فهرست مطالب :
پیشگفتار ......................................................... آ
– ت
فصل اول : کابرد نانو تکنولوژی در صنعت نساجی و آشنایی
با علم الکترواسپینینگ
کاربرد نانو تکنولوژی در صنعت نساجی ......................... 2
آشنایی با علم الکترو اسپینینگ ........................................... 2
فصل دوم: آشنایی با ساختار
دستگاه الکترواسپینینگ و عوامل تاثیر گذار روی خواص نانو الیاف تولید شده به روش الکترواسپینینگ
آشنایی با ساختار دستگاه الکترواسپینینگ
.......................... 5
آشنایی با کارکرد دستگاه الکترواسپینینگ
....................... 6
عوامل تاثیر گذار روی خواص نانو الیاف تولید شده به روش الکترواسپینینگ .. 7
فصل سوم : تولید نانوفیلترها
بروش الکترواسپینینگ محلولهای پلیمری
آشنایی باپوشش های
دارای منافذ الکتروسپون با کارایی بالاجهت عمل فیلتراسیون ......... 9
مقدمه ................................................................ 10
محلول های پلیمری به
کار رفته در تولید فیلترها به روش الکترواسپینینگ 12
دستگاه الکترواسپین و
فرآیند .................... 13
روش الکترواسپینینگ
محلول های پلیمری ................................... 13
نتایج ......................................................................... 16
نتیجه گیری ................................................... 20
فصل چهارم : تهیه لایه های الیاف پلی اتیلن اکسید / چیتوسان (chitosan) بوسیله الکترواسپینینگ
و ارزیابی سازگاری زیستی
تهیه لایه های الیاف
پلی اتیلن اکسید / چیتوسان (chitosan) بوسیله الکترواسپینینگ (ریسندگی ) و ارزیابی سازگاری زیستی .... 22
روش تهیه لایه های
الیاف پلی اتیلن اکسید / چیتوسان (chitosan) بوسیله الکترواسپینی 23
آماده سازی محلول های
الکترواسپینی .............. 23
الکترواسپینینگ محلول ......................... 24
نتایج .................................................. 25
انواع حلال های غشاء PEO ....................... 25
میزان حجم های متفاوت
غشاء PEO / Chitosan ... 25
میدان ها الکتریکی
مختلف در غشاءچیتوسان / PEO ...... 25
کشت سلولی .............................................. 27
نتیجه گیری ..................................................... 28
فصل پنجم : تهیه نانولوله های کاربردی در صنعت نساجی با استفاده از روش
الکترواسپینینگ
نساجی و نانو لوله
های کاربردی ............................ 30
آینده (الیاف) همراه
با توانایی های حسی افزایش یافته ...... 30
بر اساس تعداد دیواره
ها , نانو تیوب ها می تواند بر 2 فهرست اصلی طبقه بندی شود ..... 31
الکترواسپینینگ ......................................... 34
مواد و روش ها ....................... 35
آماده سازی محلول
پلیمر/CNT
.......................... 36
1) پراکنش نانو تیوب
ها .......................... 36
2) انحلال پلیمر ...................................... 37
3) مخلوط پلیمر و
محلول نانو تیوب ................. 37
الکترواسپینی محلول
پلیمر ............. 37
پردازش و ویژگی
سنسورهای بر اساسCNT ........ 39
پردازش الیاف غیر پیچ
خورده آمده از الکترواسپینی ........ 39
خاصیت الیاف غیر پیچ
خورده بدست آمده از الکترواسپینی .... 40
نتیجه گیری .............................................. 47
فصل ششم : آشنایی
باالکترواسپینینگ کلاژن
آشنایی
باالکترواسپینینگ کلاژن ....................... 49
مقدمه ................................................................. 50
فرآیند
الکترواسپینینگ ............................................... 51
روش الکترواسپینینگ کلاژن ............................................ 51
اسکلت هسته ............................................................... 52
نتایج ............................................................... 54
نتیجه گیری ................................................................ 58
فصل هفتم : حفاظت الکترومغناطیسی مس / فولاد ضد زنگ / الیاف پلی آمید بدست
آمده از الکترواسپینینگ
حفاظت الکترومغناطیسی
مس / فولاد ضد زنگ / الیاف پلی آمید بدست آمده از الکترواسپینینگ بصورت کامپوزیت
های پلی پروپیلن فشرده ....................... 61
آشنایی .................................................................. 61
مقدمه ............................................................... 61
گسترش کامپوزیت های
رسانا همراه با خواص ESD و EMSE ... 62
مواد ........................................................................ 63
تولید نخهای هیبرید رسانا برای حلقه های
ساخته شده , بوسیله تار و نخ پود تزئین شده
. 64
پارچه های حلقوی – تاری پودی ............................ 68
ساخت کامپوزیت های فشرده پارجه های حلقوی – تاری پوری .. 69
ارزیابی EMSE با موج ساده ........... 70
نتایج ..................................................... 73
واریانس یا اختلاف EMSE بوسیله کامپوزیت های رسانای مختلف ......................... 73
آزمایش ESD همراه با / یا بدون کامپوزیت رسانا ..... 77
نتیجه گیری ..................................... 81
منابع
و مأخذ .................................... 82
پیشگفتار :
آشنایی با صنعت نساجی:
آبا تا به حال ديده ايد لباسی در نور روز آبی روشن باشد اما هنگامی که تحت
تابش نور سبز قرار می گیرد به صورت امواج متحرک دریا در آید؟
به جرات می توان گفت علاوه بر اکسیژن که به علت فراوانی آن کمتر قدر و
ارزش آن را دانسته و میدانیم ،پارچه هم همین ویژگی را پیدا کرده است.انسان از روزی
که چشم باز می کند همیشه در نزدیک ترین فاصله اش پارچه را حس کرده است ،فاصله ای
به نزدیکی بدنش . در طول تاریخ هیچ قوم و ملتی را نمی یابیم که پارچه را نشناسد و
از آن استفاده نکرده باشد و شاید همین مسئله باعث روزمره شدن مقوله پارچه ولباس
شده باشد اما پارچه چیست؟ ابتدایی
ترین تعریف پارچه این است که به هر جسم بافته شده از دو لیف جدا از هم که به یکی
تار و دیگری پود می گویند ،پارچه گفته می شود.در بررسی تاریخ پارچه، سه جهش بسیار
مهم دیده می شود :
اولی بافت پارچه توسط انسان های نخستین از الیاف طبیعی مانند پنبه ،پشم و
بعدها ابریشم است .
دومی بافت پارچه توسط الیاف مصنوعی دست ساز بشر در اواسط قرن بیستم است که
مهمترین این الیاف مصنوعی نایلون است .
اما سومین جهش تولید پارچه که واقعا انقلابی در صنعت نساجی به شمار میرود
از سال 1980 میلادی آغاز شده است وتا به امروز ادامه دارد.در سال 1980
الیاف ویژه ساخته شدند ،از سال 1980 تا 1984 الیافی با عملکرد و
کارایی ویژه تولید واز سال 1984 تا 2000 الیاف با تکنولوژی بالا
تولید شدند واز سال 2004 به بعد بشر دست به ساختن الیاف با کارکرد فوق العاده زده
است .اولین ویژگی مشترک در الیافی که پس از جهش سوم در صنعت نساجی ساخته شده اند
ادغام چندین علم برای ساخت یک محصول واحد است.برای ساخت این الیاف از چندین شاخه
متفاوت علم نظیر نساجی ،پلیمر ،الکترونیک،کامپیوتر ، مکانیک و... استفاده شده است
اما ویژگی دیگر این الیاف که مهمترین آن است در چند دهه دیگر صنعت نساجی وشاید
بتنوان گفت تمامی صنایع را تحت تاثیر خود قرارمی دهند .
تقسیم بندی الیاف مصنوعی:
تقسيم بندي الياف مصنوعي از لحاظ ماهيت ساختاري به 3 گروه اصلي تقسيم مي
شوند كه عبارتند از :
1) مواد با قابليت تغيير حالت (PCM):
منسوجاتي كه حاوي مواد با قابليت تغيير حالت (Phase change material) هستند يك دسته مهم از منسوجات هوشمند به
حساب مي آيند .اين مواد همانند بسياري مواد ديگر در نقطه ذوب خود با توجه به تئوري
(گرماي نهان) مي توانند از حالت جامد به مايع و يا بالعكس تغيير حالت دهند.از اين
ويژگي مواد در توليد بعضي از انواع پوشاك به ميزان زيادي استفاده شده است .در اين
نوع پوشاك الياف حاوي PCM پس از دريافت دماي بدن به جاي
آنكه آن را به محيط انتقال دهند تا تعادل گرمايشي برقرار شود آن را جذب مي كنند و
خود تغيير حالت مي دهند به همين خاطر
پارچه ها به عايق بسيار مناسبي تبديل مي شوند .يكي ديگر از كاربردهاي مواد با
قابليت تغيير حالت مي تواند در يك خودرو باشد . در اين خودرو مي توان از اين نوع
مواد در بدنه و كف خودرو استفاده كرد و يك دماي استاندارد مثلا 25 درجه سانتي گراد
براي آن تعريف كرد. در صورت بالا رفتن دما از استاندارد تعريف شده اين ماده دماي
اضافي را جذب كرده و از حالت جامد به حالت ژله اي تغيير ماهيت مي دهد تا هواي داخل
در 25 درجه سانتي گراد ثابت بماند .عكس قضيه هم صادق است يعني در صورت پايين آمدن
دماي داخل خودرو دوباره ماده با تغيير ماهيت از حالت ژله اي به حالت جامد دما را
ثابت نگه مي دارد . در صورت استفاده از اين نوع مواد در خودرو ديگر نيازي به نصب
سيستم هاي گرمايي و خنك كننده در خودرو احساس نمي شود
2)پليمرهاي با حافظه وضعيت (SMP):
پليمرهاي با حافظه وضعيت (Memory
polymer)خاصيت
بسيار جالبي هستنند .مي توان آنها را با انجام اعمالي از حالت اوليه خود خارج كرده
و دوباره با انجام اعمالي آنها را به شكل اوليه باز گرداند.يكي از مهمترين
كاربردهاي SMP ها در پزشكي است .تصور كنيد
پزشكي مي خواهد قطعه اي مصنوعي را با ابعادي بزرگ در بدن يك بيمار جاسازي كند براي
اين كار او بايد شكاف بزرگي در بدن بيمار ايجاد كند و پس از به كار گذاشتن قطعه
مورد نظر آن را بخيه كند. اما اگر قطعه مورد نظر از SMP تشكيل شده باشد وضعيت به گونه ي ديگري خواهد بود .در اين صورت پزشك با
انجام اعمالي نظير سرد كردن و يا تاباندن اشعه هايي خاص قطعه مرد نظر را تا اندازه
دلخواه كوچك مي كند و با ايجاد شكاف كوچكي آن را در بدن بيمار جاسازي مي كند و
براي باز گرداندن حالت جسم به حالت اوليه به آن گرما مي دهد و يا اشعه هايي خاص بر
آن مي تاباند تا جسم به حالت اوليه خود باز گردد.
3) فيبر نوري :
اين الياف مي توانند به راحتي اطلاعات و داده ها از يك نقطه دريافت و با
سرعت و كيفيت بالا به نقطه اي ديگر منتقل مي كنند.اين اليافرا مي توان به دو دسته Single mode و Multi mode
تقسيم كرد.ساختار اين الياف بسيار ساده است ،آنها از دو شيشه متحدالمركز
،مغز ليف (كه سيگنال نوري را حمل مي كند ) و پوشش رويي كه از مغز ليف در برابر
مواد شيميايي ، صدمات مكانيكي يا سايش حفظ
مي كند تشكيل شده اند .الياف نوري Single
mode اطلاعات را
بدون اشتباه در مسافت هاي طولاني منتقل مي كند در حالي كه Multi
mode همين كار
را ساده تر و آسان تر انجام مي دهد.
در حال حاضر تلاش برای دستیابی و تولید منسوجات ضد باکتری بخصوص در مصارف
بیمارستانی ،پزشکی،ملحفه وپوشاک رو به افزایش است.
به طور کلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی از هر جهت مستعد آلودگی و رشد
باکتری ها ، انگل ها و قارچ ها می
باشندبدین منظور تکمیل های ضد میکروبی شامل: تکمیل ضد خون برای لباس جراحان و
ملحفه ی بیمارستانی ،لباس کودکان وسالمندان و لباس های ورزشی و تکمیل های ضد باکتری و قارچ شامل :جلو گیری از
رشد موجودات ذره بینی جهت از بین نرفتن منسوجات و تکمیل ضد حشره شامل تکمیل ضد بید
کالای پشمی میباشد.همچنین از لحاظ طول عمر کالای نساجی نیز تکمیل ضد میکروبی از
اهمیت برخوردار است اگر رشد باکتری ها روی منسوج مهار نگردد در اثر گذشت زمان
تعدادباکتری ها به سرعت چند برابر شده و غالبا موجب ایجاد بوی نامطبوع و تغییر رنگ
کالا و حتی تخریب کالا می شود.
امروزه با توجه به مسائل زیست محیطی ،مصرف پلیمر های طبیعی به عنوان یک
ایده ی خوب علمی و تجاری به منظور جانشین ایده آل برای مواد شیمیایی مورد استفاده
قرار گرفته است.از ابتدایی ترین اقداماتیکه دراین زمینه صورت گرفت استفاده از
پلیمرهای طبیعی بود.
همه الیاف جدید صنعت نساجی را می توان از نظر کارایی در سه گروه تقسیم بندی کرد
:
این الیاف یا پسیو هستند یا اکتیو یا سوپر اکتیو . ظهور الیاف پسیو ارتباط
مستقیمی با پیدایش سنسور(Sensor) دارند،هنگامی که دانشمندان
توانستند از سنسورها به صورت گسترده در زندگی بشری استفاده کنند پیشگامان علم
نساجی هم استفاده فراوانی از سنسورها در تولید الیاف نسل سوم بردند .این الیاف از
خود هیچ قدرت تصمیم گیری ندارند و فقط قادرند شرایط محیط هدف پیرامون خود را به
مرکز کنترل کننده خود منتقل کنند در مباحث آینده در مورد این الیاف بیشتر بحث
خواهیم کرد.
دسته دوم الیاف اکتیو هستند ،این الیاف که از الیاف پسیو پیشرفته تر هستند
در مقابل کنش های خاص و تعریف شده ای واکنش های خاص و تعریف شده ای دارند .مثلا
اگر برای یک تکه پارچه دمای زیر 25 درجه سانتیگراد کنش و بالا نگه داشتن
دما واکنش تعریف شده باشد ،این تکه پارچه به محض رسیدن دمای محیط به زیر 25 درجه
سانتیگراد با قابلیت خاصی که دارد دوباره دمای محیط را به حالت استاندارد تعریف
شده باز می گرداند .
دسته سوم الیاف سوپر اکتیو می باشند که در آن واحد در برابر چند کنش خاص و
تعریف شده چند واکنش مطلوب و مورد نظر را اعمال کنند.