聚碳酸亚丙酯_壳聚糖纳米纤维复合三维多孔支架的构建与性能

万方数据

万方数据

￡＝坼，（坼＋Ｋ）＝（ｍ２－ｍ３－ｍ。）／（＿ｍ１－ｍ３）。分别计算每个样品的孔隙率。

体内埋植实验：

兔骨髓间充质干细胞的分离、培养与传代：采用全骨髓贴壁法。具体如下所述：取４周龄新西兰大白兔空气注射耳缘静脉法处死，体积分数为７５％乙醇浸泡１０ｍｉｎ，再用体积分数为７５％乙醇、３％碘酒消毒兔双侧上下肢，铺无菌洞巾，无菌条件下取兔双侧肱骨、尺桡骨、股骨和胫腓骨，剔除骨表面附着的肌肉组织及骨干骺端，分离完毕将其置入小烧杯中。在超净台内用无菌５ｍＬ注射器抽取不含胎牛血清的ＤＭＥＭ培养液反复冲洗骨髓腔三四次，充分吹打均匀，将冲洗液收集到离心管中，低速离心１０００ｒ，ｍｉｎ×５ｍｉｎ，弃去上清液，加入含有体积分数为１０％胎牛血清的细胞培养液重悬细胞。用无菌１ｍＬ皮试针吸取溶液制成单细胞悬液，在光学显微镜下用血球计数板计数，以５×１０９Ｌ＿１密度接种于２５ｃｍ２塑料培养瓶中，置于３７℃，体积分数为５％Ｃ０２的恒温培养箱中，２４－４８ｈ后在倒置显微镜下观察细胞贴壁情况，多数细胞贴壁生长且轻微摇晃瓶身见细胞不易脱落后，在超净台内首次全量换液（每次全量换液都加入含有体积分数为１０％胎牛血清的培养液），弃去未贴壁细胞，以后每３ｄ全量换液一次。原代培养１０～１２ｄ，Ｅ右，贴壁细胞已贴满培养瓶，呈成纤维细胞样生长。用３７℃预热的０．２５％胰酶室温下消化原代细胞，光学显微镜下见贴壁细胞基本挛缩后，加入新鲜完全培养液终止消化，用吸管吹打成单细胞悬液，按１：２比例传代，接种于两个２５ｃｍ２培养瓶中，以后每８－１０ｄ细胞贴满培养瓶，按１：３比例传代。每次换液弃去未贴壁细胞，纯化骨髓间充质干细胞。定期观察，换液。实验采用第３代细胞。

将制各好的ＰＰＣ一１５／ＣＳＮＦ支架复合骨髓间充质干细胞后埋入６只新西兰大白兔大腿皮下，分别于１，２个月后取出材料，经戊二醛乙醇等处理后冻干，用扫描电镜观察细胞生长情况。

主要观察指标：①ＰＰＣ及ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架微观形貌、孔径大小、孔的连通性及纳米纤维尺寸。②不同质量浓度ＰＰＣ多孔支架及ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架的孔隙率大小。③不同质量浓度ＰＰＣ多孔支架及ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架的压缩模量大小。④新西兰大白兔体内埋植ＰＰＣ一１５／ＣＳＮＦ多孔支架后的细胞生长情况。

设计、实施、评估者：实验设计为第一、二作者，实施为第一作者，评估为第三、四作者。

２结果

２．１多孔支架的扫描电镜观察

ＰＰＣ多；子Ｌ支架的扫描电镜观察：采用石蜡微球为致孔｜ｓｓＮ１６７３－８２２５ｃＮ２１—１５３驯ＲｃｏＤＥＮ：ｚＬＫＨＡＨ剂，溶液浇铸，粒子沥滤法制各ＰＰＣ多孔支架。图１ａ，ｂ为ＰＰＣ多孔支架的扫描电镜图，图１ｃ为石蜡微球的扫描电镜图。从图中可以看出ＰＰＣ多孔支架由石蜡微球致孔剂形成Ｆ３－子Ｌ大小为３００－５００ｕｍ，并且内孔高度连通。

ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多；子Ｌ支架的扫描电镜观察：采用相分离原位复合技术制备的ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架见图２。

３８７５

万方数据

从图２中可以看出壳聚糖纳米纤维的直径为５０－５００ｎｍ，均匀穿插分布于ＰＰＣ多孔支架的大孔内。壳聚糖纳米纤维的引入不仅可以提高支架的生物活性，壳聚糖纳米纤维在ＰＰＣ内孔形成的稳定三维网络结构还将有利于细胞的黏附以及促进细胞的诱导分化。２．２多孔支架孔隙率测定不同质量浓度的ＰＰＣ及ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架的孔隙率见图３。

从图３中可以看出，多孔支架的孔隙率随着ＰＰＣ质量浓度的增加而略微降低，但ＰＰＣ复合三维壳聚糖纳米纤维后孔隙率几乎保持不变。并且所有的多孔支架其孔隙率均大于９０％，已达到组织工程的应用要求。

２．３多孔支架压缩模量测定图４为不同质量浓度的ＰＰＣ及ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架的压缩模量。

从图４中可以看出：多孔支架的压缩模量随着ＰＰＣ质量浓度的增加而增大，当ＰＰＣ质量浓度为１５０ｇ／Ｌ时可高达１５．２６ＭＰａ；引入ＣＳＮＦ后，所有ＰＰＣ／ＣＳＮＦ复

３８７６合多孔支架的压缩模量都几乎保持不变。

２．４ＰＰＣ／ＣＳＮＦ多孔支架体内埋植扫描电镜观察图５为ＰＰＣ一１５／ＣＳＮＦ支架在新西兰大白兔大腿皮下埋植１，２个月后的细胞生长图片。

由图５ａ，ｂ可以看出：１个月后支架孔内的细胞已经分化为软骨细胞，并且细胞黏附于壳聚糖纳米纤维上。由图５ｃ，ｄ观察出：２个月后支架孔内已经几乎被细胞完全覆盖，大多数细胞呈多边形伸展，并形成细胞复层。

