CN106702598A - 一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，它涉及一种制备纳米纤维膜的制备方法。本发明的目的是要解决现有采用静电纺丝制备的纤维膜不可降解，力学性能差、使用的溶剂有毒和纤维膜的表面石墨烯/银复合材料分散不均匀的问题。方法一：将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再加入改性组分，搅拌得到静电纺丝液；二、静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜。方法二：一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯/银复合材料溶解到溶剂中，再加入改性组分，搅拌得到静电纺丝液；二、静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜。本发明可获得一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法。

Description

一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备纳米纤维膜的制备方法。
背景技术
静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。该技术的原理描述如下：静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。静电纺丝的思路60年前就产生了。
近年来，随着纳米技术的发展，静电纺丝技术获得了快速发展，世界各国的科研界和工业界都对此技术表现出了极大的兴趣。此段时期，静电纺丝技术的发展大致经历了四个阶段：第一阶段主要研究不同聚合物的可纺性和纺丝过程中工艺参数对纤维直径及性能的影响以及工艺参数的优化等；第二阶段主要研究静电纺纳米纤维成分的多样化及结构的精细调控；第三个阶段主要研究静电纺纤维在能源、环境、生物医学、光电等领域的应用；第四阶段主要研究静电纺纤维的批量化制造问题。上述四个阶段相互交融，并没有明显的界线。
如今，静电纺丝技术在构筑一维纳米结构材料领域已发挥了非常重要的作用，应用静电纺丝技术已经成功的制备出了结构多样的纳米纤维材料。通过不同的制备方法，如改变喷头结构、控制实验条件等，可以获得实心、空心、核-壳结构的超细纤维或是蜘蛛网状结构的二维纤维膜。
静电纺丝作为一种高效的纳米纤维制备技术，在医学方面得到了十分广泛的应用，诸如药物缓释控释载体、组织工程支架以及创伤辅料等等。载药静电纺丝纤维膜作为一种药物释放领域较新的剂型，依靠电场力牵引纺织纳米纤维丝，同时溶剂快速挥发，药物被均匀载入纤维丝内，聚乳酸(PLA)载体的降解作用下，达到药物缓释的效果。有文献报道，采用静电纺丝的方法，成功将顺铂药物载入PLA作为载体纳米纤维膜中。在载入顺铂药物后，缓释体系具有更强，更持久的杀伤性，而且缓释速度也被有效的控制；载有氯喹的纳米纤维膜与载有顺铂的纳米纤维膜采用分次投药的方式，明显的增强了原有的载有顺铂的纳米纤维膜的杀伤性。利用PLA的生物可降解性，设计并制备出模拟分次间隔投药方式的复合载药静电纺丝纳米纤维膜，相比单纯载有顺铂的静电纺丝纳米纤维膜，治疗效果更好，副作用更低。
聚碳酸丁二醇酯(PBC)可以视为将PCL酯键旁的亚甲基替换成1个氧原子而变成的一种“孪生材料”。根据其链段上存在大量氧原子的结构推测，它很可能具有较好的可降解性质。但PBC得结晶速度十分缓慢，难以加工成型。这也是这种材料迄今为止研究较少，不如PCL那样获得足够重视的主要原因。
目前，静电纺丝法纺制纳米纤维虽然前景广阔，但还只局限在实验室，未能真正实现产业化，其中还有不少问题存在。
静电纺丝制备过程中主要使用溶液纺丝法，这种方法要求将聚合物溶解在合适的溶剂中，目前实验中选用三氟乙酸，而三氟乙酸具有刺激性气味、有毒、有强烈的腐蚀性等缺点；掺杂的石墨烯/银复合材料不易分散于三氟乙酸中，需要同时加入少量分散剂进行分散，对本实验可能会造成一些额外影响；溶剂的沸点对纺丝过程有很大的影响，溶剂挥发太快则会使喷丝口堵塞，阻碍纺丝的进，也会使纤维很快干燥得不到完全劈裂细化，纤维直径很大；若挥发得太慢，则会使纤维收集板上互相粘连在一起，甚至生成的纳米纤维会被重新溶解掉。同时溶剂的不同还会影响溶液的黏度、电导率等其它参数，以至于对纤维的形态产生影响；最终生成的纤维膜的表面石墨烯/银复合材料分散的并不均匀，还需深入探究其原因及其解决方法。
发明内容
本发明的目的是要解决现有采用静电纺丝制备的纤维膜不可降解，力学性能差、使用的溶剂有毒和纤维膜的表面石墨烯/银复合材料分散不均匀的问题，而提供一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法。
一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.04g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯/银复合材料溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.05g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料是按以下步骤制备的：
①、将0.06g氧化石墨烯溶解到60mL去离子水中，再加入0.0001g聚乙烯吡咯烷酮，再在超声功率为300W下超声处理1h，再加入0.4g葡萄糖，得到溶液A；
②、向40mL质量分数为0.015mol/L的硝酸银溶液中滴加0.1mL～1mL质量分数为25％～28％的氨水，得到溶液B；
③、将溶液A和溶液B混合，再在搅拌速度为200r/min～500r/min下搅拌反应30min～50min，再静置2h，得到固体物质；使用去离子水清洗固体物质3次～5次，再在温度为40℃下3h～5h，得到石墨烯/银复合材料；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
本发明的优点：
一、本发明制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜降解速度快，力学性能好，屈服强度大于8N/mm2，断裂强度为1N/mm2～4N/mm2，断裂伸长率为20％～120％；
二、本发明制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的直径为0.1μm～2μm；
三、本发明制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的纤维直径稳定，且可以控制，纤维表面无缺陷或缺陷可控，连续单根纤维可以控制，可以完善其在医疗防护、药物缓解、空气过滤等多方面的应用；
四、本发明制备是可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可降解，其废气后的产物对环境基本没有什么不利的影响，同时制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可应用于特殊的过滤材料、工程织物、能源、环境、生物医学、光电等领域。
本发明可获得一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法。
附图说明
图1为实施例一制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
图2为实施例一制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
图3为实施例二制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
图4为实施例二制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
图5为实施例三制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
图6为实施例三制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
图7为实施例四制备的可降解的复合电纺纤维膜的SEM图；
图8为实施例四制备的可降解的复合电纺纤维膜的力学性能图；
图9为实施例五步骤一中制备的石墨烯/银复合材料的SEM图；
图10为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜放大6000倍的SEM图；
图11为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜放大50000倍的SEM图；
图12为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.04g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
本实施方式的优点：
一、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜降解速度快，力学性能好，屈服强度大于8N/mm2，断裂强度为1N/mm2～4N/mm2，断裂伸长率为20％～120％；
二、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的直径为0.1μm～2μm；
三、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的纤维直径稳定，且可以控制，纤维表面无缺陷或缺陷可控，连续单根纤维可以控制，可以完善其在医疗防护、药物缓解、空气过滤等多方面的应用；
四、本实施方式制备是可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可降解，其废气后的产物对环境基本没有什么不利的影响，同时制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可应用于特殊的过滤材料、工程织物、能源、环境、生物医学、光电等领域。
本实施方式可获得一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：步骤一中所述的溶剂为甲酸、乙酸、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或其中几种的混合液。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：步骤一中所述的改性组分为羟甲基壳聚糖、明胶、胶原、聚己内酯或聚乙烯基吡咯烷酮。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：步骤二中所述的静电纺丝时使用的接收装置为铝箔平板接收器或旋转铜辊接收器。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式是一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯/银复合材料溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.05g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料是按以下步骤制备的：
①、将0.06g氧化石墨烯溶解到60mL去离子水中，再加入0.0001g聚乙烯吡咯烷酮，再在超声功率为300W下超声处理1h，再加入0.4g葡萄糖，得到溶液A；
②、向40mL质量分数为0.015mol/L的硝酸银溶液中滴加0.1mL～1mL质量分数为25％～28％的氨水，得到溶液B；
③、将溶液A和溶液B混合，再在搅拌速度为200r/min～500r/min下搅拌反应30min～50min，再静置2h，得到固体物质；使用去离子水清洗固体物质3次～5次，再在温度为40℃下3h～5h，得到石墨烯/银复合材料；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
本实施方式的优点：
一、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜降解速度快，力学性能好，屈服强度大于8N/mm2，断裂强度为1N/mm2～4N/mm2，断裂伸长率为20％～120％；
二、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的直径为0.1μm～2μm；
三、本实施方式制备可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的纤维直径稳定，且可以控制，纤维表面无缺陷或缺陷可控，连续单根纤维可以控制，可以完善其在医疗防护、药物缓解、空气过滤等多方面的应用；
四、本实施方式制备是可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可降解，其废气后的产物对环境基本没有什么不利的影响，同时制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜可应用于特殊的过滤材料、工程织物、能源、环境、生物医学、光电等领域。
