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摘 要

壳聚糖是由天然生物大分子甲壳素通过脱乙酰反应而得到的一种线性生物聚合物，具有优良的亲水性、生物可降解性、生物相容性和生物粘附性，作为环保型高分子材料，在农业、食品、医药等多个领域有广泛应用。聚己内酯具有良好的生物相容性、生物降解性和可成纤性，经常作为医用高分子材料。

壳聚糖虽然有很多生物性优点，但其力学性能差，成纤性不好，难以单独纺丝成膜。在本课题中，以壳聚糖（CS）和聚己内酯（PLC）共混物为纺丝原料，筛选合适的共混物纺丝溶剂，调整共混物配比，运用静电纺丝技术制备CS/PLC纳米纤维膜，研究不同材料配比对纤维膜各种性能的影响。

关键词：壳聚糖 聚己内酯 共混 静电纺丝 纳米纤维膜

Preparation of Chitosan/Polycaprolactone Antibacterial Nanofiber Dressing by Electrospinning and Its Application

Abstract

Chitosan is a linear biopolymer obtained by the deacetylation reaction of chitin, a natural biological macromolecule, having excellent hydrophilicity, biodegradability, biocompatibility, and bioadhesion as an environment-friendly type Polymer materials are widely used in many fields such as agriculture, food, and medicine. Polycaprolactone has good biocompatibility, biodegradability and fibrillation, and is often used as a medical polymer material

Although chitosan has many biological advantages, it has poor mechanical properties and poor fiber formation, making it difficult to spin film alone. In this project, The raw materials of chitosan (CS) and polycaprolactone (PLC) blends were used as spinning raw materials, the suitable blend spinning solvent was selected, the ratio of blends was adjusted, the CS/PLC nanofiber membranes were prepared using electrospinning technology to study the effect of different material ratios on the various properties of the fiber membranes.

Key words: chitosan; polycaprolactone; blend; electrospinning; nanofiber membrane

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1静电纺丝法 1

1.1.1引言 1

1.1.2 静电纺丝工艺原理 1

1.1.3静电纺丝制备纳米抗菌材料 2

1.2 壳聚糖 3

1.3 聚己内酯 4

1.4 本实验主要研究内容 5

第二章 实验设计及流程 6

2.1实验药品 6

2.2 实验器具 6

2.3 实验步骤 7

2.3.1 纺丝液溶剂的挑选 7

2.3.2 壳聚糖/聚己内酯共混物纺丝液的配置 7

2.3.3 壳聚糖/聚己内酯纳米纤维膜的制备 7

2.4静电纺丝纤维膜性能表征 8

2.41 叶立傅红外光谱测定 8

2.4.2 热重力分析 8

2.4.3纤维膜接触角测定 8

2.4.4扫描电镜SEM 8

2.4.5 细胞生长实验 8

第三章 实验结果与分析 10

3.1纺丝液溶剂选择 10

3.2纳米纤维膜的制备 10

3.3纳米纤维膜表征 11

3.3.1红外吸收峰分析 11

3.3.2 热重分析结果 11

3.3.3 接触角测定 12

3.3.4 扫描电镜（SEM） 12

3.4 生物细胞实验分析 14

3.5 实验结论 15

第四章 小结与展望 16

参考文献 17

致 谢 20

第一章 绪论

1.1静电纺丝法

1.1.1引言

在19世纪三十年代静电纺丝技术问世，由美国人FORMHALS^[1-4]发明了利用静电力制备纤维的实验装置，并申请了该技术一系列的发明专利。静电纺丝技术在过去被叫做“electrospinning”或“electrostatic spinning”，电纺便是国内以前对其的称呼。一般用高分子聚合物的溶液或熔融态作为静电纺丝的纺丝液，纺丝液被注射器推力挤压成液滴，在高压静电力的作用下液滴被喷射一定的距离，并最终冷却以形成纳米纤维膜。

在二十世纪九十年代之前，静电纺丝技术的发展一直没有太大的进展，也没有过多的关注这一技术，在这之后，纳米技术的兴起，人们发现静电纺丝技术能简单且有效地生产纳米纤维，之后静电纺丝技术得到世界各国科学领域和工业领域的广泛关注。静电纺丝法作为一种生产纳米纤维材料的方法，相比之下能制造更细的纳米纤维，所以静电纺丝在得到关注的同时，如雨后春笋一般以令人惊讶的速度不断发展在科学领域和工业领域引起巨大的反响和轰动^[5-6]。

静电纺丝纳米纤维不断地发展，从之前的无人问津到现在的成熟应用，让静电纺丝在组织工程、医学材料、过滤材料、食品和化妆品等领域的运用十分重要^[7-8]。

1.1.2 静电纺丝工艺原理

静电纺丝技术按纺丝液的特点将其分类，可分为溶液纺丝、凝胶冻干纺丝、超流体纺丝、熔融纺丝等^[9]。本课题主要运用溶液静电纺丝来制备纳米纤维膜，高分子聚合物溶液通过静电纺丝技术，来得到复合纳米纤维，其原理是因为高分子聚合物溶液流体表面有着很多很多的正负电荷，通过在静电场的静电力的作用下，从细小针头挤压出来的纺丝液液滴带正电荷，而另一边的接收装置也因高压静电产生负电荷，正负电荷的相互作用，使纺丝液液滴被拉伸并细化，并在空中固化成纤维，再接收到接收装置上，在接收装置的铝箔上形成均匀的纤维膜^[10-11]。纺丝液液滴在电荷相互作用下，会致使纺丝液液滴变形，形成泰勒锥^[12-13]。在纺丝液在空中被拉伸时，由于流体表面的张力的存在，表面张力使得流体不断缩小，再加上流体表面带有同种电荷产生的库仑力，库仑力使得流体不断分散，流体二者之间相互作用，在库仑力大于表面张力后，纺丝液液滴在空中被分散成丝状，其中溶剂快速挥发，落到滚筒上就形成良好的纳米纤维膜。

图1-1 静电纺丝技术原理图

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