نانو الیاف و تکنیک های مختلف تولید آن بخش دوم

تولید نانو الیاف به روش الکتروریسی

همانگونه که در بخش پیشین عنوان شد ، الکتروریسی متداولرین روش تولید نانو الیاف است . تکنیک تولید نانو الیاف به روش الکتروریسی ، از اختراعی تحت عنوان فورمهالز Formhals patentمربوط به سال 1934 نشات گرفته که طی آن از طریق اعمال جریان الکتریکی با ولتاژ بالا به پلیمرهای مصنوعی ، فیلامنت هایی تولید شده است.پایه و اساس تکنیک مذکور ، مبتنی بر تاثیر نیروی الکترواستاتیکی بر روی مایعات است.طی فرآیند الکتروریسی ، ولتاژ بالایی در محدوده کیلو ولت به یک سیال پلیمری اعمال شده و بارهای الکتریکی درون سیال القا می شوند.

همان طور که در شکل فوق مشاهده می گردد دستگاه الکترواسپینینگ شامل قسمت های زیر می باشد :

  • منبع تغذیه با ولتاژ بالا (High voltage power)
  • پمپ تغذیه محلول الکترواسپینینگ (Pump)
  • سرنگ تزریق محلول (Syringe)
  • مویرگ ظریف یا سوزن تزریق(Capillary Tip)
  • محلول پلیمری (Polymer solution)
  • مایع خروجی از سوزن تزریق یا جت (Jet)
  • حرکت تازیانه ای (مخروطی ) مایع (Taylor cone)
  • صفحه فلزی ثابت شده به زمین

همانگونه که در شکل مشخص است در سیستم الکتروریسی از یک لوله مویین یا سرنگ جهت نگه داشتن ماده پلیمری ، دو الکترود و یک منبع جریان مستقیم که ولتاژی در محدوده کیلو ولت را فراهم می کند . هنگامی که میزان بارهای الکتریکی درون سیال به یک حد بحرانی برسد ، جتی از سیال به شکل مخروط تیلور Taylor cone از قطره کوچکی که در نوک سوزن قرار گرفته ، خارج می شود.

در تکنیک دیگری ، جت های پلیمری متعددی از سطح آزاد یک مایع که درون یک سیلندر دوار افقی بارگذاری شده است خارج می شود. کسب موفقیت های متعدد و مزایای فراوان این روش سبب شده توسط شرکت المارکو تحت نام تجاری نانو اسپایدر ، وارد عرصه تجاری شود.

در تکنیک دیگری ، جت های پلیمری متعددی از سطح آزاد یک مایع که درون یک سیلندر دوار افقی بارگذاری شده است خارج می شود. کسب موفقیت های متعدد و مزایای فراوان این روش سبب شده توسط شرکت المارکو تحت نام تجاری نانو اسپایدر ، وارد عرصه تجاری شود.

روش های دیگری نیز برای الکتروریسی چند جته فاقد سوزن ارائه شده که از میان آن ها می توان به مواردی همچون کاربرد سیم پیچ به عنوان رشته ساز ، دیسک دوار و نازل استوانه ایی اشاره کرد.همچنین اختراعات جدیدی نیز در این زمینه به ثبت رسیده است که مبنای کلیه آنها ، تولید نانو الیاف به واسطه ایجاد چندین جت از یک قطره پلیمری واحد است.

سایر دستاوردها در زمینه الکتروریسی

فرآیند الکتروریسی را می توان علاوه بر طبقه بندی در دو گروه با و یا بدون سوزن ، بر حسب محلول یا مذاب بدن پلیمر مورد استفاده به دو دسته سیستم تغذیه محدود یا نا محدود تقسیم کرد. در سیستم تغذیه محدود ، تزریق محلول یا مذاب پلیمری با نرخ ثابتی صورت می پذیرد حال آنکه در روش تغذیه نا محدود ، پلیمر بروی سطح ماده دیگری جاری می شود. مشخص بودن نرخ جریان و همچنین تولید الیاف با قطر یکسان و کیفیت بالا، از محاسن سیستم تغذیه محدود است ، هرچند تغذیه محدود سبب پیچیدگی فرآیند شده و مستعد گرفتگی و قطع جریان است.روش تغذیه محدود مشتمل بر فرآیند الکتروریسی با استفاده از پمپ سرنگی است، اما سیستم تغذیه نامحدود روش های مختلفی را شامل می شود که به بررسی اجمالی آنها خواهیم پرداخت.

الکتروریسی حبابی

الکترودمش

الکتروریسی توسط لوله های توخالی متخلخل

الکتروریسی منیفلدی میکرو فلوئیدی

الکتروریسی غلتکی

الکتروریسی مذاب

تولید نانو الیاف از طریق اعمال نیرو

در بخش سوم این روش ها شرح داده خواهد شد.

منابع و اطلاعات بیشتر :

Nanotechnology in Textile/Sima Habibi,Seyyed Hesamoddin Hashemi
نگرشی بر اصول و فناوری تولید / احمد موسوی شوشتری، مهدی حسن زاده، کمیل نصوری،هادوی مقدم

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *