《中空纤维过滤膜亲水抗粘附改性研究》.doc

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1、《中空纤维过滤膜亲水/抗粘附改性研究》项目总结报告一、项目概况（包括项目名称、立项时间、项目编号、项目负责人、合作企业、经费情况、主要研究内容等）项目名称：中空纤维过滤膜亲水/抗粘附改性研究立项时间：2015.7项目编号：BY2015070-11项目负责人：李新松（东南大学）合作企业：苏州信望膜技术有限公司经费情况：总经费25万元，其中省拨款15万元，自筹10万元。省拨款15万元中支出14.95万元,其中直接费支出12.95万元，间接费2.00万元，剩余0.05万元。项目主要研究内容：高分子分离膜的表面生物粘附是影响产品性能的重要因素，表面进行亲水

2、、抗粘附改性是提高产品性能、延长产品使用寿命的重要途径，也是新产品开发的重要手段。本项目采用简单温和的条件在膜材料表面接枝氨基酸两性离子形成亲水的两性离子层，实现优异的抗粘附功能。为此，本项目首先制备含有环氧基的聚合物，然后与PES、PVDF膜基材共混制膜，利用共混膜表面裸露的环氧基进行接枝氨基酸改性。主要研究内容包括（1）高分子超滤膜的制备：含环氧基的聚合物与PES、PVDF共混，采用相转化法，研究制备高分子共混膜；通过环氧基开环反应在高分子共混膜表面接枝各种氨基酸，研究改性膜的表面元素组成、亲水性、抗蛋白粘附性能、水通量等，进行共混膜的组成、性

3、能优化；（2）中空纤维超滤膜的研制：含环氧基的聚合物与PES或PVDF共混，湿法纺丝制备共混物中空纤维膜；在中空纤维膜表面接枝氨基酸，制备表面接枝氨基酸的中空纤维超滤膜；分析中空纤维超滤膜的水通量、蛋白截留率、水通量恢复率等，优化膜的组成和性能，确定中空纤维超滤膜的制备工艺。 通过上述研究，达到如下目标：（1）建立一种高分子膜分离材料表面接枝氨基酸两性离子的亲水、抗粘附改性技术； （2）开发成功抗粘附PES、PVDF中空纤维膜，水通量达到200L/m2*h以上，BSA吸附量低于20μg/cm2。二、项目实施情况（即完成项目过程中所做的主要工作，包括

4、校企联合研发团队的组织、实施计划的制定与落实、企业研发人员的培养培训、项目完成情况评价及预算执行情况等）本项目组建了校企联合研发团队，东南大学部分包括李新松教授实验室的研究人员，苏州信望膜技术有限公司部分包括中空纤维膜制备和性能分析的研究开发人员。并制定了详细的研究开发规划，基础研究工作部分由东南大学研究团队完成，采用生产线制备中空纤维膜部分研发工作由公司研发人员完成，学校进行协助。经过大约2年的研究开发工作，项目组完成了主要研究开发内容，基本达到预期效果。项目组的研究费用支出情况按照预算执行，总经费25万元，其中省拨款15万元，自筹10万元，拨款

5、15万元中支出14.95万元,其中直接费支出12.95万元，间接费2.00万元，剩余0.05万元。三、项目技术情况（即项目的研究方法及技术路线，项目解决的关键技术、取得的突破性进展及创新点等）研究方法及技术路线：（1）高分子超滤膜的改性：聚醚砜、聚偏氟乙烯与聚甲基丙烯酸缩水甘油酯共混，亲水性高分子添加剂，采用相转化法制备共混膜。在弱碱性条件下，PES、PVDF共混膜与各种氨基酸(中性、酸性氨基酸)反应，在共混膜表面接枝氨基酸，采用表面光电子能谱、接触角测量仪测量改性膜的表面元素组成、亲水性，测量含水量、孔隙率，以牛血清白蛋白（BSA）、溶菌酶（Ly

6、z）为模型蛋白测量膜的抗蛋白粘附性能，采用超滤膜水通量测量仪测定水通量、蛋白截留率、水通量恢复率等，进行改性膜的组成和结构优化。（2）中空纤维超滤膜的研制：由优化的高分子膜组成配制PES或PVDF纺丝液，由合作公司的纺丝产线采用湿法纺丝制备共混物中空纤维膜，在弱碱性条件下接枝氨基酸，制备表面接枝氨基酸两性离子的中空纤维膜，测量水通量、蛋白截留率、水通量恢复率等，优化确定中空纤维超滤膜的制备工艺条件。关键技术：本项目通过氨基引发的环氧开环反应建立了表面接枝氨基酸两性离子技术，制备成功亲水/抗粘附超滤膜。在简单温和的条件下在膜材料表面接枝氨基酸两性离子

7、形成亲水的两性离子水化层，赋予优异的抗粘附功能和过滤使用性能。本项目技术突破与创新之处：采用环氧化学途径，通过氨基酸与环氧开环反应，在高分子膜表面接枝氨基酸两性离子，制备成功基于氨基酸两性离子的具有优异亲水、抗粘附性能的高分子超滤膜。开发成功一种蛋白粘附量仅为8μg/cm2，水通量350L/(m2·h)，通量恢复率优异的接枝谷氨酸的聚偏氟乙烯膜，具有产业化前景。开发成功一种蛋白粘附量仅为普通聚醚砜超滤膜的1/8左右，水通量达到200L/(m2·h)，通量恢复率优异的聚醚砜膜，具有产业化前景。四、合同任务指标完成情况（实际完成合同约定的研究内容、技术

8、指标、效益指标、工作指标等情况）项目完成了合同约定的研究内容：建立了一种接枝氨基酸两性离子的抗粘附超滤膜制备方法；采用相转