[發明專利]一種制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微/納米纖維的方法

有效

• 申請號: 201110021704.3
• 申請日: 2011-01-19
• 公開（公告）號: CN102031574B
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 唐冬雁;程言;林秀玲
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01D7/00;D01D13/00;D01F8/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及一種制備一維有序微/納米纖維的方法。

背景技術

一維納米材料，如納米管、納米棒、納米線和納米纖維等，由于其獨特的光、電、磁 等性質，是近年來科學研究的熱門，特別是具有一定有序的一維納米線被認為能應用于納 電子器件領域。在制備一維納米材料的方法中，靜電紡絲技術被認為是最簡單、最經濟有 效的方法之一。

靜電紡絲技術始于上個世紀30年代，是制備納米纖維的主要方法之一。由于操作工 藝的簡便性以及較廣泛的適用性，近年來引起了人們越來越高的重視。由于靜電紡絲制備 出的納米纖維有著特殊的電學、磁學以及光學等方面的性質，因而在醫藥、工業、國防等 方面具有巨大的應用潛力。到目前為止，人們已經成功的將許多材料，例如碳、陶瓷、聚 合物等有機、無機、生物材料制成了相應的納米纖維。然而，傳統靜電紡絲裝置收集到的 一維納米纖維往往是無規則排列的，制作一維有序納米纖維仍然存在很大難度。

目前已有的文獻報道了幾種典型的靜電紡絲制備一維定向有序納米纖維的方法。轉軸 法：Matthews等(J?A?Matthews，G?E?Wnek.Electrospinning?of?collagen? nanofibers[J].Biomacromolecules，2002，3：232-238.《生物大分子》期刊上刊登的電紡 法制備膠原纖維)借鑒傳統紡織工藝的方法，在電紡裝置中用一轉速可調的轉軸作為接收 極，落下的纖維纏繞在轉軸上，當轉速合適時可以得到平行于轉速方向的纖維。通過這種 方法，他們制備了有序的膠原質纖維，但排列效果不是太好。平行電極法：Li等人(D?Li， Y?L?Wang，Y?N?Xia.Electrospinning?of?polymeric?and?ceramic?nanofibers?as?uniaxially?aligned? arrays[J].Nano?Letters，2003，3：1167-1171.《納米快報》上刊登的電紡法制備有序高分 子和陶瓷納米纖維)將兩個電極平行放置，纖維在下落過程中受到靜電力的作用，被拉直 在垂直于電極的方向沉積，最終搭載在兩個電極之間。這種方法所得的纖維排列程度有很 大提高，排列纖維面積也有很大增加，是一種簡單而行之有效的方法。轉盤法：Theron 等(A?Theren，E?Zussman，AL，Yarin.Electrostatic?field-assisted?alignment?of?electrospun? nanofibers[J].Nanotechnology，2001，12：384-390。電場輔助法制備有序電紡納米纖維， 《納米科技》)為了制備少量平行度很高的排列纖維，將接收裝置改為轉盤。轉盤的厚度 為5mm，在電紡過程中，纖維會纏繞在轉盤上。轉盤作為負極改變了平板電極時的電場 分布。他們將排列的原因歸結于電場分布的改變。這種方法的局限性是制備的排列纖維的 面積比較小，而且纖維排列控制有限。

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，是制備吸水性聚合物的重要原料。其分子式 為：C₇H₁₃?NSO₄，它是一種帶有磺酸基團的乙烯基單體，具有良好的絡合性、吸附性、生 物活性、水解穩定性，可用于共聚或均聚，其均聚物具有良好的熱穩定性，分解溫度可達 210℃，而其鈉鹽均聚物的分解溫度可高達329℃。可廣泛應用于水處理、合成纖維、印 染、塑料、吸水涂料、造紙等諸多領域。由于其結構中含有強親水的磺酸基(-SO₃H)故其 均聚物以PAMPS具有很高的吸水能力和溶脹比，同時磺酸基和酰胺基的存在決定了 PAMPS具有pH敏感性。N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，其分子式為：C₆H₁₁NO，結構中含 有極性酰胺基團和疏水性異丙基側基；其均聚物PNPIAAm的體積相變具有溫度敏感性， 是典型的溫敏性材料，具有較低的最低臨界共溶溫度(LCST)，為32.5℃。NIPAAm可被 應用于藥物輸送、生物活性分子分離、催化反應等領域。然而，目前還沒有將PAMPS和 PNPIAAm結合應用于制備得到一維纖維的研究報道。

發明內容