DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.07.064

纤维素纳米晶体（CNCs）、蓖麻油（CO）和再生聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）被用于为可再生原料和全球生产的再生聚合物增加价值，通过可持续的方法制备由纳米和亚微米（超薄）级纤维组成的纤维膜。通过对rPET（与CO、CNCs或CNCs/CO混合）的静电纺丝制备了由定向（旋转收集器）和非定向（静电收集器）纳米纤维/超薄纤维组成的生物基电纺膜。接触角结果表明，由非定向纤维组成的CNC垫表面是亲水的，而由定向纤维组成的CNC膜表面则具有疏水性。在非定向纤维组成的膜中，PET/CO/CNC的存储性能和杨氏模量分别约为纯rPET的11倍和10倍。当以纤维排列的优先方向为特征时，PET/CO/CNC垫的模量和拉伸强度值均高于PET/CNC。该电纺膜由具有多种性能的环保原材料制成，可通过使用的收集器类型以及是否将CO和CNC与rPET混合进行调节，在膜分离工艺和生物医学应用等多个领域中具有广阔的应用潜力。

图1.PET、蓖麻油酸甘油三酸酯（CO主要成分）与CNCs的分子间相互作用。

图2.使用固定式纤维收集器制备的电纺垫的SEM图像和纤维直径频率直方图。

图3.（a）电纺膜PET/CO/CNC的TEM图像显示了在纤维内部存在CNCs（请参见指向其中一些的白色箭头），以及（b）使用旋转滚筒纤维收集器制备的电纺垫的纤维直径频率直方图、SEM图像、相应颜色编码图像、AI和APO。

图4.水滴与垫子表面之间的接触角的时间依赖性以及水滴的相应照片：（a）PET、PET/CO、PET/CNC和PET/CO/CNC和（b）PETA、PET/COA、PET/CNCA和PET/CO/CNCA。

图5.电纺垫的存储模量（在30℃时）：（a）来自固定纤维收集器[误差从±0.9（PET/CO）到±8.9（PET/CO/CNC）]；（b）来自旋转滚筒纤维收集器：纤维排列的首选方向（“dir”），纤维排列的垂直方向（“perp”）[误差范围为±0.2（PET/CNCAperp）至±26.4（PET/CO/CNCAdir）]。

图6.电纺垫的Tg值：（a）固定式纤维收集器[误差从±0.1（PET）到±0.8（PET/CO）]和（b）旋转滚筒纤维收集器：纤维排列的首选方向（“dir”），纤维排列的垂直方向（“perp”）[误差从±0.1（PET/CO/CNCAperp）到±0.3（PETAdir）]。

图7.电纺垫的极限拉伸强度：（a）固定式纤维收集器[误差从±0.1（PET/CO和PET/CO/CNC）到±0.5（PET/CNC）]和（b）旋转滚筒纤维收集器：纤维排列的首选方向（“dir”），纤维排列的垂直方向（“perp”）[误差范围为±0.1（PET/CNCAperp）至±0.7（PET/CO/CNCAdir）]。

图8.电纺垫的弹性模量：（a）固定式纤维收集器[误差从±2.1（PET）到±46.1（PET/CO/CNC）]和（b）旋转滚筒纤维收集器：纤维排列的首选方向（“dir”），纤维排列的垂直方向（“perp”）[误差从±0.1（PET/COAperp）到±12.0（PET/CO/CNCAdir）]。

图9.电纺垫的断裂伸长率：（a）固定式纤维收集器[误差从±0.1（PET/CNC）到±6.6（PET/CO）]和（b）旋转滚筒纤维收集器：纤维排列的首选方向（“dir”），纤维排列的垂直方向（“perp”）[误差从±0.1（PET/CNCAdir）到±32.2（PET/COAperp）]。