بررسی مورفولوژی و راندمان تولید نانوالیاف تهیه شده به روش فرایند الکترواسپینینگ با چند نازل

الکتروریسی روشی ساده و مناسب برای تولید پیوسته نانو‌الیاف با ویژگی‌های برجسته می‌باشد. در این پژوهش الکتروریسی محلول پلی‌اکریلونیتریل با چند نازل با بررسی تاثیر پارامترهایی مانند غلظت محلول، ولتاژ و دبی بر روی قطر نانوالیاف تولیدی و همچنین نرخ تولید نانوالیاف در مقایسه با روش تک نازل مورد آزمایش قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش غلظت محلول از 8% به 10% وزنی، به علت افزایش ویسکوزیته و مشکل‌تر شدن کشیدن جت، قطر متوسط الیاف از 135 به 191 نانومتر و نرخ تولید در غلظت‌های مشابه در چند نازل در مقایسه با تک نازل افزایش می‌یابد‌. در حالت چند نازل در ولتاژهای پایین‌تر با افزایش ولتاژ به ازای هر 5 کیلو ولت، نرخ تولید 2 برابر و در ولتاژهای بالاتر 1.6برابر افزایش مییابد. همچنین ولتاژ تا یک مقدار بهینه باعث افزایش متوسط قطر الیاف و بیش از این میزان باعث کاهش آن می‌شود. بررسی تاثیر دبی محلول نشان داد که نرخ تولید با افزایش دبی محلول از 0.5 به ml/h 1 دو برابر و قطر متوسط الیاف از 164 به 191 نانومتر افزایش می‌یابد. در حالیکه با افزایش بیشتر دبی از 1 به ml/h2، به دلیل عدم توانایی نیروی الکترواستاتیک در تبدیل تمامی محلول به الیاف باعث کاهش قطر الیاف و نیز کاهش نرخ تولید می‌شود. به نظر می‌رسد در الکتروریسی چند نازله، می‌توان با افزایش ولتاژ و غلظت، نرخ تولید را تا میزان چندین برابر افزایش داد. همچنین دبی تاثیر مشخصی در افزایش نرخ تولید ندارد.

Investigation of Morphology and production efficiency of Produced NanoFibers with multinozzle electrospinning process

Electrospinning is a simple and appropriate technique to produce continues Nanofibers with outstanding characteristics. In this study multijet electrospinning of Polyacrylonitrile solution considering effect of parameters such as density of solution, voltage and flow rate on produced Nanofibers diameter and also productivity in comparison with singlejet electrospinning were tested. Results show that increasing the solution density from 8% to10% due to difficult stretching the jets, average diameter from 135 to 191nm of fibers and productivity increases. In the case of multi nozzles at lower voltages, with a voltage increase of 5 kw, the production rate is 2 times higher at a higher voltage of 1.6 times. Increasing voltage up to an optimum range causes increasing average fibers diameter and more than this value decreases the fibers diameter. This result according to electrostatic force analysis can be explained. Increasing the voltage has positive effect on increasing productivity. Investigating the effect of density shows that increasing flow rate has an optimum (from 0.5 to 1ml/h) value and increasing more than this value, The average diameter of the fiber increases from 164 to 191 nm, While increasing the flow rate from 1 to 2ml/h because of inability of electrostatic forces to turn all the jets into fibers, causes decreasing the average diameter of fibers and productivity. It adds up that in multijet electrospinning increasing voltage and solution density, increases productivity up to several times, otherwise solution density does not have specified effect on productivity.