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壳聚糖(CS)是一种环境友好的天然高分子材料,产量仅次于纤维素,是第二丰富的天然聚合物。由于其分子链上存在着许多的羟基和氨基等活性基团,因此在组织工程、药物控制释放、食品包装和环境修复等众多领域都有着广阔的应用前景。静电纺丝CS纳米纤维由于具有较高的比表面积和高的孔隙率,可以连续制备,能够更好地实现其功能性而被广泛地应用在上述这些领域中。然而,由于受到其溶解性较差和本身独特的聚阳离子性质的限制,使得CS不易电纺成纤,且CS力学性能较差。通常的解决办法是将CS进行化学改性以提高其溶解性从而可顺利电纺,但在改性过程中CS的活性基团数量减少,使其应用价值降低。制备CS基共混纤维是另一个改善CS力学性能和成纤性的有效途径。聚己内酯(PCL)作为一种生物高分子材料,目前已经广泛应用于药物缓释与组织工程等,是对人体和环境无毒副作用的环境友好型合成高分子材料,并具有良好的机械性能、加工性能和生物相容性。但是PCL与CS两者聚合物的相容性较差,混纺时溶剂不易选择。本文以环境友好的高分子CS为基体,将PCL与CS溶解在不互溶的溶剂体系中制备成乳液,利用乳液静电纺丝技术,制备得到具有可控核壳结构的PCL/CS复合纳米纤维。研究了在不添加任何表面活性剂的情况下,不同比例的溶剂和聚合物体系对电纺乳液的液滴粒径和稳定性的影响,并对CS基复合纤维膜的结构和形貌进行分析。主要的研究内容分为以下两部分:(1)以CS与PCL两种环境友好高分子材料作为电纺聚合物,选用低毒的溶剂甲酸(FA)和二氯甲烷(DCM),作为电纺乳液的溶剂体系,观察并研究了不同比例的溶剂和聚合物体系对乳液稳定性的影响。通过光学显微镜观察了不同质量比的PCL/CS溶解于FA/DCM体积比为7/3(v/v)的溶剂体系时的乳液液滴尺寸,发现随着CS含量的降低,乳液液滴粒径逐渐减小。在FA/DCM体积比为7/3(v/v)的溶剂体系中,PCL/CS聚合物乳液具有最佳稳定性。通过乳液静电纺丝制备得到PCL/CS壳核结构的纳米纤维。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和透射电子显微镜(TEM)对乳液电纺纤维的微观结构进行了观察。结果表明随着PCL含量的增加,CS含量的降低,PCL/CS纤维的平均直径增加,直径分布变宽,核/壳直径比减小。采用能量散射光谱(EDS),光电子能谱(XPS)与水接触角(WCA)分析了纤维中组分的分布。结果表明,通过调节溶剂以及PCL/CS的含量,可以实现不同壳/核直径比的PCL/CS纤维的制备。同时通过移除PCL/CS壳核纤维中的PCL外壳,成功地制备了平均直径为143±49 nm的CS超细纳米纤维。(2)将PCL与亲水性聚合物聚乙二醇(PEG)共聚,合成嵌段聚合物PCL-b-PEG。为了进一步提高无表面活性剂的PCL/CS乳液液滴粒径均一性以及制备得到的CS基电纺纤维的稳定性,利用PEG链段与CS分子间的亲和性改善乳液中连续相和分散相之间的相容性,使乳液体系的稳定性进一步加强,并通过静电纺丝技术制备PCL-bPEG/CS壳核纤维。通过光学显微镜观察并研究了不同分子量的PEG链段对乳液粒径及稳定性的影响。结果表明,PCL-b-PEG/CS乳液液滴尺寸相较于PCL/CS减小,粒径分布更均一,具有更好的稳定性,并且链段为PEG(5K)的PCL-b-PEG/CS乳液液滴尺寸比链段为PEG(2K)的乳液液滴尺寸小。FE-SEM和TEM研究了不同分子量的PEG分子链段对纤维表面形貌及其内部结构的影响。与PCL/CS纤维相比,PCL-bPEG(2K)/CS纤维表面光滑,无明显串珠,直径均一,具有更小的核/壳直径比。而PCLb-PEG(5K)/CS纤维表面形貌受聚合物浓度影响较大,当PCL-b-PEG(5K)含量较低时,纤维上出现串珠结构,核壳结构消失;当PCL-b-PEG(5K)含量较高时,电纺乳液粘度较大,成纤困难。采用EDS和WCA表征了纤维中组分的分布,证明了具有核壳结构的纤维中壳层成分为PCL-b-PEG,核层成分为CS。以上研究表明,在乳液静电纺丝过程中,通过改变核壳组分的含量以及相容性,可以制备得到核壳结构可控的CS基电纺纤维。