جلسه دفاع کارشناسی ارشد (خانم آلاء فدائی تهرانی)

موضوع: طراحی و ساخت دستگاه تولید نانوالیاف با روش تلفیقی الکتروریسی و امواج فراصوت و تولید و مشخصه‌یابی نانوالیاف پلیمر پلی وینیل الکل

ارائه دهنده: آلاء فدائی تهرانی

استاد راهنما: دکتر امین اله محمدی

استادان داور: دکتر سعید ضیایی راد، دکتر محسن صفوی

چکيده:

در طول دو دهه گذشته، نانوالياف کاربرد گسترده‌ای در زیست‌پزشكي، فیلتراسیون پساب‌های صنعتی و تصفیه اب در صنایع فولاد و پتروشیمی، مهندسي نساجي، توليد و ذخيره‌سازی انرژی، زیست‌فناوری، ساخت مواد مقاوم به حرارت و نسوزها پيدا کرده است. روش‌های متفاوت تولید برای ساخت نانوالیاف از جمله روش‌های الکتروریسی و غیرالکتروریسی با تاثیر‌های متفاوت بر روی خواص آن وجود دارد. روش‌ الکتروریسی علاوه بر قابلیت انعطاف‌‌پذیری در تولید اکثر الیاف پلیمری با قطرهای در حد میکرومتر تا چند نانومتر، یک روش ساده، سریع و مقرون به صرفه می‌باشد. الكتروریسي سنتي دارای محدودیت‌هایي از جمله گرفتگي سوزن، غیر‌یکنواختی الیاف، استفاده از حلال‌های آلي سمی، زمان پردازش طولاني، محدودیت در کنترل خواص الیاف به صورت غير‌شيميایي مي‌باشد. یكي از راه‌‌های کاهش این محدودیت‌ها، تلفيق روش الكتروریسي با امواج  فراصوت است که اثرات قابل‌توجهي بر روی خواص مکانیکی-‌ فیزیکی نانوالیاف دارد. هدف اصلي این تحقيق، بررسی ترکیب الکتروریسی- امواج فراصوت و اثر امواج فراصوت بر مشخصات الیاف مي‌باشد. تحقیقات در این زمینه در دو بخش عمده انجام می‌شود. بخش اول مربوط به طراحی و ساخت دستگاه الکتروریسی-امواج فراصوت و دیگری بررسی اثر فراصوت در توان‌های متفاوت بر روی تولید پلیمر پلی‌وینیل‌الکل مورد استفاده در زخم‌پوش‌ها می‌باشد. در این پروژه در اولین گام طراحی و شبیه‌سازی هورن و نازل الکتروریسی انجام و سپس ساخته شده است. پس از مونتاژ با دیگر اجزا دستگاه الکتروریسی-فراصوت، الیاف با تغییر پارامتر‌های ولتاژ منبع تغذیه الکتروریسی، فاصله نازل تا صفحه جمع کننده الیاف و پارامتر توان منبع تغذیه امواج فراصوت تولید شده‌اند. این سامانه علاوه بر استفاده از تجهیزات دستگاه الکتروریسی رایج که شامل دستگاه پمپاژ سیال و منبع تغذیه الکتروریسی می‌باشد، از سامانه امواج فراصوت هم در ساخت آن استفاده شده است. در این دستگاه هم‌چنان که امواج فراصوت بر ساختار پلیمر مایع تاثیر می‌گذارند، منبع تغذیه الکتروریسی با برقراری میدان الکتریکی بین صفحه آلومینیومی و نازل، باعث تبخیر حلال پلیمر شده و الیاف بر روی صفحه آلومینیومی جمع آوری می‌شود. در این تحقیق آزمون‌های مهم و تاثیرگذار در ساخت زخم‌پوش مانند قطر، نفوذ‌پذیری هوا و کشش نانوالیاف مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که با تلفیق الکتروریسی با امواج فراصوت، می‌توان خواص مکانیکی بهتری در الیاف مشاهده کرد. اعمال امواج فراصوت باعث کاهش ویسکوزیته محلول، افزایش جنبش ذرات و ایجاد گرمای موضعی در پلیمر می‌شود. این افزایش دما، تبخیر حلال را سریع‌تر کرده و منجر به ایجاد الیافی نواری می‌شود. همچنین در فواصل و ولتاژ‌های متفاوت، می‌توان الیاف با تنش، استحکام و نسبت سطح به حجم بالا‌تر و توانایی میزان عبوردهی بیشتر هوا، به دست آورد. همچنین نتایج تاثیر پارامتر‌های تاثیرگذار در ساخت مانند مشخصات مربوط به هندسه سوزن، جمع‌کننده نانوالیاف و مجرای حرکت پلیمر که طی آزمایش‌های این پژوهش حاصل شده، بیان شده است.

واژگان کلیدی: امواج فراصوت، آلتراسونیک، الکتروریسی، نانوالیاف، پلی وینیل الکل، زخم‌پوش