Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Zadhosh,Mohammad Hossei Enayati,Ali-Akbar Ghareh aghaji
علی زادهوش (استاد راهنما) محمدحسین عنایتی (استاد مشاور) علی اکبر قره آقاجی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Arezoo Rajabi mehr
آرزو رجبی مهر

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1386

TITLE

Study on Some Mechanical, Physical Properties and Morphology of Composite Nano Yarn from PA and Wool Nano Powder
Producing the yarn from nanofibers has received great attention in recent years and several techniques have been developed in this concern. While composite nanofibres are mainly produced from CNT, there is not any reported work about production of nano fibrous composite yarn with nanopowder of natural fibers such as wool so far. This study aims at improving the hygroscopic properties of nylon 6 nanofibers by introducing wool fiber nanoparticles (WFNP) into PA nanofibres and spinning composite yarns with various contents of WFNP. Also, some physical, mechanical and morphological properties of composite nanofibers and yarns were evaluated. Initially, wool fibers were converted into powders using ball milling technique under optimum conditions. The solutions containing 12% W/W polymer and (0-7)% WFNP in formic acid were prepared. WFNP were dispersed to disrupt possible agglomerates using an ultrasonic homogenizer. These solutions were electrospun to produce composite nanofibre yarns containing WFNP via optimization of electrospinning parameters. Effect of nanoparticle concentration on morphology and average diameter of nanofibers were studied by manipulation of Scanning Electron Microscope (SEM) micrographs. Transmission Electron Microscopy (TEM) was applied to evaluate the quality of dispersion as well. Fourier Transform Infrared (FTIR) results showed that no probable structural change has occurred in polymer, formic acid and nanoparticles composition. This study shows that increasing the concentration of nanoparticles led to increase on composite nanofibers diameter. Assessment of moisture regain of composite yarns revealed the effect of WFNP content, i.e. moisture absorption of PA nanofibres is improved by introducing the WFNP as hydrophilic sector. Results shows that WFNP content in the composite PA nanofibre yarn has a slight detrimental effect on the mechanical properties of composite yarns such as tenacity, breaking elongation, work of rupture and elastic modulus. Key Words : wool fiber nanoparticles, nylon 6 nanofibers, composite naofibre yarn, mechanical properties, morphology, ultrasonic process, hygroscopy
تولید نخ از الیاف نانو در سال های اخیر موردتوجه زیادی قرار گرفته و شیوه های مختلفی برای تولید آن ارائه شده است. در این میان نانوکامپوزیت هایی بر اساس ذرات CNT جایگاه ویژه ای داشته و کاربردهای بالقوه ای در بسیاری از زمینه ها، خصوصاً صنایع دفاعی و امنیتی، صنایع خودروسازی و ... دارند. همچنین تولید الیاف کامپوزیت نانو با کمک نانو ذراتی از قبیل نقره در تحقیقات متعددی بررسی شده است. ولی تاکنون مطالعه ای روی تولید نخ کامپوزیت نانو لیفی به همراه پودر الیاف طبیعی مثل پشم، گزارش نشده است. در این تحقیق، نخ های کامپوزیت از الیاف نانوی نایلون 6 به کمک نانو ذرات الیاف پشم با هدف بهبود خواص هایگروسکوپیک برای این الیاف تولید گردید و ارزیابی روی برخی خواص مکانیکی، فیزیکی و مورفولوژی سطح الیاف و نخ صورت گرفت. جهت تولید نانو ذرات الیاف پشم، ابتدا فرآیند آماده سازی الیاف انجام شد. در ادامه فرآیندهای تولید پودر و نیز پارامترهای اصلی تأثیرگذار بر عملیات، مورد مطالعه قرار گرفت و قابلیت تبدیل الیاف به نانو ذرات با استفاده از روش آسیاب مکانیکی بررسی شد. سپس الیاف پشم آماده شده، با استفاده از دستگاه آسیاب گلوله ای تحت شرایط بهینه آسیاب شدند. جهت بررسی احتمال آسیب دیدگی ساختار نانو ذرات تولید شده، روش طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه محلول های حاوی 12 درصد وزنی پلیمر نایلون 6 به همراه (7-0) درصد نانو ذرات الیاف پشم (نسبت به وزن پلیمر) به کمک همزن ماورای صوت در حلال اسید فرمیک تهیه شدند. برای کاستن از میزان تجمع نانو ذرات در محلول ها از همزن ماورای صوت استفاده شد و تأثیر هم زدن به کمک امواج ماورای صوت بر پراکندگی نانو ذرات الیاف پشم در محلول الکتروریسی مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش الکتروریسی، نخ های حاوی نانو ذرات الیاف پشم تولید گردیدند و شرایط بهینه برای تولید هر یک از این نخ ها مشخص شد. به منظور بررسی اثر غلظت نانو ذرات بر مورفولوژی و میانگین قطری نانو الیاف الکتروریسی شده، از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) استفاده شد. مطالعه ی دقیق تر نانوالیاف حاوی نانو ذرات و نحوه ی قرارگیری نانو ذرات در داخل الیاف و نخ به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) انجام گردید. طیف های مادون قرمز با تبدیل فوریه (FTIR) نشان دادند که هیچ تغییر ساختار احتمالی بین پلیمر، نانو ذرات و حلال در اثر اختلاط رخ نداده است. این مطالعه نشان داد که افزایش غلظت نانو ذرات تأثیر معناداری بر قطر الیاف داشته و سبب افزایش آن شده است. نایلون یک پلیمر آب گریز است، در نتیجه سعی شده است با تولید نخ های کامپوزیتی شامل درصدهای مختلف نانو ذرات از میزان آب گریزی آن کاسته شود. به منظور بررسی تأثیر میزان حضور نانو ذرات الیاف پشم در نخ های کامپوزیتی بر روی خاصیت آب دوست بودن نخ ها، جذب رطوبت نخ ها مورد ارزیابی قرار گرفت و مشاهده شد با افزایش غلظت نانو ذرات در نخ های تولیدی، میزان رطوبت بازیافتی افزایش می یابد. از آنجایی که این عامل مستقیماً بر خواص مکانیکی نخ های کامپوزیتی اثرگذار می باشد، خواص مکانیکی نخ های تولید شده از قبیل استحکام تا حد پارگی، ازدیاد طول تا حد پارگی، کار تا حد پارگی و مدول الاستیسیته قبل و بعد از قرارگرفتن در شرایط استاندارد بررسی شده و با یکدیگر مقایسه گردیدند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی