SF/PLA共混非织造纤维网的制备与性能研究

摘要

本文研究了以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂，再生丝素/聚乳酸(SF/PLA)共混溶液的流变性能；利用自行设计加工的静电纺丝装置，制备了SF/PLA共混非织造纤维网；经乙醇处理后，研究了共混纤维的结构与性能；用磷酸缓冲盐溶液(PBS)、去离子水及放线菌酶溶液进行降解性能的研究；最后采用溶解法研究了未经乙醇处理后共混纤维的相分布。得出如下结论： (1)共混溶液的流变性能：在本实验条件下，研究结果表明了共混溶液为非牛顿流体；低剪切速率时，共混溶液是剪切增稠流体；高剪切速率时，共混溶液是剪切变稀流体；在共混液中添加PLA，总体而言共混液粘度下降；各种比例SF/PLA共混溶液的粘度受温度影响不大。 (2)非织造纤维网的结构与性能：研究结果表明了纯SF和纯PLA静电纺非织造纤维网的形态差异很明显，共混后纤维直径介于两者之间；随着PLA含量的增多，SF分子的构象逐渐由无规线团向β-折叠转变；共混纤维中存在SF和PLA两种结晶结构；不同比例的SF/PLA共混纤维的DTA曲线表明其特征峰的位置只是纯PLA和纯SF特征峰的叠加，并未出现明显的新峰，而特征峰的强度与所对应SF与PLA的比例成近似的比例关系。 (3)静电纺非织造纤维网的降解性能：研究结果表明了随着降解时间的延长，断裂的纤维呈现增多的趋势；在放线菌酶溶液中，断裂的纤维比在PBS溶液和去离子水中断裂的纤维要多；PBS溶液中的数据显示了在PLA纤维中降解的降解液pH值在7.0左右；在去离子水中，与PBS溶液相比，pH值之间变化较大，在PLA纤维中降解的降解液，pH值变化规律是先下降后上升，纯SF纤维中的降解液的pH值较含PLA纤维的要高，随着降解时间的延长，降解率越来越大的趋势，共混纤维在去离子水中的降解率总体上比在PBS溶液中的降解率要小；在放线菌酶溶液中SF是随着降解时间的延长，降解率逐渐增大，在降解的后期，达到14％；而含PLA的共混纤维，降解规律并不很明显，降解率的大小基本上是与含SF的量成正比的。 (4)静电纺非织造纤维网相分布：研究结果表明了经纯CHCl3溶液溶解后的纤维表面有很多裂纹，有的有空洞，随PLA含量的增大，裂纹越明显，同时增大还有孔，整体来说纤维形态保持较好状态，SF/PLA混纺纤维中SF的相分布是连续的；纯SF纤维的溶解度为1.87％，这说明SF在CHCl3中几乎是不溶的，而纯PLA纤维网放入CHCl3中即迅速溶解，溶解度10096，经CHCl3溶液溶解后，混纺SF/PLA纤维，其溶解度与PLA含量相近；溶解度稍高或稍低于PLA含量，这可能是因为在大块的SF相内包裹着少量的PLA，大块的PLA相内包裹着少量的SF；经过LiBr/CH3COOH溶解后，溶解度比SF含量小，可能原因是由于静电纺的共混纤维为亚微米结构，LiBr盐附着在其上面。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1桑蚕丝素的结构、性能及在生物医学上的应用

1.1.1丝素的结构

1.1.2丝素的性能

1.1.3丝素在生物医学上的应用

1.2 PLA的结构、性能及生物学上的应用

1.2.1 PLA的结构

1.2.2 PLA的性能

1.2.3 PLA在生物医学中的应用

1.3 SF／PLA共混

1.4静电纺简介

1.5本文的研究目的和内容

第二章SF／PLA共混溶液流变性能研究

2.1实验材料与实验方法

2.1.1使用材料与仪器

2.1.2实验方法

2.2结果与讨论

2.2.1 SF／PLA的非牛顿指数

2.2.2 SF／PLA的流动曲线

2.2.3 SF／PLA的表观粘流活化能

第三章静电纺SF／PLA非织造纤维网的结构与性能测试

3.1实验

3.1.1实验仪器与方法

3.1.2 SF／PLA共混纤维无纺网制备

3.2结果与分析

3.2.1形态结构分析(SEM)

3.2.2分子构象研究(FTIR)

3.2.3结晶结构分析(XRD)

3.2.4热性能研究(TG-DTA)

第四章SF／PLA非织造纤维网的形态及生物降解性能

4.1实验材料与实验方法

4.1.1实验材料与仪器

4.1.2实验方法

4.2结果与分析

4.2.1形态测试

4.2.2 pH值

4.2.3降解率

第五章溶解法研究混合纤维相分布

5.1实验

5.1.1实验材料和实验方法、仪器及方法

5.2实验结果与分析

5.2.1电镜扫描

5.2.2溶解度

第六章结论与展望

1结论

2展望

参考文献

发表论文目录

附录

致谢