聚酰亚胺/多壁碳纳米管杂化纳米纤维的制备与性能研究

为研究“一步法”制备的多壁碳纳米管(MWCNTs)杂化聚酰亚胺(PI)纳米纤维的结构和性能,采用静电纺丝技术,以聚酰亚胺纤维(P84)和MWCNTs为原料,制备了平均直径为(196.61±108.56)nm的多级结构MWCNTs杂化PI纳米纤维膜(PI/MWCNTs),并对其结构和性能进行表征。结果表明,首先,将P84纤维(分解温度为620℃)溶解后再经静电纺丝,制备的PI纳米纤维化学结构未发生改变,分解温度(590℃)略微降低,但热稳定性依然很好;然后,随着MWCNTs的加入,与纯PI纳米纤维相比,在不影响其化学结构和热稳定性的情况下,杂化纳米纤维直径逐渐降低,结构规整性提高,因而Tg(312℃)略有提升,适当加入MWCNTs还可显著提高材料的力学性能,当MWCNTs的质量分数为0.5%时,杂化纤维膜的拉伸强度较纯PI纳米纤维膜提高了65%。

PEG大分子硅氧烷制备药物缓释杂化纳米纤维膜

采用Jones试剂对聚乙二醇(PEG)进行修饰并合成端基为-Si(OEt)3的PEG大分子硅氧烷,将其与TiO2溶胶进行共水解缩合,制得PEG/SiO2-TiO2杂化纺丝液。在杂化纺丝液中加入头孢唑啉钠,经静电纺丝法制备载药杂化纳米纤维膜。对杂化电纺纤维膜的结构与形态进行了表征,并研究了其药物释放性能。红外光谱(FT-IR)研究了PEG大分子硅氧烷合成机理和产物结构;扫描电镜(SEM)照片显示,纳米纤维的平均直径约为115 nm,载药纳米纤维平均直径约为130 nm;紫外可见光(UV-Vis)光谱分析表明,载药纤维的初期释放速度较快,随时间推移释放速率逐渐降低,具有良好的药物缓释性能。

静电纺有机/无机杂化纳米纤维载药体系的构建及其生物医学应用

纳米纤维具有极大的比表面积、可控的多孔二级结构等一系列优良特性,使其在环境保护、能源利用、催化剂、药物载体、组织工程支架材料等领域得到了广泛应用。通过静电纺技术制备的纳米纤维主要有有机纳米纤维、无机纳米纤维、以及有机/无机杂化纳米纤维3类。结合作者课题组之前的研究成果积累,综述了各种不同的静电纺有机/无机杂化纳米纤维载药体系的构建及其生物医学应用。着重介绍了如何将药物负载在无机纳米颗粒(埃洛石、锂皂石、羟基磷灰石、介孔二氧化硅等)的表面或内部并进而和高分子混纺形成双载体纳米载药纤维的过程和相关药物缓释机理,并探讨了有机/无机杂化纳米纤维载药体系的生物医学应用,尤其是在抗菌和抗肿瘤方面的治疗应用。文章最后对该领域的研究方向和前景作了展望。

载银纳米粒子温度响应性杂化纳米纤维膜的制备与表征

首先采用自由基溶液聚合法合成了由N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺共聚形成的具有温度响应性的聚合物,然后在不使用还原剂和表面活性剂等小分子化合物的情况下,通过紫外光原位还原聚合物水溶液中溶解的Ag NO3,制得含银纳米粒子(Ag NPs)的纺丝液。最后采用静电纺丝法并结合热处理工艺制备了载Ag NPs的杂化纳米纤维膜。电子显微分析结果表明,制得的膜由无规排列的、直径为452 nm且粗细均匀的纳米纤维组成,粒径约4 nm的Ag NPs均匀地分布在纳米纤维中。膜在水介质中有良好的稳定性和显著的温度响应性。当水介质温度从25℃升高到50℃,其面积收缩率为约50%,相转变温度在38℃左右。

掺杂羧基化碳纳米管的纳米碳纤维前驱体的制备及表征

为获得结构完整、性能优良的纳米碳纤维前驱体,采用静电纺丝法制备了掺杂羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维.用扫描电子显微镜、偏振红外光谱、透射电子显微镜、拉曼光谱及拉伸性能测试等对杂化纳米纤维的微观结构和力学性能进行了研究,分析了MWCNTs含量的影响.实验结果表明,5%(质量分数)的MWCNTs掺杂量为杂化纳米纤维直径的突变点,且MWCNTs的加入有利于PAN分子链的取向,MWCNTs在PAN纤维中大体上沿纤维轴向取向分布.3%MWCNTs/PAN杂化纳米纤维的拉伸强度和拉伸模量分别达到88.6 MPa和3.21 GPa.