برترین کاربران هفتگی این مقاله

از ۱۳۹۷/۰۸/۱۹ تا ۱۳۹۷/۰۸/۲۵

هیچ کاربری در این بازه زمانی وجود ندارد

آمار مقاله
  • بازدید کل ۴۴,۲۷۹
  • بازدید این ماه ۲۴۴
  • بازدید امروز ۲
آمار آزمون مقاله
  • کل شرکت کنندگان ۷۷۷
  • قبول شدگان ۵۴۰
  • شرکت کنندگان یکتا ۲۹۲
  • میانگین درصد شرکت کنندگان ۶۵
واژه نامه فناوری نانو

نانو

nano

پيشوندي به معناي يک بيليونم يا (000،000،000،1/1). در متون فناوري‌نانو، معمولا براي مشخص کردن يک واحد اندازه‌گيري برابر با 10 به توان منفي 9 متر استفاده مي‌شود.

سطح مقاله

پیشرفته 1

طرح درس

منابع پیشنهادی هشتمین مسابقه ملی-عناوین کلی

نویسندگان
کلمات کلیدی
امتیاز کاربران

پارامترهای تأثیرگذار بر الکتروریسی نانوالیاف

در این مقاله به بررسی مولفه‌های مهم الکتروریسی پایه پرداخته شده است. الکتروریسی به عنوان یکی از متنوع‌ترین روش‌های ساخت یک روش ویژه در ساخت نانوالیاف است. مولفه‌های زیادی بر فرایند الکتروریسی موثرند که تعداد آنها بیش از ده مورد می‌رسد. این مولفه‌ها به صورت تلفیقی می‌توانند به صدها حالت متنوع بیانجامند. در این مقاله مولفه‌های متعدد در چهار گروه مولفه‌های مواد اولیه، مولفه‌های محلول، شرایط فرایند و عوامل محیطی مورد بررسی قرار گرفته است.
1- مقدمه
الکتروریسی فناوری متنوع و کاربردی، ساده و ارزان برای تولید الیاف بسیار نازک از طریق الکترواستاتیک است. اصل حاکم بر این روش اعمال کشش (استرچ) بالا بر جریان جت یک محلول پلیمری به کمک بارهای الکتریکی است. این روش الیاف را با محدوده قطری بین چند نانومتر تا چند میکرومتر تولید می‌کند. عوامل و مولفه‌هایی وجود دارد که بر شکل و ساختار نانوالیاف الکتروریسی مانند قطر الیاف و یکنواختی آن تاثیرگذار است. این مولفه‌ها شامل:
الف) ساختار و خصوصیات ماده پلیمری شامل: 1) ساختار شیمیایی پلیمر، 2) وزن مولکولی و 3) نظم فضایی زنجیر.
ب) خواص محلول ریسندگی شامل: 1) غلظت محلول، 2) گرانروی، 3) نوع حلال، 4) کشش سطحی، 5)هدایت الکتریکی، 6) فراریت حلال، 7) ثابت دی الکتریک حلال، 8) دمای محلول.
ج) شرایط فرآیند شامل: 1) ولتاژ اعمالی، 2) فاصله ریسندگی، 3) نرخ تغذیه، 4) شکل جمع کننده، 5) هندسه موئینه.
د) عوامل محیطی شامل: 1) رطوبت، 2) محیط فرآیند و 3) فشار محیط است.
نکته آغازین مطالب این است که ممکن است مولفه‌ موثر بر نانوالیاف بر اساس ماده اولیه یا شرایط دیگر دو اثر متفاوت داشته باشد. لذا سعی شود که از مثال‌ها استنتاج عمومی نشود و رفتار مولفه در مثال یک قانون کلی نشود.
ساده ترین شکل از فرایند الکتروریسی شامل اعمال میدان الکتریکی به منظور کشیده شدن محلول به طور پیوسته از سوزن سرنگ به صفحه جمع کننده است[1]. صرف نظر از محلول پلیمری انتخاب شده که باید نانوالیاف از آن تولید شود، چالش علمی کنترل خواص فیزیکی محصول بی‌بافت است. این خواص منظومه‌ای هستند و تا حد زیادی به قطر، نظم نانوالیاف و حضور یا عدم حضور دانه مرواریدی‌ها (یا دانه تسبیح، از عیوب عمومی الیاف) وابسته‌اند[2]. در ادامه به بررسی بیشتر این مولفه‌ها خواهیم پرداخت. با توجه به گستردگی مواد و شرایط نمی‌توان شرایط تغییر این مولفه‌ها را یک قانون ثابت بلاتغییر دانست، اما اشاره به چند مورد بی فایده نخواهد بود.

