Skip to main content
SUPERVISOR
Seyed-Abdolkarim Hoseini,Afsaneh Valipouri
سیدعبدالکریم حسینی (استاد راهنما) افسانه ولی پوری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehdi Jafar ali pode
مهدی جعفرعلی پوده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی نساجی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Investigation and modeling of viscoelastic tensile behavior of PAN nanofiber yarn
In recent years, nanotechnology has made remarkable progress. In textile, nanofiber production using electrospinning method and after that nanofiber yarn production are taken into consideration. Using various polymer kinds in electrospinning process and yarn production leads to production of special materials like nanofiber yarns, drug delivery systems, composites and smart materials. One of the important properties of nanofiber yarns is tensile and stress-relaxation. The aim of this research is production of nanofiber yarn via two-nozzle electrospinning process from Polyacrylonitrile (PAN) as a polymer and evaluation and modeling of viscoelastic tensile behavior and stress-relaxation of nanofiber yarns. First of all, factors affecting electrospinning process including voltage, feeding rate, distance between two nozzles and electrospinning distance were optimized. Secondly, after optimization of conditions in electrospinning process, the effects of polymer molecular weight, twist and rate of elongation obtained from tensile streght apparatus on stress, strain, modulus, and work of rupture were investigated. Moreover, effects of twist and rate of elongation on stress-relaxation of nanofiber yarn were carried out. Results of tensile tests showed that increase in molecular weight and twist values lead to an increase in stress and a decrease in strain values but rate of elongation variations didn’t show any significant effects on stress values. In addition, Increase in twist and rate of elongation lead to a decrease in strain values but molecular weight variations didn’t show any significant effects on strain values. It was concluded that an increase in twist values leads to an increase in modulus values but molecular weight and rate of elongation variations didn’t show any significant effects on modulus values. Finally, increase in twist, molecular weight and rate of elongation values lead to an increase in work of rupture values. Results of stress-relaxation test showed that increase in twist and molecular weight values lead to a decrease in stress-relaxation values. Generalized Maxwell model and simple Maxwell model were chosen to simulate tensile behavior and stress-relaxation of nanofiber yarn respectively. Results of simulations showed an acceptable correlation between experimental and theoretical values. So these two models are applicable for predicting tensile and stress-relaxation behavior of nanofiber yarns.
در سال های اخیر تکنولوژی نانو با پیشرفت های چشمگیری روبرو بوده است. در زمینه ی نساجی, تولید نانوالیاف به روش الکتروریسی و به دنبال آن تولید نخ از نانوالیاف مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از پلیمرهای مختلف در فرآیند الکتروریسی و تولید نخ از این پلیمرها منجر به تولید محصولاتی جهت مصارف ویژه نظیر نخ های نانو, سامانه تحویل دارو, استفاده در کامپوزیت ها و تولید محصولات هوشمند می گردد. یکی از خواص مهم و کلیدی نخ های نانولیفی خواص کششی و افت تنش می باشد. هدف از انجام این تحقیق, تولید نخ به روش الکتروریسی دو نازله از پلیمر پلی اکریلونیتریل و ارزیابی رفتار کششی و رهایی از تنش و در ادامه مدل سازی رفتار کششی و ویسکوالاستیک این نوع از نخ ها می باشد. در بخش نخست, به منظور تولید نخ, عوامل موثر بر الکتروریسی از قبیل ولتاژ, میزان تغذیه, فاصله ی دونازل و فاصله ی نازل تا جمع کننده بهینه گردید. در بخش بعد, پس از بهینه سازی شرایط تولید نخ از نانو الیاف, اثر وزن مولکولی, تاب و نرخ ازدیاد طول دستگاه استحکام کششی بر استحکام, کرنش, مدول و کار تا حد پارگی بررسی شد. همچنین اثر تاب و وزن مولکولی برافت تنش نخ نانولیفی بررسی شد. نتایج آزمون کششی نشان داد افزایش وزن مولکولی و تاب, باعث افزایش استحکام وکاهش کرنش می شود ولی نرخ ازدیاد طول اثر معنا داری بر روی استحکام ندارد. افزایش تاب و نرخ ازدیاد طول باعث کاهش کرنش می شود, ولی افزایش وزن مولکولی اثر معناداری برروی کرنش ندارد. با افزایش تاب, مدول افزایش پیدا کرده است, اما افزایش وزن مولکولی و نرخ ازدیاد طول اثر معناداری بر مدول نداشته است. در نهایت افزایش تاب, وزن مولکولی و نرخ ازدیاد طول باعث افزایش کار تا حد پارگی خواهد شد. نتایج آزمون رهایی از تنش نشان داد که با افزایش تاب و وزن مولکولی شاهدکاهش افت تنش خواهیم بود. مدل مناسب برای بیان رفتار کششی نخ نانو لیفی, مدل تعمیم یافته ماکسول و برای رهایی تنش, مدل ماکسول ساده انتخاب شد که برازش قابل قبولی با نتایج تجربی داشت. این مدل ها به دلیل انطباق بالایشان, قابلیت پیش بینی رفتارکششی و افت تنش این نوع از نخ ها را دارند. سپس ضرایب مربوط به هر متغیر محاسبه گردید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی