一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高聚物多孔材料制备方法领域，具体涉及一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法。
【背景技术】
[0002]多孔材料一直是人们研究的一个热点，高聚物多孔材料在很多方面，如气-液分离、超滤作用、催化剂载体、反渗透、以及组织工程方面都有广泛的应用，关于高聚物多孔材料的制备方法也有很多，例如纤维粘结、静电纺丝法、相分离法、气体发泡、超临界流体技术、快速成型技术、溶液浇铸/粒子沥滤法等，这些方法制备的支架在孔隙率、孔径、组织均一性、力学性能以及生物学性能等方面具有不同的特点，也都存在各自的不足。纤维技术近些年发展较快，以纤维粘结和静电纺丝方法为代表，通过纤维的粘结和沉积制备多孔网状结构，此方法制备的多孔材料具有高比表面积和高的连通性，但此结构缺乏稳定性，其机械性质、孔尺寸、孔隙率都有限，且没有明确的孔形状和尺寸。应用相分离原理开发的热致相分离技术，用来制备高聚物多孔材料，其优点是得到的多孔材料具有高的孔隙率和孔与孔之间高的连通性，但制备过程中不可避免的要用到有机溶剂，而且很难实现对孔尺寸分布和形态的精确控制。超临界流体技术和气体发泡法都不会引入有机溶剂，但这两种方法的缺陷是，都不能控制孔的形态，有闭合孔存在，都对高聚物的类型有一定的限制，且超临界流体技术条件苛刻，生产成本高。最新发展快速成形技术(包括三维印刷术、选择性激光烧结法、熔融沉积法)，它是集新型材料科学、计算机辅助设计、数控技术为一体的综合技术，根据CAD系统或对CT、MRI扫描的医学影像数据进行数据转化，得出三维模型，采用离散/堆积成形的原理，把三维模型变成一系列二维层片，再根据每个层片的轮廓信息进行工艺规划。用快速成形技术能构建完全通孔、高度规则、形态与微结构具有重复性的多孔结构。但在快速成型方法中，有些复杂结构内部的支持粉难以去除，三维印刷术中会使用有毒的有机粘合剂且制品机械性质较差;而选择性激光烧结法和熔融沉积法制备过程中的高温限制了很多生物高聚物材料的应用。溶液浇铸/粒子沥滤法是已存在的与本制备方法原理最相似的一种高聚物多孔材料制备方法，此法是将高聚物配制成溶液，将一定尺寸的食盐、石蜡或者蔗糖粒子混入溶液中搅匀，通过溶液浇铸的方法制成薄膜，待溶剂挥发后，通过水洗的方法，使上述致孔剂溶解移除，形成多孔网络结构，这种方法可以通过致孔剂的选择控制孔尺寸和孔形态，并且可以通过致孔剂的含量控制孔隙率。这种方法最大的不足是使用有机溶剂和致孔剂残留，而且受到致孔剂的限制，孔的连通性较差。专利CN 103254460 B提出将生物降解聚合物和非生物降解聚合物共混，得到共混材料，然后利用微生物或酶的专一性对共混材料中的生物降解聚合物进行选择性降解，即得到多孔聚合物的方法，此专利制备过程温和、清洁，通过控制共混温度、转速、组分、组成比例等因素，改变相结构，进而改变孔尺寸和孔隙率，实现孔尺寸和孔隙率的可控。但是上述专利方法是间接模板法，对于多孔材料的孔结构不能进行精确的设计。
【发明内容】
[0003]本发明要解决现有技术中采用间接模板法制备多孔材料无法对其孔结构进行精确设计的技术问题，提供一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下:
[0005]—种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法，包括以下步骤:
[0006]将高聚物树脂与可生物降解纤维复合，通过改变可生物降解纤维的直径、长度、含量、以及编织方法，采用不同的复合方式，构造出具有多种结构的高聚物/可生物降解纤维复合物前体，前体经过酶或菌选择性移除其中的可生物降解纤维，由此得到具有原纤维形态和分布的多孔材料。
[0007]在上述技术方案中，所述复合方式为熔融或溶液复合方式。
[0008]在上述技术方案中，所述可生物降解纤维为棉花、麻、脂肪族聚酯、脂肪族聚碳酸酯、或以上这些纤维的混合物，所述高聚物树脂与所述可生物降解纤维不能同为相同的物质。
[0009]在上述技术方案中，所述高聚物树脂为聚己内酯、聚乙烯或聚丙烯。
[0010]在上述技术方案中，所述可生物降解纤维为聚(3-羟基丁酸酯-CO-3-羟基戊酸酯)、聚乳酸或纤维素。
[0011]本发明的有益效果是:
[0012]本发明提供的一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法是利用高聚物树脂与可生物降解纤维复合，通过改变纤维的直径、长度、含量、以及编织方法，能动的构造高聚物多孔材料前体结构，经过生物方法选择性移除其中的纤维，由此得到具有原纤维形态和分布的多孔材料。
[0013]本发明提供的一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法的优势在于采用直接模板法，选择不同直径的纤维和不同的复合方法，通过纤维排布预先设计好所需多孔形态，精确构造高聚物多孔材料前体结构，移除纤维后，最终获得预设多孔形态的高分子多孔材料。而专利CN 103254460 B采用的是间接模板法，对于多孔材料的孔结构不能精确的设计，本发明提供的方法很好的解决了上述问题。
[0014]本发明提供的一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法采用生物方法移除其中的纤维，条件温和，对多孔材料的性能影响不大，而且制备工艺简单。
[0015]本发明提供的一种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法的所有组分均具有良好的生物相容和生物降解特性，避免了某一组分除不净带来的负面作用。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0017]图1是通过PCL与PHBV纤维复合，选择性移除PHBV纤维后得到的多孔材料。
[0018]图2是通过PCL与PLA无纺布复合，选择性移除PLA无纺布后得到的多孔材料。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明做以详细说明。
[0020]—种将高聚物树脂与纤维复合制备多孔材料的方法，具体包括以下步骤:
[0021]将高聚物树脂与可生物降解纤维复合，通过改变可生物降解纤维的直径、长度、含量、以及编织方法，采用不同的复合方式，构造出具有多种结构的高聚物/可生物降解纤维复合物前体，前体经过酶或菌选择性移除其中