2- مولفه‌های موثر بر الکتروریسی
2-1- ساختار و خصوصیات ماده پلیمری
2-1-1- ساختار شیمیایی پلیمر
رفتار الکتروریسی هر ماده پلیمری تابع ساختار شیمیایی پایه آن است و در درجه اول در کاربردهای آن ماده تاثیر دارد. برای مثال عناصر پلیمری زیست سازگار بر زیست سازگاری محصول نانوالیاف نقش مستقیم دارند. وزن مولکولی؛ غلظت و گرانروی تابع ساختار شیمیایی اولیه پلیمر هستند.

2-1-2. وزن مولکولی
محلول پلیمری با وزن مولکولی بالا گرانروی بیشتری از محلول به دست آمده از پلیمرهایی با وزن مولکولی کم دارد[1]. وزن مولکولی با طول زنجیره پلیمری متناسب است. بنابراین این مولفه معیاری از میزان گره خوردگی مولکول‌های پلیمری در حلال می‌باشد. گره خوردگی زنجیره پلیمری از شکست جت در طول کشیده شدن محلول پلیمری جلوگیری کرده و پیوستگی جت را حفظ می‌کند. بنابراین وزن مولکولی پلیمر مورد استفاده در الکتروریسی باید به اندازه باشد و محلول پلیمری نیز باید از گرانروی مناسبی برخوردار باشد [3].

2-1-3- نظم فضایی زنجیره
نظم فضایی زنجیره در میزان تعاملات آن با سایر زنجیره‌ها موثر بوده و در مولفه‌های محلول پلیمری مثل ویسکوزیته و غلظت موثر است.

2-2- مولفه‌های محلول ریسندگی
نانوالیاف تولید شده از طریق الکتروریسی مورفولوژی‌های متفاوتی، مثل شکل یکنواخت با سطح مقطع گرد و ساختارهای دانه تسبیحی روی الیاف یا دانه‌های مجزا دارند. خواص محلول پلیمری اثر چشمگیری بر فرایند الکتروریسی و مورفولوژی الیاف تولید شده دارد. کشش سطحی به عنوان عامل مؤثر در تشکیل دانه‌ها در محور طولی الیاف نقش ایفا می‌کند. گرانروی محلول و خواص الکتریکی آن، میزان کشیدگی محلول را تعیین خواهد کرد. این عوامل بر قطر الیاف الکتروریسی شده نیز تأثیرگذار است [4].

2-2-1. غلظت پلیمر
مهمترین مولفه موثر بر فرایند الکتروریسی غلظت است. این شاخصه بر گرانروی، رسانایی، و کشش سطحی هم موثر است. در پلیمری با وزن مولکولی قابل قبول سه مورفولوژی متفاوت از تغییر غلظت ایجاد می‌گردد. دانه‌ای خالی، دانه‌های روی نانوالیاف و نانوالیاف بدون دانه.
افزایش غلظت باعث افزایش جرم پلیمر در جت ریسندگی می‌شود و قطر نانوالیاف افزایش می‌یابد. در این شرایط گرانروی بالاتر می‌رود و اتصال قوی‌تری بین زنجیره‌های پلیمری ایجاد می‌شود. این امر کشش را دشوارتر می‌کند. برای برخی پلیمرها با افزایش غلظت چگالی بار محلول هم زیاد می‌شود. این منجر به نیروی قویتری برای کشش الیاف می‌شود. در این وضعیت انتظار این است که قطر الیاف کم شود [5].

filereader.php?p1=main_96a3be3cf272e0170
شکل 1تصاویر SEM مربوط به تاثیر غلظت نایلون 6 بر روی قطر- 15 – 20 – 25 و 30 درصد- ولتاژ مورد استفاده 15 کیلوولت [5]

