一种聚合物纤维及其制备方法技术

一种聚合物纤维及其制备方法，涉及聚合物纤维制备领域。聚合物纤维为内部具有空腔的三层结构，聚合物纤维的最内层由水溶性小分子溶液在静电场的作用下电喷得到，聚合物纤维的中间层和最外层由两种不同的油性聚合物溶液在静电场的作用下电纺丝得到。由于该聚合物纤维同时具有三层结构和内部空腔，因而具有较大的物质包载空间，且能同时包载亲疏水性不同药物。

A Polymer Fiber and Its Preparation Method

The invention relates to a polymer fiber and a preparation method thereof, which relates to the field of polymer fiber preparation. Polymer fiber is a three-layer structure with a cavity inside. The inner layer of polymer fiber is obtained by electrospraying water-soluble small molecule solution under the action of electrostatic field. The middle and outer layers of polymer fiber are obtained by electrospinning with two different oil-based polymer solutions under the action of electrostatic field. Because the polymer fiber has three layers of structure and internal cavity, it has a large material inclusion space, and can also contain drugs with different hydrophobicity.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物纤维及其制备方法
本专利技术涉及聚合物纤维制备领域，且特别涉及一种聚合物纤维及其制备方法。
技术介绍
静电纺丝不同于传统的纺丝加工技术，它主要是借助高压静电场诱导使聚合物溶液或熔体表面产生感生电荷，并使聚合物溶液或熔体在电荷和静电场的作用下产生形变，在喷头末端处形成悬垂的锥状液滴，当液滴表面的电荷斥力超过其表面张力时，在液滴表面就会高速喷射出聚合物微小液滴流体(简称“射流”)；这些射流在一个较短的距离内经过电场力的高速拉伸、溶剂挥发与固化，最终沉积在接收极板上，形成聚合物纤维。传统的静电纺丝系统主要包括高压电源、进液装置、出液装置和接收装置。随着人们对静电纺丝技术研究的不断深入，单一结构的纤维已经不能满足实际需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚合物纤维，其同时具有三层结构和内部空腔，具有较大的物质包载空间，能同时包载亲疏水性不同药物。本专利技术的另一目的在于提供一种聚合物纤维的制备方法，该制备方法能制得具有三层结构和内部空腔的聚合物纤维。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种聚合物纤维，其为内部具有空腔的三层结构，聚合物纤维的最内层由水溶性小分子溶液在静电场的作用下电喷得到，聚合物纤维的中间层和最外层由两种不同的油性聚合物溶液在静电场的作用下电纺丝得到。一种聚合物纤维的制备方法，包括：将水溶性小分子溶液形成在内部、两种不同的油性聚合物溶液形成在中间层和最外层的液滴在静电场环境的作用下形成内部具有空腔的三层结构的聚合物纤维。本专利技术实施例的有益效果至少包括：本申请的聚合物纤维，在静电场作用下，油性聚合物和水溶性小分子均受到库伦力作用而在静电场中被拉伸，油性聚合物由于其分子链间的缠结作用，受库仑力后可形成纤维。水溶性小分子因其粘度低且无分子缠结作用，在同一静电场中被电喷成离散微/纳米级小液滴，待水溶性小分子溶液和油性聚合物溶液的溶剂挥发后，两种油性聚合物分别形成纤维的最外层和中间层，水溶性小分子则形成空腔，被包裹于纤维内部。由于聚合物纤维具有三层结构，且内部具有空腔，相较于两层结构的聚合物纤维，具有更大的物质包载空间和调节包载物质释放的能力。空腔结构具有包载亲水性药物的能力，中间层和最外层具有包载疏水药物的能力，该聚合物纤维能够实现对亲疏水性不同药物的同时包载。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例1的聚合物纤维的光镜图；图2为本专利技术实施例1的聚合物纤维的SEM图；图3为本专利技术实施例1的聚合物纤维的TEM图；图4为本专利技术实施例1的聚合物纤维的TEM图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种聚合物纤维及其制备方法进行具体说明。经申请人研究发现，目前制备内部具有空腔结构的两层结构聚合物纤维技术主要有微流控法和静电纺丝两种。微流控法是通过在微流控芯片内部的两通道内通入两相(可以是两种不同的聚合物溶液或一种聚合物和一种气体)。这两相中的一种为连续相，用以形成聚合物的连续纤维；另一种为间断相，形成纤维内部离散的空腔结构。