بررسی تجربی و عددی مشخصه های مکانیکی نانولایه با استفاده از خواص مکانیکی چندلایه ها

لایه­ی بی­بافت ساخته شده از نانوالیاف بدلیل دارا بودن خواص منحصربفردی چون نسبت سطح به حجم بالا، اندازه منافذ بسیار کوچک و تخلخل بسیار زیاد، از پتانسیل خوبی برای استفاده در ساخت فیلترها و پوشاک محافظ برخوردار است، اما مهمترین عیب این لایه اینست که استحکام آن پایین بوده و با کوچکترین تنشی شدیدا آسیب می­بیند. یکی از روشهای غلبه بر این مشکل متصل کردن این لایه به لایه­های با استحکام بالاتر است. در بخش اول این پژوهش پس از لایه نشانی نانوالیاف پلی­اکریلونیتریل روی بستری از اسپان­باند (نوعی چسب حرارتی)، این محصول به همراه لایه دیگری از اسپان­باند بین دو پارچه­ی پنبه­ای قرار گرفت و سپس عملیات چندلاسازی به روش مذاب­-داغ و تحت 5 دمای مختلف صورت پذیرفت. پس از ساخت چندلاها تصاویری از سطح لایه­ی نانوالیاف توسط میکروسکوپ نوری تهیه شد. همچنین تست نفوذپذیری هوا نیز برای بررسی تاثیر دمای چندلاسازی بر نفوذپذیری چندلا در برابر هوا انجام گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش دمای چندلاسازی، چسبندگی بین لایه­ها افزایش، اما نفوذپذیری هوای چندلای ساخته شده کاهش می­یابد. همچنین تصاویر میکروسکوپی بدست آمده از سطح لایه­ی نانوالیاف بعد از چندلاسازی حاکی از آن است که استفاده از دمای چندلاسازی بالاتر از دمای ذوب اسپان باند باعث آسیب دیدگی شدید لایه­ی نانوالیاف می­گردد. در بخش دوم پژوهش نیز تاثیر چگالی سطحی لایه­ی نانوالیاف روی خواص مکانیکی چندلاهای ساخته شده بررسی شد. نتایج حاصله از تست خمش نشان داد که با افزایش چگالی سطحی نانوالیاف، سختی خمش و مدول خمشی پارچه­ی چندلا افزایش می­یابد اما شیب افزایش مدول خمشی خیلی کندتر از سختی خمش است. اما نتایج تست استحکام کششی، کاهش جزئی استحکام چندلا را با افزایش چگالی سطحی لایه­ی نانوالیاف نشان می­دهد. این کاهش به بروز پدیده لایه لایه شدن به هنگام تست استحکام در چندلاهای با چگالی سطحی بالا مربوط می­گردد. از اینرو استفاده از خصوصیات مکانیکی پارچه­ی چندلا برای مدل کردن مشخصه­های مکانیکی لایه­ی نانوالیاف با مشکل مواجه شد