[發明專利]一種靜電混紡尼龍6/殼聚糖超細納米纖維膜的方法

無效

• 申請號: 200910045768.X
• 申請日: 2009-02-05
• 公開（公告）號: CN101502759A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發明（設計）人: 朱利民;張海濤;劉軍芳;聶華麗
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D69/12
• 分類號: B01D69/12;B01D67/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬靜電紡納米纖維膜制備領域，特別是涉及一種靜電混紡尼龍6/殼聚糖超細納米纖維膜的方法。

背景技術

靜電紡絲法是一種制備超細纖維的重要方法，它與傳統的方法有著明顯的不同，通過靜電力作為牽引力，將聚合物溶液或熔體帶上幾千至幾萬伏高壓靜電，帶電的聚合物液滴在電場力的作用下被拉伸。當電場力足夠大時，聚合物液滴可克服表面張力形成噴射細流，細流在噴射過程中溶劑蒸發或固化，最終落在接收裝置上，形成了類似無紡布狀的纖維氈。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統紡絲方法細得多，直徑一般在數十納米到數百納米，最小直徑可至1nm。

靜電紡絲方法可以把50多種不同的聚合物，例如聚酯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯胺、聚丙烯腈等紡制成直徑范圍從小于幾個納米到超過1μm的超細纖維，所得到的靜電紡絲纖維收集在負極板上沉積成非織造布。靜電紡絲制備的尼龍6納米纖維一方面可以制備高性能的錦綸納米纖維，改善尼龍纖維的服用性能；另一方面將某些具有生物活性的天然高分子聚合物混摻如尼龍聚合物中混紡成的纖維能夠兼具兩者的優點，既有尼龍的韌性、耐磨性，又賦予了復合膜新的生物特性，在很多方面有著廣泛應用。

殼聚糖(CS)是天然聚合物，分子中含有極強的反應性基團氨基與羥基，具有優良的耐溶劑性和耐堿性等優點。將其復合于各種材質的多孔膜上，能制成不同孔徑的復合超濾膜。目前，殼聚糖聚合物大多用于制備滲透汽化(或叫滲透蒸發)復合膜，而用殼聚糖與合成高分子尼龍進行混紡，制作超濾復合膜尚未見報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種靜電混紡尼龍6/殼聚糖超細納米纖維膜的方法，該方法快速、簡便、廉價、高效，批量制備及規模化生產，為新型納米生物活性材料的研發提供借鑒，所制得的膜本身含有豐富的可反應親水活性功能基團，具有應用其做后續相關實驗分析的潛力。

本發明的一種靜電混紡尼龍6/殼聚糖超細納米纖維膜的方法，包括：

(1)將體積比為9∶1六氟異丙醇(1，1，1，3，3，3-hexafluoroisopropanol)和甲酸混合液放入反應容器內，超聲波振蕩30～60min后，于冰水中冷卻；

(2)將與六氟異丙醇(HFIP)和甲酸混合液中的質量濃度是4-8％的尼龍6和與六氟異丙醇(HFIP)和甲酸混合液中的質量濃度是0-2％的殼聚糖粉末在攪拌條件下緩慢加入上述反應容器內，繼續攪拌2～3h至完全溶脹；

(3)將反應容器置于水浴振蕩器內，在回流冷凝下，緩慢加熱至40～60℃，振蕩15～30h至完全溶解，得尼龍6/殼聚糖紡絲液；

(4)用注射器抽取尼龍6/殼聚糖紡絲液，固定在靜電紡絲裝置上，調節紡絲參數進行電紡，噴出流速為0.5～2ml/h，靜電壓為10～18kv，得尼龍6/殼聚糖超細納米纖維膜；

(5)將收集到的膜室溫下干燥12-18h，然后放入烘箱中90-120℃干燥4～6h，最后放入真空干燥器中60～70℃干燥24h，即得。

所述步驟(1)中六氟異丙醇(HFIP)的質量濃度為99％～100％，含水量小于0.1％。

所述步驟(4)中的注射器規格為5ml，針頭內徑約為0.4～0.7mm。

所述步驟(4)中的接收屏采用鋁箔接地接收，針頭與接收屏的距離為10～20cm。

所述步驟(4)中的尼龍6/殼聚糖納米纖維膜的纖維直徑范圍為100～900nm，直徑隨著尼龍6/殼聚糖的質量分數增加而增大，質量分數一定時，隨著殼聚糖含量的增大而減小。

該方法以尼龍6為主要紡絲材料，并摻入富含親水性功能基團-OH、-NH₂的殼聚糖，通過調整溶劑及相關紡絲條件參數，成功的實現了混紡。

有益效果

(1)本發明方法操作簡單，耗時較少，可獲得直徑和孔徑在納米級的膜材料，適用于規模化生產；

(2)本發明所使用的原材料廉價易得，所制得的膜本身含有豐富的可反應親水活性功能基團，具有應用其做后續相關實驗分析的潛力；

(3)采用混紡后的復合膜的親水性大大增加。

附圖說明

圖1為固定尼龍6/殼聚糖質量比為80/20，紡絲電壓為16kv，接收距離為15cm，噴射流速為1ml/h時，不同質量分數的尼龍6/殼聚糖靜電紡絲所得的電鏡照片；