静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维医用敷料的改性及其性能研究

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壳聚糖是天然阳离子多糖,具有良好生物性能的,广泛应用于生物医学,如医用敷料。利用静电纺丝技术制备的纤维具有纤维直径小、比表面积大等特点。由于纯的壳聚糖电纺性能较差,纤维存在很多液滴,通常采用共混静电纺丝的方法改善壳聚糖的可纺性。目前所制备出的壳聚糖(CS)与聚乙烯醇(PVA)复合纳米纤维虽然力学性能有所提高,但依然不能满足工业用医用敷料的要求,因此本课题基于CS/PVA体系,对静电纺CS/PVA纳米纤维进行改性研究。   本文以甲酸为溶剂,采用共混静电纺制备了Ag@SiO2/CS/PVA纳米纤维,研究了纺丝液浓度、PVA与CS质量比和Ag@SiO2纳米粒子的含量对溶液体系可纺性的影响;系统分析了纺丝电压、挤出速度及接收距离对纤维形貌产生的变化;并对Ag@SiO2/CS/PVA纳米纤维进行戊二醛交联研究。结果表明:采用纺丝液总浓度为8wt.%,PVA与CS质量比为80:20,Ag@SiO2含量为1wt.%,电压40 kV,挤出速度0.5 ml/h,接收距离20 cm,制得了粗细均匀的纳米纤维。   采用对喷静电纺技术,分别用PU和CS/PVA纺丝液对喷制备了PU-CS/PVA纳米纤维。(1)研究了PU纳米纤维静电纺过程中溶剂的选择、共混溶剂的质量比、纺丝液浓度;探讨了纺丝工艺参数对PU纳米纤维形貌的影响,结果表明:PU的最佳纺丝参数是二甲基甲酰胺(DMF)/四氢呋喃(THF)共混溶剂配比为1:2,纺丝液浓度为8wt.%,电压30 kV,挤出速度10 ml/h,接收距离15cm;(2)利用PU和CS/PVA的最优纺丝参数进行对喷静电纺丝成功制备了PU-CS/PVA纳米纤维。   利用扫描电镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)、红外光谱(FTIR)和X-光电子能谱(XPS)对电纺纳米非织造布的形貌、结构和组成进行了表征,并对其吸水性、力学性能、透气透湿性及抗菌性能进行研究。结果表明:GA交联处理后的Ag@SiO2/CS/PVA纳米纤维耐水性大大提高,Ag@SiO2的掺杂使得CS/PVA纳米纤维的抗菌性有明显的提高;PU的掺入使得CS/PVA纳米纤维的断裂强度提高了206.3%,断裂伸长率也增加了121.4%。本实验成功制备了具有优异抗菌性能和力学性能的纳米纤维医用敷料。
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