静电纺丝法制备聚己内酯/石墨烯复合材料纳米纤维

利用静电纺丝方法制备了聚己内酯(PCL)/石墨烯复合纳米纤维,对电纺纳米纤维的表面微观形貌、热性能和力学性能等进行了表征,并研究了石墨烯的加入量、PCL浓度、电纺电压、接收距离等参数对复合纤维性能的影响.研究结果表明:当加入石墨烯质量分数为0.27%时,得到的电纺纳米纤维的力学性能提高最大,拉伸强度增加48.6%,杨氏模量增加66.0%;当PCL质量分数为11%,电纺电压为28kV,接收距离为35cm,电纺液流速为6mL/h时,电纺过程稳定,可以得到直径均匀的纳米纤维.     

胶原/聚氧化乙烯复合微纳米纤维的静电纺制备及表征

以六氟异丙醇体积分数为50%的乙酸溶液为溶剂,制备I型胶原/聚氧化乙烯(PEO)复合静电纺微纳米纤维,研究了PEO质量分数对静电纺纤维形貌的影响,测试了不同胶原/PEO质量比(m(胶原)∶m(PEO))时的纺丝液黏度和电导率.采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、热重分析对胶原/PEO复合纤维进行表征.结果表明,PEO的加入使纺丝液黏度增大,电导率减小,可有效提高胶原的可纺性.当m(胶原)∶m(PEO)为70∶30时,纤维形貌良好,平均直径为(267±45)nm.复合静电纺纤维中胶原与PEO分子链间存在一定的分子间作用力,但并没有改变彼此的化学结构.通过静电纺制备的胶原/PEO复合微纳米纤维膜由于其特有的结构和功能性,有望应用于伤口敷料和组织工程等生物医用领域.     

聚己内酯多通道神经导管的制备及表征

神经导管(nerve guidance conduit, NGC)的通道数越多则越有利于神经再生,但受到技术和成本的限制,目前的多通道神经导管一般少于10个通道。为了制备通道数较多的NGC,采用边长10 cm的立方体铁架、直径0.15 mm的水溶性维纶纱线和直径3 mm的塑料空心管搭建一种牺牲模板,并结合冷冻干燥法制备直径为(2.70±0.30) mm、NGC长度大于2 cm、通道数约20个、内通道直径为(0.13±0.03) mm且通道之间存在孔结构的聚己内酯(polycaprolactone, PCL)多通道神经导管。对制备的多通道神经导管进行体外理化性能表征和体外细胞毒性检测表征,结果表明,制备的多通道神经导管能促进细胞的生长和增殖,具有较好的细胞相容性。     

超支化聚己内酯的制备与表征

在Novozyme 435固定化脂肪酶催化下,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)引发己内酯(ε-CL)开环聚合反应,得到分别以双键和羟基封端的直链聚己内酯(PCL)产物;利用α-溴代异丁酰溴与开环聚合产物的端羟基发生酯化反应,得到大分子型AB*单体;再以CuCl/bpy(联吡啶)为催化体系,令大分子型AB*单体通过自缩合乙烯基聚合反应(利用原子转移自由基聚合反应形式),成功合成了超支化聚己内酯目标产物。     

聚己内酯取向纳米纤维纱线的制备及其织物的拉伸性能

以可生物降解的聚己内酯(PCL)为原料,以三氟乙醇(TFEA)为溶剂,采用改进的静电纺丝(静电纺纱)技术成功制备了PCL取向纳米纤维纱线.研究了不同静电纺纱工艺参数(溶液浓度、电压、纺丝距离)对PCL纳米纤维纱线的制备以及形态的影响.选定较优的纺纱工艺参数:溶液质量浓度为0.10g/mL,纺丝电压为9kV,纺丝距离为20cm,以该纺纱参数制得PCL纳米纤维纱线,其平均直径为180μm,内部纤维的平均直径为600nm,且纳米纤维沿着纱线轴向高度取向排列.将PCL纳米纤维纱线应用于传统纺织技术,以PCL取向纳米纤维纱线为纬纱,以聚乳酸(PLA)微米长丝为经纱,制备平纹织物小样.将该平纹织物和PCL纳米纤维膜的拉伸性能和孔径分布进行对比分析,结果表明:平纹织物纳米纤维纱线方向的拉伸性能明显高于PCL纳米纤维膜的拉伸性能;另外,与PCL纳米纤维膜相对比,PCL纳米纤维纱线的平纹织物具有大孔径结构,更有利于细胞生长,进一步表明其在组织工程领域具有广阔的应用前景.     

