Skip to main content
SUPERVISOR
Amir Abdolmaleki,Hossein Tavanai,Mohammad Morshed
امیر عبد الملکی (استاد مشاور) حسین توانایی (استاد راهنما) محمدآقا مرشد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Negar Sohofi
نگار صحفی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

An Investigation on the Improvement of Electrospinning of Carboxymethyl Chitosan Nanofibers
Chitosan is one the few nitrogen-containing natural polysaccharides. Its inherent biological and physicochemical characteristics are attributed to the unique amine functionality, and it has attracted extensive attention in research because of its potential in biomedical and technological applications. Carboxymethyl chitosan is one of the most important of Chitosan derivatives that has been synthesized by alkalization of chitosan, followed by carboxymethylation with monochloroacetic acid. In comparison to chitosan, Carboxymethyl chitosan has better biological properties and chelating abilities. Polymeric nanofibrous structures, with several useful properties, such as a high specific surface area and high porosity, are of considerable interest for various applications. Nanofibers of ionogenic polymers are of great interest because of the peculiarities of the polyelectrolytes, and also because of the possibility of nanofiber modification on a subsequent step. Although carboxymethyl chitosan is soluble in water but studies show that electrospinning of aqueous solutions of Carboxymethyl chitosan just with the addition of a non-ionogenic water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, polyethylene oxide is possible. The present study focuses on the effect of the solvent on the electrospinning ability of pure carboxymethyl chitosan. The solvents tested were acetic acid, formic acid and trifluoroacetic acid (TFA). The first two solvents could not produce a visible jet as the electric field was applied. Only the solution of Carboxymethyl chitosan in TFA was electrospinable and fibers were deposited on the collector. Exsistance of beads on nanofibers, suggested that optimization of the electrospinning conditions would be necessary for the preparation of a homogenous nanofiber network of carboxymethyl chitosan. One possible approach to this optimization was to mix a volatile organic solvent with TFA. Hence, TFA and dichloromethane (DCM) were mixed. With addition of dichloromethane to the carboxymethyl chitosan-TFA solution, no beads were found on the electrospun carboxymethyl chitosan nanofibers. Homogeneity of electrospun fibers also improved. Under optimized conditions (5% (w/v) concentration, TFA/DCM: 70/30) homogenous carboxymethyl chitosan fibers with a mean diameter of 261¬nm were prepared. The results show that the three parameters (viscoelastisity, surface tension and electroconductivity) have the most significant effect on the electrospin ability of carboxymethyl chitosan. To enhance the mechanical properties, natural polymers are often blended with synthetic polymers or cross linked. In this study, Carboxymethyl chitosan/polycaprolactone (PCL) nanofibers were prepared using TFA/DCM (70:30) solvent mixture. Stability of Carboxymethyl chitosan /PCL blend system was 8 times greater than pure carboxymethyl chitosan. The average diameters of the mixed fibers were in the range 277–329 nm.
امروزه تولید نانوالیاف از طریق الکتروریسی به علت سهولت تولید و خواص منحصر به فرد آن¬ها، توجه محققین بسیاری را به خود جلب نموده است. در این راستا کاربرد پلیمرهای طبیعی به لحاظ دارا بودن خواص مطلوب بیولوژیکی فراوان در کنار خصوصیات فوق¬العاده¬ی نانوالیاف می¬تواند قابلیت¬ها و توانایی¬های زیادی را برای لایه¬ی الکتروریسی شده جهت مصارف خاص ایجاد نماید. با توجه به مزایا و خواص بیولوژیکی مطلوب بیوپلیمر کربوکسی¬متیل¬کیتوسان، در این تحقیق، امکان الکتروریسی این بیوپلیمر بررسی شده است. نتایج نشان داد که کربوکسی¬متیل¬کیتوسان در حلال¬های آلی اتانول، متانول، استون، استونیتریل، دی¬متیل¬استامید، دی¬متیل-سولفوکساید و دی¬متیل¬فرمامید حل نمی¬شود. اما در فرمیک¬اسید، استیک¬اسید و تری¬فلئورواستیک¬اسید قابل حل می¬باشد. از این میان تنها زمانی که تری¬فلئورواستیک¬اسید به عنوان حلال استفاده شد، الیاف کربوکسی¬متیل¬کیتوسان روی صفحه¬ی جمع¬کننده ظاهر شدند. به نظر می¬رسد که ویسکوزیته¬ی بالا و کشش¬سطحی پایین تری¬فلئورواستیک¬اسید از موثرترین پارامترها در قابلیت الکتروریسی محلول کربوکسی¬متیل کیتوسان/تری¬فلئورواستیک¬اسید ¬باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نانوالیاف تولیدی نشان داد که بهبود شرایط الکتروریسی جهت تولید الیاف یکنواخت و بدون دانه الزامی است. به همین جهت درصدهای مختلف از دی-کلرومتان به محلول کربوکسی¬متیل¬کیتوسان/تری فلئورواستیک¬اسید اضافه شد. شرایط بهینه برای تولید الیاف یکنواخت کربوکسی-متیل¬کیتوسان در محلول تری¬فلئورواستیک¬اسید/دی¬کلرومتان به صورت نسبت 30:70 و با غلظت 5% کربوکسی¬متیل¬کیتوسان مشخص شد. میانگین قطر نانوالیاف حاصله 261 نانومتر بود. به منظور بهبود خواص مکانیکی وب نانوالیاف تولیدی، پلی¬کاپرولاکتون به کربوکسی¬متیل¬کیتوسان اضافه شد. نتایج تست خواص مکانیکی نشان داد که استحکام وب نانوالیاف مخلوط کربوکسی¬متیل-کیتوسان/پلی¬کاپرولاکتون (60:40)، بیش از 4 برابر وب نانوالیاف خالص کربوکسی¬متیل¬کیتوسان می¬باشد. قطر نانوالیاف مخلوط کربوکسی¬متیل¬کیتوسان/پلی¬کاپرولاکتون در محدوده¬ 329-277 نانومتر بود. نتایج مربوط به بررسی خواص فیزیکی وب نانوالیاف مخلوط کربوکسی¬متیل¬کیتوسان/پلی¬کاپرولاکتون، حاکی از کاهش درصد جذب رطوبت و افزایش میزان بلورینگی در اثر افزایش نسبت پلی¬کاپرولاکتون در مخلوط آن با کربوکسی¬متیل¬کیتوسان می¬باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%