激光熔体静电纺丝法制备聚合物微/纳米纤维及其性能研究

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激光熔体静电纺丝法利用激光作为加热源,具有加热迅速,热分解率低的优点,是一种全新的熔体静电纺丝法。本论文分别对聚己内酯(PCL)、聚乳酸(PLLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)三种可用于生物医学领域材料的可纺性及所得纤维的物性进行了研究。同时,我们还利用纳米羟基磷灰石(nHA)对PLLA纤维的表面进行修饰,得到了改性的PLLA/nHA复合纤维。还制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯/纳米二氧化硅(PET/SiO2)复合纤维。采用扫描电镜(SEM)对所得纤维形貌及影响因素进行了分析,还采用X射线衍射XRD)、示差扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外(FIIR)、能谱分析(EDS)、乌式黏度计和单轴拉力机等多种表征手段对其物性进行了测试。纺丝工艺研究表明:对PCL、PLLA及PET的三种材料来说,纤维直径都随着激光电流的增加而减小;应用电压方面,PET纤维直径随着电压的增大而增加,而PCL和PLLA纤维直径与电压无明显关系;三种材料纤维直径与接收距离关系都不明显。正交实验分析表明:影响PLLA纤维直径的主次因素顺序为:应用电压,激光电流,接收距离,熔融指数。XRD与DSC研究表明:对PCL来说,得到结晶度在60%左右的结晶态纤维。而对于PLLA和PET来说,得到的为无定形态纤维。FTIR研究表明:不同激光电流和应用电压下得到的PLLA纤维的分子结构没有发生明显的变化。EDS表征证明了PLLA/nHA、PET/SiO2纤维中纳米颗粒的存在。分子量测试表明:PCL分子量随着激光电流的增加而降低。力学测试表明:PCL、PLLA、PET纤维膜的平均拉伸强度分别为1.96±0.1 MPa、1 MPa、1.3 MPa左右,断裂伸长率分别为122.2±45%、6 %、5 %左右。
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