پديد آورنده :
تقي پور، فاطمه
عنوان :
بررسي خواص الكترواكتيو باندل موازي نانو الياف دو جزئي پلي اكريلونيتريل/ پلي آنيلين حاوي نانو ذرات دي اكسيد تيتانيوم
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تكنولوژي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
شانزده،80ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
توصيفگر ها :
نانو الياف هسته/پوسته , پليمرهاي فعال الكتريكي , خواص فعال الكتريكي
تاريخ نمايه سازي :
93/12/20
استاد داور :
امير عبدالملكي، حسين فشندي
چكيده فارسي :
1 چكيده پليمرهاي فعال الكتريكي برخالف ساير پليمرها كه عمدتا عايق ميباشند نسبت به جريان الكتريكي يا ولتاژ واكنش نشان داده و دچار تغيير شكل يا ابعاد ميگردند از ميان اين پليمرها پليمرهاي رسانا امروزه كاربرد وسيعي يافته و در ساخت فعالكنندهها و حسگرها باتريها سلولهاي خورشيدي خازنها و به طور ويژه در ساخت ماهيچهي مصنوعي مورد استفاده قرار ميگيرند استفادهي مستقيم از پليمرهاي فعال الكتريكي به دليل خواص مكانيكي ضعيف آنها داراي محدوديتهايي ميباشد لذا از اين پليمرها غالبا به صورت كامپوزيت با ساير پليمرها و به شكل نانوالياف استفاده ميگردد نانوالياف به دليل نسبت سطح به حجم بااليي كه دارند و نيز خواص مكانيكي مطلوب و انعطافپذيري مناسب فرصت بهرهبرداري هر چه بيشتر از خواص مطلوب تمامي پليمرهاي مورد استفاده را فراهم مينمايند پليآنيلين يكي از پركاربردترين و مفيدترين پليمرهاي رسانا ميباشد كه به داليلي از جمله سنتز آسان قيمت مناسب خواص فعال الكتريكي مطلوب و بسيار مورد توجه قرار گرفته است بنابراين در اين پروژه خواص فعال الكتريكي اليههايي از نانوالياف موازي دوجزئي هم محور پلياكريلونيتريل تيتانيوم دي اكسيد پلياكريلونيتريل پليآنيلين به عنوان يك فعالكننده مورد بررسي قرار گرفت به اين منظور ابتدا پليمر رساناي پليآنيلين توليد شد نتايج آزمايشات دستيابي به پليمر پليآنيلين با رسانايي در محدودهي نيمهرساناها و نزديك به فلزات را نشان ميدهد سپس با استفاده از نازل الكتروريسي دوجزئي هم محور اليههاي موازي از نانوالياف هسته پوستهي پلي اكريلونيتريل مخلوط پلياكريلونيتريل و پليآنيلين حاوي 53 3 نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد در هسته با ميانگين قطري 350 333 نانومتر توليد شدند در ادامه پس از بررسيهاي تصويري مورفولوژي خواص مكانيكي و الكتروشيميايي نانوالياف نيز مورد مطالعه قرار گرفت تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي نانوالياف بيانگر آن است كه افزايش درصد نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد موجب افزايش قطر نانوالياف ميگردد هم چنين نتايج آزمايشات ولتامتري نشان ميدهد كه حضور نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد در نانوالياف موجب افزايش جريان اكسايش كاهش الكتروشيميايي آنها ميگردد به عالوه از نتايج آزمايشات ولتامتري چرخهاي نانوالياف دوجزئي داراي پوستهي پليآنيلين مشخص گرديد كه وجود اين پليمر موجب بروز پيك اكسايش كاهش در نمودار ولتامتري مربوطه و نيز افزايش چشمگير جريان اكسايش كاهش الكتروشيميايي نانوالياف و هم چنين بهبود خواص مكانيكي آنها ميشود تصوير ميكروسكوپ الكتروني عبوري نانوالياف ساختار هسته پوستهي آنها را تأييد ميكند به طوري كه در تصوير مربوطه مشاهده ميشود كه سهم هستهي نانوالياف حدود 05 نانومتر است كه پوستهاي با قطري برابر با هسته پيرامون آن قرار گرفته است نتايج حاصل بيانگر قابليت استفاده از اليه هاي نانواليافي هسته پوستهي پلياكريلونيتريل نانوذرات تيتانيوم دي اكسيد پلياكريلونيتريل پليآنيلين به عنوان يك فعالكنندهي الكتريكي ماهيچهي مصنوعي ميباشد كلمات كليدي نانوالياف هسته پوسته پليمرهاي فعال الكتريكي پليآنيلين تيتانيوم دي اكسيد خواص فعال الكتريكي
چكيده انگليسي :
81 Investigation of electroactive properties of bi component bundle of coaxial polyacrylonitrile PAN polyaniline PANi nanofibers containing TiO2 nanoparticles Fateme Taghipoor f taghipoor@tx iut ac ir Date of Submission 2014 09 21 Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language Persian Supervisor Dariush Semnani d semnani@cc iut ac ir Advisor Behzad Rezaei rezaei@cc iut ac irAbstractElectroactive polymers EAPs include groups of polymers with sensitive dimension or shape by electricfield Among these polymers conductive polymers such as polyaniline PANi polythiophene PTP andpolypyrrole PPY have been studied in many fields like actuators sensors batteries solar cells capacitors etc A typical characteristic property of EAPs is that they will undergo a large amount of deformation whilesustaining large forces making them particularly attractive for use anywhere where a muscle like response isdesirable including in medical devices prostheses toys etc The conduction in these polymers is due to thepresence of delocalized molecular orbitals It is limited to direct use of these polymers due to their weakmechanical properties In attempts to improve mechanical properties blends of PANi or the otherconducting polymers with other polymers such as polyacrylonitrile pan polyurethane PU and havebeen produced particularly in form of nanofibers Nanofibers have suitable mechanical properties and moreflexibility because of their high surface to volume ratio Therefore in this work we investigated theelectrochemical characteristics of bundled coaxial pan pan pani nanofibers containing TiO2 nanoparticles incore as an actuator We synthesized polyaniline emeraldine salt using aniline hydrochloride ammoniumpersulfate and HCl as monomer oxidant and dopant respectively The electrical conductivity of the pelletizedpolymer measured using 4 probe method was about 2 S cm 1 In the next step we fabricated aligned core sheath pan TiO2 0 15 pan pani nanofibrous bundles through electrospinning process with an averagediameter of 199 350 nm Afterward morphological mechanical and electrochemical properties ofnanofibrous bundles were studied Scanning electron microscopy SEM images verify the production ofuniform approximately parallel nanofibers with a normal distribution of fibers diameter Furtheremore fromSEM images it can be observed that with increase of TiO2 percentage in core the diameter of nanofibersincreases too Stress strain results confirmed the increase of tensile strength of nanofibrous bundles withincreasing the amount of TiO2 nanoparticles in core of nanofibers but there is a critical limit for TiO 2percentage Voltammetry results show that the presence of TiO2 nanoparticles in nanofibers enhances theelectrochemical redox current As well as it can be found that the presence of PANi in outer surface ofnanofibers show a redox peak near the 0 7 volt and it increases the electrochemical current of bundlessignificantly whereas the electrochemical redox current of PAN PAN PANi nanofibrous bundles is fourtimes more than neat PAN nanofibrous bundle Transmission electron microscopy TEM image confirms thecore sheath structure of PAN PAN PANi nanofibers It can be observed in TEM image that a PAN core withaverage diameter of 53 nm is surrounded by the PAN PANi sheath with the same diameter All findingsverify the high ability of core sheath PAN TiO2 PAN PANi nanofibrous bundles as an electroactiveactuator or artificial muscle Keywords Core sheath nanofibers electroactive polymers polyaniline PANi TiO2nanoparticles electroactive properties
استاد راهنما :
داريوش سمناني
استاد مشاور :
بهزاد رضايي
استاد داور :
امير عبدالملكي، حسين فشندي
