在其他实施例中，中空纤维膜丝5本身可设置为曲线、折线、或是其他不规则形状等等，只需要在斜拉时，使用不同的斜拉方式即可形成不同的形状。在将两层膜网层叠之后，使用热风枪，控制温度在60℃-140℃之间，对其表面进行风吹，从而使得两层膜网之间相对固定，吹风温度选择为80℃。在其他的实施例中，也可以通过胶水粘合，或是静电吸附结合等等方式来进行不同膜网之间的固定。
S4：收卷，将层叠膜网进行卷绕。
上述方式为两层膜网层叠的气体交换膜制备方法，如果气体交换膜是由三层膜网组成，则只需在S1步骤中提供三层膜网，并且将其中间层不进行斜拉，中间层两侧的膜网均进行斜拉，再使用类似方式进行操作即可。
在本实施例中，S1步骤中提供的膜网，其组成膜网的中空纤维膜丝5的外径为0.38mm，其内径为0.28mm，并且在膜网内中空纤维膜丝5的间距设置为0.62mm，其表面的断裂强度设置为0.037cN/μm2。卡槽深度为80μm，宽度为105μm，扰流凸起高度为30μm。进一步的，中空纤维膜丝5的内贝尔设置为支撑层，外层为分离层，支撑层的厚度为47μm，分离层的厚度为3μm，中空纤维膜丝5的氧气传质效率为104L/(min·m2·bar)。进一步的，在本实施例中，膜层之间通过PET编织线7编织而成，其规格选择为50F20D。
实施例三：
S1：提供三层幅宽为100mm的中空纤维膜丝5组成的膜网，每一层膜网均通过编织设备经编织线7编织而成，并且编织线7和中空纤维膜丝5之间呈90°夹角设置。
在本实施例中，S2步骤、S3步骤、S4步骤同时同步进行。
具体操作如下：提供三根原料辊10，将三层垂直膜网卷绕于原料辊10表面，形成三个原料卷，打开原料卷，将垂直膜网的一端固定于一收卷辊11，并且调节原料卷和收卷辊11的相对位置，使其在轴线方向相交形成51°夹角，同时控制膜网的预紧力为40N，一边进行原料卷的放卷，一边进行收卷辊11的收卷形成倾斜膜层卷，如图7所示。当然在其他实施例中，原料卷和收卷辊11之间的角度也可以根据不同需求进行选择；并且除了调节原料卷和收卷辊11之间的角度是一个方式之外，在其他实施例中，也可以通过调节垂直膜网拉出原料卷的端部固定在收卷辊11的位置来进行斜拉角度的调节，如图8所示，也可以是使用两种方式混合进行斜拉角度的调节。
其中卷绕着垂直膜网的原料辊10，即垂直膜网原料卷，拉出的膜网设置在中间层，另两个原料卷拉出的倾斜膜网置于其两侧。
在收卷的同时，还包括使用热压辊对层叠的膜网进行辊压复合，并且将热压辊的温度设置在60℃-140℃之间，优选为100℃。在具体设置中，热压辊可以是贴合倾斜膜层卷设置，也可以是在原料卷和倾斜膜层卷之间进行辊压。
在本实施例中，S1步骤中提供的膜网，其组成膜网的中空纤维膜丝5的外径为0.3mm，其内径为0.2mm，并且在膜网内中空纤维膜丝5的间距设置为0.75mm，其表面的断裂强度设置为0.012cN/μm2。卡槽深度为60μm，宽度为100μm，扰流凸起高度为20μm。进一步的，中空纤维膜丝5的内贝尔设置为支撑层，外层为分离层，支撑层的厚度为99μm，分离层的厚度为0.1μm，中空纤维膜丝5的氧气传质效率为234L/(min·m2·bar)。进一步的，在本实施例中，膜层之间通过N6编织线7编织而成，其规格选择为100F40D。
实施例四：
S1：提供两层幅宽为100mm的中空纤维膜丝5组成的膜网，每一层膜网均通过编织设备经编织线7编织而成，并且编织线7和中空纤维膜丝5之间呈90°夹角设置。
在本实施例中，S2步骤、S3步骤、S4步骤同时同步进行。
具体操作如下：提供两根原料辊10，将两层垂直膜网卷绕于原料辊10表面，形成两个原料卷，打开原料卷，将垂直膜网的一端固定于一收卷辊11，并且调节原料卷和收卷辊11的相对位置，使其在轴线方向相交形成55°夹角，同时控制膜网的预紧力为50N，一边进行原料卷的放卷，一边进行收卷辊11的收卷形成倾斜膜层卷。当然在其他实施例中，原料卷和收卷辊11之间的角度也可以根据不同需求进行选择；并且除了调节原料卷和收卷辊11之间的角度是一个方式之外，在其他实施例中，也可以通过调节垂直膜网拉出原料卷的端部固定在收卷辊11的位置来进行斜拉角度的调节，也可以是使用两种方式混合进行斜拉角度的调节。
在本实施例中，两根原料卷放卷出的倾斜膜网，均收卷于同一根收卷辊11表面，以实现层叠的效果。
在收卷的同时，还包括使用热压辊对层叠的膜网进行辊压复合，并且将热压辊的温度设置在60℃-140℃之间，优选为120℃。在具体设置中，热压辊可以是贴合倾斜膜层卷设置，也可以是在原料卷和倾斜膜层卷之间进行辊压。
