聚羥基丁酸酯基纖維改性及酶降解動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文針對(duì)PHB親水性差、結(jié)晶度高、降解速度慢等不足進(jìn)行改性，將PHB和PLLA兩種可降解材料復(fù)合紡絲，通過(guò)調(diào)整PHB、PLLA的復(fù)合比例，達(dá)到控制降解速率和改善材料脆性的目的；分別用具有親水性、生物相容性的聚氧乙烯和聚乳酸-氨基酸共聚物進(jìn)行共混，對(duì)復(fù)合纖維進(jìn)行親水性設(shè)計(jì)，同時(shí)研究了影響材料降解速率的因素，并進(jìn)一步對(duì)復(fù)合纖維進(jìn)行酶降解動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)。 實(shí)驗(yàn)通過(guò)DSC曲線上的玻璃化溫度得知，PHB(Mn=4.0×105)、PLLA(Mη

2、=1.8×105)兩組分任意相容，且共混體系的玻璃化溫度介于兩組分之間，與Fox方程結(jié)論保持大體一致。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，確定了最佳的工藝參數(shù)：紡絲液濃度為6﹪，表觀粘度為740mPa·s，噴絲板溫度為25℃，烘干通道中空氣介質(zhì)的溫度范圍為50℃～55℃之間，卷繞速度為28.48m/min，纖維的拉伸倍數(shù)為3倍，拉伸溫度為110℃，熱定型溫度取為90℃，熱定型時(shí)間為25min。 通過(guò)重量損失、力學(xué)性能以及結(jié)晶度的變化、降解前后外觀形貌的差

3、異等方面研究了纖維的降解性能。隨著降解周期的增加，纖維的重量損失有所增加，斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率都呈下降趨勢(shì)，且當(dāng)降解超過(guò)30天后，斷裂強(qiáng)度出現(xiàn)突躍式下降；降解產(chǎn)物成酸性，用氫氧化鈉溶液滴定，消耗量先增加后下降，這是降解產(chǎn)生的低聚物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水所導(dǎo)致的自加速作用結(jié)果。加入第三相聚氧乙烯或聚乳酸-氨基酸共聚物后，共混體系親水性得到改善，PHB/PLLA/PEO的韌性增加，紡絲工藝更易控制，斷頭率減少；PHB/PLLA/聚乳酸-氨基酸共

4、聚物紡制的纖維力學(xué)性能有所提高。 從失重率、力學(xué)性能的變化、降解外觀形貌三個(gè)角度對(duì)比了5﹪PEO纖維在PBS緩沖液和溶菌酶/PBS兩種環(huán)境中降解情況的差異，討論了底物濃度(纖維濃度)、反應(yīng)時(shí)間對(duì)降解速度的影響，驗(yàn)證了Ghose-Walseth的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合，得出37.5℃條件下，溶菌酶催化水解5﹪PEO纖維的降解動(dòng)力學(xué)可以用P=[Ln(-5.395+92.779[E]0)]t0396方程來(lái)描述。式中：P-降