本实施方式可获得一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六不同点是：步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万。其他步骤与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六或七之一不同点是：步骤一中所述的溶剂为甲酸、乙酸、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或其中几种的混合液。其他步骤与具体实施方式六或七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同点是：步骤一中所述的改性组分为羟甲基壳聚糖、明胶、胶原、聚己内酯或聚乙烯基吡咯烷酮。其他步骤与具体实施方式六至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同点是：步骤二中所述的静电纺丝时使用的接收装置为铝箔平板接收器或旋转铜辊接收器。其他步骤与具体实施方式六至九相同。
采用以下实施例验证本发明的优点：
实施例一：一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再在搅拌速度为640r/min下搅拌110min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为0.005g:10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:80；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:400；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为55℃下加热3h，再将温度为55℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为18kV，喷丝速度为0.1mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为20cm；静电纺丝时间为2.5h；
步骤二中所述的静电纺丝时使用的接收装置为铝箔平板接收器；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万；
步骤一中所述的溶剂为三氟乙酸；
步骤一中所述的石墨烯的粒径为3000目；
步骤一中所述的聚乳酸为美国Natureworks公司的3051D颗粒状的聚乳酸。
图1为实施例一制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
从图1可知，石墨烯已经分散在纺丝纤维膜中，纤维丝较均匀。
图2为实施例一制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
从图2可知，实施例一制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的最大应力达到了7N/mm2，并且达到了近40％的应变范围。
实施例二：一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再在搅拌速度为640r/min下搅拌110min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为0.01g:10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:40；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:200；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在55℃下加热3h，再将温度为55℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为18kV，喷丝速度为0.1mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为20cm；静电纺丝时间为3h；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万；
步骤一中所述的溶剂为三氟乙酸；
步骤一中所述的石墨烯的粒径为3000目；
步骤一中所述的聚乳酸为美国Natureworks公司的3051D颗粒状的聚乳酸。
图3为实施例二制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
从图3可知，石墨烯已经分散在纺丝纤维膜中，纤维丝较均匀。
图4为实施例二制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
从图4可知，实施例二制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的最大应力达到了8N/mm2，并且达到了近15％的应变范围。
实施例三：一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再在搅拌速度为640r/min下搅拌100min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为0.04g:10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:10；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:50；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为55℃下加热3h，再在温度为55℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为18kV，喷丝速度为0.1mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为20cm；静电纺丝时间为3.5h；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万；
步骤一中所述的溶剂为三氟乙酸；
步骤一中所述的石墨烯的粒径为3000目；
步骤一中所述的聚乳酸为美国Natureworks公司的3051D颗粒状的聚乳酸。
图5为实施例三制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的SEM图；
从图5可知，石墨烯已经分散在纺丝纤维膜中，纤维丝较均匀。
图6为实施例三制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图；
从图6可知，实施例三制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的最大应力达到了7N/mm2，并且达到了近15％的应变范围。
