静电纺丝制备聚电解质基核-壳结构纳米纤维及其应用

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1、学号：12101108常州大学硕士学位论文静电纺丝制备聚电解质基核-壳结构纳米纤维及其应用研究生陈广凯指导教师聂俊教授马贵平副教授学科、专业名称高分子化学与物理研究方向高分子材料加工2015年05月Preparationandapplicationofpolyelectrolytecore−shellnanofibersviaelectrospinningADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByChenGuang-kai(PolymerChemistryandPhysics)Dis

2、sertationSupervisor:Prof.NieJunProf.MaGuipingMay，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校

3、攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要静电纺丝技术是制备纳米纤维较容易且直接的一种方法。核壳结构纤维是纳米纤维中常见的一种，一般是由2种或2种以上聚合物通过静电纺丝法制

4、备的纳米纤维。不同的物质组成构成了纤维的内外部分，呈现出双层甚至更多层结构，物质组成的不同，导致纤维内外层具有不同的功能，改变纤维的内外成分以及直径，可以制备多种纳米纤维。天然高分子材料具有资源丰富、种类多样、可再生、优异的生物相容性、生物可降解性能等优点。本文以天然高分子材料为研究对象，采用电场诱导相分离法制备得到了聚电解质基核壳结构纳米纤维，并对纤维的微观结构、性能和应用进行了研究表征。主要研究内容如下：1、利用电场引起相分离来电纺制备核壳结构PEO/CS纳米纤维。壳聚糖是一种天然聚阳电解质，在乙酸水溶液中将质子化。壳聚糖分子

5、在静电力的作用下将沿着电场方向移动，从而形成纳米纤维的壳层。通过纤维浸泡前后的SEM和TEM结果初步证明了纳米纤维的核壳结构及壳层的组成成分为CS，利用FTIR、XRD、DSC和XPS表征进一步证明壳层物质为CS。PEO与CS的混合比例和CS的分子量是影响核壳结构形成的关键因素。药物释放研究说明制备的核壳结构PEO/CS纳米纤维在涉及药物缓释领域有潜在的应用。2、利用电场引起的相分离来电纺制备核壳结构PEO/HA纳米纤维。透明质酸是是一种聚阴电解质，分子结构中含有的羧基在水溶液或低级醇溶液中将电离成羧酸根离子。在内置电场的作用下，

6、HA分子将沿着电场线相反方向移动，从而形成纳米纤维的核层。通过SEM和TEM可以表征纤维的表面形貌和核壳结构；XPS表征进一步证明核层物质为HA；XRD、DSC和TGA被用来表征核壳结构纳米纤维膜的结晶性能和热力学性质。采用MTT法和细胞培养测试PEO/HA核壳结构纳米纤维膜的毒性和细胞相容性，期望在组织工程支架、伤口修复等生物领域有潜在的应用。3、利用电场引起的相分离来电纺制备核壳结构HA/CS纳米纤维。甲酸水溶液配制均匀透明的HA和CS的混合溶液，并通过内置电场的诱导作用，可以一步法制备出核壳结构聚电解质纳米纤维；通过SEM和

7、TEM可以观察纤维的表面形貌和核壳结构；通过纤维浸泡前后的SEM和ITEM结果初步证明了纤维的壳层组成成分为CS；XPS表征进一步证明壳层物质为CS。关键词：电场；相分离；核壳结构；纳米纤维；静电纺丝IIABSTRACTElectrostaticspinningisadirectandrelativelyeasymethodformakingnanometerfiber.Core-shellstructurenanofiberisacommononeofthecompositenanofibers,whichisgenerally

8、composedoftwoormorepolymerspreparedbytheelectrospinning.Theinnerandouterportionsoffiberisconstitutedbydifferentsubstances,th