改性聚己内酯/丝素蛋白电纺纤维膜的制备及性能研究
发布时间：2021-01-04 14:46
[目的]本实验以生物相容性优良的高分子材料聚己内酯和再生丝素蛋白为原材料,采用高压静电纺丝工艺,制备出聚己内酯/丝素蛋白电纺纤维膜。针对聚己内酯和丝素蛋白的结构特性,将电纺膜引入醇-水反应体系和辛酸亚锡催化反应体系进行改性,观察醇-水后处理和不同催化反应条件对聚己内酯/丝素蛋白电纺纤维膜结构及性能的影响,以期改善电纺纤维膜各方面性能,为膜改性研究提供理论基础与实验依据,拓展其在组织工程领域的研究与运用。[方法]运用高压静电纺丝技术,在特定纺丝工艺参数条件下,制备比例为3:7的聚己内酯/丝素蛋白电纺纤维膜。首先,通过乙醇-水溶液浸泡的后处理方式对电纺膜进行改性,实验分先拉伸后浸泡和先浸泡后拉伸两组,观察电纺纤维膜纤维直径和形貌结构变化,筛选较佳组经傅里叶红外光谱分析（FTIR）、X线衍射分析、力学性能测试、表面润湿性等检测对电纺膜的结构和性能进行表征。其次,以辛酸亚锡为催化剂引发共聚反应,在实验条件相同情况下,改变反应时间和聚合温度,根据扫描电镜图像,观察电纺膜纤维形貌结构,筛选出较为理想的改性条件。然后利用与乙醇后处理相同的检测方法,表征共聚改性后电纺膜的结构与性能特征,分析比较两种处...
【文章来源】：昆明医科大学云南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２?电纺膜外观??
图３未处理膜与乙醇处理后膜扫描电镜图??（ａ、ｂ：未处理组?ｃ、ｄ：实验Ａ组?ｅ、ｆ：实验Ｂ组）??如图３所示，原始电纺膜电镜扫描可见大量纤维交叉编织呈Ｎ状结构，排列??杂乱，纤维粗细较均匀，表面光滑，无断裂。实验Ａ组先拉伸１．５倍，经乙醇溶??液处理后，与原始膜相比，纤维直径增加，粗细不均，粗大纤维表面出现人量树??枝状分叉纤维结构。纤维平均汽径从原始膜７１０±２４７ｎｍ增加到２０８８±?１００６ｍｎ，??这可能是因为电纺膜中的丝素蛋内发生溶胀所致。实验Ｂ组先乙醇浸泡再在蒸??汽浴Ｆ拉伸１．５倍后，膜部分纤维直径增粗，为１２０６±４７１ｎｍ，粗细较不均匀，??细纤维表面出现断裂纹，呈竹节状。这ｕｊ？能是因为浸泡处理己经使丝素构象向稳??定状态转变，再给予拉伸处理也无法提高纤维取向，取向度低，力学性能差，纤??维出现裂纹现象［３５］。总体而言?
图４乙醇处理前、后电纺膜不同波段ＦＴＩＲ对照图??（ａ未处理膜?ｂ实验Ａ组膜）??图４是原始静电纺丝纤维膜与先拉伸后乙醇溶液浸泡处理后在８００？４０００??ｃｍ－１波段的红外光谱对照图。从图中可以看出，原始电纺纤维膜在１５２８．８７ｃｍ－１??（酰胺ＩＩ）和１６４４．２３?ｃｍ－１?（酰胺Ｉ）附近有两个明显的吸收峰，丝素蛋白在１５２５??ｃｎｒ１？１５３５?ｃｎｒ１?（酰胺ＩＩ）、１６４０?ｃｎｒ１？１６６０?ｃｎｒ１?（酰胺Ｉ）频率范围的特征吸??收峰分子构象为亚稳定状态的Ｓｉｌｋ?Ｉ结构。经乙醇处理后，电纺膜在１５１５．６８?ｃｍ－１??和１６２３．８５?ｃｎｒ１?（酰胺Ｉ?）处出现特征吸收峰，Ｓｉｌｋｌｌ构象特征谱在??１６２０ｃｍ－１？丨６３５ＣＨＴ１?（酰胺Ｉ）范围，说明丝素蛋白结构转变成更稳定的Ｐ结构。??在３２８３?ｃｎｒ１附近出现吸收峰，为丝素蛋白中羟基（－ＯＨ）的振动范围。［３？７］??红外照射能对聚己内酯中包含的亚甲基（－ＣＨ２）、羰基（００）以及Ｃ－Ｏ－Ｃ??和Ｃ－Ｏ基团在不同波段表征出相对应的特征吸收峰。原始电纺膜与经乙醇处理??膜在１３６０？１４６０?ｃｎｒ１波段均出现三个较弱的吸收峰，为－ＣＨ２弯曲振动的吸收峰，??并且分别在２９３４．２７?ｃｎｒ１和２９３７．７９?ｃｎｒ１处出现亚甲基伸缩振动吸收峰。在１０００？??１３２０?ｃｎｒ１范围是Ｃ－０基团的特征吸收峰处理前后膜在这个区段内都有强弱??不等的吸收峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]电纺聚己内酯引导骨再生膜的仿生矿化研究[J]. 邓霞,白石. 华西口腔医学杂志. 2016(06)
