一种壳聚糖静电纺丝的方法
【专利摘要】本发明涉及一种壳聚糖静电纺丝的方法，具体步骤包括：(1)称量100mg—800mg壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率5—40Hz下，球磨0.5—6小时；(2)称取1.2g—4g聚乙烯醇或烷基纤维素或聚乳酸，配制成浓度为3%—8%的高分子溶液；(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；(4)把所制得的纺丝液在静电纺丝装置下纺丝，纺丝电压为20—35Kv，针头到接受板的距离为10—30cm。本发明提供的纺丝技术能够促进壳聚糖及其衍生物的静电纺丝，相较于传统的用乙酸溶解壳聚糖进行静电纺丝的方法具有更安全、更便捷、更环保等优点。
【专利说明】
一种壳聚糖静电纺丝的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种壳聚糖静电纺丝的方法。
【背景技术】
[0002]静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
[0003]球磨法也叫机械球磨或高能机械球磨法，主要在球磨机中利用研磨介质之间的挤压力与剪切力来粉碎物料。其主要过程就是将不同成分的粉末放入球磨罐中在球磨机上进行长时间的球磨，在球磨过程中，依靠球磨介质与球磨介质之间、粉末与球磨介质和罐壁之间发生剧烈的碰撞、挤压、摩擦，将球磨介质的机械能以不同的形式传递给粉末。粉末在球磨过程的频繁碰撞中被捕获，发生强烈的塑性变形，反复的破碎一煙合一破碎的过程，其组织不断细化，使大晶粒变为小晶粒。球磨法可以合成常规方法难以获得的高熔点金属、合金材料和复合材料，且工艺简单、成本低、效率高一次可获得公斤量级产品，以及适合工业化生产而被广泛研究。
[0004]粉末状的壳聚糖色泽显白色，是一种天然生物高分子多糖，结构与细胞外基质中的主要成分糖胺聚糖十分相似，是目前发现自然界少见的带正电荷、明显含有碱性的高分子聚合物。对壳聚糖大分子结构进行观察发现，其与人体骨胶原组织、植物纤维素结构类似。这种双重结构赋予它极好的生物相容性、抗菌性、抗血凝性、生物降解性等，这些特征有助于帮助伤口快速愈合。然而，壳聚糖的溶解性低，只溶于稀酸的水溶液，粘度大，呈现阳离子聚集的现象，这使得采用静电纺丝技术制备壳聚糖纳米纤维很难实现。目前壳聚糖静电纺丝通常在特殊溶剂进行，如高浓度乙酸、三氟乙酸、三氟乙酸/二氯甲烷、I，I，1，3，3，3_六氟-2-丙醇等，这些溶剂往往具有严重的安全和环境影响。也有报道将通过壳聚糖稀酸溶液与易纺丝的其他高分子溶液(如聚乙烯醇、聚乙二醇等)共混完成，此种方法仍需将壳聚糖溶解后方可纺丝。
【发明内容】
[0005 ]本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种壳聚糖静电纺丝的方法，其特征在于，包括如下步骤:
(1)称量10mg—800mg壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率5—40Hz下，球磨0.5—6小时；
(2)称取1.2g—4g聚乙烯醇或烷基纤维素或聚乳酸，配制成浓度为3%—8%的高分子溶液；
(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；
(4)把所制得的纺丝液在静电纺丝装置下纺丝，纺丝电压为20—35Kv，针头到接受板的距离为1—30cm； 该方法是利用球磨技术将壳聚糖粉碎到纳米级，然后直接将壳聚糖颗粒加入到其他高分子溶液中进行混合纺丝。
[0006]进一步地，所述球磨频率15?30Hz。
[0007]进一步地，所述球磨时间1.5?5小时。
[0008]进一步地，所述静电纺丝时电压为25?30Kv。
[0009]进一步地，所述静电纺丝时针头到接受板的距离为15?25cm。
[0010]本发明的有益效果是:本发明提供了一种壳聚糖静电纺丝方法，通过球磨技术把壳聚糖磨成微纳米级微粒，然后把壳聚糖微粒共混在其他易纺丝的高分子溶液里，形成均一稳定的溶液体系，再直接进行静电纺丝制备壳聚糖纳米纤维膜。本发明提供的纺丝技术能够促进壳聚糖的静电纺丝，相较于传统的用稀酸溶解壳聚糖后再进行静电纺丝的方法具有更安全、更便捷、更环保等优点。本发明为制备具有生物相容性的壳聚糖材料提供更为简单的静电纺丝技术。
【具体实施方式】
[0011]根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0012]实施例1:
一种壳聚糖静电纺丝的方法，包括如下步骤:
