بهینه­ سازی تهیه الیاف اتیل سلولز به روش الکتروریسی بر اساس طراحی آزمایش تاگوچی

در این تحقیق بهینه‌سازی تهیه نانو الیاف اتیل سلولز به روش الکتروریسی به کمک طراحی آزمایش تاگوچی به منظور استفاده درغشاء تراوش تبخیری خالص‌سازی مخلوط آزئوتروپ هیدرازین هیدرات انجام شد. پارامترهای مهم و موثر در الکتروریسی نظیر غلظت محلول پلیمری، ولتاژ، ترکیب حلال و سرعت پاشش انتخاب شد و استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی و انتخاب چهار سطح برای هر پارامتر و آرایه l16 تهیه نانو الیاف الکتروریسی شده اتیل سلولز از منظرکاهش قطر نانو الیاف و/یا کاهش اندازه زاویه تماس با قطره آب بهینه سازی شد. نتایج مشخص نمود که با استفاده از الکتروریسی امکان تهیه الیاف اتیل سلولز با قطر کمتر از nm100 و زاویه تماس کمتر از ° 50 وجود دارد. بهینه نتایج برای کاهش قطر نانو الیاف 1/49 نانومتر و بهینه زاویه تماس قطره آب با سطح 9/29 درجه به دست آمد. با استفاده از نرم‌افزار تاگوچی بهترین شرایط برای حداکثر آب دوستی و حداقل قطر الیاف بصورت همزمان از طریق پامتر معیار کلی بررسی شد. نتایج نشان داد که شرایط برای بهینه شدن همزمان قطر الیاف و آب دوستی سطح الیاف شامل غلظت 19 درصد وزنی اتیل سلولز در اتانول 90% به‌عنوان حلال و سرعت پاشش 5/1 میلی‌لیتر در ساعت با ولتاژ اعمالی 22 کیلو ولت است.

optimization of ethyl cellulose fiber preparation by electrospinning method based on taguchi experimental design

in this research, the preparation of ethyl cellulose nanofibers by electrospinning method was optimized using taguchi experiment design for use in pervaporative purification of azeratropic hydrazine hydrate mixture. important and effective parameters in electrospinning such as polymer solution concentration, voltage, solvent composition and spraying speed were selected and using experimental design by taguchi method and in four levels for each parameter. the preparation of electrospinning ethyl cellulose nanofibers in terms of reducing nanofiber diameter and / or reduced the size of the contact angle with the water droplet was optimized. the results showed that using electrospinning, it is possible to prepared ethyl cellulose fibers with a diameter of less than 100 nm and a contact angle of less than 50 °. the optimal results for reducing the diameter of nanofibers were 49.1 nm and the optimal contact angle of water droplets with the surface was 29.9 °. using taguchi software, the best conditions for maximum hydrophilicity and minimum fiber diameter were simultaneously evaluated through a general standard parameter. the results showed that the conditions for simultaneous optimization of fiber diameter and hydrophilicity of fiber surface include a concentration of 19% by weight of ethyl cellulose in 90% ethanol as a solvent and a spray rate of 1.5 ml / h with an applied voltage of 22 kv.