[发明专利]一种壳聚糖纳米纤维及其规模化电纺制备方法和应用

权利要求书

1.一种壳聚糖纳米纤维，其特征在于，所述壳聚糖纳米纤维由气流辅助静电纺丝法制得，所述壳聚糖纳米纤维中壳聚糖的含量大于50％，纤维直径为300～900纳米。

2.如权利要求1所述的一种壳聚糖纳米纤维，其特征在于，所述壳聚糖纳米纤维中壳聚糖的含量大于95％，制备该壳聚糖纳米纤维的纺丝前驱液由水、壳聚糖和水溶性生物高分子聚合物组成，所述壳聚糖纳米纤维的纤维直径为450～800纳米。

3.如权利要求2所述的一种壳聚糖纳米纤维，其特征在于，所述水为蒸馏水或去离子水，所述水溶性生物高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、透明质酸、明胶、胶原蛋白、聚乙二醇中的一种或多种。

4.如权利要求1至3任一种所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配制纺丝前驱液：将壳聚糖和水溶性生物高分子聚合物溶解在水中，然后将其置于磁力搅拌器上搅拌至形成均相纺丝前驱液，其中，壳聚糖的含量在0.5％～12％(wt％)之间，水溶性生物高分子聚合物与壳聚糖的质量比为1:1～1:50；

(2)气流辅助电纺制备纳米纤维：将步骤(1)中配制的纺丝前驱液加入静电纺丝装置的进料筒中，所述静电纺丝装置包括高压电源、与高压电源正极相连的纺丝喷头、与纺丝喷头连接的进料筒、接地收集极和设置于纺丝喷头周围的产气机构，所述产气机构产生与纺丝喷射方向相同的气流，调整纺丝喷头与接地收集极间的纺丝间距，设置纺丝电压和产气机构产生气流的流速，开启产气机构和高压电源，纺丝前驱液在电场力的作用下形成射流，在气流辅助作用下溶剂挥发，在收集极上形成壳聚糖纳米纤维。

5.如权利要求4所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，所述步骤(1)配置的纺丝前驱液中壳聚糖的含量在5％～12％(wt％)之间，水溶性生物高分子聚合物与海藻酸钠的质量比为1:20～1:43。

6.如权利要求4所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的静电纺丝装置还包括与进料筒相连的注射泵，所述注射泵向纺丝喷头推送纺丝液，所述产气机构为气泵，所述气泵的出气口位于纺丝喷头喷射口正上方，气泵出气口喷射出的气流方向与纺丝喷射方向相同，注射泵设置有控制纺丝前驱液推进速率的注射泵控制器，气泵设置于控制调节气流流速的气泵控制器。

7.如权利要求6所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，所述进料筒通过输液管连接多个纺丝喷头，所述气泵的出气口连接风罩，纺丝喷头在风罩下方均匀分布，由风罩喷射出的气流方向与纺丝喷射方向相同。

8.如权利要求6所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的纺丝间距为10～50厘米，纺丝电压为15～80千伏，注射泵的推进速率为10微升/分钟～1毫升/分钟，气泵喷射的气流流速90～250升/分钟。

9.如权利要求4所述的壳聚糖纳米纤维的规模化电纺制备方法，其特征在于，步骤(1)中的水为蒸馏水或去离子水，水溶性生物高分子聚合物为聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、透明质酸、明胶、胶原蛋白、聚乙二醇中的一种或多种。

10.如权利要求1至3中任一种所述的壳聚糖纳米纤维在生物组织工程材料、伤口修复材料、美容化妆、过滤防护领域的应用。