تولید نانو الیاف متخلخل از نانو الیاف کامپوزیتی حاوی نانو ذرات

چکیده نانو الیاف متخلخل کاربردهای زیادی در زمینه پزشکی، پالایش هوا، دارو سازی و مهندسی بافت دارند، لذا تولید و بهره وری از آنها بسیار مثمرثمر می باشد. یکی از روشهای تولید نانو الیاف متخلخل، استفاده از الکتروریسی نانو الیاف کامـپوزیـتی و سپـس استـخراج نانو ذرات از ماتریس پلیمر مـی باشد. در این تحقیق، ابتـدا نانو الیاف کامـپوزیتـی پلی آمید66-کربنات کلسیم توسط روش الکتروریسی تولید شدند. سپس شرایط مطلوب برای تولید این نانو الیاف مورد بررسی قرار گرفت. ولی به علت اینکه اسید فرمیک به عنوان حلال نایلون با نانو ذرات کربنات کلسیم واکنش نشان می دهد، ماتریس پلیمری تغییر داده شد. در مرحله بعد، از پلی( اکریلونیتریل)(pan) استفاده شد و نانو الیاف pan در محدوده غلظت های 14 تا 17 درصد وزنی جامد شامل pan و کربنات کلسیم در دی متیل فرم آمید به دست آمد. در گام بعد، نانوذرات کربنات کلسیم از ماتریس پلی اکریلونیتریل استخراج شد. برای استخراج این نانو ذرات از حمام اسید کلریدریک رقیق استفاده شد. جهت اندازه گیری مقدار استخراج کربنات کلسیم از روش های توزین، تیتراسیون و دستگاه جذب اتمی(aa) استفاده شد. روش جذب اتمی، بهترین و دقیق ترین روش در این تحقیق بود. سپس شرایط استخراج مطلوب به دست آمد و اثر غلظت اسید، dmf، مساحت سطح منسوج نانوالیاف، دما، زمان و درصد کربنات کلسیم در مخلوط بر میزان استخراج کربنات کلسیم مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی ساختار و تعیین میانگین قطر، و همچنین برای مشاهده تخلخل حاصل از استخراج نانو ذرات از میکروسکوپ های الکترونی sem و tem بهره گرفته شد. با توجه به تصاویر مربوط به sem، قطر نانوالیاف تولیدشده بین nm270 تا nm720 بوده و در آنها حفره هایی با قطر حدود 3-2 برابر قطر نانوذرات مشاهده شد. همچنین در تصاویر مربوط به tem، حفره هایی که ناشی از استخراج تک ذرات و یا مجموعه ذرات می باشد، قابل مشاهده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که غلظت اسید در %5، بیشترین میزان استخراج را دارد و افزایش غلظت به بیش از %5، تاثیری در میزان استخراج کربنات کلسیم ندارد. حضور dmf در حمام استخراج اثری بر روی میزان استخراج کربنات کلسیم نشان نداد. با افزایش مساحت سطح، میزان استخراج افزایش می یابد. همچنین با افزایش دما از c?25 به c?50 میزان استخراج به اندازه %5/31 زیاد می شود، ولی با افزایش دما از c?50 به c?100، نه تنها تاثیر زیادی بر روی میزان استخراج ندارد، بلکه باعث متلاشی شدن منسوج نانو الیافی می شود. افزایش مدت زمان استخراج تا 72 ساعت تا %18 استخراج را افزایش می دهد، ولی پس از آن میزان استخراج نسبتاً ثابت است. همچنین بیشترین درصد استخراج مربوط به زمانی است که درصد کربنات کلسیم در محلول پلیمر %5 باشد و با افزایش درصد کربنات کلسیم در محلول تا %10، استخراج افزایش چندانی نمی یابد.