壳聚糖静电纺纳米纤维的研究进展

本文对纯壳聚糖,壳聚糖与人工合成材料的混合物、与其它天然生物材料的混合物,以及壳聚糖衍生物等静电纺纳米纤维的制备方法和技术特点等进行了介绍。     

壳聚糖改性静电纺聚砜纤维膜对染料的过滤性能

为提高静电纺聚砜(PSF)纤维膜的亲水性、力学性能及其对可溶性染料的过滤性能,采用戊二醛交联壳聚糖溶液浸轧处理静电纺PSF纤维膜。研究了纤维膜的表面润湿性、力学性能及其在0.1 MPa恒压死端过滤条件下对分散蓝2BLN和弱酸性蓝N-RL的过滤性能。研究结果表明:处理后的静电纺PSF纤维膜的表面润湿性和力学性能均得到显著改善;未经处理的静电纺PSF纤维膜和体积分数为0.4%戊二醛交联壳聚糖溶液处理纤维膜对分散蓝2BLN的截留率都能达到94%以上,对弱酸性蓝N-RL的截留率都小于35%,但都能保持较高的过滤通量;而体积分数为0.48%戊二醛交联壳聚糖溶液处理纤维膜对分散蓝2BLN和弱酸性蓝N-RL的过滤效率分别为99.5%和92.4%,但是过滤通量急剧下降。     

静电纺丝素/壳聚糖纳米纤维的研究

以质量分数为98％的甲酸为溶剂．丝素和壳聚糖以不同质量分数及比例共混制备纺丝液进行静电纺丝,并用扫描电镜观察其形态结构。结果表明：与丝素和壳聚糖溶液质量比为70／30．两者质量分数分别为13%～17％和3%～5%时,都能获得连续纤维;当丝素和壳聚糖溶液质量分数分别为17％和4%,两者质量比高于50/50时．均能静电纺得连续纤维,纤维直径随壳聚糖含量的增加而减小．减小质量比低于50／50时,制成的纳米纤维中含有壳聚糖颗粒。采用红外光谱法测定了丝素,壳聚糖纳米纤维的结构,结果表明：壳聚糖与丝素之间有相互作用,经乙醇处理促进了丝素构象转变为β结构。     

壳聚糖浓乙酸溶液的静电纺丝

以浓乙酸为溶剂制得壳聚糖纺丝液，通过静电纺丝法制得纳米纤维。纺制平均直径为130nm的均匀纳米纤维膜的最佳条件为：壳聚糖溶解于90％乙酸中制得7％的纺丝液，电场强度（场强）4kV／cm条件下进行静电纺丝。形成壳聚糖纳米纤维的前提是乙酸浓度高于30％，但当乙酸浓度高于90％时，壳聚糖的溶剂量达不到可纺性的粘度。当壳聚糖的分子量为106，000g／mol时才能制得不含珠状物的纳米纤维，而用30，000g／mol的低分子量或398，000g／mol的高分子量均不能形成纳米纤维。随场强的增大，纤维的平均直径及其分布范围均变小，当场强大于5kV／cm时，出现更多的珠状物。     

与天然和生物有关的高聚物静电纺丝

阐述了与天然和生物有关的聚合材料最新研究成果。合成的聚氨酸、聚-甲基-L-谷氨酸（PBLG）和两种天然多-糖、壳聚糖和纤维素都已成功地纺成亚微米和纳米级纤维，可以制成静电纺无纺织物（ESNWs）。主要内容是：①PBLG预纺溶液和最后所得后纺形态中的结构和PBLG-ESNWs机械性质之间的关系；②壳聚糖溶液的直接静电纺、纳米纤维的制备和壳聚糖-ESNWs纺后处理，它们都和聚合物化学性质有关；③由纳米级纤维素-ESNWs的制备和其作为药物载体和释放材料在生物医疗上的应用。最后，探讨了这些ESNWs工业应用的技术问题，其中包括未来研究问题和可能的应用。     

生物基静电纺纳米纤维空气过滤材料研究

可吸入颗粒物是常见的空气污染物之一,空气过滤是治理颗粒污染物的有效方法。静电纺纳米纤维在空气过滤领域应用广泛,但其难以降解,过度使用会造成污染。生物基聚合物具有可生物降解性,可替代传统空气过滤材料。介绍了空气污染及其空气过滤机理,概述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维膜的性能,分类介绍了纤维素、壳聚糖、蛋白质、其他新型生物基静电纺纳米纤维材料的应用前景,及其在空气过滤方面的研究进展。最后探讨了生物基静电纺丝空气过滤材料存在的问题和面临的挑战。     

