[发明专利]一种壳层厚度可调节的聚电解质基核壳结构纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米纤维制备技术领域，尤其涉及一种壳层厚度可调节的聚电解质基核壳结构纳米纤维的制备方法。

背景技术

静电纺丝技术是利用静电排斥力牵引聚合物溶液或熔体来制备直径在纳米到微米尺度纤维的一种方法。在静电纺丝过程中，电荷通过聚合物的运载，由注射针头运动至接收装置，形成闭合电循环，高压则为加速聚合物的流动作用提供了能量。当没有外加电压时，聚合物流体因表面张力作用贮积在注射针头内不外流。电场开启时，在电场力作用下，流体表面产生大量静电荷。倘若外加电压所产生的电场强度小，电场力将不足以使溶液中带电荷部分从注射针头喷出。伴随着电场强度的增大，注射针头顶端液滴被逐渐拉长，形成带电锥体，即泰勒锥。当场强增大到特定临界值时，流体表面的电荷斥力大于表面张力，泰勒锥就形成一股带电的喷射流。带电聚合物喷射流经过一个不稳定的拉长过程。使喷射流变长变细，同时溶剂挥发纤维固化，并以无序状排列于收集器上，形成纤维毡。所制备的纳米纤维无纺布具有比表面积大、孔隙率高、纤维的精细程度与均一性高、长径比大等优点，使其在细胞培养、伤口修复、组织工程支架、药物运输缓释等生物医药领域有较高的应用。核壳结构纳米纤维除具有在以上领域的应用以外，还在生物活性化合物或药物的封装、化学修饰、细胞支架、药物释放和基因转载等方面具有特有的潜在应用。近年来，在飞速发展的纳米技术领域核壳结构纳米纤维由于其独特的特性得到了广泛的关注。

核壳结构的纳米纤维可以很好的结合两种或多种材料的性能。目前，用电纺丝法制备核壳结构的纳米纤维已有大量研究。天然聚电解质一般分子链呈刚性且由于聚电解质特性分子链之间相互排斥。因而对于纯聚电解质体系由于缺乏必要的链缠结性而难以通过电纺丝法制备成纳米纤维膜。通过共混法将聚电解质与合成高分子如聚氧化乙烯(PEO)或聚乙烯醇(PVA)等共混后，通过电场诱导相分离法制备成核壳结构纳米纤维膜(中国专利CN102605466A)。

但是目前已有的研究报道出的核壳结构纳米纤维的核层和壳层的厚度及其不均匀，极大的制约了核壳结构纳米纤维的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中核壳结构纳米纤维的核层和壳层的厚度及其不均匀，极大的制约了核壳结构纳米纤维的应用的问题，本发明提供了一种壳层厚度可调节的聚电解质基核壳结构纳米纤维的制备方法，利用符合聚电解质体系，通过严格控制电场，制备出了壳层厚度均一的核壳结构纳米纤维，具有较大的潜在应用市场。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种壳层厚度可调节的聚电解质基核壳结构纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：壳聚糖溶液的配制：将壳聚糖溶解在质量份数为2-8wt％的甲酸水溶液中，配制成重量百分比为1～10wt％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，静置2-4小时，即得到壳聚糖溶液；

步骤二：透明质酸溶液的配制：将透明质酸溶解在质量份数为2-8wt％的甲酸水溶液中，配制成重量百分比为1～10wt％的溶液，然后将溶液充分搅拌，以致完全溶解，静置2-4小时，即得到透明质酸溶液；

步骤三：聚氧化乙烯溶液的配制：将聚氧化乙烯配制成重量百分比为8wt％的水溶液；

步骤四：静电纺丝溶液的配制：将壳聚糖溶液、透明质酸溶液和聚氧化乙烯溶液按体积比为3-7:7-3:5的比例混合均匀，即得到静电纺丝溶液；

步骤五：静电纺丝制备纳米纤维：将静电纺丝溶液置于电纺丝设备的储液装置中，设置静电纺丝工艺，进行静电纺丝。

具体地，所述壳聚糖的分子量Mw＝3000-300000g·mol^-1；所述透明质酸的分子量Mw＝5000-2000000g·mol^-1。

具体地，所述步骤五中静电纺丝工艺为：室温下，溶液的挤出速度为0.5mL/h，电压为15-35kV，纺丝喷头至接收器的距离为18cm。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种壳层厚度可调节的聚电解质基核壳结构纳米纤维的制备方法，利用符合聚电解质体系，通过严格控制电场，制备出了壳层厚度均一的核壳结构纳米纤维，具有较大的潜在应用市场。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的制备的核壳结构纳米纤维的SEM图；

图2是本发明的制备的核壳结构纳米纤维的TEM图。

具体实施方式