本實用新型涉及血液凈化膜制備設備技術(shù)領域，詳細講是一種空心纖維血液凈化膜專用設備。

背景技術(shù)：

我們知道，血液凈化所用的透析器也稱“人工腎”，其核心在于填充其中的上萬根空心纖維膜，而每根空心纖維膜上都分布著無數(shù)小孔。血液凈化時血液經(jīng)空心纖維內(nèi)而透析液經(jīng)空心纖維外反向流過，血液/透析液中一些小分子的溶質(zhì)及水分即通過空心纖維上的小孔進行交換，最終結(jié)果是血液中的尿毒癥毒素及一些電解質(zhì)、多余的水分進入透析液中被清除，透析液中一些碳酸氫根及電解質(zhì)等有益物質(zhì)進入血液中，從而達到清除毒素、水分、維持酸堿平衡及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的目的。

眾所周知，用于生產(chǎn)血液凈化膜的主體材料（如聚砜、聚醚砜）多為疏水性的，現(xiàn)有技術(shù)中存在幾種可提高膜親水性的方法。如：美國專利NO.4618533披露了通過直接涂敷膜來使PES膜親水化的方法；此類方法存在涂敷工藝復雜、費時費力，生產(chǎn)效率低、制造成本高，不便于工業(yè)化生產(chǎn)等缺點。文獻“Surface modification of POLY(ether sulfone）Ultrafiltration Membranes by Low -Temperature Plasma-Induced Graft Polymerization”（Journal of Applied Polyer science，Vol.72,1699-1711（1999））描述了使親水性PES膜經(jīng)過低溫氦等離子體處理，并將親水性單體接枝到膜的表面上，其同樣存在工藝復雜、生產(chǎn)效率低、制造成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、生產(chǎn)效率高、制造成本低廉，利于工業(yè)化生產(chǎn)的空心纖維血液凈化膜專用設備。

本實用新型解決現(xiàn)有技術(shù)的不足所采用的技術(shù)方案是：

一種空心纖維血液凈化膜專用設備，其特征在于包括紡絲液配料罐、芯液罐、噴絲板、凝膠裝置、水洗裝置、烘干裝置、卷繞裝置，所述的水洗裝置和烘干裝置間設有氧等離子體處理裝置。

本實用新型中所述的紡絲液配料罐的結(jié)構(gòu)是：設有罐體，罐體上設有進料口、出料口和加熱器，罐體內(nèi)設有攪拌器；所述的芯液罐的結(jié)構(gòu)是：設有罐體，罐體上設有進料口和出料口，罐體內(nèi)設有攪拌器；所述的噴絲板為插入管式多孔噴絲板；所述的凝膠裝置的結(jié)構(gòu)是：設有凝膠箱，凝膠箱上設有膜絲入口、膜絲出口、箱內(nèi)溫度控制裝置和箱內(nèi)濕度控制裝置；所述的水洗裝置的結(jié)構(gòu)是：設有水洗箱，水洗箱上部設有膜絲入口和膜絲出口，水洗箱內(nèi)上部和下部分別經(jīng)軸承設有變向引導輥，設有循環(huán)水泵，循環(huán)水泵入水口與水洗箱底部連通，循環(huán)水泵出水口與膜絲出口一側(cè)的水洗箱連通；所述的烘干裝置的結(jié)構(gòu)是：設有烘干箱，烘干箱上分別設有膜絲入口和膜絲出口，烘干箱內(nèi)、膜絲入口和膜絲出口間設有膜絲托輥，膜絲托輥下方設有加熱裝置，加熱裝置下方設有鼓風裝置；所述的卷繞裝置的結(jié)構(gòu)是：設有支架，支架上設有繞絲輪，繞絲輪一側(cè)上設有轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置；所述的氧等離子處理裝置的結(jié)構(gòu)是：設有處理箱，處理箱上分別設有膜絲入口和膜絲出口，處理箱內(nèi)設有氧氣入口及等離子發(fā)生裝置。

本實用新型中所述的紡絲液配料罐內(nèi)的加熱器、攪拌器、芯液罐內(nèi)的攪拌器、凝膠箱內(nèi)的箱內(nèi)溫度控制裝置和箱內(nèi)濕度控制裝置、水洗裝置的循環(huán)水泵、等離子發(fā)生裝置、烘干箱內(nèi)的加熱裝置和鼓風裝置、轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置等電控設備與中心控制器相連。

