蜘蛛絲-聚乳酸靜電紡納米纖維紗的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、靜電紡絲是一種簡單易行的制備納米纖維的方法，目前采用靜電紡絲的方法已經(jīng)將100多種材料成功地制成了微米或納米級纖維，目前關(guān)于靜電紡方面的研究多數(shù)是無紡纖維氈，也有一些關(guān)于定向排列的靜電紡纖維的研究，但是靜電紡連續(xù)紗線的研究較少。 在能源危機(jī)日益嚴(yán)峻、人們環(huán)保意識日益增強(qiáng)的今天，可降解材料(尤其是天然可降解材料)已經(jīng)成為了研究的熱點(diǎn)。蜘蛛絲是自然界強(qiáng)度最高的蛋白質(zhì)纖維之一，有其它天然纖維和合成纖維無法比擬的綜合力學(xué)性能，PLA和蜘

2、蛛絲都有良好的生物可降解性和生物相容性，非常適合做人造肌腱、人造器官、組織工程支架材料、組織修復(fù)材料以及手術(shù)縫合線等生物醫(yī)用材料。 本文以聚乳酸和蜘蛛絲作為原料采用靜電紡絲的方法制備得到連續(xù)的納米級纖維紗。主要從紗線的靜電紡絲工藝、后處理以及降解性和生物相容性等幾個(gè)方面入手，進(jìn)行了以下幾方面的研究： 靜電紡絲工藝：以蜘蛛絲/六氟異丙醇(HFIP)和聚乳酸/HFIP的混合液為紡絲液，討論了9wt％PLLA溶液和1wt％蜘蛛

3、絲蛋白溶液質(zhì)量混合比、紡絲溫度、卷繞速度、紡絲液流量和紡絲電壓對紗線內(nèi)纖維的排列、紗線的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能、以及紡絲穩(wěn)定性的影響。綜合各方面因素最后確定的優(yōu)化紡絲工藝為∶混合比為7∶3，紡絲溫度為150℃，紡絲電壓14kv，紡絲液流量4ml/h，紡絲高度9cm，卷繞速度105±5rpm。在此工藝下，紗線的可紡性較好，紡絲穩(wěn)定性也很好，纖維定向排列的程度較高，并且紗線在水中的穩(wěn)定性很好。但這種初生紗的強(qiáng)度較低伸長偏大，需要對其進(jìn)行后加工處

4、理。 后加工：討論了加捻和后拉伸對蜘蛛絲/聚乳酸復(fù)合納米級纖維紗的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的影響。加捻使原本松散的紗線抱合緊密，大大提高了紗線的力學(xué)性能，單股紗加捻2250T/m時(shí)強(qiáng)度可提高36.98％，雙股紗加捻后紗線強(qiáng)度的提高更明顯，1500T/m時(shí)強(qiáng)度提高了29.97％。 熱拉伸對初紡紗的作用非常顯著。隨著拉伸倍數(shù)的增加，纖維直徑和紗線細(xì)度減小，斷裂伸長呈下降趨勢，斷裂強(qiáng)度和初始模量明顯提高。拉伸1.6倍時(shí)紗線強(qiáng)度

5、提高了70％。但是拉伸倍數(shù)過大會造成紗線強(qiáng)度下降。熱拉伸還改善了纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，纖維的結(jié)晶度提高。 生物降解性和細(xì)胞相容性：研究了蜘蛛絲/聚乳酸復(fù)合納米級纖維紗的在磷酸緩沖液和放線菌酶降解液中的降解性能。結(jié)果表明，紗線在這兩種溶液中的降解都很不明顯，在磷酸緩沖液中降解90天后的SEM圖上仍然看不到明顯的纖維破碎痕跡，紗線失重率和強(qiáng)度損失率也都很小；在放線菌酶溶液中的降解也不明顯，紗線失重率和強(qiáng)度損失率相對于磷酸緩沖液稍大，降解5