[发明专利]一种聚乙烯醇磁性薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯醇磁性薄膜材料的制备方法，特别涉及一种采用静电纺丝工艺制备聚乙烯醇磁性薄膜材料的方法，属于磁性材料制备技术领域。

背景技术

聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物，有良好的化学稳定性和生物相容性，无毒性，对水有较好的渗透性，并且有很好的可纺性及成膜性。采用生物相容较好的PVA高分子材料，可以水为溶剂，避免了毒性有机溶剂的使用。纳米Fe₃O₄具有良好的顺磁性和生物安全性，目前已在生物分离、生物检测以及药物载体等方面显示出良好的应用前景。以PVA为载体的Fe₃O₄磁性纳米纤维具有良好的纤维形态和力学性能，所制备出的PVA磁性薄膜具有潜在的生物医用价值。

目前，磁性薄膜的制备方法主要有：①真空蒸发法，即在真空状态下将加热蒸发的磁性材料沉积在基片上。②电沉积法，即将磁性材料和基片做成阳极和阴极，在电解液中通过电化学作用，磁性阳极材料沉积到阴极基片上。③溅射法，即将磁性阳极材料和基片分别作为阴极和阳极，在抽真空后又充入惰性气体电离成离子并高速轰击阴极，使阴极表面溅射出的原子附着于阳极基片上。此外，还有外延生长法、化学镀膜法等。

在中国发明专利“一种磁性薄膜及其制造方法”(CN1240840)中，采用直流对靶反应溅射法，将钛片或钴片放置在铁靶表面，用Si或NaCl作为基片，制备出一种具有高饱和磁化强度的磁性薄膜，但溅射法存在的缺点是：沉积速率低，基片会受到等离子体的辐射等作用而产生温升。中国发明专利“一种钛酸钡基磁性薄膜材料及其制备方法”(CN101345118)采用脉冲激光沉积法制备了一种钛酸钡基磁性薄膜材料，但激光化学气相沉积的沉积速率参数过多，不易控制。中国发明专利“磁性纳米复合薄膜及其溶胶凝胶制备方法”(CN1588593)公开了一种磁性纳米复合薄膜及其溶胶凝胶制备方法，但该复合膜属无机膜，因此其力学性能不如有机高分子薄膜优良。中国发明专利“一种在柔性基材上沉积磁性薄膜的方法”(CN101100742)提供了一种在柔性基材上沉积磁性薄膜的方法，该法在制备过程中采用蒸发法向柔性基材上镀膜，但蒸发法形成的薄膜与基片结合较差、工艺重复性不好。

发明内容

本发明目的是提供一种具有良好的生物相容性和磁稳定性，生产工艺简单的聚乙烯醇磁性薄膜的制备方法。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：提供一种聚乙烯醇磁性薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将分散剂卵蛋白粉溶解在去离子水中，再加入纳米级的Fe₃O₄粉体，进行超声分散处理后得到纳米Fe₃O₄水溶液体系；按质量比，卵蛋白粉∶Fe₃O₄为2∶1；

(2)将聚乙烯醇溶解在去离子水中，再加入步骤(1)制备得到的纳米Fe₃O₄水溶液体系，进行超声分散处理后制得聚乙烯醇纺丝原液；所述纺丝原液的聚乙烯醇的浓度为6～9wt％，Fe₃O₄的浓度为(0.2～4)×10^-3g/mL；

(3)对步骤(2)制得的聚乙烯醇纺丝原液进行静电纺丝加工，得到一种纳米纤维状的聚乙烯醇磁性薄膜。

静电纺丝加工的工作电压为10～15KV，接收距离为10～15cm。

与现有技术相比，本发明具有以下明显的优点：

(1)本发明采用添加纳米Fe₃O₄颗粒于PVA水溶液中的方法，通过静电纺丝将PVA/Fe₃O₄复合体系制成磁性纳米纤维薄膜，成膜物质PVA具有良好的化学稳定性和生物相容性，无毒性等，其膜的机械性能优良，提供了一种良好的纳米磁性颗粒的载体。

(2)本发明选用卵蛋白粉为表面分散剂，该分散剂无毒、无刺激性，且分散效果好，所制备的聚乙烯醇磁性薄膜可作为生物医用材料。

(3)纳米Fe₃O₄颗粒具有良好的顺磁性和生物安全性，本发明技术方案采用添加纳米Fe₃O₄颗粒于PVA水溶液中的方法，可通过控制磁性颗粒的添加量达到改变薄膜的磁性强弱的目的，操作简单、方便，制备出的磁性薄膜性能稳定，具有优良的磁性能。