电纺无纺布附着力的测量及石墨烯气凝胶无纺布的制备及其应用

发布时间：2021-03-21 07:43

　　无纺布是纤维的无序搭接形成的一种织物,无纺布的制备多种多样,比如有常见的湿法纺丝、静电纺丝法。静电纺丝是一种简单、通用的制备纳米纤维的技术,以静电力作为牵引力,允许将各种聚合物和复合材料中合成微米纤维或纳米纤维,以此获得的超薄无纺薄膜或织物。静电纺丝制备的纤维膜具有高的比表面积、高的孔隙率等优点。因此电纺纤维膜在伤口愈合、纳米传感器、生物芯片等领域有很好的应用前景。但是,在实际应用中纳米纤维膜与衬底的附着力是必须考虑的因素,本文针对附着力的测量,设计了一种新的测量仪器,并且通过研究知道电压和衬底对附着力有影响。另外,为了构建纤维内部多孔结构,针对这个问题,合成了一种石墨烯气凝胶无纺布,并且对其结构、性能进行研究。1)静电纺丝所得纤维及薄膜材料在实际应用中,电纺纤维网格可能需要粘附在基底上,如聚丙烯腈（PAN）吸附在纱窗上用于PM2.5过滤,原位电纺创面敷料吸附在手部皮肤上,或从集电极上拆除支架以防止增生性疤痕等。因此,电纺纤维膜与衬底之间的附着力对电纺材料的功能和实际应用起着至关重要的作用。对此,提出一种直接拉拔法测定材料的附着力,并对其附着力机理进行了研究。在这种方法中,我们使用重力... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

静电纺丝装置示意图

青岛大学硕士学位论文5图1.2具有不同形貌结构的纤维图1.1.4电纺纤维的应用总体来说，静电纺丝纳米纤维优点很多，首先静电纺丝的生产成本较低，其次静电纺丝的装置简单。很重要的一个优势是静电纺丝所产生的纤维的特点是纤维直径小并且均匀，纤维的比表面积高，孔隙率较高等等。特别是在最近的几十年里很多的研究人员聚集在静电纺丝这一领域，使得静电纺丝在很多的领域都有很好的应用比如生物医学[28,29]、能源[30]、纺织服装[31]、催化[32,33]、传感器[34,35]等领域。电纺纤维膜在组织工程中有很好的应用，通过静电纺丝制成纤维可以应用于医学的很多方面比如在组织支架[36]、心脏瓣膜[37]、血管[38]、胆管[39]等方面具体的见图1.3(a)。在医学研究的领域进行静电纺丝的应用首先需要考虑的是生物兼容性，所以在进行电纺的时候也要选取具有生物兼容性的纺丝液进行纺丝，具有生物兼容性的纺丝材料有很多，目前比较常用的有聚乳酸、聚己内酯、胶原蛋白、壳聚糖、海藻酸钠等。在医学的不同应用时所需要的纤维形貌肯定会不同，需要根据具体的应用来制备不同形貌的电纺纤维膜，不同的纤维

青岛大学硕士学位论文6形貌可以通过调节不同影响纤维形貌的因素来实现。新加坡国立大学S.Ramakrishna[40]利用胶原蛋白来包裹聚乳酸纳米纤维制成小直径的管状支架如图1.3(b)所示。实验表明聚乳酸纳米纤维有很好的生物兼容性，在植入的一段时间后实验的兔子周围长出正常的纤维组织。这就说明静电纺丝技术在生物组织方面有很好的应用潜力。静电纺丝纳米纤维可以形成芯壳结构，这种结构不仅可以携带药物和活性物质而且它的机械性能强，芯壳纤维独特的性质这样的就为治疗牙周病提供了新的解决方法[41]。具体如下图1.3c所示。图1.3组织工程中电纺纤维的应用电纺纤维膜在伤口敷料方面也有很好的应用前景，伤口敷料所用的电纺纤维膜首先应具有生物兼容性，其次考虑电纺纤维膜的机械性能是否可以应用于伤口敷料，最后也应该考虑到伤口敷料用完以后的降解问题，所以我们在选取电纺纤维液的时候也优先从这几个方面考虑。例如聚乳酸（PLA）[42]、聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）[43]、聚己内酯（PCL）[44]、聚氨酯（PU）[45]等这些材料具有上述需要的性能。在伤口敷料的应用中还有一个方法是将纺丝液中添加抗菌小分子[46]、促生长因子[47]或其他有效组分使得纳米纤维具备多功能效果，这样就可以很好的帮助伤口止血和防止伤口感染具体见图1.4(a)。电纺纤维膜的另一个灵活的特性是可以根据不同的伤口制备成不同的电纺纤维膜。但是，目前的电纺设备较大携带很不方便。所以我们会考虑将现有的电纺装置进行改进，改变原来设备的大小，得到一种更加方便携带的仪器来进行应用，目前在青岛大学龙云泽等[47]研究报道了一种手持电纺的装置并且应用在了伤口

【参考文献】：
期刊论文
[1]静电纺丝技术制备无机物纳米纤维的最新研究进展[J]. 崔启征,董相廷,于伟利,王进贤,王慧茹,杨晓峰,于晓辉.  稀有金属材料与工程. 2006(07)

硕士论文
[1]气流辅助制备超细纳米纤维及规模化制备纳米纤维的研究[D]. 张倩倩.青岛大学 2019
[2]各向异性石墨烯气凝胶的可控制备及性能研究[D]. 李广勇.上海大学 2016



本文编号：3092490