导电型静电纺纳米纤维的制备及其表征

以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,乳酸己内酯共聚物(P(LLA-CL))掺杂聚苯胺(PANi)和樟脑磺酸(CPSA)作材料,采用静电纺技术制备导电型纳米纤维膜,并对其纤维的物理学特征进行表征.通过控制导电材料的添加量,探究纳米纤维直径和电导率的变化.研究表明:P(LLA-CL)纳米纤维分布均匀表面光滑,添加聚苯胺的纳米纤维直径变粗,电导率增大.     

静电纺丝法制备聚己内酯(PCL)纳米纤维膜的开放性实验设计

通过文献调研自设实验方案,对静电纺丝技术制备聚己内酯(PCL)纳米纤维膜的条件进行调试,并对获得较佳纤维形貌的PCL电纺膜的成骨性能进行研究。通过此开放实验设置,激发科研兴趣,为做毕业论文相关实验打下基础。     

静电纺CS/PVP/MWCNTs纤维膜的制备及表征

以天然高分子壳聚糖(CS)为研究对象,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和多壁碳纳米管(MWCNTs)为改性剂,通过静电纺丝技术制备了CS/PVP/MWCNTs纤维膜.综合利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、拉伸性能和过滤性能测试对纤维膜的结构和性能进行表征.主要结果如下:MWCNTs的加入改善了CS/PVP/MWCNTs纺丝溶液的可纺性,有利于形成粗细均匀,表面光滑的纤维;MWCNTs的异相成核作用促进了聚合物分子链的结晶,提高了结晶度;MWCNTs的加入显著提高了复合纤维膜的断裂强度、模量和热稳定性;CS/PVP/MWCNTs纤维膜的过滤性能优良.     

嵌段共聚物聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯的合成和表征

以聚乙二醇(PEG)为引发剂在辛酸亚锡催化下引发己酸内酯开环聚合,制备PCL(聚己内酯)-PEG-PCL两亲三嵌段共聚物(PECL).采用红外光谱、体积排阻色谱及核磁共振对该共聚物进行表征,结果表明所合成共聚物具有预期结构.采用差热分析和原子力显微镜研究聚合物的微相分离结构;利用动态光散射测定了共聚物在水中自组装生成的纳米聚集体的粒径.     

聚肽/聚己内酯共混电纺纳米纤维的制备以及高效Thiol-Yne光化学表面改性

合成聚肽(synthetic polypeptides)在靶向递送、组织工程和再生医学领域表现独特,但其僵硬的主链构象导致难以用电纺的方法制备聚肽纳米纤维,而且后续的表面改性通常会破坏纤维的形貌,因而限制了这类材料的应用.为此,使用聚肽和聚己内酯(PCL)共混电纺的方法制备了一类新型的纳米纤维,并利用巯-炔(Thiol-Yne)光点击反应快速、高效、无损伤地对其表面进行改性.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征,结果显示:共混纤维的直径和形貌受聚肽含量的影响,而Thiol-Yne表面改性和后处理对纤维的形貌没有影响,这说明所制备的纤维的稳定性很好;利用温和的Thiol-Yne光点击反应可以成功地将氨基引入到纤维表面.     

聚己内酯/介孔二氧化硅杂化材料的制备及表征

利用环氧丙醇对介孔二氧化硅SBA-15的表面进行碳羟基修饰,然后以此为引发剂,异辛酸亚锡为催化剂,分别引发己内酯（CL）及氨基甲酸苄基酯-ε-己内酯(（CABCL）单体的开环聚合,成功地制备了杂化材料聚己内酯/SBA-15（PCL/SBA-15）和聚4-氨基甲酸苄基酯己内酯/SBA-15（PCABCL/SBA-15）,酸解去除PCABCL/SBA-15的保护基团甲酸苄酯（Cbz）后得到聚氨基己内酯/SBA-15（PACL/SBA 15）。通过X射线衍射仪（XRD）、N₂吸附-脱附实验和热重分析（TGA）等手段研究了材料的结构变化、反应时间和空间位阻效应对接枝量的影响等。结果表明:聚合物的修饰未对介孔结构产生影响;PCL的接枝量可以通过聚合反应时间进行控制;对PACL/SBA-15而言,因CABCL中Cbz的位阻效应导致接枝量较小;Zeta电位分析的结果证明聚氨基己内酯的修饰改变了二氧化硅表面的电荷性质。     