[2]可生物降解聚己内酯材料共混改性研究进展[J]. 王培,周晓霞,牛丽丽,李静宇,刘彦彬,王焕英. 塑料科技. 2016(06)
[3]钛酸正丁酯催化纤维素纤维接枝聚己内酯[J]. 李韵卒,杨益琴,杨勤武,顾俐慧,王志国. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[4]电纺聚己内酯/Ⅰ型胶原蛋白/纳米羟基磷灰石复合材料的制备及其生物相容性研究[J]. 吴晓楠,苗雷英,刘玉,吴文蕾,孙卫斌. 口腔医学. 2015(04)
[5]肌醇为核的星形聚己内酯的制备及表征[J]. 王翠伟,刘超,阳紫莹,朱小卫,孙洪范,孔德领,杨菁,宋存先. 生物医学工程与临床. 2014(06)
[6]紫外光辐照制备超亲水再生丝素蛋白膜[J]. 尹建伟,段郁,邵正中. 化学学报. 2014(01)
[7]配位型催化剂催化ε-己内酯开环聚合[J]. 王培. 工业催化. 2013(02)
[8]纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合大鼠骨髓间充质干细胞的生物相容性[J]. 李家锋,徐金霞,管海虹,崔群,孙秀英,陈丽娟,韩建国. 中国组织工程研究. 2012(38)
[9]不同剪切速率下高浓度再生丝素蛋白水溶液性质与结构的研究[J]. 金媛,张耀鹏,杭怡春,邵惠丽,胡学超. 材料导报. 2011(22)
[10]PCL/SS纳米纤维支架的制备及相容性研究[J]. 李海滨,李林昊,钱宇娜,蔡开勇,吕永钢,钟莉,刘万钱,杨力. 生物医学工程学杂志. 2011(02)
博士论文
[1]静电纺丝制备几种聚合物/无机复合纳米纤维与性能研究[D]. 王淑红.哈尔滨工程大学 2012
[2]再生丝素蛋白水溶液的干法纺丝及后处理研究[D]. 魏伟.东华大学 2011
硕士论文
[1]聚己内酯丝素蛋白电纺膜的合成及改性研究[D]. 程亚杰.昆明医科大学 2015
[2]聚己内酯/丝素蛋白复合纤维神经支架的制备及性能研究[D]. 宿丹.南京理工大学 2015
[3]聚己内酯的合成及应用研究[D]. 张鑫.太原理工大学 2013
[4]再生丝素蛋白结构转变的研究[D]. 熊思勇.苏州大学 2010
[5]丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能研究[D]. 唐圣奎.浙江理工大学 2010
[6]FTIR对丝素蛋白构象的研究[D]. 刘明.浙江大学 2006
[7]聚己内酯合成与改性的研究[D]. 於秋霞.西北工业大学 2003
本文编号：2956950
【文章来源】：昆明医科大学云南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２?电纺膜外观??
图３未处理膜与乙醇处理后膜扫描电镜图??（ａ、ｂ：未处理组?ｃ、ｄ：实验Ａ组?ｅ、ｆ：实验Ｂ组）??如图３所示，原始电纺膜电镜扫描可见大量纤维交叉编织呈Ｎ状结构，排列??杂乱，纤维粗细较均匀，表面光滑，无断裂。实验Ａ组先拉伸１．５倍，经乙醇溶??液处理后，与原始膜相比，纤维直径增加，粗细不均，粗大纤维表面出现人量树??枝状分叉纤维结构。纤维平均汽径从原始膜７１０±２４７ｎｍ增加到２０８８±?１００６ｍｎ，??这可能是因为电纺膜中的丝素蛋内发生溶胀所致。实验Ｂ组先乙醇浸泡再在蒸??汽浴Ｆ拉伸１．５倍后，膜部分纤维直径增粗，为１２０６±４７１ｎｍ，粗细较不均匀，??细纤维表面出现断裂纹，呈竹节状。这ｕｊ？能是因为浸泡处理己经使丝素构象向稳??定状态转变，再给予拉伸处理也无法提高纤维取向，取向度低，力学性能差，纤??维出现裂纹现象［３５］。总体而言?
