[发明专利]超细纤维形态多孔结构大单体交联纤维及其制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一类静电纺制备大单体化合物及其交联体加工制备方法和应用

背景技术

不饱和聚酯是一类常见的热固性材料，它是由二元醇和二元酸经缩聚而得的，具有优良的机械性能、电性能、耐化学腐蚀性能、耐氧化性能和耐候性能，原料易得，加工工艺简便，所以近年来国外发展较为迅速，是热固性材料中发展较快的品种之一。它已被广泛用于玻璃纤维增强材料、浇铸制品、木器涂层、卫生洁具及工艺品等，用途极为广泛[1-3]。以异氰酸与醇类化合物反应制备聚酯类大单体除以上特征外还具有生物相容性优良的特点，在生物医用领域有广泛的应用前景。

1980年，Milkovich R.Polym.Prepr.1980，21：40-41文献Milkovich首先报道了大分子单体(macromonomer)技术。大分子单体，简称宏单体或大单体，是分子链末端含有可继续参与聚合反应的活性基团的聚合物，这种聚合物可作为进一步聚合的单体使用。因此利用大单体技术，可以合成新的功能性单体。

由于大单体本身链比较长，固化时进行反应的化学键比例小，所以具有固化收缩率低的特点。因此，通过大单体聚合可得到具有更高尺寸稳定性的制品，可以应用于那些对尺寸精度要求很高的领域。

21世纪是生命科学的世纪，凡是跟生命科学相关的无疑都是世界各国科技人员关注的焦点。研究工作主要领域之一就是组织工程、支架材料、人造血管及皮肤和药物缓释等几个方面。所用的原料大多是生物相容性较好的脂肪族聚酯及共聚酯，如：聚乳酸(PLLA)、聚己内酯(PCL)、(PHBV)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)等。

为将精细尺寸与生物相容性以及微观性相结合，静电纺丝加工技术无疑是非常具有前景的加工方法。静电纺丝的历史可追溯到20世纪30年代，1934年，A.US Patent 1975504，1934文献报道，Formhals搭建了第一台利用高压静电来纺制人造纤维的设备，并用丙酮作溶剂，纺制出了纤维素超细纤维，为此他申请了专利。但Formhals的方法有很多技术上的缺陷，比如由于纺程较短，溶剂无法彻底挥发，导致无法收集到堆积很密集的网状结构。

之后Formhals又发表了一些专利来改进这些缺点，如Formhals，A.USPatent 2160962，1939专利和Formhals，A.US Patent 2187306，1940专利。对于静电纺的理论研究开始于20世纪60年代，1969年，Taylor通过对针尖顶点上的聚合物液滴形状的研究，提出了被后来的研究者称为“Taylor锥”的概念。20世纪70年代，研究的重点集中到了带电液流的形成，稳定性和形态等方面，较多的研究了一般的带电细流在电场中的运动规律和物理性质，而不是静电纺本身。这些研究也为后来的静电纺成形工艺提供了理论基础。

经过了几十年的沉寂，直到1995年，美国Akron大学的Reneker等研究了在不同电压，不同原液浓度下的聚氧乙烯(PEO)超细纤维的性质，发表了许多文章，再一次掀起了对静电纺纺制超细纤维的研究热潮。从此以后，便不断的有关于静电纺的工艺，应用等方面的文章陆续的报道出来，新方法，新工艺层出不穷。研究的重点也由对静电纺过程的数学和物理的理论分析转移到了利用静电纺这个手段制备具有特殊性能的纳米材料上来，更加注重实际应用。

然而单单用生物相容性好的脂肪族聚酯级共聚酯静电纺丝，其产品较脆弱，强度较差，而且不耐高温、不耐酸、不耐碱，对有机溶剂的抗性也很差，容易水解的PVA纤维甚至连水也抵抗不住。因此，人们通过各种方法改善这些缺陷，包括化学改性，物理共混，热处理，化学交联等等。在这些方法中，化学交联法是一个不错的选择，因为通过化学交联可以形成不溶不熔的三维网络结构，在有机溶剂中只会发生溶胀而不会溶解，可以大大改善静电纺丝纤维的耐溶剂性能，从而提高材料的使用寿命，扩大他们的使用范围。遗憾的是，目前这方面的研究工作报道的很少，无法满足有关领域发展的需要。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种超细纤维形态多孔结构大单体交联纤维及其制法和应用，以满足有关领域发展的需要。

本发明的超细纤维形态多孔结构大单体交联纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)将大单体与生物相容性聚酯和引发剂用有机溶剂溶解共溶，然后通过静电纺丝方法，纺丝成型；