３讨论

组织工程支架应该具有高孔隙率和高度连通的大孔及微孔结构，以便大量细胞的快速迁徙及营养成分和代谢产物能顺利输送【２９。３０Ｊ。实验中制备ＰＰＣ多孔支架具有９０％以上的孔隙率ｇｕ３００－５００ｕｍ的大孔结构，并且内孔保持高度连通，此结构有利于细胞的快速迁徙及营养物质和细胞代谢物的顺利运输。

为了更有利于细胞种植、黏附、增殖和分化，组织工程支架应该模仿天然的细胞外基质结构。研究表明天然细胞外基质主要由蛋白多糖和胶原纤维组成，直径为５０－５００ｎｍ的胶原纤维构成纳米纤维网，细胞正是通过这种纳米结构的外基质和周围的环境发生相互作用【３１。３２】。通过相分离原位复合技术制得的ＰＰＣ／ＣＳＮＦ复合多孔支架，壳聚糖纳米纤维的直径为５０－５００ｎｍ，均匀穿插分布于ＰＰＣ多孔支架的大孔内，具有模仿天然细胞外基质的三维网络结构，有利于细胞

Ｐ．Ｏ．Ｂｏｘ１２００，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１，１０００４

ｃｎ．ｚｇｌｃｋｆ，ｃｏｍ

万方数据

万方数据

聚碳酸亚丙酯/壳聚糖纳米纤维复合三维多孔支架的构建与性

能

作者：陈昊东， 赵剑豪， 曾戎， 屠美， 查振刚， Chen Hao-dong， Zhao Jian-hao， Zeng Rong， Tu Mei， Zha Zhen-gang

作者单位：陈昊东,Chen Hao-dong(暨南大学理工学院材料系,广东省广州市,510632)， 赵剑豪,曾戎,屠美,Zhao Jian-hao,Zeng Rong,Tu Mei(暨南大学理工学院材料系,广东省广州市

,510632;人工器官及材料教育部工程研究中心,广东省广州市,510632)， 查振刚,Zha Zhen-

gang(人工器官及材料教育部工程研究中心,广东省广州市,510632;暨南大学第一附属医院骨

科,广东省广州市,510630)

刊名：

中国组织工程研究与临床康复

英文刊名：JOURNAL OF CLINICAL REHABILITATIVE TISSUE ENGINEERING RESEARCH

年，卷(期)：2010,14(21)

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本文读者也读过(1条)

1.段开文.赵利芬.李承文.陈庆华.马丽丽.李娜娜.Duan Kai-wen.Zhao Li-fen.Li Cheng-wen.Chen Qing-hua.Ma Li-li.Li Na-na壳聚糖和葡甘聚糖生物膜制备及体外性能[期刊论文]-中国组织工程研究与临床康复2010,14(21)

本文链接：https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html,/Periodical_xdkf201021020.aspx

纳米纤维支架

International Journal of Biological Macromolecules 48 (2011) 571–576 Contents lists available at ScienceDirect International Journal of Biological Macromolecules j o u r n a l h o m e p a g e :w w w.e l s e v i e r.c o m /l o c a t e /i j b i o m a c Fabrication of chitosan/poly(caprolactone)nano?brous scaffold for bone and skin tissue engineering K.T.Shalumon a ,K.H.Anulekha a ,K.P.Chennazhi a ,H.Tamura b ,S.V.Nair a ,?,R.Jayakumar a ,? a Amrita Center for Nanosciences and Molecular Medicine,Amrita Institute of Medical Sciences and Research Centre,Amrita Viswa Vidyapeetham,Kochi 682041,India b Faculty of Chemistry,Materials and Bioengineering and High Technology Research Centre,Kansai University,Osaka 564-8680,Japan a r t i c l e i n f o Article history: Received 15December 2010 Received in revised form 18January 2011Accepted 24January 2011 Available online 1 February 2011Key words:Chitosan Tissue engineering Poly(caprolactone)Nano?bers Contact angle a b s t r a c t Chitosan/poly(caprolactone)(CS/PCL)nano?brous scaffold was prepared by a single step electrospinning technique.The presence of CS in CS/PCL scaffold aided a signi?cant improvement in the hydrophilicity of the scaffold as con?rmed by a decrease in contact angle,which thereby enhanced bioactivity and protein adsorption on the scaffold.The cyto-compatibility of the CS/PCL scaffold was examined using human osteoscarcoma cells (MG63)and found to be non toxic.Moreover,CS/PCL scaffold was found to support the attachment and proliferation of various cell lines such as mouse embryo ?broblasts (NIH3T3),murine aneuploid ?bro sarcoma (L929),and MG63cells.Cell attachment and proliferation was further con?rmed by nuclear staining using 4 ,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI).All these results indicate that CS/PCL nano?brous scaffold would be an excellent system for bone and skin tissue engineering. ? 2011 Elsevier B.V. All rights reserved. 1.Introduction Tissue engineering,a combination of principles of engineering and life sciences to improve tissue function has evolved decades ago [1].The main aspect of tissue engineering is the develop-ment of a suitable scaffold which can mimic the extra cellular matrix.Natural extra cellular matrix is a combination of proteo-glycans (glycosaminoglycans)and ?brous proteins.Certain speci?c requirements of the scaffolds for tissue reconstruction are ade-quate pore size for cell seeding,diffusability throughout the matrix,and biodegradability.The design of a scaffold involves the selec-tion of a suitable material which is biodegradable,biocompatible as well as non toxic to the cells,selection of a suitable method/type of scaffold which can provide better surface for cell attachment,proliferation and differentiation.The extra cellular environment formed on nano?bers compared to that on solid-walled surfaces has led to the report of increased cellular attachment with several cell lines including osteoblastic cells [2,3],?broblasts [4],normal rat kidney cells,smooth muscle cells [5],neural stem cells [6],and embryonic stem cells [7].This increased attachment across various cell types provides tissue engineers,a potential tool to generate functional tissues in shorter time frames than would be possible on more traditional scaffolds.As of now so many nat- ?Corresponding authors.Tel.:+914842801234;fax:+914842802020.E-mail addresses:nairshanti@https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html, (S.V.Nair), rjayakumar@https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html, ,jayakumar77@https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html, (R.Jayakumar).ural and synthetic polymers as well as their blends have been tried in this case.A wide variety of polymers are used in fabri-cating scaffolds viz-poly(lactic acid)[6],poly(glycolic acid)[8,9],poly(lactic-co-glycolic acid)[10],poly(caprolactone)[11],or natu-ral ones such as collagen [12],gelatin [13],silk [14]and chitosan [15,16].Recently there is seen a growing interest in the produc-tion of scaffolds by using natural polymers like chitin [17,18],chitosan [19,20],alginate [21],collagen [22],gelatin [23–25]etc.,due to their non-toxicity,enhanced biocompatibility,cell adhe-sion and proliferation.Since the use of natural polymers have certain disadvantages like low stability,toxic degradation products which can be harmful to the cells,the natural polymers are often blended with synthetic polymers [26,27].Also this have enhanced mechanical properties,degradation stability and enhanced af?n-ity to the cellular components.Chitin and chitosan have been used as scaffolds due to their biodegradability,hydrophilicity,non-antigenicity,non-toxicity,antimicrobial activity,bio adherence and cell af?nity,which make chitosan the ideal candidate for uses in a wide range of applications [28–31].The scaffold material in our study is a blend of chitosan and polycaprolactone nano?bers obtained by single step electrospinning.In this technique the poly-mer solution is pumped through a syringe,forms ?bers when high electric ?eld is applied.When the applied ?eld overcomes the sur-face tension of the polymer solution,the polymer forms continuous ?laments and can be collected in a collector which is grounded.Many properties of PCL such as thermal degradation,hydrophilic-ity,biodegradability and mechanical properties can be improved by incorporation of CS in PCL [32].The blend of the both polymers 0141-8130/$–see front matter ? 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.doi:10.1016/j.ijbiomac.2011.01.020

聚碳酸亚丙酯改性研究进展_高建

收稿：２０１３－０５－３０；修回：２０１３－０７－ ０３；基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１２１００１）；作者简介：高建，四川大学高分子材料专业２０１３届博士生； ＊通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌ：ｑｉａｎｇ ｆｕ＠ｓｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．聚碳酸亚丙酯改性研究进展 高　建，张　琴，陈　枫，王　柯，邓　华，白红伟，傅　强＊ （四川大学高分子科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室，成都　６１００６５ ） 摘要： 聚碳酸亚丙酯（ＰＰＣ）是一种新型的完全生物可降解二氧化碳基塑料。ＰＰＣ的合成不仅是二氧化碳资源合理利用的有效途径之一，而且有望实现传统塑料的部分替代。本文针对制约ＰＰＣ规模化应用的核心问题：力学性能和热性能差，从ＰＰＣ化学改性、共混改性和增强改性三个方面出发，综述了近年来ＰＰＣ的基本现状和综合性能改善的研究进展，探讨了目前ＰＰＣ改性研究中存在的问题，并且提出了ＰＰＣ高性能化的突破口，为ＰＰＣ的应用提供了理论指导。最后，对ＰＰＣ改性研究及其未来发展进行了展望。 关键词： 聚碳酸亚丙酯；玻璃化转变温度；力学性能；热稳定性引言 高分子材料以其质轻、质柔、易加工、产品实用美观等优点应用于生产、生活、科研和国防等各个领域，在人类社会进步的潮流中有着举足轻重的地位。然而，高分子材料在给人类社会带来巨大物质财富的同时， 也带来了两个日益严峻的问题：环境污染和资源短缺。一方面，传统高分子合成的原料来源于不可再生的石油资源；另一方面，传统高分子不仅很难在自然条件下降解，而且其回收利用的实际效果也相当有限。因此，开发可降解高分子是实现环境和资源可持续发展的必然趋势。其中，生物可降解高分子 已成为世界各国研究的热点［ １，２］ 。ＰＰＣ是一种以二氧化碳（ＣＯ２） 和环氧丙烷为原料共聚而成的完全生物可降解高分子［３］ ，具有优异的常温柔韧性、生物相容性、透明性、阻隔性等特性。ＰＰＣ在包装、 板材、餐具、医疗、农膜地膜等领域蕴含着巨大的潜在应用。在全球工业化迅猛发展的今天，ＰＰＣ成为一种成本较低且具有“双向”功能的绿色环保塑料，即一方面在生产过程中大量消耗廉价的温室气体ＣＯ２，实现了石油资源的合理替代；另一方面在使用后又能通过生物降解而减小环境污染。此外，随着合成工艺的逐步完善和新型催化剂的大规模应用，其相对较低的成本将进一步降低，这势必将提高其在性价比上与传统塑料（如聚烯烃）的竞争力。尽管ＰＰＣ的产业化仍处于初级阶段，但有理由相信ＰＰＣ将拥有广阔的市场前景并成为最有希望的环保塑料 之一。因此近年来，对ＰＰＣ的研究已经成为国际关心的热点。 １　聚碳酸亚丙酯的性能与发展瓶颈 １．１　聚碳酸亚丙酯的性能 人类已经成功实现了将ＣＯ２变为生物可降解塑料的梦想。作为一种新型的脂肪族聚酯，ＰＰＣ具有优异的生物可降解性、生物相容性、透明性、柔韧性和气体阻隔性等特性。同时，ＰＰＣ的成本较其它生物 可降解塑料要低，且大量利用了ＣＯ２（ 其含量超过４０％）［４］ 。ＰＰＣ的分子主链结构不对称，且柔顺性较好，属于完全非结晶塑料，它的玻璃化转变温度仅为３５℃左右，力学性能极低，断裂伸长率极高，类似于橡胶，拉伸后具有较强的形变回复性。此外，ＰＰＣ的熔融加工温度约１００℃以上，在１７０℃附近就出现明显的热降解。 ·８６· 高 分 子 通 报２０１３年９月　 DOI:10.14028/https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html,ki.1003-3726.2013.09.016

