بخشی از مقاله
چکیده
میکرو و نانوساختارهاي پلیمري PMMA را به روش الکترواسپین - - Electerospinning تولید کرده ایم. فیبرهاي ساخته شده داراي سطوحی صاف ، یکنواخت و بدون گره ودگمه می باشند. افزایش شدید نسبت سطح به حجم در ساختارهاي تولید شده، آنها را براي کاربردهاي فیلتراسیون، حسگري گاز و کاتالیست ها مناسب می سازد.
مقدمه
الکترواسپیین روشی مناسب و با کارایی بالا در ساخت میکرو ونانو فیبرهاي پلیمري و کامپوزیتی می باشد. تولید فیبر با این روش در فاز مایع و عمدتا در دماي محیط صورت می گیرد. انواع مختلفی از پلیمرها با استفاده از این روش به نانو فیبرهاي با کیفیت بالا تبدیل شده اند .[1,2,3] با کاهش هرچه بیشتر قطر فیبرها، نسبت سطح به حجم افزایش می یابد و فیبرهاي تولید شده براي کاربردهایی مانند اپتوالکترونیک[1] فیلتراسیون [2] حسگري گاز [1] و کاتالیست ها[4] مورد توجه می باشند. میکرو و نانوساختارهاي پلیمري از جنس - Poly را به روش الکترواسپین تولید کرده ایم. آزمایشات شناسایی SEM نشان می دهد که فیبرهاي ساخته شده داراي سطوحی صاف، یکنواخت و بدون گره و دگمه می باشند واز نظر کیفیت قابل مقایسه با فیبرهاي تولید شده به روش الکترواسپین حالت مذاب هستند.
راه اندازي سیستم الکترواسپین
این سیستم متشکل از بخش هاي اصلی: مخزن ماده پیش ساخت، جمع کننده فیبر و منبع تغذیه HV می باشد. ماده اولیه پلیمري در داخل مخزن سرنگ مانند، ریخته می شود. قطب مثبت منبع تغذیه توسط سیمی رسانا به داخل سرنگ مطابق شکل 1 وصل می شود و قطب منفی آن به بخش جمع کننده وصل میگردد. روش عمودي تارکشی استفاده می کردیم. در سیستم راه اندازي شده، ولتاژ منبع تغذیه در گستره 0-30KV قابل تنظیم می باشد و فاصله دو قطب وصل شده به سرنگ و جمع کننده در گستره 10- 20 cm قابل تغییر است.
ماده اولیه با ویسکوزیته مناسب تهیه شده و از انتهاي سرنگ بصورت قطره خارج می شود. با اعمال ولتاژ مناسب و تنظیم فاصله دو قطب، فرایند ایجاد جت در قطره شروع می شود در این لحظه نیروي اعمالی از طرف میدان الکتریکی بر نیروي چسبندگی سطحی قطره غالب می شود و مسیرهاي جت از طرف قطره به سمت صفحه جمع کننده برقرار می شود و تولید فیبر و تجمع کلاف هاي آن بر روي سطح جمع کننده آغاز می گردد.
آزمایشات ساخت
کار ساخت فیبرها را با استفاده از مواد پلیمري چسب هاي معمولی شروع کردیم. و پس از کسب تجربیات کاري لازم و بدست آوردن شرایط بهینه ساخت، نهایتا از پلیمر PMMA استفاده کردیم. در آزمایشات اولیه از آزمایشات شناسایی - بخش بعدي - نیز نشان می دهد که با بکارگیري چیدمان افقی، فیبرهاي با توزیع قطري یکنواخت، بدون قطرات مایع و با کیفیت بهتر حاصل شده است. دست یابی به فیبرهاي پلیمري با مشخصات ذکر شده، آنها را براي کاربردهاي ذکر شده در مقدمه، مناسب می سازد.
آزمایشات شناسایی
نمونه هایی از کلاف هاي فیبري ساخته شده را براي شناسایی ساختار فیبرها با میکروسکوپ الکترونی - - SEM دانشگاه فردوسی مشهد مورد شناسایی قرار داده ایم. آزمایشات SEM نشان می دهد که نمونه هاي ساخته شده از نظر صافی و یکنواختی سطوح، قطر فیبرها، عاري بودن از گره و دگمه و سایر عوارض در حد مطلوبی بوده است. شکل3 تصویري از نمونه کلافی ساخته شده را نشان می دهد فیبرهاي تولید شده از نظر شکل و اندازه، توزیع یکنواختی دارند و بطور متوسط داراي قطر یکسانی هستند. شکل 4 تصاویري از فیبرها با بزرگنمایی 500 و 1000 برابر را نشان می دهد. فیبرها فاقد گره و عوارض سطحی می باشند. کیفیت خوب این نمونه ها با فیبرها ي گزارش شده به روش ذوبی[5] قابل مقایسه می باشد، در روش ذوبی فیبرهاي با کیفیت سطحی بالا تولید می شود.