实施例四：一种可降解的复合电纺纤维膜的制备方法，该方法具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯和聚乳酸溶解到溶剂中，再在搅拌速度为640r/min下搅拌110min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的质量与溶剂的体积比为0.4g:10mL；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯和聚乳酸的质量比为2:8；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在55℃下加热3h，再将温度为55℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为18kV，喷丝速度为0.1mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为20cm；静电纺丝时间为3.5h；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万；
步骤一中所述的溶剂为三氟乙酸；
步骤一中所述的聚乳酸为美国Natureworks公司的3051D颗粒状的聚乳酸。
图7为实施例四制备的可降解的复合电纺纤维膜的SEM图；
从图7可知，不加改性剂的溶液不能纺成丝；
图8为实施例四制备的可降解的复合电纺纤维膜的力学性能图；
从图8可知，实施例四制备的可降解的复合电纺纤维膜的最大应力只有4.5N/mm2，应变范围较小。
实施例五：一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯/银复合材料溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为640r/min下搅拌110min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料的质量与溶剂的体积比为0.05g:10mL；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:40；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚乳酸的质量比为1:200；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为3:100；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料是按以下步骤制备的：
①、将0.06g氧化石墨烯溶解到60mL去离子水中，再加入0.0001g聚乙烯吡咯烷酮，再在超声功率为300W下超声处理1h，再加入0.4g葡萄糖，得到溶液A；
②、向40mL质量分数为0.015mol/L的硝酸银溶液中滴加1mL质量分数为25％～28％的氨水，得到溶液B；
③、将溶液A和溶液B混合，再在搅拌速度为300r/min下搅拌反应40min，再静置2h，得到固体物质；使用去离子水清洗固体物质4次，再在温度为40℃下4h，得到石墨烯/银复合材料；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为55℃下加热3h，再将温度为55℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
步骤二中所述的静电纺丝的电压为18kV，喷丝速度为0.1mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为20cm；静电纺丝时间为4h；
步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万；
步骤一中所述的溶剂为三氟乙酸；
步骤一中所述的聚乳酸为美国Natureworks公司的3051D颗粒状的聚乳酸；
步骤一中所述的改性组分为聚乙烯吡咯烷酮。
图9为实施例五步骤一中制备的石墨烯/银复合材料的SEM图；
从图9可知，银已经生长在石墨烯上，银是类球形的，银的粒径大约为12nm。
图10为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜放大6000倍的SEM图；
图11为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜放大50000倍的SEM图；
从图10和图11可知，石墨烯/银复合材料均匀的分散在基体中，成丝均匀较好。
图12为实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的力学性能图。
从图12可知，实施例五制备的可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的最大应力达到了5.5N/mm2，并且达到了近15％的应变范围。

Claims (10)

1.一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.04g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
2.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万。
3.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为甲酸、乙酸、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或其中几种的混合液。
4.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的改性组分为羟甲基壳聚糖、明胶、胶原、聚己内酯或聚乙烯基吡咯烷酮。
5.根据权利要求1所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的静电纺丝时使用的接收装置为铝箔平板接收器或旋转铜辊接收器。
6.一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于该方法具体是按以下步骤完成的：
一、将聚碳酸丁二醇酯、聚乳酸和石墨烯/银复合材料溶解到溶剂中，再加入改性组分，再在搅拌速度为320r/min～640r/min下搅拌90min～120min，得到静电纺丝液；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料的质量与溶剂的体积比为(0.005g～0.05g):10mL；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚碳酸丁二醇酯的质量比为1:(10～80)；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料与聚乳酸的质量比为1:(50～400)；
步骤一中所述的改性组分与聚碳酸丁二醇酯的质量比为(0～5):100；
步骤一中所述的石墨烯/银复合材料是按以下步骤制备的：
①、将0.06g氧化石墨烯溶解到60mL去离子水中，再加入0.0001g聚乙烯吡咯烷酮，再在超声功率为300W下超声处理1h，再加入0.4g葡萄糖，得到溶液A；