纤维素纳米纤维

纤维素纳米纤维 众所周知，植物的基本组成单位是细胞，其主要结构为纤维素纳米纤维，纤维素纳米纤维是拉伸纤维素链的半结晶纤维束。纤维素纳米纤维不仅纤细，而且纤维素分子链可以拉伸和结晶，所以其质量仅为钢铁的1/5，强度却是钢铁的5倍以上。另外，其线性热膨胀系数极小，是玻璃的1/50，而且其弹性模量在-200～200℃范围内基本保持不变。弹性模量约140GPa，强度2～3GPa。不同于石油基材料，作为生物基材料，更环保。 图1 纳米纤维素微观结构作为下一代工业材料或绿色纳米材料，目前已在全世界积极地开展有关制造和利用这种纤维素纳米纤维的研究。用木材浆粕等植物类纤维材料制造纤维素纳米纤维的各种方法相继被开发出来。在低浓度（约百分之几）下进行的浆粕纤维分解技术有高压高速搅拌方法、微射流法、水中逆流碰撞法、研磨机研磨法、冷冻粉碎法、超声波分丝法、高速搅拌法和空心颗粒粉碎法等。纤维素纳米纤维重要的特征是可以用所有的植物资源作为原料。除木材外，还可以从稻杆和麦杆等农业废弃物、废纸、甘蔗和马铃薯的榨渣，以及烧酒气体等的工业废弃物中制得直径为10～50nm的纳米纤维。如果有效利用轻薄且宽域分布的生物资源的特点，则可以制造和利用取自唾手可得资源的高性能纳

米纤维。日本等发达国家已经实现了纤维素纳米纤维的工业化生产。轻量、强度高的纤维素纳米纤维作为复合材料，可制造汽车零部件和家电产品外壳、建筑材料等；利用气体阻隔性可制造屏障薄膜；利用其透明性可制作显示器和彩色滤光器、有机EL基板、太阳能电池板等；利用耐热性可制造半导体封装材料和柔性基板、绝缘材料等；利用黏弹性能，可生产化妆品、药品、食品、伤口敷料如细胞培养基材、分离器和过滤器以及特殊功能纸张等。在石油工程领域，纳米纤维素凝胶可作为井下流体助剂，不发生体积收缩；可用于钻井液降滤失剂、页岩抑制剂、增稠剂等，改善相关流体的性能。《石油工程科技动态》所有信息编译于国外石油公司网站、发表的论文、专利等，若需转载，请注明出处！中国石化石油工程技术研究院战略规划研究所

孟跃中聚碳酸亚酯多元醇在涂料中的应用

孟跃中聚碳酸亚酯多元醇在涂料中的应用 1聚碳酸亚酯多元醇的合成及性能特点 聚碳酸亚酯多元醇由二氧化碳与环氧类单体共聚合而得到的一类脂肪族聚碳酸酯 多元醇，由20世纪60年代末日本井上祥平等人首次合成[1]。根据使用的催化剂不同，可以得到不同性能的聚碳酸亚酯多元醇，如窄分子量分布、高分子量、分子链结构规则的聚碳酸亚酯多元醇等。由于二氧化碳活性低，难以活化，所用催化荆的效率普遍较低，已有的研究工作主要集中于新型聚合催化剂的开发方面。经过多年的发展，相关研究取得较大进展。是初，日本井上祥平使用的二乙基锌催化剂的催化效率只有几克到十几克每克催化剂：1989年，陈立班等开发出催化效率达到40 g/g的职金属催化剂；1999年，王献红等开发出效率在50～100 g/g的稀土类催化剂：1999年．M. Ree开发出效率达到64 g/g的戊二酸锌催化剂；2002年，孟跃中开发出效率达到180 g/g的负载型戊二酸锌催化剂；2009年，吕小兵等开发出效率达到千克每克的手性催化剂，催化手性环氧丙烷和二氧化碳共聚；2010年，王献红等又开发出效率达到52 kg/g的双金属稀土复合催化体系（产品中碳酸酯含量仅为43%左右）。经过40年的发展，二氧化碳聚合技术与当初相比，已经有了较大的发展。 聚合物的结构决定其性能，二氧化碳与不同种类环氧单体进行共聚，可以改变二氧化碳共聚酯主链单体单元碳原子个数及侧链基团的性质，从而得到不同力学、热学、亲水疏水性能以及降解性能的聚合物。 从表l可以看出，聚丁烯琥珀酸酯(PBC)、聚环氧环己烷碳酸酯(PCHC和聚苯乙烯碳酸酯(PStC)的力学性能优于聚碳酸亚乙酯多元醇(PEC)和浆碳酸亚丙酯多元醇(PPC)，但是用于这些聚合物共聚的环氧单体比较难得到，难于实现工业化生产。而合成PEC、PPC所需的单体为环氧丙烷和环氧丙烷，较容易取得。因此，PEC和PPC是目前研究最多，也是最接近工业化生产要求的脂肪族聚碳酸酯。 2聚碳酸亚酯多元醇的应用现状 聚碳酸亚酯多元醇中C02含量一般占31%～50%，C02的充分利用不仅大大降低对上游原料石油的消耗，还对缓解环境污染中最严重的问题——C02排放而导致的“温室效应”，有积极作用[3].同时，聚碳酸亚酯多元醇具有完全可生物降解能力，不会对环境造成污染，是目前研究最为深入也是最有工业化前景的环保材料之一。我国在聚碳酸亚酯多元醇研究领域的绝对优势为其产业化发展提供了良机。目前国内主要研发单位有中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院广州化学研究所、中国科学院兰州物理化学研究所等。 聚碳酸亚酯多元醇具有良好的透明性、高阻隔性、生物兼容性的特点，可通过塑料改性加工成注塑，挤出制品、吹塑制品或纤维制品，能替代医药、食品和农业等领域使用的诸多包装制品，其中主要是做一次性塑料制品，如黏结剂、药物缓蚀剂、包装薄膜、发泡材料以及多层共挤高阻隔性薄膜。除了以上应用，聚碳酸亚酯多元醇还可用于涂料、灌浆防水材料、

纳米纤维

纳米纤维的研究应用及其成型技术 闫晓辉化工学院材料学110030324 摘要：当聚合物纤维的尺度从微米或亚微米级降至纳米级时，就会显示出某些奇特的物理和生化性能。本文阐述了纳米纤维的基本特性，列举了相关的一些前沿应用进展，并介绍了制备纳米纤维的几种成型工艺。 关键词：纳米纤维，应用，成型技术 一、纳米纤维的概述 纤维对大家来说是十分熟悉的，如日常生活中作为服装材料用的羊毛、蚕丝、亚麻、棉花等都是天然纤维；20世纪出现的化学纤维工业，为人类提供了各种各样的合成纤维和人造纤维；还有金属纤维、矿物纤维和陶瓷纤维等。作为纤维有两个明显的几何特征：第一是纤维有较大的长度/直径比，例如蚕丝和化学纤维的长丝都可认为长度/直径比趋于无穷大；第二是纤维的直径必须比较细，这是出现一定柔韧性所必需的。传统普通纤维材料的直径多为5～50μm；最新开发的超细纤维直径可达0.4～4μm。由此可见，超细纤维也仅是与蚕丝直径相当或稍细的纤维，其直径绝对值只能达到微米或亚微米级，还不是真正意义上的超细纤维。 纳米是一个长度单位，1nm=10-9m。纳米量级一般是指1～100nm的尺度范围。纳米科技的发展，将会给纤维科学与工程带来新的观念。对纳米纤维定义其直径是1～100nm的纤维，即一维纳米材料。纳米纤维按获取途径可以分为天然纳米纤维和人造纳米纤维。纳米纤维(nanofiber)从广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。后者是目前国内外开发的热点；采用性能不同的纳米颗粒，可开发阻燃、抗菌、抗静电、防紫外线、抗电磁屏蔽等各种功能性纤维[1]。而对于前者，才是真正意义上的纳米纤维（一维纳米材料），由于其极大的比表面积和表面积－体积比所表现出的特殊性能，日益引起科学家们的重视。天然纳米纤维由生物体产生。生物体内的大分子，如核酸（DNA 及RNA）、蛋白质、纤维素及多糖，在生命活动中起着决定作用。一些科学家认为，阐明生命科学中的高分子化学基础或者高分子化学模拟是高分子化学今后的主要研

纳米纤维概述

纳米纤维概述 1.纳米纤维的概念 纳米纤维是指直径处在纳米尺度范围(1～100nm)内的纤维，根据其组成成分可分为聚合物纳米纤维、无机纳米纤维及有机/无机复合纳米纤维。纳米纤维具有孔隙率高、比表面积大、长径比大、表面能和活性高、纤维精细程度和均一性高等特点，同时纳米纤维还具有纳米材料的一些特殊性质，如由量子尺寸效应和宏观量子隧道效应带来的特殊的电学、磁学、光学性质[1]。纳米纤维主要应用在分离和过滤、生物及医学治疗、电池材料、聚合物增强、电子和光学设备和酶及催化作用等方面。 2.纳米纤维的制备方法 随着纳米纤维材料在各领域应用技术的不断发展,纳米纤维的制备技术也得到了进一步开发与创新。到目前为止，纳米纤维的制备方法主要包括化学法、相分离法、自组装法和纺丝加工法等。而纺丝加工法被认为是规模化制备高聚物纳米纤维最有前景的方法,主要包括静电纺丝法、双组份复合纺丝法、熔喷法和激光拉伸法等。 2.1静电纺丝法 静电纺丝法是近年来应用最多、发展最快的纳米纤维制备方法[2-4]，其原理是聚合物溶液或熔体被加上几千至几万伏的高压静电，从而在毛细管和接地的接收装置间产生一个强大的电场力，随着电场力的增大，毛细管末端呈半球状的液滴在电场力的作用下将被拉伸成圆锥状，即泰勒锥。当外加静电压增大且超过某一临界值时，聚合物溶液所受电场力将克服其本身的表面张力和黏滞力而形成喷射细流，在喷射出后高聚物流体因溶剂挥发或熔体冷却固化而形成亚微米或纳米级的高聚物纤维，最后由接地的接收装置收集。利用静电纺丝法可制备得到多种聚合物纳米纤维,而采用不同的装置可收集获得无序排列的纳米纤维毡或定向排列的纳米纤维束,也可制备空心结构、实心结构、芯--核结构的纳米纤维,满足其在不同领域的应用需要。 2.2双组份复合纺丝法 双组份复合纺丝法制备超细纤维主要以海岛型和裂片型复合纤维为主[5-7]，其原理是将两种聚合物经特殊设计的分配板和喷丝板纺丝，制备海岛型或裂片型的复合纤维。将海岛型复合纤维中的“海”组份利用溶剂溶解去除或者将裂片型复合纤维进一步裂解后，即得到超细纤维。双组份复合纺丝法的关键技术是喷丝板的设计，选择不同规格的喷丝板，能够制备得到不同形态和尺寸的超细纤维[8]。Fedorova等[9]以PA6为“岛”，PLA为“海”，利用复合纺丝法制备得到PA6/PLA 复合纤维，然后选择溶剂将作为“海”组分的PLA基体相去除，最终获得尺寸为微纳米级的PA6纤维。研究发现，当“岛”的数量增加至360个时，制备所得纳米纤维的直径为360nm。 海岛型纺丝法要求设备精度比较高，要求海与岛组分要在同一个轴向上，而且海的组分的聚合物溶出也影响纤维成型的品质。但海岛纺丝机成本较高、较复杂，匹配的海、岛纤维也不易找寻，目前为止还无法大批量生产。