制备条件对磁性聚己内酯纳米纤维形貌结构的影响

采用单因子变量研究法,分别探讨供液速率、纺丝电压、混合溶剂中N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的体积分数对静电纺丝所得的磁性聚己内酯(PCL)纳米纤维形貌以及Fe_3O_4与PCL之间复合形式的影响。结果表明,供液速率、纺丝电压、DMF的体积分数对磁性PCL纳米纤维形貌影响显著,但对Fe_3O_4与PCL之间的复合形式无明显影响,二者之间的复合形式为物理复合。     

原位制备聚己内酯和羟基磷灰石复合材料

采用溶胶-凝胶技术和真空干燥技术,原位制备了聚己内酯(PCL)和羟基磷灰石(HAP)多孔复合材料.对样品进行扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和拉曼散射光谱(Raman)表征和分析.结果表明,羟基磷灰石与聚己内酯分子间存在弱氢键作用;当羟基磷灰石在复合材料中的质量分数低于40％时,没有明显的相分离现象出现.     

电场分布对静电纺PEO纤维取向度的影响

为了探究电场分布对静电纺PEO纤维取向度的影响,将平面单孔喷嘴纺丝装置与传统的针型喷嘴纺丝装置进行对比试验,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)方法测定静电纺纤维的取向度,比较不同工艺参数下纤维取向度的变化,同时利用Comsol软件对两种喷嘴内部和外部的电场进行模拟.试验与模拟结果表明,静电纺丝电场在初始阶段对纤维取向度有明显的影响,针型喷嘴所纺纤维取向度比孔型喷嘴所纺纤维取向度高,而孔型喷嘴所纺纤维的取向度变化更均匀.     

钛酸正丁酯催化纤维素纤维接枝聚己内酯

以棉浆粕为原料,通过钛酸正丁酯(Ti(O-n-Bu)4)催化己内酯开环聚合接枝纤维素制备纤维素聚己内酯。通过单因素实验和正交试验研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及己内酯用量对纤维素接枝率和己内酯转化率的影响。结果表明:反应温度是影响接枝率的主要因素,其次是己内酯用量,反应时间的影响最小。当反应温度为130℃、己内酯与纤维素的质量比为30、催化剂质量分数为2%(聚己内酯理论聚合度为37)、反应时间25 h时,己内酯的转化率和纤维素-聚己内酯的接枝率最高,分别为97.46%、70.44%。采用FTIR、1HNMR、XRD对产物进行了结构和性能表征,红外光谱分析表明,纤维素与聚己内酯发生了接枝共聚反应;1HNMR分析表明,己内酯已基本转化为聚己内酯,根据计算可知己内酯转化率与重量法测定结果一致;X-射线衍射图谱显示纤维素共聚物中纤维素的结晶结构特征减弱,出现了聚己内酯的结晶特征峰。     

静电纺聚砜纤维的制备与吸油性能

针对海洋溢油问题,利用静电纺丝一步法制备不同质量分数的聚砜(PSF)纤维膜,扫描电镜结果发现纤维表面存在细微孔洞.对纤维形貌和结构包括纤维直径、纤维间孔隙率、纤维表面孔径分布、接触角、吸油倍率、保油率和油水分离等进行测试和表征,结果表明,随着PSF/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液质量分数的增大(从12%增大到18%),纤维中的珠状物逐渐消失,平均直径增大,纤维间孔隙率增大,纤维表面的孔径主要分布在10~100nm,水的接触角在131°~140°范围内,PSF纤维膜对菜籽油和机油的吸油倍率最高可达到37和50,对机油的保油率高达75%,同时具有良好的浮力与疏水亲油性.     

