Презентация - "Получение нановолокон методом электроформования"

ПОЛУЧЕНИЕ НАНОВОЛОКОН МЕТОДОМ ЭЛЕКРОФОРМОВАНИЯ
Доклад подготовила: аспирант кафедры аналитической химии и химической экологии Габидулина М. К.
Научный руководитель: профессор, д.х.н. Доронин С. Ю.
Источник литературы:
А.Т. Матвеев, И.М. Афанасов
Учебное пособие для студентов по специальности «Композиционныенаноматериалы», Москва, 2010.

Свойства нановолокон
Механические:
- Прочность на разрыв;
- Прочность на изгиб и на сжатие;
- Модуль упругости;
Эластичность и др.
Физические:
- Поверхность;
- Диаметр нановолокон
(«тонкие» - нано-…);
- Отношение длины к диаметру волокон (десятки, сотни раз);
Перевод формуемого материала в вязко-текучее состояние
(вязкость, поверхностное натяжение → температура, концентрация полимера, добавка ПАВ)
Формование волокон
Отверждение
(охлаждение ниже температуры формования, сушка)

СПОСОБЫ ФОРМОВАНИЯ
ВЫТЯГИВАНИЕ
ТЕМПЛАТНЫЙ МЕТОД – МЕТОД НАНОФИЛЬЕР
ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЕ (ЭФ)

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ЭФ
Выбор растворителя: давление пара растворителя должно быть таким, чтобы растворитель испарялся достаточно быстро
Оптимальное значение вязкости и поверхностного натяжения раствора полимера
Электрическое напряжение должно соответствовать вязкости и поверхностному натяжению раствора полимера, чтобы обеспечить формирование и поддержание струи
Расстояние между электродом (капилляром) и электродом подложкой не должно быть слишком маленьким, чтобы волокно успевало высохнуть
Гидростатическое давление в капилляре
Электропроводность и диэлектрическая проницаемость раствора полимера
www.elmarco.com

Свойства волокнистой продукции ЭФ
Пористость
(поры на поверхности/внутри индивидуального волокна и поры между волокнами)
Механические свойства
(прочность)
Фильтрующие свойства
(улавливание частиц)
Электрический заряд
(сохранение послойной поляризации)
Сорбционные свойства
Радио-, свето- и звукопоглащающие свойства
Теплоизоляционные свойства

НЕДОСТАТКИ МЕТОДА ЭФ
Полимодальное распределение волокон по диаметру;

Волокна имеют дефекты различного типа (точки расщепления или склеивания волокон, нарушение цилиндричности волокон и др.);

Хаотичная, неориентированная укладка волокон;

ПОЛУЧЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ НАНОВОЛОКОН МЕТОДОМ ЭФ
В раствор полимера вводят неорганические наночастицы
В формовочный раствор вводят раствор неорганического материала
Проводят термохимическую обработку, в результате которой из волокон удаляется органическая составляющая и остается неорганическая
Sigmund W, Yuh J, Park H, Maneeratana V, Pyrgiotakis G, Daga A, et al. Processing and Structure Relationships in Electrospinning of Ceramic Fiber Systems. // J. Am. Ceram. Soc., 2006, 89:395–407.

ПОЛИМЕРЫ
1. Фторопласт 42 В - (CF2-CF2-CH2-CF2)n
3. Фторопласт 2 М (поливинилиденфторид)
2. СКФ 32 (-CF2-CH2-CF2-CFCl-)n

4. Фторопласт 40 М
5. ПВХ 6768 М
6. СКФ 26 [-CF2-CH2-CF2-CF-(CF3)]n
7. Полистирол
8. Полиакрилонитрил (ПАН)
9. Полиуретан