明胶超细纤维成型研究

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明胶是动物体中的胶原蛋白质经适度水解和热变性而得到的水溶性高分子物质。因其良好的生物亲和性,明胶微/纳米纤维毡可以模拟人体各类组织和器官的细胞外基质的结构,广泛应用于生物医用、组织工程等领域,而静电纺丝法是目前制备超细纤维最快捷的方法之一。本论文采用无毒环保的蒸馏水为溶剂,制备明胶水溶液进行静电纺丝成型,探讨了纺丝温度、溶液浓度、静电电压及接收距离等工艺参数对电纺过程及纤维形貌的影响,实验发现,提高纺丝环境温度有利于获得更纤细、均匀的纤维,电纺明胶纤维的平均直径随着明胶质量分数的增加而增加,随着静电电压的升高而减小,而随接收距离的增加电纺纤维的平均直径呈先增加后略有减小的趋势。通过控制适宜的工艺,在明胶质量分数16%~25%、电压13~23kV、接收距离11~21cm的条件下,纺得均匀无串珠、直径为170~270nm的明胶超细纤维,。其次,考察了盐离子对明胶水溶液电纺成型的影响:在纺丝电压15kV、接收距离15cm的条件下,19%明胶溶液中NaCl的添加量小于0.6wt%时,可纺得直径较小的明胶纤维,添加量在0.9%以上时,电纺纤维平均直径随着NaCl添加量的增加而略有上升,且纤维均匀性下降;随添加盐类的离子直径越大,电纺明胶纤维直径越大、均匀性越差。再次,研究了十二烷基硫酸钠、乙醇对较低浓度明胶溶液电纺过程及超细纤维形貌的影响,发现十二烷基硫酸钠、乙醇有助于改善较低浓度明胶溶液的电纺成型性能,减少串珠的形成制备均匀、光滑、直径更小的超细纤维,溶剂中水/乙醇(质量比)为95/5、SDS质量分数为0.5%和0.8%的两个溶液体系电纺纤维直径可达110nm左右、且纤维粗细较为均匀,比纯明胶水溶液电纺得到的纤维最小平均直径176nm要小。
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