溫敏凝膠納米纖維膜及膠體靜電紡纖維結(jié)構(gòu)演變機(jī)理.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是穩(wěn)定、高效地制備連續(xù)納米纖維的方法之一。通過此方法制備的微納米纖維膜具有高孔隙率、高比表面積、尺寸穩(wěn)定性好、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。引入互穿網(wǎng)絡(luò)和功能性納米顆?？梢允轨o電紡纖維膜材料充分發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢，并在眾多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文以靜電紡聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAm)納米纖維為基質(zhì)，通過原位聚合的方法引入絲膠(SS)與京尼平(Genipin)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的溫敏納米纖維膜，并初步探索最

2、佳的紡絲工藝，半互穿網(wǎng)絡(luò)對纖維膜溫敏性、熱穩(wěn)定性及水下力學(xué)性能的影響，進(jìn)一步引入紫外光交聯(lián)基團(tuán)，構(gòu)建具有雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米纖維膜，研究雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對纖維膜表面浸潤性、溶脹速率、尺寸穩(wěn)定性及水下力學(xué)性能的影響。同時(shí)，以靜電紡聚丙烯酰胺(PAAm)納米纖維為載體，通過膠體靜電紡絲的方法引入溫敏性微凝膠聚N-異丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸叔丁酯(Poly(NIPAm-co-tBA))，制備具有黑莓狀、紡錘體狀及項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)的一維納米材料，闡明納米

3、纖維結(jié)構(gòu)演變的機(jī)理，為基于靜電紡纖維的有序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)筑提供理論依據(jù)。
　　本論文研究工作主要包括以下三部分:
　　第一部分，以靜電紡PNIPAm納米纖維為載體，通過原位聚合法引入SS和Genipin的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，制得具有半互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的溫敏納米纖維膜。研究表明半互穿網(wǎng)絡(luò)的引入增強(qiáng)纖維膜的尺寸穩(wěn)定性及在水下的韌性，該纖維膜材料在智能界面、觸發(fā)器、組織工程支架等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
　　第二部分，通過自由基聚合制備具有

4、紫外光固化性的聚N-異丙基丙烯酰胺-co-二苯甲酮(Poly(NIPAm-co-ABP))，并引入SS和Genipin的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，再以靜電紡絲及紫外光輻射的方法構(gòu)建具有雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的納米纖維膜，研究表明紫外光輻射最佳時(shí)間為20min，紫外光輻射在纖維膜表面引發(fā)產(chǎn)生羥基，使其對水的浸潤性提高，在水下拉伸測試過程中，通過纖維發(fā)生取向及并合、雙交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)斷裂的協(xié)同能量耗散過程，使纖維膜的水下力學(xué)強(qiáng)度得到較大提升。
　　第三部分，以水溶性PA

5、Am為原料，通過膠體靜電紡絲引入溫敏性微凝膠Poly(NIPAm-co-tBA)，調(diào)節(jié)PAAm與Poly(NIPAm-co-tBA)的比例及紡絲工藝，制備了具有黑莓狀、紡錘狀及項(xiàng)鏈狀結(jié)構(gòu)的一維溫敏納米材料，研究表明當(dāng)PAAm在紡絲液中占主導(dǎo)時(shí)，制備的纖維結(jié)構(gòu)為黑莓狀，當(dāng)Poly(NIPAm-co-tBA)在紡絲液中占主導(dǎo)時(shí)，制備的纖維結(jié)構(gòu)為黑莓狀、紡錘狀及項(xiàng)鏈狀三者的混合結(jié)構(gòu)，該工作還揭示纖維結(jié)構(gòu)之間演變的內(nèi)在機(jī)理，該材料有望應(yīng)用于結(jié)構(gòu)