ELEKTROSPINNING PROSESİ İLE ELASTOMERIK POLİMER LİF AĞININ ÜRETİMİ

Elektrospining işleminde, elde edilen lifin morfoloji ve çapını etkileyen pekçok faktör vardır. Çözelti konsantrasyonu, vizkozitesi, iletkenliği, polimer molekül ağırlığı, ortam sıcaklığı ve nemi, uygulanan voltaj, solüsyon besleme hızı, toplayıcı malzemesi ve toplama tipi, vb. bunlardan birkaçı olarak sayılabilir. Bu çalışmada, yara örtüsü, filtrasyon, vb. alanlarda önemli kullanım alanları bulabilecek olan elastomerik polimer tipleri, elektrospinning işleminde kullanılmıştır. Deneysel çalışma esnasında, üç farklı elastomerik polimer, farklı solvent tipleri ve farklı elektrospinning çalışma koşulları (voltaj, besleme hızı, mesafe) denenmiştir. Gerek elektrospining işleminin uygulanabilirliği gerekse de SEM görüntülerine dayanarak liflerin biçimsel durumları ve çap değişimleri analiz edilmiş ve çeşitli sonuçlara ulaşılmıştır. Elektrospining işleminin uygulanabilirliği bakımından Cyclohexane ın Toluene nazaran daha uygun olduğu görülmüştür. THF (Tetrahydrofuran) yerine DMF in (Dimethylformamide) kullanılması ile iğne ucundaki tıkanmalar azaltılmış olmakla birlikte, gerek vizkozitenin kısmen de olsa artması, gerekse de buharlaşma sıcaklığının yükselmesi sebepleri ile, elektrospinningden elde edilen lifin çapında artma görülmüştür. Elektrospining işlemi esnasında, voltaj değişiminin mesafe ve besleme hızına nazaran lif çapına daha tesirli olduğu görülmüştür. İstatistiksel t- testi sonuçlarına göre (0.05 seviye ve çift kuyruk), voltajın istatistiksel olarak önemli, besleme hızı ve mesafenin ise istatistiksel olarak önemsiz bir degişime sebep olduğu görülmüştür

Anahtar Kelimeler:

Elektrospinning, Nano lif ağı, Elastomerik polimer, SEM, Morfoloji-çap

PRODUCTION OF ELASTOMERIC POLYMER FIBER WEB BY ELECTROSPINNING PROCESS

There are many of parameters that affect the morphology and diameter of electrospun fiber, such as concentration, viscosity, conductivity, molecular weight, moisture and temperature of environment, applied potential, solution feed rate, collector material and collection type, etc. In this study, elastomeric polymer which can be important for some area such as wound dressing, filtration, etc. has been used for electrospinning process. Three different elastomeric polymer, different solvent type and different production parameters (applied voltage, distance, and feed rate) have been tried for experimental studies. Electrospinibility and morphology/diameter of the electrospun fiber based on the appearance obtained from SEM have been analyzed. It has been seen that Cyclohexane could have better performance in terms of electrospinibility than that’s of Toluene. Clogging of needle was decreased, when DMF was replaced with THF. However, diameter of electrospun fiber increased because of high viscosity resulted from use of DMF and high boiling point of DMF. The diameter of electrospun fiber are mostly affected from the change of applied voltage, then distance and feed rate. According to t-test (0.05 level, two tailed), the effect of applied voltage on the diameter of electrospun fiber is statistically significant, the effect of distance and feed rate is not statistically significant

Keywords:

Electrospinning, Nano fiber web, Elastomeric polymer, SEM, Morphology-diameter,

PDF

___

1. Üstundag, G.C., Karaca, E., Özbek, S., Çavuşoğlu, İ., 2010, “In Vivo Evaluation of Electrospun Poly(vinyl alcohol) /Sodium Alginate Nanofibrous Mat as Wound Dressing”, Tekstil ve Konfeksiyon, 4, 290- 297.
2. Manee-im. J., Nithitanakul, M., Supaphol, P., 2006, “Effects of Solvents Properties, Solvent System, Electrostatic Field Strenght and Inotgani Salt Addition on Electrospun Polystyrene Fibers”, Iranian Polymer Journal, 15,4, 341-354.
3. Baumgarten, P.K., 1971, “Electrostatic spinning of acrylic microfibers”, Journal of Colloid and Interface Science, 36, 71-79
4. Jarusuwannapoom, T., Hongrojjanawiwat, W., Jitjaicham, S., Wannatong, L., Nithitanakul, M., Pattamaprom, C., Koombhongse, P., Rangkupan, R., Supaphol, P., 2005, “Effect of Solvents on Electro-spinnability of polystyrene solutions and morphological appearance of resulting electrospun polystyrene fibers”, European Polymer Journal, 41, 409-421.
5. Kim, G.T., Hwang, Y.J., Ahn, Y.C., Shin, H.S., Lee, J.K., Sung, C.M., 2005, “The Morphology of Electrospun Polystyrene Fibers”, Korean Journal of Chemical Engineering, 22, 1, 147-153.
6. Chen, S., Hou, H., Hu, P., Wendorff, J.H., Greiner, A., Agarwal, S., 2009, “Polymeric Nanosprings by Bicomponent Electrospinning”, Macromolecular Materials and Engineering, 294, 265-271.
7. Lin, T., Wang, H., Wang, X., 2005, “Self Crimping Biocomponent Nanofibers Electrospun from Polyacrylonitrile and Elastomeric Polyurethane”, Advanced Materials, 17, 2699-2703.
8. Borg, E., Frenot, A., Walkenström, P., Gisselfalt, K., Gretzer, C., Gatenholm, P., 2008, “Electrsopinning of Degradable Elastomeric Nanofibers with Various Morphology and their Interaction with Human Fibroblasts”, Journal of the Applied Polymer Science, 108, 491-497.