聚醚砜-改性羥基磷灰石復(fù)合膜的研究.pdf

1、聚醚砜（PES）是一種綜合性能優(yōu)良的聚合物膜材料，具有較高的拉伸強(qiáng)度和優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，常作為超濾、納濾膜的材料。羥基磷灰石（HAP）因獨(dú)特的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)，使其具有良好而廣泛的吸附性能，對(duì)蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附性，而通過一些無機(jī)粒子的摻雜改性會(huì)導(dǎo)致HAP的晶格參數(shù)、晶胞體積、結(jié)晶度、晶粒尺寸等發(fā)生變化，從而引起吸附性能的改變，然后再對(duì)摻雜改性后的HAP進(jìn)行表面改性，通過在其表面接枝有機(jī)高分子，可以改變其表面性質(zhì)，增強(qiáng)其懸浮穩(wěn)定性，有

2、效地改善無機(jī)粒子與聚合物的相容性，從而提高復(fù)合膜材料的性能。本文先采用超聲波法，通過不同的合成條件來制備不同的摻鍶羥基磷灰石（Sr-HAP），接著采用等離子體方法，用丙烯酸（AAc）單體通過不同的等離子體處理?xiàng)l件和接枝條件來表面接枝改性Sr-HAP，最后以PES為膜材料、二甲基乙酰胺（DMAc）為溶劑、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）K90為添加劑、Sr-HAP-AAc為無機(jī)填料，并由浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PES/Sr-HAP-AAc復(fù)合膜，可使

3、得到的復(fù)合膜具有良好的生物相容性和吸附性能。本文主要內(nèi)容如下：
　　1、采用超聲化學(xué)法，通過改變不同的合成條件研究了 Sr-HAP的結(jié)構(gòu)和性能以及對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能。通過FTIR、XRD、TEM、納米粒度分析儀表征Sr-HAP的化學(xué)組成、晶相結(jié)構(gòu)、形貌和粒徑分布，并用 BET法分析納米粒子的比表面積。結(jié)果顯示，隨著摻鍶量的增加，合成的Sr-HAP納米粒子對(duì)目標(biāo)蛋白-牛血清蛋白（BSA）的吸附量逐漸增大，在摻鍶量為50％的時(shí)候達(dá)到最

4、大，為81.4 mg BSA/g Sr-HAP，此時(shí)合成的Sr-HAP納米粒子的化學(xué)組成和晶相結(jié)構(gòu)符合標(biāo)準(zhǔn) HAP的特征，晶體顆粒呈短棒狀，尺寸較小，粒子直徑約10nm左右，長度在30~40nm左右，納米粒徑分布均勻并細(xì)小。此外依次改變超聲反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、分散劑聚乙二醇（PEG）含量和高溫處理溫度。經(jīng)過綜合比較，我們選擇最佳合成條件為摻鍶量50％、超聲反應(yīng)時(shí)間2h、反應(yīng)溫度60℃、PEG含量6％、高溫處理60℃。此條件下合成的Sr-

5、HAP對(duì)目標(biāo)蛋白具有最大的吸附量。
　　2、采用低溫等離子體表面接枝方法，通過改變不同的等離子體處理?xiàng)l件和接枝條件研究了表面接枝改性后 Sr-HAP-AAc的結(jié)構(gòu)和性能以及對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能。通過FTIR和TG研究了Sr-HAP-AAc的化學(xué)結(jié)構(gòu)和接枝率，并分析研究了Sr-HAP-AAc的懸浮穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，成功地在Sr-HAP表面接枝上了丙烯酸。隨著等離子體處理時(shí)間的增加，Sr-HAP-AAc的接枝率和對(duì)目標(biāo)蛋白的吸附量逐漸增

6、大，在處理時(shí)間為9min時(shí)，接枝率達(dá)到最大，達(dá)到17.3％，吸附量最大，達(dá)到95 mg BSA/g Sr-HAP-AAc。依次改變等離子體處理功率、處理氣壓、空氣中暴露時(shí)間、接枝溫度和接枝時(shí)間。經(jīng)過綜合比較，我們選擇最佳等離子體處理?xiàng)l件為處理時(shí)間9min、處理功率250W、處理氣壓60Pa和空氣中暴露時(shí)間3min，最佳接枝條件為溫度40℃和時(shí)間5h。此條件接枝改性后的Sr-HAP-AAc對(duì)目標(biāo)蛋白具有最大的吸附量。
　　3、采用浸

7、沒沉淀相轉(zhuǎn)化法，制備單層和雙層 PES/Sr-HAP-AAc復(fù)合膜，研究了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和性能以及對(duì)蛋白質(zhì)的吸附性能。Sr-HAP-AAc占固含量的60%、PES固含量為15％、PVP K90為5％、以DMAc為溶劑制備厚度為0.22mm的單層復(fù)合膜（monolayer MMMs），吸附量為53.3 mg BSA/g MMMs，吸附效率達(dá)到93.5％。以上層PES為10％的純PES膜，下層同0.22mm膜的條件來制備雙層復(fù)合膜（doubl