我国高分子分离膜的应用分析

我国高分子分离膜的应用分析

摘要：高分子分离膜是由高分子复合材料制成的具有分离流体混合物功能的膜。在膜分离过程中，采用分离膜作为中间层。在压差和浓差电位差的驱动下，通过

不同的膜穿透率，使流体混合物中的组分在膜的两侧富集，达到分离、精制、浓

缩和回收的目的。单位时间内通过膜的流体量（透过速度）和不同物质的传输系

数（分离系数）与某些物质的保留率之比是衡量膜性能的重要指标。

一、国内高分子分离膜发展史

我国膜科学技术的发展始于1958年对离子交换膜的研究，20世纪60年代进

入了一个开创性的发展阶段，1965年对反渗透技术进行了探索。全国海水淡化之

战始于1967年。极大地促进了我国膜技术的发展。从上世纪70年代的后期，高

分子迎来了快速发展阶段。并于上世纪80年代进入推广应用阶段。20世纪80年代是气体分离和其它膜的发展阶段。广泛的应用于不同的领域，但今天对于我们

来说，特别是随着我国的工业制备分离膜的大量需求，使其具有其它聚合物所不

具备的特性和特性。聚合物分离膜的制备方法有流延法、坏溶剂凝胶法、微粉烧

结法、直接聚合法、表面涂覆法、可控拉伸法、辐射化学蚀刻法和中空纤维纺丝法。

二、高分子分离膜的研究现状

1、对于氢气的回收

替代聚合物分离膜对氢气具有选择性，可有效用于合成气的调节、冶炼气中

氢气的回收和液氨合成中氢气的回收。这种技术在美国被广泛应用。同时也为我

国的高分子化工产业起到积极的示范作用。

2、有机气体的回收

一些高分子材料对有机气体具有特殊的选择性和可过滤性。分离膜用于回收

有机气体，如塑料合成中单分子气体的回收、工业废气中有机物的回收、能源的

利用、气体的净化等。美国和西方国家生产的高分子分离膜广泛应用于化工和环

境治理中。

3、用于天然气的回收

天然气中含有CO2、H2O和H2S，是造成天然气质量低、输送管道情况下来

进行，但是易腐蚀的情况是它的主要原因。那么需要聚合物分离膜能有效去除这

些有害物质，只有要这样的情况下才能更好的提高天然气质量，并且通有效的延

长管道使用寿命。

4、用于氮气和氧气的直取

以空气为原料，聚合物分离膜可分离99%的氮气和90%以上的氧气。新一代

高分子分离膜产品具有优良的应用技术，这种发展对于其应用涉及血液净化和人

工肝胆生物工程领域。

5、用于人类肾的过滤

据不完全统计，肾病发病率为5/10000。根据我国12亿人口，60万肾功能衰

竭患者需要使用血液透析（人工肾）治疗。数据显示至少需要人工肾1000万个。目前，长期使用纤维素型中空纤维膜的患者血液中的中分子物质和β——微球蛋

白水平会导致神经病变、透析淀粉样变性和长期并发症。在血液透析领域得到了

迅速的发展。目前，传统的仿血膜对上述物质的清除作用很小。世界各国学者都

在研究各种合成中空纤维替代品。上海德圆科技发展有限公司生产的聚砜和聚醚

砜中空纤维膜可作为低通量高通量人工肾透析器，为新型人工肾的应用奠定了基

础。

6、生物人工肝

暴发性肝衰竭是一种病死率高的危重病，常规治疗无法达到。国内外对微囊

化肝细胞及其体外装置进行了研究。目前所制备的微胶囊不足以抵抗体外高流速

灌注所产生的剪切应力。从分析结果得出，活体肝细胞中空纤维生物人工肝是目

前人工肝的装置。安装在圆形壳体内。根据其功能，它可以分为两个腔体：血液

在中空纤维guan中循环。

7、人工胰

根据医疗分析，可以进行胰岛移植。有待进一步研究。我国糖尿病发病率为0.6%。人工胰腺在临床上的应用具有重要意义。人工胰腺产品的重要方面是膜。

本品通过膜将胰岛细胞分离，血液中的氧和营养物质通过膜传递到膜内胰岛细胞。在现代生物医学研究中，混合生物材料被提出。人工胰腺是研究最多的代谢器官

之一。胰岛细胞可以是猪、大鼠、人等胰腺细胞。聚赖氨酸——海藻酸钠体系、

聚丙烯酸盐体系、壳聚糖——海藻酸钠体系等高分子膜材料广泛存在。当患者血

糖升高时，pH值降低，细胞膜增加，释放出足够的胰岛素。当血糖降低时，pH

值升高，膜孔缩小，胰岛素释放减少。血糖正常时，膜孔中等。这种智能人工胰

腺是一种理想的人工杂交器官。人工胰腺的主要任务是生物相容性、血液相容性、材料的理化性质、细胞培养技术等。同时，为了解决细胞存活期问题，细胞替代

技术和稳定的功能活性可以在临床上广泛应用。

三、对高分子分离膜材料的展望

对于高分子分离膜材料来看，通过高分子分离膜纳米技术的发展，将迎来新

的机会，分离腊的性能和效果将会更好，所以从现在开始要致力于膜分离新技术

与传统工艺技术的有机结合，这种方法是将很好的保留现有的经验和效果的同时

不断将膜分离技术的研究成果从实验室推广到工业应用。未来我们应该从致力于

新型膜材料的研究，开发高性能高耐用值的新型高分子膜材料。通过新的材料的

研发来对我国的分离膜市场进行很好的补充我们应致力于新型膜技术的研发，进

一步制备超薄、高度均匀、无缺陷的不对称膜技术和工艺。特别是要从反渗透、

电渗、气体分离、渗透汽化等几个方面加强研究，最后实现与国外同类产品的相

一致的效果高度，这将是我们未来需要面对的重要方向，也是我们研究的最重要

的课题。

参考文献：

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