一種聚乳酸靜電紡絲溶液的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種聚乳酸靜電紡絲溶液的制備方法。在溶劑中加入聚乳酸，攪拌獲得濃度為質量體積比5%~15%的混合溶液，再加入占溶劑體積百分比0.1%~1%的添加劑，攪拌均勻，得到聚乳酸靜電紡絲溶液。所述添加劑為油溶性表面活性劑的一種或者混合物。所述溶劑為N,N?二甲基甲酰胺和甲醇以及三氯甲烷、二氯甲烷和四氫呋喃這些低沸點良溶劑中的一種或多種。采用混合溶劑和添加表面活性劑的方法，降低了紡絲溶液的表面張力，提高紡絲液的導電性，纖維串珠結構消失，微觀形貌得到改觀。使得纖維膜均勻致密，且易從收集屏揭下。本發明專利技術所使用的添加劑成本較低，用量少，能夠大幅度提高聚乳酸纖維膜的實用性，促進聚乳酸超細纖維快速發展與推廣應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于靜電紡絲高分子原液的制備，特別涉及聚乳酸（PLA）靜電紡絲溶液，屬于高分子納米材料制備

技術介紹
靜電紡絲是一種對帶電荷聚合物溶液加高壓電場形成加速射流生產直徑為5~500nm纖維的方法，相比傳統方法制備的紡絲，靜電紡絲直徑小2~4個數量級。由于靜電紡絲技術制得的納米纖維無紡布具有與細胞外基質（ECM）相似的結構特點和生物學功能，因而在組織工程醫學領域受到越來越多人的關注。其技術特點不僅在于操作參數的可控性及電紡溶液性質的易調節性，同時其高的比表面積和孔隙率，也有利于細胞的粘附和進入支架內部生長。目前，PLA具有優異的生物相容性及生物降解性，是公認的優良的可降解高分子聚合物，很多已成功制備成納米纖維組織工程支架，應用于骨、軟骨、神經、皮膚、肌腱等多種組織修復及再生研究。關于靜電紡PLA納米纖維膜也有相關報道，如何莉等人采用靜電紡絲工藝制備了PLA超細纖維用作藥物載體，系統的研究了紡絲工藝參數、不同藥物的加入、不同藥物含量對所制得的超細纖維形貌結構的影響，制得的纖維最小直徑為600nm左右(何莉.靜電紡載藥聚乳酸超細纖維及其緩釋性研究[D].蘇州大學，2008.)；汪洋等人通過向PLA溶液中加入一點百分含量的蒙脫土進行靜電紡絲，發現加入蒙脫土以后，纖維直徑顯著減小，主要分布在110-170nm之間(汪洋.聚乳酸/蒙脫土插層復合材料及聚乳酸超細電紡纖維制備[D].湖南大學，2011.)；R.Casasola等人研究了不同的溶劑體系對靜電紡PLA納米纖維形貌和直徑的影響，研究發現以丙酮和N，N-二甲基甲酰胺為溶劑制得的納米纖維直徑最小，平均直徑210nm左右(CasasolaR，ThomasNL，TrybalaA，etal.Electrospunpolylacticacid(PLA)fibres：Effectofdifferentsolventsystemsonfibremorphologyanddiameter[J].Polymer，2014，55(18)：4728-4737.)。涉及靜電紡制備PLA及其復合物納米纖維膜專利還有：中國專利201210231749、2201210217561、201310366143等。但由于PLA極性較低，導電率低，表面張力較大，紡制纖維容易出現串珠，且易粘連在收集屏上，不易取下，影響其使用性能。這很大程度上影響了PLA超細纖維快速發展與推廣應用。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種成本低廉，能有效提高PLA可紡性、可揭性、微觀形貌較好PLA靜電紡絲溶液的制備方法。具體步驟為：在溶劑中加入聚乳酸，攪拌獲得濃度為質量體積比5%~15%的混合溶液，再加入占溶劑體積百分比0.1%~1%的添加劑，攪拌均勻，得到PLA靜電紡絲溶液。所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和共溶劑，所述共溶劑為三氯甲烷、二氯甲烷和四氫呋喃中的一種或多種，N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和共溶劑的體積比為：VN,N-二甲基甲酰胺/V甲醇/V共溶劑=0.5~1：1~4：1~8。所述添加劑為油溶性表面活性劑具體為雙硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、三硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、司盤20（Span20）、司盤40（Span40）、司盤60（Span60）、司盤80（Span80）和吐溫85（Tween85）的一種或多種。所述化學試劑均為分析純。由于PLA極性較低，導電率低，表面張力較大，紡制纖維容易出現串珠，且易粘連在收集屏上，不易取下，影響其使用性能。這很大程度上影響了PLA超細纖維快速發展與推廣應用。與現有技術相比，本專利技術具有以下明顯優點：1.由于采用在PLA溶液中添加甲醇、N,N-二甲基甲酰胺和表面活性劑的方法，降低了紡絲溶液的表面張力，提高紡絲液的導電性，纖維串珠結構消失，微觀形貌得到改觀。從而使得纖維膜均勻致密，且易從收集屏揭下。2.本專利技術所使用的添加劑成本較低，用量少，能夠大幅度提高聚乳酸纖維膜的實用性，促進PLA超細纖維快速發展與推廣應用。附圖說明圖1(A)為未添加表面活性劑的濃度為質量體積比8%的PLA靜電紡絲掃描電鏡圖（SEM）；圖1(B)為添加表面活性劑的濃度為質量百分比8%的PLA靜電紡絲掃描電鏡圖（SEM）。圖2(A)為未添加表面活性劑的濃度為質量體積比10%的PLA靜電紡絲SEM圖；圖2(B)為添加表面活性劑的濃度為質量體積比10%的PLA靜電紡絲SEM圖。圖3為本專利技術添加表面活性劑的濃度為質量體積比7%揭下的PLA纖維膜實物圖。具體實施方式下面結合附圖和實例對本專利技術做進一步描述，下述化學試劑均為分析純。實施例1：在本實施例中，選用添加劑為油溶性表面活性劑Span80。以相對分子量為1.0×105的PLA為原料，N,N-二甲基甲酰胺：甲醇：三氯甲烷的體積比=1:2:7為溶劑，攪拌均勻配置濃度為質量體積比8%的溶液，在其中加入占溶劑體積百分比0.5%的Span80，攪拌均勻，得到PLA靜電紡絲溶液。將得到的PLA靜電紡絲溶液注入自制紡絲液原液存儲器內，紡絲溫度為室溫，高壓電源的輸出電壓位12kv，接受屏與噴絲口的距離為10cm。靜電紡絲過程穩定，收集屏上有均勻致密的白色纖維膜，且容易揭下。采用上述相同的靜電紡絲工藝，采用N,N-二甲基甲酰胺：甲醇：三氯甲烷的體積比=1:2:7為溶劑，配置濃度為質量體積比8%均勻溶液，再收集屏上得到產物。參見附圖1(a)、1(b)，1(a)是添加表面活性劑的濃度為質量體積比8%的PLA電紡絲SEM圖；圖1(b)為未添加表面活性劑的濃度為質量體積比8%的PLA電紡絲SEM圖。圖中標尺比列為2μm。對比圖1(a)，由圖1(b)可以清楚地看到收集到的無串珠結構的直徑為分布在500nm左右的超細聚乳酸纖維。實施例2：在本實施例中，選用添加劑為油溶性表面活性劑Span80和Tween85的混合物。以相對分子量為1×105的PLA為原料，N,N-二甲基甲酰胺：甲醇：三氯甲烷的體積比=1:1:8為溶劑，攪拌均勻配置濃度為質量體積比10%的溶液，在其中加入占溶劑體積百分比為0.5%的Span80和Tween85的混合物，Span80和Tween85體積比為1:1，攪拌均勻，得到PLA靜電紡絲溶液。將PLA靜電紡絲溶液注入自制紡絲液原液存儲器內，紡絲溫度為室溫，高壓電源的輸出電壓位10kv，接受屏與噴絲口的距離為10cm。靜電紡絲過程穩定，收集屏上有均勻致密的白色纖維膜，且容易揭下。采用上述相同的靜電紡絲工藝，N,N-二甲基甲酰胺：甲醇：三氯甲烷的體積比=1:1:8為溶劑，配置濃度為質量體積比10%均勻溶液，再收集屏上得到產物。參見附圖2(a)、2(b)，2(a)是添加表面活性劑濃度為濃度為質量體積比10%的聚乳酸SEM圖；圖2(b)為未添加表面活性劑濃度為濃度為質量體積比10%的PLA的SEM圖。圖中標尺比列為2μm。對比圖2(a)，由圖2(b)可以清楚地看到收集到的無串珠結構的直徑為分布在800nm左右的PLA纖維。實施例3：在本實施例中，選用添加劑為油溶性表面活性劑雙硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、三硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨以及Span20的混合物。以相對分子量為1×105的PLA為原本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種聚乳酸靜電紡絲溶液的制備方法，其特征在于具體步驟為：在溶劑中加入聚乳酸，攪拌獲得濃度為質量體積比5%?~15%的混合溶液，再加入占溶劑體積百分比0.1%?~1%的添加劑，攪拌均勻，得到聚乳酸靜電紡絲溶液；所述溶劑為N,N?二甲基甲酰胺、甲醇和共溶劑，所述共溶劑為三氯甲烷、二氯甲烷和四氫呋喃中的一種或多種，N,N?二甲基甲酰胺、甲醇和共溶劑的體積比為：VN,N?二甲基甲酰胺/V甲醇/V共溶劑=0.5~1：1~4：1~8；所述添加劑為油溶性表面活性劑具體為雙硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、三硬脂酸乙酯基羥乙基甲基硫酸甲酯銨、Span20、Span40、Span60、Span80和Tween85中的一種或多種；所述化學試劑均為分析純。

【技術特征摘要】
1.一種聚乳酸靜電紡絲溶液的制備方法，其特征在于具體步驟為：在溶劑中加入聚乳酸，攪拌獲得濃度為質量體積比5%~15%的混合溶液，再加入占溶劑體積百分比0.1%~1%的添加劑，攪拌均勻，得到聚乳酸靜電紡絲溶液；所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、甲醇和共溶劑，所述共溶劑為三氯甲烷、二氯甲烷和四氫呋喃中的一種或多種，N,N-二甲...

【專利技術屬性】
技術研發人員：歐俊，竇涌，胡炎炳，吳尚有，
申請(專利權)人：桂林理工大學，
類型：發明
國別省市：廣西;45