连续电纺成膜生物医用高分子材料硕士论文.doc

无机离子对壳聚糖聚环氧乙烷复合物可纺性的影响及规模化静电纺丝制膜研究材料科学与工程， 2011， 硕士【摘要】 生物医用高分子材料是一个社会文明程度的物化,并伴随于人类社会的发展。高分子材料广泛应用于医学领域始于20世纪50年代。利用静电纺丝技术制备的生物医用高分子材料具有长径比高、比表面积大、孔隙率高等特点,已经得到了人们的广泛关注。但是,大量高分子材料难以借助环境友好的溶剂或者简单的技术条件实现高压静电纺丝并应用于医学领域。本文选取生物材料中常用的壳聚糖(Chitosan;简记为Chi)和分子结构简单、性能稳定的聚环氧乙烷(PEO),通过系统探索Chi和PEO复合体系的可纺性,以及实现规模化制备的途径,取得了良好的研究成果。具体研究内容和相关成果如下：1.无机金属离子介导Chi/PEO复合物可纺性研究首先,在目前常规静电纺丝实验装备条件下,向Chi中加入不同比例PEO组分进行纺丝,发现随着PEO组分显著增加,Chi的可纺性得到改善,在Chi:PEO质量比为1：9时得到连续的、表面光滑的纳米级纤维(直径为150-200 nm)。其次,选择难以实现电纺的Chi/PEO配比条件,分别研究了一、二、三价金属离子(Na+、Ca2+、Fe3+)对该高分子复合溶液可纺性的影响。结果发现,Na+离子在较低浓.更多还原【Abstract】 Biomedical polymer materials are the symbol of social civilization, accompanied with the development of human. Polymers have been widely used on Medicine since 50s in 20th century, when the polymer industry started. Biomedical polymers prepared by electrospinning technology have attracted extensive interests since they have high length/diameter ratio, large specific surface area, high porosity, etc. Nevertheless, there are a large amount of polymer materials which have poor electrospinability or.更多还原 【关键词】 静电纺丝； 可纺性； 金属离子； 壳聚糖； 连续电纺成膜； 生物医用高分子材料； 【Key words】 Electrospinning； Spinnability； metal ions； Chitosan； continuous and large-scale production； Biomedical polymer； 摘要 5-7 Abstract 7-8 第一章 绪论 11-27 1.1 引言 11 1.2 静电纺丝技术 11-20 1.2.1 发展历程 12 1.2.2 研究现状 12-16 1.2.3 基本原理 16-18 1.2.4 影响因素 18-20 1.2.5 主要问题 20 1.3 高分子纤维膜以及生物医学应用 20-25 1.3.1 传统纤维 20-21 1.3.2 纳米纤维膜 21-22 1.3.3 电纺纤维膜 22-23 1.3.4 传统生物医用膜 23-24 1.3.5 生物医用静电纺丝膜 24-25 1.4 课题的提出与研究内容 25-27 第二章 实验材料与测试方法 27-35 2.1 化学试剂 27-30 2.2 实验仪器 30 2.3 材料制备 30-32 2.3.1 高分子溶液的配制 30-31 2.3.2 实验条件 31 2.3.3 样品收集 31-32 2.3.4 样品处理与保存 32 2.4 材料表征 32-35 第三章 无机金属离子介导CHI/PEO复合物可纺性研究 35-51 3.1 引言 35-36 3.2 PEO掺杂Chi溶液的静电纺丝过程 36-37 3.2.1 实验方案 36 3.2.2 实验结果与讨论 36-37 3.3 珠丝现象 37-38 3.4 金属离子对静电纺丝产物微形貌的影响 38-41 3.4.1 实验方案 38-39 3.4.2 实验结果与讨论 39-41 3.5 不同金属离子含量对静电纺丝产物微形貌的影响 41-48 3.5.1 一价金属离子不同含量的影响 41-42 3.5.2 二价金属离子不同含量的影响 42-43 3.5.3 三价金属离子不同含量的影响 43-44 3.5.4 三种金属离子对静电纺丝产物微形貌影响的对比 44-48 3.6 多元金属微量元素掺杂电纺纳米纤维的初步探索 48-49 3.7 本章小结 49-51 第四章 连续规模化制备CHI/PEO复合膜研究 51-63 4.1 引言 51 4.2 实验装置 51-55 4.2.1 中空圆环管道多喷头和球面成膜的静电纺丝制膜装置 51-53 4.2.2 改进后的进料喷头装置 53 4.2.3 改进后的辅助装置 53-54 4.2.4 改进后的收集装置 54-55 4.3 实验方案 55-57 4.4 实验