表面改性方法

• 物理方法
  • 等离子体处理：利用等离子体中的高能粒子与纤维表面发生作用，可在纤维表面引入新的官能团，提高表面能和润湿性，还能刻蚀纤维表面，增加粗糙度。例如，通过氧气等离子体处理聚乳酸静电纺丝纤维，可引入羟基和羧基等极性基团。
  • 紫外线辐射：紫外线照射能使纤维表面的分子链发生断裂、交联等反应，从而引入新的官能团或改变表面结构。如对聚丙烯腈纤维进行紫外线辐射，可在表面引入羰基等官能团，改善其亲水性。
• 化学方法
  • 接枝共聚：通过化学反应将特定的单体或聚合物链接枝到静电纺丝纤维表面。例如，采用自由基引发接枝方法，可将丙烯酸等单体接枝到聚己内酯纤维表面，赋予纤维更多的功能性基团。
  • 表面涂层：将含有特定功能基团的溶液或乳液涂覆在纤维表面，形成一层均匀的涂层。如在静电纺丝纤维表面涂覆含有抗菌剂的聚合物涂层，可使纤维具有抗菌性能。
  • 化学气相沉积：利用气态的化学物质在纤维表面发生化学反应，沉积形成一层薄膜或涂层。如利用化学气相沉积技术在纤维表面沉积二氧化钛薄膜，可使纤维具有光催化性能。
• 生物方法
  • 生物分子固定化：通过物理吸附、化学偶联等方法将生物分子如蛋白质、酶、细胞等固定在纤维表面。例如，将胶原蛋白固定在聚乳酸纤维表面，可提高纤维的生物相容性和细胞黏附性。

应用

• 生物医学领域
  • 组织工程支架：通过表面改性可使纤维支架具有更好的生物相容性和细胞亲和性，促进细胞的黏附、增殖和分化。如在聚己内酯纤维表面接枝生物活性分子，可构建用于骨组织工程的支架。
  • 伤口敷料：改性后的静电纺丝纤维可具有良好的吸水性、透气性和抗菌性，能够促进伤口愈合。如在纤维表面涂覆银纳米粒子等抗菌剂，可制成抗菌伤口敷料。
• 环境保护领域
  • 空气过滤：对纤维进行表面改性，可提高其对空气中污染物的吸附和过滤能力。如在聚丙烯纤维表面引入极性基团，可增强对极性污染物的吸附效果。
  • 水净化：改性后的静电纺丝纤维可用于吸附水中的重金属离子、有机污染物等。如将含有氨基等官能团的聚合物接枝到纤维表面，可提高对重金属离子的吸附能力。
• 能源领域
  • 锂离子电池隔膜：通过表面改性可提高纤维隔膜的亲液性、离子导电性和机械性能。如在聚烯烃纤维隔膜表面涂覆陶瓷颗粒或聚合物涂层，可改善隔膜的性能。
  • 超级电容器电极材料：对纤维表面进行改性，可增加其比表面积和电化学活性位点，提高超级电容器的性能。如在碳纤维表面进行氧化处理，引入羟基、羧基等官能团，可提高电极材料的电容性能。