DOI:10.1007/s12034-020-2083-y
本工作研究了電紡納米纖維非晶態聚合物基質中限定的4-戊基-4-氰基聯苯（5CB）液晶（LC）的相行為以及相變。通過對5CB/聚合物混合物的單軸靜電紡絲以及同軸靜電紡絲制備了納米纖維，其中聚合物溶液和純5CB分別構成殼層和芯層流體。研究發現5CB可與聚苯乙烯（PS）和聚（4-乙烯基吡啶）（P4VP）混溶。從PS和P4VP在其與5CB的混合物中的玻璃化轉變溫度（Tg）急劇下降可以明顯地看出這一點。DSC和偏振光學顯微鏡測定表明，在PS、P4VP和5CB共混電紡納米纖維中5CB的相變被完全抑制。然而，由聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和5CB組成的電紡納米纖維顯示出相分離形態。使用SEM和TEM測定對相分離形態進行了清晰的表征。此外，相分離使5CB表現出其液晶特性。然而，由于納米纖維的徑向約束，形成了具有有限空間連通性的小尺寸5CB疇，從而導致偏離了5CB的已知相變特性。研究者還觀察到，納米纖維的固有取向有利于共混納米纖維中向列相到晶體的轉變。本研究為電紡聚合物纖維中LC的相行為提供了新的認識和理解，對設計具有可調光學、熱學和介電性能的LC基柔性纖維元件具有技術指導意義。
圖1.5CB LC的相變行為：（a）DSC加熱和冷卻曲線，以及（b）PLOM研究。
圖2.由PS/LC和P4VP/LC共混物制備的電紡纖維的SEM圖像。插圖顯示了纖維的直徑分布。
圖3.PS/LC和P4VP/LC共混電紡纖維的DSC加熱和冷卻曲線。
圖4.PS/LC和P4VP/LC共混電紡納米纖維的SEM圖像。用環己烷洗滌纖維以選擇性地蝕刻掉5CB LC。
圖5.由不同比例的PVP/LC共混物制備的電紡纖維的SEM和PLOM圖像。
圖6.用乙醇選擇性地洗掉LC后，VP6LC4共混纖維中LC疇的SEM圖像。
圖7.PVP/LC共混電紡纖維的DSC加熱和冷卻曲線。
圖8.PVP-LC核-殼電紡纖維纖維形態的PLOM圖像（FRin：核層流率）。上排圖像是在沒有交叉偏振器的情況下獲得的，而下排圖像是在有交叉偏振器的情況下獲得的。
圖9.PVP-LC核-殼電紡纖維纖維形態的SEM和TEM圖像。（a）核-殼纖維的橫截面SEM圖像（用環己烷蝕刻后），（b）核-殼纖維的縱向TEM圖和（c）核-殼纖維的橫截面TEM圖。
圖10.PVP-LC核-殼電紡纖維的DSC加熱和冷卻曲線。
