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1、《中空纖維過濾膜親水/抗粘附改性研究》項目總結(jié)報告一、項目概況（包括項目名稱、立項時間、項目編號、項目負責人、合作企業(yè)、經(jīng)費情況、主要研究內(nèi)容等）項目名稱：中空纖維過濾膜親水/抗粘附改性研究立項時間：2015.7項目編號：BY2015070-11項目負責人：李新松（東南大學）合作企業(yè)：蘇州信望膜技術(shù)有限公司經(jīng)費情況：總經(jīng)費25萬元，其中省撥款15萬元，自籌10萬元。省撥款15萬元中支出14.95萬元,其中直接費支出12.95萬元，間接費2.00萬元，剩余0.05萬元。項目主要研究內(nèi)容：高分子分離膜的表面生物粘附是影響產(chǎn)品性能的重要因素，表面進行親水
2、、抗粘附改性是提高產(chǎn)品性能、延長產(chǎn)品使用壽命的重要途徑，也是新產(chǎn)品開發(fā)的重要手段。本項目采用簡單溫和的條件在膜材料表面接枝氨基酸兩性離子形成親水的兩性離子層，實現(xiàn)優(yōu)異的抗粘附功能。為此，本項目首先制備含有環(huán)氧基的聚合物，然后與PES、PVDF膜基材共混制膜，利用共混膜表面裸露的環(huán)氧基進行接枝氨基酸改性。主要研究內(nèi)容包括（1）高分子超濾膜的制備：含環(huán)氧基的聚合物與PES、PVDF共混，采用相轉(zhuǎn)化法，研究制備高分子共混膜；通過環(huán)氧基開環(huán)反應在高分子共混膜表面接枝各種氨基酸，研究改性膜的表面元素組成、親水性、抗蛋白粘附性能、水通量等，進行共混膜的組成、性
3、能優(yōu)化；（2）中空纖維超濾膜的研制：含環(huán)氧基的聚合物與PES或PVDF共混，濕法紡絲制備共混物中空纖維膜；在中空纖維膜表面接枝氨基酸，制備表面接枝氨基酸的中空纖維超濾膜；分析中空纖維超濾膜的水通量、蛋白截留率、水通量恢復率等，優(yōu)化膜的組成和性能，確定中空纖維超濾膜的制備工藝。?通過上述研究，達到如下目標：（1）建立一種高分子膜分離材料表面接枝氨基酸兩性離子的親水、抗粘附改性技術(shù)；?（2）開發(fā)成功抗粘附PES、PVDF中空纖維膜，水通量達到200L/m2*h以上，BSA吸附量低于20μg/cm2。二、項目實施情況（即完成項目過程中所做的主要工作，包括
4、校企聯(lián)合研發(fā)團隊的組織、實施計劃的制定與落實、企業(yè)研發(fā)人員的培養(yǎng)培訓、項目完成情況評價及預算執(zhí)行情況等）本項目組建了校企聯(lián)合研發(fā)團隊，東南大學部分包括李新松教授實驗室的研究人員，蘇州信望膜技術(shù)有限公司部分包括中空纖維膜制備和性能分析的研究開發(fā)人員。并制定了詳細的研究開發(fā)規(guī)劃，基礎(chǔ)研究工作部分由東南大學研究團隊完成，采用生產(chǎn)線制備中空纖維膜部分研發(fā)工作由公司研發(fā)人員完成，學校進行協(xié)助。經(jīng)過大約2年的研究開發(fā)工作，項目組完成了主要研究開發(fā)內(nèi)容，基本達到預期效果。項目組的研究費用支出情況按照預算執(zhí)行，總經(jīng)費25萬元，其中省撥款15萬元，自籌10萬元，撥款
5、15萬元中支出14.95萬元,其中直接費支出12.95萬元，間接費2.00萬元，剩余0.05萬元。三、項目技術(shù)情況（即項目的研究方法及技術(shù)路線，項目解決的關(guān)鍵技術(shù)、取得的突破性進展及創(chuàng)新點等）研究方法及技術(shù)路線：（1）高分子超濾膜的改性：聚醚砜、聚偏氟乙烯與聚甲基丙烯酸縮水甘油酯共混，親水性高分子添加劑，采用相轉(zhuǎn)化法制備共混膜。在弱堿性條件下，PES、PVDF共混膜與各種氨基酸(中性、酸性氨基酸)反應，在共混膜表面接枝氨基酸，采用表面光電子能譜、接觸角測量儀測量改性膜的表面元素組成、親水性，測量含水量、孔隙率，以牛血清白蛋白（BSA）、溶菌酶（Ly
6、z）為模型蛋白測量膜的抗蛋白粘附性能，采用超濾膜水通量測量儀測定水通量、蛋白截留率、水通量恢復率等，進行改性膜的組成和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。（2）中空纖維超濾膜的研制：由優(yōu)化的高分子膜組成配制PES或PVDF紡絲液，由合作公司的紡絲產(chǎn)線采用濕法紡絲制備共混物中空纖維膜，在弱堿性條件下接枝氨基酸，制備表面接枝氨基酸兩性離子的中空纖維膜，測量水通量、蛋白截留率、水通量恢復率等，優(yōu)化確定中空纖維超濾膜的制備工藝條件。關(guān)鍵技術(shù)：本項目通過氨基引發(fā)的環(huán)氧開環(huán)反應建立了表面接枝氨基酸兩性離子技術(shù)，制備成功親水/抗粘附超濾膜。在簡單溫和的條件下在膜材料表面接枝氨基酸兩性離子
7、形成親水的兩性離子水化層，賦予優(yōu)異的抗粘附功能和過濾使用性能。本項目技術(shù)突破與創(chuàng)新之處：采用環(huán)氧化學途徑，通過氨基酸與環(huán)氧開環(huán)反應，在高分子膜表面接枝氨基酸兩性離子，制備成功基于氨基酸兩性離子的具有優(yōu)異親水、抗粘附性能的高分子超濾膜。開發(fā)成功一種蛋白粘附量僅為8μg/cm2，水通量350L/(m2·h)，通量恢復率優(yōu)異的接枝谷氨酸的聚偏氟乙烯膜，具有產(chǎn)業(yè)化前景。開發(fā)成功一種蛋白粘附量僅為普通聚醚砜超濾膜的1/8左右，水通量達到200L/(m2·h)，通量恢復率優(yōu)異的聚醚砜膜，具有產(chǎn)業(yè)化前景。四、合同任務(wù)指標完成情況（實際完成合同約定的研究內(nèi)容、技術(shù)
8、指標、效益指標、工作指標等情況）項目完成了合同約定的研究內(nèi)容：建立了一種接枝氨基酸兩性離子的抗粘附超濾膜制備方法；采用相轉(zhuǎn)