在本实施例中，S1步骤中提供的膜网，其组成膜网的中空纤维膜丝5的外径为0.3mm，其内径为0.2mm，并且在膜网内中空纤维膜丝5的间距设置为0.55mm，其表面的断裂强度设置为0.023cN/μm2。卡槽深度为80μm，宽度为110μm，扰流凸起高度为25μm。进一步的，中空纤维膜丝5的内贝尔设置为支撑层，外层为分离层，支撑层的厚度为60μm，分离层的厚度为2μm，中空纤维膜丝5的氧气传质效率为349L/(min·m2·bar)。进一步的，在本实施例中，膜层之间通过N66编织线7编织而成，其规格选择为10F60D。
实施例五：
S1：提供两层幅宽为100mm的中空纤维膜丝5组成的膜网，每一层膜网均通过编织设备经编织线7编织而成，并且编织线7和中空纤维膜丝5之间呈90°夹角设置。
在本实施例中，S2步骤、S3步骤、S4步骤同时同步进行。
具体操作如下：提供两根原料辊10，将两层垂直膜网卷绕于原料辊10表面，形成两个原料卷，打开原料卷，将垂直膜网的一端固定于一收卷辊11，并且调节原料卷和收卷辊11的相对位置，使其在轴线方向相交形成60°夹角，同时控制膜网的预紧力为55N，一边进行原料卷的放卷，一边进行收卷辊11的收卷形成倾斜膜层卷。当然在其他实施例中，原料卷和收卷辊11之间的角度也可以根据不同需求进行选择；并且除了调节原料卷和收卷辊11之间的角度是一个方式之外，在其他实施例中，也可以通过调节垂直膜网拉出原料卷的端部固定在收卷辊11的位置来进行斜拉角度的调节，也可以是使用两种方式混合进行斜拉角度的调节。
在本实施例中，一根原料卷放卷出的倾斜膜网，另一根原料卷放卷出的为垂直膜网，倾斜膜网和垂直膜网均收卷于同一根收卷辊11表面，以实现层叠的效果。
在收卷的同时，还包括使用热压辊对层叠的膜网进行辊压复合，并且将热压辊的温度设置在60℃-140℃之间，优选为140℃。在具体设置中，热压辊可以是贴合倾斜膜层卷设置，也可以是在原料卷和倾斜膜层卷之间进行辊压。
在本实施例中，S1步骤中提供的膜网，其组成膜网的中空纤维膜丝5的外径为0.4mm，其内径为0.2mm，并且在膜网内中空纤维膜丝5的间距设置为0.6mm，其表面的断裂强度设置为0.03cN/μm2。卡槽深度为100μm，宽度为90μm，扰流凸起高度为30μm。进一步的，中空纤维膜丝5的内贝尔设置为支撑层，外层为分离层，支撑层的厚度为70μm，分离层的厚度为1μm，中空纤维膜丝5的氧气传质效率为395L/(min·m2·bar)。进一步的，在本实施例中，膜层之间通过PP编织线7编织而成，其规格选择为100F40D。
应当说明的是，将垂直膜网进行斜拉，在本申请中公开了两类不同的方式，使用者两类不同的方式均可制备的相同尺寸形状的膜网，且其相关性能参数并没有区别。
在本申请中，如图1所示，进一步的还提供了一种氧合组件，包括呈柱状设置的壳体，在壳体的顶部开设有进气口1，进气口1和中空纤维膜丝5中空部联通，气体从进气口1进入氧合组件，从中空纤维膜丝5的一端穿过中空纤维膜丝5内部，再从中空纤维膜丝5的另一端排出，并且通过设置在氧合组件侧壁的出气口2排出氧合组件，即进气口1、中空纤维膜丝5内部、排气口组成气道。将本发明制备的中空纤维膜网进行卷绕，然后以柱状形式整体放入氧合组件中，以实现上述结构。同时在氧合组件的侧壁，还开设有进液口3，在氧合组件的底部开设有出液口4，进液口3流入的血液流经中空纤维膜丝5外部和壳体之间形成的腔体，再从氧合组件底部流出，即进液口3、出液口4、腔体组成流道。并且进一步将中空纤维膜丝5在靠近两端位置处，设置有将中空纤维膜丝5和中空纤维膜丝5之间、中空纤维膜丝5和壳体之间进行密封的密封件6，具体密封件6可以为胶层，即通过胶水固化形成。进一步的在氧合组件中，进气口1与出气口2与中空纤维膜丝5两端的开口相对设置。
我们基于实施例四、实施例五的方法来制备不同层数层叠的膜网，控制工艺步骤中相对的角度，来实现倾斜膜网倾斜的角度，进行实验样品制作。并将制作完的层状膜网进行卷绕，制备如图1所示的氧合组件，进行相关性能测试，并将测试结果进行记录。
在表一中，所有样品均为双层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.2mm，外径为0.4mm的中空纤维膜丝5，选取10F10D的PP材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.5mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为1μm，支撑层设置为90μm。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表一：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品1 1.5 0.1 0.015 1.6 90 33 531