②、向40mL质量分数为0.015mol/L的硝酸银溶液中滴加0.1mL～1mL质量分数为25％～28％的氨水，得到溶液B；
③、将溶液A和溶液B混合，再在搅拌速度为200r/min～500r/min下搅拌反应30min～50min，再静置2h，得到固体物质；使用去离子水清洗固体物质3次～5次，再在温度为40℃下3h～5h，得到石墨烯/银复合材料；
二、将步骤一中得到的静电纺丝液在温度为50℃～60℃下加热2h～4h，再将温度为50℃～60℃的静电纺丝液进行静电纺丝，得到可降解的石墨烯复合电纺纤维膜；
步骤二中所述的静电纺丝的电压为15kV～20kV，喷丝速度为0.1mL/h～1.5mL/h，纺丝喷丝头与铝箔的距离为15cm～20cm；静电纺丝时间为2h～10h。
7.根据权利要求6所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的聚碳酸丁二醇酯的数均分子量为0.4万～1万。
8.根据权利要求6所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的溶剂为甲酸、乙酸、六氟异丙醇、三氟乙醇、三氟乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或其中几种的混合液。
9.根据权利要求6所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤一中所述的改性组分为羟甲基壳聚糖、明胶、胶原、聚己内酯或聚乙烯基吡咯烷酮。
10.根据权利要求6所述的一种可降解的石墨烯复合电纺纤维膜的制备方法，其特征在于步骤二中所述的静电纺丝时使用的接收装置为铝箔平板接收器或旋转铜辊接收器。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108823808A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 中原工学院 一种防雾霾聚乳酸纳米纤维膜的制备方法
CN109208178A (zh) * 2018-09-05 2019-01-15 南京林业大学 一种柔性导电抗菌聚乳酸复合纳米纤维膜的制备方法
CN111172622A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 赵梓权 光催化生物质纤维及其制备方法
CN111235694A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 旷达纤维科技有限公司 一种石墨烯复合负离子涤纶纤维
CN113944006A (zh) * 2021-05-08 2022-01-18 天津科技大学 一种提高可降解纳米纤维膜孔隙率的方法
CN114108184A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 华中科技大学 可降解的石墨烯复合静电纺丝纤维薄膜、制备方法及应用
CN116139933A (zh) * 2023-04-23 2023-05-23 北京科技大学 具可见光催化降解乙烯能力的纳米纤维膜及可见光催化装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102787448A (zh) * 2012-07-26 2012-11-21 东华大学 一种可降解聚碳酸丁二醇酯电纺纤维膜的制备方法
CN103485074A (zh) * 2013-08-09 2014-01-01 天津工业大学 一种静电纺聚合物/无机粒子纳米复合膜制备装置及方法
CN105002657A (zh) * 2015-03-26 2015-10-28 长春理工大学 用作SERS基底的多孔聚合物-Ag复合薄膜
CN105297168A (zh) * 2014-05-26 2016-02-03 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 掺杂氧化石墨烯纳米纤维、其制备方法及应用
CN105755675A (zh) * 2016-05-04 2016-07-13 南京理工大学 一种增强耐热聚乳酸静电纺丝纤维膜及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102787448A (zh) * 2012-07-26 2012-11-21 东华大学 一种可降解聚碳酸丁二醇酯电纺纤维膜的制备方法
CN103485074A (zh) * 2013-08-09 2014-01-01 天津工业大学 一种静电纺聚合物/无机粒子纳米复合膜制备装置及方法
CN105297168A (zh) * 2014-05-26 2016-02-03 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 掺杂氧化石墨烯纳米纤维、其制备方法及应用
CN105002657A (zh) * 2015-03-26 2015-10-28 长春理工大学 用作SERS基底的多孔聚合物-Ag复合薄膜
CN105755675A (zh) * 2016-05-04 2016-07-13 南京理工大学 一种增强耐热聚乳酸静电纺丝纤维膜及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
董文: "《含石墨烯纳米纤维在神经组织工程中的应用研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108823808A (zh) * 2018-06-28 2018-11-16 中原工学院 一种防雾霾聚乳酸纳米纤维膜的制备方法
CN109208178A (zh) * 2018-09-05 2019-01-15 南京林业大学 一种柔性导电抗菌聚乳酸复合纳米纤维膜的制备方法
CN111172622A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 赵梓权 光催化生物质纤维及其制备方法
CN111235694A (zh) * 2020-03-23 2020-06-05 旷达纤维科技有限公司 一种石墨烯复合负离子涤纶纤维
CN113944006A (zh) * 2021-05-08 2022-01-18 天津科技大学 一种提高可降解纳米纤维膜孔隙率的方法
CN114108184A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 华中科技大学 可降解的石墨烯复合静电纺丝纤维薄膜、制备方法及应用
CN116139933A (zh) * 2023-04-23 2023-05-23 北京科技大学 具可见光催化降解乙烯能力的纳米纤维膜及可见光催化装置

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