聚碳酸亚丙酯(PPC)项目策划方案

聚碳酸亚丙酯（PPC）项目 策划方案 规划设计/投资分析/实施方案

摘要 聚碳酸亚丙酯，英文全称Polypropylenecarbonate，英文缩写PPC。又称为聚甲基乙撑碳酸酯，它是以二氧化碳和环氧丙烷为原料合成的一种完全可降解的环保型塑料。 该聚碳酸亚丙酯（PPC）项目计划总投资15871.66万元，其中：固定资产投资11547.61万元，占项目总投资的72.76%；流动资金4324.05万元，占项目总投资的27.24%。 本期项目达产年营业收入29132.00万元，总成本费用22744.52 万元，税金及附加270.15万元，利润总额6387.48万元，利税总额7538.66万元，税后净利润4790.61万元，达产年纳税总额2748.05万元；达产年投资利润率40.24%，投资利税率47.50%，投资回报率30.18%，全部投资回收期4.81年，提供就业职位438个。

聚碳酸亚丙酯（PPC）项目策划方案目录 第一章项目概论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标

第二章项目建设背景 一、项目承办单位背景分析 二、产业政策及发展规划 三、鼓励中小企业发展 四、宏观经济形势分析 五、区域经济发展概况 六、项目必要性分析 第三章项目规划分析 一、产品规划 二、建设规模 第四章选址方案评估 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价

基于MXene复合纳米纤维支架的可穿戴电容压力传感器用于人体生理信号采集

ACS Appl. Mater. Interfaces：基于MXene复合纳米纤维支架的可穿戴电容压力传感器用于人体生理信号采集 DOI: 10.1021/acsami.0c05819 近年来，具有柔性、生物相容性和可拉伸性的高灵敏度压力传感器在可穿戴电子设备和智能皮肤领域引起了广泛关注。然而，要同时实现传感器的高灵敏度和低成本化，并获得最佳的机械稳定性和超低的检测极限，以用于精细的生理信号监测设备，是一个相当大的挑战。针对上述问题，本文报道了一种用于超低压测量的高灵敏度、高可靠性电容压力传感器（CPS）的简易制备方法，通过将MXene （Ti3C2Tx）/聚偏二氟-三氟乙烯（PVDF-TrFE）复合纳米纤维支架（CNS）夹在生物相容性聚（3，4-亚乙基二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）/聚二甲基硅氧烷（PDMS）电极之间作为介电层。所制备的传感器具有0.51 kPa-1的高灵敏度和1.5 Pa的最低检测限。此外，它还可以在较宽的压力范围（0-400 kPa）内实现线性传感，即使在超高压（大于167 kPa）下也能在10000次循环期间实现较高的可靠性。与原始PVDF-TrFE纳米纤维支架相比，通过MXene 负载可提高纳米纤维基传感器的灵敏度，从而将介电常数提高至40，压缩模量降低至58％。该传感器可通过监测生理信号（脉搏率、呼吸、肌肉运动和眼部抽搐）来确定患者的健康状况，是下一代人机界面设备的良好候选设备。

图https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html,S基压力传感器的制备过程和结构。（a）展示CNS基压力传感器的制备过程示意图。（b）CNS的TEM图像，显示单层和多层MXene纳米薄片。插图为高分辨率的TEM，显示与MXene（002）平面相对应的0.93 nm的层间距。（c）照片显示不同MXene浓度的CNS和制成的传感器。（d）CNS的FESEM 图像，插图显示更高放大倍率下的形态。（e）复合纳米纤维的EDS图显示了C、F、O和Ti元素。

聚碳酸亚丙酯(PPC)纤维膜的制备及其热性能 研究

Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 567-572 Published Online May 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html,/journal/ms https://https://www.wendangku.net/doc/8e9697897.html,/10.12677/ms.2018.85066 Preparation and Thermal Performance of Polypropylene Carbonate (PPC) Fiber Membrane Rongxian Jin, Man Xi, Haomiao Zhao, Haoyi Yang, Yao Wu, Jingyi Wu Materials and Textile Engineering College, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang Received: May 4th, 2018; accepted: May 20th, 2018; published: May 28th, 2018 Abstract Polypropylene carbonate (PPC) is a biodegradable polymer material which synthesized from car-bon dioxide as a raw material, as a two-way environmental protection material, has a wide range of application prospects. In this paper, PPC fiber membranes were prepared by electrospinning. The concentration of the spinning solution and the inner diameter of needles were adjusted through the exploration of the fixed pushing speed, the receiving distance, the voltage and the re-ceiving roller rotation speed to determine the technological parameters of the fiber membrane with the best preparation performance. The structure, fiber diameter, morphology and thermal stability of the PPC fiber membrane were analyzed by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). The re-sults showed that when the concentration of the spinning solution was 10%, the diameter of the fiber membrane prepared was the finest and uniform, and the thermal stability was the best. This paper provided a new material for medical dressings, diapers, and other applications. Keywords Electrospinning, Polypropylene Carbonate (PPC) Fiber Membrane, Fiber Diameter, Process Parameter, Thermal Property 聚碳酸亚丙酯(PPC)纤维膜的制备及其热性能 研究 金荣仙，席曼，赵浩淼，杨浩艺，吴峣，吴静怡 嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴

聚碳酸亚丙酯多元醇说明书

聚碳酸亚丙酯多元醇 【分子式】 其中R为有机基团，f为2、3或4，x、n为正数。 【生产方法简介】 采用原创性的、具有自主知识产权的高效二氧化碳聚合催化剂及聚合工艺，以二氧化碳、环氧丙烷作为原料，通过共聚制备而成。 【性质】 淡黄色粘稠液体，易溶于丙酮、苯、氯仿，不溶于水、醇及醚类溶剂。 【产品技术指标】 外观淡黄色粘性液体 分子量2000-5000 粘度4000-8000 mPa.s/25℃ 羟值28～56 PH 0.2～6.0 水份0.05％ 密度 1.14 【特性及用途】 聚碳酸亚丙酯多元醇是聚酯型聚氨酯主要原料之一。我公司采用国际领先技术，以独创的催化剂将二氧化碳和环氧丙烷共聚合成脂肪族聚碳酸亚丙酯多元醇，该产品属脂肪类聚碳酸酯系列聚酯。广泛应用于生产浇注型（CPU）、热塑型（TPU）聚氨酯弹性体，单组份、多组份聚氨酯粘合剂，合成革树脂，鞋用聚氨酯树脂，泡沫等多种聚氨酯产品。该产品生产的聚氨酯弹性体，耐磨、耐油、耐低温，耐水解，且化学性能稳定，具有优良的机械加工性能，同时以其合成的聚氨酯产品耐水解性高于普通聚酯，物理机械性能高于聚醚多元醇，已被广泛用于密封圈、传送带、齿轮带、矿用筛板、耐磨衬垫、传送胶辊、印刷胶辊、砻谷胶辊、无声齿轮、汽车防震缓冲块，低速轮胎等的制造，是当今理想的像塑工程材料之一。 以其制成的合成革、人造革，因有微孔结构，使之有良好的手感和透气性，又具有质轻而强韧的特点，其低温柔软性、耐磨性能、耐水解性等特别优良；以其制成的鞋用聚氨酯树脂生产的鞋底，具有耐水解、高强度、高韧性、耐磨损、耐弯折等特点，被广泛用于中高档皮鞋、旅游鞋、运动鞋、耐寒鞋的生产中。 由于其具有优良的全生物降解性能，其生物降解性能与纸、植物纤维等相近，可广泛应用于生产农膜、超市购物袋、家电缓冲泡沫包装等领域。另外，该产品具有高阻燃性，可广泛应用于建筑防火阻燃、隔热材料等领域。 【储运要求】 镀锌铁桶包装，每桶净重240公斤，常温储存，保质期6个月。

基于软骨衍生的细胞外基质cECM-PCL杂化纳米纤维支架的制备及其在软骨组织中的应用

Mater. Des.：基于软骨衍生的细胞外基质cECM/PCL杂化纳米纤维支架的制备及其在软骨组织中的应用 DOI:10.1016/j.matdes.2020.108773 衍生自脱细胞组织和器官的细胞外基质（ECM）已在各种临床前和临床应用中用作生物支架。但是，缺乏机械性能和形状可控性是一个缺点。相比之下，合成聚合物可以很容易地设计出具有良好机械性能的支架，但它们的生物功能有限。在这项工作中，研究者探索了一种合成电纺软骨细胞外基质（cECM）和聚己内酯（PCL）复合纳米纤维膜的新方法。软骨是一种致密的组织，难以进行静电纺丝。为了克服这个问题，将软骨切成薄片，磨成粉末，然后分解成较松散的结构。与电纺PCL相比，cECM/PCL（质量比50:50）杂化纳米纤维表面光滑，薄且均匀，具有增强的机械性能和润湿性。同时，cECM/PCL纳米纤维膜中cECM 的存在显著促进了体外软骨细胞的增殖，有利于体内软骨的再生。以上结果表明，具有良好机械性能和生物相容性的cECM/PCL纳米纤维膜有望成为软骨再生的支架材料。此外，这项工作为合成用于其他组织的ECM基杂化纳米纤维支架提供一种方便且经济的方法。 图1.软骨衍生的细胞外基质的制备示意图。

图2.cECM/PCL杂化纳米纤维膜的制备过程示意图。 图3.去细胞前后软骨片的整体图（A）和组织学染色（B）。去细胞软骨粉和软骨衍生的细胞外基质的整体视图（C）和SEM（D）图像。比例尺：200μm。

图4.电纺cECM、cECM/PCL（70:30）、cECM/PCL（50:50）和PCL纳米纤维膜的SEM图像。比例尺：2μm。 图5.cECM、cECM/PCL（50:50）和PCL纳米纤维膜的化学和热学特性，（A）ATR-FTIR分析、（B）XRD图谱和（C）TGA曲线。

