Meltem YANILMAZ, Fatma KALAOĞLU, Hale KARAKAŞ

Study on optimising the morphology of electrospun polyurethane nanofibers

Bu çalışmanın amacı, bazı işlem parametrelerinin poliüretan nanoliflerinin morfolojilerine, çaplarına ve çap dağılımlarına etkisini incelemektir. Elektro çekim işlemi aynı polimer çözücü sisteminde değişen voltaj ve değişen uç-toplayıcı mesafesi ile gerçekleştirilmiştir. Nanoliflerin morfoloji çalışması için taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır. Taramalı elektron mikroskobu görüntüleri analiz edilmiş ve istatistiksel yaklaşımla voltaj ve uzaklığın etkileri tartışılmıştır. Uygulanan voltajın ve uzaklığın lif çapı, lif düzgünsüzlüğü ve boncuk oluşumunda anlamlı ölçüde etkili olduğu görülmüştür. Aynı voltaj seviyesinde uzaklığın arttırılması ile lif çaplarında düşüş gözlemlenmiş ve daha düzgün yapıların elde edilebildiği görülmüştür. İstatistiksel analiz sonuçları göstermiştir ki tüm voltaj seviyeleri için artan uzaklık ile lif çaplarındaki azalış anlamlıdır.

Elektrolif çekim yöntemi ile üretilmiş poliüretan nanoliflerin morfolojilerinin optimizasyonu üzerine bir çalışma

The aim of this study is to investigate effects of some process parameters on the morphology, diameter and diameter distributions of the resulting electrospun polyurethane nanofibers. The electrospinning of polyurethane was carried out using the same polymer solvent system, varying the applied voltage and tip to collector distance. The morphology of these nanofibers was studied by using scanning electron microscopy (SEM). The SEM photographs of the nanofibers were analysed and the effects of applied voltage and tip to collector distance were discussed in detail using statistical approach. It was found out that applied voltage and tip to collector distance have significant effects on fiber diameter, uniformity of fibers and bead formation of polyurethane electrospun nanofiber. At the same applied voltage, fiber diameter decreases and more uniform structures can be obtained with increasing tip to collector distances. Statistical analysis results showed that the decrease in fiber diameter with increasing distance was significant for all voltage levels. Changes in nanofiber diameter related to applied voltage were significant at the same distance values.

PDF

___

1. Zhuo, H., Hu, J., Chen, S., Yeung, L.,2008, “Preparation of polyurethane nanofibers by electrospinning”, Journal of Applied Polymer Science, 109(1), p 406–411.
2. Demir, M. M., Yılgör, I., Yılgör, E., Erman, B., 2002 “Electrospinning of polyurethane fibers”, Polymer,43, 3303-3309.
3. Bhardwaj, N., Kundu, S. C.,2010, “Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique”, Biotechnology Advances, 28, 325–347
4. Deitzel J.M., Kleinmeyer J., Harris D., Tan N.C.B., 2001, “The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles”, Polymer, 42, pp: 261–72.
5. Üstündağ G.Ç., 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, 20(4), pp: 290-298.
6. Satyajeet S. O., Afshari M., Kotek R., Gorga R.E.,2008, “Morphology of electrospun nylon-6 nanofibers as a function of molecular weight and processing parameters”, Journal of Applied Polymer Science, 108, pp: 308-319.
7. Adomavičiūtė E., Milašius R., 2007, “The Influence of Applied Voltage on Poly(vinyl alcohol) (PVA) Nanofibre Diameter”, FIBRES& TEXTILES in Eastern Europe, 15(5), pp: 64 – 65.
8. Huang C.C., Lin C.K., Lu C.T., Lou C.W., Chao C.Y., Lin J.H., 2009, “Evaluation of the Electrospinning Manufacturing Process based on the Preparation of PVA Composite Fibres”, FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe, 17( 3), 74, pp: 34-37.
9. Gu S.Y., Ren J., Vancso G.J., 2005, “ Process optimization and empirical modeling for electrospun polyacrylonitrile (PAN) nanofiber precursor of carbon nanofibers”, Eur. Polym. J., 41, pp: 2559-2569.
10. Mo X.M., Xu C.Y., Kotaki M., Ramakrishna S., 2004, “Electrospun P(LLA-CL) nanofiber: a biomimetic extracellular matrix for smooth muscle cell and endothelial cell proliferation”, Biomaterials, 25, pp: 1883-1890.
11. Heikkilä P., Harlin A., Söderlund L., Uusimäki J., Kettunen L., 2007, “Exploitation of electric field in controlling of nanofiber spinning process”, AUTEX 2007 From Emerging Innovations to Global Business 7th Annual Textile Conference by Autex, PROCEEDINGS, 26-28 June 2007, Tampere, Finland.
12. Zhang C., Yuan X., Wu L., Han Y., Sheng J., 2005, “Study on morphology of electrospun poly(vinyl alcohol) mats” Eur. Polym. J., 41, pp: 423-432.
13. Yordem O.S., Papila M., Menceloğlu Y.Z., 2008, “Effects of electrospinning parameters on polyacrylonitrile nanofiber diameter: An investigation by response surface methodology”, Mater Des, 29, pp: 34–44.
14. Uçar N., Ayaz O., Öksüz M., Önen A., Bahar E., Uçar M., Demi A., İlhan M., Wang Y., 2010, “Production of elastomeric polymer fiber web by electrospinning process”, Tekstil ve Konfeksiyon, 20(1), pp: 10-15.
15. Lee S. and Obendorf S.K., 2007, “Use of electrospun nanofiber web for protective textile materials as barriers to liquid penetration”, Textile Research Journal, 77(9), pp: 696-702.
16. Pedicini A., Farris R.J., 2003, “Mechanical behavior of electrospun polyurethane”, Polymer, 44, pp: 6857-6862.
17. Lee J.S., Choi K.H., Ghim H.D., Kim S.S., Chun D.H., Kim H.Y., 2004, “Role of molecular weight of a tactic poly (vinyl alcohol) (PVA) in the structure and properties of PVA nanofabric prepared by electrospinning”, J Appl Polym Sci, 93, pp: 1638–1646.