[发明专利]一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子纳米纤维、制备方法及其应用，特别涉及一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠共混物纳米纤维及其制备方法，是一种具有pH敏感性的高分子材料。

背景技术

纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其改性的纤维。制造纳米纤维的方法主要有拉伸法、模板合成、自组装、微相分离、静电纺丝等。其中，静电纺丝法以操作简单、适用范围广、生产效率高等优点而被广泛应用。

环境敏感性材料是具有pH 响应性、温度敏感性等聚合物能够对外界的变化做出响应，甚至突变的高分子材料。这类聚合物由于其独特的性能而受到广泛的关注。pH敏感性纳米纤维又称智能纳米纤维，是一类对外界pH变化能产生敏感响应的纳米纤维。最常用的pH响应性体系是N-isopropylamide-co-acrylic acid (Jie Zhang, Liang-Yin Chu, Yuan-Ke Li, Young Moo Lee, Polymer 48(2007), 1718-1728)，文献（颜德岳，李文文，孔浩，高超，科学通报，50（2005），2276-2280）通过碳纳米管表面接枝修饰聚甲基丙烯酸-N,N-二乙氨基乙酯制备了具有pH响应性的无机-聚合物杂化材料。但是前两者制备的材料比表面积较小，应用范围受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种具有良好的生物相容性和生物降解性、较高的比表面积和孔隙率的纳米纤维材料、制备方法及其应用。

实现本发明目的的技术方案是提供一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维，按质量百分比，羧甲基纤维素钠为10%～40%，其余为聚乙烯醇。

一种如上所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维的制备方法，包括如下步骤:

1、将聚乙烯醇溶解于水中，制得质量百分比为7%～15%的聚乙烯醇溶液；

2、将羧甲基纤维素钠溶解于水中，制得质量百分比为1%～4%的羧甲基纤维素钠溶液；

3、在搅拌条件下将羧甲基纤维素钠溶液与聚乙烯醇溶液混合均匀，制得共混的纺丝溶液，其中，按质量百分比，羧甲基纤维素钠为溶质的10%～40%；

4、在电压为8～15KV，接收距离为15～20cm的条件下进行静电纺丝，得到一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。

本发明技术方案还包括所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维作为一种pH敏感性材料的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、聚乙烯醇（PVA）是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物，有良好的化学稳定性和生物相容性，无毒性，对水有较好的渗透性，并且有很好的可纺性及成膜性。采用生物相容的PVA为高分子，用水为溶剂，还可以避免毒性有机溶剂的使用。羧甲基纤维素钠（Na-CMC）是一种多糖衍生物，易溶于水，耐高温，在pH值为2～11范围内的水溶液中其结构和性质稳定，具有良好的生物亲和性和降解性。同时它具有保水性、成膜成形性、分散稳定性，pH敏感性的优点，本发明采用静电纺丝工艺制备得到的纳米纤维膜具有良好的力学性能，可用于药物载体，生物基质、组织工程等生物医药领域。

2、本发明采用将Na-CMC添加于PVA水溶液中的方法，通过静电纺丝将PVA/Na-CMC复合体系制成具有pH敏感性的纳米纤维，具有孔隙率高、比表面积大的优点，提高了材料的敏感性能。

3、本发明制备工艺简单，得到的 pH敏感性纳米纤维形貌良好，性能稳定，在生物医学领域具有应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的Na-CMC含量为10%的pH敏感性PVA/Na-CMC纤维的SEM照片；

图2本发明提供的不同的纳米纤维样品的红外对比谱图；

图3本发明实施例1和2提供的Na-CMC含量分别为10%和20%的PVA/Na-CMC纳米纤维的pH敏感性测试结果对比曲线图。

具体实施方式

实施例1：

   1、纺丝液的制备：①称取0.9g PVA于干燥的锥型瓶中，加入10.35mL去离子水，在90℃下搅拌2h。②称取0.1g Na-CMC于干燥的锥型瓶中，加入19.9mL去离子水，在70℃下搅拌4h。③将配置好的Na-CMC溶液加入配置好的PVA溶液中，在70℃下搅拌4h，配置均匀的PVA/Na-CMC共混液作为纺丝液。