聚醚砜的发展史

天津工业大学

硕士学位论文

磺化聚醚砜（SPES）/聚醚砜（PES）共混膜亲水性及血液相容

性研究

姓名：杨刘

申请学位级别：硕士

专业：生物医学工程

指导教师：戴海平

20081201摘要

聚醚砜（ＰＥＳ）由于具有较好的热稳定性、机械强度、化学稳定性和可纺性

以及可以承受多种方式的消毒（蒸汽、二氧乙烷、】，．射线等）等特点使得其被广

泛的作为生物医用膜材料，而且当ＰＥＳ材料成膜时，其孔径和孑Ｌ径分布可以通过调整纺丝液的组成而得到控制。然而，由于ＰＥＳ材料本身的疏水性使得其在与血

液直接接触时，表面容易吸附血清蛋白和血小板，从而引起凝血和补体激活，限制了其在临床领域的应用。目前，对ＰＥＳ进行改性方法很多，但大都存在不理想

的地方。磺化反应是提高高分子材料亲水性的一种重要方法。本研究采用ＰＥＳ作为膜

材料，利用亲电取代反应成功的合成了磺化度为７％的磺化聚醚砜（ＳＰＥＳ），并将

其作为共混聚合物与ＰＥＳ共混，分别制备了ＳＰＥＳ／ＰＥＳ质量比为０、２０％、４０％ｊｆＵ

６０％的共混膜。利用红外光谱仪对共混膜进行定性分析，测定不同配比共混膜的

水接触角、含水量、纯水通量、牛血清白蛋白（ＢＳＡ）截留率、ＢＳＡ吸附量以及对

ｐ２．微球蛋白的过滤性能，并通过扫描电镜对膜的内部结构进行分析。膜的水接触角和含水量结果表明：随着共混膜中ＳＰＥＳ含量的增加，共混膜

的水接触角从７７。逐渐减ｄ，至Ｕ５４。，膜的含水量也由３．３８３Ｎｇ升至３．８５２Ｎｇ，从而

有效的提高了ＰＥＳ膜的亲水性。纯水通量实验表明：随着共混膜中ＳＰＥＳ含量的增

加，水通量从２４５．４Ｌ／ｍ２．ｈ提高至Ｕ３４５．５Ｌ／ｍＬｈ，且其对ＢＳＡ的截留率没有明显变

化，均高于９９％。同时，ＳＥＭ照片显示，共混膜和ＰＥＳ膜具有相同的指状孔结构。

所有这些说明共混膜亲水性的增强提高了膜的过滤性能。膜对蛋白吸附量可以用来表征膜的血液相容性，通常情况下吸附的蛋白量越

少，越能证明其具有优异的血液相容性。膜对ＢＳＡ吸附量的实验表明：随着共混

天津工业大学

硕士学位论文

磺化聚醚砜（SPES）/聚醚砜（PES）共混膜亲水性及血液相容

性研究

姓名：杨刘

申请学位级别：硕士

专业：生物医学工程

指导教师：戴海平

20081201摘要

聚醚砜（ＰＥＳ）由于具有较好的热稳定性、机械强度、化学稳定性和可纺性

以及可以承受多种方式的消毒（蒸汽、二氧乙烷、】，．射线等）等特点使得其被广

泛的作为生物医用膜材料，而且当ＰＥＳ材料成膜时，其孔径和孑Ｌ径分布可以通过调整纺丝液的组成而得到控制。然而，由于ＰＥＳ材料本身的疏水性使得其在与血

液直接接触时，表面容易吸附血清蛋白和血小板，从而引起凝血和补体激活，限制了其在临床领域的应用。目前，对ＰＥＳ进行改性方法很多，但大都存在不理想

的地方。磺化反应是提高高分子材料亲水性的一种重要方法。本研究采用ＰＥＳ作为膜

材料，利用亲电取代反应成功的合成了磺化度为７％的磺化聚醚砜（ＳＰＥＳ），并将

其作为共混聚合物与ＰＥＳ共混，分别制备了ＳＰＥＳ／ＰＥＳ质量比为０、２０％、４０％ｊｆＵ

６０％的共混膜。利用红外光谱仪对共混膜进行定性分析，测定不同配比共混膜的

水接触角、含水量、纯水通量、牛血清白蛋白（ＢＳＡ）截留率、ＢＳＡ吸附量以及对

ｐ２．微球蛋白的过滤性能，并通过扫描电镜对膜的内部结构进行分析。膜的水接触角和含水量结果表明：随着共混膜中ＳＰＥＳ含量的增加，共混膜

的水接触角从７７。逐渐减ｄ，至Ｕ５４。，膜的含水量也由３．３８３Ｎｇ升至３．８５２Ｎｇ，从而

有效的提高了ＰＥＳ膜的亲水性。纯水通量实验表明：随着共混膜中ＳＰＥＳ含量的增

加，水通量从２４５．４Ｌ／ｍ２．ｈ提高至Ｕ３４５．５Ｌ／ｍＬｈ，且其对ＢＳＡ的截留率没有明显变

化，均高于９９％。同时，ＳＥＭ照片显示，共混膜和ＰＥＳ膜具有相同的指状孔结构。

所有这些说明共混膜亲水性的增强提高了膜的过滤性能。膜对蛋白吸附量可以用来表征膜的血液相容性，通常情况下吸附的蛋白量越

少，越能证明其具有优异的血液相容性。膜对ＢＳＡ吸附量的实验表明：随着共混

第３３卷第６期　２０１３年１２月　惠州学院学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＨＵＩＺＨＯＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖ０１．３３．Ｎｏ．６　Ｄｅｃ．２０１３　

聚醚砜中空纤维超滤膜的研制　

刘惠茹，邹木兰　

（惠州学院化学工程系，广东惠州５１６００７）　

摘要：本文以聚醚砜（ＰＥＳ）为膜材料，聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）、聚乙二醇（ＰＥＧ）一４００为添加剂，Ｎ，Ｎ一二甲　基乙酰胺（ＤＭＡＣ）为溶剂，用非溶剂致相分离法制备了超滤膜——聚醚砜中空纤维超滤膜。通过正交试验法探索　喷丝头距离水面的高度、凝固浴的温度、ＰＥＳ浓度、ＰＥＧ一４００浓度等因素对膜性能的影响，同时进一步研究了三个　因素对成膜性能的影响规律，分析并确定了制备ＰＥＳ中空纤维超滤膜的最佳实验条件为：喷丝头距离水面的高度　

２０ｃｍ，凝固浴温度３１８Ｋ一３２８Ｋ，ＰＥＳ浓度为１８％。　关键词：聚醚砜；超滤膜；中空纤维膜；水处理技术；膜分离技术　中图分类号：ＴＱ３５　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—５９３４（２０１３）０６—００１２—０６　

１　前言　

超滤是一种压力驱动的膜分离过程，是根据分子的大小和形态而分离的筛选机理进行分离的…。超滤从７０　

年代进入工业化应用后发展迅速，已广泛用于食品、医药、工业废水处理、高纯水制备及生物技术工业、城市污水　

处理及其它工业废水处理领域，已成为应用领域最广的技术。　

膜材料作为膜分离技术的核心越来越受到人们的关注。最早的分离膜材料是纤维素及其衍生物，近年来，各　

种高性能纤维素及高分子有机聚合物膜材料的开发层出不穷，并出现了新型的陶瓷、多孔玻璃、氧化铝等无机膜　

材料和有机膜材料。聚醚砜　（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ，简称ＰＥＳ）又称聚苯醚砜或聚芳醚砜，因其分子中同时具有苯环　

的刚性、醚基的柔性及砜基与整个结构单元形成的大共轭体系，整个分子具有相当的稳定性，表现出优异的机械　性能而越来越广泛地被用于中空纤维膜材料　一　。　

聚醚砜 溶剂

聚醚砜（Polyether sulfone，PES）是一种重要的高分子材料，具有优异的热稳定性、耐化学性和机械性能，广泛应用于航空航天、电子电器、汽车工业等领域。本文将从聚醚砜的性质、制备方法、应用以及环境影响等方面进行探讨。

一、聚醚砜的性质

聚醚砜是一种无色或淡黄色的高分子聚合物，具有高熔点、优异的力学性能和化学稳定性。它具有较高的玻璃化转变温度（约为220℃），能够在高温下长时间稳定工作。此外，聚醚砜还具有优异的电绝缘性能、耐候性和耐疲劳性能。

二、聚醚砜的制备方法

聚醚砜的主要制备方法包括醚化法和磺化法。醚化法是通过聚合酰亚胺与含有活性氢的醚化剂反应得到聚醚砜。磺化法则是将聚醚酮进行磺化反应得到聚醚砜。这两种方法都需要在高温下进行，并需要催化剂的存在。

三、聚醚砜的应用

由于聚醚砜具有优异的性能，因此在航空航天、电子电器、汽车工业等领域得到了广泛的应用。在航空航天领域，聚醚砜常被用于制造航空发动机零部件、燃料电池等。在电子电器领域，聚醚砜可用于制造电子元件、电缆、电路板等。在汽车工业领域，聚醚砜可用于制造汽车发动机零部件、排气系统等。此外，聚醚砜还可用于制造化工设备、过滤器、膜材料等。

四、聚醚砜的环境影响

聚醚砜在制备过程中主要使用有机溶剂进行反应，这些溶剂可能对环境造成一定的污染。此外，聚醚砜在使用过程中也可能释放出有害物质，对环境和人体健康造成潜在风险。因此，在聚醚砜的生产和使用过程中，应采取相应的环保措施，减少对环境的影响。

聚醚砜是一种具有优异性能的高分子材料，广泛应用于航空航天、电子电器、汽车工业等领域。它的制备方法多样，应用广泛，但同时也需要注意其对环境的影响。随着科技的进步和环保意识的提高，相信聚醚砜在未来会有更广阔的应用前景。