[發(fā)明專利]超細(xì)纖維形態(tài)多孔結(jié)構(gòu)大單體交聯(lián)纖維及其制法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810033242.5
• 申請(qǐng)日: 2008-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101220533A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳彥模;張瑜;劉峻;張菁菁;陳龍;俞昊;朱美芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/92
• 分類號(hào): D01F6/92;D01F11/08;B01D39/00;A61L27/18;A61L31/06
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 羅大忱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一類靜電紡制備大單體化合物及其交聯(lián)體加工制備方法和應(yīng)用

背景技術(shù)

不飽和聚酯是一類常見(jiàn)的熱固性材料，它是由二元醇和二元酸經(jīng)縮聚而得的，具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐氧化性能和耐候性能，原料易得，加工工藝簡(jiǎn)便，所以近年來(lái)國(guó)外發(fā)展較為迅速，是熱固性材料中發(fā)展較快的品種之一。它已被廣泛用于玻璃纖維增強(qiáng)材料、澆鑄制品、木器涂層、衛(wèi)生潔具及工藝品等，用途極為廣泛[1-3]。以異氰酸與醇類化合物反應(yīng)制備聚酯類大單體除以上特征外還具有生物相容性優(yōu)良的特點(diǎn)，在生物醫(yī)用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

1980年，Milkovich?R.Polym.Prepr.1980，21：40-41文獻(xiàn)Milkovich首先報(bào)道了大分子單體(macromonomer)技術(shù)。大分子單體，簡(jiǎn)稱宏單體或大單體，是分子鏈末端含有可繼續(xù)參與聚合反應(yīng)的活性基團(tuán)的聚合物，這種聚合物可作為進(jìn)一步聚合的單體使用。因此利用大單體技術(shù)，可以合成新的功能性單體。

由于大單體本身鏈比較長(zhǎng)，固化時(shí)進(jìn)行反應(yīng)的化學(xué)鍵比例小，所以具有固化收縮率低的特點(diǎn)。因此，通過(guò)大單體聚合可得到具有更高尺寸穩(wěn)定性的制品，可以應(yīng)用于那些對(duì)尺寸精度要求很高的領(lǐng)域。

21世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，凡是跟生命科學(xué)相關(guān)的無(wú)疑都是世界各國(guó)科技人員關(guān)注的焦點(diǎn)。研究工作主要領(lǐng)域之一就是組織工程、支架材料、人造血管及皮膚和藥物緩釋等幾個(gè)方面。所用的原料大多是生物相容性較好的脂肪族聚酯及共聚酯，如：聚乳酸(PLLA)、聚己內(nèi)酯(PCL)、(PHBV)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸羥乙酯(PHEMA)等。

為將精細(xì)尺寸與生物相容性以及微觀性相結(jié)合，靜電紡絲加工技術(shù)無(wú)疑是非常具有前景的加工方法。靜電紡絲的歷史可追溯到20世紀(jì)30年代，1934年，A.US?Patent?1975504，1934文獻(xiàn)報(bào)道，F(xiàn)ormhals搭建了第一臺(tái)利用高壓靜電來(lái)紡制人造纖維的設(shè)備，并用丙酮作溶劑，紡制出了纖維素超細(xì)纖維，為此他申請(qǐng)了專利。但Formhals的方法有很多技術(shù)上的缺陷，比如由于紡程較短，溶劑無(wú)法徹底揮發(fā)，導(dǎo)致無(wú)法收集到堆積很密集的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

之后Formhals又發(fā)表了一些專利來(lái)改進(jìn)這些缺點(diǎn)，如Formhals，A.USPatent?2160962，1939專利和Formhals，A.US?Patent?2187306，1940專利。對(duì)于靜電紡的理論研究開(kāi)始于20世紀(jì)60年代，1969年，Taylor通過(guò)對(duì)針尖頂點(diǎn)上的聚合物液滴形狀的研究，提出了被后來(lái)的研究者稱為“Taylor錐”的概念。20世紀(jì)70年代，研究的重點(diǎn)集中到了帶電液流的形成，穩(wěn)定性和形態(tài)等方面，較多的研究了一般的帶電細(xì)流在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和物理性質(zhì)，而不是靜電紡本身。這些研究也為后來(lái)的靜電紡成形工藝提供了理論基礎(chǔ)。

經(jīng)過(guò)了幾十年的沉寂，直到1995年，美國(guó)Akron大學(xué)的Reneker等研究了在不同電壓，不同原液濃度下的聚氧乙烯(PEO)超細(xì)纖維的性質(zhì)，發(fā)表了許多文章，再一次掀起了對(duì)靜電紡紡制超細(xì)纖維的研究熱潮。從此以后，便不斷的有關(guān)于靜電紡的工藝，應(yīng)用等方面的文章陸續(xù)的報(bào)道出來(lái)，新方法，新工藝層出不窮。研究的重點(diǎn)也由對(duì)靜電紡過(guò)程的數(shù)學(xué)和物理的理論分析轉(zhuǎn)移到了利用靜電紡這個(gè)手段制備具有特殊性能的納米材料上來(lái)，更加注重實(shí)際應(yīng)用。

然而單單用生物相容性好的脂肪族聚酯級(jí)共聚酯靜電紡絲，其產(chǎn)品較脆弱，強(qiáng)度較差，而且不耐高溫、不耐酸、不耐堿，對(duì)有機(jī)溶劑的抗性也很差，容易水解的PVA纖維甚至連水也抵抗不住。因此，人們通過(guò)各種方法改善這些缺陷，包括化學(xué)改性，物理共混，熱處理，化學(xué)交聯(lián)等等。在這些方法中，化學(xué)交聯(lián)法是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，因?yàn)橥ㄟ^(guò)化學(xué)交聯(lián)可以形成不溶不熔的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在有機(jī)溶劑中只會(huì)發(fā)生溶脹而不會(huì)溶解，可以大大改善靜電紡絲纖維的耐溶劑性能，從而提高材料的使用壽命，擴(kuò)大他們的使用范圍。遺憾的是，目前這方面的研究工作報(bào)道的很少，無(wú)法滿足有關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是公開(kāi)一種超細(xì)纖維形態(tài)多孔結(jié)構(gòu)大單體交聯(lián)纖維及其制法和應(yīng)用，以滿足有關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的需要。

本發(fā)明的超細(xì)纖維形態(tài)多孔結(jié)構(gòu)大單體交聯(lián)纖維的制備方法，包括如下步驟：

(1)將大單體與生物相容性聚酯和引發(fā)劑用有機(jī)溶劑溶解共溶，然后通過(guò)靜電紡絲方法，紡絲成型；