聚苯胺對聚乳酸復(fù)合納米纖維膜結(jié)構(gòu)和性能影響的研究.pdf

1、聚苯胺(Polyaniline，PAND因其獨特結(jié)構(gòu)經(jīng)質(zhì)子酸摻雜可獲良好的導(dǎo)電性，近年來成為導(dǎo)電高分子領(lǐng)域的研究熱點。PANI是一種非常有前景的導(dǎo)電聚合物，但由于反應(yīng)控制和加工能力差而使其使用有限。在過去十年間，PANI納米纖維通過制造技術(shù)提高了加工能力和表面積，并且改善了在水溶液中分散的相容性和穩(wěn)定性。采用靜電紡絲技術(shù)制備的PANI納米纖維，比表面積大，表面能及活性高，但可紡性較差，單獨紡絲難以形成連續(xù)穩(wěn)定的納米纖維，通常需要加入其它

2、聚合物進行共混紡絲。本論文利用靜電紡絲技術(shù)制備了PANI摻雜的聚己內(nèi)酯/聚乳酸(polycaprolactone/poly(lactic acid)，PCL/PLA)復(fù)合納米纖維膜。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜分析(FTIR)、示差掃描量熱法(DSC)和X射線光電子能譜分析(XPS)對材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。結(jié)果表明，纖維直徑隨著紡絲溶液濃度增加而增大，隨著電場強度增大而減小;隨著摻雜的PANI含量增加，纖維平均直徑從782nm

3、(PLA/PCL納米纖維)減小到346nm(3％PANI)。隨著環(huán)境濕度增加，纖維表面孔數(shù)量增加。DSC測試結(jié)果可見PLA的熔融峰和冷卻結(jié)晶峰，以及PCL的熔融峰及熔融結(jié)晶峰，PLA的熔融結(jié)晶峰不明顯。電導(dǎo)率測試和XPS測試表明PANI/PCL/PLA納米纖維中PANI為具有導(dǎo)電性的中間氧化態(tài)。
　　通過苯胺單體(aniline，ANI)在PCL/PLA纖維表面原位聚合，形成PANI包覆的具有皮芯結(jié)構(gòu)的納米纖維膜，研究了聚合反應(yīng)時

4、間、苯胺單體含量、等離子處理等因素對纖維表面PANI包覆情況的影響。利用SEM、FTIR、XPS和四探針等測試手段對PCL/PLA@PANI的纖維結(jié)構(gòu)和形貌進行了分析。結(jié)果表明，隨著聚合反應(yīng)時間的增加，PANI在纖維表面包覆的量逐漸增加。經(jīng)等離子預(yù)處理再進行苯胺原位聚合，PANI在纖維表面包覆較為完全，且纖維表面經(jīng)PANI包覆可提高PCL/PLA纖維膜的潤濕性。聚合反應(yīng)2h時纖維膜的電導(dǎo)率可以達到118×10-3S/cm。MTT測試表明

5、，PANI包覆的納米纖維膜具有較好的生物相容性。
　　為了探討多壁碳納米管(MWCNTs)對納米纖維膜導(dǎo)電性和纖維形貌的影響，我們制備了MWCNTs/PANI/PCL/PLA復(fù)合納米纖維支架。通過SEM、XPS和四探針等測試手段對復(fù)合納米纖維的形貌、結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能進行表征。SEM測試結(jié)果表明隨著MWCNTs含量的增加，MWCNTs/PANI/PCL/PLA纖維表面溝槽結(jié)構(gòu)減少;電導(dǎo)率測試結(jié)果表明電導(dǎo)率從1.40×10-5S/cm(

6、PANI/PCL/PLA納米纖維膜)增加至2.32×10-5S/cm(MWCNTs/PANI/PCL/PLA復(fù)合納米纖維膜，MWCNTs添加量為2％);水接觸角測試結(jié)果表明當(dāng)MWCNTs的含量為2％時纖維膜潤濕性最好。細胞增殖測試則表明，不同含量MWCNTs的復(fù)合納米纖維組與PANI/PCL/PLA組及細胞培養(yǎng)板組相比，細胞在MWCNTs復(fù)合納米纖維膜未顯示出細胞毒性，隨著培養(yǎng)時間的增加，細胞在不同含量的MWCNTs復(fù)合納米纖維膜上能夠