2641

2641

ساخت غشاي پليمري نانوليفي حاوي نانوذره به روش الكتروريسي با قابليت جداسازي ذرات جامد معلق

كارشناسي ‌ارشد

پليمر

آذر ماه 1394

آذر ماه 1394

دكتر محمدرضا مقبلي

شيمي

چكيده امروزه با توجه به گسترش سريع شهرنشيني و صنعتي شدن، مبحث آلودگي هوا به عنوان يك مشكل زيست محيطي توجه زيادي را به خود جلب كرده است. وجود ذرات ريز كوچك¬تر از 5/2 ميكرون يكي از منابع جدي آلودگي هوا به شمار مي¬آيند. از اين رو توسعه فن¬آوري در زمينه تصفيه و فيلتراسيون هوا به¬خصوص در محيط¬هاي شهري ضروري مي¬باشد. نانوالياف و يا نانووب¬هاي توليدشده توسط الكتروريسي، ويژگي¬هاي برجسته بسياري از قبيل نسبت مساحت سطح به حجم بالا، تخلخل بالا و اندازه منافذ در محدوده¬ي نانومتري دارند و از اين¬رو انتخاب خوبي براي غشاهاي تصفيه هوا (ماسك¬ها) جهت جذب ذرات نانومتري مي-باشند. در اين پروژه، غشاي الكتروريسي شده¬ي ليفي از جنس كوپليمر استايرن- آكريلونيتريل با و بدون حضور نانوذرات جهت دستيابي به فيلتراسيون موثر ذرات ريز گزارش شد. آماده-سازي غشاهاي كوپليمري استايرن - آكريلونيتريل توسط فرايند الكتروريسي مورد مطالعه قرار گرفت و اثر عوامل فرايندي نظير: غلظت پليمر، ولتاژ اعمالي و رطوبت نسبي بر مورفولوژي الياف مورد بررسي قرار گرفت. موفولوژي و زبري سطح و عملكرد فيلتراسيون غشاها مي¬تواند از طريق افزودن نانوذرات سيليكا و همچنين تغيير خواص محلول پليمري، كنترل گردد. با افزودن سه درصد نانوذرات سيليكا، استحكام كششي غشاهاي ليفي استايرن- آكريلونيتريل به MPa 8106/0 افزايش يافت. ارتباط قابل قبول بين ساختار ليفي حاصله و خواص مكانيكي غشاي مربوطه نيز مورد بررسي قرار گرفت. پس از تهيه غشاهاي ليفي، از آن¬ها جهت جذب ذرات معلق نانوسيليس استفاده گرديد. نتايج نشان داد كه با افزودن نانوذرات و به علت افزايش ويسكوزيته محلول پليمري، ميانگين قطر الياف و اندازه منافذ افزايش مي¬يابد. افزودن نانوذرات موجب افزايش زبري سطح الياف نيز شد. در نتيجه افت فشار سيستم تحت تاثير اندازه منافذ و قطر الياف و زبري سطح ابتدا روند كاهشي و سپس افزايشي را نشان داد. با افزايش تدريجي ميزان نانوذرات و ايجاد بيرون¬زدگي در سطح الياف و بوجود آمدن منطقه ركود، بازدهي جداسازي افزايش يافت. غشاي ليفي استايرن- آكريلونيتريل با غلظت 43 % كه حاوي 7 % وزني نانوذرات سيليس بود، ميزان نفوذپذيري mm/s 24 را نشان دادكه اين غشا توانايي گرفتن ذرات آيروسل سيليكاي زير 1 ميكرون را با بازدهي جداسازي 63 % و افت فشار Pa 217 ، به¬علت اثر تركيبي قطر الياف و ساختار زبري سطح، دارد. نتايج نشان داد كه اين غشا مي تواند به¬عنوان يك فيلتر قابل قبول براي انواع عملكردهاي كاربردي در زمينه تصفيه هوا و جذب ذرات معلق در هوا بكار رود. واژه‌هاي كليدي: الكتروريسي، غشاهاي اليافي (SAN-SiO2)، نانوذره، عملكرد فيلتراسيون، خواص مكانيكي.