ساخت بومی دستگاه فورس اسپینینگ با قابلیت تولید نانوالیاف

وحید بذرافشان، محقق رشته مهندسی پلیمر دانشکده نفت و مهندسی شیمی واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی درباره اهمیت ساخت این دستگاه، گفت: امروزه نانو الیاف پلیمری کاربرد بسیار فراوانی در عرصه صنعتی و تحقیقاتی دارند. نانو الیاف پلیمری بسیار مورد توجه محققان و صنعتگران در سراسر دنیا قرار گرفته است، به‌طوری که این دانش روز به‌روز در حال پیشرفت است. در حال حاضر بیشتر نانو الیاف با دستگاه الکتروریسی تولید می‌شود که این دستگاه علاوه بر تولید بسیار آهسته الیاف، محدودیت‌هایی در حلال اعم از نوع حلال و غلظت محلول نیز دارد.

این محقق دانشگاهی درباره مزایای دستگاه فورس اسپینینگ در زمینه تولید الیاف، خاطرنشان کرد: دستگاه فورس اسپینینگ حداقل چهار هزار برابر سرعت تولید نانو الیاف را افزایش داده است و می‌تواند از محلول‌هایی با غلظت بالا، نانو الیاف را تولید کند. همچنین به دلیل تولید با سرعت بالا، گرفتگی نازل در این سیستم وجود ندارد. دستگاه فورس اسپینینگ ساخته شده در واحد علوم و تحقیقات، توانایی تولید نانو الیاف در زمان کم با حجم بسیار بالا را داراست که این عامل می‌تواند باعث کاهش هزینه تولید شود.

وی با بیان اینکه دستگاه فورس اسپینینگ برای اولین بار در ایران توسط محققان واحد علوم و تحقیقات تولید شده است، تصریح کرد: نمونه خارجی این دستگاه نیز وجود دارد که فقط در آمریکا تولید می‌شود. محققان ایرانی با ایجاد چندین تغییر در سیستم تولید نسبت به نمونه خارجی، به تولید بومی این دستگاه رسیده‌اند و این دستگاه تولید داخل، به ثبت اختراع نیز رسیده است.

ابعاد تحقیق انجام شده

بذرافشان درباره مراحل تحقیق در زمینه تولید نانو الیاف با ساخت دستگاه فورس اسپینینگ، گفت: این تحقیق شامل ساخت دستگاه، تولید نانو الیاف و محاسبه سرعت تولید الیاف است. در بخش اول با استفاده از نرم‌افزار Solid works نقشه فنی دستگاه طراحی و با توجه به نتایج بررسی شده دستگاه به صورت دقیق ساخته شد. در مرحله دوم، نانو الیاف پلیمرهای پلی وینیل کلراید، پلی متیل متاکریلات، پلی آمید و پلی وینیل پیرولیدون هر یک به صورت مجزا تولید شدند.

بذرافشان که این تحقیق را با عنوان «ساخت دستگاه فورس اسپینینگ و ارزیابی تأثیر پارامترهای محصول تولیدی» با راهنمایی دکتر اردشیر سعیدی و دکتر افشین موسوی انجام داده است، گفت: نتایج به‌دست آمده بیانگر برتری این سیستم نسبت به سیستم‌های موجود است. الیاف تولیدی توسط این دستگاه کاملاً یکدست بوده و دانه‌ای در سیستم مشاهده نشد، ولی در الیافی که با روش‌های دیگر تولید می‌شود دانه‌های بسیاری در تصاویر دیده می‌شود. همچنین الیاف با قطر بسیار پایین در این تحقیق مشاهده شد.

وی افزود: همچنین دستگاه الکتروریسی به دلیل داشتن اختلاف پتانسیل الکتریکی باعث تغییر در ماهیت پلیمر می‌شود که در بعضی کاربردها این مشکل بسیار مهمی است. اما در دستگاه فورس اسپینینگ به دلیل پارامترهای خاص که دارد نه تنها باعث تغییر ماهیت نمی‌شود بلکه از ویژگی‌های ذاتی ماده جهت تولید نانو الیاف استفاده می‌کند.

بر اساس اعلام روابط عمومی واحد علوم و تحقیقات، به گفته این محقق رشته مهندسی پلیمر، با جایگذاری پارامتر مربوط به هر ماده، نرخ سرعت تولید الیاف محاسبه شد که الیاف ماده پلی متیل متاکریلات در حدود یک ثانیه تشکیل شد، علاوه بر این در ماده‌های پلی آمید میانگین قطر الیاف ۵۹ نانو متر و در پلی وینیل پیرولیدون حداقل قطر دریافتی ۱۸ نانو متر مشاهده شد که این نتایج بیانگر عملکرد صحیح دستگاه است.

منبع: ایسنا