Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mehdi Sadjahani
مهدی صدرجهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Investigation of Parameters Affecting the Treatments of PAN Nanofibers Bundles and Study of Its Mechanichal Properties
Electrospinning was carried out with modified method for production of PAN nanofibers. To gain suitable production conditions, parameters such as solution concentration, applied voltage, feed rate, distance of two nazzle and distance between nazzle and collected drum were choosen among the effective parameters on electrospinning process and were investigated. It causes efficien production process and suitable nano scale diameter range of fibers. After obtaining optimum conditions, PAN nanofibers were electrospun from 14 wt% PAN in DMF solution at 11 Kv onto a rotating drum with different surface speed. In this state, the effect of applied drawing, which is determined by collection speed, was investigated on the degree of alignment, internal structure and mechanical properties of collected PAN nanofibers. The obtained result, show that best alignment, molecular orientation and tensile strength is obtained at product speed of 59.56 m/min. In this study, the technique of Raman Spectroscopy was used for investigation of molecular orientation. A maximum chain orientation parameter of 0.25 was measured for nanofibers collected at 59.56 m/min. In the next step, the simultaneistly setting and drawing operation was utilized for improvement properties of collected PAN nanofibers. The result of WAXD showed decrease of crystal size with increase of setting temperature. Increase of crystallinity with setting temperature was teeny. The survey of PAN nanofibers FTIR spectra, in minimum temperature (room temperature) and maximum temperature (270 °C) showed that chemical structure did n’t change in higher temperatures. Morever, the SEM’ result exhibit an increase in the diameter of PAN nanofibers with increase in temperature. The best mechanical properties of after-treted nanofibers was obtained in 270°C. Comparing electrospun PAN nanofibers in room temperature and after-treated nanofibers in 270°C, show that stress and modulus at the collection speed of 59.56 m/min, increase from 73.72 MPa and 4.18 GPa to 112.87 MPa and 7.25 GPa respectively. This show that themal treatment has affects on improvement of mechanical properties of collected PAN nanofibers.
یکی از روش های مناسبی که می تواند برای تولید نانوالیاف موازی به کار رود، استفاده از سیستم دو نازل و جمع کننده ی غلتکی است که در این تحقیق جهت تولید نانوالیاف موازی PAN مورد بررسی قرار گرفت. برای بدست آوردن شرایط مطلوب تولید، از بین پارامترهای مؤثر بر الکتروریسی، پارامترهای غلظت محلول، ولتاژ اعمالی، میزان تغذیه، فاصله ی دو سر نازل و فاصله ی بین نازل و غلتک جمع کننده انتخاب شده و مورد بررسی قرار گرفت تا بتوان ضمن بالا بردن راندمان سیستم تولید، نانوالیافی با محدوده ی قطری مناسب بدست آورد. پس از بدست آوردن شرایط بهینه ی تولید، نانوالیاف PA در غلظت %wt14 و ولتاژ اعمالی Kv11 در سرعت های مختلف برداشت، جمع آوری شده و تأثیر مقدار کشش اعمالی به نانوالیاف که توسط سرعت غلتک جمع کننده تعیین می شود، بر روی میزان موازی بودن، ساختار داخلی و خواص مکانیکی نانوالیاف تولید شده بررسی شد. با انجام آزمایش های مربوطه و بررسی نتایج بدست آمده مشخص شد که بیشترین میزان موازی بودن، آرایش یافتگی زنجیرهای مولکولی و استحکام کششی در سرعت برداشت m/min 56/59 حاصل شده است. در بررسی آرایش یافتگی زنجیرهای مولکولی نانوالیاف PAN از تکنیک رامان اسپکتروسکوپی استفاده گردید که در سرعت بهینه ی ذکر شده، مقدار 25/0 برای این پارامتر بدست آمد. در گام بعدی، جهت بهبود خواص نانوالیاف تولید شده از روش تثبیت و کشش همزمان استفاده شد و تأثیر پارامترهای دما و مقدار کشش اعمالی بر روی خواص نانوالیاف PAN مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده از دیفراکسیون اشعه ی ایکس (WAXD) حاکی از اینست که با افزایش دما، اندازه ی بلور کاهش پیدا کرده و درصد بلورینگی به مقدار ناچیزی افزایش یافته است. بررسی طیف FTIR نانوالیاف PAN در بیشترین دما (C °270) و دمای اتاق، دلالت بر تغییر نکردن ساختار شیمیایی این الیاف داشت. نتایج بدست آمده از SEM برای نانوالیاف تولید شده در دو حالت فوق نیز نشان داد که میانگین قطری نانوالیاف با افزایش دما بیشتر شده است. بهترین نتیجه ی بدست آمده برای خواص مکانیکی نانوالیاف تثبیت شده در دمای C °270 حاصل شد. با مقایسه نتایج بدست آمده برای تنش مخصوص و مدول اولیه نانوالیاف PAN الکتروریسی شده در دمای اتاق و تثبیت شده در دمای C °270در سرعت برداشت m/min 56/59 که به ترتیب برابر با Mpa 72/73، Gpa 18/4 و Mpa 87/112، Gpa 25/7 می باشد، می توان نتیجه گرفت که انجام عملیات تثبیت، در بهبود خواص مکانیکی نانوالیاف تولید شده تأثیر گذار بوده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی