HYPERLINK"http://www.jnhnqt.com/news/854.html"\o"医用中空纤维富氧机的研制"医用中空纤维富氧机的研制1研究的目的、意义和国内外发展概况中空纤维富氧机是80年代最新的分离技术.HYPERLINK"http://www.jnhnqt.com/"\t"_blank"医用制氧机该机分离空气制富氧的原理是利用高分子膜对氧和氮具有不同的渗透速率，以达到浓缩氧的目的.在一定压力的推动下，空气在高分子膜上溶解、扩散和解吸而得到30%左右的富氧.由于渗透分离得到的富氧最适合于医疗呼吸用，所以我们开展这一研究项目，以社会效益为出发点，为医院、边防、高原地区以及煤矿、深涵洞施工等方面提供呼吸用富氧.所以本项研究，具有深远的科学意义和广阔的应用前景.中空纤维膜富氧机在美国和日本均有产品投入市场，而在国内尚无同类产品.现将我组试制:的富氧机与国外产品相比较，列表1如上二2技术原理简述2.1膜分离的原理气体渗透的原理，按照Greham的溶解扩散理论如图1所示.气体分子首先在膜的界面上溶解，然后溶解的气体分子在膜内扩散，最后从膜的表面解吸，气体的渗透系数P是聚合膜材料的扩散系数D和溶解度系数S所决定:P一D05(1)上式当膜两侧界面处于稳定态时，不考虑气体分子之间和聚合物之间的相互作用时，界面的气体浓度与气体压力符合亨利定律，而气体分子在膜中的扩散符合费克定律，因之导出渗透气体量q如下：户人二_g一下乙、P.几’JJ(2)式中A:膜面积(。m“)L:膜厚度(。m)△P:压力差P，一P:(cmHg)p:气体渗透系数cm艺(51户)·cm/cm艺·s·cmHgt:时间(s)以P/L表示纯气体的渗透量，是测定的定数，在相同条件下.例如同样的膜.对纯氮和纯氧两种气体分别进行测定其渗透量:八、/Lha一自。/Pw:一断:一N。，嘶厂*。称之为分离因子.富氧应该选择八:/L大(即脚:~大·L~小)，断:一、:~大的膜材料·么2富氧分离膜富氧分离膜应具备:①尽可能高的气体渗透性·即脚。大;②高选择性即嘶:一、:大:⑧制膜性能良好，易于成膜;④物理性能和化学性能好，即强度和耐老化性能好.工作寿命长;⑥成本低.目前，各种高渗透、高分离因子的膜材料正在研究和开发中·研究证明往往二者不能兼得.所以近来都在膜结构上下功夫.我们选择复合中空纤维膜·原因是聚矾易于抽制成强度较好的非对称中空纤维膜，同时果用硅橡胶涂层以减小表层的厚度·从而提高其渗透率·这样以得到Pr，:和、:一N:的适当调合，并得到劝肠左右的富氧.2.3渗透组件及操作流程目前国外生产的富养渗透组件，主要有两种:2.3.1卷式膜渗透器如图2所示，在两张聚合膜之间，夹入导气格层，膜的边缘粘结密封成袋子，袋子的开口与中心导气管连接，将数层膜套卷起装入筒内，气流进入膜袋，渗透气沿膜袋进中心导气管送出.2.3.2中空纤维膜组件一般中空纤维外径300一500产.内径为100一200产.将上千根中空纤维粘结成束，束的一端封起.另一端切开.让每根中空纤维开口露出，最后将纤维束装入筒内.其组件目前医疗用富氧机，分为减压法和加压法两种流程.由于加压法流程较为简单，因此我们研制的富氧装置系采用加压流程.3中空纤维膜组件的研制4.1中空纤维膜组件的工艺流程配料一抽丝~成小束~检漏~干燥~粘成小束~固化~涂层硫化~小束测定~离心粘接成大束~膜组件的组装~性能指标测定.我们选用耐老化，性能优良的聚矾为抽制中空纤维的高分子材料，并加入添加剂，搅拌至完全溶解均匀后进行抽丝.图4为中空纤维抽丝装置.抽出外径为500一600产和内径为30。~400产的中空纤维.将粘结成小束的中空纤维硫化后，放入测定器中，加压空气渗透得到富氧，并测定渗透气的流量和含氧量，富氧空气中含氧量的分析采用奥氏气体分析仪和CY一7型测氧仪，所测定的小束含氧量一般为30%，平均渗透率为67I/m兮·h.4.2膜组件的组装4.3膜组件的性能测定4.3.1膜组件的面积中空纤维面积:Al一2二L二2义3.14义0.025丫50一7.85cm乙小束:八5、，一7.85丫50=393em3渗透器:八一393义100一3·93mZ4.3.2膜组件测定数据如下表2：4医用中空纤维富氧机的研制4.1中空纤维富氧机的总体结构设计与要求作为医疗用富氧机不同于工业用富氧机，它具有很多特殊的要求，如要求无细菌、无尘;富氧空气的含氧量适度，并具有一定的温度和湿度;整机的体积小，重量轻，噪音低等.根据上述特殊要求，拟定其设计要点如下:①对空气压缩机的选型及改装，以达到轻型化，小型化;②渗透器的最佳设计，既要体积小，又要满足医疗上所需的富氧量;③整机的外形设计美观;④设法解决噪音问题.4.2具体实施办法为了达到上述要求，我们对中空纤维制取富氧所必不可