“三明治”结构聚乙烯醇/壳聚糖/海藻酸钠纳米纤维医用敷料

选用聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖(CS)、海藻酸钠(SA)为原料,通过静电纺丝和交联处理组合工艺制备"三明治"结构PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜形貌结构,综合评价医用敷料溶胀率和失重率,考察其在伤口愈合领域的应用性能。其中,PVA/CS静电纺纳米纤维膜纤维平均直径为(488±201)nm,PVA/SA静电纺纳米纤维膜纤维平均直径为(534±265)nm,所制备的"三明治"结构PVA/CS/SA静电纺纳米纤维膜平均溶胀率为296.5%,平均失重率为74.3%。     

再生丝素蛋白甲酸溶液静电纺丝影响因素的研究

静电纺丝是一种简单而有效地获得纳米纤维的方法.以98％甲酸为溶剂,分别溶解再生丝素蛋白室温干燥膜和烘干膜进行静电纺丝技术,根据静电纺丝原理,研究了不同再生丝素蛋白干燥膜、溶质质量分数、静电纺丝电压以及混纺壳聚糖丝素蛋白等因素对纳米纤维形态的影响.结果表明:再生丝素蛋白室温干燥膜较烘干膜可纺性高,电纺液质量分数和电压与纤维形貌具有高度相关性,是影响丝素静电纺丝的两个主要因素.壳聚糖的加入可改善低浓度纯丝素溶液静电纺丝纳米纤维的形貌结构.     

TSF/CS复合纳米纤维的制备及后处理研究

以三氟乙酸(TFA)为溶剂,纺制了壳聚糖(CS)、柞蚕丝素/壳聚糖(TSF/CS)纳米纤维,并用甲醇、乙醇处理纳米纤维,观察其微观形态的改变。先配制不同质量分数的CS溶液,通过静电纺丝技术纺制CS纳米纤维,用扫描电镜(SEM)对样品进行形貌观察和分析,在本试验条件下获得形貌良好的CS纳米纤维的最佳溶解时间为1～1.5 d,最佳质量CS分数为2%。以TFA为溶剂,将溶解1.5 d的10%TSF溶液和2%CS溶液按一定的配比混合,通过静电纺丝技术纺制/CS复合纳米纤维,当混合比2∶2时,纤维形态外观最佳。经过甲醇和乙醇处理后,纳米纤维出现不同程度的粘连。研究结果可为生物医学材料和组织工程支架提供理论支持。     

静电纺纳米纤维材料的发展现状与应用

介绍静电纺纳米纤维的优势,纳米纤维静电纺丝加工技术发展历程,以及静电纺纳米纤维材料的应用领域,展望静电纺纳米纤维材料的发展。     

静电纺蛋白质和多糖纳米纤维及其在食品行业的应用进展

静电纺丝技术是一种简单且有效地制备纳米纤维的方法,所得纳米纤维具有纤维直径可控、孔隙率高及比表面积大等优良特性,在生物医学、过滤材料、传感器、酶固定化及食品包装等领域具有良好的应用前景。应用于食品行业的电纺纳米纤维必须生物相容性好、毒性低且可生物降解,故目前常采用蛋白质和多糖等天然聚合物进行静电纺丝。本文主要综述了含蛋白质(大豆分离蛋白、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白等)或多糖(壳聚糖、透明质酸、淀粉、普鲁兰多糖等)电纺纳米纤维的制备过程、电纺过程中各主要因素对纤维形貌的影响,所得纳米纤维的特性及其在食品行业,包括抗菌保鲜、抗氧化和控制释放等方面的潜在应用,并展望了静电纺蛋白质和多糖纳米纤维未来的研究方向。     

静电纺中空纳米纤维内部结构的研究进展

静电纺丝技术能够经济高效地制备中空纳米纤维,通过调整静电纺工艺、控制热处理过程能够对纤维内部结构进行精细调控。在研究已有静电纺中空纤维相关文献的基础上,阐述了静电纺中空纳米纤维的理论成形机制,主要介绍了通道型结构和嵌套型结构中空纳米纤维的制备进展,总结了静电纺中空纳米纤维的应用现状及发展前景。研究表明:静电纺中空纳米纤维在理论、技术和应用研究层面都趋向于完善和成熟,但是实现产业化依然难度很大。结合中空纳米纤维的理论成形机制和静电纺技术的特点制定出经济高效、稳定可控的制备路线以实现中空纳米纤维的规模化生产,是未来的挑战性课题。     