但是微流控法制备出的内部具有空腔结构的两级结构纤维尺寸均大于10μm，限制了其应用范围。静电纺丝法主要利用同轴针头，分别在同轴针头的内管和外管通入粘度不同的两种聚合物溶液。在静电场中，聚合物溶液的表面电荷受库仑力作用相互排斥，聚合物溶液被拉扯形成纤维。粘度大的聚合物溶液形成连续地纤维，黏度小的聚合物溶液由于其分子链间缠结程度低而形成离散的小液滴，干燥后形成被包裹在纤维内部或粘接于纤维外部的“结”状结构(“结”所处的位置取决于低粘度聚合物溶液在电纺过程中所通入的管，若其通入外管则“结”在外部，若其通入内管，则“结”在内部。)但是，利用静电纺丝技术制备的纤维由于聚合物溶液在溶剂挥发过后有聚合物残留，不能完全形成空腔结构，即空腔内仍有聚合物残留。基于此，本实施方式一种聚合物纤维，其为内部具有空腔的三层结构，聚合物纤维的最内层由水溶性小分子溶液在静电场的作用下电喷得到，聚合物纤维的中间层和最外层由两种不同的油性聚合物溶液在静电场的作用下电纺丝得到。由于聚合物纤维具有三层结构，且内部具有空腔，相较于两层结构的聚合物纤维，具有更大的物质包载空间和调节包载物质释放的能力。在静电场作用下，油性聚合物和水溶性小分子均受到库伦力作用而在静电场中被拉伸，油性聚合物由于其分子链间的缠结作用，受库仑力后可形成纤维；水溶性小分子因其粘度低且无分子缠结作用，在同一静电场中被电喷成离散微/纳米级小液滴，待水溶性小分子溶液和油性聚合物溶液的溶剂挥发后，两种油性聚合物分别形成纤维的最外层和中间层，水溶性小分子则形成空腔，被包裹于纤维内部。由于聚合物纤维的最内层是由水溶性小分子形成的空腔结构，该空腔结构具有包载亲水性药物的能力；中间层和最外层均由油性聚合物形成，中间层和最外层具有包载疏水药物的能力。该聚合物纤维能够实现对亲疏水性不同药物的同时包载，是一种良好的药物载体。且由于中间层位于最内层和最外层之间，能够起到隔离最内层和最外层的作用从而使被包载的物质互不接触。在本实施方式中，水溶性小分子溶液包括甘油溶液和聚乙二醇溶液。如果水溶性小分子溶液的浓度太小，则粘度会较小，水溶性小分子不容易与油性聚合物形成一个液滴。如果水溶性小分子溶液的浓度太大，则粘度也会增大，粘度太大可能会造成空腔间的中心距变小。因而，在一些实施方式中，甘油溶液的质量浓度为0.6-0.83g/mL，电导率为0.52-2.90μs/cm，粘度为3.50-150mPa·s。在一些实施方式中，聚乙二醇溶液的质量浓度为0.2-1g/mL，电导率为0.50-2.00μs/cm，粘度为4.3-17.8mPa·s。另外，在本实施例方式中，油性聚合物溶液包括聚乳酸溶液、聚己内酯溶液、聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液和聚乙二醇-己内酯共聚物溶液中的任一种。其中，在一些实施方式中，油性聚合物溶液的质量浓度为0.1～0.3g/mL。在一些实施方式中，油性聚合物溶液以溶解于有机溶剂的方式提供，有机溶剂包括二氯甲烷、碳酸二甲酯、氮-氮二甲基甲酰胺、二甲亚砜和三氟乙醇中的一种或几种。这些有机溶剂在油性聚合物被拉伸成纤维后挥发，最后只剩下油性聚合物形成的纤维。本实施方式还提供一种聚合物纤维的制备方法，包括：将水溶性小分子形成在内部、两种不同的油性聚合物溶液形成在中间层和最外层的液滴在静电场环境的作用下形成内部具有空腔的三层结构的聚合物纤维。液滴在静电场作用下，液滴受到库伦力作用而在静电场中被拉伸，油性聚合物由于其分子链间的缠结作用，受库仑力后可形成纤维；水溶性小分子因其粘度低且无分子缠结作用，在同一静电场中被电喷成离散微/纳米级小液滴，待水溶性小分子溶液和油性聚合物油性聚合物溶液的溶剂挥发后，两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物纤维，其特征在于，其为内部具有空腔的三层结构，所述聚合物纤维的最内层由水溶性小分子溶液在静电场的作用下电喷得到，所述聚合物纤维的中间层和最外层由两种不同的油性聚合物溶液在静电场的作用下电纺丝得到。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物纤维，其特征在于，其为内部具有空腔的三层结构，所述聚合物纤维的最内层由水溶性小分子溶液在静电场的作用下电喷得到，所述聚合物纤维的中间层和最外层由两种不同的油性聚合物溶液在静电场的作用下电纺丝得到。2.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述水溶性小分子溶液包括甘油溶液和聚乙二醇溶液中的任一种。3.根据权利要求2所述的聚合物纤维，其特征在于，所述甘油溶液的电导率为0.52-2.90μs/cm，所述聚乙二醇溶液的电导率为0.50-2.00μs/cm。4.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述油性聚合物溶液包括聚乳酸溶液、聚己内酯溶液、聚乳酸-羟基乙酸共聚物溶液和聚乙二醇-己内酯共聚物溶液中的任一种。5.根据权利要求4所述的聚合物纤维，其特征在于，所述油性聚合物溶液以溶解于有机溶剂的方式提供，所述有机溶剂包括二氯甲烷、碳酸二甲酯、氮-氮二甲基甲酰胺、二甲亚砜和三氟乙醇中的一种或几种。6.一种聚合物纤维的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周绍兵，李西林，何洋，杨光，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51