样品2 3 0.1 0.030 3.2 91 69 529
样品3 4.5 0.1 0.045 4.6 90 103 528
样品4 6 0.1 0.060 6.1 93 129 525
样品5 7.5 0.1 0.075 7.7 92 164 526
样品6 9 0.1 0.090 9.2 94 198 526
样品7 10.5 0.1 0.105 10.6 93 236 524
样品8 12 0.1 0.120 12.1 94 271 523
样品9 13.5 0.1 0.135 13.7 95 302 523
样品10 15 0.1 0.150 15.2 92 327 521
样品11 16.5 0.1 0.165 16.6 93 366 522
样品12 18 0.1 0.180 18.1 95 392 520
样品13 19.5 0.1 0.195 19.6 96 438 519
样品14 21 0.1 0.210 21.2 93 472 517
样品15 22.5 0.1 0.225 22.6 95 495 518
对比例1 0 0.1 0 0 0 24 533
在表一中的流量1，具体测试装置如图4所示：将膜面积为0.1㎡的样品卷成膜柱，置于测试管8内，膜柱的外表面与测试管8内表面抵触，测试管8一端封死，一端开口，且测试管8一侧壁开设有出气口。在测试时，先在测试管8的开口端施加1公斤气压，向其内部通入氧气，在测试管8的出气口进行气体流量检测并记录相关数据，流量1越大，则表明气体传质效率越高，越容易穿过膜丝侧壁。
在表一中的流量2，具体测试装置如图5所示为：在25℃下，将膜面积为0.1㎡的样品卷成膜柱，置于测试管8内，膜柱的外表面与测试管8内表面抵触，测试管8两端开口设置。在测试时，现在测试管8的一端施加1公斤气压，向其内部通入氧气，在测试管8的另一端进行气体流量监测并记录相关数据，流量2越小，则表明氧气在通过中空纤维膜丝5内部时紊乱程度越高。
在表二中，所有样品均为双层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.28mm，外径为0.38mm的中空纤维膜丝5，选取50F25D的PP材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.55mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为0.1μm，支撑层设置为99μm。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表二：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品16 2.1 0.14 0.015 2.2 97 29 537
样品17 4.2 0.14 0.030 4.4 97 63 536
样品18 6.3 0.14 0.045 6.4 99 97 536
样品19 8.4 0.14 0.060 8.5 98 124 535
样品20 10.5 0.14 0.075 10.6 100 160 533
样品21 12.6 0.14 0.090 12.8 99 191 534
样品22 14.7 0.14 0.105 14.8 101 228 532
样品23 16.8 0.14 0.120 16.9 102 264 531
样品24 18.9 0.14 0.135 19.1 101 296 529
样品25 21 0.14 0.150 21.2 104 323 530
样品26 23.1 0.14 0.165 23.3 106 360 529
样品27 25.2 0.14 0.180 25.5 107 384 528
样品28 27.3 0.14 0.195 27.4 106 432 526
样品29 29.4 0.14 0.210 29.5 108 467 526
样品30 31.5 0.14 0.225 31.6 110 489 525
对比例2 0 0.14 0 0 0 501 539
表二中，相关性能参数的测试方式与表一中相同。
在表三中，所有样品均为双层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.2mm，外径为0.3mm的中空纤维膜丝5，选取100F40D的PP材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.6mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为2.5μm，支撑层设置为65μm。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表三：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品31 0.015 0.1 0.015 1.6 90 23 531
样品32 0.030 0.1 0.030 3.2 91 58 529
样品33 0.045 0.1 0.045 4.6 90 91 528
样品34 0.060 0.1 0.060 6.1 93 119 525
样品35 0.075 0.1 0.075 7.7 92 157 526
样品36 0.090 0.1 0.090 9.2 94 186 526
样品37 0.105 0.1 0.105 10.6 93 221 524
样品38 0.120 0.1 0.120 12.1 94 258 523
样品39 0.135 0.1 0.135 13.7 95 289 523
样品40 0.150 0.1 0.150 15.2 92 318 521
样品41 0.165 0.1 0.165 16.6 93 351 522
样品42 0.180 0.1 0.180 18.1 95 377 520
样品43 0.195 0.1 0.195 19.6 96 425 519
样品44 0.210 0.1 0.210 21.2 93 462 517
样品45 0.225 0.1 0.225 22.6 95 483 518
对比例3 0 0.1 0 0 0 501 533
表三中，相关性能参数的测试方式与表一中相同。
在表四中，所有样品均为三层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.2mm，外径为0.3mm的中空纤维膜丝5，选取10F10D的PP材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.7mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为1.5μm，支撑层设置为55μm。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表四：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品46 0.015 0.1 0.015 1.6 90 16 531
样品47 0.030 0.1 0.030 3.2 91 51 529
样品48 0.045 0.1 0.045 4.6 90 85 528
样品49 0.060 0.1 0.060 6.1 93 113 525
样品50 0.075 0.1 0.075 7.7 92 151 526
样品51 0.090 0.1 0.090 9.2 94 180 526
样品52 0.105 0.1 0.105 10.6 93 213 524
样品53 0.120 0.1 0.120 12.1 94 250 523
样品54 0.135 0.1 0.135 13.7 95 282 523
样品55 0.150 0.1 0.150 15.2 92 311 521
样品56 0.165 0.1 0.165 16.6 93 344 522
样品57 0.180 0.1 0.180 18.1 95 373 520
样品58 0.195 0.1 0.195 19.6 96 419 519
样品59 0.210 0.1 0.210 21.2 93 455 517
样品60 0.225 0.1 0.225 22.6 95 474 518
对比例4 0 0.1 0 0 0 492 533
表四中，相关性能参数的测试方式与表一中相同。
在表五中，所有样品均为三层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.2mm，外径为0.4mm的中空纤维膜丝5，选取50F25D的PP材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.75mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为1.2μm，支撑层设置为65μm。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表五：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品61 0.015 0.1 0.015 1.6 90 10 531
