再生纤维素基光敏抗菌纳米纤维膜的制备及表征

利用静电纺丝技术制备纳米醋酸纤维素膜(CA),经高温热处理后碱液水解得再生纤维素(RC),然后以二乙烯三胺(DETA)为间隔臂接枝了原卟啉(PPIX),制备了PPIX接枝纳米纤维膜(RC-PPIX)。通过差示扫描量热分析、拉伸断裂仪、扫描电镜探究了CA热处理前、后及水解后的热学性能、力学性能及形貌变化。利用红外光谱、X射线光电子能谱表征了CA在反应过程中的化学结构变化,最后评价了RC-PPIX纤维膜对大肠杆菌的灭活作用。实验结果表明,热处理后的CA纳米纤维彼此熔合在一起,同时纳米纤维结构保持不变,纤维膜的力学强度显著提高;成功接枝制备了光敏抗菌型RC-PPIX纳米纤维膜,其对大肠杆菌的抗菌效果随着光照时间的延长,在氙灯光照30min时,其对大肠杆菌的灭活率可达99.99%。     

甲壳素纳米晶须/聚乳酸复合纤维膜的制备及其抗菌性能研究

采用静电纺丝技术,分别制备了纯聚乳酸(PLA)纳米纤维膜及不同甲壳素纳米晶须(CNW)含量的CNW/PLA复合纳米纤维膜。借助扫描电子显微镜(SEM)观察发现,CNW的添加对纳米纤维形貌的影响不大;通过傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)观察分析表明,CNW已成功加入到PLA纤维中,且未发生化学反应。同时利用改良后的振荡烧瓶法测定复合纳米纤维膜的抗菌性,结果表明:复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的抗菌效果,并随着CNW含量的增加,其抗菌效果趋于显著。     

聚乳酸/茶多酚复合纳米纤维膜抗菌机理

将茶多酚(TP)与聚乳酸(PLA)共混,采用静电纺丝方法制备PLA/TP复合纳米纤维膜。通过红外光谱(FT-IR)测试、抑菌圈法及流式细胞仪(FACS)对复合纳米纤维膜的成分、抗菌性能及抗菌机理进行研究。FT-IR测试结果验证了PLA/TP复合纳米纤维膜中通过价键的结合使两者复合在一起。抗菌测试结果显示:随着TP含量增加,复合纳米膜抗菌性能提高。对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别从3.67cm和3.71cm增加到5.17cm和5.67cm。FACS结果表明:PLA/TP复合纳米纤维膜对比纯PLA纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的PI染色率明显增加,分别从0.78%和1.45%增加到6.47%和9.26%,揭示了PLA/TP复合纳米纤维膜能够破坏菌体细胞膜的完整性,最终导致其死亡。     

静电纺丝制备肉桂醛/聚乳酸复合纳米纤维膜及其性能

采用水溶液饱和法制备了肉桂醛/β-环糊精包合物,将其添加到聚乳酸(PLA)溶液中,采用静电纺丝技术制备了肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维膜的直径及表面形貌进行观察,通过红外光谱对其做特征官能团分析,同时对其热力学性能、力学性能及抗菌性能进行表征。结果表明,肉桂醛/PLA复合纳米纤维膜纤维形态良好,其直径范围在133~177nm。红外光谱显示肉桂醛与PLA属于物理混合;随着肉桂醛/β-环糊精包合物添加量增加,其纤维膜拉伸强度逐渐降低,但玻璃化转变温度变化不显著。纤维膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌都具有抑菌性能,且随着包合物添加量的增加抑菌性逐渐增强,其中对金黄色葡萄球菌抑菌性最强。     

静电纺CA/PpIX多孔纤维膜的制备及其光动力性能

针对耐药性细菌感染问题,利用静电纺丝技术制备一种光动力广谱抗菌的醋酸/原卟啉(CA/PpIX)复合多孔超细纤维膜.利用扫描电子显微镜(SEM)观察纤维膜表面形貌,借助激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)观察PpIX在醋酸纤维上的分布,采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)以及拉曼光谱仪(Raman)分析比较添加PpIX前后纤维膜基本化学结构的变化.通过DPBF底物氧化实验及材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力,探究材料的光动力性能,并且设计无机盐溶液(KI,NaNO2,MgCl2)梯度实验,以探究其与1 O2的相互作用对抗菌性能的影响.结果表明,PpIX的加入并未改变纤维的基本形貌,但赋予了纤维膜良好的底物氧化及抗菌性能(光照30 min,对金黄色葡萄球菌的抗菌效果可达99.537％).KI,MgCl2,NaNO2溶液对CA/PpIX介导的光动力抗菌均具有一定的增强作用,其中KI溶液的增强作用最明显,其与1 O2的相互作用产生了更多的自由基,显著增强了光动力抗菌效果,100 mmol/L的KI溶液可将纤维膜对两种菌的抗菌效率均提升至99.9999％.     

纳米抗菌剂/羊毛纤维复合新方法

运用紫外光辐射的方法对超细羊毛纤维表面进行刻蚀、糙化, 并在其表面接枝载银纳米SiO₂ 抗菌剂制备抗菌羊毛纤维。通过SEM、IR 等, 对其物理性能进行了表征; 同时测试了其抗菌和耐洗涤性能。结果表明, 制备的抗菌羊毛纤维表面形成了约200 nm 的抗菌层, 羊毛纤维与纳米抗菌剂以价键形式结合而非单纯的物理吸附,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率达96 %以上, 经20 次以上洗涤, 抗菌率仍能达到90 %以上。      

表面沉积铜纳米颗粒的细菌纤维素/壳聚糖交联复合膜的制备及其抗菌性能研究

通过戊二醛交联制备了细菌纤维素/壳聚糖复合材料,并采用磁控溅射技术在交联复合膜表面沉积铜(Cu)纳米颗粒。利用扫描电子显微镜观察纳米纤维膜表面形貌,采用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪比较交联复合前后以及镀铜前后复合膜基本化学结构、热稳定性和晶面结构的变化。通过能量色散X射线光谱对壳聚糖和铜在复合膜表面的分布情况进行表征。同时借助抗菌实验探究复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力。结果表明:壳聚糖与细菌纤维素发生了有效交联,改变了细菌纤维素的基本形貌、化学结构、晶体形态以及热学性能,并且镀铜后交联复合膜的抗菌性能得到了明显的提升(膜与细菌接触20min,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果均达到了99.999%)。     

复合结构防护口罩材料的制备及性能研究

利用静电纺丝技术,在粘胶水刺非织造基表面沉积时长分别为9 min、11 min、13 min、17 min、21 min、25 min、29 min,质量分数为13％的醋酸纤维素(CA)载药纳米纤维,药物为没食子酸(GA),再在表层覆盖丙纶纺粘非织造布,作为复合结构防护口罩材料.采用扫描电镜对非织造布及载药纳米纤维膜进行形貌表征,测试其孔径大小及分布,并进行了过滤效率、过滤阻力、抗菌性能测试.结果表明:在实验范围内,纳米纤维连续均匀,负载药物后的纳米纤维比纯CA纳米纤维直径稍粗,但直径更加均匀;随纺丝时间延长,复合结构材料孔径变小、孔径分布更均匀;并且对1μm以下的粒子的过滤效率从24.12％提高到69.76％左右,但对过滤阻力影响不大;复合结构材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别达到1.40 cm和2.30 cm,具有良好抗菌抑菌性能.     

水解处理对静电纺3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物/醋酸纤维素复合纳米纤维形貌结构和性能的影响

采用静电纺丝法制备了3-羟基丁酸-4-羟基丁酸共聚物(P(3HB-co-4HB))/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维,研究了水解处理对静电纺P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维形貌、结构及性能的影响。水解处理后纤网结构仍然保持完整,但复合纳米纤维的平均直径有所下降,纤网结构变得更密实。在水解处理过程中乙酰基转变为羟基,随着水解时间的延长,羟基含量增加,CA分子链的结构变得规整,羟基之间的相互作用使分子链能够规整排列,从而有助于CA和P(3HB-co-4HB)的结晶。水解处理后,复合纳米纤维的热稳定性得到明显提高、材料由疏水性转变为亲水性,力学性能有较大幅度的提升,更有利于细胞的粘附。水解处理后的P(3HB-co-4HB)/CA复合纳米纤维更适宜用作生物材料应用在组织工程支架材料领域。     

