پروژه الكتروريسندگي (الكتروريسي) مذاب

melt Electrospinning

در حال حاضر، پژوهشگران درحیطه الکتروریسي بر دو زمینه الکتروریسي از محلول و الکتروریسي از مذاب تمركز دارند. الکتروریسي از محلول به طور وسيعي مطالعه شده است به اين دليل كه  دارای موفقيت سريعتري درتوسعه الياف با ابعاد كمتر از 100 نانومتر است که به علت ويسكوزيته کم همواره براي توليد جت لازم هستند. بسیاری از محققین انواع پليمرها را از محلول هاي مختلف تجزيه نموده اند، با اين حال براي برخي پليمرهاي رایج از قبيل پلي آنيلين و پلي پروپيلن، حلالي در دماي اتاق موجود نيست، بنابراين بايد روش دیگری براي الكتروريسي اين نوع پليمرها به نانوفيبر پیدا شود. در این راستا چندین محقق به الکتروریسي از مذاب رجوع نموده اند كه داراي مشكلاتي از قبيل میزان كريستاليزه كم و ابعاد فيبري چندين مرتبه بزرگتر از حالت ريسندگي از محلول است.  این محققین به كوشش براي كاهش ابعاد فيبر در حالت مذاب ادامه داده اند در حاليكه به طور همزمان سعي بر پايداري درجه بالايي از آرايش درساختار نهايي داشته انند تا به استحكام پيش بيني شده تئوريك دست يابند. زمانیکه نتایج  این نوع فیبرها پیوسته و تکرارپذیر باشند، فیبرهای ریسیده از محلول کاربرد خود را از دست خواهند داد. البته تا زمانیکه هدف اوليه، ساخت الياف كوچك و كوچكتر ‌باشد، الکتروریسي از محلول ادامه خواهد يافت،  این در حالیست که نياز به ايمني و بهره وری بالاتر، كم هزينه بودن و  دوست دار محيط زيست بودن، ‌الکتروریسي از مذاب را به محدوده اي جالب توجه دانشمندان تبديل كرده است.

تشريح مسئله

در طي دهه گذشته، تنها چند مطالعه براي فهم اساس الکتروریسي مذاب انجام گرفته است. پژوهشهاي گذشته نشان مي‌دهند كه الکتروریسي مذاب قابليت توليد الياف كوچكتر از 50 ميكرومتر را به دليل ويسكوزيته بسيار بالاي این نوع فیبرها ندارد، این در حالیست که يكي از نافذترين پارامترهاي آزمايشگاهي كه ابعاد الياف جمع شده پليمرهاي الكتروريسيده را تعيين مي‌كند، ويسكوزيته ماده استفاده شده است.

ويسكوزيته مذاب پليمر مستقيماً به وزن مولكولي ویژه پليمر مربوط است بدین ترتیب که با افزايش وزن مولكولي پليمر، ويسكوزيته آن بالاتر خواهد رفت. در يك محلول رقيق خوب پخش شده زنجيره هاي مولكولي از يكديگر جدا خواهند شد و ويسكوزيته غير وابسته مولكولي آنها خواهد شد، مذاب پليمر كاملا متفاوت مي‌باشد. زنجيره هاي مولكولي در مذاب پليمر به هم پيچيده خواهند شد و مذاب  دچار افزايش حجم خواهد شد. اگر گروههاي كوچك يا مستقل زنجيره ها بايد جدا گردند تا فيبرها ي کوچکتر از ميكرومتر را بسازند، درجه بالاي در هم پيچيدگي در مذاب پليمر به طور ويژه، مانع رخداد اين پديده خواهد شد.

پیش از این نشان داده شده كه فيبرها مي‌توانند به طور موفق از طريق الکتروریسي مذاب بدست آيند و امکان پذیری این موضوع به طور ساده اي جهت تهيه واقعي فيبرها تست شده است، اما مطالعه جامع تأثير پارامترهاي فرآيندي هنوز به طور كامل انجام نگرفته است و بخش اوليه اين كار بر روي تجاري سازي فرآيند الکتروریسي مذاب تمركز دارد. اولین کار به وسيله گرم كننده كوچكي انجام گرفته است اما امکان استفاده از يك اكسترود در مقیاس صنعتي مي‌تواند باعث افزایش  فيبرتوليد شده از فرايند الکتروریسي مذاب شود. همچنین توليد فيبرها با اكسترود در فيبر صنعتي مي‌تواند نخستين مرحله بزرگ نمودن مقياس از جهت ميزان پليمر تأمين شده به سيستم باشد. در هر حال با آنکه تأثير پارامترهاي فرايندي چند گانه در سيستم هاي الکتروریسي بر پايه محلول، به طور وسیعی مطالعه شده است، اما مطالعه پارامترهاي بنيادي براي تهيه فيبرها از الکتروریسي مذاب همچنان ادامه دارد. این مطالعه، نخست تأثير نيروي ميدان الكتريكي در ابعاد فيبرها را بررسي مي‌نمايد زیرا نيروي ميدان الكتريكي منبع اوليه براي نيروي تغيير شكل فيبرهاست، بدین ترتیب كه افزايش ميدان الكتريكي نيروي قويتري را برای توليد فيبرها را می سازد، البته واكنش زنجيره هاي مولكولي در پاسخ به نيروي ميدان الكتريكي هنوز تحت بررسي است. پاسخ مكانيكي مذاب پليمر به حضور ميدان الكتريكي با توجه به ويسكوزيته مذاب متغيراست. بنابراين، وزن مولكولي پليمر نقش مهمي‌را در توانايي پليمر براي تشكيل فيبر با ابعاد ويژه خواهد داشت. اين ارتباط مشخص کننده این مسئله خواهد بود که از پليمرهایی با وزن مولكولي معين،چه اندازه فیبرهایی می توانند حاصل شوند.

مزاياي استفاده از دستگاه الکتروریسي مذاب:

• امكان الكتروريسي پليمرهاي فاقد حلال مناسب

• هزینه بری کمتر با توجه به امکان عدم استفاده از حلال

• دوستدار محیط زیست بودن

زمانبندي اجراي طرح:

شروع طرح: آبان 1388

زمان تقريبي اتمام طرح: خرداد 1389

توضيح: دستگاه در حال حاضر ساخته شده و آماده ارائه مي باشد.

سفارش: امكان سفارش دستگاه وجود دارد.

زمان تحويل: 2 ماه بعد از سفارش

توضيحات دستگاه