专利名称：一种聚l乳酸/二氧化锆有机无机杂化纤维及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种功能纤维及其制备方法，具体地说是一种聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维及其制备方法。
背景技术：
聚L乳酸是一种合成脂肪族聚酯，具有其良好的生物相容性和生物可降解性，已广泛应用于医药、纺织、农业和包装等领域，如药物控制释放体系，骨科组织工程材料，可吸收手术缝合线等。聚L-乳酸纤维已经由日本岛津和钟纺于1992研究开发成功，商品名为Lactixm。聚L乳酸纤维物理性能与涤纶类似，具有较高的耐热性和强度，其弹性回复性、卷曲保持性和抗皱性均很好，是目前广泛使用的一种可降解纤维。但聚L乳酸存在机械性能差，亲水性 差等缺点，限制了聚L乳酸的应用领域，为此，人们开始对聚L乳酸进行改性，制备聚L乳酸复合纤维。专利CN1018510808A公开了一种抗水解改性聚乳酸纤维及其制备方法，发明的改性聚乳酸纤维具有和好的抗水性。静电纺丝技术以其简单低耗，能够连续生产纳米级纤维，而受到广泛研究。相对传统的纺丝技术，静电纺丝制备的纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高、均性高、孔之间连通性好等优良性能，在组织再生与修复领域具有相当广阔的应用前景。专利CN101168073A公开了一种静电防丝纤维覆膜血管内支架的制备方法，该支架可有效地在植入区起到支撑病变血管使之通畅，或防止病变区因血管瘤引起的血液渗透等危险，同时还可根据需要缓释药物。专利CN101407803A公开了一聚乳酸电纺纤维固定化漆酶及其制备方法，本发明提供了一种新型的固定化漆酶催化剂。远红外纤维是近年来新兴的一种具有远红外辐射的功能纤维，在保暖、保健等领域有很大的应用价值，由于远红外的频率与人体有害官能团肽链的固有振动频率一致，其能量易被生物体吸收，引起细胞的共振，活血化瘀，加速新陈代谢。此外，远红外辐射还可以刺激生物体的神经系统，使人体产生一系列的生理反应，提高免疫力。常用的远红外辐射陶瓷微粒主要有金属氧化物和碳化物，其中纳米二氧化锆就是一种非常理想的远红外辐射材料。专利CN101462869A公开了远红外辐射纳米材料及其制备方法，其中二氧化锆为其一种重要组分。检索国内外有关静电纺丝制备纳米方面的文献和专利表明目前还没有发现聚L乳酸与二氧化锆溶胶杂化，静电纺丝制备聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维。
发明内容
本发明旨在提供一种聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维，所要解决的技术问题是遴选出聚L乳酸/二氧化锆有机无机杂化纤维的配方及制备方法。本发明利用二氧化锆溶胶对聚L乳酸进行杂化改性，静电纺丝制备聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维，以期提高材料的热稳定性，实现材料的功能化。本发明提供的聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维，与现有技术的区别是由以下纺丝液经静电纺丝得到的有机无机杂化纤维，纺丝液包括以下重量份各组分聚L乳酸100份相溶剂300-400 份二氧化锆溶胶 10-50份。将上述各组分按配比混合均匀即得纺丝液。所述聚L乳酸的分子量在I万到4万。所述二氧化锆溶胶是指以氯氧化锆为原料，经水解缩合、陈化制得。具体地说由I份氯氧化锆与8-12份异丙醇和O. 2-0. 5份乙酰丙酮在氮气保护下于70-90°C搅拌反应5_7小时，然后缓缓滴加双氧水至反应液呈淡黄色透明液体，最后于25-35°C下静置陈化10-20天所得到的二氧化锆溶胶。所述的“份”均为重量份。·所述相溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷或四氢呋喃等。本聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维的制备方法，包括纺丝液的配制和静电纺丝，其特征在于所述的静电纺丝电压为18-25kV，极距为8-12cm，室温。本发明制备的聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维，优势主要体现在I、利用有机无机杂化的方法，解决无机纳米粒子在聚L乳酸基体中分散的均匀性和尺寸的稳定性问题，此外，二氧化锆的引入有利于提高纤维的热稳定性，并实现纤维的功能化。2、将静电纺丝技术应用于聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维的制备，得到纳米级有机无机杂化纤维，且生产工艺简单洁净，这种杂化纤维具有可降解和远红外辐射功能，应用前景广阔。
四
图I是本发明制备的有机无机杂化纤维扫描电镜图。
五具体实施例方式一、二氧化锆溶胶的制备6. 44g氯氧化错,60. Ig异丙醇,2. 4g乙酰丙酮,氮气保护,温度80°C,搅拌反应6h。然后缓慢滴加双氧水至反应液呈淡黄色透明液体(浓度25%的双氧水约6-7g)。最后静止陈化15d，温度30°C，得到二氧化锆溶胶。二、静电纺丝实施例I :5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距10cm，室温。实施例2 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压18kV，极距10cm，室温。实施例3 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压25kV，极距10cm，室温。
实施例4 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距8cm，室温。实施例5 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距12cm，室温。实施例6 5g聚L乳酸，溶于20g 二氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距10cm，室温。 实施例7 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶lg，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距10cm，室温。实施例8 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶2g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距10cm，室温。实施例9 5g聚L乳酸，溶于20g三氯甲烷中，磁力搅拌，然后加入二氧化锆溶胶O. 5g，充分搅拌混合，静电纺丝，电压20kV，极距10cm，室温。
权利要求
1.一种聚L乳酸/ 二氧化锆有机无机杂化纤维，其特征在于由以下纺丝液经静电纺丝得到的有机无机杂化纤维，纺丝液包括以下重量份各组分 聚L乳酸100份 相溶剂300-400份 二氧化锆溶胶 10-50份。
2.根据权利要求I所述的纤维，其特征在于所述聚L乳酸的分子量在I万到4万。
3.根据权利要求I所述的纤维，其特征在于所述相溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷或四氢呋喃。
4.根据权利要求I所述的纤维，其特征在于所述的二氧化锆溶胶由I份氯氧化锆与8-12份异丙醇和O. 2-0. 5份乙酰丙酮在氮气保护下于70-90°C搅拌反应5_7小时，然后缓缓滴加双氧水至反应液呈淡黄色透明液体，最后于25-35°C下静置陈化10-20天所得到的二氧化锆溶胶。
5.如权利要求I所述的聚L乳酸/二氧化锆有机无机杂化纤维的制备方法，包括纺丝液的配制和静电纺丝，其特征在于所述的静电纺丝电压为18-25kV，极距为8-12cm，室温。
全文摘要
一种聚L乳酸/二氧化锆有机无机杂化纤维，由以下纺丝液经静电纺丝得到的有机无机杂化纤维，纺丝液包括以下重量份的各组分聚L乳酸100份，相溶剂300-400份，二氧化锆溶胶10-50份。由氯氧化锆和异丙醇、乙酰丙酮通过溶胶凝胶法制备二氧化锆溶胶，将聚L乳酸与二氧化锆溶胶和相溶剂按配比混合均匀形成纺丝液，在电压18-25KV、极距8-12cm和室温下静电纺丝，制备所述聚L乳酸/二氧化锆有机无机杂化纤维。
文档编号D01F6/92GK102839445SQ20121033028
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者王华林, 马行空, 张鹏, 李亚楠, 翟林峰 申请人:合肥工业大学