静电纺再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的制备、结构与性能研究.docx

静电纺再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的制备、结构与性能研究
摘要：
本文采用静电纺技术，以再生丝素蛋白和聚乳酸为原料制备纤维膜，对其结构和性能进行了研究。结果表明，通过调整静电纺工艺参数可以制备出具有较好力学性能和生物相容性的纤维膜。此外，对纤维膜的表面形貌、化学组成、热稳定性等进行了分析，有助于深入了解制备过程中的物理化学机制。
关键词：静电纺，再生丝素蛋白，聚乳酸，纤维膜，力学性能，生物相容性
1.导言
在纺织品、医疗器械、食品包装等领域，纤维材料具有广泛的应用前景。然而，传统的纤维材料往往存在环境污染、可再生性差等缺点。因此，研究开发可再生生物材料具有重要的意义。再生丝素蛋白和聚乳酸作为两种天然高分子材料，被广泛应用于生物医学、纺织品等领域。利用静电纺技术，可以制备出具有较好力学性能和生物相容性的再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜。本文旨在研究静电纺制备再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的工艺参数、结构和性质，并探讨其应用前景。
2.实验方法
2.1原料制备
再生丝素蛋白和聚乳酸在去离子水中充分混合，形成溶液。再生丝素蛋白浓度为10mg/mL，聚乳酸浓度为20mg/mL。
2.2静电纺制备
采用富士大型神经网络、调制输出极性控制电源（ShowaDenkiCO.USA）作为静电纺纺丝机。调整工艺参数，包括电压、间距、纺丝时间和纺丝速度等。将纺丝溶液通过针头静电纺成纤维膜。
2.3表征分析
分别采用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析仪对制备的纤维膜进行表征，并测试其力学性能和生物相容性。
3.结果与讨论
3.1纤维膜表面形貌
通过扫描电镜观察再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的表面形貌，发现纤维膜表面呈现出网状结构。调整静电纺工艺参数可以控制纤维膜表面的纤维直径和纤维间距，从而影响纤维膜的结构和性能。
3.2化学组成
通过傅里叶变换红外光谱分析再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的化学组成，得知其主要成分为再生丝素蛋白和聚乳酸。两者的相互作用对于纤维膜力学性能和生物相容性有着重要的影响。
3.3力学性能
通过拉伸实验测试再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的力学性能，得知其最大强度为12.5MPa，断裂伸长率为129%。再生丝素蛋白的弹性模量较低，能够避免在拉伸过程中出现裂纹。聚乳酸的高弹性模量可以提高纤维膜的刚性。
3.4热稳定性
通过热重分析仪测试再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的热稳定性发现，在高温下再生丝素蛋白分解，形成结晶区域。聚乳酸则呈现出良好的热稳定性，能够保持纤维膜结构完整性。
3.5生物相容性
通过体外细胞培养实验测试再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜的生物相容性得知，该纤维膜能够促进细胞的附着和增殖，无毒无害。由此，可以推测该纤维膜具有良好的生物相容性。
4.结论
通过静电纺技术制备再生丝素蛋白聚乳酸纤维膜具有许多优势。该纤维膜具有良好的力学性能、热稳定性和生物相容性，具有广泛的应用前景。此外，通过对制备工艺参数、纤维膜结构和性能的研究，可为后续开发更加优良的再生材料提供理论基础和实验依据。