陳思羽，吳春林，王賀云，魏忠

（石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院/新疆兵團(tuán)化工綠色過(guò)程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，石河子832003）

聚氯乙烯（PVC）作為五大通用型合成樹(shù)脂材料之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中有廣泛應(yīng)用。PVC膜領(lǐng)域?qū)VC的消費(fèi)量位居第三，約占10%左右[1]。傳統(tǒng)的PVC膜及其改性膜材料大多采用壓延、擠出吹塑或鑄膜液澆鑄流延成膜的方法制備[2]，而靜電紡絲技術(shù)興起后，人們開(kāi)始研究電紡制備PVC納米纖維膜[3]。

靜電紡絲法即聚合物噴射靜電拉伸紡絲法[4]。當(dāng)前，靜電紡絲技術(shù)已成為世界公認(rèn)的能夠直接連續(xù)制備聚合物納米纖維并進(jìn)一步量產(chǎn)的唯一方法[5]。電紡微/納米纖維具有較大的比表面積和長(zhǎng)徑比、較高的孔隙率、優(yōu)良的力學(xué)性能，且易與納米級(jí)化學(xué)物質(zhì)相結(jié)合，在催化、分離、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用價(jià)值[6]。溶液性質(zhì)、控制變量、環(huán)境參數(shù)等因素靜電紡絲法制備納米纖維的結(jié)構(gòu)和性能有很大影響[7-8]。近十年來(lái)人們從理論和實(shí)驗(yàn)方面探究了聚合物靜電紡絲工藝特性及如何調(diào)控工藝參數(shù)控制纖維的形成過(guò)程，聚酰胺和聚乳酸等聚合物是常用的研究標(biāo)本[9-13]，但極少有人系統(tǒng)研究PVC的靜電紡絲工藝并提出一種簡(jiǎn)便的工藝優(yōu)化的方法。

采用合適的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法科學(xué)安排實(shí)驗(yàn)，對(duì)于提高工作效率、節(jié)約科研經(jīng)費(fèi)及取得好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果意義重大。喬江等[7]在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化超疏水PVC膜的制備工藝；劉龍等[14]通過(guò)響應(yīng)面分析法優(yōu)化了氧化亞鐵硫桿菌氧化Fe2+的條件，但對(duì)于影響因素水平眾多的靜電紡絲實(shí)驗(yàn)，均勻設(shè)計(jì)法因布點(diǎn)均勻、代表性好，所需實(shí)驗(yàn)次數(shù)大大減少，相較于其他方法更具優(yōu)勢(shì)。因此，本文首先通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)篩選出PVC靜電紡絲的重要的工藝參數(shù)，確定各參數(shù)可取的水平范圍，然后采用均勻設(shè)計(jì)法安排實(shí)驗(yàn)，以期用較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)得到了優(yōu)化的工藝參數(shù)，為可控、有效地制備復(fù)雜的PVC納米纖維材料奠定基礎(chǔ)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

DW-P303-1ACF0型高壓電源，東文高壓電源（天津）有限公司；KDS100型單通道微量注射泵，美國(guó)KD Scientific公司；JSM-6490LV型掃描電鏡，日本電子公司。

SG-7型通用PVC樹(shù)脂，新疆天業(yè)集團(tuán)有限公司，工業(yè)級(jí)；四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺，均購(gòu)自天津市富宇精細(xì)化工有限公司，分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 PVC納米纖維膜的制備

在室溫25℃、空氣相對(duì)濕度約為30%的條件下，配制一定不同濃度DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比的PVC溶液，置于回旋式氣浴恒溫振蕩器中振蕩24 h，充分溶解混合均勻后，采用一次性使用無(wú)菌注射器吸取設(shè)定容量紡絲液，夾持在KDS100型單通道微量注射泵上，安裝設(shè)計(jì)型號(hào)的紡絲針，按設(shè)定的紡絲液流速和體積及給定的紡絲電壓、接收裝置距離，進(jìn)行靜電紡絲，制得一系列PVC納米纖維膜，分別做好標(biāo)記，于真空干燥箱中室溫干燥24 h，用來(lái)進(jìn)行掃描電鏡等測(cè)試。

1.2.2 PVC納米纖維膜的表征

（1）掃描電子顯微鏡分析（SEM）。將干燥待測(cè)的PVC納米纖維膜進(jìn)行真空噴金增加樣品的導(dǎo)電性能，然后在15 kV的加速電壓下表征PVC納米纖維膜的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)。

（2）Digimizer軟件圖像分析。利用Digimizer軟件從放大倍數(shù)為5000的SEM圖像中隨機(jī)抽樣50根纖維進(jìn)行測(cè)量，軟件自動(dòng)計(jì)算出樣本的平均直徑及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

大量的研究[8，15-16]表明靜電紡絲除了受溶液參數(shù)（紡絲液濃度、溶劑配比）的影響外，過(guò)程參數(shù)如溫度、濕度、紡絲時(shí)間、電壓、紡距、紡絲液流速、紡絲針孔孔徑（針頭內(nèi)徑）等對(duì)其影響也很重要。因此，依據(jù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、以往研究結(jié)論和經(jīng)驗(yàn)，本研究確定考察PVC納米纖維膜成纖性狀的3個(gè)主要試驗(yàn)指標(biāo)為纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差（標(biāo)準(zhǔn)差量化反映纖維直徑均勻度）、串珠數(shù)，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)篩選對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有較大影響的6個(gè)因素為紡絲液濃度和流速、靜電紡電壓和紡距、混合溶劑質(zhì)量比DMF/THF、針頭內(nèi)徑；再根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件和以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定各因素的取值范圍，并在此范圍內(nèi)設(shè)置適當(dāng)?shù)乃?，為了防止最佳條件的遺漏，因素的水平適當(dāng)多取一些，使試驗(yàn)點(diǎn)分布更均勻，取水平有困難時(shí)，采用擬水平法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

本實(shí)驗(yàn)采用均勻設(shè)計(jì)法，見(jiàn)表1。

1.2.5 試驗(yàn)結(jié)果的分析方法

由于均勻設(shè)計(jì)的試驗(yàn)點(diǎn)沒(méi)有整齊可比性，所以其試驗(yàn)結(jié)果的分析不能像正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)一樣采用方差分析法，通常采用直觀分析法或回歸分析法。因直觀分析法是從已做的有限個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)中篩選出優(yōu)化工藝條件，雖與整個(gè)試驗(yàn)范圍內(nèi)通過(guò)全面試驗(yàn)尋找的優(yōu)化工藝條件較為逼近，但難得到精確的結(jié)果，故本研究采用Uniform design Version 3.00軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，獲得反映各試驗(yàn)因素與試驗(yàn)指標(biāo)之間關(guān)系的回歸方程，并由標(biāo)準(zhǔn)回歸系數(shù)的絕對(duì)值大小判斷出試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次順序，修正方程后用Microsoft Office Excel 2003軟件里的規(guī)劃求解宏求出回歸方程在給定約束條件下的極值點(diǎn)，最終得出優(yōu)化的工藝條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 紡絲液濃度對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可以看出：

（1）紡絲液濃度為6%時(shí)，收集到的產(chǎn)品除了極細(xì)的幾根纖維絲，絕大多數(shù)為電噴聚合物顆粒，說(shuō)明紡絲液濃度為6%時(shí)已達(dá)可取濃度水平下限，幾乎不能進(jìn)行靜電紡絲，成纖纖維直徑可以認(rèn)為是0。

（2）在其他參數(shù)固定的情況下，當(dāng)紡絲液濃度從6%依次增加至16%時(shí)，成纖纖維平均直徑幾乎從0增加到0.82±0.20μm，而串珠數(shù)則相反，從91個(gè)減少至1個(gè)，紡絲液濃度與試驗(yàn)指標(biāo)近似地滿足線性關(guān)系。這表明紡絲液濃度對(duì)電紡纖維成纖性狀有極大影響，因?yàn)樵谝欢ǚ秶鷥?nèi)紡絲液濃度增加，PVC分子鏈纏結(jié)增加，被拉伸取向的機(jī)會(huì)增加，帶電射流裂分成小液滴的可能性減小，電紡膜成纖性狀明顯變好。

圖1 紡絲液濃度對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響Fig.1 Effect of solution concentration on fibre traits of electrospun PVC membrane

2.1.2 DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可知：在其他參數(shù)固定的情況下，當(dāng)DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比從1/4增加到3/2時(shí)，成纖纖維平均直徑先從0.43±0.13μm增至0.89±0.29μm然后降至0.28±0.12μm，而串珠數(shù)則從11減少到1后突增至129然后平穩(wěn)下降至 84。

究其原因主要為：THF是一種高揮發(fā)性、低電導(dǎo)率且粘度較低的溶劑，DMF則是一種不易揮發(fā)、高電導(dǎo)率且粘度較高的溶劑，二者單獨(dú)作紡絲溶劑時(shí)都會(huì)造成電紡難以順利進(jìn)行。當(dāng)二者混合作為溶劑電紡時(shí)，混合溶劑質(zhì)量比對(duì)電紡成纖性狀自然有極大影響。DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比為1/4時(shí)，易揮發(fā)、低電導(dǎo)率、低粘度組分THF含量較大，噴絲射流電荷密度較小受電場(chǎng)作用拉伸裂分不充分且溶劑揮發(fā)不完全，造成纖維帶部分串珠；當(dāng)DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比增至3/7時(shí)，射流裂分及溶劑揮發(fā)狀況相應(yīng)改善，電紡成纖性狀較好；而進(jìn)一步增大DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比時(shí)，難揮發(fā)組分DMF含量升高，射流所受電場(chǎng)力增加，噴絲射流拉伸裂分程度加大，成纖纖維平均直徑及標(biāo)準(zhǔn)差減小，而到達(dá)接收器時(shí)間縮短溶劑揮發(fā)不完全，串珠數(shù)增多。

2.1.3 靜電紡電壓對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖2 DMF/THF混合溶劑質(zhì)量比對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響Fig.2 Effect of the ratio of THF in mixture solvent on fibre traits of electrospun PVC membrane

圖3 靜電紡電壓對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響Fig.3 Effect of the voltage on fibre traits of electrospun PVC membrane

由圖3可知：在其他參數(shù)固定的情況下，靜電紡電壓從12 kV依次增加到20 kV時(shí)，電紡膜纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差分別從0.14±0.035μm突增至0.47±0.1μm，但串珠數(shù)從91銳減至6后平緩增加。

這是因?yàn)槠渌に噮?shù)不變時(shí)，靜電紡電壓與靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)成正比，一般來(lái)說(shuō)，紡絲液形成的射流會(huì)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度(電壓)的增加而獲得更大的表面電荷密度，在電壓較低時(shí)，射流受到的電場(chǎng)力較小，射流的裂分和拉伸受限，溶劑揮發(fā)不完全，形成較多細(xì)纖維串珠結(jié)構(gòu)，當(dāng)電壓加大后，射流所受電場(chǎng)力增大，鞭動(dòng)幅度增加，射流的拉伸和分化更完全，隨著溶劑揮發(fā)，射流固化成纖維到達(dá)接收器，成纖性變好，但射流運(yùn)動(dòng)加速度變大，到達(dá)接收器時(shí)間變短，因而隨著電壓進(jìn)一步加大，電紡膜纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差平緩下降，串珠數(shù)則逐漸增加。

2.1.4 靜電紡紡距對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。

從圖4可以看出：在其他參數(shù)固定的情況下，當(dāng)紡距從15 cm增加到 35 cm時(shí)，電紡膜纖維平均直徑從（0.23±0.12）μm 逐漸增加到（0.34±0.056）μm，串珠數(shù)從16突增至80后遞減至11。

造成這種現(xiàn)象的原因可能是紡距影響著電場(chǎng)強(qiáng)度的大小、射流鞭動(dòng)運(yùn)動(dòng)幅度和時(shí)間及溶劑揮發(fā)的時(shí)間[7-8]，當(dāng)紡距為15 cm時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度較大，較大的射流鞭動(dòng)運(yùn)動(dòng)幅度使聚合物射流在相對(duì)較短時(shí)間內(nèi)充分拉伸成纖，纖維直徑較小，另一方面由于溶劑揮發(fā)時(shí)間較短，成纖纖維會(huì)帶少量串珠且均勻度較差。而紡距稍增大至20 cm時(shí)，射流運(yùn)動(dòng)及溶劑揮發(fā)時(shí)間的些許延長(zhǎng)不足以改變電場(chǎng)強(qiáng)度銳減射流鞭動(dòng)運(yùn)動(dòng)幅度減小所致聚合物射流拉伸不充分直徑變大、串珠變多的狀況；當(dāng)紡距進(jìn)一步增加至25 cm以上時(shí)，因受電場(chǎng)強(qiáng)度衰減幅度漸小和射流運(yùn)動(dòng)、溶劑揮發(fā)時(shí)間漸長(zhǎng)的共同影響，成纖纖維直徑漸大、串珠漸少。

圖4 靜電紡紡距對(duì)聚氯乙烯電紡膜成纖性狀的影響Fig.4 Effect of the collect distance on fibre traits of electrospun PVC membrane

2.1.5 紡絲液流速對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可以看出：在其他參數(shù)固定的情況下，當(dāng)紡絲液流速?gòu)?0.4 mL/h增加到2.0 mL/h時(shí)，電紡膜纖維平均直徑從0.23±0.04 μm 增加到 0.51±0.19μm，而串珠數(shù)則從49減至3。

