Úvod do elektrostatického zvlákňování. Eva Košťáková KNT, FT, TUL

Podobné dokumenty
Elektrostatické zvlákňování: Výroba polymerních nanovláken a jejich využití v kompozitních materiálechl

Parametry ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování ZVLÁKŇOVACÍ ELEKTRODY NEEDLELESS ELECTROSPINNING

HLADINOVÉ KOAXIÁLNÍ ZVLÁKŇOVÁNÍ PRO MASIVNÍ PRODUKCI NANOVLÁKEN DRUHÉ GENERACE

Fyzikální principy tvorby nanovláken. 1. Úvod. D.Lukáš

Elektrostatické zvlákňování orientace vláken, výroba nití a bikomponentní vlákna. Eva Košťáková KNT, FT, TUL

Flashspinnig, Elecrospinnig, Force spinning

Parametry ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování

Dobrý den vítám vás na dnešní přednášce

Dobrý den vítám vás na dnešní přednášce. Téma přednášky je Flashspinnig, Elektrospinnig, Force spinning další metody zvlákňování polymerů

Interakce mezi kapalinou a vlákenným materiálem

TEXTILNÍ NANOMATERIÁLY

TEXTILNÍ NANOMATERIÁLY. Doc. Ing. Eva Kuželová Košťáková, Ph.D. Katedra netkaných textilií a nanovlákenných materiálů - KNT, FT, TUL

TEXTILNÍ NANOMATERIÁLY

PŘÍKLADY Zařízení pro elektrostatické zvlákňování na trhu

TEXTILNÍ NANOMATERIÁLY

Parametry ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování

Parametry ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování

Výroba polymerních nanovláken (s výjimkou elektrického zvlákňování)

VLIV ELEKTRICKÉ VODIVOSTI KAPALINOVÝCH KOLEKTORŮ NA ELEKTROSTATICKÉ ZVLÁKŇOVÁNÍ DO KAPALINY

Elektrostatické zvlákňování netradiční postupy

Parametry ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování 2.Přednáška LS 2017/18. Eva Kuželová Košťáková KNT, FT, TUL

Výměnné pobyty s US vysokými školami

Elektrické zvlákňování netradiční postupy

Fyzikální principy tvorby nanovláken. 2. Historie. D.Lukáš 2010

1. přednáška Úvod do nanomateriálů a nanotechnologie, úvod do textilních nanomateriálů

Elektrostatické zvlákňování netradiční postupy

UNIKÁTNÍ KNOW-HOW ÚVOD TECHNOLOGIE NANOSPIDER. Nanocleaner je vyráběn na základě dvou patentů:

Závěrečná zpráva o řešení SGS projektu za rok část I. / Final report for SGC project foryear part I.

MECHANISMUS TVORBY PORÉZNÍCH NANOVLÁKEN Z POLYKAPROLAKTONU PŘIPRAVENÝCH ELEKTROSTATICKÝM ZVLÁKŇOVÁNÍM

Výroba chemických vláken I. Příprava ke zvlákňování Zvlákňování Dloužení Fixace Aviváž Tvarování Řezání/ trhání

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

Netkané textilie. Technologie 2

Fakulta textilní TUL

Netkané textilie. Materiály 2

informatiky Liberec 1 tel.: cxi.tul.cz

VÍTÁM VÁS NA PŘEDNÁŠCE Z PŘEDMĚTU TCT

OVĚŘENÁ TECHNOLOGIE typ aplikovaného výzkumu typu Z vzniklý za podpory projektu VG

SOUČASNÉ TRENDY ROZVOJE VYSPĚLÝCH TECHNOLOGIÍ - 2

Výroba polymerních nanovláken (s výjimkou elektrostatického zvlákňování) Eva Košťáková KNT, FT, TUL

Vlákna a textilie na bázi hyaluronanu

Kompozitní nanomateriály Kompozity vyztužené nanovlákennými materiály. Eva Košťáková KNT, FT, TUL

TECHNOLOGIE I (slévání a svařování)

Tlakové membránové procesy

PŘÍPRAVKY NA BÁZI LIGNOSULFONÁTŮ

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií AUTOREFERÁT DISERTAČNÍ PRÁCE

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

1 Nanovlákenné filtry a jejich použití v sanačních technologiích

Studentská 1402/ Liberec 1 tel.: cxi.tul.cz. Technologická zařízení

Materiály pro tkáňové inženýrství

České vysoké učení technické v Praze

Speciální aplikace poznatků ze smáčení. Vzlínání do vlákenných materiálů TNT. Eva Kuželová Košťáková KCH, FP, TUL

