水滴模板法制备聚乳酸微纳米纤维薄膜

编号：NMJS06905

篇名：水滴模板法制备聚乳酸微纳米纤维薄膜

作者：段宪法 李玲 于永建

关键词： 聚乳酸 水滴模板法 微纳米纤维膜 表面形貌 直径分布 孔隙率

机构： 中北大学

摘要： 目的采用水滴模板法制备聚左旋乳酸(PLLA)微纳米纤维薄膜,研究聚合物溶液浓度和环境湿度(相对湿度)对微纳米纤维形貌和直径的影响。方法在不同质量浓度(10、25、50mg/mL)的PLLA/四氢呋喃(THF)溶液和不同环境湿度(40%、50%、60%、70%)条件下,通过水滴模板法制备PLLA微纳米纤维薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的表面形貌进行观察,用Image J软件对电镜照片中的微纳米纤维进行直径测量,计算平均直径,并统计直径分布。由纤维的平均直径计算薄膜表面积与体积之比。用密度法计算薄膜的孔隙率。结果水滴模板法制备的PLLA微纳米纤维薄膜具有光滑连续的三维网络状结构,其直径范围可控制在200~1000 nm之间,孔隙率>90%,表面积与体积比在6~8μm-1左右。直径随着聚合物溶液浓度的增加而变大,随环境湿度的增高先减小后增大,孔隙率和表面积与体积比的变化规律与直径相反。结论 PLLA三维微纳米纤维结构形成的主要机理是,水滴模板过程中溶剂的快速挥发引起孔壁温度急剧降低,导致热致相分离。在环境温度为25℃,THF为溶剂,溶液用量为50μL及气体流量为300m L/min的动态气氛条件下,采用水滴模板法制备PLLA微纳米纤维膜的适宜条件为:溶液浓度25mg/mL,环境湿度50%。该条件下获得的微纳米纤维直径分布范围为200~900 nm,平均直径为476 nm,薄膜孔隙率以及表面积与体积之比分别为96.7%和8.4μm-1。