بررسی اثر نوع پلیمر و تعداد ریسنده ها بر آرایش یافتگی، میزان تولید و قطر نانوالیاف الکتروریسی شده در روش الکتروسانتریفیوژ

در این تحقیق با استفاده از روش الکتروسانتریفیوژریسی، محلول پلی اکریلونیتریل به نانوالیاف بسیار موازی ریسیده شد. عوامل تأثیر گذار در فرآیند الکتروسانتریفیوژریسی مانند ولتاژ، غلظت محلول پلیمری، سرعت چرخش ریسنده و قطر جمع کننده ی نانوالیاف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ولتاژ و غلظت محلول پلیمری به ترتیب بیشترین تأثیر را روی میزان آرایش یافتگی نانوالیاف پلی اکریلونیتریل داشتند در حالی که تأثیر قطر جمع کننده و سرعت چرخش ریسنده روی میزان موازی سازی نانوالیاف کمتر است. در ادامه به منظور افزایش میزان تولید، برای اولین بار تعداد ریسنده در روش الکتروسانتریفیوژریسی، افزایش داده شد و آزمایش ها در حالت دو ریسنده عیناً تکرار گردید و نتایج مشابهی با حالت تک ریسنده بدست آمد. حداکثر درصد توازی نانوالیاف تولیدی در حالت تک ریسنده و دو ریسنده در شرایط ولتاژ22 ولت، غلظت محلول پلیمری 5/16 درصد وزنی، قطر جمع کننده نانوالیاف cm40 و سرعت چرخش ریسنده rpm2650، حدود 83% بود. همچنین به کمک نرم افزار طراحی آزمایش دیزاین اکسپرت ، شرایط بهینه ی تولید نانوالیاف بسیار موازی، هم در حالت تک ریسنده و هم در حالت دو ریسنده، پیش بینی شد و صحت نتایج با آزمایش تأیید گردید. شرایط پیش بینی شده بهینه نانوالیاف موازی در حالت تک ریسنده شامل ولتاژ 19/20 ولت، غلظت محلول پلیمری 44/17 درصد وزنی، قطر جمع کننده 76/40 سانتیمترو سرعت چرخش ریسنده 1/2680 دور بر دقیقه، مقدار پیش بینی شده درصد توازی نانوالیاف پلیمری پلی اکریلونیتریل 64/87 درصد و مقدار نتیجه آزمایشگاهی 90/85 درصد و میزان خطا بین نتیجه پیش بینی شده و نتیجه آزمایشگاهی حدود 2 درصد بود و شرایط پیش بینی شده بهینه نانوالیاف موازی در حالت دوریسنده شامل ولتاژ 43/20 ولت، غلظت محلول پلیمری 56/17 درصد وزنی، قطر جمع کننده 1/39 سانتیمتر و سرعت چرخش ریسنده 2812 دور بر دقیقه، مقدار پیش بینی شده درصد توازی نانوالیاف پلیمری پلی اکریلونیتریل 82/86 درصد و مقدار نتیجه آزمایشگاهی 25/84 درصد و میزان خطا بین نتیجه پیش بینی شده و نتیجه آزمایشگاهی حدود 3 درصد بود. شرایط بهینه در حالت تک ریسنده و دوریسنده، بسیار به هم نزدیک بود. از آنجائی که شرایط بهینه برای تولید نانوالیاف با بالاترین میزان توازی هم در حالت تک ریسنده و هم در حالت دوریسنده تقریباً یکسان بود؛ لذا تعداد ریسنده ها به چهار عدد افزایش یافت و ملاحظه گردید که امکان تولید نانوالیاف بسیار موازی در شرایط مشابه بهینه با حالت دوریسنده وجود دارد. به عبارت دیگر در این تحقیق آشکار گشت که افزایش تعداد ریسنده ها اثر معنی داری بر میزان موازی سازی نانوالیاف ندارد؛ لذا به راحتی امکان افزایش تولید نانوالیاف بسیار موازی با روش الکتروسانتریفیوژریسی وجود دارد. در نتیجه به روش الکتروسانتریفیوژریسی محلول پلی اکریلونیتریل، می توان نانوالیاف بسیار موازی با حجم تولید زیاد و هزینه ی پایین، بدست آورد.