样品62 0.030 0.1 0.030 3.2 91 46 529
样品63 0.045 0.1 0.045 4.6 90 78 528
样品64 0.060 0.1 0.060 6.1 93 106 525
样品65 0.075 0.1 0.075 7.7 92 144 526
样品66 0.090 0.1 0.090 9.2 94 171 526
样品67 0.105 0.1 0.105 10.6 93 205 524
样品68 0.120 0.1 0.120 12.1 94 244 523
样品69 0.135 0.1 0.135 13.7 95 275 523
样品70 0.150 0.1 0.150 15.2 92 306 521
样品71 0.165 0.1 0.165 16.6 93 339 522
样品72 0.180 0.1 0.180 18.1 95 367 520
样品73 0.195 0.1 0.195 19.6 96 412 519
样品74 0.210 0.1 0.210 21.2 93 448 517
样品75 0.225 0.1 0.225 22.6 95 467 518
对比例5 0 0.1 0 0 0 483 533
表五中，相关性能参数的测试方式与表一中相同。
在表六中，所有样品均为三层膜网的PMP气体交换膜，均选用内径为0.28mm，外径为0.38mm的中空纤维膜丝5，选取50F25D的PET材质编织线7，编织成膜丝之间间距为0.6mm的中空纤维膜层，并且单根中空纤维膜丝5的分离层厚度设置为2.5μm，支撑层设置为75μm。在三层膜层的氧合膜中，中间层的第二膜层为垂直膜层。区别在于中空纤维膜丝5外表面的固定槽深度以及宽度不同。
表六：
扰流凸起深度（μm） 膜丝内腔半径（mm） 深度半径比 固定槽深度（μm） 固定槽宽度（μm） 流量1（ml/m2*min*cmHg） 流量2（ml/m2*min*cmHg）
样品76 2.1 0.14 0.015 2.2 97 28 537
样品77 4.2 0.14 0.030 4.4 97 63 536
样品78 6.3 0.14 0.045 6.4 99 97 536
样品79 8.4 0.14 0.060 8.5 98 124 535
样品80 10.5 0.14 0.075 10.6 100 163 533
样品81 12.6 0.14 0.090 12.8 99 192 534
样品82 14.7 0.14 0.105 14.8 101 227 532
样品83 16.8 0.14 0.120 16.9 102 264 531
样品84 18.9 0.14 0.135 19.1 101 297 529
样品85 21 0.14 0.150 21.2 104 325 530
样品86 23.1 0.14 0.165 23.3 106 358 529
样品87 25.2 0.14 0.180 25.5 107 383 528
样品88 27.3 0.14 0.195 27.4 106 429 526
样品89 29.4 0.14 0.210 29.5 108 468 526
样品90 31.5 0.14 0.225 31.6 110 492 525
对比例6 0 0.14 0 0 0 507 539
通过观察上表一至表六，不论气体交换膜的直径大小，卡槽深度、宽度大小，编织线7材质变化，当中空纤维膜丝5内部具有扰流凸起时，均能够对经过中空纤维膜丝5内腔的气体产生紊流效果，并且扰流凸起越高，紊流效果越好，同时传质效率越高；同时，由于扰流凸起的高度增加，导致卡槽深度和宽度的增加，能够增大编织线7和中空纤维膜丝5之间的摩擦面积，增大摩擦力，因此又能使编织线7编织的更加牢固，使整体膜网不容易散落。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (29)

1.一种气体交换膜，包括由若干中空纤维膜丝以及编织线编织而成的膜网，所述中空纤维膜丝包括支撑层和分离层，所述支撑层包括朝向其内腔表面的内表面，所述分离层包括外表面，所述外表面位于分离层背离支撑层的一侧，所述支撑层的孔隙率大于分离层的孔隙率，其特征在于：中空纤维膜丝的O2传质速率为1-
400L/(min.m2.bar)，所述支撑层的内表面设置有扰流凸起，所述扰流凸起为对部分至少两层包括中空纤维膜丝和编织线编织而成的垂直膜网进行斜拉形成，所述扰流凸起与支撑层的内表面之间曲面连接，所述扰流凸起顶部设置为曲面，所述扰流凸起的高度和中空纤维膜丝内腔半径之比设置在0.015-0.225之间；所述扰流凸起的高度设置在1.5μm-31.5μm之间；所述分离层的外表面对应扰流凸起处，形成用以卡嵌编织线的卡槽。
