3·2 特性評價
上節(jié)所述得到的殼聚糖納米纖維易溶于水。這是將有機酸用于紡絲溶劑時預(yù)料到的性質(zhì)之一,出現(xiàn)水溶性的原因顯然是由于D-氨基葡萄糖的氨基和TFA形成鹽的緣故。因此,欲制成水不溶性殼聚糖納米纖維,必須在紡絲后增添去除TFA鹽的工序。
在筆者最初發(fā)表制備殼聚糖納米纖維論文之后,Sangsanoh等報道了用筆者所述方法,將用TFA溶液進行ES紡絲得到的殼聚糖纖維浸漬在5mol/L Na2CO3水溶液中去除TFA鹽,得到了水不溶性的殼聚糖纖維。不過,他們在該論文中闡述了由于Na2CO3在水中的溶解度為2·83 mol/L,故5mol/L實際上是含有未溶解粉末的Na2CO3飽和溶液。為了確認(rèn)Sangsanoh等試驗結(jié)果的重現(xiàn)性,筆者進行了驗證,然而TFA并未從殼聚糖纖維中全部去除,且不能保持構(gòu)成ESNW的纖維結(jié)構(gòu)。
因此,筆者使用殼聚糖不溶解于其中的有機溶劑體系進行脫鹽處理。將NaOH溶解在乙醇中,制成1mol/L NaOH/EtOH溶液,將殼聚糖EsNW在該溶液中浸漬一定時間。用乙醇洗凈后干燥,SEM觀察纖維形態(tài)。
從堿處理前后的殼聚糖-ESNW SEM圖像中了解到,1 mol/L NaOH/EtOH溶液處理后的纖維結(jié)構(gòu)保持良好。脫鹽處理后的纖維平均直徑增大,為78 nm,但它仍然在納米纖維定義范圍內(nèi)。
如果將脫鹽前和1 mol/L NaOH/EtOH溶液處理后的殼聚糖納米纖維FT-ATR光譜和比較,與脫鹽前可以清晰觀察到TFA的C O伸縮帶和C—F伸縮帶相反,脫鹽處理后它們則完全消失。脫鹽后殼聚糖納米纖維浸漬在磷酸緩沖液浸漬后也保持纖維形態(tài)。
4·纖維素
4·1 纖維素的直接ES紡絲
棉和木漿纖維素在規(guī)定濃度下溶于TFA,按前述的ES條件,得到纖維素超細(xì)纖維。纖維平均直徑為75 nm,在納米纖維的定義范圍內(nèi)。和殼聚糖的情況一樣,根據(jù)紡絲條件得到了纖維和珠狀物的混雜形態(tài)。賦予較為均質(zhì)纖維素納米纖維的溶液粘度和其它條件都和殼聚糖的相同。
和殼聚糖情況不同的是,在ES紡絲后纖維素-ESNW的FT-ART圖譜上沒有看到TFA的C O和C—F伸縮振動吸收帶。這種情況表明,ES紡絲得到的納米纖維不含TFA,由純纖維素構(gòu)成。Hasegawa等對溶于TFA的纖維素物理性能作了報道,了解到D-葡萄糖6位碳原子上羥基主要形成三氟乙酰酯。本研究中,由纖維素的TFA溶液紡絲再經(jīng)鑄型制膜得到的薄膜顯示的三氟乙酰化的FT-ART圖譜與WAXD圖像和Hasegawa等相一致。另一方面,纖維中纖維素分子都不含三氟乙酰基,而基本是非晶質(zhì)狀態(tài)。這表明,TFA溶液中生成的三氟乙酰酯在ES紡絲過程中通過水解而脫落。其原因尚不清楚。關(guān)于由TFA溶劑系的纖維素直接ES紡絲的特征和機理尚須今后詳細(xì)探討,但目前纖維素的ES紡絲基本上是由幾乎完全破壞紡絲前纖維素粉末的結(jié)晶領(lǐng)域而獲得成功的。
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