DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124969

在本研究中，将聚乙烯醇（PVA）/海藻酸钠（SA）溶液静电纺丝成纤维膜。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、能谱仪（EDX）、X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）对PVA/SA纤维膜进行表征。通过FTIR、XRD、DSC等手段证实了PVA和SA之间的氢键相互作用。静电纺丝过程中纤维的制备涉及SA含量、电压、接收距离和喷嘴速度等各种参数，并通过Box-Behnken设计（BBD）方法进行了优化。结果表明，SA含量对所得纤维直径有较大的影响，在最佳生产条件下实现了242.12nm的最小纤维直径。通过扫描电子显微镜（SEM）分析、力学性能测量和接触角测试研究了不同PVA/SA含量对膜直径、形貌、力学性能和吸液性能的影响。验证了7:3比例下PVA/SA纤维膜的最佳物理性能，与响应面法（RSM）结果接近。

图1.静电纺丝成型工艺制备的PVA/SA纤维膜的表征：a）静电纺丝工艺的典型实验装置；b）通过FTIR分析确定官能团；c）通过XRD分析确定分子排列；d）DSC热性能分析；e）TGA/DTG热性能分析。

图2.a）PVA、SA和PVA/SA的化学结构及其反应机理，b）PVA/SA的类比结构图；c）PVA/SA（50:50）的SEM图像；d）由EDX测试的PVA/SA的四元素映射。

图3.PVA/SA纤维直径的实际值与预测值的比较。

图4.纤维直径的响应面和计数图及其与纤维直径的相互作用。

图5.PVA/SA纤维膜的物理表征：a-d）SEM形态观察；e-h）直径直方图；i）抗拉强度；j-n）动态接触角。