Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما)
 
STUDENT
MOHAMMAD ESMAEIL SHARIFKHANI
محمداسماعیل شریف خانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Study on the effects of surface structure of PAN nanofibers yarn on the wicking phenomenon
Nanotechnology due to its wide applicability in many areas of science and technology is used in new products. In this field, the researchers tried to combine nanofiber with other nanomaterials to achieve new or improved features. Nanoparticles, are nanomaterials that due to their distinctive features and a variety of consumption are used in many cases. Nanofibers and nanoparticles combined together to produce results that actually make advantage of the performance and characteristics of both materials. In this study, the material are TiO2 and Polyacrylonitrile (PAN). PAN solution and TiO2 nanoparticles were combined and PAN/TiO2 nanofibers was produced. The aim of this work is study of wicking behavior in a nanofiber yarn. SEM images was taken and the fiber diameter was measured. With increasing concentrations of polymer solution and nanoparticles, nanofibers diameter increased. By increasing yarn twist, liquid height at equilibrium in the thread, fell. By the presence of nanoparticles in the fiber structure, the height of liquid rise in yarn increased, which indicates a reduction in the radius of the capillary space. By keeping the twist and nanoparticle in constant value and increasing in polymer solution concentration, the capillary rise furthered, but it was not noticeable and statistically significant. Ignoring the effect of gravity on liquid math, fluid behavior with Lucas–Washburn equation were compared. The radius of the capillary tubes were considered more accurate and after measuring viscosity and surface tension of the liquid r.cos? was calculated. By increasing the twist, in most cases r.cos? declined. The tensile strength of the yarns were measured and the results showed that with increasing concentration, strength also increased. Keywords: wicking phenomenon, nanofiber yarn, PAN, nanoparticle, twist, solution concentration
فناوری نانو به دلیل کاربردپذیری گسترده خود در تولید محصولات جدید نقش اساسی ایفا نموده است. در همین زمینه، نانوالیاف پلیمری نیز در بسیاری از رشته ها همچون پزشکی، نظامی، الکترونیک، انرژی و محیط زیست کاربرد یافته اند. پژوهشگران همواره سعی داشته اند تا با کنار هم قرار دادن و ترکیب نانوالیاف و نانوذرات به مواد و محصولاتی دست یابند که در واقع از کنش و ویژگی های هر دو ماده بهره می گیرد. به دلیل اهمیت تولید مواد مرکب، در بسیاری از تحقیقات علمی این مواد مورد بررسی و واکاوی قرار گرفته اند. در پژوهش پیش رو از دو ماده پر کاربرد در پژوهش و صنعت استفاده گردید. محلول پلیمری پلی اکریلونیتریل و نانوذرات تیتانیوم دی اکساید با هم ترکیب شدند و نانولیف پلی اکریلونیتریل حاوی تیتانیوم دی اکساید تولید شد. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار مویینگی یک مایع در سازه نانولیفی می باشد. مویینگی یکی از پدیده های طبیعی و به یقین پرکاربرد در منسوجات است. برای بررسی این پدیده، 12 نوع نخ نانولیفی به روش الکتروریسی تولید گردید. اختلاف این نمونه ها در غلظت محلول پلیمری، درصد نانوذرات بکاررفته و تاب نخ ها می باشد. پس از این مرحله، آزمایش ها با دستگاهی که ویژه همین پروژه ساخته شد انجام گردید و نتایج مورد بررسی های علمی و آماری قرار گرفت. همچنین در کنار آزمایش مویینگی که هدف اصلی این پژوهش است تأثیر تغییر قطر نانوالیاف بر استحکام کششی نخ مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از تصاویر SEM قطر الیاف تولید شده اندازه گیری شد. با افزایش غلظت محلول پلیمری و افزودن نانوذرات، قطر نانوالیاف نیز افزایش یافت که می تواند اثر تغییرات گرانروی و هدایت الکتریکی باشد. با افزایش تاب نخ، ارتفاع مایع صعودکننده در نخ، کاهش یافت که این اثر کاهش پیوستگی لوله های مویین در منسوج دانسته شد. بر اثر حضور نانوذرات در ساختار الیاف، ارتفاع صعود مایع در نخ افزایش یافت که این نشان دهنده کاهش شعاع لوله های مویین در سازه بر اثر حضور نانوذرات است. با ثابت نگه داشتن میزان تاب و نانوذره و افزایش غلظت محلول پلیمری، صعود مویینگی بیشتر شد ولی قابل توجه و از دید آماری معنادار نبود. با توجه به اینکه ستون مایع در تمام زمان حرکت خود در فضاهای مویین بین الیاف تحت اثر نیروی جاذبه قرار دارد، با چشم پوشی از اثر این نیرو در زمان های نخستین صعود، رفتار مایع را با معادله لوکاس.واشبرن مقایسه نمودیم. با توجه به میزان غلظت محلول پلیمری و مقدار نانوذرات موجود در آن و تاب نخ، در بازه زمانی خاصی رفتار مایع از معادله یاد شده پیروی می نماید. برای تکمیل کار، شعاع لوله های مویین مورد توجه دقیق تر قرار گرفت و پس از آزمایش گرانروی و کشش سطحی مایع صعودکننده، r.cos? محاسبه شد. با افزایش تاب، در بیشتر موارد r.cos? کاهش یافت. به عنوان یک کار جانبی، استحکام کششی نخ ها نیز اندازه گیری شد و نتایج نشان داد با افزایش غلظت، استحکام نیز افزایش یافته است. پس با توجه به اثر تاب نخ و ظرافت الیاف بر استحکام، باید برای یافتن استحکام بهینه در غلظت های مختلف، تاب های گوناگون آزمایش گردد. کلیدواژه: صعود مویینگی ، نخ نانولیفی ، پلی اکریلونیتریل، تاب ، غلظت ، نانوذرات

ارتقاء امنیت وب با وف بومی