Wie Spannung elektrogesponnene Strahlen und Nanofasermorphologie formt: Simulationen & Laborvalidierung

Zusammenfassung

Elektrische Spannung hat einen entscheidenden Effekt auf die Nanofasermorphologie sowie die Strahlanzahl im Elektrospinnprozess, während wenige Arbeiten den tiefen Mechanismus erklären. Hier wurde die elektrische Feldverteilung um die Spinnelektrode zunächst durch numerische Simulation untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich das elektrische Feld auf der Spitze eines vorstehenden Tropfens bei relativ niedriger Spannung konzentriert, während es anschließend zum Rand der Nadelspitze wechselt, wenn der vorstehende Tropfen unter hoher Spannung verschwindet. Die experimentellen Ergebnisse stimmen gut mit den numerisch simulierten Ergebnissen überein: Bei niedriger Spannung (unter 20 kV für PVDF-HFP und PVA-Nanofasern) bildet sich nur ein Strahl, aber unter hoher Spannung bilden sich mehr als ein Strahl (zwei Strahlen für PVDF-HFP, vier Strahlen für PVA). Diese zusätzlichen Strahlen führen zu (1) höherem Faserdurchmesser aufgrund tatsächlich schwächeren elektrischen Feldes für jeden Strahl und (2) breiter Verteilung der Faserdurchmesser aufgrund instabilen Spinnprozesses (veränderliche Strahlanzahl/Position/Höhe) unter hoher Spannung. Die Ergebnisse werden die Nanofaserherstellung und -anwendung in traditionellem Einzel-Nadel-Elektrospinnen und anderen Elektrospinnmethoden begünstigen.

Einleitung

Aufgrund vieler überlegener Vorzüge wie hoher Oberfläche, kontrollierbarem Faserdurchmesser und Membrandicke sowie verbundenem Porenstruktur erhalten Nanofasern intensive Studien und wurden in vielen Bereichen angewendet. Als eine der einfachsten Herstellungsmethoden für Nanofasern hat die Elektrospinntechnik nicht nur in der akademischen Forschung, sondern auch in der praktischen Industrialisierung große Aufmerksamkeit erregt.

In Sicht praktischer Ingenieuranwendungen sind Nanofaserdurchmesser und Durchmesserverteilung die zwei Schlüsselparameter. Einerseits bevorzugen die meisten Anwendungsbereiche kleineren Faserdurchmesser wie Luftfiltration, da kleinerer Durchmesser nicht nur größere Oberfläche bedeutet, was die nanofasrige Membran größere Schadstoffadsorptionskapazität verleiht, sondern auch kleinere Porengröße, die der Membran höhere Schadstoffabweisungsfähigkeit verleiht. Viele Methoden wurden entwickelt, um feinere Nanofasern zu erreichen. Zum Beispiel kann das Hinzufügen von ionischen/anorganischen Salzen effektiv sein, da das Salz die Leitfähigkeit der Spinnflüssigkeit erhöht. Wang et al. berichteten, dass Erhöhung der Mantelflussrate den resultierenden Nanofaserdurchmesser im Koaxialspinnprozess reduzieren kann. Hai et al. entwickelten einen abnehmbaren Konzentrik-Spinneret, der die Energie auf die Arbeitsflüssigkeit durch das äußere Polymerrohr halten kann, was die Herstellung viel feinerer Core-Shell-Nanofasern begünstigt. Andererseits resultiert enge Durchmesserverteilung in besserer Kontrolle der Porengröße in der nanofasrigen Membrankonstruktion, was entscheidend in Trennungsbereichen, besonders in Wasserfiltration, ist.

Im Spinnprozess sind viele Parameter von Gerät und Vorläuferlösungen an Faserdurchmesser und -verteilung beteiligt. Erstens spielt die Form der Spinnelektrode eine bedeutende Rolle bei der Bestimmung der elektrischen Feldverteilung und hat dadurch wichtigen Einfluss auf den Spinnprozess und die Nanofasermorphologie; zweitens Vorläufer-Eigenschaften wie Konzentration, Oberflächenspannung und Viskosität; drittens Spinnparameter wie Spannung, Kollektordistanz und sogar Kollektorform; viertens Umgebungsbedingungen wie Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Unter ihnen hat der Spannungswert einen sehr entscheidenden Effekt auf Nanofaserdurchmesser und -verteilung, obwohl diese Parameter synergistisch den Spinnprozess und die Nanofasermorphologie beeinflussen.

Theoretisch nimmt der Nanofaserdurchmesser mit Erhöhung des Spannungswerts ab, wo die elektrische Feldkraft gestärkt wird. Daher kann Erhöhung der Spannung ein gangbarer Weg sein, um superfine Nanofasern zu erreichen. Hasanzadeh et al. reduzierten den Polyacrylnitril-Nanofaserdurchmesser von 212 auf 184 nm bei angewendeter Spannung von 14 auf 22 kV. Ranjbar-Mohammad et al. fertigten Gummi-Tragant/Poly(vinylalkohol)-Komposit-Nanofasern an und erreichten Durchmesserabnahme von 153 auf 98 nm durch Spannungsänderung von 10 auf 20 kV. Interessanterweise gibt es beim traditionellen Einzel-Nadel-Elektrospinnen (TNE) zwei Phänomene bei hohem Spannungswert im Spinnprozess: (1) höherer Faserdurchmesser. Es ist bekannt, dass der Nanofaserdurchmesser mit Spannungserhöhung zunächst abnimmt, während er bei hoher Spannung zunimmt; (2) breite Faserdurchmesser-Verteilung. Breite Durchmesserverteilung wird bei hohem Spannungswert im TNE-Spinnprozess erreicht. Das heißt, höhere Spannung ist im TNE-Spinnprozess unerwünscht. Folglich ist es eine harte Aufgabe, Nanofasern mit kleinerem Durchmesser und enger Durchmesserverteilung aufgrund des begrenzten Spannungswerts im TNE-Spinnprozess zu erhalten.

Daher ist die relevante Mechanismus-Diskussion dringend erwünscht, um das Phänomen zu enthüllen und der Nanofaserherstellung zu nützen. Allerdings berichten wenige Arbeiten über den Mechanismus des Phänomens, dass TNE-Methode Nanofasern mit höherem Durchmesser und breiterer Durchmesserverteilung unter hohem Spannungswert herstellt. Viele frühere Forschungen wandten die numerische Simulationsmethode mit Maxwell-Programm an, um die elektrische Feldverteilung und -intensität der Elektrospinnapparatur intuitiv zu bewerten. In der vorliegenden Studie untersuchen wir den Mechanismus in einer speziellen Sicht und zielen darauf ab: (1) numerische Simulation der elektrischen Feldverteilung um die Spinnelektrode im TNE-Spinnprozess mit Spannungsänderung, (2) experimentelle Verifikation der numerischen Simulationsergebnisse und des Spannungswerts auf Spinnprozess und Nanofasermorphologie, und (3) Spinnprozess-Schlussfolgerung mit Spannungserhöhung und Mechanismus-Diskussion der abnormalen Nanofasermorphologie unter hoher Spannung.

Methoden

Materialien

Poly(vinylidenfluorid-co-hexafluorpropylen) (PVDF-HFP, Mw = 400.000) wurde von Aladdin Industrial Corporation, Shanghai, China bezogen. Polyvinylalkohol (PVA), N,N-Dimethylformamid (DMF) und Aceton wurden von Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. (Suzhou, China) geliefert. Alle Reagenzien waren analytischer Grad und wurden ohne weitere Behandlung als empfangen verwendet.

Herstellung von PVDF-HFP-Nanofasern unter verschiedenen Spannungswerten

PVDF-HFP (11 Gew.-%) wurde in einem binären Lösungsmittel aus DMF/Aceton mit Gewichtsverhältnis 1:1 bei Raumtemperatur für 4 h gelöst. Im Spinnversuch wurden Spannungswerte von 6, 10, 15, 20, 25 und 30 kV an der Spitze einer Spritzenkanüle (0,8 mm Innendurchmesser) angelegt. Die Kollektordistanz beträgt 15 cm. Ein konstanter Volumenstrom von 1,0 ml/h wurde mittels Spritzenpumpe aufrechterhalten. Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit (RH) im Spinnprozess betrugen 25 ± 2 °C und 55 ± 3 %, jeweils, und wurden konstant gehalten.

