静电纺丝是一种简单易行的制备纳米纤维的方法,目前采用静电纺丝的方法已经将100多种材料成功地制成了微米或纳米级纤维,目前关于静电纺方面的研究多数是无纺纤维毡,也有一些关于定向排列的静电纺纤维的研究,但是静电纺连续纱线的研究较少。在能源危机日益严峻、人们环保意识日益增强的今天,可降解材料(尤其是天然可降解材料)已经成为了研究的热点。蜘蛛丝是自然界强度最高的蛋白质纤维之一,有其它天然纤维和合成纤维无法比拟的综合力学性能,PLA和蜘蛛丝都有良好的生物可降解性和生物相容性,非常适合做人造肌腱、人造器官、组织工程支架材料、组织修复材料以及手术缝合线等生物医用材料。本文以聚乳酸和蜘蛛丝作为原料采用静电纺丝的方法制备得到连续的纳米级纤维纱。主要从纱线的静电纺丝工艺、后处理以及降解性和生物相容性等几个方面入手,进行了以下几方面的研究:静电纺丝工艺:以蜘蛛丝/六氟异丙醇(HFIP)和聚乳酸/HFIP的混合液为纺丝液,讨论了9wt%PLLA溶液和1wt%蜘蛛丝蛋白溶液质量混合比、纺丝温度、卷绕速度、纺丝液流量和纺丝电压对纱线内纤维的排列、纱线的形态结构和力学性能、以及纺丝稳定性的影响。综合各方面因素最后确定的优化纺丝工艺为:混合比为7:3,纺丝温度为150℃,纺丝电压14kv,纺丝液流量4ml/h,纺丝高度9cm,卷绕速度105±5rpm。在此工艺下,纱线的可纺性较好,纺丝稳定性也很好,纤维定向排列的程度较高,并且纱线在水中的稳定性很好。但这种初生纱的强度较低伸长偏大,需要对其进行后加工处理。后加工:讨论了加捻和后拉伸对蜘蛛丝/聚乳酸复合纳米级纤维纱的结构、力学性能及结晶结构的影响。加捻使原本松散的纱线抱合紧密,大大提高了纱线的力学性能,单股纱加捻2250T/m时强度可提高36.98%,双股纱加捻后纱线强度的提高更明显,1500T/m时强度提高了29.97%。热拉伸对初纺纱的作用非常显著。随着拉伸倍数的增加,纤维直径和纱线细度减小,断裂伸长呈下降趋势,断裂强度和初始模量明显提高。拉伸1.6倍时纱线强度提高了70%。但是拉伸倍数过大会造成纱线强度下降。热拉伸还改善了纤维的结晶结构,纤维的结晶度提高。生物降解性和细胞相容性:研究了蜘蛛丝/聚乳酸复合纳米级纤维纱的在磷酸缓冲液和放线菌酶降解液中的降解性能。结果表明,纱线在这两种溶液中的降解都很不明显,在磷酸缓冲液中降解90天后的SEM图上仍然看不到明显的纤维破碎痕迹,纱线失重率和强度损失率也都很小;在放线菌酶溶液中的降解也不明显,纱线失重率和强度损失率相对于磷酸缓冲液稍大,降解5周之后强度损失了15.28%。静电纺蜘蛛丝/PLLA混合纤维毡与成纤维细胞间具有良好的相容性,细胞在其表面的成活率很高,蜘蛛丝蛋白的加入增加了材料与细胞间的相容性,细胞活性的大小次序为:蜘蛛丝/PLLA混合纤维毡>纯PLLA>空白板。