溫度響應性雙面納米纖維的制備和性能

溫度響應性納米纖維是一種用靜電紡絲工藝制備的智能納米纖維，其平均直徑小于1000 nm[1] 溫度是容易改變和控制的環(huán)境條件，因此這類(lèi)智能納米纖維在生物醫學(xué)、傳感與檢測、分離與純化、自動(dòng)化等領(lǐng)域有廣闊的應用前景[2,3] 主要的溫度響應性納米纖維有三種：第一種，是在聚合物納米纖維表面接枝溫度響應性聚合物制備的納米纖維[4]，可響應環(huán)境溫度變化改變表面的親疏水性 這種溫度響應性納米纖維在油水分離等方面有潛在的應用價(jià)值[5]；第二種，是以溫度響應性聚合物為成纖聚合物制備的納米纖維[6]，響應環(huán)境溫度變化時(shí)不僅改變表面的親疏水性，在水中還發(fā)生收縮或溶脹，可應用在生物醫學(xué)領(lǐng)域[7,8]；第三種溫度響應性納米纖維，在環(huán)境溫度變化發(fā)生形態(tài)改變，在智能微驅動(dòng)器等方面有潛在的應用前景[9] 對前兩種溫度響應性納米纖維研究的較多，對后一種的研究較少[9] 他們采用并列靜電紡絲工藝制備了由聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)和甲基丙烯酸酯類(lèi)共聚物(poly(MMA-co-BMA))構成的雙面納米纖維 這種納米纖維在低溫(0℃)下處于卷曲形態(tài)，在40℃變?yōu)樯熘毙螒B(tài)，這種溫度響應具有可逆性 目前低溫下處于伸直形態(tài)、升溫后變?yōu)榫砬螒B(tài)的溫度響應性納米纖維，還未見(jiàn)報道 這種智能納米纖維不僅在智能微驅動(dòng)器等方面有更高的潛在應用價(jià)值，還可利用其卷曲形成的纖維之間的纏結作用制備可注射水凝膠以取代傳統的可注射化學(xué)交聯(lián)水凝膠[10] 傳統的可注射化學(xué)交聯(lián)水凝膠有毒和韌性差，且其穩定性不高和拉伸強度較低[11] 鑒于此，本文采用自由基共聚反應合成分子側鏈帶可引發(fā)光交聯(lián)反應的二苯基甲酮基團的溫度響應性聚合物(poly(NIPAM-co-ABP)， PNA)和用甲基丙烯酸縮水甘油酯改性聚乙烯醇(PVA)，制備分子側鏈帶可光交聯(lián)的甲基丙烯酰氧基團的PVA(MPVA)，然后以PNA和MPVA為成纖聚合物分別配制紡絲液采用并列靜電紡絲和紫外(UV)光輻照相結合的工藝制備一種具有雙面結構的納米纖維，研究紡絲工藝條件對雙面納米纖維產(chǎn)率及其平均直徑的影響以及在水中的穩定性溫度響應性 1 實(shí)驗方法1.1 實(shí)驗用原料 N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)(純度99%)，使用前用體積比為1∶1的正己烷/甲苯混合溶劑進(jìn)行重結晶純化 聚乙烯醇(PVA)(聚合度為1700，醇解度為88%)、甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)(分析