纳米纤维技术介绍

纳米纤维技术介绍 1．纳米纤维 纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料,纳米是一个长度单位,其符号为nm，为1毫米的百万分之一(l nm=1×10-6 mm)。图1可以直观的比较人类头发（0.07-0.09 mm）与纳米纤维直径的差别。 图1 纳米纤维直径尺度示例 2 纳米纤维的应用与优势 纳米纤维在众多领域都有应用的优势，这些优势被近年来大量的学术论文报导，同时受到了产业界的重视，一些产品已经在市场上广泛的应用。这些领域包括：空气过滤、液体过滤、能源/电池隔膜、生物医学、药物缓释控释、健康和个人防护、环境保护、吸声材料、食物和包装等等。 纳米纤维作为过滤材料的优势：纳米纤维在空气过滤和液体过滤材料领域已有市场化的产品，其进入中国市场的方式均为原装进口。为确保技术壁垒相关企业虽在国内建立了全资子公司，但不设纳米纤维过滤材料生产线。相关产品有唐纳森公司Torit? DCE?除尘器、燃汽轮机过滤器GDX?、汽车引擎过滤器PowerCore?，唐纳森公司宣称其产品具有无可替代的性能。另有美国贺氏（H&V）公司FA6900NW、FA6901NW、FA6900NWFR系列空气过滤滤料，以及H&V公司一些型号不明的滤料也

有使用纳米材料。 纳米纤维非织造材料对亚微米颗粒的过滤效率是常规的微米纤维非织造材料（无纺布）所无法比拟的。这一特性决定了纳米纤维在空气中颗粒污染物的分离（电子工业、无菌室、室内环境净化、新风系统、工业高效除尘等）和液体中颗粒污染物的分离（燃油滤清器、水处理等）相关领域具有广阔的应用前景。 （1）纳米纤维直径小——孔隙尺寸小、过滤效率高 过滤材料通常为纤维平面非织造材料（纤维无纺布），随着纤维直径的减小，单位面积内的纤维根数显著增加，纤维未搭接处形成的孔隙尺寸显著减小，过滤效率明显提升（如图2所示）。对于常规过滤材料很难拦截的PM 2.5污染物有很高的拦截效率。 图2 纤维直径与孔隙尺寸和过滤效率之间的关系（2）纳米纤维比表面积大——对细微颗粒的吸附能力强 纤维直径减小，纤维比表面积增大。相同的聚合物形成纤维后，比表面积(s)与纤维直径(d)的关系式为：ds1∝,其关系服从图3中的曲线。可知，纤维直径从10 μm减小到100 nm（0.1 μm）时，纤维的比表面积增加至原来的1000倍。 比表面积的增大，增加了颗粒与纤维接触而被吸附的几率，特别是对常规过滤材料无法过滤的100-500 nm的微细颗粒的捕捉与分离，纳米纤维滤料是常规滤料无法比拟的，可以捕获PM2.5污染物中粒径最细小的颗粒。

纳米基础知识考试题

介绍几种纳米材料的制备方法 气相反应法可分为：气相分解法、气相合成法及气-固反应法等 液相反应法可分为：沉淀法、水热、溶剂热法、溶胶-凝胶法、反相胶束法等。 溶胶凝胶技术是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，在经热处理而成氧化物或其他化合物固体的方法。步骤：溶胶的制备。溶胶凝胶转化。凝胶干燥。 纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法 真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。 物理粉碎法 通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 机械球磨法 采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。 化学方法 气相沉积法 利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。 沉淀法 把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。 水热合成法

高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。 溶胶凝胶法 金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。 微乳液法 两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。 1、论述纳米纤维素的主要制备方法及产物特点 纳米纤维素（Nanocelluloe, NC）是以纤维材料作为原料，通过化学、物理或生物处理的途径制备的具有一维纳米尺寸的纤维素材料，它具有纤维素的基本结构、性能以及纳米颗粒的典型特性，如：密度低，来源于可再生原料，可生物降解，弹性模量高达140 GPa，有利于对其进行表面改性等。巨大的比表面积、较高的杨氏模量、超强的吸附能力和高的反应活性，使纳米纤维素具有一些特有的光学性质、流变性能和机械性能。这些特性使其具有广泛的应用价值，可以作为纳米复合材料中的增强材料，以及用于医药、包装、造纸、食品添加剂、油漆涂料、地板、建材等领域。 生物质纳米纤维素的制备方法主要包括强酸水解法、机械分离法、化学预处理结合机械分离法和酶处理结合机械分离法等,. 强酸水解法主要指利用浓硫酸[37]、浓盐酸等强酸处理生物质纤维素,水解掉无定形区物质,保留结晶区的结构完整性,制得长度较短、结晶度较高的纳米纤维素晶须。在利用硫酸的水解过程中,会一定程度上在纳米纤维素晶须的表面引入少量负电荷。这些负电荷间的静电斥力可帮助纳米纤维素晶须均勾的分散在水中。所得晶须具有非常高的比表面积,使其在与聚合物复合时,能够与聚合物形成充足的接触面积,进而起到较好的增强作用。 机械分离法主要包括高压匀质处理、高速研磨处理、高速搅拌处理以及高强度超声处理等。高压匀质处理I48'49]主要是通过均质机内的匀质阀突然失压形成空穴效应和高速冲击,产生强烈的剪切作用,将生物质纤维素机械纤,制得纳米纤维素。这一方法可以批量化生产纳米纤维素,存在的主要问题在于所得纳米纤维素的尺度并不均匀。此外,在纳米纤维素制备过程中,匀质机容易堵塞,为此对通入均质机中的纤维素样品的尺寸要求较高,不宜过大。 高速研磨处理[59]是将纤维素注入到静态磨石与动态磨石之间,在研磨机工作后,动态磨石高速旋转,与静态磨石间产生强烈的剪切作用力,将磨石中间的纤维素“剪开”,制得纳米纤