静电纺丝聚氨酯纳米纤维的应用研究进展

论述了静电纺丝聚氨酯纳米纤维的研究现状,重点介绍了这种纳米纤维在生物医学、过滤材料、功能服装等领域的应用,并对其发展前景进行展望.     

静电纺PU纳米纤维膜及其固定化酶的研究

采用静电纺丝技术制备聚氨酯纳米纤维膜,用壳聚糖进行亲水改性后固定柚苷酶,测定不同浓度的壳聚糖对纤维膜亲水改性下的载酶量和酶活力以及固定化柚苷酶在不同酶解温度、时间和pH条件下的酶活力。结果表明,当聚氨酯纺丝液质量分数为12%,接收距离为22 cm,纺丝电压为22 kV,注射的速率为0.5 mL/h,接收器滚轮转速为300 r/h的条件下,能够得到纤维样貌良好的纳米纤维膜;通过亲水改性,聚氨酯膜由疏水性变为亲水性,膜上接枝了作为亲水基团的羟基;壳聚糖浓度为0.5%时,聚氨酯膜上有最大的载酶量,为83.2 mg/g;同时固定化柚苷酶具有最高的相对酶活性,且固定化酶相较于游离酶在一定的温度、反应时间和pH下表现出更高的酶活性。     

静电纺PU纳米纤维膜及其固定化酶的研究

采用静电纺丝技术制备聚氨酯纳米纤维膜,用壳聚糖进行亲水改性后固定柚苷酶,测定不同浓度的壳聚糖对纤维膜亲水改性下的载酶量和酶活力以及固定化柚苷酶在不同酶解温度、时间和pH条件下的酶活力.结果表明,当聚氨酯纺丝液质量分数为12％,接收距离为22 cm,纺丝电压为22 kV,注射的速率为0.5 mL/h,接收器滚轮转速为30...     

油水两相体系流变行为影响因素实验研究

考虑含蜡原油管输过程蜡的沉积机制不但与油水两相体系的乳化特征有关,也相关于两相体系的流变行为,分析了油水体系的乳化转相特征及流变特性,结果表明,除了原油自身组成,温度和含水率是影响油水两相体系流变行为的主要因素,实验油水两相体系的转相点含水率值约为55%,通过确定温度及含水率影响下油水两相体系的流变指数n与稠度系数K,明确了基于幂律斱程描述集输工况环境下油水两相体系流变特性的可行性。     

静电纺丝法制备聚碳酸酯基聚氨酯纳米纤维的研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为混合溶剂配制聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(PU)纺丝溶液,通过静电纺丝法制备PU纳米纤维。重点研究了纺丝溶液浓度、混合溶剂中DMF和THF的体积比、纺丝电压和纺丝溶液流速对PU纳米纤维形态、直径及其分散性的影响。结果发现,纺丝液浓度为12%,混合溶剂中DMF与THF体积比为1∶1,纺丝电压为10 kV,纺丝溶液流速为0. 8 m L/h时,通过静电纺丝法制得的PU纳米纤维粗细均匀,表面光滑,纤维之间无粘连现象,形成的纳米纤维膜空隙率高。     

水性聚氨酯/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备及结构研究

将水性聚氨酯(WPUR)与聚乙烯醇(PVAL)按照不同质量比制备质量分数为8%的纺丝溶液,通过静电纺丝制备WPUR/PVAL复合纳米纤维。运用扫描电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对WPUR与PVAL质量比不同的纺丝溶液制备的复合纳米纤维的微观形貌和结构进行分析。实验结果表明,PVAL的含量对复合纳米纤维的形成和形貌起着决定性的作用,随着溶液中PVAL含量的增加,纺丝过程中纺丝液逐渐从不连续复合纳米纤维转变为连续均匀的复合纳米纤维,纤维直径逐渐增大,当纺丝液中WPUR与PVAL的质量比为30∶70时,得到的复合纳米纤维形貌最佳,其平均直径为330.8 nm,具有最小标准差,为22 nm,同时随着纺丝溶液中PVAL含量的增加,所得复合纳米纤维的结晶性能增强。     

