聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及其性能研究

作     者：李亚楠 

作者单位：合肥工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王华林

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：静电纺丝 聚乙烯醇 大豆分离蛋白 氧化锆 抑菌 壳聚糖 

摘      要：本文使用静电纺丝技术制备聚乙烯醇复合纤维，并讨论其静电纺丝工艺条件、纤维的外貌结构特征、降解性能及抑菌性，并对有关材料结构进行表征。 (1)以聚乙烯醇(PVA)、大豆分离蛋白(SPI)、氧氯化锆(ZrOCl2·8H2O)为原材料制备PVA/SPI/ZrO2有机无机复合纤维，研究PVA与SPI的比例以及ZrO2含量对复合纤维的形貌影响。磷酸盐缓冲液(PBS)模拟体外降解过程中，SPI的加入能够减少纤维的降解时间。场发射扫描电子显微镜(FESEM)图片分析说明聚乙烯醇与大豆分离蛋白最佳质量比为5:1，氧化锆的最佳添加量为5.0wt%;傅立叶红外光谱(FTIR)和X光电子能谱(XPS)分析说明聚乙烯醇、大豆分离蛋白和氧化锆通过氢键或者Zr-O-C连接形成网络结构;热重分析(TG)图谱分析说明加入氧化锆可以提高复合纤维的热稳定性。 (2)用静电纺丝方法制备得到不同盐酸四环素(Tet)含量的载四环素PVA/SPI/ZrO2复合纤维，场发射扫描电子显微镜(FESEM)图片说明四环素含量的增加对纤维的形貌没有显著影响。随着四环素含量的增加，复合纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果均有增强，当纤维载药量超过8wt%时，抑菌率没有明显变化。 (3)采用10%的冰醋酸作为溶剂，溶解壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)制备出PVA/CS复合电纺纤维，再加入氧化锆(ZrO2)溶胶得到不同氧化锆含量的PVA/CS/ZrO2复合纤维。场发射扫描电子显微镜(FESEM)图片分析说明聚乙烯醇与壳聚糖最佳质量比为3:1，随着氧化锆含量的增加，纤维直径变细且有珠粒产生。傅立叶红外光谱(FTIR)和X-光电子能谱(XPS)分析说明聚乙烯醇、壳聚糖和氧化锆通过氢键或者Zr-O-C连接形成网络结构;热重分析(TG)和差示扫描量热(DSC)图谱分析说明加入氧化锆可以提高复合纤维的热稳定性。X射线衍射扫描(XRD)分析说明PVA/CS/ZrO2复合纤维是无定形态。