2-2-2- گرانروی
اگر چه گرانروی و غلظت محلول پلیمری با هم رابطه مستقیمی دارند ولی علاوه بر غلظت، پارامترهای دیگری نیز بر گرانروی محلول موثر هستند. بنابراین می‌توان این پارامتر را به طور جداگانه مطالعه کرد.
مشخص شده است که گرانروی محلول الکتروریسی شده تاثیر بسزایی در تشکیل نواقص دانه تسبیحی دارد. نواقص دانه تسبیحی یکی از مهمترین عیوبی هستند که به دلایل مختلف در فرایند الکتروریسی محلول‌های پلیمری رخ می‌دهد. شکل‌های زیر عیوب دانه تسبیحی را در طول لیف نشان می‌دهد [6].

filereader.php?p1=main_a2ef406e2c2351e0b
شکل 2 شکل گیری نواقص دانه تسبیحی در فرایند الکتروریسی [6]

تحقیقات نشان داده است که در گرانروی‌های پایین این نواقص با شدت بیشتری رخ می‌دهد.

filereader.php?p1=main_e45ee7ce7e88149af
شکل 3 - کاهش شکل گیری نواقص دانه تسبیحی در اثر افزایش گرانروی در فرایند الکتروریسی محلول PEO [6]

2-2-3. نوع حلال
نقش حلال در الکتروریسی بسیار کلیدی است و از جنبه‌های مختلفی بر فرایند الکتروریسی تاثیر می‌گذارد. برای روشن شدن نقش حلال، الکتروریسی استات سلولز مورد مناسبی برای بررسی است. استات سلولز در حلال دی متیل استامید یا استون حل می‌شود. ولی بررسی‌ها نشان داده است که هیچ یک از این دو حلال نانوالیاف را تولید نمی‌کنند. با این حال الکتروریسی این پلیمر در مخلوطی از این دو حلال به نسبت 1 به 10 (استون: دی متیل) منجر به تولید نانوالیاف با کیفیت بسیار عالی می‌گردد [6].

2-2-4. کشش سطحی
کشش سطحی بالا به تشکیل دانه کمک می‌کند. در واقع کاهش کشش سطحی برای تشکیل الیاف بدون دانه مفید خواهد بود. ضریب کشش سطحی به حلال و پلیمر بستگی دارد و با تغییر نسبت آن‌ها، تغییر خواهد کرد [7].

filereader.php?p1=main_7d0665438e81d8ece
شکل 4اثر ترکیب حلال روی کشش سطحی محلول های PVC در غلظت ثابت پلیمر [4].

2-2-5. رسانایی محلول
فرایند الکتروریسی اساساً نیازمند انتقال بار الکتریکی از الکترود به قطره ریسندگی در انتهای روزنه است. بنابراین حداقل رسانایی الکتریکی در محلول برای الکتروریسی ضروری است و محلول‌های فاقد رسانایی نمی‌توانند الکتروریسی شوند. حلال‌هایی که عمدتاً در الکتروریسی استفاده می‌شوند رسانایی به مراتب کمتر از آب مقطر دارند [6]. رسانایی با افزودن یون‌ها افزایش خواهد یافت. هنگامیکه کشش محلول به طور کامل صورت نگیرد، دانه‌هایی در الیاف تشکیل خواهد شد. با افزودن یون و افزایش بارها، کشیدگی جت بیشتر شده، در نتیجه الیاف با قطر کوچکتری تولید خواهد شد که مستقیماً مساحت سطح لایه نانوالیاف را بالا می‌برد. علت این امر افزایش مسیر جت است. اندازه یون‌ها در مورفولوژی الیاف تأثیرگذار است. یون‌ها با شعاع اتمی کوچکتر قابلیت تحرک بیشتری در میدان الکترواستاتیک خارجی دارند. در نتیجه نیروی کشیدگی بیشتری بر جت اعمال کرده و الیافی با قطر کوچکتر را تولید خواهند کرد [4].

2-2-6. ثابت دی الکتریک حلال
ثابت دی الکتریک حلال تأثیر محسوسی بر الکتروریسی دارد. این پارامتر معیاری از قطبیت محلول است. بارها بر حلال قطبی اثر بیشتری نسبت به حلال غیرقطبی دارند. همانطور که بار حمل شده توسط جت افزایش می‌یابد، نیروهای گره خوردگی بیشتری تحت میدان الکتریکی به جت وارد می‌شود و متعاقباً دانه های کمتر و الیاف با قطر کوچکتر تولید خواهد شد. شکل 2 منحنی قطر الیاف PEO را بر حسب ثابت دی الکتریک نشان می‌دهد. همانطور که از شکل پیداست با افزایش ثابت دی الکتریک، قطر کاهش می‌یابد [8].

