论文摘要
聚偏氟乙烯（PVDF）是一种新兴的、综合性能优良的聚合物膜材料,具有较高的机械强度,优良的化学稳定性和突出的介电性能,是制备膜的优选材料。胶原蛋白具有良好的物理性能和生物学特性,在医学、生物材料以及食品等领域有着广泛的应用。胶原蛋白富含大量氨基酸,而且氨基酸含有氨基和羧基等亲水性基团,因此将胶原蛋白接枝到PVDF膜的表面,可以改善PVDF膜的亲水性和生物相容性。本文以PVDF为膜材料、胶原蛋白为接枝物质、高纯氦为等离子体处理气体,通过不同的等离子体处理条件和不同的接枝条件来制备不同的改性PVDF膜。本研究考察了 PVDF膜的纯水通量、接触角以及膜表面的结构,选用牛血清蛋白作为被吸附物质,考察PVDF膜在不同pH值溶液中对蛋白质的静态吸附作用,本文主要内容如下:1、通过改变等离子体处理时间、处理功率和接枝温度、接枝浓度、接枝时间等条件研究了对改性PVDF（P-PVDF）膜和接枝PVDF（G-PVDF）膜亲水性能的影响。结果显示,随着等离子处理时间的增加,P-PVDF的水通量逐渐增大,在处理时间为90s时,水通量最大,到达171.1 L·m-2·h-1。依次改变等离子体处理功率、接枝胶原蛋白的温度、接枝浓度和接枝时间。经过综合比较,选择处理时间为90 s,处理功率为50 W,接枝温度为35℃,接枝浓度为15 g/L,接枝时间为 1 h。G-PVDF 的水通量从 43.9L·m-2·h-1 到 197.4L·m-2·h-1,接触角从94.6°降低到45.7°,胶原蛋白的接枝率为7.32%。2、研究了交联剂戊二醛交联胶原蛋白对接枝改性PVDF膜亲水性能的影响。首先改变戊二醛的浓度制备不同的交联PVDF（C-PVDF）膜,随着戊二醛浓度的增大,C-PVDF膜的水通量先增大再减小,在戊二醛浓度为0.4%时,水通量达到最大为245.6 L·m-2·-1。在此交联浓度条件下,交联时间为1 h时水通量最大。交联温度为35℃时,膜的水通量最大为271.9L·m-2h-1,温度高于35℃后,水通量显著下降。3、对于PVDF、G-PVDF、C-PVDF平板膜和中空纤维膜,讨论了 pH值对膜水通量、BSA的去除率和BSA静态吸附性能的影响,同时还考察了三种PVDF平板膜对细胞的培养能力及生物相容性。随着pH值的升高,三种不同的PVDF平板膜的水通量总体都呈下降趋势,当pH值大于7,水溶液呈碱性时,水通量下降的趋势变缓。C-PVDF平板膜随着pH值的增大,对BSA的去除率从97.4%下降到85.2%,而另外两种平板膜对BSA去除率影响较小。对于三种平板膜对BSA的静态吸附性能的影响,亲水性能强的C-PVDF平板膜吸附量最小,抗污能力最强;三种PVDF中空纤维膜在不同pH值条件下C-PVDF中空纤维膜的水通量均高于G-PVDF中空纤维膜,而PVDF中空纤维膜水通量最小;采用MTT法来考察PVDF平板膜对细胞的培养能力。C-PVDF 平板膜的光密度（Optical Density,OD）值最大,G-PVDF的OD值次之,PVDF的OD值最小。OD值越大,细胞活性越强。本研究为改善PVDF膜亲水性提供了一种新的方法,在PVDF膜表面接枝胶原蛋白使膜在生物医用方面成为可能。