Effect of relative humidity on the morphology of electrospun polymer fibers

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Abstract

The effect of relative humidity on the morphology of electrospun fibers of poly(vinyl alcohol), poly(methyl methacrylate), poly(vinyl chloride), polystyrene, and poly(lactic acid) dissolved in solvents such as toluene, N,N-dimethylformamide, 2,2,2-trifluoroethanol, and deionized water was studied by scanning electron microscopy to investigate the factors that may contribute to pore formation. Results showed that the presence of pores depends on factors such as the type of polymers used, the polymer–solvent combination, molecular weight, and the size of the electrospun structure. The final morphology developed implies a competition between the dynamics of phase separation and the rate of solvent evaporation. In addition, continuous solvent evaporation and constant stretching owing to the electric potential difference give rise to the final shape of porous electrospun fibers.

Faisant appel à la microscopie électronique à balayage pour étudier les facteurs qui peuvent contribuer à la formation de pores, on a examiné l'effet de l'humidité relative sur la morphologie de fibres électrofilées du poly(alcool vinylique), du poly(méthacrylate de méthyle), de poly(chlorure de vinyle), de polystyrène et de poly(acide lactique) dissous dans des solvants tel le toluène, le N,N-diméthyl formamide, le 2,2,2-trifluoroéthanol et l'eau déionizée. Les résultats montrent que la présence des pores dépend de facteurs tels que le type de polymère utilizé, la combinaison polymère–solvant, le poids moléculaire et la taille de la structure électrofilée. La morphologie finale qui se développe implique une compétition entre la dynamique de la séparation de phase et la vitesse d'évaporation du solvant. De plus, l'évaporation continue du solvant et l'étirement constant qui résulte de la différence de potentiel conduit à la forme finale des fibres électrofilées poreuses. Mots-clés: fibres électrofilées, humidité relative, fibres poreuses, polymères.[Traduit par la Rédaction]

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