İğne Çapı ve Besleme Hızının Elektro Çekim Tekniğiyle Üretilmiş Poliakrilonitril Nanoliflerinin Morfolojisine Etkisi

Elektro çekim tekniği, sahip olduğu avantajlar sayesinde nanolif üretiminde en çok kullanılan vearaştırılan yöntemdir. Üretilen nanolif morfolojisi üzerinde etkili olan elektro çekim parametrelerinde,bazı parametreler (viskozite, yüzey gerilimi vb.) birinci dereceden önemliyken bazıları (voltaj, çözeltibesleme hızı vb.) da ikinci derece öneme sahiptir. Çeşitli polimerler için özellikle iğne çapı ve ortalamananolif çapı arasında birbirinden farklı ilişkilerin gözlemlendiği tespit edilmiştir. Bu çalışmada,poliakrilonitril (PAN) polimeri için dört farklı iğne çapı ve dört farklı çözelti besleme hızı kullanılarakelektro çekim tekniğiyle üretilen nanoliflerin morfolojisi incelenmiştir. Üretilen nanoliflerin taramalıelektron mikroskobu (SEM) görüntüleri alınarak, bir görüntü analiz programı yardımıyla ortalama nanolifçapları ve varyasyonları ölçülmüştür. Sonuç olarak iğne çapındaki ve çözelti besleme hızındaki artışınortalama nanolif çaplarında artışa neden olduğu görülmüştür. Bununla beraber kalın iğnelerde daha düşüknanolif çap varyasyonu elde edilmiştir. Özellikle 60 μL/min besleme hızı için iğne çapı artışınınboncuklanmayı artırdığı gözlemlenmiştir.

Effect of Needle Diameter and Flow Rate on Electrospun Polyacrylonitrile Nanofiber Morphology

Due to the advantageous properties, electrospinning is the most common method in nanofiber production. While some electrospinning parameters (viscosity, surface tension etc.) are fundamentally important on nanofiber morphology, the others (applied voltage, feed rate etc.) are also important. Different relationships between needle diameter and average nanofiber diameter for various polymers have been mentioned in the literature. In this study, the effect of needle diameter and flow rate on morphology of electrospun polyacrylonitrile (PAN) nanofibers are investigated. Scanning electron microscopy (SEM) is used for determination of morphology and also an image processing software is used for determination of average diameter and standard deviation of PAN nanofibers. The results show that, average nanofiber diameter increases with increasing of needle diameter and flow rate. Also, lower nanofiber diameter deviation is obtained in larger diameter needles. Also it is seen that, bead formation increases with increasing of needle diameter for especially 60 μL/min of feed rate value.

___

  • 1. Huang, Z.M., Zhang, Y.Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S., 2003. A Review on Polymer Nanofibers by Electrospinning and their Applications in Nanocomposites, Composites Science and Technology, 63(15), 2223-2253.
  • 2. Gibson, P.W., Lee, C., Ko, F., Reneker, D., 2007. Application of Nanofiber Technology to Nonwoven Thermal Insulation, Journal of Engineered Fibers and Fabrics, 2(2), 32-40.
  • 3. Rutledge, G.C., Fridrikh, S.V., 2007. Formation of Fibers by Electrospinning, Advanced Drug Delivery Reviews, 59(14), 1384-1391.
  • 4. Baumgarten, P.K., 1971. Electrostatic Spinning of Acrylic Microfibers, Journal of Colloid and Interface Science, 36(1), 71-79.
  • 5. Doshi, J., Reneker, D.H., 1995. Electrospinning Process and Applications of Electrospun Fibers, Journal of Electrostatics, 35(2-3), 151-160.
  • 6. Formhals, A. 194. US Patent, 1, 975 504.
  • 7. Sawhney, A.P.S., Condon, B., Singh, K.V., Pang, S.S., Li, G., Hui, D., 2008. Modern Applications of Nanotechnology in Textiles, Textile Research Journal, 78(8), 731-739.
  • 8. Qian, L., Hinestroza, J.P., 2004. Application of Nanotechnology for High Performance Textiles. Journal of Textile and Apparel, Technology and Management, 4(1), 1-7.
  • 9. Kirecci, A., Özkoç, Ü., İçoğlu, H.İ., 2012. Determination of Optimal Production Parameters for Polyacrylonitrile Nanofibers, Journal of Applied Polymer Science, 124(6), 4961-4968.
  • 10. Macossay, J., Marruffo, A., Rincon, R., Eubanks, T., Kuang, A., 2007. Effect of Needle Diameter on Nanofiber Diameter and Thermal Properties of Electrospun Poly (Methyl Methacrylate), Polymers for Advanced Technologies, 18(3), 180-183.
  • 11. He, H., Kara, Y., Molnar, K., 2018. Effect of Needle Characteristic on Fibrous PEO Produced by Electrospinning, Resolution and Discovery, 1-5.
  • 12. Abunahel, B.M., Azman, N.Z.N., Jamil, M., 2018. Effect of Needle Diameter on the Morphological Structure of Electrospun n- Bi2O3/Epoxy-PVA Nanofiber Mats, Chemical and Materials Engineering, 12(6), 296-299.
  • 13. Kizildag, N., Beceren, Y., Kazanci, M., Cukul, D., 2012. Effect of Needle Diameter on Diameter of Electropsun Silk Fibroin Nanofibers, RMUTP International Conference: Textiles and Fashion, Bangkok, Thailand. 14. Mo, X.M., Xu, C.Y., Kotaki, M.E.A., Ramakrishna, S., 2004. Electrospun P (LLACL) Nanofiber: A Biomimetic Extracellular Matrix for Smooth Muscle Cell and Endothelial Cell Proliferation, Biomaterials, 25(10), 1883-1890.
  • 15. Shahabadi, S.M.S., Kheradmand, A., Montazeri, V., Ziaee, H., 2015. Effects of Process and Ambient Parameters on Diameter and Morphology of Electrospun Polyacrylonitrile Nanofibers, Polymer Science Series A, 57(2), 155-167.
  • 16. Heikkilä, P., Harlin, A., 2008. Parameter Study of Electrospinning of Polyamide-6, European Polymer Journal, 44(10), 3067-3079.
  • 17. Sencadas, V., Correia, D. M., Areias, A., Botelho, G., Fonseca, A. M., Neves, I. C., Mendez, S. L., 2012. Determination of the Parameters Affecting Electrospun Chitosan Fiber Size Distribution and Morphology, Carbohydrate Polymers, 87(2), 1295-1301.
  • 18. Kuchi, C., Harish, G. S., Reddy, P. S., 2018. Effect of Polymer Concentration, Needle Diameter and Annealing Temperature on TiO2- PVP composite nanofibers synthesized by electrospinning technique, Ceramics International, 44(5), 5266-5272.
  • 19. Sencadas, V., Ribeiro, C., Nunes-Pereira, J., Correia, V., Lanceros-Méndez, S., 2012. Fiber Average Size and Distribution Dependence on the Electrospinning Parameters of Poly (Vinylidene Fluoride–trifluoroethylene) Membranes for Biomedical Applications, Applied Physics A, 109(3), 685-691.
  • 20. Zhao, S., Wu, X., Wang, L., Huang, Y., 2004. Electrospinning of Ethyl–cyanoethyl Cellulose/tetrahydrofuran Solutions, Journal of Applied Polymer Science, 91(1), 242-246.
  • 21. Wang, C., Zhang, W., Huang, Z.H., Yan, E.Y., Su, Y.H., 2006. Effect of Concentration, Voltage, Take-over Distance and Diameter of Pinhead on Precursory Poly (Phenylene Vinylene) Electrospinning, Pigment & Resin Technology, 35(5), 278-283.
  • 22. Park, J.Y., Lee, I.H., Bea, G.N., 2008. Optimization of the Electrospinning Conditions for Preparation of Nanofibers from Polyvinylacetate (PVAc) in Ethanol Solvent, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 14(6), 707-713.
  • 23. Tan, S.H., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S., 2005. Systematic Parameter Study for Ultra-fine Fiber Fabrication Via Electrospinning Process, Polymer, 46(16), 6128-6134.
Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlik Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1019-1011
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Ultra Geniş Bantlı Haberleşme Sistemleri için Çentikli Yuvarlatılmış Kelebek Anten Tasarımı

Şule ÇOLAK, Duygu Nazan GENÇOĞLAN

Kireç Katkısı ile Kil Bir Zeminin Dayanımının İyileştirilmesi

Tacettin GEÇKİL, Talha SARICI, Ekrem Serdar YILDIRAN

2 Boyutlu Metal Fotonik Kristallerin Asimetrik Özelliklerinin Optik Diyot Uygulaması için Araştırılması

Turgut İKİZ, Fulya KARAÇORA NANE

Farklı Ġklim Bölgelerindeki Seralarda Evaporatif Soğutma Olanaklarının Belirlenmesi

A. Nafi BAYTORUN, Abbas Mahamed Abdalla MAKAUY

Sedimentary Evidences for the Depositional and Environmental Changes Regarding to Regression during Mid to Late Miocene in the Neogene Adana Basin (Southern Turkey)

Ulvi Can ÜNLÜGENÇ, Ahmet Can AKINCI, Hatice KARAKILÇIK

Kurumsal Sürdürülebilirlik Performans Analizinde CRITIC-EDAS Yaklaşımı

Neşe SEÇME YALÇIN, Esra KARAKAŞ

Toz Metalurjisi Metoduyla Üretilen Distaloy AE Alaşımlarının Isı Akışı Davranışları

Ayşe Nur ACAR

Reaktör Türlerinin ve Parametrelerinin Steam Reforming Prosesiyle Etanolden Hidrojen Üretimine Etkisinin Aspen Plus ile İncelenmesi

Mesut BEKİROĞULLARI, Yunus Mustafa KAYA

Bakır Flotasyonu Prosesinde, Köpük Görüntüleri ile % Bakır Tenörü Arasındaki İlişkinin Görüntü Analiz Yöntemiyle Belirlenmesi

Mehmet TÜRKMENOĞLU, Ö. Faruk ÖZGÜVEN, Fatih Ş. ERKUŞ, Ayşe ÖZGÜVEN, Z. Funda TÜRKMENOĞLU, O. Ozan VAROL

Çok Amaçlı Baraj Haznelerinin Genetik Algoritma ile Enerji Üretimi Amaçlı Optimizasyonu

RECEP YURTAL