CN109667062A - Sf-phbv复合纳米纤维膜的制备方法 - Google Patents

Sf-phbv复合纳米纤维膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及合成纤维技术领域，具体地涉及一种SF‑PHBV复合纳米纤维膜的制备方法。SF‑PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：（1）SF溶解与膜的制备；（2）SF‑PHBV复合纳米纤维膜的制备。通过本发明制得的纳米纤维膜具有多孔、比表面积大、结构稳定、热稳定及力学性能良好的优良特性。

Description

SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及合成纤维技术领域，具体地涉及一种SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法。
背景技术
近年来，具有生物降解性的纳米纤维技术获得广泛应用。静电纺丝法是目前制备纳米纤维的一种较成熟的方法，其所制备的纤维膜纤维直径小、比表面积大，而且在形态结构上与天然细胞外基质极其相似，有利于细胞的黏附、增殖以及活性细胞发挥作用。同时纳米纤维还具有较高的比表面积，有利于活性细胞及生长因子的吸附和释放，能大幅提高复合材料的生物学性能，而且，纳米纤维结构制备简单，纤维结构可调，可以满足不同的组织工程需要。在体内体外的研究表明：纳米纤维结构可以吸收不同的生长因子，对组织生长起到协同作用。
丝素蛋白(SF)是一种源于蚕丝的天然高分子蛋白质，其含量占蚕丝的70%~80%。丝素蛋白对人体无毒害，细胞黏附性能好，安全可靠，具有良好的生物相容性。聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)是由微生物发酵合成的，具有良好的生物相容性和生物降解性，最终的降解产物是R-3-羟基丁酸和R-3-羟基戊酸，这是人体血液中常见的新陈代谢产物，可通过人体体液排出体外。因此，PHBV 在医用材料(如手术缝合线、药物载体和组织修补)方面具有广阔的发展前景。HFIP为六氟异丙醇。
发明内容
本发明旨在针对上述问题，提出一种SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法。
本发明的技术方案在于：
SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）SF 溶解与膜的制备；
桑蚕丝用质量分数为0.5%的碳酸钠溶液煮沸脱胶；
脱胶完成后用去离子水清洗，将清洗之后所得的纯SF置于室温下风干备用；
将风干后的纯SF置于Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系中搅拌溶解，将所得的SF溶液用透析袋透析3d，每隔8h换一次水，得到纯SF 水溶液；
将SF水溶液过滤后置于ABS塑料板中，室温下干燥备用；
（2）SF-PHBV 复合纳米纤维膜的制备；
将SF膜和PHBV共混溶于HFIP中，用磁力搅拌机搅拌过夜，制得质量浓度为18g/L的纺丝溶液；采用静电纺丝机将纺丝液进行静电纺丝，电纺后的纳米纤维膜在真空干燥箱中充分干燥，得到SF-PHBV纳米纤维膜。
所述的脱胶的具体过程为：桑蚕丝与碳酸钠溶液质量比为1∶20，经3次煮沸，每一次煮沸完成后更换新的碳酸钠溶液，每次30 min。
所述的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系中，Ca(NO3)2·4H2O与MeOH的质量比为75：25。
所述的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系搅拌溶解的温度为80℃，时间为30min。
所述的透析袋的截流分子质量为8000~14000 Da。
所述的静电纺丝机的电压为15 kV、接收距离为12cm、溶液流速为1.5mL/h。
所述的将SF膜和PHBV共混溶于HFIP中的混合质量为25∶75、50∶50及75∶25。
本发明的技术效果在于：
通过本发明制得的纳米纤维膜具有多孔、比表面积大、结构稳定、热稳定及力学性能良好的优良特性。
具体实施方式
实施例1
SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）SF 溶解与膜的制备；
桑蚕丝用质量分数为0.5%的碳酸钠溶液煮沸脱胶；
桑蚕丝与碳酸钠溶液质量比为1∶20，经3次煮沸，每一次煮沸完成后更换新的碳酸钠溶液，每次30 min；
脱胶完成后用去离子水清洗，将清洗之后所得的纯SF置于室温下风干备用；
将风干后的纯SF置于Ca(NO3)2·4H2O与MeOH质量比为75：25 的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系、80℃恒温水浴中搅拌溶解30min，将所得的SF溶液用截流分子质量为8 000~14 000Da的透析袋透析3d，每隔8h换一次水，得到纯SF 水溶液；
将SF水溶液过滤后置于ABS塑料板中，室温下干燥备用；
（2）SF-PHBV 复合纳米纤维膜的制备；
将SF膜和PHBV以质量比为25：75共混溶于HFIP中，用磁力搅拌机搅拌过夜，制得质量浓度为18g/L的纺丝溶液；采用静电纺丝机将纺丝液在电压为15 kV、接收距离为12cm、溶液流速为1.5mL/h的条件下进行静电纺丝，电纺后的纳米纤维膜在真空干燥箱中充分干燥，得到SF/PHBV纳米纤维膜。
实施例2
SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）SF 溶解与膜的制备；
桑蚕丝用质量分数为0.5%的碳酸钠溶液煮沸脱胶；
桑蚕丝与碳酸钠溶液质量比为1∶20，经3次煮沸，每一次煮沸完成后更换新的碳酸钠溶液，每次30 min；
脱胶完成后用去离子水清洗，将清洗之后所得的纯SF置于室温下风干备用；
将风干后的纯SF置于Ca(NO3)2·4H2O与MeOH质量比为75：25 的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系、80℃恒温水浴中搅拌溶解30min，将所得的SF溶液用截流分子质量为8 000~14 000Da的透析袋透析3d，每隔8h换一次水，得到纯SF 水溶液；
将SF水溶液过滤后置于ABS塑料板中，室温下干燥备用；
（2）SF-PHBV 复合纳米纤维膜的制备；
将SF膜和PHBV以质量比为50：50共混溶于HFIP中，用磁力搅拌机搅拌过夜，制得质量浓度为18g/L的纺丝溶液；采用静电纺丝机将纺丝液在电压为15 kV、接收距离为12cm、溶液流速为1.5mL/h的条件下进行静电纺丝，电纺后的纳米纤维膜在真空干燥箱中充分干燥，得到SF/PHBV纳米纤维膜。
实施例3
SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）SF 溶解与膜的制备；
桑蚕丝用质量分数为0.5%的碳酸钠溶液煮沸脱胶；
桑蚕丝与碳酸钠溶液质量比为1∶20，经3次煮沸，每一次煮沸完成后更换新的碳酸钠溶液，每次30 min；
脱胶完成后用去离子水清洗，将清洗之后所得的纯SF置于室温下风干备用；
将风干后的纯SF置于Ca(NO3)2·4H2O与MeOH质量比为75：25 的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系、80℃恒温水浴中搅拌溶解30min，将所得的SF溶液用截流分子质量为8 000~14 000Da的透析袋透析3d，每隔8h换一次水，得到纯SF 水溶液；
将SF水溶液过滤后置于ABS塑料板中，室温下干燥备用；
（2）SF-PHBV 复合纳米纤维膜的制备；
将SF膜和PHBV以质量比为75：25共混溶于HFIP中，用磁力搅拌机搅拌过夜，制得质量浓度为18g/L的纺丝溶液；采用静电纺丝机将纺丝液在电压为15 kV、接收距离为12cm、溶液流速为1.5mL/h的条件下进行静电纺丝，电纺后的纳米纤维膜在真空干燥箱中充分干燥，得到SF/PHBV纳米纤维膜。
质量比25∶75的SF-PHBV纳米纤维膜的熔点约为281.4 ℃，质量比50∶50的SF-PHBV纳米纤维膜的熔点约为278.3 ℃，质量比75∶25的SF-PHBV纳米纤维膜的熔点约为277.5℃，说明随着SF含量的增加，纤维膜的熔点逐渐降低。
随着SF 组分的增加，纳米纤维膜的断裂强度降低，而断裂伸长率增大。这可能是由于PHBV含量的减少，减弱了PHBV对丝素分子链中β折叠结构含量增加的促进作用，所以SF含量越高，纤维膜的断裂强度越低，越容易断裂；但是由于SF柔韧性较强，故复合纳米纤维膜的断裂伸长率随着SF含量增加而提高。

Claims (7)

1.SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）SF 溶解与膜的制备；
桑蚕丝用质量分数为0.5%的碳酸钠溶液煮沸脱胶；
脱胶完成后用去离子水清洗，将清洗之后所得的纯SF置于室温下风干备用；
将风干后的纯SF置于Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系中搅拌溶解，将所得的SF溶液用透析袋透析3d，每隔8h换一次水，得到纯SF 水溶液；
将SF水溶液过滤后置于ABS塑料板中，室温下干燥备用；
（2）SF-PHBV 复合纳米纤维膜的制备；
将SF膜和PHBV共混溶于HFIP中，用磁力搅拌机搅拌过夜，制得质量浓度为18g/L的纺丝溶液；采用静电纺丝机将纺丝液进行静电纺丝，电纺后的纳米纤维膜在真空干燥箱中充分干燥，得到SF-PHBV纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的脱胶的具体过程为：桑蚕丝与碳酸钠溶液质量比为1∶20，经3次煮沸，每一次煮沸完成后更换新的碳酸钠溶液，每次30 min。
3.根据权利要求2所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系中，Ca(NO3)2·4H2O与MeOH的质量比为75：25。
4.根据权利要求3所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的Ca(NO3)2-MeOH-H2O 三元体系搅拌溶解的温度为80℃，时间为30min。
5.根据权利要求4所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的透析袋的截流分子质量为8000~14000 Da。
6.根据权利要求5所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的静电纺丝机的电压为15 kV、接收距离为12cm、溶液流速为1.5mL/h。
7.根据权利要求6所述的SF-PHBV复合纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述的将SF膜和PHBV共混溶于HFIP中的混合质量为25∶75、50∶50及75∶25。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111041603A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 苏州大学 一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法

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CN111041603A (zh) * 2019-12-23 2020-04-21 苏州大学 一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法

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