Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini,Seyedmadi Hejazi
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما) سیدمهدی حجازی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Farzaneh Minaei
فرزانه مینائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Specification of the optimum condition to produce casein nanofiber yarn and investigation of the mechanical properties
Casein fibers, produced from plant or animal protein, have some good features such as comfort , high moisture traort, lightweight (density = 1.3 g/cm 3 ), good for health (pH near to skin), tiny insects and fungus resistant (increase the longevity of the fabric), high thermal insulation, anti-bacterial, and so on. Casein has strong molecular structure due to the hydrogen bonds, so it could not be purely electrospun with common solvent. Therefore, to overcome this problem, the link between molecular and inter-molecular should be reduced. This purpose can be achieved by adding the polymer that structurally is non-homologous to the structure of protein. For this purpose, Xie and Hsieh produced casein nanofibers by adding PVA and PEO polymers as auxiliary material for electrospinning. In this work, we produced electrospun nanofibers yarn from casein which is not possible with conventional spinning systems. Polyethylene Oxide (PEO) and Polyvinyl alcohol (PVA) were used with the Casein as auxiliary polymer to allow spinning of Casein. Optimal conditions including process parameters such as voltage, feed rate, distance between two nozzles and solution parameters including concentration and blending ratio was optimized to produce good quality yarn. Morphological structure of PEO/Casein and PVA/Casein with various blending ratio with different PEO, PVA and Casein concentration was investigated. The morphology of different nanofiber web and nanofiber yarn was observed using SEM and fiber diameter was measured by Digimizer software. Results showed that PEO (26 wt %) / Casein (10 wt %) 10:90 was the best composition that produced yarn with smooth structure and minimum bead in its structure. This sample chosen as the desired sample. In order to improve the properties of the desired yarn, the process of crosslinking was done. To achieve this goal, this yarn crosslinking with two crosslinker, Formaldehyde and Diisocyanate. Diisocyanate was used in two concentration, 20% and 40%. Then mechanical properties of yarn such as stress, strain, work of rapture, elastic modulus were studied on all yarn samples, before and after of crosslinking. At last the best crosslinker is Diisocyanate with the concentration of 40% was chosen as best crosslinker for crosslinking of desired yarn.Finally fracture morphology of nanofiber yarn has investigated. Taken images were used to analyze the broken ends of the yarns and showed that the desired sample nanofiber yarn with Diisocanate at 40% concentration has the brittle structure in compared with desired sample nanofiber yarn without crosslinker. Key words : Casein Fibers, Electrospinning, PEO, Crosslinking, Facture morphology
با افزایش جمعیت جهانی و بالا رفتن قیمت الیاف طبیعی مانند پشم، دانشمندان در فکر جایگزین الیافی مصنوعی با خواص مشابه الیاف طبیعی با منشاء پروتئینی شدند که الیاف کازئین یک نوع از آن است. این الیاف دارای راحتی بالا و pH برابر با پوست بدن (مناسب برای موارد پزشکی) می باشد. در سال 1898 میلادی برای اولین بار محلول کازئین به‌طور آزمایشی به‌صورت الیاف تهیه شد. این الیاف تهیه‌شده بسیار سخت و شکننده بودند و از استحکام خوبی برخوردار نبودند و در آب به مقدار زیادی متورم می‌شدند و به هم می چسبیدند. درنتیجه، تلاش برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی این الیاف موردتوجه قرار گرفت. کازئین ماده‌ای غیرقابل‌حل در آب است اما به دلیل ساختار شیمیایی مشابه با پشم در برابر مواد قلیایی قابل‌حل است، همچنین؛ دوقطبی بودن مولکول‌های تشکیل‌دهنده‌اش باعث شده که در بعضی از روش‌های تولید نیاز به یک ماده ی کمکی جهت ایجاد لیف باشد. از میان روش‌های گوناگون، در این تحقیق به تولید نانو نخ کازئین به کمک دو پلیمر به روش الکتروریسی پرداخته ایم. هدف امکان‌سنجی تولید نخی با بالاترین جزء ماده‌ی پروتئینی، با شرایط ریسندگی مناسب و الیاف مطلوب در آن هستیم. نمونه نخ مطلوب شامل 90% جزء کازئین و 10% جزء پلی‌اتیلن اکساید حاصل گردید. سپس نمونه مطلوب را با چند نوع استحکام دهنده، استحکام‌بخشی کرده و آزمایش های استحکام را روی این نمونه‌ها قبل و بعد از استحکام‌بخشی موردبررسی قراردادیم. با بررسی های انجام‌شده بهترین استحکام دهنده را انتخاب نمودیم. در ادامه نیز آزمایش زیست‌تخریب‌پذیری را روی نمونه مطلوب با استحکام دهنده انتخاب‌شده ‌یعنی نمونه 90% جزء کازئین و 10% جزء پلی‌اتیلن اکساید با حضور 40% استحکام دهنده دی ایزوسیانات، انجام دادیم و مشاهده شد بعد از 10 روز نمونه در حلال به‌طور زیادی حل‌شده و استحکام آن به‌شدت کاهش‌یافته. همچنین به‌منظور بررسی دقیق تر اثر استحکام دهنده روی نحوه پارگی نخ هنگام انجام آزمایش استحکام، مورفولوژی نخ قبل و بعد از استحکام‌بخشی بررسی گردید مشاهده شد با ورود استحکام دهنده دی ایزوسیانات نخ ترد تر شده است. کلمات کلیدی: کازئین-پلی اتیلن اکساید-استحکام بخشی-الکتروریسی-مورفولوژی پارگی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی