静电纺丝法制备壳聚糖纤维载体及CuO短纤维的研究

来源 :燕山大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liangdd1984
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壳聚糖(CTS)作为自然界中资源最丰富的天然高分子之一,在组织工程材料、药物缓释、医用敷料等领域有着广泛的应用。近几年来,利用高压静电纺丝法将CTS制备成具有纳米结构的仿生材料和组织工程材料成为了研究热点之一。但CTS质子化后-NH3+的排斥作用及高粘度严重限制了它的制备工艺,目前一般用有机溶剂来溶解或用壳寡糖代替CTS,然而这不仅使环境受到污染、给人体健康带来威胁、其应用也受到限制。本文以高浓度的HAc/H2O体系为溶剂代替了有机溶剂,利用PVA柔性高分子链的结构及非离子表面活性剂的性质来改善CTS的可纺性,通过静电纺丝法成功地将高聚CTS制备成了负载不同金属离子、药物的纳米缓释载体,可广泛用于生物医用材料和组织工程材料。在该方法下还制备成了PVA负载无机物的纳米复合纤维,并对纺丝参数进行了正交设计和统计分析。最后,通过焙烧处理除去有机成分后得到了CuO,TiO2,Ag-CuO以及Ag-TiO2纳米短纤维。通过SEM,FTIR,TG,DSC及XRD等手段对产品进行了表征,分析后得知:CTS及PVA溶液均表现为假塑性流体的性质,浓度越高表现越显著,但表面张力越小;对纺丝原液温水浴处理48h以上能显著克服同种电荷的排斥作用,改善纺丝效果;CTS和Ca2+浓度的增加将迅速地抑制溶液的可纺性,CTS与Ca2+络合是产生“纺锤体”的主要原因,CTS支链中-NH3+的排斥作用是导致断纤的主要原因,Ca2+浓度的增加会导致多个“纺锤体”堆积,甚至“喷珠”现象的产生。由正交数据的统计分析可知,各因素对实验的影响程度为A(聚合物浓度)>B(离子浓度)>C(纺丝电压)>E(挤出速率)>D(接收距离);如果采用最优方案进行实验,有99%的概率得到的复合纤维形貌好且直径保持在(152±5) nm之间。
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