ساخت نانوالیاف نانوکامپوزیتی بر پایه uhmwpe

الیاف نانوکامپوزیتی، نسل جدیدی از نانوکامپوزیت ها هستند که در آنها زمینه الیاف پلیمری و نانوذرات با هندسه و شکل شناسی خاص، فاز متفرق آن را تشکیل می دهند. از طرفیuhmwpe به عنوان پلیمری گرمانرم، با خواص تریبولوژیکی و مکانیکی استثنایی و الیاف آن با کارایی بالا، بسیار مورد توجه است. روش ریسندگی الکتریکی به عنوان روشی آسان، کم هزینه و با بازده بالا برای تولید الیاف با اندازه میکرون و حتی نانومتری شناخته می شود و روشی مناسب برای تولید الیاف نانوکامپوزیتی uhmwpe است. اما در ریسندگی الکتریکی آن، نیاز است تا از سامانه دما بالا به منظور جلوگیری از ژل شدن محلول در اثر کاهش دمای آن، استفاده شود. در این پژوهش الیاف نانوکامپوزیتی بر پایه uhmwpe و دو نانوذره مختلف، نانواکسید روی(zno) و نانواکسید تیتانیم (tio2) با درصدهای وزنی 5/2، 5 و 5/7 درصد به روش ریسندگی الکتریکی دما بالا ساخته شدند. سامانه ریسندگی الکتریکی به گرم کننده های مادون قرمز، به عنوان سامانه دما بالا، مجهز شد. برای ریسندگی الکتریکی uhmwpe و تولید الیاف بدون شکل شناسی دانه ای و مارپیچ، شرایط بهینه شامل غلظت % 7/0 وزنی پلیمر، غلظت نمک t-bab % 4/0 وزنی، ولتاژ 21 کیلوولت و فاصله کاری 15 سانتیمتر بدست آمد. شکل شناسی الیاف تولید شده با میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی بررسی شد. الیاف تولید شده قطر متوسط 1 تا 10 میکرومتر داشتند. همچنین تاثیر نمک t-bab در ریسندگی الکتریکی uhmwpe بررسی شد و فهمیده شد که بدون حضور نمک، محلول تهیه شده، بدون هیچ عکس العملی در میدان الکتریکی از سوزن خارج می شود و پس از مدت یک شبانه روز رنگ آن به زرد نارنجی تغییر می کند. علت این امر به اکسید شدن الیاف تولید شده نسبت داده شد. با استفاده از شرایط بهینه، الیاف نانوکامپوزینی بر پایه zno و tio2 ساخته شدند. شکل شناسی این الیاف نانوکامپوزیتی و بررسی چگونگی پراکنش نانوذرات در الیاف پلیمری، با میکروسکوپ پویشی همراه با تصاویر mapping انجام شد. نتایج آزمون mapping نشان داد که نانوذرات به خوبی در زمینه پلیمری پراکنده شدند. علت این امر به سازگاری مناسب نانوذرات با زمینه پلیمری و حلال نسبت داده شد.