بررسی پدیده جریان مویینگی در نخ تولیدی از نانو الیاف

چکیده نفوذ خود بخودی مایع در شبکه الیاف به خاطر نیروهای مویینگی می باشد. فضاهای بین الیاف را می توان به صورت مویینه در نظر گرفت که می توانند توسط مایع اشغال شوند. یکی از پارامترهای مهم در جریان مویینگی سطح مخصوص و اندازه منافذ می باشد که این خصوصیات در نخ های متداول در مقایسه با نخ های تولید شده از نانوالیاف بسیار متفاوت می باشد. چون الیاف نانو و همچنین نخ های تولیدی از آن ها سطح مخصوص زیاد و اندازه منافذی در حد نانومتر دارند. این خاصیت در اکثر عملیات نساجی مانند رنگرزی، چاپ، تکمیل و در فرایندهای کامپوزیت از اهمیت خاصی برخوردار است. تکنیک بکار گرفته در این تحقیق، مشتمل بر مشاهده و اندازه گیری جریان مویینگی یک مایع رنگی است. چنین آنالیزی شامل اندازه گیری ارتفاع مایع (h ) به صورت تابعی از زمان (t) است. این سیستم تجربی ، بر اساس آنالیز تصاویر گرفته شده توسط دوربین دیجیتالی، در طی صعود مویینگی مایع رنگی به درون نخ می باشد. به منظور ایجاد آزمایشات مویینگی، نخ تولیدی از نانو الیاف انتخاب شد. پلیمر مورد استفاده جهت تولید نخ، پلی اکریلو نیتریل (pan) می باشد. با به دست آوردن شرایط اپتیمم، نخ به روش الکتروریسی تولید شد. در همه موارد، معادله لوکاس - واش برن ( = h²= a.t ( f (t)برقرار بود. البته این قانون با صرفنظر کردن از نیروهای جاذبه زمین ( در زمان های اولیه صعود مویینگی heq >> h، heq ارتفاع مایع در حال تعادل) می تواند به کار گرفته شود. با رسم نمودار مجذور ارتفاع در برابر زمان ، ضریب نرخ مویینگی a، توسط شیب خط مستقیم حاصل می شود. بطور کلی، با افزایش تاب نخ، کاهش در ضریب نرخ مویینگی مشاهده می شود. این امر به خاطر کاهش اندازه مویین ها و پیوستگی آن ها می باشد. طبق نتایج آماری، تغییر پارامتر تاب نخ اثر معنی داری روی نرخ صعود مویینگی مایع رنگی به درون نخ دارد. با افزایش تثبیت از %0 به %50 ، ضریب نرخ مویینگی افزایش می یابد. دلیل این امر به خاطر یکنواخت تر شدن فضاهای مویینه در ساختار نخ می باشد. این ضریب با افزایش مقدار تثبیت از %50 به %100 کاهش شدیدی می یابد، به طوری که مقدار آن از ضریب نرخ مویینگی نخی که تثبیت روی آن صورت نگرفته است (%0 تثبیت ) نیز کمتر می شود. این امر به کاهش طول مویین ها نسبت داده می شود. نتایج آماری حاکی از آن است که تغییر پارامتر تثبیت، در بعضی از نمونه ها اثر معنی داری نرخ صعود مویینگی مایع رنگی به درون نخ دارد. کلیدواژه: صعود مویینگی ، نخ نانو، پلی اکریلو نیتریل، ضریب نرخ مویینگی ، تثبیت ، تاب