絲膠基聚丙烯酰胺類納米纖維的形態(tài)及交聯(lián)性能研究.pdf

1、靜電紡絲納米纖維具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高、透氣率高、透濕度大等特性，已在組織工程支架、過濾分離和藥物釋放等方面得到廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外關(guān)于聚丙烯酰胺(PAM)和溫敏性聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAm)的研究，多側(cè)重于三維PAM和PNIPAm塊狀凝膠的制備和應(yīng)用，而一維材料具有比表面積大、質(zhì)輕、具有微孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì)，將PAM和PNIPAm紡成纖維，則可克服三維凝膠孔隙率低、比表面積小、吸液率低、響應(yīng)速率慢等缺點(diǎn)。
　　本

2、論文分別以AM和NIPAm為功能單體，分別在綠色溶劑乙醇/去離子水混合溶劑和純?nèi)ルx子水中，通過靜電紡絲技術(shù)制備出PAM和PNIPAm纖維，并以具有生物相容性、生物活性和抗菌性的絲膠蛋白(SS)作為功能單體，制得PAM/SS和PNIPAm/SS復(fù)合膜，研究了不同AM單體濃度下PAM紡絲液的分子量、電導(dǎo)率和表面張力，闡明了不同AM濃度、SS/AM質(zhì)量比和SS/NIPAm質(zhì)量比下紡絲條件如電壓、單體配比和接收距離等因素對(duì)PAM、PAM/SS和

3、SS/PNIPAm納米纖維的結(jié)構(gòu)、形態(tài)和性能的影響規(guī)律，確定了最佳的紡絲工藝參數(shù)，探討了PAM/SS共混纖維膜的透氣性和過濾性能。同時(shí)為改善SS/PNIPAm的力學(xué)性能，引入生物交聯(lián)劑京尼平(Genipin)，紡制了具有半互穿結(jié)構(gòu)的SS/Genipin/PNIPAm共混纖維膜，初步研究了該共混纖維膜的溫度響應(yīng)性和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明:
　　(1)隨AM單體濃度由8wt％增加到12wt％，PAM的Mw由1.0×105增加到1.4×

4、105，PAM纖維平均直徑由358±100nm增大到463±100nm。隨SS/AM質(zhì)量比由1.5 wt％增加至12 wt％，PAM/SS共混纖維由粗細(xì)不勻變?yōu)榫鶆蚬饣?。PAM/SS靜電紡絲的最佳參數(shù)為:紡絲電壓15 kV，進(jìn)液速率1.1 mL/h，接收距離20 cm。SS的引入提高了PAM/SS共混纖維膜的熱穩(wěn)定性，Tg由178.4℃增加到185.8℃，纖維膜的比表面積由42.76 m2/g增加到49.82 m2/g，孔容由0.067

5、mL/g減小到0.063 mL/g。隨纖維膜厚度由20μm增至30μm，PAM/SS共混纖維膜的拉伸斷裂強(qiáng)度由1.51 MPa增加至2.32 MPa，透氣率由62.4 mm/s下降至24.5mm/s，過濾效率由98.08％增加至98.32％，通過戊二醛蒸汽對(duì)PAM/SS共混纖維膜進(jìn)行交聯(lián)，處理時(shí)間1min效果最好。
　　(2)在水溶液中制備的線性PNIPAm的Mw為399220，Mw/Mn為3.994。隨SS/PNIPAm比例由3

6、.57％增至28.60％，混合紡絲液電導(dǎo)率由0.37 mS/cm增至0.85 mS/cm。PNIPAm靜電紡絲的最佳紡絲參數(shù)為:紡絲電壓20 kV，進(jìn)液速率0.7 mL/h，接收距離30 cm。PNIPAm納米纖維形態(tài)為扁平狀卷曲纖維，平均直徑增大到583±100nm。而SS/PNIPAm溫敏纖維卷曲度下降，纖維為圓狀，平均直徑為465±100 nm，SS/GNP/PNIPAm溫敏纖維為圓狀或直線狀，有紡錘狀缺陷，平均直徑為295±10