聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯-絲素靜電紡絲膜的制備、結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT，Poly(butyleneterephthalate)）具有良好的力學(xué)性能、可加工性且價(jià)格便宜，其熔噴非織造材料已廣泛應(yīng)用到血液過濾等生物醫(yī)用領(lǐng)域。靜電紡PBT納米纖維膜具有比表面積大，孔徑小和孔隙率高等特性，但由于PBT親水性差，靜電紡絲膜的表面潤(rùn)濕性能差，限制了其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。絲素蛋白(SF，Silkfibroin)是一種天然高分子材料，它具有良好的親水性、生物相容性和生物降解性等特性。因此，可

2、以采用共混靜電紡絲的方式實(shí)現(xiàn)PBT和SF的結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)展其在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。本課題采用二氯甲烷(DCM，Dichloromethane)/三氟乙酸(TFA，Trifluoroaceticacid))溶解再生絲素(RSF，Regeneratedsilkfibroin)制備紡絲液，研究了其靜電紡絲工藝與納米纖維膜的性能。在此基礎(chǔ)上將再生絲素紡絲液與PBT進(jìn)行共混，制備和評(píng)價(jià)了RSF/PBT共混靜電紡膜的綜合性能。具體

3、研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先，將再生絲素蛋白分別溶解于體積比為1/1的DCM/TFA和甲酸(FA，F(xiàn)ormicacid)溶劑中，分別配制紡絲液進(jìn)行靜電紡絲。采用掃描電子顯微鏡(SEM，Scanningelectronmicroscopy)，紅外光譜（FTIR，F(xiàn)ouriertransforminfrared）和X-射線衍射(XRD，X-raydiffraction)等測(cè)試手段對(duì)靜電紡納米纖維的微觀形貌，絲素蛋白分子構(gòu)象和結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)

4、行表征。得出在溶劑為DCM/TFA，紡絲速度為0.5ml/h，紡絲距離為13cm條件下，最佳濃度為16wt.％，最佳紡絲電壓為20-23kV，所紡納米纖維的平均直徑范圍為268-321nm。相同濃度條件下，使用甲酸所紡纖維直徑較小，但當(dāng)濃度為16wt.％時(shí)，兩種溶劑所紡納米纖維形貌和直徑差異較小。FTIR和XRD結(jié)果顯示，RSF分子構(gòu)象主要是無規(guī)線團(tuán)和α-螺旋;而DCM/TFA與甲酸兩種溶劑體系下獲得的靜電紡RSF分子構(gòu)象亦皆以無規(guī)線團(tuán)

5、和α-螺旋為主。通過與再生絲素的常規(guī)紡絲溶劑甲酸對(duì)比，表明DCM/TFA同樣適用于溶解再生絲素用于靜電紡絲。
　　 然后，采用同溶劑共混法制備不同質(zhì)量比的RSF/PBT共混靜電紡絲膜，通過SEM、FTIR、接觸角、溶失率和孔徑等測(cè)試手段對(duì)共混納米纖維膜的形貌、分子構(gòu)象、表面潤(rùn)濕性能等進(jìn)行表征，研究共混膜的各項(xiàng)性能。結(jié)果表明，兩種溶液的相容性良好，共混比為100/0、80/20、50/50、20/80和0/100的納米纖維形貌清晰

6、，平均直徑為204-321nm之間，且共混膜纖維直徑均比純紡RSF小。當(dāng)共混比為50/50時(shí)，隨著紡絲電壓的增加，納米纖維直徑減小，標(biāo)準(zhǔn)偏差先減小后增加，22KV為最佳紡絲電壓。FTIR結(jié)果顯示，共混膜中RSF主要以無規(guī)線團(tuán)和α-螺旋為主。接觸角和溶失率結(jié)果顯示，隨著RSF含量的增加，納米纖維膜的表面潤(rùn)濕性增強(qiáng)，但溶失率增加:20/80和0/100為疏水性材料，平衡態(tài)接觸角大于100°，但溶失率較小;純RSF和80/20為親水性材料，能

7、達(dá)到完全浸潤(rùn)，但是溶失率達(dá)50％以上;50/50雖能達(dá)到完全浸潤(rùn)，但浸潤(rùn)時(shí)間較長(zhǎng)，溶失率為14.3％。濃度為14wt.％的絲素納米纖維膜及質(zhì)量比分別為80/20，50/50的混合納米纖維膜的孔徑在1.62-2.16μm之間。
　　 最后，為改善RSF含量高時(shí)共混納米纖維膜溶失率大的缺陷，采用甲醇浸泡法處理純RSF和共混比為80/20，50/50納米纖維膜，通過SEM、FTIR、XRD、接觸角和溶失率等測(cè)試手段表征甲醇處理后納米纖