filereader.php?p1=main_751d31dd6b56b26b2
شکل 5 - رابطه بین دی الکتریک حلال و میانگین قطر الیاف PEO ا[8]

2-3- شرایط فرایند
دسته دوم مولفه‌های فرایند الکتروریسی، نیروهای خارجی مختلف مورد استفاده در ایجاد جت هستند. این پارامترها شامل ولتاژ اعمالی، نرخ تغذیه، دمای محلول، نوع جمع کننده، قطر سوزن و فاصله بین نوک سوزن و جمع کننده است. در ادامه این عوامل را با جزئیات بیشتر بررسی خواهیم کرد.

2-3-1. ولتاژ
طبق بررسی‌های صورت گرفته مشخص شده است که افزایش ولتاژ اعمالی باعث افزایش قطر نانوالیاف تولیدی می‌شود. محققان علت این امر را در تزریق بیشتر پلیمر در جت ریسندگی می‌دانند.
روند بالا برای الکتروریسی محلول‌های پلیمری صادق است ولی در الکتروریسی مذاب پلیمری چنین روندی مشاهده نشده است و ممکن است نتیجه کاملاً عکس باشد. یعنی در ذوب‌ریسی با افزایش ولتاژ اعمالی قطر الیاف الکتروریسی شده کاهش می‌یابد. علت این امر افزایش نیروی اعمالی و کشش بیشتر است.

2-3-2. نرخ تغذیه
نرخ تغذیه، سرعت ورود مخلوط پلیمری به درون پمپ به منظور تشکیل قیف تیلور است. به طور ایده آل نرخ تغذیه باید با سرعت برداشت محلول از نوک سوزن مطابقت داشته باشد. تحت این شرایط نانوالیاف طولانی با قطر یکنواخت بدست می‌آیند [9]. زمانی که نرخ تغذیه افزایش می‌یابد، قطر الیاف یا اندازه دانه‌ها نیز متناظر با آن، زیاد خواهد شد. از طرف دیگر با افزایش نرخ تغذیه برابر با نرخ محلول حمل شده توسط جت، بار نیز زیاد می‌شود. در نتیجه محلول به میزان بیشتری کشیده می‌شود و این امر در مقابل افزایش قطر با افزایش نرخ تغذیه قرار گرفته و محدودیتی را در افزایش قطر الیاف ایجاد می‌کند. به طور کلی نرخ تغذیه کمتر به علت صرف زمان بیشتر برای تبخیر مطلوب‌تر است [4].

2-3-3. دمای محلول
دمای محلول بر افزایش نرخ تبخیر و کاهش گرانروی محلول پلیمر تأثیرگذار است. همچنین افزایش قابلیت تحرک مولکول پلیمر با افزایش دما منجر به کشش بیشتر محلول می‌شود. به عنوان مثال نوعی الیاف سلولزی در دمای 22 درجه سانتیگراد کمترین قطر را ایجاد می‌کند. در دمای کمتر از آن، سرعت تبخیر حلال نیز کم می‌شود و نمی‌تواند به صورت کامل در هنگام انتقال جت محلول پایدار به صفحه جمع کننده، تبخیر شود. همچنین جت محلول در جمع کننده لخته می‌شود و این امر منجر به افزایش قطر الیاف و گسترش توزیع قطر می‌شود. وقتی دما بیشتر شود، سرعت فرار حلال بیشتر شده و جت محلول پایدار زمان کمتری را برای کشیده شدن در طول پرواز جت به علت تبخیر سریع حلال‌های سطحی دارد. در نهایت قطر الیاف بیشتر و توزیع آن گسترده‌تر خواهد شد [10].

2-3-4. اثر جمع کننده
در بیشتر سیستم‌های الکتروریسی، جمع کننده از مواد رسانا مانند ورقه نازک آلومینیومی تشکیل شده است. در مواردی که مواد عایق به عنوان جمع کننده استفاده می‌شوند، بارهای روی جت الکتروریسی به سرعت روی جمع کننده تجمع خواهند یافت. الیافی که روی ماده عایق جمع می‌شوند، اغلب تراکم کمتری در مقایسه با آنهایی که روی سطح رسانا تجمع می‌یابند، دارند. این پدیده به علت نیروی دافعه بارهای تجمع یافته روی جمع کننده است.
این رفتار به نوعی از خود فرایند هم تبعیت می‌کند. حتی در جمع کننده‌های رسانا، وقتی سرعت برداشت بیشتر و مش الیاف به اندازه کافی ضخیم می‌شود، بارهای باقیمانده زیادی به علت نارسانا بودن نانوالیاف پلیمری، در سطح لایه تجمع خواهند یافت. این امر منجر به ایجاد فرورفتگی هایی روی مش الیاف می‌شود. بررسی‌ها نشان می‌دهد که در جمع کننده‌های متخلخل مانند توری‌های فلزی یا کاغذ، تراکم الیاف نشانده شده نسبت به ورقه‌های نازک کمتر است.
امروزه تنوع زیادی در نوع جمع کننده‌ها وجود دارد که تاثیر اولیه آن در شکل آرایش نانوالیاف کنار هم است [4].

2-3-5. قطر روزنه یا سوزن
قطر داخلی کوچکتر، مقدار جمع شدن و عیوب دانه‌ای روی نانوالیاف را کاهش می‌دهد. کاهش جمع شدن به خاطر کاهش قرار گرفتن ماده محلول در معرض محیط طی الکتروریسی است. کاهش قطر روزنه می‌تواند باعث کاهش قطر الیاف هم باشد. وقتی که اندازه قطره در نوک روزنه کاهش می‌یابد، کشش سطحی قطره افزایش خواهد یافت. بنابراین نیروی بیشتری برای شروع فرایند الکتروریسی مورد نیاز است. در نتیجه شتاب جت کاهش یافته و زمان بیشتری برای کشش محلول و نازک شدن آن قبل از تجمع فراهم می‌شود. در هر حال اگر قطر روزنه خیلی کوچک باشد، امکان خروج یک قطره از نوک سوزن امکان پذیر نخواهد بود [9].

2-3-6. فاصله بین نوک و جمع کننده
در بسیاری موارد زمان حضور مواد خروجی از روزنه در هوا و در نتیجه حضور در معرض میدان الکتریکی روی الیاف حاصله در فرایند الکتروریسی موثر است. وقتی که این فاصله کاهش می‌یابد، زمان شناوری کمتر شده و شدت میدان الکتریکی افزایش می‌یابد. حلال در هر رشته مجزا زمان مناسبی برای فرار می‌خواهد. با کاهش فاصله این زمان کمتر می‌شود و همزمان شدت میدان بالاتر می‌رود و شتاب جت را بالا می‌برد. در نتیجه نانوالیاف فرصت کافی برای تبخیر را در زمان برخورد به جمع کننده ندارد [11]. وقتی فاصله خیلی کم می‌شود حلال اضافه در نانوالیاف سبب به هم چسبیدن و تلفیق نانوالیاف مجاور می‌شود و شکی به هم پیوسته متخلخلی را ایجاد می‌کند. این نوع مش نانوالیاف با اتصالات داخلی، استحکام بیشتری را در داربست‌های مورد استفاده در مهندسی بافت ایجاد خواهد کرد [12]. بسته به حلال اثر تغییر فاصله ممکن است در مورفولوژی بالا نباشد. اگر فاصله خیلی کم شود دانه ایجاد می‌شود. این امر در اثر افزایش شدت میدان بین جمع کننده و نوک سوزن است. شدت میدان بالا بی ثباتی جریان جت را به دنبال دارد و منجر به شکل گیری دانه می‌شود. افزایش فاصله منجر به کاهش قطر الیاف شده است. دلیل این پدیده، افزایش زمان تبخیر حلال درون جت با افزایش فاصله می‌باشد [13].

filereader.php?p1=main_faeac4e1eef307c2a
شکل 6 - نایلون 6،6 در فاصله رسوب دهی الف) 2 سانتی متر و ب) 0.5 سانتی متر [4].

filereader.php?p1=main_d72d187df41e10ea7
شکل 7 - SEM الیاف PSF تولید شده با الکتروریسی در فاصله بین جمع کننده و سوزن الف) 10 سانتی متر ب) 15 سانتیمتر [13].

