电纺含银海藻纤维的制备与性能研究

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海藻纤维具有抑菌性、高吸湿性、易去除性、高透氧性、生物降解性和生物相容性等,它是由从天然褐藻中提取的海藻酸钠为主要原料制备而得。目前,海藻纤维多用于医用纺织品。本文利用静电纺丝技术制备出含银海藻纤维,并通过抗菌性能测试证实其具有一定的抗菌性,同时探索出制备此纤维的最佳工艺参数,对电纺含银海藻纤维在以后的开发应用有一定的指导意义。本课题以海藻酸钠为原料,首先分别对纯海藻酸钠/去离子水、海藻酸钠/丙三醇/去离子水、海藻酸钠/聚氧化乙烯/去离子水、海藻酸钠/聚氧化乙烯/无水乙醇/去离子水、海藻酸钠/聚乙烯醇/去离子水纺丝液体系进行试纺,经过试纺确定出以海藻酸钠/聚乙烯醇纺丝液体系为基础,同时确定了海藻酸钠溶液的浓度和聚乙烯醇溶液的浓度,再加入纳米银溶胶,将三者以不同比例进行共混,并对纺丝液的表面张力和电导率进行了测试。对含银海藻酸钠/聚乙烯醇纺丝液进行电纺,研究了海藻酸钠/聚乙烯醇比例(质量比)、含银量、电压、纺丝液流速和接收距离等工艺参数对电纺纤维的形貌、纤维细度和直径分布的影响,并确定了最佳纺丝工艺参数,制备出电纺含银海藻纤维。研究得出最佳纺丝工艺参数为:海藻酸钠浓度为4wt%,聚乙烯醇浓度为10wt%,海藻酸钠/聚乙烯醇比例(质量比)为2:8,含银量为0.1%,电压为20kV,流速为0.1ml/h,接收距离为8cm,温度为25~30℃,相对湿度为40~50RH%。对不同工艺参数对纤维产量的影响进行了初步研究,在其他参数不变的条件下,随着电压的增加,纤维产量也是逐渐增加的,纺丝液流速和接收距离对产量的影响也有相似规律,单位时间间隔内纤维重量的增量呈先增大后减小的一个趋势。利用扫描电镜对最佳纺丝工艺下的纤维形貌和直径分布做了研究。利用红外光谱对海藻酸钠原料、聚乙烯醇纤维毡和含银海藻酸钠/聚乙烯醇纤维毡做了研究,进一步证实含银海藻酸钠/聚乙烯醇能进行静电纺丝的原因。采用振荡瓶法分别对聚乙烯醇纤维毡、海藻酸钠/聚乙烯醇纤维毡和含银海藻酸钠/聚乙烯醇纤维毡进行了抗菌性能测试,结果表明:聚乙烯醇纤维毡不具备抑菌或抗菌性能,海藻酸钠/聚乙烯醇纤维毡具有抑菌性能,含银海藻酸钠/聚乙烯醇纤维毡具有抗菌性能。虽然只添加了0.1%的纳米银溶胶,但是已经具有一定的抗菌性。
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