电纺制备聚乙烯醇_聚乙烯亚胺超细纤维研究

102组织工程与重建外科杂志2005年4月第一卷第二期实验研究电纺制备聚乙烯醇/聚乙烯亚胺超细纤维研究何明宇董存海袁晓燕姚康德[摘要]以聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,由其混合水溶液通过电纺法制备亲水性超细纤维膜。用扫描电镜(SEM)观察纤维形貌,并通过分析溶液性质参数，讨论PEI/PVA质量比和浓度的影响。结果表明，在适当条件下，由质量比为75/25的8%PVA/PEI水溶液，可制得均匀的超细纤维，其直径为100～300nm，而PVA/PEI超细纤维的形貌主要与溶液的表面张力和粘度有关。由电纺制备的PEI/PVA超细纤维膜最终可用于创伤敷料等组织修复材料。[关键词]电纺超细纤维聚乙烯醇聚乙烯亚胺Poly(vinylalcohol)/polyethyleneimineultrafinefibersbyelectrospinningHeMingyu,DongCunhai,YuanXiaoyan,YaoKangde[Abstract]Ultrafinefiberswereproducedbyelectrospinningfromaqueoussolutionsofpoly(vinylalcohol)(PVA)andpolyethylenimine(PEI).Themorphologyofthemembranesoftheultrafinefiberswasobservedunderascanningelectronmicroscope(SEM).Byanalyzingthesolutionproperties,effectsofPVA/PEImassratioandconcentrationonthemorphologyoftheultrafinefiberswerediscussed.Resultssuggestedthatuniformfiberswithdiameterof100~300nmcouldbeobtainedfroman8%polymersolutionwith75/25ofPVA/PEImassratio.ThemorphologyofultrafinePVA/PEIfiberswasmainlyrelatedtothesurfacetensionandtheviscosityofPVA/PEIsolutions.ThePVA/PEIfibrousmembranescouldbepotentiallyappliedastissuerepairbiomaterialssuchaswoulddressings.[Keywords]Electrospinning;Ultrafinefiber;Poly(vinylalcohol);Polyethyleneimine基金项目：国家自然科学基金（50273027）作者单位：300072天津天津大学材料学院通讯作者：袁晓燕与传统纺丝方法不同，电纺是一种借助于高压电场作用来制备超细纤维的方法，其特点是所得纤维直径可以达到亚微米级或纳米级，并可以直接以膜的形式用于组织修复等功能材料[1]。聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯亚胺(PEI)均为水溶性高分子，无毒，生物相容性良好。PVA分子链上有大量羟基，分子结构规整，电纺PVA已有较多报道[2,3]。PEI是一种多功能性的脂肪族胺，带有一定的碱性，具有很强的阳离子特性。PEI曾用于生物分离、酶分析等，还可作为生物活性物质的固定化载体[4]。关于电纺PEI的报道较少[5]。本文将对PEI/PVA共混水溶液的电纺进行研究，探讨PEI/PVA质量比及溶液浓度对所得超细纤维形貌的影响，为PVA/PEI超细纤维膜用于创伤敷料组织修复材料提供前期基础。在相同的过程参数下，溶液中的PVA/PEI比例和浓度的不同，会使电纺PVA/PEI超细纤维膜的微观形貌有很大差异。为了研究组织工程与重建外科杂志2005年4月第一卷第二期103PVA/PEI组成对纤维形貌的影响，配制了一系列浓度为8%(质量/体积百分比)的PVA/PEI溶液，并使PVA/PEI的质量比分别为50/50、60/40、67/33、75/25、80/20、90/10、100/0。在一定条件下对不同质量比的PVA/PEI溶液进行电纺，以SEM观察超细纤维微观形貌(图1)。结果表明，当PVA/PEI质量比为50/50时，得到的纤维膜中有较多液滴，纤维之间形成网络(图1a)；当PVA/PEI质量比为60/40时，液滴进一步减少；当PVA/PEI质量比为67/33时(图1b)，液滴较少，出现梭形珠丝。当PVA/PEI质量比为75/25时(图1c)，电纺得到均匀光滑纤维，液滴很少，几乎没有珠丝。当PVA/PEI质量比进一步增加为80/20时(图1d)，则又出现大量液滴。由图2可知，当质量