靜電紡再生絲素纖維制品的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、靜電紡絲是制備超細(xì)纖維和納米纖維的重要方法。無論對于天然還是合成聚合物，它都能適用，并可獲得直徑從幾十納米至幾微米不等的納米級纖維。用靜電紡絲法制備的再生絲素纖維(ERS)的尺寸與其它蛋白質(zhì)，如：膠原蛋白、彈性蛋白和血纖維蛋白為原料制備的蛋白纖維相當(dāng)，甚至更小，并具有良好的生物相容性和生物降解性，可作為組織工程的支架、傷口包扎材料和藥物釋放的載體，是生物醫(yī)學(xué)、電子和紡織領(lǐng)域中很好的代用材料。 本課題以桑蠶絲為原料，利用自行設(shè)計加

2、工的靜電紡絲裝置，采用靜電紡絲的方法紡制了納米級再生絲素纖維氈(ERSF)。在前期研究的基礎(chǔ)上，主要從以下三個方面研究了靜電紡再生絲素纖維及由其構(gòu)成的非織造布狀纖維氈的結(jié)構(gòu)和性能。 研究了紡絲工藝參數(shù)電壓和噴絲口到接收屏間距離(C．SD)對纖維結(jié)構(gòu)和纖維氈的力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：在相同距離(10鋤)不同電壓和相同電壓(12kV)不同距離的條件下，9wt％的再生絲素甲酸溶液都具有良好的靜電可紡性。當(dāng)C．SD為10cm時，隨電壓

3、的升高，ERS的直徑下降，分子構(gòu)象變化復(fù)雜，結(jié)晶度變化無規(guī)律性，纖維氈(ERSF)的斷裂伸長率、斷裂強度和斷裂比功都呈逐漸下降的趨勢：當(dāng)電壓為12kV時，隨C．SD的增加，ERS纖維的直徑變化規(guī)律趨于復(fù)雜，纖維內(nèi)無規(guī)／a一螺旋構(gòu)象的分子含量增加，纖維的結(jié)晶度呈現(xiàn)略增后又大幅下降的趨勢，纖維氈的力學(xué)性能沒有明確的變化規(guī)律。 研究了納米級再生絲素纖維氈的結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。采用壓汞法對其孑L隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測定，同時引入面密度作為結(jié)構(gòu)參數(shù)

4、，著重考察面密度對ERSF的透通、潤濕和力學(xué)性能的影響，最后探討了隙SF力學(xué)性能的方向性。結(jié)果表明，ERSF的平均孔徑都在幾微米左右，汞容大，比表面積高。由于平均孔徑小，ERSF的透通性能差，透氣率隨面密度的增加，呈逐漸下降的趨勢；面密度對透濕率的影響卻并不顯著。ERSF能被水滴部分潤濕，其接觸角在0。和90。之間，隨面密度的增加，接觸角呈逐漸減小的趨勢。面密度對ERSF的斷裂伸長率、斷裂強度和斷裂比功都有特別顯著的影響，而取樣方向?qū)

5、RSF的斷裂伸長率、斷裂強度和斷裂比功的影響并不明顯，說明ERSF在力學(xué)性能上具有各向同性。 研究了后處理對納米級再生絲素纖維氈的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。選用甲醇和乙醇為試劑，詳細(xì)研究了處理前后ERSF的結(jié)構(gòu)和性能的變化情況，并考察了熱處理對纖維二級結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：ERSF經(jīng)甲醇和乙醇處理后，尺寸有所收縮，纖維發(fā)生了部分溶脹，但處理后的纖維氈的穩(wěn)定性良好，并且ERSF的斷裂強度大幅提高，不過斷裂伸長率的降幅很大。有