Herstellung von PVA-Nanofasern unter verschiedenen Spannungswerten

PVA (12 Gew.-%) wurde in deionisiertem Wasser bei 95 °C für 2 h gelöst. Natriumdodecylbenzolsulfonat (0,01 %) wurde zur Lösung hinzugefügt, um die Oberflächenspannung der Lösung zu verringern. Im Spinnversuch wurden Spannungswerte von 7, 10, 15, 20, 25 und 30 kV an der Spitze einer Spritzenkanüle (0,8 mm Innendurchmesser) angelegt. Die Kollektordistanz beträgt 15 cm. Ein konstanter Volumenstrom von 0,8 ml/h wurde mittels Spritzenpumpe aufrechterhalten. Temperatur und RH im Spinnprozess betrugen 25 ± 2 °C und 55 ± 3 %, jeweils, und wurden konstant gehalten.

Charakterisierung

Die Morphologie der elektrogesponnenen Nanofasermembranen wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop (Hitachi S-4800, Tokyo, Japan) bei 20 °C, 60 RH beobachtet. Proben wurden vor der Abbildung mit Goldschicht sputterbeschichtet. Proben wurden in 2 × 4 mm² zugeschnitten und bei Beschleunigungsspannung von 5 kV und Strom von 10 mA fotografiert. Die Durchmesser der elektrogesponnenen Fasern wurden berechnet, indem mindestens 100 Fasern zufällig mit dem ImageJ-Programm vermessen wurden. Optische Bilder wurden mit einer Kamera (SONY, ILCE-6400L) fotografiert. Im Fotografierprozess wurde eine schwarze Platte hinten platziert und eine Taschenlampe gegenüber dem Kameralinsen positioniert, was den Spinnprozess mit hoher Qualität fotografieren kann.

Im numerischen Simulationsprozess wurde das elektrische Feld um die Spinnelektrode mit Maxwell 2D (ANSOFT Corporation) berechnet. Simulationsparameter sind: Außen- und Innendurchmesser der Nadel 1,2 mm und 0,8 mm; Längen von drei vorstehenden Tropfen 1,3 mm, 0,88 mm und 0 mm; Kollektordistanz 15 cm. Das Maxwell-Programm nutzt Finite-Elemente-Methoden und adaptives Maschen, um eine konvergierte Lösung zu erreichen. Im Simulationsprozess endete die Berechnung, wenn Energy Error und Delta Energy unter 1 % liegen. Die Leitfähigkeit der modellen Polymerlösung im Simulationsprozess beträgt 1,6 µS/cm.

Ergebnisse und Diskussionen

Schematisches Diagramm der Strahnevolution und numerische Simulation des elektrischen Feldes um die Elektrode mit Spannungsänderung

Im Spinnprozess beeinflussen verschiedene Parameter die resultierenden Nanofaser/Partikeldurchmesser, wie von Huang et al. berichtet; die Flüssigkeitsstrahllänge und der Flüssigkeitsstrahlwinkel können hilfreich sein, um die Durchmesser der resultierenden Nanofaser/Partikel vorherzusagen. Im TNE-Spinnprozess wird die vorstehende Tropfenlänge mit Erhöhung des Spannungswerts abnehmen (Abb. 1a–c). Drei vorstehende Tropfenlängen: langer vorstehender Tropfen, kurzer vorstehender Tropfen und kein vorstehender Tropfen werden jeweils simuliert (Abb. 1). Wie in Abb. 1a gezeigt, bildet die Polymerlösung bei niedrigem Spannungswert einen langen vorstehenden Tropfen an der Nadelspitze aufgrund schwacher elektrischer Kraft. In dieser Situation konzentriert sich das elektrische Feld auf der Spitze des vorstehenden Tropfens (Abb. 1d). Daher können wir spekulieren, dass es nur einen Strahl geben wird, der von der vorstehenden Tropfenspitze unter dieser Bedingung erzeugt wird (Abb. 1a). Mit Erhöhung des Spannungswerts nimmt die vorstehende Tropfenlänge aufgrund der stärkeren elektrischen Feldkraft ab (Abb. 1b), was mit der vorherigen Studie übereinstimmt, dass die Höhe des Taylor-Kegels allmählich abnahm, als die angewendete Spannung von 13 auf 16 kV erhöht wurde. Und das elektrische Feld konzentriert sich ebenfalls auf der Spitze des vorstehenden Tropfens (Abb. 1e), was immer noch einen polymeren Strahl ergibt (Abb. 1b). Allerdings, mit Erhöhung des Spannungswerts auf einen kritischen Wert, verschwindet der vorstehende Tropfen (Abb. 1c), und das stärkste elektrische Feld wechselt zum Rohrrand der Nadelspitze (Abb. 1f). In dieser Situation werden mehr als ein Strahl entlang des Rohrrandes der Nadelspitze gebildet (Abb. 1c).