2-4- پارامترهای محیطی
اثر محیط جت الکتروریسی حوزه‌ای است که به ندرت مورد بررسی قرار گرفته است. هر برهمکنشی بین محلول پلیمری و محیط اطراف می‌تواند بر مورفولوژی الیاف الکتروریسی شده مؤثر باشد. رطوبت بالا برای مثال منجر به تشکیل منافذی روی سطح نانوالیاف می‌شود. چون میدان الکتریکی خارجی بر الکتروریسی تأثیرگذار است، هر تغییری در محیط بر فرایند الکتروریسی مؤثر است.

2-4-1. رطوبت
رطوبت مستقیماً بر مورفولوژی الیاف الکتروریسی شده تأثیر می‌گذارد. درست مثل آن است که آب روی سطح الیاف در حال الکتروریسی میعان می‌کند. این روی مورفولوژی الیاف به خصوص وقتی حلال فراری دارد تاثیر می‌گذارد.
هنگامیکه پلی استایرن (PS)، پلی کربنات (PC) و پلی متیل متاکریلیک (PMMA) در حلال های فرار حل شده و در حضور رطوبت الکتروریسی می‌شود، الیافی با علائم سطحی زیر میکرومتری تولید خواهد شد. در یک کار تحقیقاتی، الکتروریسی الیاف پلی استایرن در رطوبت کمتر از 25% نانوالیاف را یکنواخت و بدون هیچ مشخصه سطحی تولید کرد. وقتی که رطوبت به بالای 30% رسید، حفره‌هایی روی سطح الیاف تشکیل شد. افزایش مقدار رطوبت منجر به افزایش تعداد، عمق، قطر و توزیع اندازه حفره‌ها روی سطح گردید. محلول با وزن مولکولی بیشتر، حفره‌هایی با اندازه بزرگتر و شکل‌هایی با یکنواختی کمتر تولید خواهد کرد [14].
علاوه بر رطوبت نوع پلیمر، حلال استفاده شده، و شرایط الکتروریسی بر حفره‌ها موثر است.

2-4-2- محیط فرایند
ترکیب هوا در محیط بر فرایند الکتروریسی تأثیرگذار است. گازهای مختلف، رفتارهای متفاوتی تحت میدان الکتریکی بالا دارند. برای مثال میدان الکتریکی قوی منجر به شکست گاز هلیوم شده و در نتیجه الکتروریسی امکان پذیر نخواهد بود. در هر حال وقتی که گازی مثل فریون12 با ولتاژ شکست بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، الیافی با قطر دو برابر قطر حاصل از الکتروریسی در هوا با سایر شرایط یکسان به دست خواهد آمد [4].

2-4-3- فشار
در شرایط محصور، امکان بررسی اثر فشار روی جت الکتروریسی وجود دارد. عموماً کاهش فشار محیط اطراف جت، فرایند الکتروریسی را بهبود نمی‌دهد. وقتی که فشار از فشار اتمسفر کمتر می‌شود، تمایل محلول پلیمری برای جریان یافتن به خارج سرنگ بیشتر می‌شود. بنابراین باعث ایجاد جت ناپایدار می‌شود. همانطور که فشار کاهش می‌یابد، به سرعت حباب محلول در نوک سوزن ایجاد می‌شود. در فشار خیلی پایین، الکتروریسی به علت تخلیه مستقیم بارهای الکتریکی امکان پذیر نخواهد بود [4].

3- بحث و نتیجه‌گیری
الیاف الکتروریسی با تغییر پارامترهای محلول، دستگاهی و محیطی با قطر و یکنواختی مختلفی تولید خواهند شد.به کمک این پارامترها می‌توان نانوالیاف توخالی، ریبانی شکل، فنری و شاخه شاخه را ایجاد کرد. خلاصه‌ای از تأثیر این پارامترها بر الیاف تولید شده با الکتروریسی به شرح زیر است.
• گرانروی نقش مهمی در تشکیل نقص‌های دانه‌ای دارد و با افزایش گرانروی این نقص‌ها کم می‌شود.
• کشش سطحی باعث ایجاد دانه روی الیاف می‌شود. بنابراین برای تشکیل الیاف یکنواخت و بدون دانه باید کشش سطحی را کاهش داد.
• با افزایش رسانایی و ثابت دی الکتریک محلول، قطر الیاف تولید شده کاهش می‌یابد. ولتاژ اعمال شده به دستگاه در یک مقدار بحرانی تنظیم می‌شود که در مقادیر بیشتر و کمتر از آن قطر الیاف افزایش خواهد یافت.
• برای برقراری تعادل جرمی نرخ تغذیه باید با نرخ انتقال محلول از سوزن برابر باشد. در این شرایط با افزایش نرخ تغذیه، بارهای روی جت نیز افزایش می‌یابد.
• دمای محلول نیز بر افزایش نرخ تبخیر و کاهش گرانروی محلول پلیمر تأثیر گذار است. الیافی که روی ماده نارسانا جمع می‌شود اغلب از تراکم کمتری در مقایسه با آنهایی که روی سطح هادی تجمع می‌یابند، برخوردارند.
• کاهش قطر روزنه تا یک مقدار معین می‌تواند قطر الیاف را کاهش دهد. فاصله کم بین جمع کننده و سوزن نیز منجر به ایجاد دانه روی الیاف می‌شود.
• برای تولید الیاف با مورفولوژی مناسب باید از فشار و دمای بهینه استفاده کرد.

