Page 67 - 《精细化工》2023年第9期

第 9 期 刘 毅，等: 香芹酚/明胶/聚乙烯醇纤维膜的制备及其抗氧化性能 ·1915·

征峰，且未随 CAR 添加量的变化而位移，由此可以 强度和弹性模量有所下降，断裂伸长率有所上升。
发现，纤维膜特征峰的位置主要取决于 PVA，可能 CAR 添加量为 5%、10%、15%和 20%时，纤维膜的
是由于纺丝溶液配方中 PVA 体积分数为 80%。由图 拉伸强度分别比 0 CAR 纤维膜降低了 14.08%、
5 亦可见，经过静电纺丝后，0 CAR 纤维膜的峰强 24.19%、35.38%和 33.57%。CAR 的添加导致纤维
度降低，即结晶度降低 [35] 。在 2θ=8.9°附近对应 CAR 膜的拉伸强度降低，可能是由于 CAR 降低了 GEL
的特征衍射峰在 CAR/GEL/PVA 纤维膜中未出现， 和 PVA 的相容性，减弱了 GEL 和 PVA 之间的氢键
说明香芹酚由结晶态转化成了非晶态，这归因于非 作用；此外，从图 3 可以发现，随着 CAR 添加量的
晶化效应，在静电纺丝过程中，纺丝溶液在高压电 增大，纤维膜中纤维直径增大、纤维均匀性下降，
场中快速拉伸，纺丝溶液从液体到固体快速转变， 这也造成了纤维膜的局部应力的集中，从而降低了
溶剂快速挥发 [36] 。随着 CAR 添加量的增加，2θ=19.3° 纤维膜的拉伸强度。相对于 0 CAR 纤维膜，各组纤
附近特征峰的强度发生了变化，可能是添加的 CAR 维膜的弹性模量分别降低了 47.17%、72.17%、
和明胶发挥了协同作用。CAR 的添加会增加纺丝液 65.38%和 59.01%；各组纤维膜的断裂伸长率分别提
黏 度，影响 纤维膜的 纺丝效果 ，直接影 响 升了 4.16%、13.29%、4.22%和 7.96%，表明 CAR
CAR/GEL/PVA 纤维内部结构的规整程度；纤维膜结 在纤维膜中起到了增塑剂的作用，在一定程度上增
构越规整，结晶度越高，2θ=19.3 °附近的特征峰强 强了纳米纤维膜的柔韧性。由此可知，CAR 对纤维
度也就越高；CAR 添加量较低时，随着 CAR 添加 膜的力学性能有一定的影响，但不影响抗氧化纤维
量增加，纤维膜结构规整，结晶度高，而 CAR 添加 膜的使用性能。
量较多时，明胶溶液占比下降，而酸性溶剂会在一 2.6 纤维膜中 CAR 的释放性能分析
定程度上破坏结晶结构 [37-39] 。 为了明确在模拟液中 CAR 从纤维膜中释放的
规律，分别将不同 CAR 添加量的纤维膜放在体积分
数为 95%的乙醇水溶液中，在不同的时间点测定
CAR 的释放量，得到累积释放曲线，结果见图 6。

图 5 CAR/GEL/PVA 纤维膜的 XRD 谱图
Fig. 5 XRD patterns of CAR/GEL/PVA fibrous membranes

2.5 纤维膜的力学性能分析
为了分析 CAR 添加量对 CAR/GEL/PVA 纤维膜
力学性能的影响，对各组纤维膜进行了拉伸性能测
试与分析，结果见表 1。

表 1 CAR/GEL/PVA 纤维膜的力学性能
Table 1 Mechanical properties of CAR/GEL/PVA fibrous
membranes
CAR 添加
拉伸强度/MPa 断裂伸长率/% 弹性模量/MPa
量/%
图 6 CAR/GEL/PVA 纤维膜累积释放曲线
0 2.77±0.38 37.70±9.00 9.88±2.61
Fig. 6 Cumulative release profiles of CAR/GEL/PVA fibrous
5 2.38±0.38 39.27±9.11 5.22±1.71 membranes
10 2.10±0.30 42.71±4.34 2.75±0.45
从图 6a 可以看出，各组纤维膜中 CAR 的释放
15 1.79±0.31 39.29±9.14 3.42±0.69
速率变化趋势一致。由图 6b 可知，CAR 于前 1 h
20 1.84±0.28 40.70±12.70 4.05±1.48
发生突释，这是由于静电纺丝制备的纳米纤维膜有
如表 1 所示，随着 CAR 的添加，纤维膜的拉伸 较高的比表面积，在纳米纤维膜表面的 CAR 会快速