2.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述扰流凸起为周向环设或者部分周向环设。
3.根据权利要求2所述的气体交换膜，其特征在于，所述扰流凸起的延伸方向和中空纤维膜丝轴向垂直或倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述卡槽的深度设置在10μm-100μm之间。
5.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述卡槽在同一根中空纤维膜丝上的间距设置在1cm-2cm之间。
6.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述卡槽的内部和分离层的外表面之间通过光滑曲面连接。
7.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述膜网中相邻的中空纤维膜丝之间的间距设置在0.5mm-0.75mm之间。
8.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述编织线包括缠绕于卡槽内的缠绕段和编织结，所述编织结设置于中空纤维膜丝之间。
9.根据权利要求8所述的气体交换膜，其特征在于，所述编织结和卡槽之间为线-面接触。
10.根据权利要求9所述的气体交换膜，其特征在于，所述编织结的宽度等于两倍卡槽于膜网平面方向的深度加相邻中空纤维膜丝之间的间距。
11.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述中空纤维膜丝均设置为直线型膜丝。
12.根据权利要求11所述的气体交换膜，其特征在于，所述膜网设置为倾斜膜网或垂直膜网；所述倾斜膜网内的中空纤维膜丝和编织线延伸方向之间夹角呈锐角，所述垂直膜网内的中空纤维膜丝和编织线之间夹角呈直角。
13.根据权利要求12所述的气体交换膜，其特征在于，所述气体交换膜至少包括两层膜网层叠、复合形成。
14.根据权利要求13所述的气体交换膜，其特征在于，所述任意一层膜网中任取一根中空纤维膜丝，与相邻层中的中空纤维膜丝在层叠方向上的投影中，部分重叠。
15.根据权利要求12所述的气体交换膜，其特征在于，所述气体交换膜包括三层膜网复合而成，且中间层为垂直膜网，两侧均为倾斜膜网。
16.根据权利要求12所述的气体交换膜，其特征在于，所述倾斜膜网中膜丝和编织线之间形成的夹角设置在45°-60°之间。
17.根据权利要求12所述的气体交换膜，其特征在于，所述气体交换膜包括两层膜网复合而成，所述两层膜网均为倾斜膜网，且倾斜角度相同，倾斜方向相反；
或者，
所述气体交换膜包括两层膜网复合而成，所述两层膜网一层为倾斜膜网，另一层为垂直膜网。
18.根据权利要求1所述的气体交换膜，其特征在于，所述编织线包括但不限于PP、PET、N6、N66及其混合纱线，其规格选择在10F-100F，10D-60D之间。
19.一种制备如权利要求1所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1：提供至少两层包括中空纤维膜丝和编织线编织而成的垂直膜网；
S2：对部分垂直膜网进行斜拉，形成倾斜膜网，所述斜拉时当膜网幅宽为100mm，施加斜拉作用力在5N-50N之间；
S3：层叠；
S4：收卷，将层叠膜网进行卷绕。
20.根据权利要求19所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中的垂直膜网，其组成的中空纤维膜丝表面的断裂强度设置在0.0026cN/μm2-0.037cN/μm2。
21.根据权利要求20所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述S2步骤中斜拉具体为，
取一张矩形的垂直膜层打开铺平，使用固定装置分别固定住垂直膜层的对边，施加作用力使膜层内的中空纤维膜丝和编织线之间产生倾斜角度，形成倾斜膜层，并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起；
或者，
将垂直膜层卷绕于原料辊表面，形成原料卷，打开原料卷，将垂直膜层的一端固定于一收卷辊，并且调节原料卷和收卷辊的相对位置，使其在轴线方向相交，一边进行原料卷的放卷，一边进行收卷辊的收卷形成倾斜膜层，并且同时在分离层的外表面形成卡槽，在支撑层的内表面形成扰流凸起。
22.根据权利要求21所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述S3步骤中层叠具体为，