Das Geschwindigkeitsvektordiagramm kann ein effektiver Indikator für die polymere Strahlanzahl und Strahlrichtung sein. Daher wurde der Geschwindigkeitsvektorplot um die Nadelspitze in Abb. 2b, d simuliert, wo die Pfeile die Geschwindigkeitsrichtung anzeigen und Pfeillänge und -farbe den Wert repräsentieren. Der längste Pfeil mit tiefroter Farbe ist die Stelle, an der der polymere Strahl erzeugt wird. Wie in Abb. 2b illustriert, sind die rote Farbe und der längste Pfeil vor der Lösungs-Spitze, wo sich nur ein Strahl bildet, was mit dem elektrischen Feldverteilungsdiagramm übereinstimmt, dass sich das elektrische Feld auf der vorstehenden Tropfenspitze intensiviert (Abb. 2a). Andersherum intensiviert sich das elektrische Feld auf dem Rohrrand der Nadelspitze, wenn kein vorstehender Tropfen erscheint (Abb. 2c). Gleichzeitig lösen sich die relativ längsten und rot gefärbten Pfeile vom Nadelrohrrand (Abb. 2d). Als Ergebnis werden mehr als ein Strahl vom Rohrrand der Nadelspitze erzeugt (Abb. 1c).

Speziell unter hohem Spannungswert verschwindet der vorstehende Tropfen, dann konzentriert sich das elektrische Feld auf den Rohrrand; anschließend bildet es mehr als ein Strahl um die Nadelspitze (Abb. 3), was großen Einfluss auf den Spinnprozess und die Nanofasermorphologie hat. Wie in Abb. 3 gezeigt, wird spekuliert, dass die höheren Strahlzahlen zwei Ergebnisse begünstigen: (1) das schwächere elektrische Feld für jeden Strahl – trotz hoher Spannung teilen die erhöhten Strahlen das begrenzte elektrische Feld, was tatsächlich zu geschwächtem elektrischem Feld für jeden Strahl führt, was zur Herstellung von Nanofasern mit großem Faserdurchmesser beiträgt – und (2) instabiler Spinnprozess. In dieser Situation führen sowohl die unterschiedliche elektrische Feldintensität jedes Strahls als auch veränderliche Strahlanzahl, Strahlposition zu instabilem Spinnprozess. Als Folge begünstigt dieser instabile Spinnprozess eine schlechtere Fasergleichmäßigkeit mit breiter Nanofaserdurchmesser-Verteilung und sogar schlechter Nanofasermorphologie, was schlechten Effekt auf Membraneigenschaften wie Membranporosität und Membranporengrößenverteilung zeigt, anschließend schlechte Leistung in einigen praktischen Anwendungen.

Experimentelle Verifikation durch elektrogesponnene PVDF-HFP-Nanofasern

Um den Effekt der Spannungswertänderung auf die Nanofasermorphologie zu bestätigen, wurden PVDF-HFP-Nanofasern unter verschiedenen Spannungswerten hergestellt. Wie in Abb. 4 illustriert, zeigen PVDF-HFP-Nanofasern glatte Oberfläche bei allen Spannungswerten. Gleichzeitig nimmt mit Erhöhung des Spannungswerts der PVDF-HFP-Nanofaserdurchmesser zunächst ab (1004,3 ± 184,7 nm bei 6 kV, 387,4 ± 46,6 nm bei 10 kV, 239,5 ± 20,4 nm bei 15 kV, 149,2 ± 9,5 nm bei 20 kV) (Tabelle 1) (Abb. 4a–d), was auf die Erhöhung der elektrischen Feldkraft durch den erhöhten Spannungswert zurückzuführen ist. Allerdings steigt der Faserdurchmesser allmählich bei Spannung 25 kV (194,2 ± 47,9 nm) (Tabelle 1, Abb. 4e) und 30 kV (247,9 ± 59,6 nm) (Tabelle 1, Abb. 4f). Zudem zeigt die Nanofaser zunächst enge Durchmesserverteilung, während sie bei Spannung 25 kV (Abb. 4e) schlechte Durchmesserverteilung und bei 30 kV (Abb. 4f) noch schlechtere aufweist.

