[发明专利]一种自发相分离型微生物附着纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及是一种微生物附着纤维的制备方法，尤其是一种自发相分离型微生物附着纤维的制备方法，属于纺丝技术领域。

背景技术

羟基磷灰石是构成人体骨骼，牙齿的主要材料，安全无毒，具有优良的生物相容性，微生物极易附着在羟基磷灰石的表面。该微生物附着材料可作为水质净化用，是一种有效的环保材料之一。由于羟基磷灰石一般是粉末状态，分散在水中后无法回收，所以需要将其负载于载体之上进行应用。但是多年来羟基磷灰石的负载技术遇到了瓶颈：只负载在表面会导致结合强度不足，容易脱落；而混合在载体内部的方法则会导致绝大多数的羟基磷灰石由于不能暴露在表面而大幅度降低材料的整体微生物附着性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种自发相分离型微生物附着纤维的制备方法，采用以间位芳纶材料以静电纺丝法制备出纳米纤维作为载体，通过自发性相选择与相分离原理实现表面高密度负载羟基磷灰石粒子，从而形成动态柔韧的微生物附着纤维，达到提高整体微生物附着性能的目的。

本发明首先通过将羟基磷灰石粒子分散在间位芳纶(PMIA)溶液中，并通过静电纺丝法混纺后获得纳米纤维中间产物。然后进一步通过亲/疏水材料自发性相选择与相分离以及凝固工序，形成以PMIA为芯，羟基磷灰石粒子为壳的微生物附着纤维。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的制备方法包括如下步骤：

1)按质量份数将1-3份氯化锂(LiCl)粉末溶解于10份N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，制成溶解液；

2)按质量份数将1-3份间位芳纶(PMIA)加入到10份上述步骤1)所得的溶液中，在90℃-120℃条件下搅拌加热3小时配制成混合溶液；

3)常温搅拌条件下，按质量份数在10份上述步骤2)所得的混合溶液中先加入1-2份的羟基磷灰石粒子，配制成羟基磷灰石粒子分散液；然后再逐滴加入0.25-1份的乙醇，得到混合纺丝液；

4)将上述步骤3)所得的混合纺丝液进行静电纺丝，推进速度为0.25-1.0ml/h，接收距离为10-20cm，纺丝电压为15-20kv，纺丝后即得到均匀的纺丝膜；

5)将上述步骤4)所得的纺丝膜浸泡入丙酮溶液中静置6-12小时，取出后在60-90℃下烘干8-12小时即得到最终产物。

本发明优选的技术方案是：

1)按质量份数将2份氯化锂(LiCl)粉末溶解于10份N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，制成溶解液；

2)按质量份数将2份间位芳纶(PMIA)加入到10份上述步骤1)所得的溶液中，在100℃条件下搅拌加热3小时配制成混合溶液；

3)常温搅拌条件下，按质量份数在10份上述步骤2)所得的混合溶液中先加入2份的羟基磷灰石粒子，配制成羟基磷灰石粒子分散液；然后再逐滴加入0.6份的乙醇，得到混合纺丝液；

4)将上述步骤3)所得的混合纺丝液进行静电纺丝，推进速度为0.5ml/h，接收距离为15cm，纺丝电压为15kv，纺丝后即得到均匀的纺丝膜；

5)将上述步骤4)所得的纺丝膜浸泡入丙酮溶液中静置10小时，取出后在80℃下烘干10小时即得到最终产物。

PMIA是高疏水材料，通过DMAC/LiCl在高温下将其溶解。羟基磷灰石粒子为亲水材料，为使其在PMIA溶液体系均匀分散需要加入少量乙醇。在静电纺丝过程中乙醇快速挥发而使亲/疏水材料自发性相选择与相分离，从而使得PMIA向内形成纤维并将亲水性羟基磷灰石粒子挤出，最后使亲水性羟基磷灰石粒子高密度分布于疏水性PMIA纤维表面。通过丙酮凝固液可进一步使PMIA纳米纤维凝固从而使羟基磷灰石粒子以镶嵌形式被牢牢固定于PMIA表面。

本发明的有益效果：

1)解决了羟基磷灰石负载和活性之间的矛盾。

2)此种微生物附着纤维具有动态、柔韧的特点，可多次反复利用。

3)该产品制备过程简单、环保，制备周期短，便于工业化推广。

附图说明

图1是本发明所述自发相分离型微生物附着纤维的电镜图之一。

图2是本发明所述自发相分离型微生物附着纤维的电镜图之二。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：本发明所述的自发相分离型微生物附着纤维的制备方法，它包括如下步骤：

1)按质量份数将1-3份氯化锂(LiCl)粉末溶解于10份N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)中，制成溶解液；