Электроформования является увлекательным метод, используемый для изготовления микро к нано-волокон из широкого спектра материалов. Молекулярная запутывание учредительных полимеров в прядильного раствора имеет важное значение для успешного электропрядения. Мы приводим протокол для использования реологические оценить electrospinnability двух биополимеров, крахмала и пуллулан.
Электроформования является увлекательным техники для изготовления микро чтобы нано-волокон из широкого спектра материалов. Для биополимеров, молекулярной запутывание учредительных полимеров в прядильного раствора было установлено, что необходимым условием для успешного электропрядения. Реология является мощным инструментом для исследования молекулярной конформации и взаимодействия биополимеров. В этом докладе, мы демонстрируем протокол для использования реологические оценить electrospinnability двух биополимеров, крахмала и пуллулан, от их диметилсульфоксид (ДМСО) / вода дисперсии. Были получены Правильно сформированные крахмал и пуллулан волокон со средним диаметром в субмикронных к микронного. Electrospinnability оценивали путем визуального и микроскопическим наблюдением волокон, образованных. Соотнося реологические свойства дисперсий в их electrospinnability, мы показываем, что конформации молекулы, молекулярного запутанности, и сдвиговой вязкости влияют избранныхrospinning. Реология не только полезно в выборе растворителя системы и оптимизации процессов, но и в понимании механизма формирования волокна на молекулярном уровне.
Электроформования является метод, который способен производить непрерывную микро к нано-волокон из широкого спектра материалов. Она получила повышение академической и отраслевой интерес 1. Хотя установка и практика электропрядения кажется простым, способность прогнозировать electrospinnability и управлять свойствами волокна остается проблемой. Причина может заключаться в том, что существует множество факторов, влияющих на процесс электропрядения 2 и процесс, особенно пути, по которому волокна, хаотический 1. Часто эмпирический "готовить-и-посмотреть" подход используется для скрининга потенциальных electrospinnable материалы. Тем не менее, для получения лучшего контроля над процессом электропрядения и результирующие свойства волокна, более полное понимание механизмов, которые управляют electrospinnability требуется. Некоторые исследователи обнаружили, что молекулярная запутывание полимеров в прядильного раствора является эссенциял условием для успешного электропрядения 3 до 5.
Реология является мощным инструментом для исследования молекулярной конформации и взаимодействия в полимерных дисперсий. Например, Макки и соавт. исследовали конформации молекулы линейные и разветвленные поли (этилен-со-терефталат-этиленизофталата) сополимеров в растворителе, содержащем хлороформ / диметилтерефталата (7/3, об / об), и определили, что концентрация полимера должен быть 2-2.5x концентрация запутанность для успешного электропрядения 4.
Существует в настоящее время возрождение интереса к волокон из биополимеров, потому что их преимуществ в способности к биологическому разложению, биосовместимость, и возобновляемость по отношению отношению их синтетические аналоги. Однако практикующие столкнуться со многими проблемами, связанными как правило, от их структурной сложности, трудности в термической обработке и низших механических свойств. Крахмал, содержащийся в растительных тканях, является Амонг наиболее распространенными и недорогими биополимеры на земле. Чистые крахмал волокна изготовлены с использованием электро-мокрого прядения аппарат недавно были описаны 6. Пуллулан представляет собой линейный полисахарид получают внеклеточно некоторыми бактериями. Правильное чередование (1 → 4) и (1 → 6) глюкозидные связи, как полагают, отвечает за несколько отличительных свойств пуллулан, в том числе отличной волокна / пленкообразующего возможностей 7,8. Электроформования пуллулана волокон из водной дисперсии, как сообщается посредством ряда исследователей 9,10. В наших предыдущих публикаций, electrospinnability из двух биополимеров, крахмала и 11 пуллулановыми 12, уже обсуждалось. Настоящий доклад посвящен демонстрации протокол для использования реологические принципы в исследовании electrospinnability этих двух биополимеров.
Реология является важным инструментом для изучения переработки полимеров, в том числе обычных волокон прядения и электропрядения 13. От стационарных сдвиговых реологических исследований, полимерной конформации и их взаимодействия в различных растворителях могут быть решены <str…
The authors have nothing to disclose.
Эта работа частично финансируется Национальным институтом Министерства сельского хозяйства США для производства продовольствия и ведения сельского хозяйства, Национальной программы конкурсных грантов, Национальной программы исследовательская инициатива 71,1 FY 2007 как грант № 2007-35503-18392 и Национальных Институтов Здоровья, Институт аллергологии и инфекционных заболеваний , R33AI94514-03.
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Gelose 80 starch | Ingredion | Used as it is | |
Pullulan | Hayashibara Co. Ltd | Used as it is | |
Dimethyl Sulfoxide | BDH Chemicals | BDH1115-4LP | |
Ethanol | VWR International | 89125-172 | 200 proof |
Rheometer | TA Instruments | ARES | 50 mm cone and plate geometry |
Syringe (10 mL) | Becton, Dickinson and Company | 309604 | Syringe with Luer-Lok® Tip |
High voltage generator | Gamma High Voltage Research, Inc. | ES40P | |
Syringe pump | Hamilton Company | 81620 | |
Environmental scanning electron microscope | FEI Company | Quanta 200 | for starch fibers |
Environmental scanning electron microscope | Phenom-World | Phenom G2 Pro | for pullulan fibers |