جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (آقای علی شفیعی)
عنوان: طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه تولید نانو/میکرو الیاف پلیمری به روش گاز دمشی به منظور تهیه پارچه الیاف پلیوینیلالکل
ارائه دهنده: علی شفیعی
استادان راهنما: دکتر مهدی کاروان
استادان مشاور: -
استادان داور: دکتر علیرضا فدایی تهرانی دکتر پیمان مصدق
چکيده:
نانو‌الیافها به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی یکی از پرکاربرد ترین نانومواد هستند. زمانی که قطر الیاف پلیمری به ابعاد نانو می‌رسد، می‌توان خواص فوق‌العاده ای از جمله نسبت سطح به حجم بسیار بالا، کارایی بالا در مقایسه با مواد شناخته شده و انعطافپذیری مناسب را انتظار داشت. این خواص کاربردی، نانوالیاف پلیمری را به یکی از مناسبترین مواد تقویت کننده جهت بسیاری از کاربردهای مهم تبدیل کرده است. از ویژگیهای منحصر به فرد این مواد می‌توان به انعطافپذیری، مهندسی بافت، عایقهای حرارتی، فیلتراسیون محیطی، تبدیل و ذخیره انرژی، منسوجات هوشمند و حفاظت در برابر بیماریها از جمله کرونا‌ویروس اشاره کرد. تولید نانوالیاف با بهرهوری بالا (نرخ تولید)، کنترل هزینههای تولید، تجهیزات مورد استفاده، کیفیت ساخت و حفظ استاندارد های کیفیت همواره چالش انگیز است. از چالشهای فعلی در تحقیقات و صنعت، ساخت مقرون به صرفه پارچه الیاف در ساخت فیلترهای تنفسی، فیلترها در سامانههای آب شیرین کن و زخم پوشها میباشد که علاوه بر محدودیتهای فراوان در خصوص نوع حلالها و گران قیمت بودن آنها و همچنین تبخیرات مضر برای محیط زیست، تخریب پذیری پلیمرها و بارگذاری داروها، ساخت و فرمولاسیون سریع الیاف و قابلیت آن در ساخت نانو/میکروالیاف از عوامل کلیدی در کاربرد واقعی آنها در حوزههای مختلف نظیر درمان و یا فیلتراسیون است. در این پژوهش پس از طراحی و افزودن چندین قسمت جدید به منظور بهبود عملکرد سامانه، ساخت و ارزیابی سامانه تولید نانو/میکروالیاف به روش دمیدن محلول در حال چرخش توسط فشار گاز بدون سوزن و انجام آزمونهای عملکردی سامانه، امکان سنجی تولید الیاف تقویتشده توسط نانو/میکرو مواد نظیر: تیتانیومدی‌اکسید، اکسید روی و کورکومین و دستیابی به پارامترهای برتر سامانه، به تولید نانو/میکروالیاف پلیوینیل الکل و پلیوینیل پیرولیدون با انواع حلالها نظیر: آب، اتانول و ایزوپروپیل الکل و تهیه پارچه الیاف پرداخته شد و در فاز دوم, با معرفی نمونه برتر، آزمونهای مشخصهیابی مکانیکی، ساختاری، حرارتی و همچنین آزمون زاویه تماس اب و روغن انجام شد. در این پژوهش چندین روش جمعآوری الیاف مورد بررسی قرار گرفت. با به کارگیری چندین رشته موازی نخ نایلونی به منظور تغذیه محلول پلیمری، راندمان و ظرفیت تولید با افزایش چشمگیری رو به رو شد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت محلول و نرخ تغذیه، قطر الیاف نیز افزایش مییابد. همچنین با افزایش بیش از حد مجاز نرخ تغذیه محلول، مخروط تیلور ناپایدارتر شده و کشش لازم انجام نشده و در نتیجه الیاف تولید نمیشود و محلول پلیمری به صورت قطره قطره پرتاب میشود. با افزایش دمای گاز توسط محفظه هوای گرم، سرعت تبخیر حلال افزایش یافته و الیافی کاملا خشک و با کیفیت بدست میاید.
کلمات کليدی: نانوالیاف، میکروالیاف، ریسندگی دمشی محلول، پلیوینیلالکل، فشار گاز، نانوکامپوزیت پلیمری