[发明专利]一种pickering乳液电纺制备线状结构纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物高分子材料制备方法，尤其涉及一种pickering乳液电纺制备线状结构纤维的方法。

背景技术

海藻酸钠是从海带或海藻中提取的天然多糖聚合物，是一种可再生的海洋资源.海藻酸钠具有无毒、成本低、来源广泛及可生物降解等优点。Pickering乳液是以固体粒子作为乳化剂代替传统乳液中表面活性剂的一种热力学稳定、动力学不稳定的体系。固体粒子的润湿性是影响固体稳定乳液的主要因素之一。通过海藻酸钠衍生物对固体粒子进行活化，使其润湿性都得到改变，形成稳定的pickering乳液。

微纳米纤维由于具有很高的比表面积而在生物医药、组织工程、药物缓释、过滤吸附材料等领域有较高的应用价值。静电纺丝技术是一种制备微纳米纤维简单而又有效的方法。它是利用高压电源使聚合物溶液带电，在静电场中受到静电力的作用，当静电压超过临界电压时，静电力克服聚合物溶液的表面张力，从而使射流带电在电场中向负极运动，伴随着溶剂挥发，聚合物射流固化沉积在收集装置上形成微纳米纤维。氯氟氰菊酯又称三氟氯氰菊酯和功夫菊酯，是一类高效、广谱性杀虫剂，被广泛用于农业害虫的防治。当前高效氯氟氰菊酯的单剂剂型主要以乳油剂型为主，对环境会造成严重污染。以水作为溶剂，既经济又环保；但是氯氟氰菊酯不溶于水，可以通过pickering乳液的方式作为电纺液来解决这个问题。而制备线状纤维，传统的制备方法原料难得、工艺流程复杂、条件苛刻且不环保，难以推广。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种pickering乳液电纺制备线状结构纤维的方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明包括以下步骤：

(1)制备pickering乳液：以无机纳米颗粒为固体粒子，海藻酸钠衍生物为助乳化剂，盐酸、氢氧化钠为pH调节剂，去离子水为反应介质，用乳匀机制备pickering乳液；

(2)配制纺丝乳液分散液：取步骤(1)中所制得的pickering乳液适量，向其加入适量的聚乙烯醇PVA水溶液作为助纺剂，配制成均一稳定的纺丝乳液分散液；

(3)乳液分散液的静电纺丝：将步骤(2)中配制好的纺丝乳液分散液加入注射器中，调节纺丝温度为25～30℃，纺丝液控制流量为0.3-0.8mL／h，纺丝喷头至接收器的距离为10～20cm，在纺丝电压12～20kV下进行静电纺丝，在平板或滚筒上接收纺丝纤维，将所得纤维膜置于真空干燥烘箱中干燥后，储存于干燥器中。

具体地，所述步骤(1)中，海藻酸钠衍生物制备过程包括以下步骤：

①取海藻酸钠1-100g，加水至50-5000g，磁力搅拌4-6h，制得海藻酸钠水溶液；

②配制0.4mol／L的HCl溶液；

③用步骤②中的HCl溶液调节步骤①中的海藻酸钠水溶液至pH为3.4；

④取0.5-50gEDC-HCl缓慢滴入到步骤③中溶液中，并滴加HCl溶液保持pH在3-4；

⑤滴加完毕，反应3-8min，然后加入1.0-95g辛胺，在25℃下机械搅拌20-24h；

⑥待反应结束后，向溶液中加入足量乙醇，海藻酸钠衍生物沉淀；

⑦将步骤⑥中含有海藻酸钠衍生物沉淀的溶液过滤，得到海藻酸钠衍生物固体，并用乙醇洗涤2次；

⑧将步骤⑦中的海藻酸钠衍生物放入恒温鼓风干燥箱，于60℃干燥至恒重。

进一步，所述步骤(1)中，将海藻酸钠衍生物溶于去离子水中，在50℃溶解完全；再加入无机纳米颗粒，用磁力搅拌至均一溶液；然后向溶液中加入氯氰菊酯溶剂油溶液，使用乳匀机，转速为5000～8000r/min,乳化5-10min，静止消泡，所得pickering乳液直接使用；步骤(2)中，所用PVA助纺剂的醇解范围为80～99％，所用PVA水溶液的浓度为8-10％；步骤(2)中，所配制的纺丝分散液中pickering乳液／PVA体积比范围为1／8～4／1。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种pickering乳液电纺制备线状结构纤维的方法，与现有技术相比，本发明通过改变pickering乳液分散液配比及纺丝工作参数来制备出不同形貌的线状结构纤维；采用pickering乳液电纺的方式制备线状纤维，制备方法原料易得、工艺简单、条件温和、环保安全，易于大批量生产，具有推广使用的价值。

附图说明

图1是picking乳液与PVA溶液体积比为2∶1，电压为12KV电纺纤维的扫描电镜图；