這可能是因?yàn)椋簢娊z頭端口的泰勒錐的形狀會(huì)隨著紡絲液流速的變化而發(fā)生一定的變化，隨著紡絲液流速增加，泰勒錐變得更加穩(wěn)定，使射流的不穩(wěn)定性減小，可紡性變好，串珠數(shù)減少。另一方面，隨著紡絲液流速增加，單位時(shí)間內(nèi)可紡的聚合物的量增加，所得電紡膜纖維平均直徑變大，標(biāo)準(zhǔn)差增大。

圖5 紡絲液流速對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響Fig.5 Effect of fluid velocity on fibre traits of electrospun PVC membrane

2.1.6 針頭內(nèi)徑對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可知：在其他參數(shù)固定的情況下，僅當(dāng)針頭型號(hào)（本實(shí)驗(yàn)采用的是深圳市永泰電子工具行 18 G、19 G、20 G、21 G、22 G 五種型號(hào)的不銹鋼注射針頭，對(duì)應(yīng)的內(nèi)徑分別為0.84 mm、0.67 mm、0.60 mm、0.52 mm、0.41 mm） 為 19 G時(shí)，電紡膜纖維成纖性狀較好，電紡膜纖維平均直徑和串珠數(shù)分別為0.42±0.20μm 和6個(gè)。其余針頭型號(hào)對(duì)應(yīng)電紡膜均為大量串珠和細(xì)纖維并存結(jié)構(gòu)。說(shuō)明針頭內(nèi)徑對(duì)于PVC電紡膜成纖性狀影響較大，且存在一個(gè)最優(yōu)值。這可能是由于不同針頭內(nèi)徑致使紡絲溶液在靜電場(chǎng)作用力下形成泰勒錐形狀不同，表面電荷密度不同，所受電場(chǎng)作用存在差異，造成溶劑揮發(fā)的速率、紡絲流暢性不一樣，電紡膜成纖性狀有差別。

圖6 針頭內(nèi)徑對(duì)PVC電紡膜成纖性狀的影響Fig.6 Effect of stainless steel need les model on fibre traits of electrospun PVC membrane

2.2 均勻設(shè)計(jì)

2.2.1 均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案及結(jié)果

試驗(yàn)方案及結(jié)果如表2所示。

影響PVC電紡膜纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差、串珠數(shù)的因素并不是孤立發(fā)生作用，因素之間共同發(fā)生作用影響試驗(yàn)指標(biāo)，并且由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知各試驗(yàn)指標(biāo)與各因素之間也并非線性關(guān)系。為了充分考察因素之間交互作用及各因素高次項(xiàng)對(duì)響應(yīng)值的影響而又不急劇增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)影響試驗(yàn)可行性，本實(shí)驗(yàn)采用均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化聚氯乙烯靜電紡絲工藝。

2.2.2 回歸方程的建立

（1）采用雙重篩選逐步回歸分析法建立紡絲液濃度（x1）和流速（x4）、混合溶劑質(zhì)量比DMF/THF（x5）、針頭內(nèi)徑（x6）、靜電紡電壓（x2）和紡距（x3）與纖維平均直徑（y1）和標(biāo)準(zhǔn)差（標(biāo)準(zhǔn)差）（y2）、串珠數(shù)（y3）之間的回歸方程。用雙重篩選逐步回歸分析法處理表2數(shù)據(jù)，建立3組回歸方程為

（2）回歸方程顯著性檢驗(yàn)。方差分析結(jié)果見(jiàn)表3。

注：*表示顯著。

（3） 對(duì)于第 1 組方程，由于 F=822.7＞ 臨界值 F(0.05，5，5)＝5.050，表明回歸方程顯著，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9988，說(shuō)明模型擬合度良好，實(shí)驗(yàn)誤差較小。

對(duì)于第 2 組方程，由于 F=493.5＞ 臨界值 F(0.05，5，5)＝5.050，表明回歸方程顯著，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9980，說(shuō)明模型擬合度良好，實(shí)驗(yàn)誤差較小。

對(duì)于第 3 組方程，由于 F=3.367＜ 臨界值 F(0.05，5，5)＝5.050，相關(guān)系數(shù)R2＝0.7711，表明回歸方程總的回歸效果不顯著。

對(duì)于3組方程，還可以進(jìn)一步進(jìn)行回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)，因?yàn)閺?fù)相關(guān)系數(shù)和F檢驗(yàn)可以反映全部自變量的總體回歸效果，但總體回歸效果顯著并不說(shuō)明每個(gè)自變量對(duì)因變量都是重要的[17]。即可能有某個(gè)自變量xi對(duì)y并不起作用或者能被其它的xk的作用所代替，因此將這種自變量從回歸方程中剔除，這樣可以建立更簡(jiǎn)單的回歸方程。顯然某個(gè)自變量如果對(duì)y作用不顯著，則它的系數(shù)β就應(yīng)取值為0，因此檢驗(yàn)每個(gè)自變量xi是否顯著，就要檢驗(yàn)假設(shè)。

