Определяне на влиянието на вида на добавката върху повърхностното напрежение на разтвори, предназначени за електроовлакняване


Категория на документа: Други


Име
Тип
Параметри
Материал 1
Тъкан тип "Деним"
100% П; площна маса: 380 g/m2
Материал 2
Подлепващ нетъкан текстилен материал
100% ПЕТ; площна маса: 45 g/m2; меш: 78 точки/cm2
Материал 3
Точково свързан термопресован материал
100% ПЕТ; площна маса: 40g/m2; меш: 30,6 точки/cm2
Материал 4
Адхезивно свързан плоскостен нетъкан текстилен материал
ПЕТ влакна, свързани с полиакрилатна дисперсия; площна маса: 34 g/m2
Материал 5
Алуминиево фолио
Площна маса: 27 g/m2


Фиг. 1. Снимка на капка от ПВА разтвор върху тъкан "Деним"

Анализ на получените резултати
Резултатите от измерването на електропроводимостта на разтворите са представени на фигура 2:

Фиг. 2. Електропроводимост на изследваните разтвори
Както се вижда от графиката, добавките променят електропроводимостта на разтвора. С прибавянето на добавка SРA, тя се повишава, докато при добавяне на добавка ВЕЕ - намалява. По литературни данни, гладкостта на влакната се подобрява с увеличаване на електропроводимостта на овлакнявания разтвор, намаляват диаметърът на влакната и склонността към образуване на вретеновидни дефекти [3].
Както може да се види от представените по-долу резултати, видът на добавката оказва влияние и върху вискозитета на разтвора (фигура 3). По-високият вискозитет, до определена критична стойност, води до сближаване на макромолекулите в разтвора, което е необходимо за запазване на непрекъснатостта на струята по време на процеса. При по-нисък вискозитет повърхностното напрежение на разтвора има доминиращо влияние, а това е причина за образуване на дефекти във влакната и понякога за електронапръскване, а не овлакняване.

Фиг. 3. Вискозитет на разтворите
Резултатите, представени на фигура 3 показват, че промяната на вискозитета с добавка SPA е малка и би трябвало да не се отрази върху параметрите на овлакняването. Във всички случаи обаче тези резултати трябва да се разглеждат съвместно с получените за електропроводимостта. При добавка SPA, както вече бе показано, тя расте. За разлика от това, добавка ВЕЕ значително повишава вискозитета, но намалява електропроводимостта. Това се дължи на различния химичен строеж на двата използвани продукта.
На фигура 4 е показано повърхностното напрежение на разтворите. Както се вижда от графиката, то зависи основно от вискозитета. Чрез добавките се променят параметрите на ПВА разтвора - увеличава се вискозитета, респективно намалява повърхностното напрежение, което води до подобряване на предилната способност на разтвора. Най-ниско повърхностно напрежение се наблюдава при разтвора с добавка ВЕЕ, който е и с най-голям вискозитет и най-ниска електропроводимост.

Фиг. 4. Повърхностно напрежение на разтворите
Резултатите от определянето на контактния ъгъл на омокряне при различни видове подложки са представени на фигура 5. И петте вида материали запазват хидрофобните си свойства независимо от използваните разтвори.
Фиг. 5. Контактен ъгъл на омокряне при различните подложки
Повърхността на тъканта от 100% памук изненадващо не се омокря от полимерните разтвори, предназначени за електроовлакняване. Това вероятно се дължи на факта, че тя е претърпяла пълен цикъл на заключително облагородяване, обагрена е с кюпни багрила, а самите разтвори, които се изпитват, са високовискозни. При пробите от алуминиево фолио се наблюдава по-малък контактен ъгъл за разтворите с добавки в сравнение с останалите материали, което се дължи на разтичането на капката по повърхността. Добавките също оказват влияние. Във всички наблюдавани случаи, омокрянето зависи едновременно от вида на добавката и вида на повърхността. Може да се каже, че при тяхното влагане в базовия разтвор, в повечето случаи ъгълът на омокряне намалява, с изключение на подложка памучна тъкан и подлепващ материал. Получените резултати трябва да се вземат пред вид при електроовлакняването до нановлакна и на този етан не могат да бъдат тълкувани еднозначно. Това се дължи на едновременното изменение в различна посока на измерените електропроводимост и вискозитет на полимерните разтвори, както и на изменението на изчисленото по разработената в случая методика за определяне на повърхностното напрежение на капка.
Заключение
В заключение може да се каже, че добавките оказват влияние върху свойствата на разтвори от ПВА. Вискозитетът се увеличава, а повърхностното напрежение намалява. Може да се очаква подобряване на параметрите на получаваните чрез електроовлакняване нановлакна, което ще бъде изследвано в една следваща работа. Влагането на продукта, включващ пчелен восък, води до най-голямо изменение на свойствата на разтвора, поради тази причина първоначално ще се изследва именно процеса на електроовлакняване с тази добавка.
Използвана литература:

1. Deitzel, J.M., J. Kleinmeyer, D. Harris, N.C. Beck Tan, The effect of processing variables on the morphology of electrospun nanofibers and textiles, Polymer 42 (2001), pp. 261-272;

2. Thompson, C.J., G.G. Chase, A.L. Yarin, D.H. Reneker, Effects of parameters on nanofiber diameter determined from electrospinning model, Polymer 48 (2007), pp. 6913-6922;

3. Ramakrishna, S., K. Fujihara, WE Teo, TC Lim, Z. Ma, An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2005;

4. Koski, A., K. Yim, S. Shivkumar, Effect of molecular weight on fibrous PVA produced by electrospinning, Materials Letters, 58 (2004), pp. 493-497;

5. Birdi, K. S., Handbook of Surface and Colloid Chemistry, 3rd ed., CRC Press INC, 2009;




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Определяне на влиянието на вида на добавката върху повърхностното напрежение на разтвори, предназначени за електроовлакняване 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.