بخشی از مقاله
چکیده
امروزه نانوالیاف بعنوان یکی از مهمترین محصولات فناوري نانو در بسیاري از صنایع مهندسی از جمله صنایع نفت و گاز ، صنایع جداسازي و فیلتراسیون ، صنایع شیمیایی ، کاربرد هاي فراوانی پیدا نموده است. علیرغم گسترش استفاده از نانوالیاف، هنوز روش هاي تولید صنعتی انبوه آن ها نتوانسته است فراگیر شود. دربین روش هاي تولید، روش الکتروریسی یکی از رایج ترین روش ها است که متأسفانه به دلیل عدم کنترل دقیق بر قطر الیاف و تغییرات آن ، مشکلاتی جدي در پیش روي مصرف کنندگان این الیاف قرار می دهد.
در این مقاله دستگاه جدیدي به نام جت چرخشی ریسنده،جهت تولید نانو الیاف ساخته شده و معرفی می گردد که در مقایسه با روش هاي دیگر از مزیت هاي منحصربفردي برخوردار است. روش کار بدین صورت است که ابتدا محلول پلیمري اتیل وینیل الکل تهیه می شود و بعد در مخزن موجود در جت چرخنده تزریق می گردد و با تنظیم دور موتور، الیاف در فاصله ما بین نازل و جمع کننده تشکیل می شود. بعد از انجام آزمایش هاي شناسایی و تصویر برداري SEM، مشاهده شد که میکرو و نانو الیاف اتیل وینیل الکل در غلظت هاي مشخص تولید شده است.
-1 مقدمه
امروزه اغلب جهت تولید نانوالیاف ازدستگاه الکتروریسی استفاده می شود.[1] بطور خلاصه در این روش با ایجاد یک ولتاژ بالا و به وسیله یک سرنگ،یک سوزن و یک جمع آورنده رسانا، تولید این الیاف صورت می گیرد.[2-4]به دلیل استفاده از ولتاژ الکتریکی، این روش قابل کنترل نیست و راندمان نانو الیاف تولید شده نیز بسیار پایین می باشد.[5 , 6] الکتروریسی یکی از رایج ترین روش ها است که متأسفانه به دلیل عدم کنترل دقیق بر قطر الیاف و تغییرات آن ، مشکلاتی جدي در پیش روي مصرف کنندگان این الیاف با کاربردهاي نهایی بسیار حساس قرارمی دهد.[7-11]با توجه به محدویت هاي بر شمرده در مورد الکتروریسی در این تحقیق به معرفی ساخت دستگاه جدیدي به نام، جت چرخشی ریسنده نانوالیاف پرداخته ایم که باتوجه به مطالب آورده شده در متن، درمقایسه با روش الکتروریسی از مزیت ها و راندمان بهتري برخوردار می باشد.
-2مواد و روش ساخت
با استفاده از دستگاه جت چرخشی ریسنده ساخته شده - تصویرشماره 1و 2 - ، با روشی ساده وقابل کنترل تر نسبت به روش الکتروریسی می توان الیاف مورد نظر را با بازدهی بالا تولید نمود. دستگاه جت چرخشی ریسنده متشکل است از یک موتور چرخنده با دور موتور قابل تنظیم، یک مخزن که بالاي موتور تعبیه شده، یک نازل و یک جمع کننده - شکل شماره 1 و . - 2 طرز عمل این دستگاه بدین صورت است که هوا به سرعت وارد مخزن شده و پس از تزریق ماده پلیمري به داخل مخزن ، موتور با دور مورد نظر چرخانده می شود که در اثر نیروي گریز از مرکز و خروج ماده پلیمري از جت تعبیه شده در بدنه مخزن ، الیافی در ابعاد میکرو و نانو تولید می گردد.
الیاف تولیدي بر روي جمع کنند ه هاي سیلندري آستري و یا به وسیله روکشی که در مقابل جمع کننده قرار می گیرد جمع آوري می شوند. زمانی که این مواد ریسیده می شوند کشیده می شوند و به صورت نوارهاي ابریشمی و نازك در می آیند که حالتی شبیه به شکر مذاب در هنگام خشک شدن در دستگاه پشمک ساز را تداعی می کند. در پروسه تولید الیاف، نیروهاي مختلفی نقش دارند از جمله، نیروي جت چرخنده براي القاي جریان محلول پلیمر در مسیر روزنه و نازل، فشار هیدرواستاتیک و فشار مرکزي. همچنین قابل ذکر است که سرعت بسیار بالاي ریسندگی باعث انعطاف پذیري الیاف می شود به طوري که میتوان الیافی با قطر دلخواه تولید کرد و در آن آرایش سه بعدي و یا نظم فضایی دلخواه ایجاد کرد. شکل این فیبرها نیز میتواند تغییر کند، به صورت دانه هاي کوچک، بافته شده و یا نرم باشند. پتانسیل بالاي این دستگاه می تواند بافت ها ، فیلترهاي هوا و منسوجات را تحت تاثیر قرار دهد.
-3روش تهیه مواد
مرحله اول: تهیه محلول اتیل وینیل الکل %7 7 گرم اتیل وینیل الکل را در 100 سی سی کلروفرم ریخته و از کندانسور استفاده می کنیم و به وسیله ي هیتر، مواد را تحت دماي 50 تا 70 درجه سانتی گراد قرار می دهیم. بعد از مدت زمانی حدود 10 تا 15 دقیقه محلول مورد نظر آماده می گردد. لازم به ذکر است که محلول باید در همان دماي 50 تا 70 درجه مورد استفاده قرار گیرد.
مرحله دوم: تهیه محلول اتیل وینیل الکل %10 10 گرم اتیل وینیل الکل را در 100 سی سی کلروفرم ریخته و از کندانسور استفاده می کنیم و به وسیله ي هیتر مواد را تحت دماي 50 تا 70 درجه سانتی گراد قرار می دهیم. بعد از مدت زمانی حدود 10 تا 15 دقیقه محلول مورد نظر آماده می گردد.