（4）回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)。

由表4可以看出：第1組、第2組回歸方程所有因素變量對(duì)各自響應(yīng)值影響極其顯著，回歸方程為優(yōu)化方程；第 3 組回歸方程 x1x4、x1x5、x1x6、x52、x62對(duì)響應(yīng)值的影響不顯著，重新建立回歸模型，得回歸方程為y3=46.564-3.5818x1經(jīng)顯著性檢驗(yàn)，方程回歸效果顯著。因此，各實(shí)驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

2.2.3 規(guī)劃求解回歸方程的最優(yōu)解

本試驗(yàn)為多指標(biāo)的優(yōu)化試驗(yàn)，且對(duì)各試驗(yàn)指標(biāo)的趨勢(shì)要求均是越小越好。在指定的因素?cái)?shù)值范圍內(nèi)，搜索使各指標(biāo)值線性加權(quán)和最小的試驗(yàn)條件(各指標(biāo)地位的重要性通過(guò)加權(quán)系數(shù)確定)。多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)可選擇一種客觀賦權(quán)法對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)賦權(quán)。本實(shí)驗(yàn)選用熵值法[18]確定出各項(xiàng)指標(biāo)的客觀權(quán)重βj。由Pijln Pij可得 βj=(1-hj)，其中，當(dāng)Pij=0時(shí)，規(guī)定Pijl nPij=0(Zij為標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)價(jià)矩陣，n 為試驗(yàn)方案數(shù)，m 為試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)，i=1，2，…，n,j=1，2，…，m)，纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差、串珠數(shù)權(quán)重計(jì)算結(jié)果依次為0.2616、0.4705和0.2678。

將方程線性加權(quán)后，得到回歸方程為：

試驗(yàn)范圍內(nèi)的最優(yōu)解可通過(guò)Microsoft Office Excel 2003軟件里的規(guī)劃求解宏求取。求出試驗(yàn)范圍內(nèi)的最佳工藝條件為：紡絲液濃度13%、流速1.2 mL/h，混合溶劑質(zhì)量比DMF/THF=3/2，針頭內(nèi)徑0.60 mm，模型給出試驗(yàn)指標(biāo)預(yù)測(cè)值：纖維平均直徑為0.2μm、標(biāo)準(zhǔn)差為0.0399、串珠數(shù)為0。

2.2.4 試驗(yàn)優(yōu)化的驗(yàn)證

按上述優(yōu)化條件取紡絲液濃度13%和流速1.2 mL/h、混合溶劑質(zhì)量比DMF/THF=3/2、針頭內(nèi)徑0.60 mm、靜電紡電壓20 kV和紡距25 cm進(jìn)行試驗(yàn)，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行SEM表征，結(jié)果如圖7所示。

圖7 均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果SEM照片F(xiàn)ig.7 The SEM of the optimized test result leaded by uniform design

由圖7可知：纖維平均直徑和串珠數(shù)分別為（0.225±0.0528）μm和0個(gè)，與回歸方程預(yù)測(cè)值接近，并且優(yōu)化條件與對(duì)均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果的直觀分析結(jié)果及單因素最優(yōu)原則篩選結(jié)果相近，說(shuō)明該模型預(yù)測(cè)性和可靠性很好。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)均勻設(shè)計(jì)，基于相對(duì)較少的試驗(yàn)范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)分析構(gòu)建出了關(guān)于纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差、串珠數(shù)的回歸方程為：

（2）確定了聚氯乙烯靜電紡絲最佳工藝參數(shù)為：紡絲液濃度13%、流速1.2 mL/h、混合溶劑質(zhì)量比DMF/THF=3/2、針頭內(nèi)徑0.60 mm、靜電紡電壓20 kV和紡距25 cm。

（3）通過(guò)回歸方程對(duì)最佳工藝條件下纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差、串珠數(shù)預(yù)測(cè)，結(jié)果表明：預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值（纖維平均直徑和標(biāo)準(zhǔn)差、串珠數(shù)分別為0.225 μm、0.0528、0）接近。這表明均勻設(shè)計(jì)是一種簡(jiǎn)便可靠的多因素多水平實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方法，優(yōu)化后的PVC靜電紡絲工藝參數(shù)能為可控、有效制備復(fù)雜的聚氯乙烯納米纖維材料奠定基礎(chǔ)。

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