DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.10.181

聚乳酸（PLA）是一种新型可生物降解材料，广泛应用于医药、石化、一次性产品等领域，近年来在快速发展的农业生产中发挥着重要作用。本研究通过同轴静电纺丝将尿素包封在聚乳酸纤维内，成功制备了纳米级缓释尿素的纤维材料。研究了不同浓度PLA和尿素对纤维膜制备的影响，以及不同浓度的pH值和温度变化对缓释的影响。实验结果表明，所提出的方法是可行的，尿素纤维膜在酸性和碱性条件以及高温下均具有缓释特性。尿素缓释时间长达84天。采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外分光光度法对电纺纳米纤维的形态进行了表征。热重分析和差示扫描量热法表明，释放系统在高达126℃的温度下具有热稳定性，通过紫外-可见分光光度法测定尿素浓度。该方法在农业生产中具有广阔的应用前景，为无土栽培提供了更合理的肥料选择。

图1.聚乳酸电纺纳米纤维的SEM图像和纤维直径直方图：6%PLA纤维（a,b），8%PLA纤维（c,d），10%PLA纤维（e,f）。

图2.同轴电纺纤维的SEM图像和纤维直径直方图：8%PLA@10%尿素纤维（a,b），8%PLA@20%尿素纤维（c,d），8%PLA@30%尿素纤维（e,f），8%PLA@50%尿素纤维（g,h）。

图3.纯PLA电纺纤维和PLA@尿素的TEM图像：8%PLA纤维（a），8%PLA@20%尿素纤维（b）。

图4.PLA纤维、尿素和PLA@尿素纤维的FTIR曲线：PLA（a），尿素（b），8%PLA@10%尿素纤维（c），8%PLA@20%尿素纤维（d），8%PLA@30%尿素纤维（e），8%PLA@50%尿素纤维（f）。

图5.PLA纤维和PLA@尿素纤维的水接触角测量：8%PLA纤维（a），8%PLA@10%尿素纤维（b），8%PLA@20%尿素纤维（c），8%PLA@30%尿素纤维（d），8%PLA@50%尿素纤维（e）。

图6.不同浓度下PLA纤维的应力-应变曲线。

图7.不同尿素浓度下PLA@尿素纤维的应力-应变曲线。

图8.PLA纤维、尿素和不同尿素浓度的PLA@尿素纤维的TGA分析。

图9.8%PLA纤维、尿素和不同尿素浓度的PLA@尿素纤维的DSC：尿素（a），8%PLA纤维（b），8%PLA@10%尿素纤维（c），8%PLA@20%尿素纤维（d），8%PLA@30%尿素纤维（e），8%PLA@50%尿素纤维（f）。

图10.尿素、PLA纤维和不同尿素浓度的PLA@尿素纤维的XRD光谱。

图11.PLA@尿素纤维在25℃中性PBS缓冲溶液中的缓释动力学。

图12.PLA@尿素纤维的四种不同释放模型：（a）威布尔模型；（b）Ritger-Peppas模型；（c）Higuchi模型；（d）一阶模型。

图13.PLA@尿素纤维在酸性PBS缓冲溶液中的缓释动力学，pH=6，25℃。

图14.PLA@尿素纤维在碱性PBS缓冲溶液中的缓释动力学，pH=8，25℃。

图15.PLA@尿素纤维在pH=6的酸性环境中的四种不同释放模型：（a）威布尔模型；（b）Ritger-Peppas模型；（c）Higuchi模型；（d）一阶模型。

图16.PLA@尿素纤维在pH=8的碱性环境中的四种不同释放模型。（a）威布尔模型；（b）Ritger-Peppas模型；（c）Higuchi模型；（d）一阶模型。

图17.PLA@尿素纤维在pH=7的中性PBS缓冲溶液中于50℃下的缓释动力学。

图18.PLA@尿素纤维在50℃中性环境中的四种不同释放模型：（a）威布尔模型；（b）Ritger-Peppas模型；（c）Higuchi模型；（d）一阶模型。