Skip to main content
SUPERVISOR
Hossein Tavanai,Akbar Khoddami
حسین توانایی (استاد مشاور) اکبر خدامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Parvaneh Sadeghi
پروانه صادقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

An Investigation into the Effects of Nanofiber Finesse on the Hydrophobicity of Poly acrylonitrile Nano layer Finished With Flourochemicals
Controlling wettability is of the key properties of solid surfaces from both fundamental and practical aspects. Wettability could be manipulated by tailoring surface topography and surface chemical compositions. The studies of natural phenomena resulted to the fact that for creating superhydrophobic surfaces both reduces in the surface energy and creating proper surface roughness are required. So far, a wide variety method have been used to induced surface roughness such as, anodic oxidation, plasma treatment, laser treatment, chemical vapor deposition, lithography, phase separation, electrospinning and sol-gel processing in combination with substances such as silanes and fluorochemicals. Electrospinning is a well-known method for manufacturing nanofibers while it is a straightforward method to produce fibers from polymer solutions, with diameters in the range of sub-micron and nanometer. It is revealed that nanofibers have the ability to create rough surfaces whereas there is no study on the effect of nanofibre diameter and created surface roughness in addition to its effect on surface hydrophobicity. Therefore in this research, fabricating superhydrophobic surface via tuning nanofibres diameter using electrospinning was investigated. For this purpose, polyacrylonitrile with different weights percentage was solved in N, N-dimethylformamide (DMF) and nanofibers with different diameters were produced. The samples characteristics was investigated by a variety methods including: determination of the nanofibers diameter, studying surface morphology with SEM microscopy, measurements of the contact angles, sliding angle, investigating surface roughness via AFM imaging and evaluation of the nanoweb pore size by image analysis. Investigation into the unfinished nanoweb hydrophobicity indicate that the hydrophilic nanoweb changed to a hydrophobic surface for the samples with diameter greater than 697 nm, coupled with contact angle of larger than 120?. Coating the nanofibers with the fluorocarbon enhances all samples hydrophobicity with a direct relation between diameter of the nanofibers and their repellent properties. So that superhydrophic surface was created by the fibers with the largest diameters by which water contact angle of 157? and sliding angle of about 3? was obtained. Also the comparison of the hydrophobicity of polyacrylonitrile nanofiber with its flat film shows that the results are consistent with Cassie- Baxter model. Keywords: Electrospinning, hydrobophicity, surface roughness, contact angle
کنترل ترشوندگی سطوح جامد یکی از ویژگی های مهم و قابل توجه هم از نظر بنیادی و هم از نظر عملی می باشد، که با مورفولوژی سطح و ترکیب شیمیایی سطح قابل تغییر می باشد. با بررسی پدیده های طبیعی به این نتیجه رسیدند که برای داشتن سطوح فوق آبگریز، باید بر روی سطح علاوه بر کاهش انرژی سطحی، یک ناهمواری نیز ایجاد کنند. برای ایجاد چنین سطوحی تاکنون از روش های متعددی مانند اکسیداسیون آندی، استفاده از روش پلاسما، عملیات لیزری، پوشش دهی بخار شیمیایی، فتولیتوگرافی، جداسازی فاز، الکتروریسی و سل- ژل با استفاده از موادی مانند سیلان ها و فلوئوروکربن ها استفاده کرده اند. الکتروریسی روشی است که برای تولید نانوالیاف کاربرد دارد. با این روش می توان الیاف پلیمری با قطری در حدود زیر میکرومتر و نانومتر را تولید کرد. مشخص شده است که لایه های تشکیل شده از نانوالیاف دارای قابلیت ایجاد سطوح ناهموار می باشند. در این تحقیق قابلیت ایجاد سطوح فوق آبگریز با استفاده از روش الکتروریسی بررسی شد. بدین منظور از پلیمر پلی اکریلونیتریل با درصدهای وزنی متفاوت در حلال دی متیل فرمامید استفاده شد. نانوالیاف با قطرهای متفاوت تهیه شد. برای بررسی نمونه ها از آنالیزهای مختلفی از جمله: بررسی قطر و مورفولوژی الیاف با تصاویر SEM، اندازه گیری زاویه تماس، اندازه گیری زاویه سرش، بررسی ناهمواری با تصاویر AFMو اندازه گیری حفره ها با روش پردازش تصویر استفاده شد. آبگریزی نانو لایه های تهیه شده بدون انجام عملیات تکمیلی بررسی شد. نمونه های نانوالیاف با قطر بالاتر از 697 نانومتر یک سطح آبگریز را ایجاد کردند و زاویه تماس بالاتر از °120 بدست آمد، ولی در قطرهای پایین تر قطره آب کاملاً روی سطح پخش می شد. با پوشش نانوالیاف با فلوئوروکربن تمام نمونه ها خاصیت آبگریزی پیدا کردند، و این خاصیت با افزایش قطر نانوالیاف بهبود یافت. به طوری که نمونه ای با قطر 3055 نانومتر یک سطح فوق آبگریز با زاویه تماس °157 و زاویه سرش °3 را ایجاد کرد. همچنین خواص آبگریزی فیلم پلی اکریلونیتریل با نانوالیاف مقایسه شد و مشخص شد که نتایج با مدل کاسی- باکستر تطابق دارند. کلمات کلیدی: الکتروریسی، آبگریزی، ناهمواری سطح، زاویه تماس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی