ATOMIZACE KAPALIN ULTRAZVUKEM A JEJÍ VYUŽITÍ PŘI SÍŤOVÁNÍ NANOVLÁKEN VEDOUCÍ PRÁCE: ING. LENKA MARTINOVÁ AUTOR: PETRA ŠVRČINOVÁ

CÍL TÉTO PRÁCE optimální podmínky pro ultrazvukovou atomizaci kapalin vytvořit vhodný nebulizační roztok,který je nositelem síťovacího činidla vůči kterému by byla nanovlákenná vrstva z PAA stabilní zvláknit zneutralizovanou kyselinu polyakrylovou nebulizací nanést síťovací činidlo na tuto vrstvu a teplem vyvolat síťovací reakce ve vlákenné vrstvě

ATOMIZACE ULTRAZVUKEM nebulizér je napájen elektrickou energii energie je pomocí piezoelektrického krystalu uvnitř konvertoru přeměněná na mechanické kmitání kmitání rozrušuje mezimolekulové vazby kapaliny kapalina začne být tlačená nahoru a vznikne malý gejzír tato akce vytváří miliony mikroskopických částic – tvorba nízkoviskózní mlhy mlha je vynesena na vzorek pomocí proudu vzduchu

OVLIVNITELNOST VLASTNOSTÍ NEBULIZAČNÍHO ROZTOKU Povrchové napětí Výška hladiny roztoku v nebulizéru Teplota roztoku Koncentrace roztoku Ohnesorgovo číslo – pro náš roztok je roven 0,1

SUPERABSORBČNÍ MATERIÁL absorbuje a udrží v sobě kapalinu v množství několikrát větším něž je jeho hmotnost kapalinu dokáže zadržet i pod tlakem absorpční kapacita je dána osmotickým tlakem – rozdílem koncentrací iontů uvnitř SAP a v okolním vodném roztoku

Zjištění optimální výšky hladiny v nebulizéru Pro destilovanou vodu je optimální objem 400 ml Pro nebulizační roztok 200 ml Minimální film kapaliny na měniči není vhodný pro životnost nebulizéru

Teplotní závislost Objem vyprodukované mlhy závisí lineárně na teplotě roztoku, avšak životnost nebulizéru klesá se zvyšující teplotou, pro síťující roztok na bázi organických rozpouštědel s nízkou hodnotou Ohnesorgova čísla je dostatečná laboratorní teplota 23°C.

TVORBA NANOVLÁKENNÉ VRSTVY Elektrostatickým zvlákňováním 50% zneutralizované PAA lze vytvořit nanovlákennou vrstvu zředěním směsi vody a ethanolu (1:1). Nanovlákenná vrstva PAA po elektrostatickém zvlákňování.

NEBULIZAČNÍ ROZTOK Vhodný nebulizační roztok pro zesíťování nanovlákenné vrstvy PAA je: 70 % roztok glycerinu v methanolu 10 % roztok glycerinu ve směsi acetonu a methanolu.

ZESÍŤOVÁNÍ NANOVLÁKENNÉ VRSTVY nebulizér o výkonu 1,65 MHz při objemu 200 ml a teplotě 25°C mlha nanesena nejprve 5 min, a posléze 3, 2, 1 min na nanovlákennou vrstvu PAA úbytek nebulizačního roztoku je 8,7 ml/min síťování vzorků v horkovzdušné komoře probíhalo 15 min při 190°C

ZÁVĚRY Nanovlákenná vrstva PAA po nebulizaci jedné minuty z jedné strany vzorku a zesítění v horkovzdušné komoře při 190°C.

HODNOCENÍ NANOVLÁKENNÉ VRSTVY nanovlákenná vrstva z PAA byla úspěšně stabilizovaná proti rozpouštění síťovací reakcí, kdy síťovací komponenta je nanesena nebulizací pomocí ultrazvuku minimální doba nebulizace pro dostačující zesíťování je jedna minuta, mlha nanesená z jedné strany vzorku při delší nebulizaci je však dodáno více síťovadla a tím dochází k lepšímu zachováni struktury vláken

ZESÍŤOVÁNÉ VZORKY PAA PO 12 HOD. VE VODĚ Nanovlákenná vrstva PAA po nebulizaci dvou minut z jedné strany vzorku. Nanovlákenná vrstva PAA po nebulizaci jedné minuty z jedné strany vzorku.

HODNOCENÍ SORPCE absorpční kapacita udává množství kapaliny v gramech absorbované jedním gramem suchého SAP kde M je hmotnost SAP s absorbovanou kapalinou, m je hmotnost suchého SAP před bobtnáním u tenké nanovlákenné vrstvy PAA bylo naměřeno 27,65 g/g u silné (dvojité) vrstvy je sorpce 36,87g/g

DĚKUJI ZA POZORNOST