(1)称量0.1g壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率5Hz下，球磨0.5小时；
(2)称取1.2g甲基纤维素溶解在蒸馏水中，配制成浓度为3%的甲基纤维素水溶液；
(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；
(4)将所得纺丝液在电压20kv，针头到接收板距离1cm的条件下静电纺丝，能得到均匀、无珠粒的纤维，纤维直径50?200nm。
[0013]实施例2:
一种壳聚糖静电纺丝的方法，包括如下步骤:
(1)称量0.3g壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率15Hz下，球磨2小时；
(2)配制质量浓度8%聚乙烯醇溶液30mL;
(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；
(4)将所得纺丝液在电压25kv下，针头到接收板距离15cm的条件下静电纺丝，能得到均匀、无珠粒的纤维，纤维直径100~300nm。
[0014]实施例3:
一种壳聚糖静电纺丝的方法，包括如下步骤:
(1)称量0.5g壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率25Hz下，球磨4小时；
(2)将N，N-二甲基甲酰胺与二氯甲烷按体积比为3:7配成混合溶液，取4g聚乳酸加入到50mL混合溶液中，磁力搅拌均匀，所得溶液为澄清透明状；
(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；
(4)将所得液体在电压30kv下，针头到接收板距离22cm的条件下静电纺丝，能得到均勾、无珠粒的纤维，纤维直径50?250nm。
[0015]实施例4:
一种壳聚糖静电纺丝的方法，包括如下步骤:
(1)称量0.8g壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率40Hz下，球磨6小时；
(2)将N，N-二甲基甲酰胺与二氯甲烷按体积比为3:7配成混合溶液，取4g聚乳酸加入到50mLN，N-二甲基甲酰胺和二氯甲烷混合溶液中，磁力搅拌均匀，所得溶液为澄清透明状；
(3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液；
(4)将所得液体在电压35kv下，针头到接收板距离30cm的条件下静电纺丝，能得到均匀、无珠粒的纤维，纤维直径100~300nm。
[0016]最后还需要注意的是，以上列举的仅为本发明的具体实施例子，本发明不限于以上壳聚糖实例，同样适用于其它物质如羧甲基壳聚糖及其他壳聚糖衍生物的静电纺丝。同时，本发明中以甲基纤维素、聚乳酸、聚乙烯醇为实例，根据高分子聚合物的差异可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种壳聚糖静电纺丝的方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)称量10mg—800mg壳聚糖，用一般市售的球磨机在频率5—40Hz下，球磨0.5—6小时； (2)称取1.2g—4g聚乙烯醇或烷基纤维素或聚乳酸，配制成浓度为3%—8%的高分子溶液； (3)把经过球磨的壳聚糖微粒加入到上述溶液中，搅拌均匀，得到静电纺丝液； (4)把所制得的纺丝液在静电纺丝装置下纺丝，纺丝电压为20—35Kv，针头到接受板的距尚为10—30cm ο2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法是利用球磨技术将壳聚糖粉碎到纳米级，然后直接将壳聚糖颗粒加入到其他高分子溶液中进行混合纺丝。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于球磨频率15?30Hz。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于球磨时间1.5?5小时。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于静电纺丝时电压为25?30Kv。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于静电纺丝时针头到接受板的距离为15?25cm。
【文档编号】D01D5/00GK105926053SQ201610400027
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】尹学琼, 曾庆欢, 董文苑, 朱莉
【申请人】海南大学