پديد آورنده :
طبسي، مرضيه
عنوان :
توليد و مشخصهيابي غشاي الكتروريسي شدهي گرمانوري بر پايه پلياستايرن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
الياف پليمري
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
دوازده، 50 ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
انرژي خورشيدي , نانوالياف , غشاي الكتروريسي شده پلياستايرن , پديده گرمانوري
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/12/07
رشته تحصيلي :
مهندسي نساجي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/12/08
چكيده فارسي :
انرژي خورشيدي، نوعي انرژي تجديدپذير است كه با استفاده از مبدلهايي مانند غشاي الكتروريسيشدة گرمانوري، ميتوان آن را به انرژيهاي قابلاستفاده در ساير زمينهها تبديل كرد. غشاهاي مذكور نوعي سازه پليمري متشكل از نانوالياف هوشمند محسوب ميشوند كه نور خورشيد را در يك طولموج مشخص جذب و آن را به گرما تبديل ميكنند. هدف از اين پژوهش، توليد و مشخصهيابي نوعي غشا است كه بر پاية پليمر پلياستايرن با استفاده از فرايند الكتروريسي تهيه شده و بهواسطه افزودن نانوذرات كربن سياه (CB) به ساختار غشا، به آن خاصيت گرمانوري بخشيده شده است. در ادامه، عمليات اصلاح سطح غشا توسط پليمريزاسيون پلاسماي فشار كم با استفاده از مونومر پرفلوئورواكتيلاكريلات (PFOA)، سطح غشا آبگريز گرديد. نتايج حاصل از آزمون FE-SEM نشان داد كه فرايند الكتروريسي تحت شرايط عملياتي انتخاب شده، منجر به توليد نانوالياف يكنواخت و بدون بيد شده است. همچنين مشاهده شد كه استفاده از محلول الكتروريسي حاوي نانوذرات CB تا غلظت % 1 وزني باعث توليد نانوالياف با قطري كوچكتر از نانوالياف تهيه شده از محلول فاقد نانوذرات CB ميشود. در غلظتهاي بالاتر از نانوذرات CB، به دليل غلبه ويسكوزيته محلول الكتروريسي شده، اليافي با قطر بزرگتر توليد ميشوند. از طريق اندازهگيري دماي سطح و بررسي طيف جذب نور غشاها مشخص شد كه وجود نانوذرات كربن سياه موجب ايجاد خاصيت گرمانوري در غشاهاي الكتروريسي شده پلياستايرن ميشود. بهطوريكه دماي سطح غشاي داراي نانوذرات CB با غلظت % 5 وزني به حدود C° 79 رسيده و جذبي حدود % 98 داشته است. اندازهگيري استحكام غشاي الكتروريسي شده حاوي نانوذرات CB با غلظت % 5 وزني، نشاندهنده افزايش % 72 استحكام غشا نسبت به غشاي فاقد نانوذرات CB بود. پس از اصلاح سطح غشاها با استفاده از عمليات پليمريزاسيون پلاسماي فشار كم منومر PFOA، زاوية تماس آب روي سطح غشاها، °131 اندازهگيري شد و همچنين پليمريزاسيون منومرهاي PFOA بر روي سطح غشاها با استفاده از طيفسنجي FTIR-ATR تأييد شد. هر دو آزمون انجام شده مؤيد موفقيتآميز بودن عمليات پليمريزاسيون پلاسماي فشار كم در ايجاد آبگريزي در غشاهاي الكتروريسي شده پلياستايرن است.
چكيده انگليسي :
Solar energy is a kind of renewable energies that can be converted into other forms of energy using converters such as photothermal electrospun membranes. The mentioned membranes are a polymeric structure consisting of smart nanofibers that absorb sunlight in a specific wavelength and convert it into heat. The research is aimed at producing and characterizing a photothermal membrane based on polystyrene via the electrospinning process. The membrane is turned into photothermal by incorporating carbon black nanoparticles (CB NPs) into the membrane structure. Then, the membrane surface was endowed with hydrophobic property through low-pressure plasma polymerization using perfluorooctyl acrylate (PFOA) monomer. According to the captured FE-SEM images, electrospinning under the specified operating conditions resulted in uniform bead-free nanofibers. It was also observed that using the electrospinning solution containing a maximum of 1 wt.% CB NPs leads to nanofibers with smaller diameter compared to the CB NPs-free solution. At higher concentrations of CB NPs, the dominance of solution viscosity yields to nanofibers with larger diameter. By evaluating the surface temperature and the light absorption spectrum of the prepared membranes, it was found that the CB NPs imparts the photothermal property to the polystyrene electrospun membrane. In this regard, the surface temperature of the membrane containing 5 wt.% CB NPs rose to ~79°C and its spectrum exhibited an absorption of ~98%. Measuring the tensile strength of the electrospun membrane containing CB NPs with concentration of 5 wt.% showed a 72% increase compared to the CB NPs-free membrane. After modifying the surface of the membranes using low-pressure plasma polymerization of PFOA monomers, the water droplet angle on the membranes surface was measured as 131°. Additionally, the polymerization of the PFOA monomers on the surface of membranes was also confirmed by FTIR-ATR spectroscopy. Both of these experiments, verified the success of the low-pressure plasma polymerization process to create hydrophobicity in the polystyrene electrospun membranes.
استاد راهنما :
حسين فشندي
استاد داور :
صديقه برهاني , افسانه ولي پوري