论文部分内容阅读
静电纺丝技术制备功能性纳米纤维膜已经成为目前重要研究内容之一。本研究是利用静电纺丝技术制备PVA/普鲁兰/芦丁抗紫外纳米纤维膜和明胶/普鲁兰组织工程支架材料。利用扫描电镜、红外光谱仪、应力测试仪分别测量纳米纤维的表观形貌、纤维组分之间的相互作用及力学性能。根据国标GB/T 18830-2009采用抗紫外测试仪表征负载芦丁的PVA/普鲁兰纤维膜的抗紫外性能。基于明胶/普鲁兰纤维在水中稳定性差的缺点,探索该体系的交联方法并分析其交联机理。通过X射线衍射分析交联前后结晶性能的变化,并测试交联前后力学性能的变化。具体的研究结果如下:1.PVA/普鲁兰静电纺纳米纤维直径随纺丝液浓度增加而变大。纺丝液中PVA比重的增加可以提高其成丝性及纤维直径。相同纺丝液浓度下,随着普鲁兰含量的增加,纳米纤维膜的应力逐渐变小,而断裂伸长率逐渐增大。2.芦丁的添加可以明显改善纳米纤维膜的抗紫外性能并影响PVA/普鲁兰纳米纤维膜的其他性能。由于芦丁是以悬浮颗粒状态存在,影响纤维的成丝性,因此SEM结果表明,随着芦丁负载量的增加,纤维直径增大,均匀性变差。当芦丁负载量低于5.67%时,芦丁的添加可以提高纤维膜的应力,芦丁含量继续增加,纳米纤维膜的断裂应力逐渐变小。当芦丁负载量超过4.46%,纳米纤维膜的紫外线透过率T(UVA)、T(UVB)均小于5%,且紫外线防护系数(UPF)超过40,此时的纳米纤维膜有良好的抗紫外性能。3.明胶和普鲁兰可以以水为唯一溶剂通过静电纺丝制备纳米纤维,纤维直径均匀,形貌良好,明胶与普鲁兰之间产生氢键作用。纳米纤维膜的断裂应力随着明胶含量的增加而加强,断裂伸长率则随之减弱。4.明胶/普鲁兰纳米纤维膜的最佳交联条件为采用浓度为50%戊二醛水溶液和乙醇共混液(6ml与24ml)蒸汽交联3天,交联处理后明胶/普鲁兰纳米纤维在37℃去离子水中可以保持其纳米纤维形态和结构。明胶/普鲁兰交联处理后明胶分子上的自由氨基与戊二醛上的醛基反应生成了亚胺,普鲁兰大分子上的羟基与戊二醛之间发生缩醛反应。纳米纤维经交联处理后结晶度无明显变化,纳米膜的断裂应力明显增强,断裂伸长率则急剧下降。交联后的明胶/普鲁兰纳米纤维膜性能良好,作为组织工程支架有良好的应用前景。