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聚丙烯腈膜分离材料的磷脂化改性

黄小军  
【摘要】:聚丙烯腈膜具有良好的物理机械性能和化学稳定性、易于成膜等特点,广泛地应用于水处理、渗透汽化、酶固定化和血液透析等领域。但是聚丙烯腈相对较差的亲水性和生物相容性限制了其在生物工程和医疗领域的进一步广泛应用。为了获得良好性能的聚丙烯腈膜分离材料,本论文建立了一系列磷脂化改性的方法,以改善膜表面的亲水性和生物相容性,并利用所获得的磷脂修饰仿生界面,为固定化酶提供一种生物友好微环境,期望提高固定化酶的活性和稳定性。具体内容如下: 以磷脂单体[2-(甲基丙烯酰氧)乙基】磷脂酰胆碱(MPC)为改性剂,通过水相沉淀聚合法将MPC与丙烯腈共聚。研究了单体浓度、单体配比、引发剂浓度、反应温度以及反应时间等条件对聚合反应的影响。发现最佳的聚合条件为:单体质量百分比浓度为25%,引发剂与单体摩尔比为1:500,反应时间3h,反应温度60℃。在此条件下,聚合的产率可达80%以上,共聚物(PANCMPC)分子量可在10-30×10~4g/mol之间;磷脂的含量可以通过调节聚合条件来控制。与聚丙烯腈相比,PANCMPC膜的机械性能有所提高,膜表面的亲水性、抗蛋白质吸附性能和血液相容性有明显改善。 建立了一种简单有效的丙烯腈共聚物磷脂化改性的方法:通过水相沉淀聚合合成了丙烯腈/甲基丙烯酸羟乙酯共聚物(PANCHEMA),从而将具有反应活性的羟基(-OH)引入聚丙烯腈共聚物中;利用PANCHEMA中的羟基依次与2-氯-2-氧-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(COP)和三甲胺(TMA)反应,使该共聚物磷脂化。研究发现:经磷脂化改性后的丙烯腈共聚物膜表面的亲水性、抗蛋白质吸附性能和血液相容性都得到较大的提高,并且随着聚合物中磷脂含量的提高,其改性效果更为明显。 在研究PANCHEMA制膜体系相分离行为的基础之上,通过浸没相转化法制备了平板膜,并建立了一种简单有效的PANCHEMA膜表面磷脂化改性方法:即利用膜表面的羟基依次与COP和TMA反应,将磷脂功能基团直接化学键合到膜的表面。研究发现:PANCHEMA膜表面经磷脂化改性后,其亲水性、抗蛋白质吸附污染和血液相容性有了明显的改善,并且随着膜表面磷脂含量的增大,各种性


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