DOI:10.1007/s12034-020-2083-y
本工作研究了电纺纳米纤维非晶态聚合物基质中限定的4-戊基-4-氰基联苯（5CB）液晶（LC）的相行为以及相变。通过对5CB/聚合物混合物的单轴静电纺丝以及同轴静电纺丝制备了纳米纤维，其中聚合物溶液和纯5CB分别构成壳层和芯层流体。研究发现5CB可与聚苯乙烯（PS）和聚（4-乙烯基吡啶）（P4VP）混溶。从PS和P4VP在其与5CB的混合物中的玻璃化转变温度（Tg）急剧下降可以明显地看出这一点。DSC和偏振光学显微镜测定表明，在PS、P4VP和5CB共混电纺纳米纤维中5CB的相变被完全抑制。然而，由聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和5CB组成的电纺纳米纤维显示出相分离形态。使用SEM和TEM测定对相分离形态进行了清晰的表征。此外，相分离使5CB表现出其液晶特性。然而，由于纳米纤维的径向约束，形成了具有有限空间连通性的小尺寸5CB畴，从而导致偏离了5CB的已知相变特性。研究者还观察到，纳米纤维的固有取向有利于共混纳米纤维中向列相到晶体的转变。本研究为电纺聚合物纤维中LC的相行为提供了新的认识和理解，对设计具有可调光学、热学和介电性能的LC基柔性纤维元件具有技术指导意义。
图1.5CB LC的相变行为：（a）DSC加热和冷却曲线，以及（b）PLOM研究。
图2.由PS/LC和P4VP/LC共混物制备的电纺纤维的SEM图像。插图显示了纤维的直径分布。
图3.PS/LC和P4VP/LC共混电纺纤维的DSC加热和冷却曲线。
图4.PS/LC和P4VP/LC共混电纺纳米纤维的SEM图像。用环己烷洗涤纤维以选择性地蚀刻掉5CB LC。
图5.由不同比例的PVP/LC共混物制备的电纺纤维的SEM和PLOM图像。
图6.用乙醇选择性地洗掉LC后，VP6LC4共混纤维中LC畴的SEM图像。
图7.PVP/LC共混电纺纤维的DSC加热和冷却曲线。
图8.PVP-LC核-壳电纺纤维纤维形态的PLOM图像（FRin：核层流率）。上排图像是在没有交叉偏振器的情况下获得的，而下排图像是在有交叉偏振器的情况下获得的。
图9.PVP-LC核-壳电纺纤维纤维形态的SEM和TEM图像。（a）核-壳纤维的横截面SEM图像（用环己烷蚀刻后），（b）核-壳纤维的纵向TEM图和（c）核-壳纤维的横截面TEM图。
图10.PVP-LC核-壳电纺纤维的DSC加热和冷却曲线。
