聚乳酸纖維電紡成形及其形態(tài)結(jié)構(gòu)控制的研究.pdf

1、首先，論文研究了混合溶劑組成（三氯甲烷/乙醇）對可紡性聚乳酸電紡成形的影響。將聚乳酸分別溶于不同配比的混合溶劑中，混合溶劑中三氯甲烷/乙醇的配比分別為100/0，95/5，85/15，75/25，65/35，45/55(v/v)。由于乙醇是聚乳酸的非溶劑，所以混合溶劑（三氯甲烷/乙醇）中的乙醇體積含量不能大于55％，否則，就得不到均一透明的高分子溶液。將在不同配比的混合溶劑中配置的濃度為4wt％，6wt％，8wt％的聚乳酸溶液在不同的紡

2、絲工藝條件下進行電紡成形。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在相同紡絲工藝參數(shù)和濃度下，混合溶劑中三氯甲烷/乙醇的配比對聚乳酸的可紡性產(chǎn)生了很大的影響：濃度為4wt％的聚乳酸溶液，當(dāng)溶劑為純?nèi)燃淄闀r，聚乳酸溶液不能電紡成形，在高電壓下溶液電噴出很多大小不一液滴，而得不到纖維；當(dāng)采用混合溶劑三氯甲烷/乙醇時，聚乳酸溶液可以電紡成形，并且，隨著混合溶劑中乙醇體積含量的增加，聚乳酸溶液的可紡性逐漸變好。當(dāng)混合溶劑中乙醇的體積含量達到55％時，電紡纖維上的串珠結(jié)構(gòu)消

3、失，纖維直徑均勻。
　　 考慮到制備的聚乳酸的電紡纖維氈將應(yīng)用于組織工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，電紡纖維氈的基本性能的研究是非常必要的。在論文中還采用掃描電鏡(SEM)、熱失重(TGA)、X射線衍射(XRD)、接觸角測定儀和材料力學(xué)試驗機，研究了混合溶劑的配比和溶液濃度對電紡纖維直徑及其分布，電紡纖維氈的熱性能、結(jié)晶性能、表面性能和機械性能的影響，并且將電紡纖維膜與聚乳酸/三氯甲烷的溶液澆鑄膜的上述性能進行了對比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著混合溶劑

4、中乙醇體積含量的增加，纖維的直徑逐漸減小，纖維直徑分布逐漸均勻；溶液澆鑄膜和電紡纖維的熱性能差別較大，混合溶劑中乙醇的體積含量對電紡纖維的熱性能影響較小；溶液澆鑄膜的結(jié)晶度有44.8％，電紡纖維的結(jié)晶度在20.8％左右，混合溶劑中乙醇的體積含量和溶液濃度對結(jié)晶度影響較??；溶液澆鑄膜的接觸角有79.2，電紡纖維的在120°以上，隨之電紡纖維直徑的增加，纖維氈的接觸角增加；溶液澆鑄膜的斷裂強度有21.33MPa左右，電紡纖維的斷裂強度最大只

5、有1.2MPa，纖維的直徑和堆積狀況對電紡纖維氈的斷裂強度和斷裂過程都有一定的影響。
　　 為了找到混合溶劑影響聚乳酸電紡成形的原因，在論文中研究了聚乳酸在不同配比的混合溶劑中的溶液性質(zhì)。這主要包括聚乳酸在不同配比的混合溶劑中的特性粘度，濃度為4wt％、6wt％和8wt％的聚乳酸溶液的電導(dǎo)率、表面張力和剪切粘度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著乙醇在混合溶劑中體積含量的增加，聚乳酸的特性粘度先小量增加，在乙醇的體積含量大于15％后，聚乳酸的在混合

6、溶劑中的特性粘度逐漸減小。隨著乙醇在混合溶劑中體積含量的增加，溶液的電導(dǎo)率也逐漸增加，但溶液電導(dǎo)率的最大值只有1.09μs/cm;溶液的表面張力先減小后增加；溶液的剪切粘度逐漸減小。結(jié)果分析認為，高分子在溶液中的纏結(jié)程度和溶液的電導(dǎo)率是影響溶液可紡性的主要原因，高分子溶液的表面張力和剪切粘度的變化對可紡性改善的貢獻很小。
　　 前面主要討論了混合溶劑（三氯甲烷/乙醇）對聚乳酸電紡纖維的宏觀形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響，為了進一步控制和改變電紡

7、纖維的表面和內(nèi)部形態(tài)結(jié)構(gòu)，以擴大聚乳酸電紡纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，論文后面提出了一種制備多孔結(jié)構(gòu)電紡纖維的方法。將聚乳酸溶于一定配比的二氯甲烷（溶劑）和正丁醇（非溶劑）的混合溶劑中。在靜電紡絲的過程中，由于溶劑的揮發(fā)性遠高于非溶劑的，所以溶劑和非溶劑的揮發(fā)使高分子溶液射流組成進入三元相圖中的兩相區(qū)。因此，高分子溶液射流就會產(chǎn)生不同的相分離結(jié)構(gòu)，并且剩余非溶劑的揮發(fā)將導(dǎo)致多孔纖維的產(chǎn)生。實驗結(jié)果表明：如果溶劑的揮發(fā)性遠大于非溶劑的，并且紡絲電壓較