14357

12982

كارشناسي ارشد

الياف پليمري

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1397

دوازده، ۶۱ص.: مصور، جدول، نمودار

حسين فشندي

مرتضي صادقي، اكبر خدامي

1397/11/30

كتابنامه

نساجي

مهندسي نساجي

1397/12/04

ID12982

چکیده امروزه استفاده از غشاهاي پلیمري در فرآیندهاي جداسازي بسیار مورد توجه واقع شده است در این کار پژوهشی غشاي اولترافیلتراسیون پلی وینیل کلراید PVC با افزودنی پلی وینیل پیرولیدون PVP در حالل N متیل پیرولیدون NMP بر مبناي روش ریختهگري تر ساخته شده و ویژگیهاي ساختاري و عملکردي آن از قبیل ریختشناسی سطح و نواحی داخلی تخلخل کلی زاویه تماس آب شار آب خالص پسزنی پروتئین بوین سرم آلبومین BSA خواص ضدگرفتگی و عملکرد طوالنی مدت غشا بررسی شد در مرحله بعد به منظور بهبود ویژگیهاي ساختاري و عملکردي غشاي تولید شده از نانوبلورهاي سلولز CNC و پالسماي اکسیژن آرگون تحت خأل به ترتیب براي اصالح توده و سطح غشاي PVC استفاده شد غلظت CNC در محلول 5 0 1 3 5 و 7 نسبت به وزن پلیمر انتخاب شد بر طبق نتایج حاصل افزودن CNC به ساختار غشاهاي PVC موجب میشود صرفنظر از مقدار CNC شار آب خالص غشاي PVC CNC نسبت به غشاي PVC افزایش یابد شار آب خالص باالتر در غشاهاي PVC CNC در مقایسه با غشاي PVC فاقد CNC را میتوان به حضور نانوذرات به شدت آبدوست CNC و توزیع یکنواخت آنها در ساختار غشاهاي PVC CNC نسبت داد همچنین افزودن CNC به محلول ریختهگري صرفنظر از مقدار آن منجر شد که در هنگام تشکیل غشا تخلخل کلی غشا به میزان قابل توجهی افزایش یابد استفاده از CNC به میزان 3 wt بیشترین میزان افزایش شار آب خالص براي غشاي PVC CNC به میزان 24 164 نسبت به غشاي PVC را به دنبال داشت و شار آب خالص غشا از 19 44 L m2h به 109 14 L m2h تحت فشار 2 bar افزایش یافت همچنین پسزنی BSA براي غشاي یادشده 001 اندازهگیري شد بنابراین غلظت CNC به میزان 3 wt به عنوان غلظت بهینه انتخاب شد در خصوص فرآیند پالسما مشاهده شد که فرآیند پالسما عالوه بر بهبود آبدوستی سطح غشا میتواند باعث افزایش میزان ناهمواري سطحی آن نیز گردد بهبود آبدوستی سطح غشا موجب افزایش شار آب خالص و بهبود خواص ضدگرفتگی غشا و عدم تغییر میزان پسزنی BSA توسط غشا شد در حالی که افزایش ناهمواري سطح غشا در کنار افزایش شار آب خالص غشا کاهش شدید در میزان پسزنی BSA توسط غشا را نیز به دنبال داشت بنابراین زمان بهینه عملیات پالسما با توجه به عوامل یادشده 4 min در نظر گرفته شد بعد از 4 min فرآیند پالسما شار آب خالص براي غشاي PVC از 19 44 L m2h به 106 89 40 22 L m2h افزایش و براي غشاي PVC CNC حاوي CNC 3 wt از 109 14 L m2h به 99 34 217 56 L m2h افزایش میرسد همچنین مالحظه شد براي هر دو غشاي یادشده افزایش زمان پالسما به 6 min باعث کاهش بسیار کمی در میزان پسزنی BSA به مقادیر تقریبی 31 و 5 میشود بنابراین با توجه به نتایج حاصل از اندازهگیري شار آب خالص و میزان پسزنی BSA زمان بهینه فرآیند پالسما 4 min برآورد شد بررسی خواص ضدگرفتگی و عملکرد طوالنی مدت غشاهاي تولید شده نشان داد که ویژگیهاي یادشده تابعی از میزان آبدوستی سطح و توده غشا و همچنین ناهمواريهاي سطحی غشا میباشد با افزایش آبدوستی سطح و توده غشا خواص ضدگرفتگی و در نتیجه عملکرد طوالنی مدت غشا بهبود یافته در حالی که افزایش ناهمواري سطح تأثیري منفی بر ویژگیهاي یادشده دارد به طور کلی اصالح ساختار و عملکرد غشاهاي پلیمري با استفاده همزمان از نانوذرات آبدوست از قبیل CNC و فرآیند پالسما تنها در سایه بهینهکردن مقدار CNC و شرایط پالسما پدیدار میشود کلمات کلیدی غشاي پلی وینیل کلراید اصالح سطح اصالح توده نانوبلور سلولز پالسماي خأل ضدگرفتگی عملکرد طوالنیمدت

Isfahan University of Technology Department of Textile Engineering Investigation into the influence of Plasma treatment and Cellulose Nanomaterials on the Structure and Performance of Poly Vinyl Chloride Membranes Sareh Movahed s movahed@tx iut ac ir Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Laguage PersianSupervisor Assistant Prof Hossein Fashandi h fashandi@cc iut ac irAbstractNowadays polymeric membranes have gained huge attention in separation processes In thisresearch work first ultrafiltration poly vinyl chloride PVC membrane was prepared through wet casting of PVC poly vinyl pyrroidone N Methy 2 Pyrrolidone solution The prepared membraneswere characterized with respect to surface and interior morphologies overall porosity water contactangle pure water flux bovine serum albumin BSA rejection anti fouling properties and long termand reusability performance Next cellulose nanocrystal CNC with concentrations of 0 5 1 3 5 7 wt with respect to PVC weight and Ar O2 vacuum plasma treatment for different exposure timesof 2 4 6 min were considered to modify surface and bulk properties of PVC membrane It wasshown that pure water flux of PVC membrane is positively affected by CNC irrespective of itscontent This is attributed to enhanced hydrophilicity and more overall porosity of PVC CNCmembrane in comparison to PVC membrane The former is resulted from uniform distribution ofhighly hydrophilic CNCs within the PVC CNC membrane structure CNC content of 3 wt wasrecorded as the optimum content by which the highest increase by 461 42 in pure water flux ofmembrane from 19 44 L m2h to 109 14 L m2h under operating pressure of 2 bar and BSA rejectionof 100 were achieved Regarding plasma treatment it was shown that the optimum plasmatreatment time can be determined by considering the trade off between membrane surfacehydrophilicity and roughness In this regard among different investigated plasma treatment times i e 2 4 6 min the optimum one was regarded to be 4 min using which pure water flux increaseby 106 89 and 99 34 for PVC membrane and PVC CNC membrane with CNC content of 3 wt respectively was observed A remarkable reduction in BSA rejection was measured for membranestreated by plasma for 6 min According to the results it was demonstrated that anti fouling propertiesand long term performance of the prepared membranes are highly correlated to the membranehydrophilicity and surface roughness In contrast to the membrane hydrophilicity surface roughnessadversely affects anti fouling properties and long term performance of PVC membrane Overall CNC and Ar O2 vacuum plasma treatment for polymeric membrane modification are only beneficialunder optimized operating conditions keywords Poly vinyl chloride membrane surface modification bulk modification Cellulosenanocrystal vacuum plasma anti fouling properties long term performance

حسين فشندي

مرتضي صادقي، اكبر خدامي