Page 115 - 《精细化工）》2023年第10期

第 10 期 吴奇霞，等: 明胶基静电纺丝复合纤维材料的研究进展 ·2193·

2.4 针头与接收器的间距 中湿度的增加，卷曲明胶纳米纤维的比例增加。当
针头与接收器间的距离会对溶剂的挥发与纤维 相对湿度高于 50%时，卷曲的明胶纳米纤维转化为
的平均直径造成影响。如果间距过小，纺丝过程中 螺旋结构。
的溶剂不能完全挥发，导致单根纤维之间容易黏结；
当间距增大时，单根纤维到达接收器的时间变长，
在此过程中可以得到更充分的拉伸，因此平均直径
减小；若间距过大，则会导致纤维飘散，无法沉积
到接收器上。JAFARI 等 [28] 探索了改变针头与接收
器间的距离对壳聚糖-明胶纤维的影响，研究发现，
不同间距下形成的纳米纤维形态没有显著影响，但
将该间距由 10 cm 增大到 20 cm 时，纤维的平均直
径会从（190±30）nm 降至（130±40）nm，纤维的
SEM 图如图 7 所示。

a—10%；b—20%；c—30%；d—40%；e—50%
图 8 不同相对湿度下静电纺丝明胶纤维的光学显微镜
图像 [31]
Fig. 8 Optical microscope images of gelatin fibers electrospun
[31]
at different relative humidity
图 7 壳聚糖-明胶在 10(a)、15(b)和 20 cm(c)间距下的电
纺丝纤维的 SEM 图 [28]
Fig. 7 SEM images of electrospun fibers of chitosan- 3 明胶基静电纺丝复合材料的制备
gelatin at 10 (a), 15 (b) and 20 cm (c) [28]
明胶机械性能差，且受潮后易霉变、吸水后易
2.5 纺丝温度 膨胀，因此一般不将其单独纺丝并使用，而是与其
纺丝温度对明胶纤维中的影响可分为两方面。 他物质共混，再与静电纺丝技术相结合，构筑具有
一方面，温度会影响纤维的固化速率。大量研究表 独特性能的纤维并加以利用。明胶可与多种有机物
明，温度升高导致溶剂的挥发速率加快，因此射流 和无机物复合进行静电纺丝，从而制备性能优良的
固化时间加快，从而获得的纤维直径增大；另一方 纤维，再运用到各个领域中。
面，温度会影响溶液的导电性、黏度和表面张力。 3.1 与有机高分子材料复合
纺丝温度升高时，溶液的导电率提高，但其黏度和 明胶可以与多种有机高分子材料（包括天然高分
表面张力有所下降。众所周知，明胶低温条件下会发 子材料和合成高分子材料）结合制备静电纺纤维膜。
生凝胶化，此时明胶黏度过高，无法纺丝。ELLIOTT 许多研究者通过添加天然高分子材料（如壳聚糖 [32] 、
等 [30] 成功地尝试在高温下制备静电纺明胶纤维，该 玉米醇蛋白 [33] 、丝素蛋白 [34] 、多糖 [35] 等）和合成高
实验以水为溶剂，将纺丝温度从 37 ℃提高到 52 ℃ 分子材料〔聚乳酸（PLA） [36] 、PCL [37] 、聚乙烯醇
时，制备出的纤维平均直径从295 nm增加到了376 nm。 （PVA） [38] 、羟基磷灰石 [39] 等〕，弥补明胶不耐水、
2.6 纺丝湿度 力学强度低等缺陷，从而提高其实用性。
湿度条件主要影响纺丝过程中溶剂的挥发速 GULZAR 等 [32] 将单宁酸（TA）和低聚糖（COS）
率，其他纺丝条件不变，增大湿度，会降低纺丝液 加入明胶/壳聚糖溶液（GC-NF）中，通过静电纺丝法
中溶剂的挥发速率，因而射流固化的速率减慢，纤 制备纤维并包覆到聚乳酸纤维膜的表面。被 GC-NF
维的直径减小。LI 等 [31] 研究了相对湿度对明胶纳米 包覆的聚乳酸膜具有较高的抗氧化活性，并对革兰
纤维形态的影响，如图 8 所示。随着静电纺丝过程 氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有抑菌活性。NOSOUDI