静电纺丝制备瓜尔胶超细纳米纤维及其性能
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国家自然科学基金资助项目(51773024);国家先进纤维创新中心(2021-fx0100207);辽宁省教育厅科学研究项目(J2020047)(CCFA-LVYU-9-02)


Preparation and Characterization of Guar Gum Ultrafine Nanofibers by Electrospinning
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    摘要:

    为制备直径小于100 nm的瓜尔胶(GG)狭义纳米纤维,解决其难以静电纺丝的问题,以十六烷基二甲基乙基溴化铵(EHDAB)为表面活性剂、氯化钙(CaCl2)为强电解质,静电纺制备了GG纳米纤维。通过接触角测量仪悬滴法、电导率仪和旋转流变仪考察了EHDAB和CaCl2质量分数对纺丝液表面张力、电导率和黏度的影响;采用扫描电子显微镜、接触角测量仪座滴法和琼脂平皿扩散法分别表征了纳米纤维的形貌、水接触角和抗菌性。结果表明,CaCl2可以显著增大溶液电导率、强化电场力、提高纺丝效率;随EHDAB和CaCl2质量分数增加,表面张力和黏度整体呈降低趋势;GG,EHDAB 和CaCl2质量比为0.9∶0.2∶0 时,纤维平均直径最小,为40 nm;纳米纤维膜的最大拉伸强度为9 MPa,最小接触角为23°,亲水性好且具有抗菌性。

    Abstract:

    In order to prepare guar gum (GG) nanofibers with the diameter less than 100 nm and solve the difficulty in electrospinning. Cetyl dimethyl ethyl ammonium bromide (EHDAB) was used as surfactant, calcium chloride (CaCl2) was used as strong electrolyte, and GG nanofibers were prepared by electrospinning. The effects of EHDAB and CaCl2 mass fraction on the surface tension, conductivity and viscosity of spinning fluid were investigated by contact angle measuring instrument suspension method, conductivity meter and rotational rheometer. Scanning electron microscopy, contact angle measuring instrument seat dropping method and agar flat dish diffusion method were applied to characterize the morphology, water contact angle and antibacterial properties of nanofibers. The results show that solution conductivity, electric field force, and spinning efficiency can be significantly increased by CaCl2; when the mass ratio of GG, EHDAB and CaCl2 is 0.9:0.2:0, the average diameter of the fibers is the smallest of 40 nm; the maximum tensile strength of the nanofiber film is 9 MPa, the minimum contact angle is 23°, and the hydrophilicity is good, and the fibers show good hydrophilicity and antibacterial properties.

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引用本文

张一航,郭 静,管福成,张 欣,李 政,张 森.静电纺丝制备瓜尔胶超细纳米纤维及其性能[J].高分子材料科学与工程,2022,38(7):159-167.

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