تأثیر پارامترهای الکتروریسی جهت تولید نخ توخالی از الیاف نانو و بررسی خواص مکانیکی آن

لیلا جوزمی

چکیده

الکتروریسی روش منحصر بفردی است که الیاف پلیمری در محدوده قطری نانومتری تا میکرومتری را بوسیله جریان محلول یا مذاب الکتروریسی هدایت شده تولید می کند. توسط فرآیند الکتروریسی قادر به تولید نانوالیاف پیوسته، به صورت لایه های بی بافت ونخ می باشیم. هم چنین از نانوالیاف الکتروریسی شده می توانیم در تقویت نانوکامپوزیت ها استفاده کنیم. نخ های توخالی به منظور بهبود ویژگی های نخ مصرفی، با توجه به افزایش هوای محبوس درون نخ، بدست آوردن نخ مستحکم تر قبل از خروج نخ مغزی و تولید منسوجات سبک تر بعد از خروج مغزی بوجود آمده اند. تاکنون نخ های توخالی بوسیله سیستم-های معمول از قبیل سیستم ریسندگی اصطکاکی تولید می شده اند. در ریسندگی نخ توخالی، یک مولتی فیلامنت pva به عنوان مغزی در مرکز نخ قرار می گیرد و سایر الیاف به دور مغزی پیچیده می شوند، سپس pva قابل حل در آب ، بوسیله قرارگیری در آب جوش خارج می گردد. تا به امروز پروژه های تحقیقاتی کمی سعی کرده اتد به کمک فرآیند الکتروریسی نخ توخالی تهیه کنند، اخیرا? در یک کار تحقیقاتی، بارگاوا بوسیله یک میله فلزی توخالی چرخان و یک نیمکره توخالی فلزی متصل به انتهای آن و دو محلول پلیمری متفاوت، توانست یک نخ مغزی-غلاف الکتروریسی کند. در ادامه با خارج کردن نخ مغزی داخلی (نخ الکتروریسی شده pva ) در آب جوش، توانست نخ توخالی تهیه شده از نانوالیاف تهیه کند. در این تحقیق، بوسیله اصلاح در موقعیت نیمکره در سیستم الکتروریسی بارگاوا و تغییرات در تنظیمات تکنیک های قبلی، نخ توخالی الکتروریسی شده از نانوالیاف پلی اتیلن ترفتالات تولید شد. الکتروریسی بین دو سوزن سرنگ انجام گرفت، سپس نانوالیاف الکتروریسی شده بروی سطح نیمکره جمع شده و بوسیله چرخش نیمکره جمع کننده تاب داده می شوند. به منظور تولید نخ مغزی-غلاف، یک نخ مولتی فیلامنت pvaبه عنوان مغزی از قسمت تغدیه به قسمت برداشت بوسیله یک میله فلزی توخالی تغذیه می شود و سپس نخ مغزی-غلاف بروی غلتک برداشت کشیده و جمع می گردد. در نهایت نخ توخالی باخروج نخ pva بوسیله حل شدن در آب °c60 در مدت زمان 24 ساعت بدست آمد. به منظور تولید یک نخ توخالی بهینه از نانوالیاف، شش بار پوشش دهی بروی نخ مغزی در غلظت های 18%، 21%، 24%، 27% و 30% وزنی- حجمی محلول پلیمری petدر مخلوط حلال هایtfa/dcmبا نسبت 70:30 انجام شد. در همه آزمایشات ولتاژ کاربردی، سرعت جریان و تاب نخ به ترتیب kv10، ml/h 0526/0 و tpm1851 ثابت در نظر گرفته شد. در بررسی پارامتر های الکتروریسی مشاهده شد که ضخامت غلاف با افزایش غلظت محلول الکتروریسی پلی اتیلن ترفتالات، افزایش یافت. نتایج نشان داد که در غلظت 18% وزنی- حجمی محلول پلیمریpet در مخلوط حلال های tfa/dcmبا نسبت 70:30، راندمان خروج مولتی فیلامنت pva از نخ توخالی بیشتر از 85% بود. در بررسی مدول و استحکام نخ مولتی فیلامنت pva، نخ های مغزی- غلاف و نخ های توخالی، نتایج نشان داد که نخمولتی-فیلامنت pvaو نخ توخالی تولید شده در غلظت 30% محلول پلیمری به ترتیب بیشترین و کمترین میانگین استحکام و مدول را داشتند. همچنین نتایج نشان داد که میانگین ازدیاد طول تا حد پارگی نخ مولتی فیلامنت pva، نخ های مغزی- غلاف و نخ-های توخالی هیچگونه اختلاف معنی داری با یگدیگر ندارند. به منظور تعیین ویژگی مویینگی نخ های توخالی در غلظت های مختلف محلول پلیمری، ضریب نرخ مویینگی برای هر نخ توخالی بررسی شد. نتایج نشان می دهد که نخ توخالی تولید شده در غلظت 24% وزنی- حجمی محلول پلیمری، بیشترین ضریب نرخ مویینگی را دارد. در ادامه رطوبت بازیافتی نخ های توخالی بررسی و نتیجه گیری شد، نخ توخالی تولید شده در غلظت 18% بیشترین رطوبت بازیافتی را دارد

اساتید راهنما و مشاور

سید عبدالکریم حسینی راوندی