聚乳酸/壳聚糖-海藻酸复合纳米纤维膜材料的结构与性能研究

通过聚乳酸与壳聚糖混合静电纺丝并用EDC/NHS对纤维在水溶液中与海藻酸接枝改性,制备了聚乳酸复合纳米纤维膜PLA/CS-Al。微观形貌分析表明PLA/CS-Al具有光滑平直的纤维形貌(直径为98. 7nm)。热重分析表明该方式引入壳聚糖和海藻酸会小幅度降低纤维膜材料的热稳定性。静态水接触角和蛋白质吸附测试显示PLA/CS-Al比纯PLA和PLA/CS纤维膜具有更强的亲水性,静态水接触角为82°。体外降解实验表明PLA/CS-Al具有比纯PLA纤维膜材料更好的降解速率,8周后的体外降解率达14. 35%。     

PAN-O/MMT复合纳米纤维膜的制备及染料吸附性能

利用静电纺丝法制备了含有不同质量分数(0、1%、3%、5%)有机改性蒙脱土(O/MMT)的聚丙烯腈复合纳米纤维膜,通过亚甲基蓝吸附分析比较了纤维膜的吸附性能。利用粘度、电导率、表面张力分析了MMT的含量对纺丝液性质的影响,利用扫描电子显微镜分析了不同比例O/MMT的加入对所制备的复合纳米纤维的形貌结构的影响,傅里叶变换红外光谱分析结果证实了O/MMT和PAN形成了纳米复合结构,同时借助热重分析仪分析了O/MMT的加入对复合纳米纤维膜热性能的影响。结果表明,随着O/MMT含量的增加,纤维变细、珠节增加,纤维膜的亚甲基蓝吸附能力也同时提高。     

中空聚氨酯纳米纤维的制备与表征及其原位固定化酶的应用

利用同轴共纺技术,以含水甘油和溶解于有机溶剂中的聚氨酯(PU)溶液作为内、外相电纺液,制备中空PU纳米纤维,研究了电纺液组成及流速、同轴喷丝头尺寸对其结构、机械强度及表面亲疏水性的影响.结果表明,以含水量5%()的甘油溶液为内相电纺液、以溶解于N,N-二甲基乙酰胺的30%(ω)PU溶液为外相电纺液、内外相电纺液流速分别为0.07和0.5mL/h、电压17kV、针头到接收板距离为25cm、温度25℃、湿度10%条件下,可制备出结构均一的中空纳米纤维,纤维膜的拉伸强度为3.9MPa,最大拉伸率为332.8%,与水表面接触角为100.2o.将辣根过氧化物酶(HRP)溶解于内相电纺液中,实现了酶在中空纳米纤维腔室内的原位包埋.在上述电纺条件下,固定化HRP的活性收率为游离酶的80%,米氏常数Km几乎与游离酶相同,固定化酶在60℃下的半衰期比游离酶提高17倍.     

静电纺丝制备苯乙烯马来酸酐共聚物纳米纤维及其固定化b-D-半乳糖苷酶

采用静电纺丝技术制备苯乙烯-马来酸酐共聚物纳米纤维,最佳电纺条件为：聚合物浓度0.35 g/mL、针尖到接收板距离25 cm、电纺液流量250 mL/h、电压21 kV. 该条件下获得了直径约300 nm且分布均一的纳米纤维. 利用该纳米纤维固定b-D-半乳糖苷酶,固定化反应的最适pH值为4.0,此时酶负载量为(15.1±0.5) mg/g. 固定化酶催化2-硝基苯酚-b-D-半乳吡喃糖苷水解反应的米氏常数Km=2.7 mmol/L,略大于游离酶的Km值(2.2 mmol/L);最大反应速率Vmax为97.2 mmol/(min×mg),为游离酶的47.8%. 固定化酶在37℃下重复操作21次后活性损失仅为15%. 在连续搅拌式反应器中将固定化酶用于催化乳糖的水解反应,连续使用17 d仍能稳定运行.     

IPN中聚氨酯固化反应动力学的FTIR研究

用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究纯聚氨酯弹性体和聚氨酯/聚二甲基硅氧烷IPN中聚氨酯的固化反应动力学。结果表明,在PU/PDMS IPN体系中聚氩酯的交联反应仍为二级反应,聚二甲基硅氧烷的存在大大降低了PU/PDMS IPN的交联速率,并提高了反应活化能。