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1、研究論文FiberResearch海藻酸鈉纖維的電紡性研究11,211*2盛冰冰，孔慶山，紀全，夏延致，于建（1.青島大學纖維新材料及現(xiàn)代紡織國家重點實驗室培育基地，山東青島266071；2.清華大學化工系高分子研究所，北京100084）摘要：通過與生物相容的合成高分子聚環(huán)氧乙烷（PEO）共混，天然高分子海藻酸鈉被成功電紡成絲。掃描電鏡等測試結果表明：海藻酸鈉a/PEO比例為6∶4時得到無串珠的光滑纖維，并且纖維直徑分布均勻。用乙醇/氯化鈣（CaCl）2處理電紡纖維，其疏水性得到極大改善。關鍵詞：靜電紡絲；海藻酸鈉；疏水性中圖分類號：TQ34
2、1.9文獻標識碼：A文章編號：1001-7054（2008）05-0013-03海藻酸鈉具有優(yōu)良的生物相容性、無毒副作鈉樣品a、b、c，黏度分別為520m/s，460m/s和用、可控的生物降解性、無抗原體等特征，已被廣150m/s；二甲基亞砜（DMSO），C.R.，天津市博迪泛應用于組織工程學及醫(yī)學領域中。靜電紡絲已被化工有限公司；曲拉通TritonX-100（烷基芳基醚[1-5]證實為制備納米結構纖維的有效途徑，但電紡醇），非離子表面活性劑。制備納米級海藻纖維很困難。這是由于海藻酸鈉溶實驗室自制靜電紡絲設備見圖1。液在很低濃度下（例如2%的
3、海藻酸鈉水溶液）會發(fā)生凝膠化。在如此低的濃度下，溶液中缺少產生纖維結構的物質，取而代之的是噴射的液滴或者包埋在串珠中的短纖維。如果溶液濃度稍微提高，溶液變得粘稠而不能電紡。解決這個問題的方法之一是，向海藻酸鈉溶液中加入第二種聚合物、表面活性劑和/或共溶劑。添加劑的加入與海藻酸鈉溶液相互作用，降低了溶液黏度，從而控制海藻酸鈉溶液的溶膠-凝膠轉變。本文利用這個原理成功得到了電紡海藻酸鈉纖維。圖1靜電紡絲裝置圖注：外有箱體，加熱裝置1實驗1.2實驗方法1.1實驗原料及裝置1.2.1紡絲液的制備聚環(huán)氧乙烷（PEO），平均相對分子質量為分別將海藻酸鈉與
4、PEO溶解在去離子水中制1500000，C.R.，長春市大地精細化工廠；海藻酸備成4%的溶液，離心脫泡。按照不同的體積比將收稿日期：2007-12-10修回日期：2008-01-24海藻酸鈉與PEO兩種溶液混合，攪拌3h，向混合基金項目：國家自然科學基金項目（No.50673046），青島市科技發(fā)溶液中加入0.5%TritonX-100和5%的DMSO，攪展計劃項目（05-2-JC-62）。作者簡介：盛冰冰(1982~)，女，在讀碩士研究生，主要從事納米纖拌3h，離心脫泡。維方面的研究。1.2.2靜電紡絲*通訊聯(lián)系人。合成纖維SFC2008N
5、o.513研究論文FiberResearch將溶液注入5mL針管中，毛細針管內徑為在電壓15kV、固化距離20cm、紡絲溫度6mm。鋁箔紙作為接受裝置并且接地，接收距離40℃的條件下進行靜電紡絲，所得纖維如圖2~420cm，紡絲電壓15kV。所示。1.2.3電紡纖維的交聯(lián)電紡纖維置于95%的乙醇溶液中5min，隨后浸沒在1%的CaCl2乙醇溶液中10min。處理過的電紡纖維在4%的CaCl2溶液中靜置1h，隨后置于去離子水中以去除CaCl2，室溫下干燥。1.3表征(a)7∶3(b)6∶41.3.1電導率圖2海藻酸鈉a/PEO混合水溶液電紡纖維
6、電鏡圖用DDS-11A型數(shù)字電導率儀（上海雷磁新涇儀器有限公司）測試溶液的電導率。1.3.2掃描電鏡用JSM-6390LV掃描電鏡（日本JEOL公司）觀察所紡纖維的形貌。1.3.3紅外光譜（a）7∶3（b）6∶4用Nicolet5700紅外光譜儀（美國熱電科技儀圖3海藻酸鈉b/PEO混合水溶液電紡纖維電鏡圖器有限公司）分析纖維結構特征，使用其智能附件由圖2、3可知，隨著PEO含量的增加，溶液鏡面全反射Mask，分束器KBr，掃描次數(shù)32，分可紡性變好，在相同時間內得到的電紡纖維數(shù)增多-1辨率8cm。（注：紡絲時間均為3h）。由于隨著PEO含量
7、的增加，PEO與海藻酸鈉之間的相互作用變強，電導率2結果與討論下降，溶液黏度、表面張力也隨之降低，所以，在2.1紡絲液性質相同電壓條件下，電場力更容易克服溶液的表面張電壓15kV、固化距離20cm、紡絲溫度40℃力，使液流拉伸分裂成纖維。時，對不同溶液進行靜電紡絲，溶液電導率的變化如表1所示。表1海藻酸鈉/PEO共混液性質溶液質量百分濃選用的海藻酸鈉海藻酸鈉:PEO電導率/ms·cm-1度%樣品47∶3a5.2047∶3b4.15圖4海藻酸鈉c/PEO（7:3）混合水溶液電紡纖維電鏡圖47∶3c2.99對比圖2（a）、圖3（a）、圖4可知，在
8、海藻46∶4a4.0346∶4b3.13酸鈉/PEO比例均為7∶3時，隨著海藻酸鈉黏度的降海藻酸鈉是一種具有高電導率的聚電解質，低，電紡纖維中出現(xiàn)串珠。串珠出現(xiàn)表明
