4·2 纖維素-ESNW用途開發(fā)實例
因為ESNW的比表面積很大,所以正在進行利用這種性質(zhì)的應用材料化學研究。藥物固定、緩釋材料是可行用途之一。纖維素紡絲原液中添加煙堿(Nc)或乙酰水楊酸(ASA),通過ES紡絲,可制成固定藥物的纖維素-ESNW。為了比較,用添加藥物的紡絲原液制成纖維素鑄膜。Nc和ASA添加量為ESNW和澆鑄薄膜中所含纖維素質(zhì)量的20%。將ESNW浸漬在中性生理緩沖液中,測定藥物的經(jīng)時緩釋率。將棉纖維素粉末制備的ESNW和鑄膜就是一例。
對于Nc和ASA任一種情況,ESNW的藥物緩釋率比浸漬時上升快,大約30 s后達到平衡值。300 s后的緩釋率是Nc為61%,ASA為62%。此外,鑄膜的藥物緩釋率是Nc為11%,ASA為21%。這種結(jié)果表示,比表面積大的纖維素ESNW有利于用作為藥物的固定和緩釋材料。
5·結(jié)語
從與天然和生物有關(guān)的高分子的ES研究中得到如下結(jié)果。
(1)溶劑的導電性和揮發(fā)性依存于包括施加電壓和射流飛行距離在內(nèi)的裝置參數(shù),同時也影響穩(wěn)定噴射的形成。得到均質(zhì)纖維的條件是使主要基于紡絲液粘性系數(shù)的最優(yōu)化成為可能。
(2)為了得到更細纖維,選擇破壞高分子溶質(zhì)的高次結(jié)構(gòu),使成為統(tǒng)計鏈狀態(tài)的溶劑。雖然溶質(zhì)高次結(jié)構(gòu)的破壞有時會使粘性系數(shù)降低,但假如Ce濃度在規(guī)定倍數(shù)以上,就有可能得到納米級纖維。
(3)由上述得到的納米纖維中的高分子基本上都是非晶質(zhì)狀態(tài),可得到彈性率低的纖維材料。
關(guān)于合成高分子,迄今得到的結(jié)果和上述(1)~(3)基本相同,但對于(2)的高次結(jié)構(gòu)形成,在天然高分子ES紡絲時尤其要重視。在實際的ESNW制備的試驗中,就應該尋求同時滿足(1)和(2)的紡絲溶劑。至于殼聚糖和纖維素,尋求常溫常壓下形成納米纖維的紡絲溶劑迄今還很困難。
不過,筆者發(fā)現(xiàn)的TFA體系,如(3)所述,在合成聚氨基酸和天然多糖的情況下都制得了彈性率低的纖維。這種情況限制了天然高分子ESNW的用途開發(fā)。復合材料輕質(zhì)化用的纖維增強材料也是ESNW可行用途之一,但ES紡絲后的低彈性率ES納米纖維都不適合這種用途。為了提高ESNW彈性率,有必要增添使纖維內(nèi)形成結(jié)晶區(qū)域的工序。如殼聚糖例子所示,不僅可以避免水溶性問題,還能提高彈性率。為了不使ESNW的力學特性成為實際應用的技術(shù)障礙。推進ES紡絲過程的基礎(chǔ)研究很重要,天然和生物高分子對該研究領(lǐng)域有待作出特殊貢獻。
目前,有關(guān)ES納米纖維形成機理的基礎(chǔ)研究正在積極開展。現(xiàn)在正在積累包括天然和合成在內(nèi)的各種高分子ES最佳紡絲條件和用途開發(fā)的有關(guān)研究。期待不久將來能獲得ES紡絲機理系統(tǒng)化的理論。
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