《表3 不同滚筒转速的取向PAN纳米纤维的取向度指数》

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《基于不同纺丝参数下取向纳米纤维的制备及取向度分析》

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利用旋转滚筒制备取向纳米纤维是最早使用的方法，但该方法对滚筒的转速要求很高，当滚筒的转速较高时，由于滚筒表面的高速气流，纳米纤维会沿滚筒的旋转方向取向排列；而当滚筒的转速降低时，纳米纤维的取向度也随之降低。本文将滚筒转速设置为1 500、1 750、2 000、2 250、2 500 r/min，并利用不同转速的滚筒收集12%的PAN纳米纤维SEM图，如图7所示。由图7可知，当滚筒转速为1 500 r/min时，收集的PAN纳米纤维取向度很低，表面很多杂乱纤维，取向度指数仅为60.1%。随着转速的增加，纳米纤维的取向排列程度增加，取向度指数由60.1%增加到92.5%（表3）。这主要是因为滚筒转速增加时，滚筒表面的切向线速度与射流的运动速度更接近，纤维更容易沿滚筒表面取向排列，但是滚筒的转速也不是越高越好。Edwards等[16]通过实验探究了纳米纤维的取向度与滚筒转速之间的关系，结果发现滚筒转速有两个阈值，即低速阈值和高速阈值:1)当滚筒速度小于低速阈值时，纳米纤维无法取向排列；2)滚筒速度接近并大于低速阈值时，纳米纤维排列取向度增加；3)滚筒速度大于高速阈值时，纳米纤维取向排列程度降低，纳米纤维甚至会被拉扯断。不同聚合物溶液的低速和高速阈值不同，与聚合物溶液的性能、滚筒的直径等有关。