静电纺丝制备高比表面积纳米多孔纤维的研究进展

静电纺丝技术是当前制造纳米纤维最主要的基本方法,增加静电纺纳米纤维比表面积和孔隙率对提高其应用性能有巨大作用。通过静电纺纳米纤维多孔化制备技术来改变纤维结构和表面形态,能够大幅度提高纤维的比表面积。综述了近年来静电纺纳米多孔纤维的研究进展情况。     

静电纺纳米纤维增强复合材料的研究进展

静电纺丝是制备纳米纤维的一种高效方法。介绍了静电纺CNT增强复合材料、静电纺纤维素纳米纤维增强复合材料、静电纺PA 6纳米纤维增强复合材料和静电纺PAN/PMMA纳米纤维增强复合材料的研究进展及其潜在的应用领域,并展望了静电纺纳米纤维增强复合材料的发展前景。     

串珠纤维对静电纺纤维复合滤纸结构和性能的影响

本研究制备了静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸,对其微观形貌和孔径等结构特性以及过滤阻力、过滤效率和容尘量等过滤性能进行了分析。结果表明,静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸的纺丝层纤维平均直径接近,分别为225、250 nm。通过控制纺丝时间使二者的初始过滤阻力相近时,静电纺串珠纤维复合滤纸过滤效率为73.1%,静电纺纳米纤维复合滤纸过滤效率为38.2%。相同测试条件下,静电纺串珠纤维复合滤纸阻力上升速度比静电纺纳米纤维复合滤纸慢,达到相同终止阻力时,静电纺串珠纤维复合滤纸的作用时间更长、容尘量更大,二者的容尘量分别为119.29、96.23 g/m~2;并采用仿真模拟软件GeoDict建立模型,探究了两者阻力变化情况和容尘量的差异。     

静电纺聚乙烯醇/壳聚糖复合纤维的制备

以聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为原料,使用静电纺丝设备制备复合纳米纤维膜,纺丝液中CS的质量百分数最大为1.3%。探究了纺丝工艺参数对静电纺PVA/CS纳米纤维膜形态结构的影响。结果表明,在一定范围内,静电纺PVA/CS复合纳米纤维的直径随纺丝电压的增大而减小,随着纺丝距离的增大而增大,随纺丝液流量的增加而增加。通过正交试验得到优化的纺丝工艺条件:纺丝电压21kv,纺丝距离14cm,纺丝液流量0.2mL/h,所纺纤维的平均直径为128nm,纤维直径CV值为28%。     

静电纺丝理论研究进展

静电纺丝技术是制备纳米纤维普遍使用的一种方法。从上个世纪九十年代提出静电纺的概念后,取得了广泛的应用。介绍计算机模拟静电纺丝原理,包括有序静电纺、多针头静电纺、辅助板喷丝头的电场分布研究。     

静电纺丝食品级天然高分子研究进展

静电纺丝技术是利用高压电场使高分子溶液在喷射过程中形成纳米级纤维丝的过程。由于纳米级纺丝能够赋予材料不同于普通纤维的性质,因此静电纺丝技术越来越受到食品行业的关注。本文简要介绍静电纺丝技术原理,概述天然高分子静电纺丝的研究进展。食品级天然高分子通常分为蛋白和多糖两大类;主要介绍蛋白类天然高分子中的胶原蛋白、明胶、玉米醇溶蛋白、乳清蛋白以及多糖类的壳聚糖、纤维素、海藻酸钠、葡聚糖的电纺研究进展。     

静电纺丝理论研究进展

静电纺丝技术是制备纳米纤维普遍使用的一种方法。从上个世纪九十年代提出静电纺的概念后,取得了广泛的应用。介绍计算机模拟静电纺丝原理,包括有序静电纺、多针头静电纺、辅助板喷丝头的电场分布研究。     

创面敷料用壳聚糖基静电纺纳米纤维膜

壳聚糖具有良好的抗菌性和生物可降解性,壳聚糖纳米纤维在生物医用领域,如创面敷料领域,具有潜在的应用。以质量分数50%乙酸作为溶剂,在助纺剂聚氧化乙烯(PEO)质量分数为10%~50%的条件下,成功制备了壳聚糖基静电纺纳米纤维,其平均直径低至136 nm。采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对纤维的形貌和组成进行了表征。