[发明专利]一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法

说明书

本发明涉及一种皮‑芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，先将有机阳离子与蒙脱土通过离子交换反应制备得到有机蒙脱土，再将有机蒙脱土与聚合物加入到六氟异丙醇中混合均匀得到混合液，通过共混静电纺制备得到皮‑芯结构静电纺纳米纤维；制得的皮‑芯结构静电纺纳米纤维的皮层为聚合物，芯层为有机蒙脱土；有机蒙脱土由蒙脱土和分布在蒙脱土层间的有机阳离子组成。本发明采用共混静电纺丝的方法制备皮‑芯结构纳米结构的纤维，制备方法操作简单，成本低，可带来良好的经济效益；还可将药物载入到作为芯层有机蒙脱土的层间，获得三层结构的纳米纤维，实现药物的多级释放。

技术领域

本发明属于静电纺纳米纤维材料技术领域，涉及一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法。

背景技术

静电纺纳米纤维膜由于其具有高比表面积、高孔隙率和优异的机械性能等优良特性，已经在生物医学、过滤、催化、能源等众多领域显示出非常重要的应用价值，相比较普通纳米纤维而言，皮-芯结构纳米纤维在药物控释载体、组织再生、纳米传感器、催化、电池等多种领域具有更大的优势，具有广阔的应用价值和巨大的市场潜力，受到了学术界和工业界的广泛关注。目前皮-芯结构纳米纤维的制备主要通过同轴静电纺和乳液静电纺的方法。同轴静电纺需要特殊的纺丝喷头，且要求精密性高，难以清洗和维护。同时，同轴静电纺纺丝过程受很多因素影响，如外加电场强度、内外两管溶剂的相容性、内外两管中溶液的粘度及表面张力的差异、内外两管直径匹配、两管的进样速度等，需要时刻调整多项参数以保证同轴静电纺丝过程的动态平衡，经常难以纺出皮-芯结构的纳米纤维或在纤维膜中皮-芯纳米纤维含量不高。乳液静电纺是通过油包水或水包油的乳液进行静电纺得到皮-芯结构的纳米纤维，要求乳液在整个纺丝过程中具有很好的稳定性，而乳化剂的种类和比例、油相、水相物质和水相/油相体积比等参数通常影响皮-芯结构的形成，而且能用的乳化剂的种类有限且有一定的毒性。

因此，研究一种新的皮-芯结构纳米纤维的制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，将有机蒙脱土与聚合物加入到六氟异丙醇中混合均匀得到混合液，通过共混静电纺制备得到皮-芯结构静电纺纳米纤维；

有机蒙脱土是将有机阳离子与蒙脱土通过离子交换反应制备得到。

还可将药物载入到作为芯层有机蒙脱土的层间，获得三层结构的纳米纤维，实现药物的多级释放，三层结构的纳米纤维具体制备过程为：先制备有机蒙脱土使蒙脱土的层间距增大，再与药物反应，使药物插入到蒙脱土的层间，制备含药物的有机蒙脱土，最后将含药物的有机蒙脱土与聚合物加入到六氟异丙醇中混合均匀得到混合液，通过共混静电纺制备得到三层结构的纳米纤维；药物的含量为有机蒙脱土的0.1-1.0wt％。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，有机蒙脱土用量为聚合物的0.1-10wt％。有机蒙脱土的用量过低，芯层有机蒙脱土的量太少，无法形成连续的芯层；有机蒙脱土含量过高，聚合物无法完全包裹有机蒙脱土以及有机蒙脱土不能在六氟异丙醇中很好的分散，导致有机蒙脱土会以颗粒状分散纤维中。

如上所述的一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，六氟异丙醇与聚合物的用量比为100mL:5-12g。六氟异丙醇的用量太低，聚合物溶液的黏度太高不利于纺丝；六氟异丙醇用量太高，聚合物溶液的黏度太低，会使纺丝过程中含有大量的液滴。

如上所述的一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，聚合物为丝素蛋白、胶原蛋白、聚乳酸、聚己内酯、聚酰亚胺、聚砜、聚酰胺和聚甲醛的一种以上。

如上所述的一种皮-芯结构静电纺纳米纤维的制备方法，有机蒙脱土的具体制备过程如下：