[发明专利]一种新型两亲性核壳结构的纳米纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能化高分子纳米纤维的制备方法，属于功能化纳米纤维制备领域。

技术背景

静电纺丝技术是目前制备连续纳米纤维的最重要的基本方法之一。电纺丝最早出现在1934年，Formalas在其专利中首次介绍一种利用静电力生产聚合物纤维的静电纺丝装置，从此开辟了静电纺丝技术领域。静电纺丝技术主要是通过高压电加载在纺丝喷头和接收装置之间时，悬挂在喷丝头的聚合物液滴表面就会被诱导带电，在表面电荷间的静电排斥力和外部电场施加的库伦力的作用下，液滴将会变成圆锥形。电压逐渐增大到超过临界值时，静电力克服聚合物溶液表面张力的束缚，液体射流从喷丝口连续喷出。液体射流在电场中被持续的拉伸，直径从数百微米降低到几百纳米甚至几十纳米，与此同时溶剂快速挥发，最终，干燥的纳米纤维落在电荷相反的接收装置上。电纺丝纤维膜由于其高比表面积、良好的生物仿生性能,在生物组织工程支架、药物载释、伤口修复等方面有较高的应用价值。为了拓宽电纺丝纳米纤维的应用范围，人们研究并制备了具有特殊结构的纳米纤维，如含孔结构的纳米纤维、中空纳米纤维管、核壳结构的纳米纤维等。

光聚合过程是指液态的单体或预聚物受光（紫外或可见光）的辐射下，快速聚合交联形成共价交联而转化为固态材料的过程。光聚合技术是一项具有“5E”特点的工业技术：efficient(高效)；enabling(适应性广)；economical(经济)；energy saving(节能)；environmental friendly(环境友好)。光固化技术由于具有以上优点，已广泛应用于印刷、包装、广告、建材、装潢、电子、通信、计算机、家电、汽车、航空、航天、仪器仪表、体育、卫生等各行各业。随着环保意识日益增强，光固化技术作为一项绿色技术，其发展潜力和市场空间更加巨大。

核壳结构的纳米纤维可以在内层负载某些药物和生物活性因子，作为药物缓释载体及组织工程支架，如有人将牛血清白蛋白FITC．BSA负载在内层纺丝液体中，以疏水性聚己内酯PCL为外层，核壳结构微纳米纤维PCL-r-FITC．BSA／PEG可以明显的缓解FITC．BSA在释放初期的突释现象。核壳结构的纳米复合纤维通常包含两部分：聚合物或无机材料构成芯层结构，另一种聚合物构成壳层材料。通常核/壳结构的纳米复合纤维有化学涂覆、表面化学结合、共混静电纺丝、同轴静电纺丝四种方法。本发明将静电纺丝和光固化技术相结合，用电纺丝法制备出表面具有感光性引发剂的纳米纤维，涂覆上具有亲水性的单体进行聚合，制备具有内层亲油，外层亲水的核/壳结构的纳米复合纤维。该种纳米纤维可以提高电纺丝纳米纤维的性能，拓宽其应用领域。

发明内容

本发明将含氟的光引发剂与亲油性聚合物溶液共混电纺丝制备了具有感光活性的感光型纳米纤维，通过光固化技术在纤维外层包覆一层亲水性聚合物，制备功能化的核壳结构纳米纤维。

本发明的具体操作步骤如下：

1）电纺丝溶液的制备：配制浓度为7wt%～20wt%的聚合物溶液，待其完全溶解后，与暗室内将相对于聚合物含量5wt%～10wt%含氟引发剂加入溶液中，待其完全溶解后用于电纺丝；

2）电纺丝过程：将步骤1）所制备的电纺丝溶液于暗室内进行电纺丝，设置纺丝电压为10～20kV，纺丝口至接收器的距离为15～25cm，纺丝口直径为0.7mm。通过电纺丝制备具有光引发剂的纳米纤维；

3）核壳结构纳米的制备：配制浓度为50%～80%的亲水性单体的溶液，待其完全溶解后，将2）中制备的纤维膜浸泡其中，经紫外光照固化成膜，水洗洗去多余的单体，干燥成膜。

上述步骤1）中的聚合物为聚丙烯腈（PAN）；

上述步骤1）中的含氟引发剂为2959-F；

上述步骤3）中的单体为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、N-异丙基丙

烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺（DMAPMA）

本发明创新点在于：

1）利用静电纺丝法和光固化技术相结合制备了内层亲油、表层亲水的核壳纳米纤维。

附图说明

图1本发明按实施例1所制备的PAN/AMPS核壳结构的纳米纤维扫描电镜图；具体实施例

实施例1

1）电纺丝溶液的制备：配制浓度为10wt%的聚丙烯腈（PAN）的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液，待其完全溶解后，与暗室内将相对于聚合物含量10wt%含氟引发剂2959-F加入溶液中，待其完全溶解后用于电纺丝；