[发明专利]多孔电纺纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多孔电纺纤维及其制备方法，更具体而言，涉及多孔电纺纤维及其制备方法，由于所述电纺纤维具有均一的微孔和非常大的表面积，因此可以更好地用于各种应用中。

背景技术

电纺丝法运用静电力制备纤维。尽管人们关注该方法的时间还不长，但是自最近十年起已经在工业分离器(industrial separator)材料、组织工程以及例如生物支架材料、药物载体或生物传感器的生物领域中对该方法进行了活跃的研究[Polymer Int'l,2008,57,385-389;Biomaterials,2008,29,1989-2006;Polymer,2008,49,2387-2425;Polymer,1999,40,4585–4592]。

电纺丝法是在向液滴施加足够高的电压时，利用表面张力与液体中被驱动电荷的静电排斥之间的相互作用来制备纤维。与传统的干法熔体纺丝和湿法纺丝相比，该方法具有相对简单的机理和使用方法，且在例如从几nm至几十nm的各种直径的纤维的生产上具有优势。通常来说，电纺纤维由于相对小的直径和优良的机械性质而具有大的单位体积表面积，因此可以用特定的官能团对该纤维表面进行改性，并且可以使用该纤维容易地制备具有直径为几微米或更小的微孔的二维或三维结构的非织造织物[Composites Science and Technology,2003,63,2223–2253;J.Biomater.Sci.Polym.Edu.2006,17,1039–1056;Journal of Industrial&Engineering Chemistry,2010,13(1),32-50]。

由于这些优势，人们期待将电纺纤维用于多种技术领域中的下一代新材料，例如：血管、骨骼、韧带等的细胞增殖所需要的生物支架材料[Int'l J.Biolog.Macromol.,2009,45,504–510]，药物载体[Acta Biomaterialia,2010,6,102–109;Annu.Rev.Mater.Res.,2006,36,333-368;Current Pharmaceutical Design,2006,12,4751-4770;PCT WO2009/078924]，例如HEPA过滤器（高效微粒空气过滤器）或ULPA过滤器（超低穿透率空气过滤器）的高效过滤材料[Journal of Industrial Textiles,2007,37,151;Current Applied Physics,2006,6,1030–1035]。

然而，通过电纺丝法可以制备的纤维的种类非常有限。此外，期待应用电纺纤维的多种领域都需要多孔的材料，但是迄今能够应用于这些领域的材料的开发仍微不足道。

发明内容

技术问题

因此，本发明提供了具有均一的微孔和大的表面积的多孔电纺纤维，从而可适用于多种领域和用途。

此外，本发明提供了制备多孔电纺纤维的方法。

技术方案

本发明提供了多孔电纺纤维，其包括包含至少一种由化学式1表示的重复单元的基于丙烯酰胺的聚合物：

[化学式1]

在化学式1中，

n是15至1,800的整数，

R是氢或甲基；

R′是X、或

其中，X是-Z-R″；Y是含有1至10个碳原子的亚烷基；Z是含有6至20个碳原子的亚芳基；R″是含有10至20个碳原子的直链或支链烃，或者含有10至20个碳原子的直链或支链全氟代烃。

另外，本发明提供了制备多孔电纺纤维的方法，包括以下步骤：将包含至少一种由化学式1表示的重复单元的基于丙烯酰胺的聚合物溶解在有机溶剂中，制得聚合物溶液；和对所述聚合物溶液进行电纺丝。

以下，对根据本发明的实施方案的多孔电纺纤维及其制备方法更详细地进行描述。

根据本发明的实施方案，提供多孔电纺纤维，其包含基于丙烯酰胺的聚合物，所述基于丙烯酰胺的聚合物包含至少一种由化学式1表示的重复单元：

[化学式1]

在化学式1中，

n是15至1,800的整数，

R是氢或甲基；

R′是X、或

其中，X是-Z-R″；Y是含有1至10个碳原子的亚烷基；Z是含有6至20个碳原子的亚芳基；R″是含有10至20个碳原子的直链或支链烃，或者含有10至20个碳原子的直链或支链全氟代烃。