Int. J. Biol. Macromol.：靜電紡絲木質素/PVP納米纖維及其構建油凝膠的能力

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.03.069

這項工作探討了低濃度硫酸鹽木質素（LSL）/聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶液在N，N-二甲基甲酰胺（DMF）中的靜電紡絲性能，以及產生的不同微納米構造對蓖麻油結構的影響。在不同濃度（8-15wt％）和LSL:PVP比例（90:10-0:100）下制備了LSL/PVP溶液，并對其物理化學和流變學特性進行了表征。電紡納米結構的形態主要取決于溶液的流變性。從具有低LSL/PVP濃度和/或高LSL:PVP比的溶液中獲得由細絲連接的電噴霧納米顆粒或微米級顆粒，而通過增加濃度和/或降低LSL:PVP比可產生珠狀或無珠納米纖維，這是由于增強的拉伸粘彈性和非牛頓特性所致。通過簡單地將電紡LSL/PVP納米纖維以10至30wt％的濃度分散到蓖麻油中，就可以形成油凝膠。油凝膠的流變特性可以通過改變LSL:PVP比率和納米纖維含量來進行調整。在摩擦學實驗中，探討了這些油凝膠作為生物基潤滑劑的潛在應用。當使用由納米纖維氈構成的具有增強類凝膠特性的油凝膠作為潤滑劑時，其摩擦和磨損結果令人滿意。總體而言，靜電紡絲木質素/PVP溶液是一種簡單有效的制備納米纖維油凝膠的方法。

圖1.a）正確形成泰勒錐，b）針尖中的流動不穩定性。

圖2.含15wt％LSL/PVP溶液的DSL的粘性流動曲線與LSL:PVP比率的函數關系，與威廉姆森模型相吻合。

圖3.在不同LSL:PVP比率下，對含15wt％LSL/PVP溶液的DSL進行瞬態拉伸實驗時，a）其歸一化纖維直徑和）b特勞頓比隨時間發生變化。

圖4.在不同LSL:PVP比率下，由含15wt％溶液的DMF制備的電紡LSL/PVP納米結構的SEM圖像：a）90:10，b）70:30，c）50:50和d）30:70（放大倍數x4000）。

圖5.從具有不同LSL:PVP總濃度的溶液獲得的電紡LSL/PVP納米結構的SEM圖像：a）8wt％，LSL:PVP比為50:50，b）10wt％，LSL:PVP比為50:50，c）15wt％，LSL:PVP比為50:50，d）8wt％，LSL:PVP比為70:30，e）10wt％，LSL:PVP比為70:30和f）15wt％，LSL:PVP比為70:30（放大倍數x4000）。

圖6.a-c）將重量百分比為20％的具有不同LSL:PVP比（a：90:10，b：70:30，c：50:50）的溶液分散在蓖麻油中得到的LSL/PVP納米結構的物理外觀。d-f）70:30 LSL:PVP納米結構以多種濃度分散在蓖麻油中的物理外觀（a：10wt％，b：20wt％，c：30wt％）。

圖7.電紡LSL/PVP納米纖維基油凝膠的力學譜（G'：實心符號；G”：空心符號）隨a）納米纖維濃度（LSL:PVP比為70:30）和b）LSL:PVP比率（20和30％納米纖維濃度）發生變化。