图４乙醇处理前、后电纺膜不同波段ＦＴＩＲ对照图??（ａ未处理膜?ｂ实验Ａ组膜）??图４是原始静电纺丝纤维膜与先拉伸后乙醇溶液浸泡处理后在８００？４０００??ｃｍ－１波段的红外光谱对照图。从图中可以看出，原始电纺纤维膜在１５２８．８７ｃｍ－１??（酰胺ＩＩ）和１６４４．２３?ｃｍ－１?（酰胺Ｉ）附近有两个明显的吸收峰，丝素蛋白在１５２５??ｃｎｒ１？１５３５?ｃｎｒ１?（酰胺ＩＩ）、１６４０?ｃｎｒ１？１６６０?ｃｎｒ１?（酰胺Ｉ）频率范围的特征吸??收峰分子构象为亚稳定状态的Ｓｉｌｋ?Ｉ结构。经乙醇处理后，电纺膜在１５１５．６８?ｃｍ－１??和１６２３．８５?ｃｎｒ１?（酰胺Ｉ?）处出现特征吸收峰，Ｓｉｌｋｌｌ构象特征谱在??１６２０ｃｍ－１？丨６３５ＣＨＴ１?（酰胺Ｉ）范围，说明丝素蛋白结构转变成更稳定的Ｐ结构。??在３２８３?ｃｎｒ１附近出现吸收峰，为丝素蛋白中羟基（－ＯＨ）的振动范围。［３？７］??红外照射能对聚己内酯中包含的亚甲基（－ＣＨ２）、羰基（００）以及Ｃ－Ｏ－Ｃ??和Ｃ－Ｏ基团在不同波段表征出相对应的特征吸收峰。原始电纺膜与经乙醇处理??膜在１３６０？１４６０?ｃｎｒ１波段均出现三个较弱的吸收峰，为－ＣＨ２弯曲振动的吸收峰，??并且分别在２９３４．２７?ｃｎｒ１和２９３７．７９?ｃｎｒ１处出现亚甲基伸缩振动吸收峰。在１０００？??１３２０?ｃｎｒ１范围是Ｃ－０基团的特征吸收峰处理前后膜在这个区段内都有强弱??不等的吸收峰
【参考文献】：
期刊论文
[1]电纺聚己内酯引导骨再生膜的仿生矿化研究[J]. 邓霞,白石. 华西口腔医学杂志. 2016(06)
[2]可生物降解聚己内酯材料共混改性研究进展[J]. 王培,周晓霞,牛丽丽,李静宇,刘彦彬,王焕英. 塑料科技. 2016(06)
[3]钛酸正丁酯催化纤维素纤维接枝聚己内酯[J]. 李韵卒,杨益琴,杨勤武,顾俐慧,王志国. 南京林业大学学报(自然科学版). 2015(03)
[4]电纺聚己内酯/Ⅰ型胶原蛋白/纳米羟基磷灰石复合材料的制备及其生物相容性研究[J]. 吴晓楠,苗雷英,刘玉,吴文蕾,孙卫斌. 口腔医学. 2015(04)
[5]肌醇为核的星形聚己内酯的制备及表征[J]. 王翠伟,刘超,阳紫莹,朱小卫,孙洪范,孔德领,杨菁,宋存先. 生物医学工程与临床. 2014(06)
[6]紫外光辐照制备超亲水再生丝素蛋白膜[J]. 尹建伟,段郁,邵正中. 化学学报. 2014(01)
[7]配位型催化剂催化ε-己内酯开环聚合[J]. 王培. 工业催化. 2013(02)
[8]纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合大鼠骨髓间充质干细胞的生物相容性[J]. 李家锋,徐金霞,管海虹,崔群,孙秀英,陈丽娟,韩建国. 中国组织工程研究. 2012(38)
[9]不同剪切速率下高浓度再生丝素蛋白水溶液性质与结构的研究[J]. 金媛,张耀鹏,杭怡春,邵惠丽,胡学超. 材料导报. 2011(22)
[10]PCL/SS纳米纤维支架的制备及相容性研究[J]. 李海滨,李林昊,钱宇娜,蔡开勇,吕永钢,钟莉,刘万钱,杨力. 生物医学工程学杂志. 2011(02)
博士论文
[1]静电纺丝制备几种聚合物/无机复合纳米纤维与性能研究[D]. 王淑红.哈尔滨工程大学 2012
[2]再生丝素蛋白水溶液的干法纺丝及后处理研究[D]. 魏伟.东华大学 2011
硕士论文
[1]聚己内酯丝素蛋白电纺膜的合成及改性研究[D]. 程亚杰.昆明医科大学 2015
[2]聚己内酯/丝素蛋白复合纤维神经支架的制备及性能研究[D]. 宿丹.南京理工大学 2015
[3]聚己内酯的合成及应用研究[D]. 张鑫.太原理工大学 2013
[4]再生丝素蛋白结构转变的研究[D]. 熊思勇.苏州大学 2010
[5]丝素蛋白/聚己内酯复合超细纤维支架的制备及性能研究[D]. 唐圣奎.浙江理工大学 2010
[6]FTIR对丝素蛋白构象的研究[D]. 刘明.浙江大学 2006
[7]聚己内酯合成与改性的研究[D]. 於秋霞.西北工业大学 2003
本文编号：2956950
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