Um den Effekt der Spannungswertänderung auf die Strahlanzahl im Spinnen zu bestätigen, ist der Strahnevolutionsprozess unter verschiedenen Spannungswerten in Abb. 5 gezeigt. Man sieht, dass die vorstehende Tropfenlänge mit Erhöhung des Spannungswerts von 6 auf 20 kV abnimmt (Abb. 5a–d). Was mehr ist, initiiert sich nur ein Strahl bei Spannungswerten unter 20 kV, was mit den numerischen Simulationsergebnissen übereinstimmt, dass das elektrische Feld, das sich auf der Tropfenspitze konzentriert, einen Strahl erzeugt, bevor der vorstehende Tropfen verschwindet. Allerdings, mit Erhöhung des Spannungswerts, verschwindet der vorstehende Tropfen und zwei Strahlen bilden sich an der Nadelspitze (Abb. 5e, f). Diese Ergebnisse bestätigen weiter die numerischen Simulationsergebnisse, dass es mehr als einen Strahl bildet, da das stärkere elektrische Feld unter hohem Spannungswert zum Rohrrand der Nadelspitze wechselt.

Die Durchmesserverteilung ist ein entscheidender Indikator für praktische Anwendung, besonders in Trennungsbereichen wie präziser Wasserfiltration, die enge Porenverteilung benötigt, die durch Durchmesserverteilung beeinflusst wird. Wie in Abb. 6a gezeigt, beträgt der Faserdurchmesser 1004,3 ± 184,7 nm mit Durchmesserverteilung von 495,1 bis 1347,9 nm bei Spannungswert 6 kV. Für Spannung 10 kV und 15 kV beträgt der Faserdurchmesser 387,4 ± 46,6 nm und 239,5 ± 20,4 nm, jeweils, mit enger Durchmesserverteilung (Abb. 6b, c). Bei Spannung 20 kV beträgt der Faserdurchmesser 149,2 ± 9,5 nm mit erheblich enger Durchmesserverteilung von 157,6 bis 207,5 nm (Abb. 6d). Bei Spannungswert 25 kV beträgt der Faserdurchmesser 194,2 ± 47,9 nm mit breiter Durchmesserverteilung von 108,7 bis 377,8 nm (Abb. 6e). Der Faserdurchmesser steigt auf 247,9 ± 59,6 nm mit viel breiterer Durchmesserverteilung von 117,2 bis 428,3 nm bei Spannungswert 30 kV (Abb. 6f). Man sieht, dass PVDF-HFP-Nanofaser relativ enge Durchmesserverteilung aufweist, wenn Spannungswerte unter 20 kV liegen. Jenseits der Spannung von 20 kV zeigt PVDF-HFP-Nanofaser schlechtere Gleichmäßigkeit mit erhöhtem durchschnittlichem Faserdurchmesser. Diese Ergebnisse demonstrieren weiter, dass der Faserdurchmesser zunächst abnimmt, gefolgt von Zunahme mit Erhöhung des Spannungswerts. Darüber hinaus zeigt es breite Durchmesserverteilung bei hohem Spannungswert, was in guter Übereinstimmung mit den numerischen Simulationsergebnissen und früheren Studien steht.

Experimentelle Verifikation durch elektrogesponnene PVA-Nanofasern

Um den Effekt der Spannungsversorgungsänderung auf die Nanofasermorphologie und Strahlanzahlevolution im Spinnen weiter zu bestätigen, wurden PVA-Nanofasern unter verschiedenen Spannungswerten hergestellt. Wie in Abb. 7 gezeigt, nimmt mit Erhöhung des Spannungswerts der PVA-Nanofaserdurchmesser zunächst ab (Spannungswert unter 20 kV), begleitet von allmählicher Zunahme bei Spannung 25 kV (186,7 ± 43,4 nm) und 30 kV (213,6 ± 64,9 nm). Diese Ergebnisse stimmen gut mit den PVDF-HFP-Nanofasern überein. Die Strahlevaluation mit Spannungswert (15, 20 und 30 kV) ist in Abb. 8 gezeigt. Man sieht, dass die vorstehende Tropfenlänge abnimmt und nur ein Strahl von der vorstehenden Tropfenspitze bei Spannungswerten 15 und 20 kV erzeugt wird (Abb. 8a, b). Allerdings bilden sich bei Spannungswert 30 kV mehr als ein Strahl an der Nadelspitze (Abb. 8c). Die erhöhten Strahlen führen zu zwei Ergebnissen: (1) höherer durchschnittlicher Durchmesser, bestätigt durch den Durchmesserwechsel (Tabelle 2, Abb. 9) und (2) schlechtere Durchmesserverteilung, deutlich gezeigt in Abb. 9, dass der Abstand zwischen Minimum und Maximum einen abnehmenden Trend zeigt (228 nm bei 7 kV, 212 nm bei 10 kV, 169 nm bei 15 kV, 149 nm bei 20 kV), aber eine dramatische Zunahme auf 202 nm bei 25 kV und 361 nm bei 30 kV.

