聚碳酸亚丙酯(PPC)纤维膜的制备及其热性能 研究

Material Sciences 材料科学, 2018, 8(5), 567-572

Published Online May 2018 in Hans. /journal/ms

https:///10.12677/ms.2018.85066

Preparation and Thermal Performance of

Polypropylene Carbonate (PPC) Fiber

Membrane

Rongxian Jin, Man Xi, Haomiao Zhao, Haoyi Yang, Yao Wu, Jingyi Wu

Materials and Textile Engineering College, Jiaxing University, Jiaxing Zhejiang

Received: May 4th, 2018; accepted: May 20th, 2018; published: May 28th, 2018

Abstract

Polypropylene carbonate (PPC) is a biodegradable polymer material which synthesized from car-bon dioxide as a raw material, as a two-way environmental protection material, has a wide range of application prospects. In this paper, PPC fiber membranes were prepared by electrospinning.

The concentration of the spinning solution and the inner diameter of needles were adjusted through the exploration of the fixed pushing speed, the receiving distance, the voltage and the re-ceiving roller rotation speed to determine the technological parameters of the fiber membrane with the best preparation performance. The structure, fiber diameter, morphology and thermal stability of the PPC fiber membrane were analyzed by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). The re-sults showed that when the concentration of the spinning solution was 10%, the diameter of the fiber membrane prepared was the finest and uniform, and the thermal stability was the best. This paper provided a new material for medical dressings, diapers, and other applications.

Keywords

Electrospinning, Polypropylene Carbonate (PPC) Fiber Membrane, Fiber Diameter, Process

Parameter, Thermal Property

聚碳酸亚丙酯(PPC)纤维膜的制备及其热性能

研究

金荣仙，席曼，赵浩淼，杨浩艺，吴峣，吴静怡

嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴

金荣仙 等

收稿日期：2018年5月4日；录用日期：2018年5月20日；发布日期：2018年5月28日

摘

要

聚碳酸亚丙酯(PPC)是以二氧化碳为原料合成的生物降解高分子材料，作为一种双向环保材料，有着广泛的应用前景。本文采用静电纺丝法制备PPC 纤维膜，通过前期探索固定推助速度、接收距离、电压大小和接收辊转速调节纺丝液的浓度和针头尺寸，确定制备性能最佳的纤维膜的工艺参数。利用红外光谱、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)和热失重仪(TGA)对PPC 纤维膜的结构、纤维直径和形貌、热稳定性能等进行分析，结果表明，当纺丝液浓度为10%时制备的纤维膜的直径最细且均一，热稳定性能最好。本文为医用敷料、纸尿裤等应用提供了一种新材料。

关键词

静电纺丝，PPC 纤维膜，纤维直径，工艺参数，热性能

Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc.

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1. 引言

随着医疗条件的改善，老年人口的健康问题日益突出，市场对医用敷料的需求越来越强，开发既可与创面存在着多种形式的相互作用，又有生物活性或能促进活性物质释放的新型医用敷料有很重要的社会和经济意义[1] [2] [3] [4]。聚碳酸亚丙酯(Polypropylene carbonate, PPC)是以环氧丙烷、二氧化碳为原料合成的生物降解高分子材料，作为一种双向环保材料，具有生物相容性好的优点，在医用材料方面有着广泛的应用前景[5] [6]。由之前的实验结果可知[7]，PPC 对于血小板有很强的吸附能力，且能保持血小板的活性，因此PPC 是作为医用敷料的极佳材料。纳米纤维膜因其高的比表面积、适合的孔径和高的孔隙率等优点在医用敷料领域有着广阔的应用前景。目前其制备的方法有：干法纺丝，湿法纺丝和干湿法纺丝三种成型方法[8]，其中静电纺丝技术是最为简捷有效的方法之一[9]。采用静电纺丝法制备的纳米纤维膜具有很高的比表面积和孔隙率，有利于细胞粘附、增殖和分化，有效释放活性因子；适合的孔径和高的孔隙率有利于氧气等的传输以及代谢物的排放等[10]。因此，本文采用静电纺丝法制备PPC 纤维膜，通过调节制备参数以及结构和性能测试分析，确定制备PPC 纤维膜的最佳工艺，为医用敷料、纸尿裤等应用提供了一种新材料。

2. 实验部分

2.1. 原料

聚碳酸亚丙酯，分子量为90,000，分子量分布宽度(PDI) 1.3，浙江台州邦丰塑料有限公司。二氯甲烷，CR 级，国药集团化学试剂有限公司。

2.2. 样品的制备及工艺参数

图1为静电纺丝法制备纤维膜示意图，仪器电压可调范围为0~30 kV ，该实验选取为15 kV ；铝箔