一種空心纖維血液凈化膜的制備方法，包括配液、噴絲、凝膠化、水洗、烘干、收絲，其特征在于：所述的配液包括紡絲液的配制和芯液的配制，所述紡絲液由高分子聚合物、有機溶劑、添加劑、生物相容性材料在80-120攝氏度下混合、攪拌形成均相溶液，然后經(jīng)過抽真空脫泡處理制得；所述的芯液為芯液溶劑與水均勻混合制得的濃度0wt%-50wt%的溶液；噴絲頭噴出的膜絲經(jīng)過凝膠化、水洗后，進行氧等離子體處理10-20s，然后進行烘干、收絲操作。

本實用新型中所述的高分子聚合物為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚酰胺中的至少一種和磺化聚砜的共混物；所述的有機溶劑為二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮中的至少一種；所述的添加劑具有致孔功效，具體為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羥基類纖維素中的至少一種；所述的生物相容性材料包括聚乙烯醇和聚氧化乙烯中的一種或兩種的混合。所述的芯液溶劑為DMAc、DMF、DMSO、NMP中的至少一種。

本實用新型中所述的紡絲液由高分子聚合物、有機溶劑、添加劑、生物相容性功能聚合物按質(zhì)量比：高分子聚合物：有機溶劑：添加劑：生物相容性材料=11:25-30:1.5-2:2-3制得。

本實用新型中所述的高分子聚合物中的聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚酰胺中的至少一種和磺化聚砜按質(zhì)量比為：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚酰胺中的至少一種：磺化聚砜=8-12:1，優(yōu)選9.5-10.5:1。該組分配比下的空心纖維血液凈化膜，經(jīng)過氧等離子體處理后的其血超濾率、親水性和凝血時間都得到了很大的提高。

采用本實用新型的方法制備出的空心纖維血液凈化膜親水性和抗凝血性得到了顯著的提高；使用本實用新型的裝置實現(xiàn)上述方法，使空心纖維血液凈化膜制備流程一體化、自動化，大幅簡化了生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)難度，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎。

附圖說明

圖1是本實用新型的生產(chǎn)設備結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-配液罐；2-芯液罐；3-凝膠裝置；4-水洗裝置；5-烘干裝置；6-卷繞裝置；7-等離子體發(fā)生裝置；8-等離子體處理裝置；9-鼓風裝置；10-噴絲板；11、12-從動牽引機構(gòu)；13-主動牽引機構(gòu)；14-加熱裝置，15-氧氣接入口。

具體實施方式

如圖1所示的空心纖維血液凈化膜專用設備，其特征在于包括紡絲液配料罐1、芯液罐2、噴絲板10、凝膠裝置3、水洗裝置4、烘干裝置5、卷繞裝置6，所述的水洗裝置4和烘干裝置5間設有氧等離子體處理裝置8。所述的紡絲液配料罐1的結(jié)構(gòu)是：設有罐體，罐體上設有進料口、出料口和加熱器，罐體內(nèi)設有攪拌器；所述的芯液罐的結(jié)構(gòu)是：設有罐體，罐體上設有進料口和出料口，罐體內(nèi)設有攪拌器；所述的噴絲板為插入管式多孔噴絲板；所述的凝膠裝置的結(jié)構(gòu)是：設有凝膠箱，凝膠箱上設有膜絲入口、膜絲出口、箱內(nèi)溫度控制裝置（制冷、制熱裝置）和箱內(nèi)濕度控制裝置（噴霧裝置和噴霧頭），凝膠箱內(nèi)經(jīng)軸承安裝有變向引導輥11。所述的水洗裝置的結(jié)構(gòu)是：設有水洗箱，水洗箱上部設有膜絲入口和膜絲出口，水洗箱內(nèi)經(jīng)軸承設有主動引導輥13，水洗箱外設有與主動引導輥13相連的驅(qū)動電機，水洗箱內(nèi)上部和下部分別經(jīng)軸承設有變向引導輥。凝膠箱的膜絲出口處和水洗箱的膜絲入口處分別經(jīng)軸承設有變向引導輥12，對膜絲起到支撐、導向作用，避免與凝膠箱和水洗箱的邊緣刮碰。設有循環(huán)水泵，循環(huán)水泵入水口與水洗箱底部連通，循環(huán)水泵出水口與膜絲出口一側(cè)的水洗箱連通；所述的烘干裝置5的結(jié)構(gòu)是：設有烘干箱，烘干箱的箱體兩側(cè)上分別設有膜絲入口和膜絲出口，烘干箱內(nèi)、膜絲入口和膜絲出口間設有膜絲托輥，膜絲托輥下方設有加熱裝置14，加熱裝置14下方設有鼓風裝置9，本實用新型中所述的鼓風裝置是在加熱裝置下方設有風扇，烘干箱上設有與風扇相連、驅(qū)動風扇工作的風扇電機；所述的卷繞裝置的結(jié)構(gòu)是：設有支架，支架上設有繞絲輪，繞絲輪一側(cè)上設有轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置的具體結(jié)構(gòu)為：卷繞輥一端設有與其同軸的從動輪，設有電機，電機輸出軸經(jīng)動力傳動裝置與從動輪相連；所述的氧等離子處理裝置8的結(jié)構(gòu)是：設有處理箱，處理箱上分別設有膜絲入口和膜絲出口，處理箱內(nèi)設有氧氣入口15及等離子發(fā)生裝置7；處理箱內(nèi)、膜絲入口和膜絲出口間設有膜絲托輥。本實用新型中所述的紡絲液配料罐內(nèi)的加熱器、攪拌器、芯液罐內(nèi)的攪拌器、凝膠箱內(nèi)的箱內(nèi)溫度控制裝置和箱內(nèi)濕度控制裝置、水洗裝置的循環(huán)水泵、等離子發(fā)生裝置、烘干箱內(nèi)的加熱裝置和鼓風裝置、轉(zhuǎn)動驅(qū)動裝置等電控設備與中心控制器相連；中心控制器集中控制各設備的運行。本實用新型中所述的卷繞裝置上設有應力感應器、計數(shù)器和報警器。使繞絲輪始終保持設定的張力卷繞，保證膜絲以恒定速率被卷繞。待計數(shù)器達到設定值后，報警器報警，繞絲輪上的膜絲被取下。

本實用新型的專用設備工作時，在紡絲液配料罐和芯液罐內(nèi)分別配制紡絲液和芯液，經(jīng)噴絲頭噴出的膜絲凝膠裝置內(nèi)初步凝膠成型，在水洗裝置內(nèi)將溶劑洗脫；為提高膜的親水性，膜絲需進入等離子體處理系統(tǒng)，進行氧等離子處理；等離子處理引發(fā)氫氧自由基的形成，因為氫氧自由基的影響，在膜表面會嫁接上包含-OH的親水性基團。等離子處理裝置內(nèi)先通入氧氣，3-5min后開啟等離子體處理裝置，設定處理電壓為50-100V，處理時間為10-20s。經(jīng)等離子體處理后的膜絲進入烘干裝置烘干，最后由卷繞裝置，卷繞成束。

采用本實用新型的方法制備出的空心纖維血液凈化膜親水性和抗凝血性得到了顯著的提高；使用本實用新型的裝置實現(xiàn)上述方法，使空心纖維血液凈化膜制備流程一體化、自動化，大幅簡化了生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)難度，為大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)奠定了技術(shù)基礎。

空心纖維血液凈化膜的的制備方法，包括配液、噴絲、凝膠化、水洗、烘干、收絲，其特征在于：所述的配液包括紡絲液的配制和芯液的配制，所述紡絲液由高分子聚合物、有機溶劑、添加劑、生物相容性材料在80-120攝氏度的溫度下混合、攪拌形成均相溶液，紡絲液由高分子聚合物、有機溶劑、添加劑、生物相容性功能聚合物按質(zhì)量比：高分子聚合物：有機溶劑：添加劑：生物相容性材料=11:25-30:1.5-2:2-3；所述的高分子聚合物為聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚酰胺中的至少一種與磺化聚砜的共混物，按質(zhì)量比為：聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚酰胺中的至少一種：磺化聚砜=8-12:1，優(yōu)選9.5-10.5:1。所述的有機溶劑為二甲基乙酰胺、 N- 甲基吡咯烷酮中的至少一種；所述的添加劑具有致孔功效，具體為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、羥基類纖維素中的至少一種；所述的生物相容性材料包括聚乙烯醇和聚氧化乙烯中的一種或兩種的混合；所述的芯液溶劑為DMAc、DMF、DMSO、NMP中的至少一種。然后經(jīng)過抽真空脫泡處理制得；所述的芯液為芯液溶劑與水均勻混合制得的濃度0wt%-50wt%的溶液；噴絲頭噴出的膜絲經(jīng)過凝膠化、水洗后，進行氧等離子體處理10-20s，然后進行烘干、收絲操作。