در فیلم زیر در رابطه با پارامترهای موثر در فرآیند الکتروریسی به صورت مختصر توضیحاتی ارائه شده است و اثر برخی از پارامترها بر روی نانو الیاف تولید شده ذکر شده است.



در فیلم زیر در رابطه با تکنولوژی کالکتور و تولید نانو فیبرهای دوجداره به صورت مختصر توضیحاتی ارائه شده است.


منابـــع و مراجــــع

Neo, Y.P., et al., Influence of solution and processing parameters towards the fabrication of electrospun zein fibers with sub-micron diameter. 2012.

Tana, S.-H., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S., Systematic parameter study for ultra-fine fiber fabrication via electrospinning process. Polymer, 2005. 46: p. 6128-6134

Shenoya, S.L., Bates, W. D., Frisch, H. L., Wnek, G. E. , Role of chain entanglements on fiber formation during electrospinning of polymer solutions: good solvent, non-specific polymer–polymer interaction limit Polymer, 2005. 46: p. 3372–3384

Ramakrishna, S., Fujihara, K., Teo, W., Lim, T., Ma, Z., An Introduction to Electrospinning and Nanofibers. 2005.

Lin, T. and X. Wang, Needleless Electrospinning of Nanofibers Technology and Applications. 2013: CRC Press.

Zheng-Ming Huang, et al., A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. Composites Science and Technology, 2003. 63: p. 2223–2253.

Fong, H., Chun, I., Reneker, D.H., Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer, 1999. 40: p. 4585-4592.

Son, W.K., Youk, J. H., Lee, T. S., Park, W. H., The effects of solution properties and polyelectrolyte on electrospinning of ultrafine poly(ethylene oxide) fibers. Polymer, 2004. 45: p. 2959-2966

Andrady, A.L., Science and Technology of Polymer Nanofibers. 2008

Zhao, S., Wu, X., Wang, L., Huang, Y., Electrospinning of Ethyl–Cyanoethyl Cellulose/Tetrahydrofuran Solutions. Journal of Applied Polymer Science, 2004. 91: p. 242-246

Nicolais, L., A. Borzacchiello, and S. Lee, Encyclopedia of Composites. 2012, Wiley

Megelski S., S.J.S., Chase, D. B., Rabolt J. F., Micro- and Nanostructured Surface Morphology on Electrospun Polymer Fibers. Macromolecules, 2002. 35: p. 8456-8466

Yuan, X., Zhang, Y., Dong, C., Sheng, J. , Morphology of ultrafine polysulfone fibers prepared by electrospinning. Polymer International, 2004. 53: p. 1704-1710

Casper, C.L., Stephens, J. S., Tassi, N. G., Chase, D. B., Rabolt, J. F., Controlling Surface Morphology of Electrospun Polystyrene Fibers: Effect of Humidity and Molecular Weight in the Electrospinning Process. Macromolecules, 2004: p. 573-578

نظرات و سوالات

نظرات

1 -3

هادی زادسیرجان - ‏۱۳۹۵/۰۲/۰۳

سلام

زیاد جالب نبود

9 0

رعنا باقری

سلام.یه سوال داشتم در قسمت نرخ تغذیه افزایش کشیدگی باعث افزایش قطر شده در صورتی که در بحث های قبل یاد گرفتیم که کشیدگی با قطر الیاف رابطه عکس دارد.

لطفا من را راهنمایی کنید.
با تشکر