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天然高分子的静电纺丝相比起合成高分子更为困难,本课题系统的研究了几种天然高分了无纺布的电纺制备及其生物物理性能。
1.本研究的主要目的之一是在环境友好条件下实现透明质酸钠(HA)水溶液的静电纺丝,通过加入聚氧乙烯(PEO)实现。对溶液物理性质和流变学性质的表征发现聚合物缠结是影响可纺性的关键因素。WAXS和DSC结果表明不同分子量PEO与HA存在不同的相互作用,高分子PEO通过自身有效缠结,小分子量PEO通过改变HA构象增强共混溶液的缠结性,从而贡献可纺性。从分子间相互作用的角度我们提出了一个示意性模型理解电纺过程中分子缠结的影响。这一研究也为更好的理解聚电解质的可纺性提供了新的思路。
2.电纺HA无纺布材料由于质轻柔软、高孔隙率等特点比传统的浇注膜更适宜作为体内植入材料。我们的另一研究目的即通过系统考察HA基无纺布材料的化学交联结构及体外降解行为改善其抗水性能。作者发现通过改变交联剂及另一组分明胶(GE)的含量可以实现HA基无纺布的降解时间可控,从一周到一个月不等。此外,大鼠胚胎成纤维原细胞培养结果证明,HA/GE无纺布无细胞毒性,并具有特殊的细胞粘附性能。因此,交联后的HA/GE由于降解时间可控,细胞粘附性能特殊,特别适合作为防粘连材料。
3.本课题目的之三是设计一种简单实用的方法实现天然纤维素无纺布材料的连续制备。通过采用离子液体AMIMCI和DMSO的混合溶剂体系以及旋转的平行铜网和较高的相对空气湿度,成功的解决了难挥发溶剂在静电纺丝过程中带来纤维直立、粘连等问题。WAXD和Raman结果验证了再生的纤维素纤维具有很低的结晶度,主要以无定形形式存在并含有少量II-型结晶。对粘性溶液纺丝机理及接收方式的探讨研究为纤维素超细纤维大量生产提供了依据,也使得纤维素超细纤维产业化充满了可能。