تولید نانو الیاف بسیار موازی با تغییر طول ریسنده در روش جت چرخان

چکیده الکتروریسی یکی از روش های موثر در تولید نانو الیاف پلیمری است. در روش مرسوم الکتروریسی الیاف به صورت نا منظم و بی آرایش در مقدار کم تولید می شوند. نانو الیاف تولید شده با روش متداول کاربردهای محدودی در ساخت غشاءها، پوشش زخم، فیلتراسیون، بیوحسگرها، کاتالیزورها دارد. جهت استفاده از نانو الیاف های الکتروریسی شده در کاربردهای منحصر بفرد نظیر تولید عصب مصنوعی، وسایل الکترونیکی بسیار ریز و افزایش استحکام نانو الیافها به الیاف الکتروریسی شده آرایش یافته(موازی) نیاز است. تاکنون روش های مختلفی برای تولید نانو الیاف موازی پیشنهاد شده است. تمام روش های ارئه شده دارای معایبی هستند. برای مثال نمی توان از این روش ها نانوالیاف موازی شده با طول های بلند را به دست آورد. همچنین برای تولید نانو الیاف موازی شده در سطحی گسترده دارای محدودیت می باشند. دراین تحقیق برای انجام فرایند الکتروریسی وتولید نانو الیاف با میزان هم ترازی بالا، روش جت چرخان را از طریق انتخاب بهینه طول ریسنده بهبود بخشیده ایم. برای این منظور با تغییر طول ریسنده قدرت میدان الکتریکی تغییر می کند ومنجر به تولید نانو الیاف با میزان آرایش یافتگی بالاتر و میزان تولید بیشتر می شود. برای تغییر دادن طول ریسنده در شرایط فرآیندی یکسان با عایق کاری ریسنده، اثرات طولی ریسنده را که در میدان الکتریکی قرار می گیرد، بررسی نمودیم. همچنین در این کار سایر عوامل تاثیرگذار بر هم ترازی نانو الیاف؛ از قبیل ولتاژ، غلظت پلیمر و قطر جمع کننده مورد بررسی قرار گرفت. در بخش اول تحقیق مشاهده گردید که با تغییرطول ریسنده از32 به2/0 میلیمتر ، در ولتاژ20کیلوولت، قطرجمع کننده40 سانتیمتروغلظت محلول 17درصدوزنی، میزان موازی سازی به طورقابل توجهی افزایش یافت واز 20به 72درصد رسید. دربخش دوم برای بررسی اثر عوامل ولتاژ، قطرجمع-کننده، غلظت محلول وطول عایق برموازی سازی، سرعت تولید وقطر نانوالیاف از نرم افزارطراحی آزمایشdx-7 استفاده شده است. شرایط بهینه ولتاژ، قطرجمع کننده، غلظت محلول وطول عایق برای دستیابی به حداکثر درصد موازی سازی به ترتیب، 20کیلوولت، 18/42سانتیمتر، 65/15درصدوزنی و3سانتیمتر وبرای دست یابی به حداکثرسرعت تولید نانوالیاف به ترتیب، 20کیلوولت، 42.37سانتیمتر، 15.62درصدوزنی و3سانتیمتر می باشد. دراین شرایط بهینه، مقادیرآزمایشگاهی درصدموازی سازی وسرعت تولید نانوالیاف الکتروریسی شده به ترتیب، 78.023وm/s23.85می باشد. کلمات کلیدی: الکتروریسی، جت چرخان، پلی اکریلونیتریل، موازی سازی نانوالیاف، سرعت تولید نانوالیاف، قطر نانوالیاف