静电纺丝法制备温敏性PNIPAAm/PAMPS纳米纤维及其性能研究

论文摘要

静电纺丝技术作为一种简单而有效的制备纳米纤维的工艺,是以高压静电为动力,将聚合物溶液或熔体制备成直径大小为几十纳米至几微米的聚合物纤维的方法。静电纺丝法是目前唯一能够大量、连续制备纳米纤维的方法。本文采用静电纺丝法制备了具有温度敏感特性的聚N-异丙基丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸（PNIPAAm/PAMPS）纳米纤维,通过对传统收集装置的改进,能够以一种简单有效的方法制备出有序排列的PNIPAAm/PAMPS纳米纤维,在电纺溶液中加入了药物硝苯地平,制得了负载硝苯地平的PNIPAAm/PAMPS纳米纤维。通过静电纺丝法制备了无序PNIPAAm/PAMPS纳米纤维,通过正交试验,得到了较佳的电纺工艺参数:聚合物溶液浓度（C）为7%,纺丝压（U）为10 kV,接收距离（L）为20 cm,推进速率（R）为0.005μL?min1P。通过扫描电子显微镜（SEM）的观测,在较佳电纺工艺参数条件下制得的PNIPAAm/PAMPS纤维的平均直径为148.42 nm。通过水接触角测试,在20℃条件下,PNIPAAm/PAMPS纤维膜表面呈现亲水性,而在40℃条件下,PNIPAAm/PAMPS纤维膜表面呈现疏水性,表现出温敏特性。实验过程中,通过对传统静电纺丝收集装置的改进,能够制备出有序排列的PNIPAAm/PAMPS纳米纤维。通过SEM观测发现,随着电纺收集时间的增加,PNIPAAm/PAMPS纳米纤维的整体有序性增加,且在相同电纺条件下,有序PNIPAAm/PAMPS纳米纤维的平均直径比无序PNIPAAm/PAMPS纳米纤维的平均直径小。通过在PNIPAAm/PAMPS电纺溶液中添加药物硝苯地平,能够制得负载硝苯地平的PNIPAAm/PAMPS纳米纤维。通过SEM观测可知,在相同条件下,载药纤维的平均直径要比无药纤维的平均直径大。对纤维膜进行表面水接触角的测试,结果表明,负载硝苯地平的PNIPAAm/PAMPS纳米纤维依然具有温度敏感特性,且在纤维膜表面的滴水试验中可以观察到不同温度条件下,由于纤维的温敏特性,纤维的形态发生不同的改变,对药物的释放产生了不同的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义
• 1.2 静电纺丝
• 1.2.1 静电纺丝的发展历史
• 1.2.2 静电纺丝的装置及原理
• 1.2.3 影响静电纺丝的参数
• 1.2.4 静电纺丝的应用
• 1.3 有序电纺纳米纤维
• 1.3.1 有序电纺纤维的制备方法
• 1.3.2 有序电纺纤维的应用
• 1.4 电纺温敏性微纳米纤维
• 1.4.1 PNIPAAm的温敏机理
• 1.4.2 静电纺丝法制备PNIPAAm纳米纤维
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第2章 实验方案与研究方法
• 2.1 实验材料和仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 PNIPAAm/PAMPS电纺纤维的制备
• 2.2.1 PNIPAAm的合成
• 2.2.2 PAMPS的合成
• 2.2.3 PNIPAAm的DMF溶液的配制
• 2.2.4 电纺溶液的配制
• 2.2.5 静电纺丝设备
• 2.2.6 PNIPAAm/PAMPS电纺纤维的制备
• 2.3 表征方法
• 2.3.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.3.2 傅立叶红外光谱分析（FT-IR）
• 2.3.3 紫外-可见吸收光谱（UV-vis spectroscopy）
• 2.3.4 表面接触角测试（CA）
• 第3章 无序PNIPAAm/PAMPS纤维的制备与表征
• 3.1 电纺较佳工艺参数的确定
• 3.2 聚合物溶液浓度单因素试验
• 3.3 傅立叶变换红外光谱分析
• 3.4 PNIPAAm/PAMPS纤维膜表面接触角分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 有序PNIPAAm/PAMPS纤维的制备及表征
• 4.1 有序电纺装置的改进
• 4.2 有序PNIPAAm/PAMPS纤维的形貌表征
• 4.3 聚合物溶液浓度对有序PNIPAAm/PAMPS纤维平均直径的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 载药PNIPAAm/PAMPS纤维的制备与表征
• 5.1 载药电纺溶液的紫外-可见吸收光谱分析
• 5.2 载药电纺溶液的红外光谱分析
• 5.3 载药PNIPAAm/PAMPS纤维的微观形貌分析
• 5.4 载药PNIPAAm/PAMPS纤维的EDS分析
• 5.5 载药PNIPAAm/PAMPS纤维膜的表面接触角分析
• 5.6 载药PNIPAAm/PAMPS纤维的滴水试验
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