Geri Dön

Electrospinning and wet-spinning of elastic fibers

Elektrik kuvveti ve ıslak çekim yöntemi ile elastik lif çekimi

PDF İndir

  1. Tez No: 112317
  2. Yazar: MUSTAFA M. DEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BURAK ERMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 72

Özet

Bu tez kapsaminda, iki adet lif çekme yöntemi tasarlanmış ve incelenmiştir. İlki geleneksel ıslak çekme yöntemi ve görece yeni bir yöntem olan elektrik kuvvetiyle çekme yöntemidir. Her iki yöntem için de çeşitli parametreler saptanmış ve tanımlanmıştır. Liflerin çap, yüzey pürüzlülüğü, yüzey esnekliği ve yüzey morfolojisi optik, atom kuvveti tarama ve tarama elektron mikroskoplarıyla tanımlanmıştır. Elektrik kuvvetiyle çekme yöntemi, polimer çözeltisine elektrik kuvveti uygulanarak nano mertebesinde lifler oluşturmaktır. Yüklü sıvı fıskiyesi polimer çözeltisinden, topraklanmış iletken levhaya çekilmiştir. Çözücünün buharlaşmasının ardından, levha üzerinde beklenmedik incelikte liflerden oluşmuş örgüsüz geçirgen kumaş bir yapı elde edilmiştir. Vizkozite, iletkenlik ve elektrik alan şiddeti gibi çözelti ve alet özelliklerinin lif morfolojisine etkileri araştırılmıştır. Lif çaplarının vizkoziteyle üssel bir bağlantısı olduğu görülmüştür. Makro mertebede lif oluşturan ıslak çekme yönteminde, sıkışarak çıktığı meme ağzından su banyosuna giren polimer çözeltisi havayla kurutularak sarılmıştır. Lif çapı sıkıştırma hızı ile doğru, sarım hızı ile ters orantılıdır. Heterojen lif yüzeyi; düzensiz, lifli ve düz bir yapı içermektedir. Yüzey morfolojisi ile proses değişkenleri arasında bir bağlantı görülmemiştir. Elektrik kuvvetiyle çekim sonucunda elde edilen lifler ıslak çekme yöntemiyle elde edilenlere göre daha incedir. Ayrıca yüzey alanı hacim oranları beklenmedik düzeyde daha büyüktür. Yüzey pürüzlülüğü elektron itme kuvveti nedeni ile ıslak çekme yöntemiyle elde edilen liflerden daha fazladır. xiii

Özet (Çeviri)

In this thesis, two fiber spinning processes were designed and studied; conventional wet spinning and electrospinning which is relatively novel technique. Several process parameters were identified and characterized for both techniques. Diameter, surface roughness, surface elasticity and surface morphology of fibers were characterized using optical, atomic force, and scanning electron microscopes. The electrospinning process produces nanoscale fibers by applying electrical force to a fiber forming polymer solution. A charged liquid jet was ejected from polymer solution to the grounded conductive sheet. After the solvent evaporation, a nonwoven mat with a porous structure composed of unusually thin fibers was left on the sheet. The effect of the solution and instrumental characteristics on fiber morphology including viscosity, conductivity and applied electrical field strength were investigated. Polyurethane and polyacrylonitrile based polymers were electrospun succesfully within a viscosity controlled interval. The diameter of ultrathin fibers was found to depend mainly on viscosity with a power-law relationship. High viscous polyurethane based polymers exhibited curly, wavy and straight structures whereas fibers obtained from low viscous solutions demonstrated beads on strings morphology. Additionally, the nanofibers were not uniform in diameter. Macroscale fibers were produced by using the wet spinning technique. The polyurethane based polymer solution was extruded into a water coagulation bath through a nozzle. After coagulation, the single elastic filament was dried with air blow and wound up. The effect of two process variables, the rate of drawing and the rate of extrusion, on the fiber diameter were investigated. The rate of drawing was inversely proportional whereas the rate of extrusion was directly proportional to fiber diameter. AFM characterization has shown that the surface of fibers was heterogeneous in nature including disordered, fibrilliar, and flat structures. The morphology exhibited on fiber surface did not depend on the two process variables. Fiber diameters in the range of 7 nm to 150 um were succesfully spun from polyurethane based polymer with electrospinning and wet spinning, respectively. In the electrospinning process, nanoscale diameter fibers were obtained, and these fibers XIprovided high surface area to volume ratios. Furthermore, it was found that nanofibers obtained from polyurethane solutions have rougher surface than the wet-spun fibers. in order to compare surface elasticity of two fibers, AFM sensitivity of reference materials (Glass slide, teflon film and parafilm) were examined. Polyurethane based polymer solution was processed with electrospinning, wet spinning and film casting. Parafilm was found to be the softest material and glass slide was the hardest. Elasticities of the materials processed, were found to be between that of glass and parafilm. Electrospun fibers were harder than the film of the same polymer. The stiffness difference between film and electrospun fibers can be explained by the orientation of electrospun fibers due to the electrical force. Xll -i-i. «U-- - __« ^OKUWANTASYOW WEXKSXX

Benzer Tezler

  1. Tez No

    383017

    Fabrication and characterization of bilayered tissue scaffolds incorporating bioactive agents for skin tissue engineering applications

    Deri doku mühendisliği uygulamaları için biyoetkin ajan yüklü iki katmanlı doku iskeleleri üretilmesi ve karakterizasyonu

    ÖMER AKTÜRK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    BiyomühendislikOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DİLEK KESKİN

    DR. TEMEL BİLİCİ

  2. Tez No

    818603

    Spartıum junceum L. bitkisinin lifleri ve özlerinden nanofabrikasyon ve yaş çekim yöntemleri ile kontrollü salınım özelliğine sahip yara örtüsü üretimi

    Production of wound dressings with kontrolled release properties by means of nanofabrication and wet spinning from the fibers and extracts of the Spartium junceum L. plant

    ÖZLEM YILMAZ KARABOYACI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyomühendislikSüleyman Demirel Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMRA KILIÇ

  3. Tez No

    777912

    Development and characterization of nanofibrous structures for atopic dermatitis treatment

    Atopik dermatit tedavisi için nanolifli yapıların geliştirilmesi ve karakterizasyonu

    NURSEMA PALA AVCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA BANU NERGİS

    DR. ÖĞR. ÜYESİ NEBAHAT ARAL YILMAZ

  4. Tez No

    664871

    Effect of molecular weight and D-lactic acid content of polylactide on its electrospinning behaviour

    Polilaktik asidin moleküler ağırlığının ve D-laktik asit oranının elektroüretim davranışı üzerine etkisi

    ECE GÜLER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR

  5. Tez No

    323774

    İki farklı polimerden simultane olarak elektrospinning yöntemiyle nanolif ve membran üretimi

    Nanofiber and membrane production using two polymers with simultaneous electrospinnning technique

    SERKAN GÜÇLÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU

Geri Dön