聚乳酸纖維電紡成形及其形態(tài)結(jié)構(gòu)控制的研究.pdf

1、首先，論文研究了混合溶劑組成（三氯甲烷/乙醇）對(duì)可紡性聚乳酸電紡成形的影響。將聚乳酸分別溶于不同配比的混合溶劑中，混合溶劑中三氯甲烷/乙醇的配比分別為100/0，95/5，85/15，75/25，65/35，45/55(v/v)。由于乙醇是聚乳酸的非溶劑，所以混合溶劑（三氯甲烷/乙醇）中的乙醇體積含量不能大于55％，否則，就得不到均一透明的高分子溶液。將在不同配比的混合溶劑中配置的濃度為4wt％，6wt％，8wt％的聚乳酸溶液在不同的紡

2、絲工藝條件下進(jìn)行電紡成形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同紡絲工藝參數(shù)和濃度下，混合溶劑中三氯甲烷/乙醇的配比對(duì)聚乳酸的可紡性產(chǎn)生了很大的影響：濃度為4wt％的聚乳酸溶液，當(dāng)溶劑為純?nèi)燃淄闀r(shí)，聚乳酸溶液不能電紡成形，在高電壓下溶液電噴出很多大小不一液滴，而得不到纖維；當(dāng)采用混合溶劑三氯甲烷/乙醇時(shí)，聚乳酸溶液可以電紡成形，并且，隨著混合溶劑中乙醇體積含量的增加，聚乳酸溶液的可紡性逐漸變好。當(dāng)混合溶劑中乙醇的體積含量達(dá)到55％時(shí)，電紡纖維上的串珠結(jié)構(gòu)消

3、失，纖維直徑均勻。
　　 考慮到制備的聚乳酸的電紡纖維氈將應(yīng)用于組織工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，電紡纖維氈的基本性能的研究是非常必要的。在論文中還采用掃描電鏡(SEM)、熱失重(TGA)、X射線衍射(XRD)、接觸角測(cè)定儀和材料力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，研究了混合溶劑的配比和溶液濃度對(duì)電紡纖維直徑及其分布，電紡纖維氈的熱性能、結(jié)晶性能、表面性能和機(jī)械性能的影響，并且將電紡纖維膜與聚乳酸/三氯甲烷的溶液澆鑄膜的上述性能進(jìn)行了對(duì)比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著混合溶劑

4、中乙醇體積含量的增加，纖維的直徑逐漸減小，纖維直徑分布逐漸均勻；溶液澆鑄膜和電紡纖維的熱性能差別較大，混合溶劑中乙醇的體積含量對(duì)電紡纖維的熱性能影響較?。蝗芤簼茶T膜的結(jié)晶度有44.8％，電紡纖維的結(jié)晶度在20.8％左右，混合溶劑中乙醇的體積含量和溶液濃度對(duì)結(jié)晶度影響較小；溶液澆鑄膜的接觸角有79.2，電紡纖維的在120°以上，隨之電紡纖維直徑的增加，纖維氈的接觸角增加；溶液澆鑄膜的斷裂強(qiáng)度有21.33MPa左右，電紡纖維的斷裂強(qiáng)度最大只

5、有1.2MPa，纖維的直徑和堆積狀況對(duì)電紡纖維氈的斷裂強(qiáng)度和斷裂過(guò)程都有一定的影響。
　　 為了找到混合溶劑影響聚乳酸電紡成形的原因，在論文中研究了聚乳酸在不同配比的混合溶劑中的溶液性質(zhì)。這主要包括聚乳酸在不同配比的混合溶劑中的特性粘度，濃度為4wt％、6wt％和8wt％的聚乳酸溶液的電導(dǎo)率、表面張力和剪切粘度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著乙醇在混合溶劑中體積含量的增加，聚乳酸的特性粘度先小量增加，在乙醇的體積含量大于15％后，聚乳酸的在混合

6、溶劑中的特性粘度逐漸減小。隨著乙醇在混合溶劑中體積含量的增加，溶液的電導(dǎo)率也逐漸增加，但溶液電導(dǎo)率的最大值只有1.09μs/cm;溶液的表面張力先減小后增加；溶液的剪切粘度逐漸減小。結(jié)果分析認(rèn)為，高分子在溶液中的纏結(jié)程度和溶液的電導(dǎo)率是影響溶液可紡性的主要原因，高分子溶液的表面張力和剪切粘度的變化對(duì)可紡性改善的貢獻(xiàn)很小。
　　 前面主要討論了混合溶劑（三氯甲烷/乙醇）對(duì)聚乳酸電紡纖維的宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，為了進(jìn)一步控制和改變電紡

7、纖維的表面和內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大聚乳酸電紡纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，論文后面提出了一種制備多孔結(jié)構(gòu)電紡纖維的方法。將聚乳酸溶于一定配比的二氯甲烷（溶劑）和正丁醇（非溶劑）的混合溶劑中。在靜電紡絲的過(guò)程中，由于溶劑的揮發(fā)性遠(yuǎn)高于非溶劑的，所以溶劑和非溶劑的揮發(fā)使高分子溶液射流組成進(jìn)入三元相圖中的兩相區(qū)。因此，高分子溶液射流就會(huì)產(chǎn)生不同的相分離結(jié)構(gòu)，并且剩余非溶劑的揮發(fā)將導(dǎo)致多孔纖維的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：如果溶劑的揮發(fā)性遠(yuǎn)大于非溶劑的，并且紡絲電壓較