TiO2/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

采用静电纺丝技术,分别制备了纯聚乳酸(PLA)纳米纤维膜和不同TiO2含量的TiO2/PLA复合纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和电子万能试验机分别对复合纳米纤维膜进行了形貌表征、成分分析和力学性能测试,用改良的振荡烧瓶法测试了复合纳米膜的抗菌性能。结果表明:随TiO2含量的增加,纤维直径减小而CV值和表面颗粒尺寸有所增加;复合纳米纤维膜中含有TiO2成分,证明TiO2与聚乳酸能够物理复合;添加适量的TiO2能够提高纳米纤维膜的断裂强度;在光催化条件下,TiO2/PLA复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抗菌性能,当TiO2含量为1%时,对两种菌的抑菌率分别达到92.9%和92.2%。     

一种水溶性原卟啉聚合物的合成及其在光动力灭活耐药菌以及癌细胞方面的研究

原卟啉IX (PPIX)是光动力疗法中的一种光敏剂。然而,它的水溶性差以及在生理介质中的π-π堆积阻碍了其广泛应用。通过PPIX与聚乙二醇(PEG400)的酯化反应合成了PPIX的水溶性衍生物,PPIX衍生物与六亚甲基二异氰酸酯聚合形成水溶性聚氨酯,通过聚氨酯链段阻碍PPIX单元间的π-π堆积。对PPIX衍生物及其聚氨酯聚合物进行了表征,结果表明聚氨酯在PPIX及其衍生物中单线态氧的产生效率最高。分别研究了PPIX衍生物及其聚氨酯对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的光动力抗菌活性。结果表明,405 nm激光照射5 min后,基于PPIX单元的聚氨酯达到约100%的抗菌率。当在黑暗中与人类脂肪干细胞和肝癌细胞(HePG2)共培养时,PPIX衍生物及其聚氨酯显示出高生物相容性。暴露于405 nm或635 nm激光5 min后,约90%和50%的HePG2细胞被聚氨酯杀死,这是PPIX及其衍生物中最好的。因此,PPIX聚氨酯具有作为光动力疗法用于抗菌和抗癌治疗的潜力。     

静电纺制备耐水抗菌性姜黄素纳米纤维膜及其性能研究

姜黄素(Cur)在医药上有着很广泛的应用，可用于抗癌、抗菌、抗病毒、抗炎等。制备了一种聚乙烯醇/聚丙烯酸(PVA/PAA)载姜黄素纳米纤维材料，可用于伤口敷料，能有效抗菌，可促进伤口愈合。首先采用二甲亚砜将姜黄素溶解，再将含有姜黄素的溶液与PVA/PAA水溶液共混，利用静电纺丝技术制备出纳米纤维膜后对其进行高温热交联处理使其提高耐水性。对纳米纤维膜的表面形貌、化学结构、抗菌性能、溶胀性能以及透湿性能进行表征与分析。结果表明：PVA/PAA载姜黄素纳米纤维膜具有一定的抗菌效果，并且透湿性以及吸液性能良好。     

日光驱动纳米纤维膜的制备及其抑菌性能研究

目的 为了研究低耗能、低成本的食品保鲜方法,创建一种可日光驱动的抗菌纳米纤维膜.方法 通过静电纺丝技术结合光敏性化学物质制备聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜,通过扫描电镜、傅里叶红外光谱、热重分析、水接触角、耐水试验、活性氧的释放以及抑菌试验对纳米纤维膜进行表征.结果 光敏性物质二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)成功地接枝在PVA纳米纤维膜上,并在日光驱动下,可以释放活性氧,对致病菌具有杀灭作用.结论 该纳米纤维膜在日光的驱动下,可以有效地产生活性氧,从而杀灭微生物,因此可以在食品抗菌包装方面有新的应用.     

茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜的制备及抗菌性能研究

采用静电纺丝技术,分别制备了聚乳酸(PLA)质量分数为8%的纳米纤维膜及茶多酚(TP)质量分数分别为0.5%、0.75%和1%的茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜.借助扫描电子显微镜(SEM)观察和红外光谱分析,并利用振荡烧瓶法测试薄膜的抗茵性能.SEM图分析表明,添加TP对纳米纤维形态的分布影响不大.由红外光谱图分析可知,复合纳米纤维膜中确实存在茶多酚.抗茵结果表明,茶多酚/聚乳酸复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抗茵作用,并且随着纺丝液中TP含量的增加,抗茵性能不断提高,对金黄色葡萄球菌的抗菌效果也更好.     

AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。     

载Ag/Cu纳米粒子多孔聚丙烯腈复合纤维膜的制备及其抑菌性

金属纳米粒子因其独特的物理化学性能,在催化、抑菌、水污染处理和生物医学等领域表现出巨大的应用前景。但是金属纳米粒子在制备和使用过程中容易发生团聚而影响其性能。因此,提高金属纳米粒子的稳定性,对提升其应用性能具有重大意义。本文在以聚丙烯腈(PAN)为基体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,基于静电纺丝技术制得多孔聚丙烯腈纳米纤维(PPAN NFs)的基础上,通过浸渍沉积法分别制备出负载银纳米粒子(Ag NPs)复合纳米纤维(Ag-PPAN NFs)和负载铜纳米粒子(Cu NPs)复合纳米纤维(Cu-PPAN NFs)。在利用FESEM、EDS、XRD等方法对制备纤维膜的形貌和结构进行表征的基础上,通过抑菌圈法和FESEM观察经复合纳米纤维处理前后的细菌形貌来研究Ag-PPAN NFs和Cu-PPAN NFs对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌的抑菌性能。研究结果发现：PPAN NFs可有效解决Ag NPs和Cu NPs在制备和使用过程中易于聚集的问题,制得的复合纳米纤维对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念球菌具有一定的抗菌活性,可成为一种新型的抗菌纤维材料。     

同轴静电纺丝法制备纤维素基复合纳米纤维及其性能研究

采用同轴静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为壳层,醋酸纤维素(CA)为芯层,制备高效CA/PVDF-HFP复合纳米纤维膜,然后采用0.05mol/L的LiOH溶液对复合纳米纤维膜进行水解,得到纤维素/PVDFHFP复合纤维膜。分别采用差示扫描量热法、扫描电镜、透射电镜、接触角测量仪以及电化学工作站等对样品的性能进行了表征。结果表明:所得复合纳米纤维为壳核结构,并且其热稳定性好、孔隙率高、对电解液亲和性优良,将其用作锂离子电池隔膜,隔膜与锂电极之间的界面电阻低,因此可以推断,该复合纤维膜在锂离子电池隔膜领域的应用前景广泛。     

单宁/醋酸复合纳米纤维的制备及抗菌性研究

利用静电纺丝技术制备了质量分数为11％的醋酸纳米纤维以及单宁(TA)质量分数为1％、3％、5％的单宁/醋酸复合纳米纤维膜;采用扫描电镜和傅里叶红外光谱进行了形貌表征和成分分析,用改良的振荡烧瓶法测试了纳米膜的抗菌性能.结果表明:在试验范围内均能制得连续均匀、表面光滑的纳米级纤维;TA的添加对纤维形态有影响,随着添加量的增多,纤维直径和CV值都有所增加;复合纳米膜中存在TA成分,证实了二者能够进行复合,有良好的相容性;单宁/醋酸复合纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有优良的抗菌效果,当TA含量仅为1％时,抑菌率就已达到85％以上,TA含量越大,抗菌效果也越显著.     

聚丙烯腈纳米纤维正渗透支撑层的表面改性研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,对其进行表面亲水改性,制备出内部疏水、表面亲水的正渗透膜,解决了亲水性纤维在水中高度膨胀导致正渗透膜机械性能大幅下降的问题,考察了水解时间对PAN纳米纤维膜亲水性以及机械性能的影响。研究表明,水解时间为30min时,纳米纤维膜表面基本完全水解,具有较好的表面亲水性能,且内部结构未被破环,保留了原有的机械性能。用PAN纳米纤维膜作为支撑层制备的正渗透膜具有良好的通量和较低的结构系数,且在水中不易膨胀、机械性能良好。     

醋酸纤维素导电纤维膜的制备及其电热性能研究

以醋酸纤维素(CA)为原料制备静电纺丝纤维膜，研究其可纺性能。结果表明，在CA的质量分数为10%～12%,纺丝距离为10～15cm,纺丝电压为12.5～17.5kV,丙酮/DMAc溶剂配比为6∶3的纺丝条件下，可以获得粗细均匀，表面平滑，且直径小于700nm的CA纳米纤维。将制备的纳米纤维膜脱乙酰化处理后，利用原位聚合法制备聚吡咯/醋酸纤维(PPy/D-CA)复合导电膜，并对其电热性能进行测试，结果表明PPy/D-CA复合导电膜具有较好的电热性能。