發(fā)布時(shí)間：2020-10-19 19:51

　　 聚苯胺(Polyaniline,PANI)因其獨(dú)特結(jié)構(gòu)經(jīng)質(zhì)子酸摻雜可獲良好的導(dǎo)電性,近年來(lái)成為導(dǎo)電高分子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。PANI是一種非常有前景的導(dǎo)電聚合物,但由于反應(yīng)控制和加工能力差而使其使用有限。在過(guò)去十年間,PANI納米纖維通過(guò)制造技術(shù)提高了加工能力和表面積,并且改善了在水溶液中分散的相容性和穩(wěn)定性。采用靜電紡絲技術(shù)制備的PANI納米纖維,比表面積大,表面能及活性高,但可紡性較差,單獨(dú)紡絲難以形成連續(xù)穩(wěn)定的納米纖維,通常需要加入其它聚合物進(jìn)行共混紡絲。本論文利用靜電紡絲技術(shù)制備了PANI摻雜的聚己內(nèi)酯/聚乳酸(polycaprolactone/poly(lactic acid),PCL/PLA)復(fù)合納米纖維膜。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜分析(FTIR)、示差掃描量熱法(DSC)和X射線光電子能譜分析(XPS)對(duì)材料的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,纖維直徑隨著紡絲溶液濃度增加而增大,隨著電場(chǎng)強(qiáng)度增大而減小;隨著摻雜的PANI含量增加,纖維平均直徑從782 nm(PLA/PCL納米纖維)減小到346 nm(3%PANI)。隨著環(huán)境濕度增加,纖維表面孔數(shù)量增加。DSC測(cè)試結(jié)果可見(jiàn)PLA的熔融峰和冷卻結(jié)晶峰,以及PCL的熔融峰及熔融結(jié)晶峰,PLA的熔融結(jié)晶峰不明顯。電導(dǎo)率測(cè)試和XPS測(cè)試表明PANI/PCL/PLA納米纖維中PANI為具有導(dǎo)電性的中間氧化態(tài)。通過(guò)苯胺單體(aniline,ANI)在PCL/PLA纖維表面原位聚合,形成PANI包覆的具有皮芯結(jié)構(gòu)的納米纖維膜,研究了聚合反應(yīng)時(shí)間、苯胺單體含量、等離子處理等因素對(duì)纖維表面PANI包覆情況的影響。利用SEM、FTIR、XPS和四探針等測(cè)試手段對(duì)PCL/PLA@PANI的纖維結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,隨著聚合反應(yīng)時(shí)間的增加,PANI在纖維表面包覆的量逐漸增加。經(jīng)等離子預(yù)處理再進(jìn)行苯胺原位聚合,PANI在纖維表面包覆較為完全,且纖維表面經(jīng)PANI包覆可提高PCL/PLA纖維膜的潤(rùn)濕性。聚合反應(yīng)2 h時(shí)纖維膜的電導(dǎo)率可以達(dá)到1.18×10~(-3)S/cm。MTT測(cè)試表明,PANI包覆的納米纖維膜具有較好的生物相容性。為了探討多壁碳納米管(MWCNTs)對(duì)納米纖維膜導(dǎo)電性和纖維形貌的影響,我們制備了MWCNTs/PANI/PCL/PLA復(fù)合納米纖維支架。通過(guò)SEM、XPS和四探針等測(cè)試手段對(duì)復(fù)合納米纖維的形貌、結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能進(jìn)行表征。SEM測(cè)試結(jié)果表明隨著MWCNTs含量的增加,MWCNTs/PANI/PCL/PLA纖維表面溝槽結(jié)構(gòu)減少;電導(dǎo)率測(cè)試結(jié)果表明電導(dǎo)率從1.40×10~(-5) S/cm(PANI/PCL/PLA納米纖維膜)增加至2.32×10~(-5) S/cm(MWCNTs/PANI/PCL/PLA復(fù)合納米纖維膜,MWCNTs添加量為2%);水接觸角測(cè)試結(jié)果表明當(dāng)MWCNTs的含量為2%時(shí)纖維膜潤(rùn)濕性最好。細(xì)胞增殖測(cè)試則表明,不同含量MWCNTs的復(fù)合納米纖維組與PANI/PCL/PLA組及細(xì)胞培養(yǎng)板組相比,細(xì)胞在MWCNTs復(fù)合納米纖維膜未顯示出細(xì)胞毒性,隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加,細(xì)胞在不同含量的MWCNTs復(fù)合納米纖維膜上能夠很好的增殖,且細(xì)胞數(shù)量隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加而逐漸增加。但隨著MWCNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,在復(fù)合納米纖維膜上細(xì)胞吸附和增殖的數(shù)量的差異不明顯。
【學(xué)位單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TQ340.64;TB383.2
【部分圖文】：

胞增殖測(cè)試殖測(cè)試（MTT 分析法）對(duì)細(xì)胞在纖維膜上的增殖情況進(jìn)行檢測(cè)，具體6 mm 的纖維膜圓片置于 96 孔板中，75%的乙醇處理 4 h，紫外照射 2無(wú)菌的 PBS 漂洗 3 次。DMEM 浸泡過(guò)夜，用含有 10%胎小牛血清的纖維細(xì)胞（NIH-3T3）處理為細(xì)胞懸液，以每孔 5×103個(gè)細(xì)胞接種到100 μL。培養(yǎng) 1、4、7 天后，每孔加 MTT 溶液 20 μL，繼續(xù)培養(yǎng) 4 h，0 μLDMSO，振蕩 10 分鐘，使結(jié)晶物充分溶解。選擇 490 nm 波長(zhǎng)，定各孔光吸收值，記錄結(jié)果，以時(shí)間為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)繪討論電紡絲制備了 PNAI 摻雜的 PCL/PLA 復(fù)合納米纖維，研究 PANI 對(duì)。I/PCL/PLA 復(fù)合納米纖維膜的形貌分析：

從而形成的纖維具有褶皺的表面，且表面具有縱向的溝槽和凸結(jié)構(gòu)。度對(duì) PANI 復(fù)合納米纖維膜的形貌影響對(duì)分子質(zhì)量固定以后，聚合物溶液的濃度將會(huì)影響分子鏈在溶液聚合物溶液濃度的增加，分子鏈之間相互穿插交疊發(fā)生纏結(jié)，溶化[73]。圖 2.2 中看出纖維直徑隨著溶液濃度增大而增大，其原因力拉伸時(shí)，隨著溶液濃度增加，溶液分子鏈高度纏結(jié)且受力拉伸成纖維直徑較大。反之，如果分子鏈沒(méi)有有效的纏結(jié)或者纏結(jié)度不能有效抵抗外力的作用而發(fā)生斷裂；同時(shí)，由于聚合物自身的，導(dǎo)致了分子鏈聚集在一起最終形成聚合物珠粒。為了得到直徑形貌的納米纖維，選擇 8%的濃度作為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的紡絲濃度。

射流的半徑將會(huì)減少，最終將導(dǎo)致纖維的直徑隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加而逐漸減少，如圖2.3 所示。如果聚合物溶液的濃度和黏度較低，聚合物分子鏈在電場(chǎng)中取向拉伸時(shí)，就會(huì)斷裂收縮從而形成聚合物珠粒[75,76]。2.3.4 濕度對(duì) PANI 復(fù)合納米纖維的形貌影響在靜電紡絲的環(huán)境下，溶液射流周?chē)慕橘|(zhì)均為空氣，隨著射流表面的溶劑揮發(fā)，其內(nèi)部溶劑由中心向表面擴(kuò)散，表面溶劑的揮發(fā)速度與內(nèi)部溶劑的擴(kuò)散速度之間的競(jìng)爭(zhēng)在一定程度上能夠影響纖維形態(tài)[77]。如果濕度與溶劑的相容性好，增大環(huán)境濕度，會(huì)抑制射流中溶劑的揮發(fā)，使射流過(guò)程中纖維固化的速度減緩；反之，降低環(huán)境濕度溶劑加快揮發(fā)，溶液在射流的過(guò)程中纖維的固化加快[39,78]。如圖 2.4（c）、（d）所示，纖維直徑隨著環(huán)境濕度增加而增大，纖維表面孔的數(shù)量也隨著環(huán)境濕度的增加而增多。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因可能是隨著環(huán)境濕度的增加，射流中溶劑從周?chē)橘|(zhì)中吸收了水分，從而增加了射流的電導(dǎo)率，致使其飛行速度加快。同時(shí)又由于溶劑的揮發(fā)，射流來(lái)不及充分拉伸就固化成纖維，因此纖維直徑有變大的趨勢(shì)。
【參考文獻(xiàn)】

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