DOI:10.1016/j.matdes.2020.108902
在這項研究中，使用表面響應方法分析了工藝參數對用交流電（AC）靜電紡絲制備的納米纖維直徑和方向的影響。實驗設計采用了四個主要工藝參數：溶液濃度、收集距離、電壓和收集速度。借助掃描電子顯微鏡觀察了納米纖維的形態，通過快速傅立葉變換法對納米纖維取向進行了表征，使用Box-Behnken設計模型來預測納米纖維的直徑和取向，預測結果與實測結果吻合良好。研究表明，溶液濃度和收集速度對纖維直徑和取向的影響與直流靜電紡絲類似。此外，本研究還對工藝參數進行了優化，以獲得更細、排列更均勻的納米纖維，并為交流靜電紡絲制備納米纖維紗線提供了參考。
圖1.采用交流靜電紡絲制備和收集納米纖維的示意圖。
圖2.從SEM圖像到強度光譜的FFT轉換：（a）納米纖維的SEM圖像；（b）FFT頻譜圖；（c）灰色強度光譜。
圖3.從（a）樣品2和（b）樣品19收集的納米纖維的SEM圖像和直徑分布。
圖4.預測的納米纖維直徑與實際的納米纖維直徑。
圖5.模型中單個工藝參數與納米纖維直徑之間的預測關系：（a）溶液濃度，（b）收集器距離，（c）電壓，（d）收集器旋轉速度。
圖6.不同參數下，平均纖維直徑的3D響應面圖：（a）溶液濃度和收集距離，（b）溶液濃度和電壓，（c）溶液濃度和收集速度，（d）收集距離和電壓，（e）收集距離和收集速度，（f）電壓和收集速度。
圖7.從（a）樣品11和（b）樣品21收集的纖維取向的SEM圖像和極坐標圖。
圖8.預測的Herman因子和實際的Herman因子。
圖9.模型中單個工藝參數與Herman因子之間的預測關系：（a）溶液濃度，（b）收集距離，（c）電壓，（d）收集速度。
圖10.不同參數下，纖維取向的3D響應面圖：（a）溶液濃度和收集距離，（b）溶液濃度和電壓，（c）溶液濃度和收集速度，（d）收集距離和電壓，（e）收集距離和收集速度，（f）電壓和收集速度。
