DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2020.110245

近年来，丝素蛋白（SF）和聚羟基脂肪酸酯（PHA）因其独特的生物降解性和生物相容性而受到越来越多的关注。旨在将SF或PHA基材料用作生物材料的研究引起了人们的极大兴趣，但是关于SF/PHA复合材料的研究却很少。含不同3-羟基戊酸酯（HV）比例的聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基戊酸酯)（PHBV）共聚物是PHAs中使用最广泛的。在本研究中，采用静电纺丝法制备了SF/PHBV复合纳米纤维。首先探讨了SF/PHBV混合溶液的稳定性。通过傅里叶变换红外（FTIR）光谱研究了由SF溶液和PHBV溶液混合引起的沉淀物的组成。使用扫描电子显微镜（SEM）观察了电纺SF/PHBV复合纳米纤维的形态。纯PHBV、纯SF、SF/PHBV（溶质SF/PHBV的含量比（w/w）为10/1）和SF/PHBV（溶质SF/PHBV的含量比（w/w）为4/1）纳米纤维的平均直径分别为495.12±82.27、67.88±14.52、171.10±40.38和149.70±28.57nm。为探讨静电纺丝参数对电纺SF/PHBV（10/1）复合纳米纤维纺丝稳定性和形态的影响，设计了单变量分析实验。当外加电压为15kV，进料速度为0.3mL/h，针尖到收集器的距离为13cm时，SF/PHBV（10/1）复合纳米纤维具有良好的纺丝稳定性、均匀性和可成型性。除FTIR分析外，还使用X射线衍射（XRD）探究了电纺SF/PHBV复合纳米纤维的结构。随着PHBV含量的增加，SF/PHBV复合纳米纤维的结晶度得以提高。热重分析（TGA）结果表明，SF的热稳定性优于PHBV。随着PHBV含量的增加，SF/PHBV复合纳米纤维的热稳定性下降。

图1.（a）PU/PEG同轴静电纺丝膜的制备过程示意图，（b-f）SEM图像显示了具有不同PEG浓度的PU/PEG同轴静电纺丝膜的形态（b：PU；c：PU/PEG40；d：PU/PEG50；e：PU/PEG60；f：PU/PEG70），（g）TEM图像显示了PU/PEG70同轴静电纺丝纤维的形态，（h-i）纯PEG、纯PU和具有不同PEG浓度的PU/PEG膜

的FTIR光谱图以及（j）WAXD图。

图2.DSC曲线显示（a）纯PU和具有不同PEG浓度的PU/PEG同轴电纺膜的熔融和（b）结晶行为，（c）红外热成像图显示纯PU和PU/PEG同轴电纺膜在90℃加热阶段的表面温度变化，温度随时间的变化如图（d）所示。

图3.纯PU和PU/PEG同轴电纺膜的DMA曲线。（a）储能模量与温度的关系，（b）tanδ与温度的关系，（c）纯PU和PU/PEG同轴电纺膜的拉伸应力-应变曲线，（d）比较不同膜样品之间的拉伸性能，（e）数码照片显示PU/PEG70膜（0.16g）可以承载20g。

图4.（a）数码照片显示PU/PEG同轴电纺膜从暂时弯曲的形状恢复为原始的笔直形状；（b）形状恢复率随恢复时间的增加而演变；（c）示意图显示PU/PEG同轴电纺膜在加热、形状变形、形状固定和形状恢复过程中的微观结构演变。

图5.（a）数码照片显示PU/PEG70微孔膜的宏观定形和形状恢复，（b）透湿性模拟测量。将三种不同状态的PU/PEG70微孔膜覆盖在装有HCl液体的玻璃瓶上，（c）POM图像显示在形状固定和形状恢复过程中PU/PEG70膜的微孔演变，（d）示意图表明记忆效应对PU/PEG微孔膜微孔和透湿性的影响。

图6.（a）在50℃下，红外热图像显示人体表面上棉织物（左）和PU/PEG70微孔膜（右）的温度分布和形状变化。（b）棉织物和PU/PEG70膜的表面温度随时间的变化。（c）具有自适应透气性和热调节功能的PU/PEG同轴电纺膜的示意图。