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一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维、制备方法及应用

阅读:131发布:2023-01-17

专利汇可以提供一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维、制备方法及应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种聚乙烯醇/羧甲基 纤维 素钠 纳米纤维 、制备方法及应用。按 质量 百分比,它包括10%~40%的羧甲基 纤维素 钠,其余为聚乙烯醇,它可作为pH敏感性材料应用于 生物 医药领域。其制备方法是将聚乙烯醇和 羧甲基纤维素 钠溶液共混后,采用 静电纺丝 工艺制备纳米纤维。制备的纳米纤维孔隙率高, 生物相容性 好,且具有pH敏感性;该制备过程简单,易于操作,在组织工程方面应用广阔。,下面是一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维、制备方法及应用专利的具体信息内容。

1.一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维,其特征在于:按质量百分比,羧甲基纤维素钠为10%~40%,其余为聚乙烯醇。
2.一种如权利要求1所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将聚乙烯醇溶解于中,制得质量百分比为7%~15%的聚乙烯醇溶液;
(2)将羧甲基纤维素钠溶解于水中,制得质量百分比为1%~4%的羧甲基纤维素钠溶液;
(3)在搅拌条件下将羧甲基纤维素钠溶液与聚乙烯醇溶液混合均匀,制得共混的纺丝溶液;
(4)在电压为8~15KV,接收距离为15~20cm的条件下进行静电纺丝,得到一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。
3.一种pH敏感性材料,其特征在于它为权利要求1所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。

说明书全文

一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维、制备方法及应

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高分子纳米纤维、制备方法及其应用,特别涉及一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠共混物纳米纤维及其制备方法,是一种具有pH敏感性的高分子材料。

背景技术

[0002] 纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料,广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维,还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其改性的纤维。制造纳米纤维的方法主要有拉伸法、模板合成、自组装、微相分离、静电纺丝等。其中,静电纺丝法以操作简单、适用范围广、生产效率高等优点而被广泛应用。
[0003] 环境敏感性材料是具有pH 响应性、温度敏感性等聚合物能够对外界的变化做出响应,甚至突变的高分子材料。这类聚合物由于其独特的性能而受到广泛的关注。pH敏感性纳米纤维又称智能纳米纤维,是一类对外界pH变化能产生敏感响应的纳米纤维。最常用的pH响应性体系是N-isopropylamide-co-acrylic acid (Jie Zhang, Liang-Yin Chu, Yuan-Ke Li, Young Moo Lee, Polymer 48(2007), 1718-1728),文献(颜德岳,李文文,孔浩,高超,科学通报,50(2005),2276-2280)通过纳米管表面接枝修饰聚甲基丙烯酸-N,N-二乙基乙酯制备了具有pH响应性的无机-聚合物杂化材料。但是前两者制备的材料比表面积较小,应用范围受到一定的限制。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供一种具有良好的生物相容性和生物降解性、较高的比表面积和孔隙率的纳米纤维材料、制备方法及其应用。
[0005] 实现本发明目的的技术方案是提供一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维,按质量百分比,羧甲基纤维素钠为10%~40%,其余为聚乙烯醇。
[0006] 一种如上所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维的制备方法,包括如下步骤:1、将聚乙烯醇溶解于中,制得质量百分比为7%~15%的聚乙烯醇溶液;
2、将羧甲基纤维素钠溶解于水中,制得质量百分比为1%~4%的羧甲基纤维素钠溶液;
3、在搅拌条件下将羧甲基纤维素钠溶液与聚乙烯醇溶液混合均匀,制得共混的纺丝溶液,其中,按质量百分比,羧甲基纤维素钠为溶质的10%~40%;
4、在电压为8~15KV,接收距离为15~20cm的条件下进行静电纺丝,得到一种聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。
[0007] 本发明技术方案还包括所述的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维作为一种pH敏感性材料的应用。
[0008] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:1、聚乙烯醇(PVA)是由聚醋酸乙烯酯水解而成的一种水溶性聚合物,有良好的化学稳定性和生物相容性,无毒性,对水有较好的渗透性,并且有很好的可纺性及成膜性。采用生物相容的PVA为高分子,用水为溶剂,还可以避免毒性有机溶剂的使用。羧甲基纤维素钠(Na-CMC)是一种多糖衍生物,易溶于水,耐高温,在pH值为2~11范围内的水溶液中其结构和性质稳定,具有良好的生物亲和性和降解性。同时它具有保水性、成膜成形性、分散稳定性,pH敏感性的优点,本发明采用静电纺丝工艺制备得到的纳米纤维膜具有良好的学性能,可用于药物载体,生物基质、组织工程等生物医药领域。
[0009] 2、本发明采用将Na-CMC添加于PVA水溶液中的方法,通过静电纺丝将PVA/Na-CMC复合体系制成具有pH敏感性的纳米纤维,具有孔隙率高、比表面积大的优点,提高了材料的敏感性能。
[0010] 3、本发明制备工艺简单,得到的 pH敏感性纳米纤维形貌良好,性能稳定,在生物医学领域具有应用前景。附图说明
[0011] 图1是本发明实施例1提供的Na-CMC含量为10%的pH敏感性PVA/Na-CMC纤维的SEM照片;图2本发明提供的不同的纳米纤维样品的红外对比谱图;
图3本发明实施例1和2提供的Na-CMC含量分别为10%和20%的PVA/Na-CMC纳米纤维的pH敏感性测试结果对比曲线图。

具体实施方式

[0012] 实施例1:1、纺丝液的制备:①称取0.9g PVA于干燥的锥型瓶中,加入10.35mL去离子水,在
90℃下搅拌2h。②称取0.1g Na-CMC于干燥的锥型瓶中,加入19.9mL去离子水,在70℃下搅拌4h。③将配置好的Na-CMC溶液加入配置好的PVA溶液中,在70℃下搅拌4h,配置均匀的PVA/Na-CMC共混液作为纺丝液。
[0013] 2、静电纺丝:将配置好的溶液倒入玻璃喷丝头,待纺丝溶液从塑料喷嘴流出后开始施加电压,纺丝电压8KV,接收距离15cm,进行静电纺丝后,得到一种Na-CMC含量为10%的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。
[0014] 参见附图1,它是本实施例提供的Na-CMC含量为10%的PVA/Na-CMC纤维的SEM照片;按步骤1和2方法及工艺条件,制备Na-CMC含量分别为0、20%、30%和40%的PVA/Na-CMC纳米纤维。
[0015] 参见附图2,它是各种纳米纤维样品的红外对比谱图,图中,曲线1为PVA纳米纤维, 曲线2为Na-CMC含量为10%的PVA/Na-CMC纳米纤维,曲线3为Na-CMC含量为20%的PVA/Na-CMC纳米纤维,曲线4为Na-CMC含量为30%的PVA/Na-CMC纳米纤维,曲线5为Na-CMC含量为40%的PVA/Na-CMC纳米纤维。谱图表明,Na-CMC与PVA之间有着明显的氢键作用,氢键的相互作用更有利于分子间的结合以及相容性,有利于纤维的pH敏感性的响应。
[0016] 对制得的样品进行pH敏感性测试:称取聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维15mg,置于HCl中(pH = 1.2) 2h,再置于缓冲溶液(PBS,pH = 7.4)中,在37℃下测试溶胀度,维持12h,测试结果参见附图3。
[0017] 实施例2:1、纺丝液的制备:①称取0.8 g PVA于干燥的锥型瓶中,加入9.2mL去离子水,在90℃下搅拌2h。②称取0.2g Na-CMC于干燥的锥型瓶中,加入9.8mL去离子水,在70℃下搅拌
4h。③将配置好的Na-CMC溶液加入配置好的PVA溶液中,在70℃下搅拌4h,配置均匀的PVA/Na-CMC共混液作为纺丝液。
2、静电纺丝:将配置好的溶液倒入玻璃喷丝头,待纺丝溶液从塑料喷嘴流出后开始施加电压,纺丝电压8KV,接收距离15cm,进行静电纺丝后,得到一种Na-CMC含量为20%的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维。
[0018] pH敏感性测试:称取制得的聚乙烯醇/羧甲基纤维素钠纳米纤维15mg,先置于HCl中(pH = 1.2) 2h,再置于缓冲溶液(PBS,pH = 7.4)中,在37℃下测试溶胀度,维持12h,测试结果参见附图3。
[0019] 采用静电纺丝工艺制备PVA纳米纤维为对比例样品,测试结果参见附图3。
[0020] 参见附图3,所示为Na-CMC含量为10%和20%的PVA/Na-CMC纳米纤维的pH敏感性测试。从图中可以看出,PVA纳米纤维(对比例)在HCl中(pH = 1.2)放置2h,再置于缓冲溶液(PBS,pH = 7.4)中,溶胀度保持不变,而Na-CMC含量为10%和20%的PVA/Na-CMC纳米纤维则呈现溶胀度逐渐上升而后保持不变的趋势,并且Na-CMC的含量越高,溶胀度增加的趋势越明显。说明加入Na-CMC之后纳米纤维具有pH敏感性,且羧甲基纤维素钠的含量越高,PVA/Na-CMC纳米纤维对pH的敏感性越明显。
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