Chemie povrchů verze 2013

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Vítám vás jste na přednášce z TCT. Tématem dnešní přednášky je

Nano a mikrotechnologie v chemickém inženýrství. Hi-tech VYSOKÁ ŠKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ V PRAZE ÚSTAV CHEMICKÉHO INŽENÝRSTVÍ

Využití nanomateriálů pro konzervaci mikrobiálních taxonů z životního prostředí

Interakce mezi kapalinou a vlákenným materiálem

Vliv degradace na mechanické vlastnosti nanovlákenných polyesterových materiálů

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ TÉMATA PŘEDNÁŠEK

Vítám vás na přednášce z TCTi Tématem dnešní přednášky bude

Biomateriály na bázi kovů. L. Joska Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

1. Úvod. 2. Popis technologie melt-blown

Hasební látky, aplikace hasební látky. HZS Jihomoravského kraje

Využití technologie inkoustového tisku pro přípravu mikro a nanostruktur I.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

3. FILTRACE. Obecný princip filtrace. Náčrt. vstup. suspenze. filtrační koláč. výstup

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI FAKULTA TEXTILNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

NANOVLÁKNA NA BÁZI HYALURONANU

Analýza aniontových tenzidů v čisticích prostředcích kapilární elektroforézou

Využití nanovlákenné membrány pro ochranu dřevostaveb proti vlhkosti

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

Syntetické polymery pro využití v biomediciálních. aplikacích - využití při léčbě chronických ran. Martin Parkán DiS.

POSTDOKTORANDA VYSOKOŠKOLSKÉHO ÚSTAVU PRO NANOMATERIÁLY, POKROČILÉ TECHNOLOGIE A INOVACE

Interakce mezi kapalinou a vlákenným materiálem

PRŮMYSLOVÉ PROCESY. Přenos hmoty Kolony

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

VÝUKOVÝ MODUL MEMBRÁNOVÝCH PROCESŮ SYLABY PŘEDNÁŠEK TRANSPORT LÁTEK MEMBRÁNAMI MEMBRÁNOVÉ MATERIÁLY

Skupenské stavy látek. Mezimolekulární síly

Příprava nanovlákenných vrstev pomocí electrospinningu

V. Střídavé elektrické zvlákňování

Využití nanotechnologií (a biotechnologií) pro čištění vod

vodič u něho dochází k transportu el. nabitých částic, který je nevratný, dochází ke vzniku proudu a disipaci energie

Kapaliny Molekulové vdw síly, vodíkové můstky

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken

N A N O F O R L I F E

Polymerní vlákna, jejich aplikace, výroba a vlastnosti. Jiří Vacl

Víme, co vám nabízíme

Technologie Nanospider společnosti Elmarco

Superhydrofóbní povrchy

Povrchová integrita z pohledu významných evropských pracovišť

Nanovlákenné vzduchové filtry. Veronika Kuncová

Nanovlákenné membrány jako nosiče léčiv 2. Polyvinylalkohol, chitosan, kyselina (D,L) polymléčná

PROCESS CONTROL MĚŘICÍ A ŘÍDICÍ TECHNIKA. Teplárenské technologie Energetické regulace a bilance Technologické zařízení budov

Zlepšení Viskositního Indexu pomocí polymerů.

Výměna tepla může probíhat vedením (kondukcí), prouděním (konvekcí) nebo sáláním (zářením).

Ústav pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace

TERMÁLNÍ ČIŠTĚNÍ KOVOVÝCH DÍLŮ A NÁSTROJŮ

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti ELEKTROMIGRAČNÍ METODY

Základy pedologie a ochrana půdy

Transkript:

Úvod do elektrostatického zvlákňování Eva Košťáková KNT, FT, TUL

Lidský vlas Bavlněné vlákno

Jednou v podstatě velmi jednoduchou metodou výroby nanovláken je tak zvané Elektrostatické zvlákňování (anglicky Electrospinning) v principu známé již od počátku 20. století. Historický přehled elektrostatického zvlákňování přednáška prof. Davida Lukáše Schematic diagram of Zeleny s set up apparatus. J. Zeleny Physical Review 3 (1914) 69

Základní princip zvlákňování ze stříkačky (z trysky) Taylorův kužel

Zvlákňování z trnu (kovové tyčky) 1- zdroj vysokého napětí, 2- kovová tyčka, 3- kapka polymerního roztoku nebo taveniny, 4- vznikající nanovlákna, 5- uzemněný kolektor zachytávající nanovlákna.

Zvlákňování z válečku - NANOSPIDER SVĚTOVÝ PATENT týmu Technické univerzity v Liberci a firmy Elmarco v roce 2004: Kontinální výroba nanovlákenných vrstev elektrostatickým zvlákňováním TECHNOLOGIE NANOSPIDER Hlavní výhoda výkon www.elmarco.cz; www.nanospider.cz

Makroskopický pohled na vrstvu elektrostaticky zvlákněných nanovláken Zvlákňování z válečku - NANOSPIDER

Vlastnosti elektrostaticky zvlákněných nanovlákenných vrstev -Velký specifický povrch -Vysoká porozita -Malá velikost pórů -Průměr vláken 50 1000 nm -Zvlákňování roztoků nebo tavenin organické, syntetické polymery i biologické polymery

Podmínky ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování nanovláken Materiálové podmínky -Typ polymeru -Jeho molekulová hmotnost a distribuce molekulových hmotností -Rozpouštědlo a koncentrace (pro roztoky) -Teplota (pro taveniny) -Aditiva -Elektrická vodivost roztoku či taveniny -Povrchové napětí, viskozita,.

Podmínky ovlivňující proces elektrostatického zvlákňování nanovláken Procesní podmínky -Uspořádání spinneru (např.menší průměr jehly = jemnější vlákna, nanospider = více trysek = větší výkon) -Použité napětí (např. vyšší napětí = tvorba perličkového efektu) -Vzdálenost od kolektoru -Okolní teplota -Vlhkost -Elektrické vlastnosti podpůrného nosného materiálu (např. antistatická uprava = rovnoměrnější vrstva) -

KONCENTRACE POLYMERU A PRŮMĚR VLÁKEN Koncentrace polymeru má významný vliv na proces elektrostatického vzlákňování a jeho výsledek. Koncentrace ovlivňuje zejména viskozu, ale i povrchové napětí a elektrickou vodivost. Růst koncentrace polymerního roztoku bude při zachování stálých podmínek zvlákňování působit růst průměru elektrostaticky zvlákněných nanovláken. S růstem koncentrace roste viskozita postupně (od určité hodnoty viskozita narůstá významně).

Elektrostatické zvlákňování extrémně zředěných roztoků k tzv. perličkovému efektu. Viskoelastické síly v trysce jsou příliš malé k udržení vlákenné struktury. Rayleighova nestabilita prof. Lukáš V extrému = elektrospraying (např. voda) http://phd.marginean.net/regimes.html

Tvorba perliček (beads) Perličky jsou tvořeny z polymerních roztoků o nízkých koncentrací. = Zvýšení viskozity může vést k odstranění tohoto problému ovšem ne vždy!

Zvýšení napětí vede k odstranění perliček!

Zvýšení koncentrace roztoku vede k odstranění perliček.

Zvýšení rychlosti dodávání roztoku vede ke zvětšení perliček.

PA 6.6 (a) při vzdálenosti elektrod 2cm, (b) při vzdálenosti elektrod 0,5cm.

Vliv na tvorbu perliček nemá jen viskozita ale i vodivost roztoku = použití povrchově aktivních látek (anionaktivních, kationaktivních i neionogenních). Přídavek povrchově aktivní látky vede i k zmenšení průměru vláken.

Morfologie povrchu vláken - hladký povrch nebo porézní povrch Na morfologii povrchu elektrostaticky zvlákněných vláken má vliv: použitý polymer, aplikované napětí, rozpouštědlo a okolní podmínky.

Morfologie povrchu vláken - hladký povrch nebo porézní povrch Příklad PLA chloroform (porézní vlákna), PLA chloroform, DMF (hladká vlákna) Důvod formování porézních vláken je vlastně fázová separace během vytvrzování vláken. Velmi rychlé vypařování rozpouštědla a kondenzace vlhkosti na povrchu vláken = tvorba nanopórů na povrchu vláken. Jen pro velmi těkavá rozpouštědla jako chloform, tetrahydrofuran, aceton atd.

Růst okolní vlhkosti znamená větší póry ve vláknech.

PA 6.6 (a) při vzdálenosti elektrod 2cm, (b) při vzdálenosti elektrod 0,5cm.