本發(fā)明涉及纖維紡織技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種利用靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸納米纖維膜的方法。
背景技術(shù):
目前,靜電紡絲法所得纖維的直徑為10-5000nm,其無紡布精細(xì)程度與均一性高、長徑比大且具有高的表面積和孔隙率。當(dāng)靜電場中形成的納米纖維在收集裝置上層層隨機(jī)分布時,形成不同尺寸的孔。這種孔徑結(jié)構(gòu)與細(xì)胞外基質(zhì)在形態(tài)結(jié)構(gòu)上具有相似性,有利于細(xì)胞粘附和進(jìn)入支架,適合于大多數(shù)細(xì)胞的植入生長。因此可用于生物醫(yī)用領(lǐng)域,特別適用于制備人體組織工程支架。
聚乳酸(pla)是一種可生物降解的聚合物,降解產(chǎn)物無毒、溶于水或參加新陳代謝過程,具有良好的生物相容性。用靜電紡絲法、熱致相分離法和自組裝法制備的pla材料,具有多孔納米纖維結(jié)構(gòu)及良好的材料-細(xì)胞界面,可制備納米級細(xì)胞支架。但現(xiàn)有技術(shù)中利用靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸納米纖維膜仍存在不足。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題,就是配置濃度適宜的聚乳酸靜電紡溶液及選擇最佳的紡絲條件。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提出一種利用靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸納米纖維膜的方法,包括以下步驟:
(1)稱取不同質(zhì)量的pla,加入二氯甲烷溶液,配制成不同濃度的溶液;
(2)將配置好的溶液標(biāo)號試紡;
(3)選擇紡絲條件,進(jìn)行試紡;
(4)觀察是否成膜;
(5)對成膜的紡絲液進(jìn)行性能測試;
(6)選擇成膜效果最佳的一組紡絲液進(jìn)行關(guān)于紡絲條件的對比試驗;
(7)選擇最佳的紡絲條件及最佳的紡絲濃度進(jìn)行靜電紡納米纖維膜。
步驟(2)配制溶液過程中需要不停的加熱攪拌,讓溶液達(dá)到均勻、穩(wěn)定的狀態(tài),利用黏度儀分別測定各種溶液的黏度,然后將配制好的紡絲溶液放入錐形瓶中待紡。
步驟(3)紡絲條件為電壓8kv,噴絲頭擠出速度為0.2ml/h,接受距離13cm。
步驟(4)觀察液滴滴落情況及錫紙上纖維成膜情況。
步驟(5)對成膜的紡絲液進(jìn)行黏度、電導(dǎo)率、表面張力方面的測試;對纖維膜進(jìn)行纖維直徑、纖維表面、纖維膜的強(qiáng)度進(jìn)行測試。
步驟(6)中對比試驗最少三組。
有益效果:
本發(fā)明通過配比不同濃度的溶液,選擇紡絲條件進(jìn)行試紡,并對成膜的紡絲液進(jìn)行性能測試、對比試驗,最終選擇出最佳的紡絲條件及最佳的紡絲濃度進(jìn)行靜電紡納米纖維膜。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合實施例,對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提出一種利用靜電紡絲技術(shù)制備聚乳酸納米纖維膜的方法,包括以下步驟:
(1)配制出濃度為4.5%、4.8%、5.0%、5.2%、5.5%、5.7%、6.0%、6.2%、6.5%、7.0%的pla紡絲液,并按順序標(biāo)號;
(2)取適量紡絲液于注射器中并將其固定在注射泵上,調(diào)節(jié)紡絲參數(shù):電壓8kv,接收距離13cm,噴絲頭擠出速度0.2ml/h,按照順序逐一進(jìn)行試紡;
(3)觀察噴絲頭的液滴滴落狀況及接收裝置的成膜情況;
(4)對成膜良好的紡絲液進(jìn)行黏度、電導(dǎo)率、表面張力等性能測試;并對紡出的纖維膜進(jìn)行相關(guān)測試;
(5)選出成膜效果做好的一組紡絲液(濃度為5.7%)進(jìn)行關(guān)于紡絲條件的對比試驗;
(6)電壓選擇為6kv、8kv、10kv、12kv,接收距離為12cm、14cm、16cm,擠出速度為0.2ml/h、0.4ml/h、0.6ml/h、0.8ml/h、1.0ml/h,共60組;
(7)試驗過程中,觀察纖維成膜情況,并及時記錄相關(guān)數(shù)據(jù);
(8)對各個試驗組的產(chǎn)品進(jìn)行關(guān)于纖維膜表面、纖維直徑、纖維結(jié)構(gòu)、膜強(qiáng)度的相關(guān)測試;
(9)根據(jù)各種數(shù)據(jù)綜合考慮,最后確定pla靜電紡紡絲液濃度為5.7%,紡絲電壓為8kv,接收距離為14cm,擠出速度為0.8ml/h;
(10)此種條件下得到的pla纖維膜強(qiáng)度最好、表面光滑、纖維直徑適宜、結(jié)構(gòu)均勻。
紡絲液黏度達(dá)到一定值時,才能從噴絲頭噴出,若黏度過大,則呈滴狀匯集在噴絲頭針尖出;只有適宜的濃度在適當(dāng)?shù)碾妷合?,纖維才能噴出成形;
擠出速度影響纖維結(jié)構(gòu),擠出速度過快,紡絲細(xì)流在空氣中固化時間縮短,相同時間集聚在噴絲口的液滴增多,電場對纖維拉伸作用不完全,纖維直徑增加;擠出速度過慢,單位時間內(nèi)擠出量較少,纖維細(xì)流在噴絲口表面瞬間就可凝固成形,所得纖維表面微孔較淺,微孔尺寸較??;
電壓的大小影響電場力,進(jìn)一步影響紡絲液的表面張力,從而影響纖維的直徑及纖維膜表面;
接收距離對纖維直徑的影響不大,但隨著接收距離增大,纖維中的珠節(jié)伸長變形,珠節(jié)尺寸及密度減?。?/p>
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。