شماره مدرك :
19258
شماره راهنما :
16678
پديد آورنده :
فدائي تهراني، آلاء
عنوان :

طراحي و ساخت دستگاه توليد نانوالياف با روش تلفيقي الكتروريسي و امواج فراصوت و توليد و مشخصه‌يابي نانوالياف پليمر پلي وينيل الكل

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
پانزده،68ص،: مصور،جدول،نمودار
توصيفگر ها :
امواج فراصوت , آلتراسونيك , الكتروريسي , نانوالياف , پلي وينيل الكل , زخم‌پوش
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/12/09
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
دانشكده :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/12
كد ايرانداك :
23019786
چكيده فارسي :
در طول دو دهه گذشته، نانوالياف كاربرد گسترده‌اي در زيست‌پزشكي، فيلتراسيون پساب‌هاي صنعتي و تصفيه آب در صنايع فولاد و پتروشيمي، مهندسي نساجي، توليد و ذخيره‌سازي انرژي، زيست‌فناوري، ساخت مواد مقاوم به حرارت و نسوزها پيدا كرده است. روش‌هاي متفاوت توليد براي ساخت نانوالياف از جمله روش‌هاي الكتروريسي و غيرالكتروريسي با تاثير‌هاي متفاوت بر روي خواص آن وجود دارد. روش‌ الكتروريسي علاوه بر قابليت انعطاف‌‌پذيري در توليد اكثر الياف پليمري با قطرهاي در حد ميكرومتر تا چند نانومتر، يك روش ساده، سريع و مقرون به صرفه مي‌باشد. الكتروريسي سنتي داراي محدوديت‌هايي از جمله گرفتگي سوزن، غير‌يكنواختي الياف، استفاده از حلال‌هاي آلي سمي، زمان پردازش طولاني، محدوديت در كنترل خواص الياف به صورت غير‌شيميايي مي‌باشد. يكي از راه‌‌هاي كاهش اين محدوديت‌ها، تلفيق روش الكتروريسي با امواج فراصوت است كه اثرات قابل‌توجهي بر روي خواص مكانيكي-‌ فيزيكي نانوالياف دارد. هدف اصلي اين تحقيق، بررسي تركيب همزماني الكتروريسي- امواج فراصوت و اثر امواج فراصوت بر مشخصات الياف مي‌باشد. در اين سامانه علاوه بر استفاده از تجهيزات دستگاه الكتروريسي رايج كه شامل دستگاه پمپاژ سيال و منبع تغذيه الكتروريسي مي‌باشد، به‌طور همزمان از سامانه امواج فراصوت هم در ساخت آن استفاده شده است. تحقيقات در اين زمينه در دو بخش عمده انجام مي‌شود. بخش اول مربوط به طراحي و ساخت دستگاه الكتروريسي-امواج فراصوت و ديگري بررسي اثر فراصوت در توان‌هاي متفاوت بر روي توليد پليمر پلي‌وينيل‌الكل مورد استفاده در زخم‌پوش‌ها مي‌باشد. در اولين گام طراحي و شبيه‌سازي هورن و نازل الكتروريسي انجام و سپس ساخته شده است. در ساخت اين قسمت، مشخصات مربوط به نازل، جمع‌كننده نانوالياف و مجراي حركت پليمر تاثير قابل‌توجهي بر عملكرد سامانه دارد. با تلفيق همزمان امواج فراصوت در فرايند الكتروريسي نتايج بيانگر آن است كه در اثر كاهش ويسكوزيته محلول، انسداد نازل كاهش يافته و با افزايش جنبش ذرات و ايجاد گرماي موضعي در پليمر، دما افزايش يافته و تبخير حلال سريع‌تر شده و منجر به ايجاد اليافي نواري مي‌شود. همچنين در اثر نوسان سر سوزن با فركانس بالا يك نيروي مضاعف بر پليمر خروجي از آن وارد كرده كه باعث افزايش نيروي پرتابي شده و در نتيجه نرخ توليد نانوالياف افزايش مي‌يابد. پس از مونتاژ با ديگر اجزا دستگاه الكتروريسي-فراصوت، الياف با تغيير پارامتر‌هاي ولتاژ منبع تغذيه الكتروريسي، فاصله نازل تا صفحه جمع‌كننده الياف و پارامتر توان منبع تغذيه امواج فراصوت توليد شده‌اند. آزمون‌هاي مهم و تاثيرگذار در ساخت زخم‌پوش مانند قطر، نفوذ‌پذيري هوا و كشش نانوالياف نيز، مورد ارزيابي قرار گرفته است. در فواصل و ولتاژ‌هاي متفاوت، مي‌توان الياف با تنش، استحكام و نسبت سطح به حجم بالا‌تر و توانايي ميزان عبوردهي بيشتر هوا، به دست آورد.
چكيده انگليسي :
During the last two decades, nanofibers have been widely used in biomedicine, industrial wastewater filtration, and water treatment in steel, petrochemical, textile engineering, energy production and storage, biotechnology, heat-resistant materials, and refractories. There are different production methods to make nanofibers, including electrospinning and non-electrospinning methods with different effects on their properties. Electrospinning method is a simple, fast and cost-effective method in addition to its flexibility in producing most polymer fibers with diameters ranging from micrometers to several nanometers. Traditional electrospinning has limitations such as needle clogging, non-uniformity of fibers, use of toxic organic solvents, long processing time and also limitations in non-chemical control of fiber properties. The combination of electrospinning and ultrasonic technique has been used to improve the nanofiber mechanical-physical properties. This research aims to investigating the electrospinning and ultrasonic waves simultaneous combination and the ultrasonic wave effect on nanofiber characteristics. In this device the ultrasonic waves have simultaneously been used with traditional electrospinning device including fluid pumping device and electrospinning power supply. It has been carried out in two main parts. The first part is related to the design and fabrication of the electrospinning-ultrasonic wave device, and the second part is related to investigation of the ultrasonic waves effect on the polyvinyl alcohol polymer production used in wound dressings in various power. In the first step, the design and simulation of electrospinning horn and nozzle have been done and then built. In this structure, the needle, nanofibers collector and polymer movement channel features have significant effect on the device performance. The findings have been shown that the simultaneous combination of the ultrasonic waves and electrospinning cause the needle clogging reduction due to the solution viscosity decrease and the temperature increase due to the local heat increase and particles movements lead to solution evaporation increase and at last the ribbon fibers production. Also, an additional force is applied on the polymer exited because of the ultra frequency oscillation on the needle nose, and the production rate has been increased. After assembling other components of the electrospinning-ultrasonic device, the nanofibers have been produced by the electrospinning power voltage, the needle distance to the collector and ultrasonic waves power changes. The main effective tests in wound dressings production including diameter, the air permeability and elasticity nanofibers have been eva‎luated. It is possible to obtain higher tention, strength, surface-to-volume ratio and higher air permeability nanofibers in different distances and voltages.
استاد راهنما :
امين اله محمدي
استاد مشاور :
مهدي كاروان
استاد داور :
محسن صفوي , سعيد ضيائي راد
لينک به اين مدرک :

بازگشت