静电纺丝法制备生物相容性纳米纤维

论文摘要

静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成连续纤维的加工技术,是制备亚微米级至纳米级超细纤维的重要方法。电纺超细纤维膜具有纤维直径小、比表面积大和孔隙率高等优点,在组织工程支架、传感器件、功能纳米管、控制释放体系、伤口敷料等方面有着潜在的应用前景。本课题应用了近年来研究较多的静电纺丝方法,对几种生物医用高分子材料共混纳米纤维的纺制进行了实验研究,着眼于聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸钠的共混改性研究,添加第二和/或三组分改善可纺性,并且利用海藻酸钠良好的生物相容性、生物降解性以及纳米纤维所组成的非织造织物所具备的高空隙率,为其成为一种性能优异的生物医用材料提供了可能。本文以聚乙烯吡咯烷酮和海藻酸钠为主,通过与第二和/或三组分共混,在一定程度上改善了可纺性,同时借助静电纺丝方法制得共混纳米纤维无纺织物,并对其共混溶液的电导率、可纺性、成形特点进行了研究,对纳米纤维的结构性能进行了初步探讨。结果表明:静电纺纳米PVP纤维的较好PVP浓度为180g/L,纺丝电压15kV。并且研究制备了几种PVP共混纤维。其中,当溶液浓度为200g/L、PVP:PVDF为6:4时,所成纤维直径较为均匀,制得的PVP/PVDF复合微纳米纤维较好;当溶液浓度120g/L、PVP高分子量130×10~4及PVP:PEO为8:2时,电纺所得PVP/PEO纤维形貌最佳。海藻酸钠120mps/PEO90万比例为8:2时得到无串珠的光滑纤维,并且纤维直径分布均匀,并用乙醇/氯化钙(或醋酸铜)处理电纺纤维,使其疏水性得到极大改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 纳米技术及纳米纤维
• 1.2 纳米纤维的制备方法
• 1.3 纳米纤维的发展前景
• 1.4 静电纺丝
• 1.4.1 静电纺丝的成型工艺
• 1.4.2 静电纺丝形成纤维的过程分析
• 1.4.3 影响聚合物静电纺丝的主要因素
• 1.5 静电纺丝的国内外研究及发展现状
• 1.6 纳米纤维的应用
• 1.6.1 生物医学领域
• 1.6.2 电子器件
• 1.6.3 纤维增强复合材料
• 1.6.4 滤材及防护材料
• 1.6.5 传感器感知膜
• 1.7 本课题研究目的和内容
• 第二章 静电纺聚乙烯吡咯烷酮及其共混纤维的研究
• 2.1 实验
• 2.1.1 实验原料及仪器
• 2.1.2 纺丝液的制备
• 2.1.3 表征
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 影响静电纺纳米PVP纤维的纺丝条件
• 2.2.2 静电纺纳米PVP共混纤维
• 2.2.3 静电纺纳米PVP及其共混纤维的吸湿性对比
• 2.3 结论
• 第三章 静电纺丝法制备PVP/PVDF复合微/纳米纤维
• 3.1 实验
• 3.1.1 实验原料及仪器
• 3.1.2 纺丝液的制备
• 3.1.3 表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 粘度分析
• 3.2.2 扫描电镜
• 3.2.3 红外光谱
• 3.3 结论
• 第四章 静电纺纳米PVP/PEO共混纤维的研究
• 4.1 实验
• 4.1.1 实验原料及仪器
• 4.1.2 纺丝液的制备
• 4.1.3 表征
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 纺丝液的粘度
• 4.2.2 溶液浓度对静电纺丝的影响
• 4.2.3 PVP的分子量对静电纺丝的影响
• 4.2.4 PVP与PEO不同比例对静电纺丝的影响
• 4.3 结论
• 第五章 纳米海藻纤维的制备研究
• 5.1 实验
• 5.1.1 实验原料及仪器
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.3 表征
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 最佳溶液体系的选择
• 5.2.2 纺丝液性质
• 5.2.3 扫描电镜
• 5.2.4 红外光谱
• 5.2.5 疏水性的改善
• 5.3 结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