一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高聚物多孔材料制備方法領(lǐng)域，具體涉及一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]多孔材料一直是人們研究的一個(gè)熱點(diǎn)，高聚物多孔材料在很多方面，如氣-液分離、超濾作用、催化劑載體、反滲透、以及組織工程方面都有廣泛的應(yīng)用，關(guān)于高聚物多孔材料的制備方法也有很多，例如纖維粘結(jié)、靜電紡絲法、相分離法、氣體發(fā)泡、超臨界流體技術(shù)、快速成型技術(shù)、溶液澆鑄/粒子瀝濾法等，這些方法制備的支架在孔隙率、孔徑、組織均一性、力學(xué)性能以及生物學(xué)性能等方面具有不同的特點(diǎn)，也都存在各自的不足。纖維技術(shù)近些年發(fā)展較快，以纖維粘結(jié)和靜電紡絲方法為代表，通過(guò)纖維的粘結(jié)和沉積制備多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此方法制備的多孔材料具有高比表面積和高的連通性，但此結(jié)構(gòu)缺乏穩(wěn)定性，其機(jī)械性質(zhì)、孔尺寸、孔隙率都有限，且沒(méi)有明確的孔形狀和尺寸。應(yīng)用相分離原理開(kāi)發(fā)的熱致相分離技術(shù)，用來(lái)制備高聚物多孔材料，其優(yōu)點(diǎn)是得到的多孔材料具有高的孔隙率和孔與孔之間高的連通性，但制備過(guò)程中不可避免的要用到有機(jī)溶劑，而且很難實(shí)現(xiàn)對(duì)孔尺寸分布和形態(tài)的精確控制。超臨界流體技術(shù)和氣體發(fā)泡法都不會(huì)引入有機(jī)溶劑，但這兩種方法的缺陷是，都不能控制孔的形態(tài)，有閉合孔存在，都對(duì)高聚物的類型有一定的限制，且超臨界流體技術(shù)條件苛刻，生產(chǎn)成本高。最新發(fā)展快速成形技術(shù)(包括三維印刷術(shù)、選擇性激光燒結(jié)法、熔融沉積法)，它是集新型材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，根據(jù)CAD系統(tǒng)或?qū)T、MRI掃描的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，得出三維模型，采用離散/堆積成形的原理，把三維模型變成一系列二維層片，再根據(jù)每個(gè)層片的輪廓信息進(jìn)行工藝規(guī)劃。用快速成形技術(shù)能構(gòu)建完全通孔、高度規(guī)則、形態(tài)與微結(jié)構(gòu)具有重復(fù)性的多孔結(jié)構(gòu)。但在快速成型方法中，有些復(fù)雜結(jié)構(gòu)內(nèi)部的支持粉難以去除，三維印刷術(shù)中會(huì)使用有毒的有機(jī)粘合劑且制品機(jī)械性質(zhì)較差;而選擇性激光燒結(jié)法和熔融沉積法制備過(guò)程中的高溫限制了很多生物高聚物材料的應(yīng)用。溶液澆鑄/粒子瀝濾法是已存在的與本制備方法原理最相似的一種高聚物多孔材料制備方法，此法是將高聚物配制成溶液，將一定尺寸的食鹽、石蠟或者蔗糖粒子混入溶液中攪勻，通過(guò)溶液澆鑄的方法制成薄膜，待溶劑揮發(fā)后，通過(guò)水洗的方法，使上述致孔劑溶解移除，形成多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種方法可以通過(guò)致孔劑的選擇控制孔尺寸和孔形態(tài)，并且可以通過(guò)致孔劑的含量控制孔隙率。這種方法最大的不足是使用有機(jī)溶劑和致孔劑殘留，而且受到致孔劑的限制，孔的連通性較差。專利CN 103254460 B提出將生物降解聚合物和非生物降解聚合物共混，得到共混材料，然后利用微生物或酶的專一性對(duì)共混材料中的生物降解聚合物進(jìn)行選擇性降解，即得到多孔聚合物的方法，此專利制備過(guò)程溫和、清潔，通過(guò)控制共混溫度、轉(zhuǎn)速、組分、組成比例等因素，改變相結(jié)構(gòu)，進(jìn)而改變孔尺寸和孔隙率，實(shí)現(xiàn)孔尺寸和孔隙率的可控。但是上述專利方法是間接模板法，對(duì)于多孔材料的孔結(jié)構(gòu)不能進(jìn)行精確的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決現(xiàn)有技術(shù)中采用間接模板法制備多孔材料無(wú)法對(duì)其孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題，提供一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下:
[0005]—種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法，包括以下步驟:
[0006]將高聚物樹(shù)脂與可生物降解纖維復(fù)合，通過(guò)改變可生物降解纖維的直徑、長(zhǎng)度、含量、以及編織方法，采用不同的復(fù)合方式，構(gòu)造出具有多種結(jié)構(gòu)的高聚物/可生物降解纖維復(fù)合物前體，前體經(jīng)過(guò)酶或菌選擇性移除其中的可生物降解纖維，由此得到具有原纖維形態(tài)和分布的多孔材料。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述復(fù)合方式為熔融或溶液復(fù)合方式。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述可生物降解纖維為棉花、麻、脂肪族聚酯、脂肪族聚碳酸酯、或以上這些纖維的混合物，所述高聚物樹(shù)脂與所述可生物降解纖維不能同為相同的物質(zhì)。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述高聚物樹(shù)脂為聚己內(nèi)酯、聚乙烯或聚丙烯。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述可生物降解纖維為聚(3-羥基丁酸酯-CO-3-羥基戊酸酯)、聚乳酸或纖維素。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:
[0012]本發(fā)明提供的一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法是利用高聚物樹(shù)脂與可生物降解纖維復(fù)合，通過(guò)改變纖維的直徑、長(zhǎng)度、含量、以及編織方法，能動(dòng)的構(gòu)造高聚物多孔材料前體結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)生物方法選擇性移除其中的纖維，由此得到具有原纖維形態(tài)和分布的多孔材料。
[0013]本發(fā)明提供的一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法的優(yōu)勢(shì)在于采用直接模板法，選擇不同直徑的纖維和不同的復(fù)合方法，通過(guò)纖維排布預(yù)先設(shè)計(jì)好所需多孔形態(tài)，精確構(gòu)造高聚物多孔材料前體結(jié)構(gòu)，移除纖維后，最終獲得預(yù)設(shè)多孔形態(tài)的高分子多孔材料。而專利CN 103254460 B采用的是間接模板法，對(duì)于多孔材料的孔結(jié)構(gòu)不能精確的設(shè)計(jì)，本發(fā)明提供的方法很好的解決了上述問(wèn)題。
[0014]本發(fā)明提供的一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法采用生物方法移除其中的纖維，條件溫和，對(duì)多孔材料的性能影響不大，而且制備工藝簡(jiǎn)單。
[0015]本發(fā)明提供的一種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法的所有組分均具有良好的生物相容和生物降解特性，避免了某一組分除不凈帶來(lái)的負(fù)面作用。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]圖1是通過(guò)PCL與PHBV纖維復(fù)合，選擇性移除PHBV纖維后得到的多孔材料。
[0018]圖2是通過(guò)PCL與PLA無(wú)紡布復(fù)合，選擇性移除PLA無(wú)紡布后得到的多孔材料。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做以詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]—種將高聚物樹(shù)脂與纖維復(fù)合制備多孔材料的方法，具體包括以下步驟:
[0021]將高聚物樹(shù)脂與可生物降解纖維復(fù)合，通過(guò)改變可生物降解纖維的直徑、長(zhǎng)度、含量、以及編織方法，采用不同的復(fù)合方式，構(gòu)造出具有多種結(jié)構(gòu)的高聚物/可生物降解纖維復(fù)合物前體，前體經(jīng)過(guò)酶或菌選擇性移除其中