波浪形聚苯乙烯纤维的静电纺丝制备原理及其振幅影响因素

摘要：

以聚苯乙烯(polystyrene,PS)/二甲基甲酰胺(dimethylformamide,DMF)溶液为例,研究了波浪形聚合物纤维在静电纺丝中的形成过程和制备原理,探索了波浪形纤维的振幅随收集板移动速度、纺丝电压和针头–收集板间距的变化规律,并制备了不同图案的波浪纤维阵列.研究发现,随着收集板速度的增加,聚合物纤维的形貌沿着线圈形、"W"形、波浪形和直线形的规律变化.对波浪形纤维振幅与收集板速度之间的关系进行分析,发现波浪形纤维与直线形纤维之间的转变属于Hopf分岔,即由垂直于收集板移动方向上的非线性扰动产生具有O(2)对称性的Hopf分岔,导致波浪纤维的产生.波浪形纤维与"W"形纤维的转变可能来源于射流与收集板接触点在横向和纵向上运动模式的改变.波浪形纤维的振幅极大值出现在波浪形与"W"形纤维转变处,且该振幅极大值随纺丝电压和针头–收集板间距的增加而增大;波浪形与"W"形纤维的临界转变速度随纺丝电压的增加而增加.研究成功制备了单轴取向、正交和45°交叉3种波浪形纤维阵列,有助于推进波浪形纤维在柔性电子器件中的应用.

关键词：有机高分子材料、制备原理、Hopf分岔、振幅调控、静电纺丝、波浪形聚苯乙烯纤维

所属期刊栏目：8

分类号：TB324(工程材料学)

在线出版日期：2021-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2466-2473