论文摘要
由静电纺丝纤维构成的无纺织物具有大的比表面积,以及纤维表面具有小孔等特殊形态,这样的特性使得该纤维在生物医学、组织工程等方面有很大的潜在应用前景。本文采用静电纺丝的方法对再生丝素（SF）纤维进行改性,通过添加少量的聚乙烯醇（PVA）来改善再生丝素纤维的脆性缺陷,使其更有利于作为生物材料用途。本文对丝素/聚乙烯醇共混纺丝液的相容性、共混纳米纤维的制备、纤维结构性能作了较系统的研究。主要做了以下四方面工作:第一不同溶剂下SF溶液的静电纺丝。比较了溶剂甲酸、三氟乙酸、二氯甲烷的物理性质,研究了在甲酸、三氟乙酸/二氯甲烷（70/30质量比）这两种溶剂体系下对静电纺SF纳米纤维成型效果的影响。在这两种溶剂体系下SF溶液相对比较均匀稳定和透明,看不到由大分子聚集和缠结引起的凝聚,对这两种溶剂体系下不同浓度的SF溶液进行静电纺丝后,用扫描电镜观察了所得纤维的形态,发现用三氟乙酸/二氯甲烷的混合溶液做溶剂时所得到的纤维比用甲酸做溶剂时所得到的纤维光滑均匀,没有出现珠状和纤维断裂的情况,这与溶剂自身的沸点、极性、粘度有关,而且纺丝速度也明显比以甲酸做溶剂时快。因此在接下来的实验中选用三氟乙酸/二氯甲烷的SF溶液与PVA水溶液进行共混静电纺丝,第二三元溶剂下SF/PVA共混体系相容性及其可纺性研究。包括对与可纺性有关的纺丝液的流变性和电导性的影响。其中少量的PVA在SF中可以形成较为连续的均匀相,共混纺丝液较透明,与水作溶剂相比溶解性有明显提高,可以认为,三氟乙酸分子更易于同SF或PVA大分子上的极性基团形成氢键,从而破坏SF或PVA单一组分分子自身间的结合或缠结,促进各不同分子间的结合和渗透,获得较为理想的共混状态。但随着PVA的加入量逐渐增大,纺丝液由较透明变得混浊不均匀,慢慢出现絮状物,这是由于PVA量的增多自身形成较多缠结和团聚,从SF连续相中逐渐分离出来。直到SF/PVA达到80/20,75/25时,纺丝液中絮状物会越来越多使得针头堵塞,无法进行静电纺丝。第三SF/PVA共混纳米纤维的成型及其后处理。静电纺不同配比的SF/PVA共混纳米纤维,纺丝过程中电压（10kv）和固化距离（15cm）保持不变,由于PVA的加入使得纺丝液电导率增大,所得到的共混纤维中纤维的平均直径比纯SF纤维的直径细的多,表观柔韧性也得到一定程度的改善;并对静电纺丝制得的纳米纤维毡用有机醇进行后处理,来改善它们的结构完整性和机械性能,用扫描电镜观察纤维的形态可以看到处理后纤维间排列变得紧密,孔隙变小。第四SF/PVA共混纳米纤维的结构性能表征。利用X-射线衍射、红外光谱和热分析等方法研究了静电纺SF纳米纤维膜与共混纳米纤维膜微细结构的差别,分析纺丝液的质量分数和不同配比对微细结构的影响,并对纤维的结构与性能进行了测试和分析,表明PVA的加入,能使SF材料的柔韧性得到一定程度的改善,测得的相对强度与断裂伸长率值也明显高于纯的SF纤维;经过处理后的SF/PVA共混纳米纤维的强度也提高了,而且在水中的溶失率明显下降,结晶性提高了。
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