بررسی القاء پلی مورف فروالکتریک در نانو الیاف pvdf/graphene تهیه شده با فرآیند ریسندگی الکتریکی

در این پژوهش نانوالیاف کامپوزیت الکتروریسی¬شده¬ی پلی¬وینیلیدن¬فلوراید/گرافن (pvdf/graphene) حاوی مقادیر مختلف گرافن از محلول %20 وزنی پلیمر در حلال n¬و¬n¬دی¬متیل¬فرمامید (dmf) خالص و مخلوط حلال¬های dmf/acetone تهیه شدند. میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، پراش پرتو x زاویه باز (waxd)، گرماسنجی-اسکن¬دیفرانسیلی (dsc)، و طیف¬سنجی مادون قرمز (ftir)، جهت مطالعه¬ی مورفولوژی، کریستالینیتی و محتوای فاز کریستالی الیاف به کار گرفته شدند. تاثیر گرافن بر مورفولوژی و پلی¬مورف¬های کریستالی نانوالیاف بررسی شد. به علاوه، تاثیر پارامترهای فرآیند و محلول مانند نرخ تغذیه، ولتاژ اعمالی، ماهیت و نسبت مخلوط حلال¬ها، بر مورفولوژی، کریستالینیتی کل و محتوای فاز کریستالی نانوالیاف مورد مطالعه قرار گرفت. این پارامترها از آن جهت انتخاب شدند که به شدت بر فاز حاضر در پلیمر و در نتیجه فعالیت الکتریکی آن تاثیرگذار می¬باشند. بر اساس نتایج بدست آمده از این مطالعه وقتی غلظت پلیمر در محلول %20 وزنی باشد، پلی¬وینیلیدن¬فلوراید از محلول¬هایی در dmf خالص و dmf/acetone با نسبت¬های 3:1 و 1:1 الکتروریسی می¬گردد، اما در نسبت 1:3 از این حلال¬ها سوزن سرنگ مسدود شده و ریسندگی جت متوقف می¬شود. این مطالعه همچنین نشان می دهد که پارامترهای الکتروریسی که منجر به کشش بالاتر جت یا فشار آوردن به الیاف در طول فرآیند جمع¬آوری الیاف می¬شوند به نفع شکل¬گیری فاز فعال¬الکتریکی β هستند. گرافن موجب کاهش شکل¬گیری فاز بتا می¬گردد. در گستره¬ی پارامترهای بکارگرفته-شده در این مطالعه کسر فاز بتا در محدوده¬ی 65 تا %85 قرار می¬گیرد و بالاترین درجه کریستالینیتی بدست¬آمده %59 می¬باشد. در صورت دادن زمان پرواز کافی (نرخ تغذیه مناسب) کریستالینیتی کل الیاف با افزایش ولتاژ افزایش می¬یابد. با افزایش ولتاژ قطر الیاف نهایی به تدریج کاهش می¬یابد. کمترین قطر الیاف بدست¬آمده برابر با nm 12 است. استفاده از نسبت مناسب استون در کنار dmf به عنوان حلال موجب دست¬یابی به الیاف یکنواخت و بدون دانه می¬گردد.