DOI: 10.3390/ma14092459
聚乳酸和脂肪族聚氨酯是可生物降解的合成聚合物,广泛用作再生医学植入物和组织工程支架材料。在本文中,作者详细研究了聚氨酯/聚乳酸共混物电纺纤维的制备工艺。探究了所用溶剂(二甲基甲酰胺(DMF))和稀释剂(丙酮和二氯甲烷(DCM))对上述混合物流变参数和静电纺丝的影响。流变学研究表明,聚氨酯/聚乳酸共混物主要具有非牛顿特性,受稀释剂的影响比较大。在加入DCM或丙酮后,含有50wt%或更多聚氨酯的溶液粘度降低,而聚乳酸质量分数较大的溶液在加入DCM后粘度更高,加入丙酮后粘度降低。本文详细阐述了优化后的静电纺丝工艺,对所制备的纤维进行了比较,其直径为250nm-1µm。纯丙酮会使静电纺丝过程恶化,但混合物中DCM含量越高,则制备的纤维越细且排列越整齐。
图1.PU溶液的流量曲线(a),粘度曲线(b):红色线PU/DMF,黑色线2DMF/1丙酮,蓝色线2DMF/1DCM,绿色线1DMF/1DCM。
图2.80/20 PU/PLDL溶液的流量曲线(a),粘度曲线(b):红色线80/20/DMF,黑色线2DMF/1丙酮,蓝色线1DMF/1丙酮,绿色线1DMF/2丙酮。
图3.50/50 PU/PLDL溶液的流量曲线(a),粘度曲线(b):红色线50/50/DMF,黑色线2DMF/1DCM,蓝色线2DMF/1丙酮,绿色线1DMF/1丙酮,紫色线1DMF/2DCM。
图4.20/80 PU/PLDL溶液的流量曲线(a),粘度曲线(b):红色线2DMF/1DCM,黑色线1.4DMF/1DCM,蓝色线20/80/DMF,绿色线1.1DMF/DCM,紫色线1.44DMF/1丙酮,深绿色线2DMF/1丙酮,黄色线1.1DMF/1丙酮。
图5.PLPL溶液的流量曲线(a),粘度曲线(b):红色线3DMF/1DCM,黑色线2DMF/1DCM,蓝色线PLDL/DMF,绿色线1.5DMF/1DCM,紫色线3DMF/1丙酮,深绿色线2DMF/1丙酮,黄色线1.5DMF/1丙酮。
图6.聚氨酯电纺丝纤维的SEM图像。针直径:DMF,2:1丙酮,2:1DCM,1:1DCM—0.6mm;1:2DCM—0.45mm。
图7.PU/PLDL 80/20电纺丝纤维的SEM图像。针直径:DMF—0.8mm;2:1丙酮,2:1DCM—0.45mm,1:1DCM,1:2DCM—0.6mm。
图8.PU/PLDL 50/50电纺丝纤维的SEM图像。针直径:DMF,2:1丙酮,3:1DCM,2:1DCM—0.6mm;1:1DCM—0.8mm。
图9.PU/PLDL 20/80电纺丝纤维的SEM图像,针直径0.6mm。
图10.PLDL电纺丝纤维的SEM图像,针直径0.6mm。
图11.由丙酮稀释棉液静电纺丝制备的纤维的厚度。
图12.由二氯甲烷稀释棉液静电纺丝制备的纤维的厚度。
图13.由DMF棉液(无需稀释)静电纺丝制备的纤维的厚度。