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

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

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

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

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.

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

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

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.

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.

Experimentální část Cíl: 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)

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

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

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

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

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

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.

Děkuji vám za pozornost a hezký den...