通過下述實例對比能夠更好地理解本實用新型的作用。

實例1

一種聚偏氟乙烯和磺化聚砜共混的空心纖維血液凈化膜，其紡絲液按下述質(zhì)量比配制而成，聚偏氟乙烯20份、磺化聚砜2份、聚乙烯吡咯烷酮 8 份、溶劑選用二甲基乙酰胺 (DMAc)70 份。 將選取的原料投入配液罐1中，在 100 ℃下攪拌 15小時形成均相溶液；抽真空脫泡12h后，在70℃下由計量泵送入噴絲板10中，同時將濃度為30wt% 的DMAc芯液由計量泵也送入噴絲板10中。 噴絲板10中噴出的膜絲進入凝膠裝置3后，經(jīng)牽引機構(gòu)11、12的引導進入水洗裝置4。通過主動牽引機構(gòu)13，及其下方的從動牽引機構(gòu),膜絲在水洗裝置中呈V型運動。經(jīng)過充分的水洗后，進入烘干裝置5，膜絲內(nèi)的水分經(jīng)過高溫蒸發(fā)和風干后，在卷繞裝置6上收絲，卷繞張力設為5.0N。將所得膜束組裝成透析器，測其水超濾率、凝血時間和膜內(nèi)表面血小板吸附量（使用電子顯微鏡的計數(shù)功能測得），具體結(jié)果見表1。

實例2

一種聚偏氟乙烯空心纖維血液凈化膜，其紡絲液按下述質(zhì)量比配制而成，聚偏氟乙烯 20份、磺化聚砜2份、聚乙烯吡咯烷酮 8 份、聚乙烯醇4份、溶劑選用二甲基乙酰胺 (DMAc)66 份。

將選取的原料投入配液罐1中，在 100 ℃下攪拌 15小時形成均相溶液；抽真空脫泡12h后，在70℃下由計量泵送入噴絲板10中，同時將濃度為30wt% 的DMAc芯液由計量泵也送入噴絲板10中。 噴絲板10中噴出的膜絲進入凝膠裝置3后，經(jīng)牽引機構(gòu)11、12的引導進入水洗裝置4。通過主動牽引機構(gòu)13，及其下方的從動牽引機構(gòu),膜絲在水洗裝置中呈V型運動。經(jīng)過充分的水洗后，進入烘干裝置5，膜絲內(nèi)的水分經(jīng)過高溫蒸發(fā)和風干后，在卷繞裝置6上收絲，卷繞張力設為5.0N。 將所得膜束組裝成透析器，測其水超濾率、凝血時間和膜內(nèi)表面血小板吸附量（使用電子顯微鏡的計數(shù)功能測得），具體結(jié)果見表1。

實例3

一種聚偏氟乙烯空心纖維血液凈化膜，其紡絲液按下述質(zhì)量比配制而成，聚偏氟乙烯 20份、磺化聚砜2份、聚乙烯吡咯烷酮 8 份、聚乙烯醇4份、溶劑選用二甲基乙酰胺 (DMAc)66 份。將選取的原料投入配液罐1中，在 100 ℃下攪拌 15小時形成均相溶液；抽真空脫泡12h后，在70℃下由計量泵送入噴絲板10中，同時將濃度為30wt% 的DMAc芯液由計量泵也送入噴絲板10中。 噴絲板10中噴出的膜絲進入凝膠裝置3后，經(jīng)牽引機構(gòu)11、12的引導進入水洗裝置4。通過主動牽引機構(gòu)13，及其下方的從動牽引機構(gòu),膜絲在水洗裝置中呈V型運動。經(jīng)過充分的水洗后，進入等離子體處理裝置，等離子體處理裝置內(nèi)先通入氧氣，3-5min后開啟等離子體處理裝置電源，設定處理電壓為50V，處理時間通過改變紡絲的速度來控制，紡絲速度設為15m/min。經(jīng)過氧等離子體處理的膜絲進入烘干裝置5，膜絲內(nèi)的水分經(jīng)過高溫蒸發(fā)和風干后，在卷繞裝置6上收絲，卷繞張力設為5.0N。

將所得膜束組裝成透析器，測其血超濾率、凝血時間和膜內(nèi)表面血小板吸附量（使用電子顯微鏡的計數(shù)功能測得），具體結(jié)果見表1。

實施例3在常見的紡絲液組分中定量添加了磺化聚砜、聚乙烯醇，后經(jīng)氧等離子體處理，所得膜絲的親水性和血液相容性得到極大改善。

表1：不同實施例的膜性能數(shù)據(jù).