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静电纺丝PLA(聚乳酸)的制备流程
发布时间:2021-07-23     作者:axc   分享到:

聚乳酸,又称聚丙交酯,是以乳酸为主要原料聚合得到的聚酯类聚合物,是一种新型的生物降解材料。聚乳酸(H-[OCHCH3CO]n-OH)具有热稳定性好的特点,加工温度170230℃,有好的抗溶剂性,可用多种方式进行加工,如挤压、纺丝、双轴拉伸、注射吹塑。由聚乳酸制成的产品除能生物降解外,生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好,聚乳酸可溶于部分有机溶剂,包括氯仿、丙酮、乙酸乙酯、二甲基甲酰胺、乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷。在此,我们提供了在二元氯仿/甲酸混合物中静电纺丝PLA (Mw = 26000 Da)溶液(20-35% wt/vol)。甲酸含量在20和40 vol%之间支持平滑PLA纤维(平均尺寸在231和637 nm之间)。

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静电纺PLA的制备流程

1.纺丝液配制

使用电子天平称取一定质量溶剂DMF于锥形瓶中,加入磁力搅拌子,置于水浴锅中搅拌;再称取一定质量的PLA,缓慢加入搅拌的锥形瓶中;盖紧瓶盖,防止水汽进入锥形瓶;设置水浴温度为60℃,连续搅拌溶解4h,至溶液澄清透明,即可得到一定质量浓度的PLA纺丝液。

2.纺丝过程及参数

将上述PLA纺丝液抽到20mL注射器中,注射器固定到纺丝机注射泵上,装上20G 1/2 英寸,平口)不锈钢针头以及适配的气流纺喷头,针头接高压电源正极,接收辊筒接高压电源负极,辊筒上贴上接收基材;设置注射泵规格为20mL, 供液速度1~5mL/h,喷头气压0.01~0.02Mpa,辊筒转速300/min,滑台行程20cm,纺丝电压正15kV,负5kV,温度35℃,湿度40%,定时120min,最后关闭设备门,开启排风。 常用接收基材:铝箔纸、离型纸、无纺布、筛网布等。

常见的纺丝问题及解决方案

1)纺丝液保存过程中,发生凝胶:部分PLA纺丝液对保存温度有一定要求,因而需在干燥密闭且保持一定温度范围的条件下保存,建议现配现用或者密封保存2天内使用。

2)纺丝过程,针尖出现凝胶条:当PLA纺丝液在低于一定温度后,黏度会逐渐提高,针尖易出现凝胶条,并不断生长加长至甩动脱落。或者,该现象会因气源湿度过大而出现。因此,纺丝过程中需要保证纺丝液所处环境温度在一定温度范围内,同时气源湿度不能太高,避免溶液粘度变化或者在针尖接触潮湿气体导致无法正常持续纺丝的问题。

3)纤维直径分布大,且纤维直径粗:一般是纺丝液的中PLA浓度太高,建议继续降低PLA浓度。另外,PLA分子量太高,PLA分子在溶液中缠结过高,黏度提升,牵伸力不足,也会导致纤维直径变粗。

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