[发明专利]一种小分子物质的静电纺丝方法

说明书

技术领域

本发明属纳米纤维的制备领域，特别是涉及一种小分子物质的静电纺丝方法。

背景技术

静电纺丝技术是制备纳米纤维最重要，最有效的方法之一。由于具有比表面积大，孔隙率高等特点，静电纺丝纤维广泛的应用在纳米催化，组织工程，防护服，药学，光电学，环境科学和生物医学等领域。静电纺丝的许多性质和性能上的优势还在不断的被人们发现，这使得人们对于静电纺丝的应用前景普遍看好。

然而，在其发展过程中，由于纺丝溶液所需要的特定的流变学性质，静电纺丝主要是利用各种各样的聚合物来进行纺丝。近年来，研究者开始利用各种各样的小分子物质的溶液来进行静电纺丝，总结起来可以归分为两类：

1)无机纳米纤维，无机纳米纤维可以通过结合静电纺丝和溶胶-凝胶过程得到。一般来说，首先将无机物前驱体溶液和聚合物的溶液混合在一起进行静电纺丝得到聚合物和无机物前驱体的复合纳米纤维；然后将所得到的复合纤维在一定温度下进行煅烧或者加入适当的溶剂去除聚合物模板等得到无机纳米纤维。也有一些文献报道直接利用不添加聚合物的无机物前驱体溶液进行纺丝得到无机纳米纤维的。

2)两亲性分子纳米纤维，Long课题组直接利用高浓度下的磷脂溶液和表面活性剂溶液进行静电纺丝，得到了磷脂纤维膜和表面活性剂纤维。但是，这样所得到的磷脂纤维膜的稳定性较差，如在潮湿的状态下即可消失，限制了其在组织工程和生物传感领域的进一步应用。

对于无机物前驱体来说，水解之后能够通过脱水缩合作用在分子之间形成共价键，增强分子之间的作用；对于两亲性分子，在高浓度下其可以通过疏水相互作用形成胶束而增强分子链间的缠绕，均有利于成功形成纳米纤维。

对于那些不存在潜在的聚合基团或者分子之间不存在强的聚合作用等的小分子来说，经常是与聚合物溶液混合，然后共同纺丝。此种方法常常伴随着小分子物质在纤维中的载量不够和纤维的完整性等问题。如果能够将此类小分子直接进行纺丝，则可以解决这些问题。

无机物前驱体与小分子物质之间通过特征基团的相互作用形成一种有机-无机复合材料，使得复合材料具有无机物前驱体水解后聚合的性质，将原本分子间作用力不强的小分子键合起来，最终实现成功的静电纺丝。

发明内容

本发明提供一种对于此类小分子物质的静电纺丝方法，能够得到直径分布均匀的纳米级至亚微米级纤维。

本发明的方法包括以下几个步骤：

1)小分子衍生物的合成：将小分子物质进行官能团活化，如羧基化或氨基化。

2)反应物的活化：将1)中合成的小分子衍生物置于干燥的有机溶剂中，然后加入活化剂，活化0.5～4h。

3)加入硅烷化试剂：将硅烷化试剂加入到混合物中，室温下搅拌4～24h。

4)产物提纯：将反应溶剂在真空条件下移除，粗产品通过硅胶柱纯化。

5)静电纺丝溶液的制备：将4)中的产物置于特定的溶剂中配制成一定浓度的溶液，置于0～60℃的水浴锅中孵育1～12h。

6)将5)中所制备的静电纺丝原液进行静电纺丝。

本发明中，小分子物质包括一些自身结构包括反应基团(如羟基，氨基，羧基等)，但是自身无法进行静电纺丝的物质，包括胆固醇，胆固醇琥珀酸单酯，维生素E，阿霉素，偶氮苯，卟啉，硬脂酸，喜树碱，羟基喜树碱等一系列包含可反应基团的小分子物质。

本发明利用一种小分子物质，其结构通式如下：

式中R¹为C₆～C₁₈烷基；R²为H、C₆～C₁₈烷基；R³为H、-CO(CH₂)_aOH、-CO(CH₂)_aCOOH，其中a等于1～6。

本发明另一方面利用一种小分子物质，其结构通式如下：