Spinnprozess-Schlussfolgerung mit Spannungserhöhung und Mechanismus-Diskussion der Strahnevolution, die Spinnprozess und Nanofasermorphologie beeinflusst

Basierend auf den numerischen Simulations- und experimentellen Verifikationsergebnissen werden der Spinnprozess mit Spannungserhöhung und der Mechanismus der Strahnevolution, der den Spinnprozess und die Morphologie beeinflusst, wie folgt vorläufig geschlossen:

Wie in Abb. 10 gezeigt, nimmt die vorstehende Tropfenlänge zunächst ab und verschwindet allmählich mit Erhöhung des Spannungswerts. Gleichzeitig intensiviert sich das elektrische Feld zunächst auf der vorstehenden Tropfenspitze und wechselt dann zum Rohrrand der Nadelspitze. Diese beiden Phänomene führen dazu, dass nur ein Strahl bei existierendem vorstehendem Tropfen vor dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens gebildet wird und mehr als ein Strahl nach dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens gebildet wird (Abb. 10).

Daher kann der Spinnprozess vernünftigerweise in zwei Phasen getrennt werden: vor und nach dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens oder stabiler und instabiler Phase (Abb. 10). Vor dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens (stabile Phase) nimmt der Faserdurchmesser mit Spannungserhöhung ab und zeigt relativ gute Durchmesserverteilung. Nach dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens (instabile Phase) (1) steigt der Faserdurchmesser entgegengesetzt aufgrund des schwächeren elektrischen Feldes für jeden Strahl, was tatsächlich auf die erhöhte Strahlanzahl zurückzuführen ist, und (2) gab es schlechtere Faserdurchmesser-Verteilung, beigetragen durch den instabilen Spinnprozess (veränderliche Strahlanzahl, Strahlposition und unterschiedliche elektrische Feldintensität für jeden Strahl). In Sicht der obigen Diskussionen ist der kritische Wert vor dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens der beste Spannungswert, um Nanofasern mit feinerem Faserdurchmesser und guter Faserdurchmesser-Verteilung herzustellen (Abb. 10).

Schlussfolgerungen

Die numerischen Simulations- und experimentellen Verifikationsergebnisse zeigen, dass nur ein Strahl bei existierendem vorstehendem Tropfen gebildet wird und mehr als ein Strahl nach dem Verschwinden des vorstehenden Tropfens produziert wird, was durch das elektrische Feld, das sich zunächst auf der Tropfenspitze konzentriert und dann zum Rohrrand der Nadelspitze wechselt mit Erhöhung des Spannungswerts, beigetragen wird. Die erhöhte Strahlanzahl schwächt nicht nur das elektrische Feld für jeden Strahl (was zu hohem Faserdurchmesser führt), sondern macht auch einen instabilen Spinnprozess (was zu breiter Durchmesserverteilung führt). Die Ergebnisse enthüllen genial den Mechanismus der Nanofasermorphologie-Änderung bei hohem Spannungswert im TNE-Spinnprozess, was eine einzigartige Sicht bietet, um den TNE-Spinnprozess besser zu kennen und die Nanofaserherstellung und -anwendung in vielen Bereichen, besonders in Trennung und Filtration, begünstigt.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Die Daten in der vorliegenden Studie sind auf Basis einer angemessenen Anfrage bei den korrespondierenden Autoren verfügbar.

Abkürzungen

DMF:

N,N-Dimethylformamid

PVA:

Polyvinylalkohol

PVDF-HFP:

Poly(vinylidenfluorid-co-hexafluorpropylen)

RH:

Relative Luftfeuchtigkeit

TNE:

Traditionelles Einzel-Nadel-Elektrospinnen