Технологические параметры электроформования водного раствора ПВС

Асп. Дорошенко И.А.

Витебский государственный технологический университет

Полимеры и композиты используются во всех сферах деятельности человека. Для производства всего многообразия необходимых полимерных изделий существует множество способов переработки исходного материала. Мы рассматриваем получение нановолоконного материала электроформованием. Принцип электроформования заключается в следующем: при наложении электрического поля на металлический капилляр с жидкостью (расплавом или раствором полимера) она заряжается. При определенных условиях, в частности, напряженность поля, вязкость, скорость подачи жидкости, поле начинает вытягивать ее в струйку, сечение которой оказывается меньше диаметра капилляра[1]. Решение комплексной задачи, включающей в себя разработку формовочного раствора с минимальным содержанием технологических добавок, оптимизацию процесса электроформования волокон, а так же получение нетканых материалов на основе ПВС и исследование их физико-механических свойств позволит максимально эффективно решить проблему создания новых нетканых материалов[2].

Нами определялось влияние электропроводности, напряжения электрического тока, межэлектродного расстояния и реологических характеристик растворов на структуру нетканых материалов и механические свойства полученных материалов.

При проведении исследования влияния ионообразующей добавки на процесс электроформования, замечено образование капель при включении 1% NaCl (ионообразующей добавки). В случае использования подобных материалов для медицинского и ветеринарного применения, образование капель является положительным эффектом, так как позволяет больший промежуток времени выделять действующие вещества из структуры материала из-за большего времени растворения капель.

Результаты показывают, что с увеличением расстояния и напряжения диаметр волокон уменьшается, однако при высоком напряжении возникает коронный разряд, нарушающий процесс электроформования, так же на расстоянии 300 мм производительность существенно снижается. Следовательно для стабильного волокнообразования оптимальным межэлектродным расстоянием будет промежуток 100–200 мм, напряжение 20–30 кВ.

По итогам работы выявлено, что для получения волокон целесообразно использовать растворы с вязкостью в пределах 250-400 мм2/с. При температуре 14 -17° С вязкость растворов изменяется незначительно. При увеличении температуры до 25 градусов и выше наблюдается существенное падение вязкости. Следовательно, с увеличением температуры можно использовать более концентрированные растворы полимеров при неизменной вязкости, и тем самым увеличить производительность.

Список использованных источников

1, Филатов Ю.Н. (1997), Электроформование волокнистых материалов ( ЭФВ- процесс), Москва, ГНЦ РФ НИФХИ им. Л .Я. Карпова, 1997

2, Ramakrishna S., Fujihara K., Teo W.E., Lim Е.С., Zuwei M. (2005), An Introduction to Electrospinning and Nanofibers, Singapoor, 2005


Опубликовано в сборнике тезисов докладов XLVIII Международной научно-технической конференции преподавателей и студентов, посвящённой 50-летию университета, 2015 г.

УДК 665.9.061