易丝帮讯 近日,东华大学侯成义等人发明涉及一种相转变温度可控的热响应纳米纤维膜的制备方法,包括:(1)将单体NIPAM和引发剂AIBN重结晶提纯,抽滤并冷冻干燥;(2)将提纯的NIPAM和AIBN与光交联剂ABP混合,通入N2,加热反应,得到PNIPAM溶液;(3)将PNIPAM溶液加入溶剂中,磁力搅拌,析出PNIPAM固体产物,抽滤并干燥,配成PNIPAM纺丝溶液,静电纺丝,紫外光照交联,即得。本法简便易行,制得的纳米纤维膜依靠其温度敏感特性,感知环境并发生响应,能够通过调控其相转变温度,应用于不同的检测场合。
温敏性聚合物在对外界刺激进行检测的过程中也存在一些问题,例如响应速度相对较慢,稳定性较差等。究其原因,主要是温敏性聚合物的聚合度不够好,对临界相转变温度的反应不够准确。李金霞等人选用丝素蛋白海绵少量的聚氧乙烯PEO通过静电纺丝制备取向纤维。制备的取向纳米纤维膜干燥后,用乙醇蒸气进行后处理,使丝素蛋白的构象转变成不溶于水的β-折叠结构,从而获得不溶于水的取向纳米纤维膜。将GO纳米片涂层到取向丝素蛋白纳米纤维膜上,用环境友好的VitaminC作为还原剂还原涂层的GO,赋予其导电性能。但是该方法得到的取向纤维膜并没有任何致动性能。对环境的变化没有任何响应。
该发明所要解决的技术问题是提供一种相转变温度可控的热响应纳米纤维膜的制备方法,由NIPAM合成PNIPAM线性聚合物,通过改变添加剂用量的方式,调控PNIPAM的相转变温度,克服了温敏性聚合物的聚合度不够好,对临界相转变温度的反应不够准确,在对外界刺激进行检测的过程中易出现响应速度较慢,稳定性较差的缺陷。
图1 PNIPAM相转变温度随ABP含量增加的变化情况。
图2 PNIPAM的红外透过率图谱。
图3 (a)40%的PNIPAM静电纺丝(取向交联),(b) 40%的PNIPAM静电纺丝(取向交联)在冷水中溶胀,(c) 40%的PNIPAM静电纺丝(取向交联)遇水溶解为胶状薄膜,(d) 40%的PNIPAM静电纺丝(交联)加热后去溶胀变为白色凝胶状薄膜。
图4 (a) 30%的PNIPAM静电纺丝(未取向未交联)5000倍电镜图;(b) 40%的PNIPAM静电纺丝(未取向未交联)5000倍电镜图;(c) 40%的PNIPAM静电纺丝(取向交联)2000倍电镜图;(d) 40%的PNIPAM静电纺丝(取向交联)5000倍电镜图。
有益效果:(1)该发明的制备方法简便易行,对制备具有温度敏感型的一些特殊材料具有重要的参考价值。
(2)该发明所制备的纳米纤维膜,依靠其温度敏感特性,感知环境并发生响应;在药物释放,分离纯化,组织工程等方面的应用逐渐增多。
(3)该发明所制备的纳米纤维膜,能够通过调控其相转变温度,应用于不同的检测场合,在自检、自测、自我判断和自我处理的新型功能材料研究中具有潜在的应用价值。
附:专利信息
专利名 一种相转变温度可控的热响应纳米纤维膜的制备方法
申请公布号 CN 109385685 A
申请公布日 2019.02.26
申请号 201811331985 .0
申请日 2018 .11 .09
申请人 东华大学
发明人 侯成义 刘芮 孟俊行 王宏志 李耀刚 张青红