S3-1：取第一张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-2：取第二张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将第一张膜网和第二张膜网进行层叠，形成双层膜网，所述第一张倾斜膜网和第二张倾斜膜网的倾斜角度不同；
或者，
S3-1：取第一张矩形的垂直膜网打开铺平；
S3-2：取第二张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将第一张膜网和第二张膜网进行层叠，形成双层膜网；
或者，
S3-1：取一张矩形的垂直膜网打开铺平；
S3-2：取另两张矩形的倾斜膜网打开铺平；
S3-3：将倾斜膜层分别置于垂直膜网两侧进行层叠，形成三层膜网。
23.根据权利要求22所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述S3步骤和S4步骤之间还包括定型步骤，所述定型步骤包括热定型、胶粘定型、静电吸附定型。
24.根据权利要求23所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述定型步骤中的温度设置在60℃-140℃之间。
25.根据权利要求21所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述S2、S3、S4步骤可合并进行，具体操作如下，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间平行设置，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交；
第二步，将第一原料卷和第二原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷；
或者，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交；
第二步，将第一原料卷和第二原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷；
或者，
第一步，提供第一原料卷、第二原料卷、第三原料卷和收卷辊，所述第一原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第二原料卷的轴线和收卷辊的轴线之间异面相交，所述第三原料卷的轴线和收卷辊的轴线平行设置；
第二步，将第一原料卷、第二原料卷和第三原料卷上的膜网放卷，并将其端部平铺层叠固定于收卷辊表面，所述第三原料卷上放卷的膜网，设置在中间层；
第三步，在第一原料卷、第二原料卷和第三原料卷进行放卷的同时，收卷辊进行收卷。
26.根据权利要求25所述的气体交换膜的制备方法，其特征在于，所述第三步中，包括定型步骤，层叠的膜网先通过热压辊辊压定型，再进行收卷，所述定型步骤的温度设置在60℃-140℃之间。
27.一种使用如权利要求19制备的气体交换膜的气体交换组件，包括壳体，其特征在于，所述壳体设置有进液口、出液口、进气口和出气口，所述进气口、出气口以及氧合膜的中空纤维膜丝内部组成气道，所述中空纤维膜丝外侧壁和壳体之间形成腔体，所述进液口、腔体、出液口形成流道。
28.根据权利要求27所述的气体交换组件，其特征在于，所述中空纤维膜丝在靠近两端位置处，均设置有用以将中空纤维膜丝和中空纤维膜丝之间、中空纤维膜丝和壳体之间进行密封的密封件。
29.根据权利要求27或28所述的气体交换组件，其特征在于，所述进气口与出气口与中空纤维膜丝两端的开口相对。
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Denomination of invention: A gas exchange membrane and its preparation method and gas exchange component

Effective date of registration: 20230807

Granted publication date: 20230502

Pledgee: Zhejiang Xiaoshan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Heshang Sub branch

Pledgor: Hangzhou kebaite Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980051029