多功能载药聚多巴胺纳米粒的制备及表征

利用多巴胺(DOPA)在有氧碱性溶液下形成聚多巴胺(PDA)的性质,以阿仑膦酸钠(ALD)为模型药物,作者制备了空白聚多巴胺纳米粒(PDA-NP)和载阿仑膦酸钠的聚多巴胺纳米粒(PDA-ALD-NP),并对这两种纳米粒的粒径及Zeta电位、形貌、稳定性、载药量、体外释放、摩擦学性能以及细胞毒性等进行了初步考察.结果表明,二者平均粒径均小于102nm,分布较窄,Zeta电位均在-25mV左右.用扫描电子显微镜(SEM)观察两种纳米粒形貌,显示PDA-NP和PDA-ALD-NP光滑圆整.紫外可见分光光度法(UV-Vis)测得PDA-ALD-NP载药量为5.3%±1.2%,体外释放结果表明PDA-ALD-NP明显减缓了ALD的释放.体外稳定性实验结果显示,PDA-ALD-NP在水溶液和胎牛血清(FBS)中能够保持一定程度的稳定.摩擦学考察结果显示PDA-ALD-NP具有较好的摩擦学性能.此外,采用MTT法考察了DOPA和两种纳米粒的生物相容性.     

聚(己内酯-乳酸)的直接熔融法合成及表征

以乳酸（LA）、ε-己内酯（CL）为单体,通过直接熔融共聚法合成可生物降解材料聚（己内酯-乳酸）[P（CL-co-LA）]．文中探讨了预聚时间、催化剂种类、熔融共聚时间等因素对产物特性粘数的影响．结果表明：以氯化亚锡（用量为0．5％（质量分数））为催化剂,外消旋乳酸（dl-LA）和CL以3：7（摩尔比）投料,将dl-LA和CL在180℃、70Pa下直接熔融共聚12h,可获得特性粘数为0．4733dL／g的聚（己内酯-乳酸）[P（CL-co-dl—LA）];将左旋乳酸（l-LA）和CL在同样条件下直接熔融共聚16h,可获得特性粘数为0．4121dL／g的聚（己内酯-乳酸）[P（CL-co-l-LA）]．与丙交酯开环聚合二步法相比,LA与CL直接熔融共聚的合成工艺简单易行．     

聚ε-己内酯二醇预聚物的合成与表征

为提高生物可降解聚ε-己内酯/聚乙二醇聚氨酯的预聚物的性能,以辛酸亚锡为催化剂、乙二醇或聚乙二醇为引发剂,引发ε-己内酯开环聚合制备双端羟基聚ε-己内酯和聚ε-己内酯-聚乙二醇-聚ε-己内酯三嵌段共聚物,用作制备聚ε-己内酯/聚乙二醇聚氨酯的预聚物.采用FT-IR1、HNMR、DSC、GPC、XRD等对聚合产物的结构和性能进行分析表征确认.结果表明:通过改变单体与引发剂的比例可控制聚合物的相对分子质量;聚ε-己内酯均聚物随着其相对分子质量的增大,熔点小幅升高,结晶度从58%逐渐提高到72%;共聚物中,随着聚乙二醇相对分子质量的增加,熔点升高到69.3℃.通过引入聚乙二醇,预聚物呈现相分离结构,结晶度变高.     

静电纺纳米纤维的纺程形态模拟

采用计算流体动力学(CFD)对静电纺射流进行计算机模拟,采用POLYFLOW软件在二维空间上对稳定段射流的运动形态进行2D模拟,采用FLUENT软件对不稳定段射流运动形态进行3D模拟.采用专用前处理软件GAMBIT建立几何模型和生成网格.模拟结果显示:当溶液流速不变时,射流直径随牵伸力的增加而变小;但当牵伸力太大时,射流在运动的过程中不再仅仅是变细,在某一位置会出现先变粗再变细的情况;当牵伸力达到一定程度时,稳定射流消失.对于不稳定射流的模拟结果发现:在牵伸力小的情况下,射流容易发生弯曲;在牵伸力大的情况下,射流发生弯曲的位置即不稳定点离喷头远.模拟结果与实验结果十分吻合.