[發明專利]一種普魯蘭/海藻酸鈉復合纖維膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710875582.1
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107675359B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 肖茜;譚索
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D01D5/00
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王瑩;吳歡燕<國際申請>=<國際公布>=

本發明提供了一種普魯蘭/海藻酸鈉復合纖維膜及其制備方法和應用，其制備方法包括：配置8?12wt％的普魯蘭多糖溶液，并按普魯蘭多糖與海藻酸鈉的質量比為10:(0.5?2.5)的比例添加海藻酸鈉，攪拌至均勻分散，得到靜電紡絲液，將上述靜電紡絲液進行靜電紡絲得到復合納米纖維膜；該復合纖維膜直徑為44?130nm，且無毒害可降解。通過添加海藻酸鈉，能提高成纖溶液的粘度，增加在紡絲過程中噴射絲的穩定性；通過添加適量氯化鈣，可制備得到尺寸更細、分布更均勻的納米纖維膜；該方法生產效率高，適合工業化生產；所得復合纖維膜無有機溶劑殘留，綠色安全，在食品和制藥領域應用前景廣闊。

技術領域

本發明涉及靜電紡絲纖維膜的技術領域，更具體地，涉及一種普魯蘭/海藻酸鈉復合纖維膜及其制備方法和應用。

背景技術

靜電紡絲是一種加工制備納米纖維的常用技術，由此方法可制備得到纖維直徑為2nm至數十微米的纖維，這些纖維的堆疊則可形成一張比表面積非常巨大的無紡布。靜電紡絲技術的原理如下：將高分子制備成為高分子溶液或熔體，將該溶液或熔體添加到儲存裝置中，并通過推進裝置緩慢擠出；另一方面，在出料口施加一個數千到數萬伏的高電壓，該高電壓有兩個作用：使高分子溶液或熔體表面帶有大量電荷，其次，與接收裝置之間產生一個電場，在高電壓的作用下，積聚大量同種電荷的高分子溶液或熔體表面在電場中形成了泰勒錐，當同種電荷的相互排斥作用大于液體表面張力之后，液體表面噴射出高分子射流；隨后，射流就沿著電場方向向接收裝置運動，并在電場中發生鞭動和拉伸，在鞭動過程中，高分子溶液溶劑揮發，而若是熔體作為電紡原液則它在這一過程中得到冷卻(高分子電紡原液可以是熔體或溶液)，最終在接收裝置上得到大量微細的高分子纖維，這些纖維共同組成了一張高分子無紡布。

靜電紡絲法制得的纖維比傳統紡絲方法細，其直徑通常可控制在幾十納米到幾百納米范圍內。由于納米纖維材料具有比表面積大、長徑比大、孔隙率高，形貌和化學組成成分可控等優點，已經廣泛的應用在環境、能源、光電、生物醫學等領域，如：組織工程支架、藥物緩釋、創傷敷料、高效過濾介質、傳感器、光學電器等。

目前，已經有上百種高分子聚合物被成功地用于靜電紡絲，與合成高分子相比，天然的高分子材料(如多糖、蛋白質)具有優異的生物相容性、生物可降解性、良好的細胞親和性等優點，因此以天然高分子聚合物為基靜電紡絲制備納米纖維膜得了廣泛的關注。

大部分的天然高分子聚合物如多糖、蛋白質在靜電紡絲制備纖維膜時，都需要加入助紡合成聚合物(如PEO、PVA)或者有機溶劑進行混合，才能制備得到直徑分布均勻，形態良好的納米纖維膜。普魯蘭多糖是由出芽短梗霉發酵產生的一種水溶性胞外多糖，易溶于冷水或熱水，具有食用性，但是價格高昂。將15％-25％濃度的普魯蘭多糖溶解在純水中，可以直接通過靜電紡絲制備形態均勻的納米纖維膜。當普魯蘭多糖水溶液的濃度低于15％時，則由于大分子鏈段纏繞程度過低，只能形成珠狀、或者珠串結構狀的產品。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供了一種普魯蘭/海藻酸鈉復合纖維膜及其制備方法和應用。

本發明的目的是提供一種普魯蘭/海藻酸鈉復合纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

(1)配置8-12wt％的普魯蘭多糖溶液，并按普魯蘭多糖與海藻酸鈉的質量比為10:(0.5-2.5)的比例添加海藻酸鈉，攪拌至均勻分散，得到靜電紡絲液；

(2)將上述靜電紡絲液進行靜電紡絲得到復合納米纖維膜。

由于普魯蘭多糖低粘度的特性，其濃度為8-12wt％范圍內的水溶液呈現出近似牛頓流體的性質，因此在進行靜電紡絲的過程中容易產生瑞利不穩定的現象，容易形成珠-絲狀的纖維；然而，海藻酸鈉水溶液具有較高的粘度，適當的添加海藻酸鈉，可以一定程度提高溶液的粘度，從而增加在紡絲過程中噴射絲的穩定性，進而形成形態良好的纖維膜。當海藻酸鈉添加量過大時，溶液的粘度顯著提高，會導致紡絲過程中溶液凝固在噴嘴口處，而無法形成穩定的噴射絲。