靜電紡絲素蛋白及制備增強(qiáng)型復(fù)合納米纖維的研究.pdf

1、靜電紡絲是制備超細(xì)纖維和納米纖維的一種常用方法,以天然或者合成聚合物為原料,可以制備出直徑從幾十納米至幾微米的纖維。靜電紡絲的過程是在高壓的條件下使聚合物產(chǎn)生帶點射流,射流在電場中被拉伸,溶劑揮發(fā),凝固形成纖維收集在接收板上。利用靜電紡絲制備的納米纖維所構(gòu)成的膜具有三維多孔結(jié)構(gòu),比表面積大且孔隙率高,可以應(yīng)用在組織工程支架及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域。
　　 本課題以再生絲素蛋白(SF)為基質(zhì),桑皮納米纖維素晶須(CNW)為增強(qiáng)劑,采用靜

2、電紡絲的方法制備了增強(qiáng)型再生絲素蛋白復(fù)合納米纖維。桑蠶絲素蛋白是一種天然的高分子材料,具有良好的生物相容性、氧氣和水蒸氣滲透性、生物可降解性并且在體內(nèi)有最小的炎癥反應(yīng)等優(yōu)點,所以被視為理想的生物材料,但再生絲纖維的力學(xué)性能與天然的蠶絲纖維或者蜘蛛絲相比,還有一定的差距,所以進(jìn)一步改善再生絲纖維的力學(xué)性能具有重要的研究意義。本課題研究主要包括以下兩個方面:首先研究了紡絲液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、電壓、極距、紡絲液流速和電導(dǎo)率等因素對靜電紡再生絲素蛋白納

3、米纖維直徑和形貌的影響,找出最佳的工藝條件,并且探討了經(jīng)乙醇處理后的纖維結(jié)構(gòu)和性能的變化。結(jié)果表明:纖維直徑隨紡絲液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而增大,隨電壓的增大而減小,隨極距和紡絲液流速及電導(dǎo)率的變化直徑都有不同的變化,經(jīng)過乙醇處理后纖維結(jié)構(gòu)β折疊結(jié)構(gòu)的比例明顯提高;其次,選用桑皮納米纖維晶須作為增強(qiáng)劑,因為納米纖維素晶須的楊氏模量和抗張強(qiáng)度比纖維素有指數(shù)級的增長,已被用作復(fù)合材料、電極等的納米增強(qiáng)劑,以甲酸為溶劑,將桑皮納米纖維素晶須和再生絲素

4、蛋白以不同的比例在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下進(jìn)行混紡,制備了CNW/SF增強(qiáng)型復(fù)合納米纖維。利用FE-SEM研究了CNW/SF復(fù)合納米纖維的形貌和直徑變化。結(jié)果表明,隨著添加CNW的量不同,納米纖維的直徑從250 nm減小到75～160 nm,且纖維表面比較光滑。通過TEM研究了CNW在納米纖維中的取向分布,可以觀察到CNW在納米纖維中沿著軸向分布。通過拉伸試驗機(jī)對復(fù)合纖維進(jìn)行力學(xué)性能測試,結(jié)果表明,加入CNW后納米纖維的力學(xué)性能得到了顯著的提高