壳聚糖/聚氧化乙烯电纺复合膜的制备及性能研究

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天然高分子壳聚糖(CS)具有良好的物化性质、生理活性、生物相容性和生物可降解性,无有害降解物,具有止血和抑菌作用,可促进伤口愈合和组织修复再生,在医用敷料方面有广阔的应用前景。聚氧化乙烯(PEO)作为一种生物材料具有良好的生物相容性,毒性极低,对皮肤无刺激作用。由于PEO具备良好的可纺性,可以与CS共混纺丝以改善CS的可纺性。本文以静电纺丝(简称电纺)的方法对CS与PEO的稀乙酸溶液进行混纺。通过扫描电镜(SEM)观察电纺纤维的微观形貌并统计纤维直径分布,系统分析了溶液参数(溶液浓度、CS/PEO质量比、溶剂浓度)和过程参数(电压、接收距离、温度、推进速度)对电纺纤维的形成及微观形貌的影响。通过红外光谱(FT-IR)、差热分析(DSC)、X-射线衍射(XRD)和接触角方法对CS/PEO分子间相互作用进行了分析,同时对电纺纤维的结晶性能及亲水性进行了表征。采用低温等离子体改性对电纺纤维膜进行改性,并通过上面的测试方法对改性前后的纤维进行比较。具体研究结果如下:1.以稀乙酸水溶液为溶剂,制备了CS/PEO的电纺超细纤维。‘溶液的粘度对溶液的可纺性有直接影响,溶液粘度由溶液的浓度、CS/PEO质量比、溶剂浓度决定。当溶液浓度为5%w/v,CS/PEO质量比是30/70,乙酸浓度是2%wt时,有着最佳的纺丝效果,而且得到的纤维形貌最好。2.电压、接收距离、推进速度、温度对溶液的可纺性影响不明显,但是对电纺纤维的形貌有一定影响。根据溶液可纺性、纤维直径和形貌综合考虑,确定最佳的纺丝电压是20kV,接收距离是21cm,流速是0.8ml/h,温度是35℃3.选用上述的最佳实验参数纺出来的纤维进行NH3低温等离子体改性,研究比较发现,改性后的膜接触角较之前有明显降低,表明材料的亲水性增强。通过红外光谱分析,经过改性的纤维的-NH2峰(1590-1650cm-1)强度变大,表明了NH3等离子体改性使纤维接枝了-NH2。4.通过FT-IR、XRD、DSC、接触角分析证明了CS和PEO分子间有一定的相互作用,并且形成了较强的氢键作用,从而减小了CS的氨基对电纺过程的阻碍作用。PEO的加入改善了溶液的电纺性能,提高了电纺膜的吸水性能,因此扩大了CS/PEO电纺膜在医用上的应用范围。
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