一種聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及膜技術(shù)及制備領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米纖維具有超高的比表面積、極大長徑比、高孔隙率和高表面凝聚力，作為優(yōu)良的膜材料在許多領(lǐng)域已成功應(yīng)用。用作過濾分離材料，納米纖維材料過濾效率高、空氣阻抗低，用作過濾介質(zhì)具有天然的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)所要過濾物質(zhì)的形狀大小，有效降低過濾材料通道和孔洞的尺寸，就能大幅提高過濾效率。用作生物醫(yī)藥材料，用于組織工程、傷口愈合、藥物釋放和傳送，還可制備納米級的仿生纖維，這種纖維可以制成繃帶，促進(jìn)傷口愈合后可被人體自然吸收降解。用作能源材料，已成功地作為高分子電池、光電電池和質(zhì)子交換原料電池的材料。用作增韌復(fù)合材料，納米纖維會制成納米復(fù)合材料，相對于同樣材質(zhì)的微米纖維，如碳纖維、玻璃纖維、芳綸纖維等，納米纖維具備更好的機(jī)械性能。用作傳感材料，至今為止，納米纖維已廣泛研究用于氣體傳感器、液體傳感器、化學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器以及生物傳感器，高比表面積所提高的傳感器的靈敏度，以及能夠?qū)Ρ粰z測材料具有非?？焖俚捻憫?yīng)速度，是納米纖維膜組裝的傳感器的兩大優(yōu)勢。用作國防和反恐材料，某些聚合物納米纖維對戰(zhàn)爭中毒劑的高敏感性使其成為化學(xué)和生物毒素探測的理想材料，其檢測水平可達(dá)十億分之幾的微量濃度，目前這方面的研究主要集中在各種生化武器試劑俘獲和去污能力的改性納米纖維界面方法等?？梢姡{米纖維在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高科技領(lǐng)域具有很好的開發(fā)前景和應(yīng)用優(yōu)勢。
[0003]靜電紡絲是制備納米纖維重要的技術(shù)手段，其生產(chǎn)過程可分流體帶電、形成Talor錐、細(xì)化的射流、不穩(wěn)定的射流和納米纖維的接收五個部分。處于針筒中的紡絲液，在重力、紡絲液與針頭的附著力和自身表面張力的作用下，形成懸掛在針頭出口的液滴，外加電極時，這些紡絲液滴的表面就會帶上電荷，紡絲液滴表面電荷之間的庫侖力與表面張力相反。當(dāng)電場強(qiáng)度增大時，電荷庫侖力大于液滴表面張力，帶電液滴的曲率會發(fā)生變化，被拉長變成錐形，這種形狀被稱為泰勒錐。當(dāng)電場強(qiáng)度增大到紡絲液滴足以克服其表面張力時，在針頭形成噴射流，噴射流在電場力的作用下，發(fā)生分裂、不穩(wěn)定的鞭打、溶劑的揮發(fā)等現(xiàn)象，最終在接收板上固化形成納米纖維。
[0004]聚乙稀醇(Polyvinyl Alcohol，簡稱PVA)是一種無毒、無味的合成高分子材料，形狀有片狀、絮狀或粉末狀固體三種形態(tài)，分子結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，是一種具有一定結(jié)晶度的半結(jié)晶性聚合物。由于PVA分子鏈內(nèi)含有大量的輕基，分子內(nèi)和分子間都很容易形成氫鍵，大量的氫鍵使其具有良好的水溶性、生物相容性和反應(yīng)性。目前將PVA和動物奶相結(jié)合的納米纖維膜制備方法未見，而動物奶的生物降解性、生物相容性已經(jīng)得到證實(shí)，將PVA和動物奶結(jié)合起來制作成納米纖維膜，可以擴(kuò)展該材料的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種既具有良好保健功能又具有良好降解性能的納米纖維膜。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┑囊环N聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜的制備方法，包括:
[0007]a)提供聚乙烯醇溶液；
[0008]b)將所述聚乙烯醇溶液與動物奶混合，得到紡絲溶液；
[0009]c)將所述紡絲溶液通過靜電紡絲，得到聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜。
[0010]優(yōu)選的，步驟a)具體為:
[0011]將聚乙烯醇與溶劑在封閉條件下混合均勻，得到聚乙烯醇溶液。
[0012]優(yōu)選的，所述在封閉條件下混合均勻具體為:
[0013]將所述聚乙烯醇與溶劑注入封閉的第一容器中，并將所述第一容器在水浴中進(jìn)行磁力攪拌，得到聚乙烯醇溶液；
[0014]或，
[0015]將所述聚乙烯醇與溶劑注入開放的第二容器中，將所述第二容器密封，并將所述第二容器置于水浴中進(jìn)行磁力攪拌，得到聚乙烯醇溶液。
[0016]優(yōu)選的，所述水浴的溫度為40?100°C ;攪拌時間為2?5小時，攪拌速度設(shè)定為70?100轉(zhuǎn)/分。
[0017]優(yōu)選的，所述聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為5wt%? 15wt%。
[0018]優(yōu)選的，步驟b)中所述聚乙烯醇溶液與動物奶的重量比為(70?99): (1?30)。
[0019]優(yōu)選的，步驟c)具體為:
[0020]cl)調(diào)節(jié)紡絲溫度為20_25°C，濕度為50% -70% ；
[0021]c2)將步驟b)得到的紡絲溶液在第一條件下進(jìn)行靜電紡絲，得到預(yù)制件；所述第一條件具體為靜電紡絲設(shè)備的注射器出口端距接收板的距離為10-30cm，紡絲電壓為10-30kV，紡絲速度為(λ 1-lmL/h ；
[0022]c3)將所述預(yù)制件干燥，得到得到聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜。
[0023]優(yōu)選的，所述步驟c2)中的接收板表面還包括一層基材，所述注射器出口端距所述基材的距離為10-30cm。
[0024]本發(fā)明還提供了一種所述的制備方法制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜。
[0025]優(yōu)選的，所述聚乙烯醇和動物奶的重量比為(70?99): (1?30)。
[0026]優(yōu)選的，所述多孔吸附材料為活性炭、泡沫金屬和多孔陶瓷中的一種或多種。
[0027]本發(fā)明提供了一種聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜，包括:a)提供聚乙烯醇溶液；b)將所述聚乙烯醇溶液與動物奶混合，得到紡絲溶液；c)將所述紡絲溶液通過靜電紡絲，得到聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜。更進(jìn)一步的本發(fā)明還保護(hù)了上述制備方法制備的納米復(fù)合膜。由于本發(fā)明提供的納米纖維膜中包括了動物奶，而動物奶主要成分是果糖和葡萄糖，兩者含量合計約占70%，動物奶有豐富的礦物質(zhì)，有較好的保健和醫(yī)療價值。牛奶為完全蛋白質(zhì)食品，對腦髓和神經(jīng)的形成及發(fā)育有重要作用。牛奶脂肪中膽固醇含量比肉、蛋類低，具有降低體內(nèi)膽固醇的功效。又因為動物奶是天然可生物降解的材料，所以使本發(fā)明制備的納米纖維膜具備生物降解性。
【附圖說明】
[0028]圖1本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為90/10的電鏡圖；
[0029]圖2本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為90/10的纖維直徑分布圖；
[0030]圖3本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為80/20的電鏡圖；
[0031]圖4本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為80/20的纖維直徑分布圖；
[0032]圖5本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為70/30的電鏡圖；
[0033]圖6本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜PVA/牛奶為70/30的纖維直徑分布圖；
[0034]圖7本發(fā)明提供的實(shí)施例3制備的聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜聚乙烯醇與動物奶的含量與直徑大小對應(yīng)的直線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0036]本發(fā)明提供了一種納米纖維膜的制備方法，以動物奶作為改性材料與聚乙烯醇混合制備納米纖維膜，具體包括以下步驟:
[0037]a)提供聚乙烯醇溶液；
[0038]b)將所述聚乙烯醇溶液與動物奶混合，得到紡絲溶液；
[0039]c)將所述紡絲溶液通過靜電紡絲，得到聚乙烯醇/動物奶納米纖維膜。
[0040]按照本發(fā)明，所述