عنوان
طراحي و ساخت دستگاه توليد نانوالياف با روش تلفيقي الكتروريسي و امواج فراصوت و توليد و مشخصه‌يابي نانوالياف پليمر پلي وينيل الكل
نويسنده اصلي
فدائي تهراني، آلاء
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
در طول دو دهه گذشته، نانوالياف كاربرد گسترده‌اي در زيست‌پزشكي، فيلتراسيون پساب‌هاي صنعتي و تصفيه آب در صنايع فولاد و پتروشيمي، مهندسي نساجي، توليد و ذخيره‌سازي انرژي، زيست‌فناوري، ساخت مواد مقاوم به حرارت و نسوزها پيدا كرده است. روش‌هاي متفاوت توليد براي ساخت نانوالياف از جمله روش‌هاي الكتروريسي و غيرالكتروريسي با تاثير‌هاي متفاوت بر روي خواص آن وجود دارد. روش الكتروريسي علاوه بر قابليت انعطاف‌‌پذيري در توليد اكثر الياف پليمري با قطرهاي در حد ميكرومتر تا چند نانومتر، يك روش ساده، سريع و مقرون به صرفه مي‌باشد. الكتروريسي سنتي داراي محدوديت‌هايي از جمله گرفتگي سوزن، غير‌يكنواختي الياف، استفاده از حلال‌هاي آلي سمي، زمان پردازش طولاني، محدوديت در كنترل خواص الياف به صورت غير‌شيميايي مي‌باشد. يكي از راه‌‌هاي كاهش اين محدوديت‌ها، تلفيق روش الكتروريسي با امواج فراصوت است كه اثرات قابل‌توجهي بر روي خواص مكانيكي- فيزيكي نانوالياف دارد. هدف اصلي اين تحقيق، بررسي تركيب همزماني الكتروريسي- امواج فراصوت و اثر امواج فراصوت بر مشخصات الياف مي‌باشد. در اين سامانه علاوه بر استفاده از تجهيزات دستگاه الكتروريسي رايج كه شامل دستگاه پمپاژ سيال و منبع تغذيه الكتروريسي مي‌باشد، به‌طور همزمان از سامانه امواج فراصوت هم در ساخت آن استفاده شده است. تحقيقات در اين زمينه در دو بخش عمده انجام مي‌شود. بخش اول مربوط به طراحي و ساخت دستگاه الكتروريسي-امواج فراصوت و ديگري بررسي اثر فراصوت در توان‌هاي متفاوت بر روي توليد پليمر پلي‌وينيل‌الكل مورد استفاده در زخم‌پوش‌ها مي‌باشد. در اولين گام طراحي و شبيه‌سازي هورن و نازل الكتروريسي انجام و سپس ساخته شده است. در ساخت اين قسمت، مشخصات مربوط به نازل، جمع‌كننده نانوالياف و مجراي حركت پليمر تاثير قابل‌توجهي بر عملكرد سامانه دارد. با تلفيق همزمان امواج فراصوت در فرايند الكتروريسي نتايج بيانگر آن است كه در اثر كاهش ويسكوزيته محلول، انسداد نازل كاهش يافته و با افزايش جنبش ذرات و ايجاد گرماي موضعي در پليمر، دما افزايش يافته و تبخير حلال سريع‌تر شده و منجر به ايجاد اليافي نواري مي‌شود. همچنين در اثر نوسان سر سوزن با فركانس بالا يك نيروي مضاعف بر پليمر خروجي از آن وارد كرده كه باعث افزايش نيروي پرتابي شده و در نتيجه نرخ توليد نانوالياف افزايش مي‌يابد. پس از مونتاژ با ديگر اجزا دستگاه الكتروريسي-فراصوت، الياف با تغيير پارامتر‌هاي ولتاژ منبع تغذيه الكتروريسي، فاصله نازل تا صفحه جمع‌كننده الياف و پارامتر توان منبع تغذيه امواج فراصوت توليد شده‌اند. آزمون‌هاي مهم و تاثيرگذار در ساخت زخم‌پوش مانند قطر، نفوذ‌پذيري هوا و كشش نانوالياف نيز، مورد ارزيابي قرار گرفته است. در فواصل و ولتاژ‌هاي متفاوت، مي‌توان الياف با تنش، استحكام و نسبت سطح به حجم بالا‌تر و توانايي ميزان عبوردهي بيشتر هوا، به دست آورد.
شماره ركورد
226028
گرايش رشته تحصيلي
ساخت و توليد
دانشكده
مهندسي مكانيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان