امکان سنجی الکتروریسی بدون سوزن نانوالیاف سلولزی استخراج شده از کاه برنج
چکیده
امروزه استفاده از نانوالیاف سلولزی، با توجه به دسترس بودن منابع آن، بسیار مورد توجه قرارگرفته است. نانوالیاف سلولزی با توجه به هزینه تولیدپایین، استحکام، مدول و میزان جذب بالا دارای ویژگی های مناسب برای استفاده در فیلتر می باشند. در این تحقیق از سلولز استخراج شده از کاه برنج که منبع تجدید پذیر، فراوان و ارزان است به عنوان پلیمر و برای تولید نانوالیاف سلولزی از دستگاه الکتروریسی بدون سوزن استفاده شده است. سیستم الکتروریسی تک سوزنه بهره وری خیلی کمی دارد (به ازای هر سوزن کمتر از mg/h 300)و برای تهیه فیلتر مناسب نخواهد بود. برای استفاده از نانوالیاف درمقیاس نیمه صنعتی و تولید فیلتر باید وب در مقیاس بزرگ تر از فاز آزمایشگاهی تهیه شود. به همین منظور از الکتروریسی بدون سوزن استفاده می شود. در ابتدا با بررسی کشش سطحی، ویسکوزیته و هدایت الکتریکی محلول های سلولز، نمونه ای را که دارای کشش سطحی پایین تر، هدایت الکتریکی و ویسکوزیته ی مناسب تر بود، برای الکتروریسی انتخاب شد. برای بررسی پارامترهای الکتروریسی روی محلول انتخابی، الکتروریسی با دستگاه الکتروریسی بدون سوزن با توجه به آزمایش های طراحی شده با نرم افزار dx7 انجام شد. در ادامه برای تسهیل در تولید نانوالیاف سلولزی و بررسی کاربرد آن برای فیلتر از پلیمر کمکی، پلی وینیل الکل استفاده شد. پلی¬وینیل¬الکل به عنوان یک پلیمر زیست سازگار با قابلیت انحلال در آب مورد استفاده قرار گرفت. برای الکتروریسی از محلول 63/0درصد وزنی/ حجمی با نسبت60 به 40 سلولز به پلی وینیل الکل استفاده شد. نتایج حاصل از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که نمونه d1 با سرعت 9 دور بر دقیقه، ولتاژ 55kv، دما 41 درجه سانتیگراد و فاصله 10 سانتی متر دارای میانگین قطری 4/89 نانومتر است که نسبت به سایر نمونه ها دارای میانگین قطری کمتر است. به منظور بررسی کاربرد کامپوزیت نانوالیاف تولیدی در فیلتر، تخلخل تمام نمونه های الکتروریسی اندازه گیری شد. تست نفوذپذیری با توجه به استحکام ضعیف وب نانوالیاف تولید شده، تنها بر روی نمونه d1 انجام گرفت و این نمونه در دو مدت زمان الکتروریسی، 30 و 60 دقیقه، نفوذپذیری مناسبی را نشان داد. نتایج طیف¬سنجی مادون قرمز نیز حاکی از وجود گروه های مشخصه¬ سلولز در کامپوزیت نانوالیاف تولیدی بود