[发明专利]改性复合纤维膜及其层层自组装方法和应用

说明书

本发明涉及一种改性复合纤维膜及其层层自组装方法和应用，该改性复合纤维膜层层自组装方法，包括如下步骤：制备微/纳高分子纤维膜；对所述微/纳高分子纤维膜的表面进行等离子体改性，得底板；采用浸泡层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质A和聚电解质B交替组装到所述底板上，直至达到所需的双层数，即得。与传统层层自组装方法相比，该改性复合纤维膜层层自组装方法操作简便，效率高，可以使原本疏水且不宜用于生物医药、环境保护等领域的材料具备良好的生物相容性、促细胞繁殖等性能，显著扩大底板的选择范围，同时扩当其应用范围。

技术领域

本发明涉及材料领域，尤其涉及一种改性复合纤维膜及其层层自组装方法和应用。

背景技术

层层自组装是一种简单有效、灵活多样、可重复的用于修饰材料表面、制备高度有序的多层薄膜的技术。此外，层层自组装能实现纳米级膜厚度调控且底板和成膜物质选择广泛而被应用于催化、探测和生物材料等领域，逐步发展成为一种较成熟的多层膜制备技术。层层自组装技术根据自组装的方式不同可以分为浸泡法、旋涂法、喷雾法等，其中被探究、应用的最为广泛的是浸泡法。浸泡层层自组装主要通过静电力、氢键等驱动亲水底板与成膜物质及成膜物质之间构建多层功能化纤维膜。

然而，对于许多具有机械性能好、比表面积大等优点的纤维膜，由于没有足够的表面电荷和亲水表面而不能作为浸泡层层自组装的底板，使得层层自组装的底板选择以及应用受到了一定的局限。为此，如何通过简便有效的改性方法增加纤维膜的表面电荷和润湿性是解决层层自组装底板选择受限的关键所在。然而常见的表面改性方法有硫化、辉光放电、紫外线辐照等，其局限在于效率低、时间长、对环境污染严重等。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种能够增加纤维膜的表面电荷和润湿性、操作方便、且使底板选择范围广的改性复合纤维膜及其层层自组装方法和应用。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种改性复合纤维膜层层自组装方法，包括如下步骤：

制备疏水微/纳高分子纤维膜；

对所述疏水微/纳高分子纤维膜的表面进行等离子体改性，得底板；

采用浸泡层层自组装技术将带相反电荷的聚电解质A和聚电解质B交替组装到所述底板上，直至达到所需的双层数，即得。

在其中一个实施例中，所述疏水微/纳高分子纤维膜基板的材料选自胶原蛋白、丝素蛋白、醋酸纤维素、壳聚糖及其衍生物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚己内酯共聚物中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述疏水微/纳高分子纤维膜由静电纺丝法、干法纺丝法、湿法纺丝法、相分离法、离心纺丝法、复合纺丝法、分子喷丝板纺丝法、复合纺丝法中的任一种制备而成。

在其中一个实施例中，所述疏水微/纳高分子纤维膜由静电纺丝法制备而成，工艺参数为：静电纺丝电压为16-22kV，溶液流速为0.7mL/h-1.2mL/h，接收距离为15cm，温度为15℃-30℃，相对湿度为35％-40％。

在其中一个实施例中，所述等离子体改性的条件参数为：工作气体选自氧气、氮气、氦气和氩气中的一种或多种，等离子处理功率为70W-180W，处理时间为30s～110s，背底真空度为30Pa，气体流速为55cm³/min-65 cm³/min。

在其中一个实施例中，所述底板的zeta电位的绝对值不小于10mV。

在其中一个实施例中，所述聚电解质A或所述聚电解质B选自可以分散或者溶解在水或有机溶剂中的合成高分子材料、天然高分子材料以及微/ 纳米颗粒。

在其中一个实施例中，所述聚电解质A选自壳聚糖和溶菌酶中的至少一种；所述聚电解质B选自牛血清白蛋白、丝素蛋白和胶原蛋白中的一种或多种。