عنوان
ساخت و مشخصه‌يابي پارچه ميكرو الياف نانو كامپوزيتي غيربافتي پايه پلي‌پروپيلن تقويت شده با ميكرو مواد با روش جت پاششي مذاب به منظور استفاده در ماسك‌هاي تنفسي
نويسنده اصلي
صفايي نژاد، مهدي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
الياف دسته¬اي از مواد هستند كه به‌صورت فيلامنت¬هاي مداوم بوده يا در طول¬هاي مشخصي بريده شده‌اند و داراي نسبت طول به قطر بسيار بالا مي¬باشند. بر مبناي قطر، الياف در سه گروه شامل الياف معمولي، ميكرو الياف و نانو الياف طبقه‌بندي مي¬شوند. با توجه به كاربردهاي مختلف اين الياف در صنايع مختلف ازجمله كامپوزيت سازي، به تكنيك‌هاي توليد با هزينه كم و نرخ توليد بالا نيازمند هستيم. ريسندگي جت پاششي (RJS) يك روش نسبتاً جديد براي ساخت نانو/ ميكرو الياف از محلول و مذاب پليمري است. RJS روشي با نرخ توليد بالا، كم‌هزينه و سازگار با محيط‌زيست است. در روش RJS مذاب از پليمر مذاب و بدون استفاده از حلال، ميكرو/ نانو الياف توليد مي¬شوند. الياف توليدي با استفاده از اين روش، مي‌توانند به‌عنوان فاز ماتريس و يا فاز تقويت‌كننده در ساخت كامپوزيت¬هاي مختلف مورد استفاده قرار گيرند. كامپوزيت¬ها با توجه به جنس فاز زمينه به سه دسته¬ي كامپوزيت¬هاي پايه پليمري، كامپوزيت¬هاي پايه فلزي و كامپوزيت¬هاي پايه سراميكي تقسيم مي¬شوند. پلي‌پروپيلن و رزين پلي¬استر ازجمله پليمرهاي شناخته‌شده‌اي هستند كه فاز زمينه¬اي كامپوزيت¬هاي پايه پليمري را تشكيل مي¬دهند. تقويت‌كننده‌ها يا پركننده¬ها موادي خنثي هستند كه ممكن است به‌صورت الياف، ورق و يا ذرات باشند و اساساً براي افزايش استحكام به ماتريس اضافه مي¬شوند. با توجه به كاربردهاي مختلف كامپوزيت¬ها در حوزه¬هاي مختلف ازجمله توليد ماسك تنفسي، فيلتر، پانسمان زخم، حسگرها و جداكننده‌هاي باتري، در تحقيق پيش رو با استفاده از روش RJS مذاب، الياف پلي¬پروپيلن خالص و تقويت‌شده با دي¬اكسيد تيتانيوم، نانورس و كربن سياه با درصدهاي وزني 1، 5 و 8 توليد شدند و پس از تبديل شدن به پارچه¬هاي غيربافتي¬، تحت آزمون¬هاي مشخصه¬يابي ساختاري شامل آناليز ميكروسكوپ الكتروني روبشي و آناليز پراش اشعه ايكس و آزمون¬هاي مكانيكي شامل آزمون كشش و زاويه تماس آب و آزمون آنتي¬باكتريال قرار گرفتند. بعلاوه الياف پلي¬پروپيلن خالص توليدي با درصدهاي وزني 5 ،10 و 20 به‌عنوان فاز تقويت‌كننده در ساخت كامپوزيت بر پايه رزين پلي¬استر غيراشباع استفاده شد و خواص مكانيكي آن با آزمون¬هاي مكانيكي مختلف شامل تست كشش، خمش و ضربه مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج اين پژوهش نشان داد كه روش RJS مذاب، يك روش سريع و آسان براي توليد الياف پلي‌پروپيلن خالص و تقويت‌شده است. در پارچه‌هاي غيربافتي بسته به نوع، درصد وزني و در نتيجه چگونگي توزيع تقويت‌كننده‌ها، خواص ساختاري و مكانيكي پارچه¬هاي حاصل بهبود يافت. به‌علاوه، پارچه‌هاي غيربافتي پلي‌پروپيلن خالص آب‌گريز در حضور دي‌اكسيد تيتانيوم و كربن سياه به ساختار آب‌دوست تبديل شدند. در صورتي¬كه پارچه¬ي تقويت‌شده با نانورس آب‌گريز بود. علاوه بر اين، نتايج مطالعه حاضر نشان داد كه الياف پلي‌پروپيلن خالص در درصد وزني 5 مي‌تواند خواص مكانيكي رزين پلي‌استر را بهبود بخشد. در مجموع بر اساس اين يافته¬ها، ساختارهاي حاصل از اين پژوهش را مي¬توان براي استفاده در محصولات مختلف نظير ماسك‌هاي تنفسي، فيلترهاي آلاينده¬هاي آب و سموم گازي و زخم پوش‌ها پيشنهاد داد.
شماره ركورد
223710
گرايش رشته تحصيلي
طراحي كاربردي
دانشكده
مهندسي مكانيك
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان