FILTRAČNÍ VLASTNOSTI NANOVLÁKEN VYROB E NÝCH Z TAVENINY

1. Technická Univerzita v Libereci Technická Univerzita v Libereci FILTRAČNÍ VLASTNOSTI NANOVLÁKEN VYROBENÝCH Z TAVENINY SEMESTRÁLNÍ PRÁCE Nyazik Annayeva

2. Cíl práce • Prozkoumání možnosti přípravy elektrizovaných nanovlákenných filtrů z taveninyPP a PL. • Zjišťění vlivu vlhkosti na stabilitu filtrační účinnosti nanovláken.

3. TEORETICKÁ ČÁST • Nanovlákna – vlákna, jejichž průměr se pohybuje v submikronové oblasti, v rozsahu do 1000 nm. • Elektrostatické zvlákňovánínanovláken je způsob přípravy ultra jemných vláken z polymerního roztoku nebo polymerní taveniny pomocí elektrostatických sil.

4. Elektrostaticky zvláknitelné polymery • Elektrostatické zvlákňování je vhodné pro široký okruh polymerů stejný jako pro konveční zvlákňování • Podstatně častěji jsou zvlákňovány polymerní roztoky. Tento fakt je pravděpodobně dán komplikovanější konstrukcí zařízení a vyšší viskozitou taveniny, která nedovoluje formování tak jemných vláken

5. Filtrace – základní pojmy • Filtr–zařízení sloužící k zadržování nečistot nebo k oddělování pevných látek z kapalín nebo plynů. • Filtrace –proces oddělování dispergované fáze nebo disperzního podílu z plynné, nebo kapalné disperze. Disperzní podíl může být pevný, kapalný, nebo plynný.

6. Druhy filtrace • podle druhu média se rozlišuje filtrace na kapalinovou a plynnou • podle hloubky průniku rozdělujeme filtraci na povrchovou a hloubkovou povrchová hloubková

7. Klasifikace vzduchových filtrů Vzduchové filtry se řadí do následujících skupin: • skupina G hrubé filtry (dle ČSN EN 779) • skupina Fjemné filtry (dle ČSN EN 779) • HEPA, ULPA velmi jemné filtry (absolutní) (dle ČSN EN 1882)

8. Elektrostatické filtry • u elektrostatických filtrů jsou vlákna nabitá elektrostatickým nábojem, který přitahuje zachytávané částice k vláknům. • vrstvy elektrický nabitých vláken se nazývají elektrety, které podstatně zlepšují filtrační vlastnosti těchto materiálu.

9. Elektrostatické filtry • Hlavní výhodou je až dvojnásobné zýšení efektivity, kdy se nemění ostatní parametry filtru (především tlakový spád). • Nevýhodou mohou být problémy se stabilitou náboje a úzký rozsah používaných materiálů. Pro filtry s nábojem umístěným na povrchu vláken lze použít pouze materiály s nízkou povrchovou vlhkostí jako je polypropylen, polyetylen.

10. Experimentální část • vlákennou vrstvu se nepodařilo zvláknit na podkladovou textilii spun-bond (vytvořena vrstva měla vzhled kapek) • zvlákňovali jsme přímo na kovovou elektrodu Problém realizace určeného cíle lze považovat nedokonalost experimentálního boxu Cíl: příprava optimálních vzorků, zjištění průměru vláken a změření intenzity elektrického pole na povrchu vláken v průběhu působení vlhkosti (76% RH)

11. Zvlákňovací zařízení - laboratorní spinner • A - elektroda • B - protielektroda • C - experimentální box (sklo) • D - polymerní tavenina • T1 - teplota elektrody • T2 - teplota přiváděcího vzduchu

12. Příprava vzorků • Pracoviště: poloprovoz KNT • Použité materiály: PP, PL • Nastavováné parametry: teplota taveniny a vzdálenost elektrod • Sledovaným parametrem při výrobě bylo minimální napětí nutné pro zvlákňování • Celkem bylo připraveno 7 vzorků, ze kterých bylo 5 PP a 2 PL • Nanovlákenné vrstvy byly zvlákněny použitím tzv. tavného laboratorního spinneru

13. Příprava vzorků • Po skončení experimentu byla následně provedená elektrizace vlákenné vrstvy koronovým nabíjením při napětí 30 kV • Transportní podkladové textilii spun-bond • Vzdálenost mezi elektrodami 5 cm • Po nabití se proměřila intenzita elektrického pole pomoci testovacího přístroje Hand E stat • Poté pro zajištění požadované vlhkosti byla vrstva umístěna do exikátoru po dobu 21, resp. 36 dnů • Průměr vláken se zjišťoval po všech výše uvedených experimentech pomoci obrazové analýzy Lucia G

14. Výsledky experimentu Největši průměr vláken má textilie typu spun-bond(podkladovka), nejmenší má PL vyrobený elektrostatickým zvlákňováním

15. Výsledky experimentu Intenzita elektrického pole Největší intenzitu elektrického pole po dobu 36 dnů ma vzorek č. 7 PL, nehledě na vychýlenou hodnotu vzorku č.3 PP. K tomuto vychýlení mohlo dojit kvůli tvorbě kapek na povrchu při zvlákňování

16. ZÁVĚR V současné době zvlákňování z taveniny je problematické vzhledem k nevhodné konstrukci laboratorního spineru. Náboje jednotlivých vláken nebyly změřené, vzhledem k tomu že byla měřena intenzita elektrického pole na ploše zhruba 1 cm2. Vysledky měření byly kladné i záporné. Tento fakt nám brání přesně vyhodnocovat rozdíly mezi měřenými vzorky. Z experimentu vyplývá, že lepších výsledků dosahuje vzorek z polyesteru a dále že u refernčního vzorku typu spun-bond (PP) dochází k rychlejšímu vybijení, což není v souladu se známými fakty. Takovéto podivné chování zatím nelze nějak rozumně odůvodnit.

17. Děkuji vám za pozornost a hezký den...