Pokročilé techniky elektrostatického zvlákňování · Nanofibers and Nanotechnology in...

Pokročilé techniky

elektrostatického zvlákňování

orientace vláken, výroba nití a

bikomponentních vláken atd.

Pokročilé techniky

elektrostatického

zvlákňování

Bikomponentní vlákna

- Koaxiální vlákna (dutá vlákna)

- Vlákna typu strana/strana

Jehlové elektrostatické zvlákňování

Bikomponentní vlákna- Koaxiální vlákna

Jehlové elektrostatické zvlákňování – obvykle je nabíjen jen plášť, jádro je

vytahováno kontaktním třením mezi kapalinami.

Bikomponentní vlákna- Koaxiální vlákna

Jehlové elektrostatické zvlákňování – obvykle je nabíjen jen plášť, jádro je

vytahováno kontaktním třením mezi kapalinami.

https://www.youtube.com/watch?feature

=player_embedded&v=qoE_L6tGHi0

https://www.youtube.com/watch?v=Pfg

W2Jz4BCQ

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=qoE_L6tGHi0

https://www.youtube.com/watch?v=PfgW2Jz4BCQ

Schematic illustration of the setup for electro-spun fibers having core/sheath structure. (a) The spinneret was manufactured from two coaxial capillaries, through which healing agent (core) and polymer solution(sheath) were simultaneously ejected to form a continuous coaxial jet. Two different SEM images of healing agent encapsulated fibrous structures; (b) beads on string and (c) smooth tube, respectively. Inset figure of Fig. (b) and (c) is schematic of corresponding core/sheath structures, respectively. http://braungroup.beckman.illinois.edu/JeongHoPark.html

Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť pomocí


Výroba bikomponentních vláken – jádro-plášť

http://www.spraybase.com/new-products/

http://www.youtube.com/watch?v=IAGy7S6waE8

http://www.youtube.com/watch?v=Qds81ML5JBM

http://www.youtube.com/watch?v=fihWJ7NIaXU

Zvlákňování koaxiálních vláken je výrazně usnadněno, když vnitřní jehla

vyčnívá před vnější jehlu o zhruba polovinu jejího průměru.

Elektrické napětí

Nízké = přerušovaná polymerní tryska a vyskytuje se hodně kapek

Optimální = stabilní Taylorův kužel a kontinuální výsledky zvlákňování

Vysoké = formování více trysek z jednoho zvlákňovacího místa (jehly).

http://www.youtube.com/watch?v=IAGy7S6waE8

http://www.youtube.com/watch?v=Qds81ML5JBM

http://www.youtube.com/watch?v=fihWJ7NIaXU


Alternativa – výroba dutých vláken

http://www.hillsinc.net/images/meltblownfig1.jpg

http://www.mecc.co.jp/en/html/products/spinneret/ultra_co-axial.html


http://www.intechopen.com/books/nanofibers/core-shell-nanofibers-nano-

channel-and-capsule-by-coaxial-electrospinning

Výroba „vícekanálkových“ vláken – jádro-plášť

http://www.electro-spinning.com/multi_spinnerets.html

http://www.intechopen.com/books/nanofibers/core-shell-nanofibers-nano-

channel-and-capsule-by-coaxial-electrospinning

Koaxiální spiner

Slouží pro přípravu koaxiálních dvousložkových nanovláken vytvořených z vláken typu jádro/plášť

Při použití drahých polymerů je výhodou velmi malý objem plnící komory a minimální odpad nezvlákněného materiálu. Vysoká produktivita technologie zaručuje, že téměř veškerý přiváděný zvlákňovaný materiál je zvlákněn.

Možnosti inkorporace látek jako jsou nanočástice a léčivo.

Lucie Vysloužilová, KNT, FT, TUL


Ing. Lucie Vysloužilová


Koaxiální spinerbezjehlový

Slouží pro přípravu koaxiálních dvousložkových nanovláken vytvořených z vláken typu jádro/plášť

Při použití drahých polymerů je výhodou velmi malý objem plnící komory a minimální odpad nezvlákněného materiálu. Vysoká produktivita technologie zaručuje, že téměř veškerý přiváděný zvlákňovaný materiál je zvlákněn.

Možnosti inkorporace látek jako jsou nanočástice a léčivo.


Pokorný, P. Fontánový spinner. Czech Republic Patent PV 2009-425. 2009.

Koaxiální spiner

bezjehlový


Výroba bikomponentních vláken– jádro-plášť

http://www.arsenalmedical.com/technology/axiocore-drug-delivery-platform

http://www.arsenalmedical.com/sites/default/files/Fiber%20Society%202012.pdf


http://www.arsenalmedical.com/technology/axiocore-drug-delivery-platform

http://www.arsenalmedical.com/sites/default/files/Fiber Society 2012.pdf

Všeobecný problém

Potvrzování koaxiality elektrostaticky

zvlákněných vlákenných materiálů.



Z taveniny

http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/8656

Výroba bikomponentních vláken –

strana-strana (side-by-side)

http://download.springer.com/

static/pdf/662/art%253A10.10

07%252Fs10853-014-8431-

9.pdf?auth66=1425896583_1

1fb565e8926b45d06a4ff9f92

5a1f19&ext=.pdf

http://www.intechopen.com/download/get/type/pdfs/id/8656

Výroba bikomponentních vláken –

strana-strana (side-by-side)

The scanning electron microscopy (SEM) image of the electrospun HSPET/PTT nanofibers shown in the graphic indicates that the as-spun fibers have curly and helically crimped fiber morphologies. The average fiber diameter of the HSPET/PTT nanofiber is 800 nm, and the diameter of helix is about 1–1.5 μm, simultaneously the thread pitch of the helical structure is only about 1.5 μm that the whole fiber present a morphology of tight spring.

Výroba bikomponentních vláken – strana-strana (side-by-side)

Řízení orientace vláken -pattering

Řízení orientace vláken – vhodné kolektory

Rotující válec Vibrující deska

Ostrý disk Rámeček

Řízení orientace vláken

Síťový buben

Bodový kolektorVidlice

Řízení orientace vláken - pattering

Rotující válec

1Kolektor jako ROTUJÍCÍ VÁLEC

Nejjednodušší uspořádání.

Vysoká rychlost otáčení – tisíce otáček za minutu

Stupeň uspořádání vláken není vysoký

Orientace vláken v jednom směru znamená rovnost rychlosti ukládání vláken a rychlosti otáčení válce. Menší rychlost válce = náhodná orientace vláken; větší rychlost válce = vlákna mohou být přetrhávána.


http://www.cosmobio.co.jp/export_e/products/cell_tissue_culture/products_hks_20090105.asp?entry_id=1643

Drátěný buben

2

Kolektor jako Drátěný buben

Rychlost otáčení výrazně nižší cca 1ot/min


Drátěný buben

2

Kolektor jako Drátěný buben

Rychlost otáčení výrazně nižší cca 1ot/min


www.clemson.edu

http://www.clemson.edu/ces/lemt/Electrospinning.htm

Ostrý disk

3

Rychlost otáčení v tisících otáček za minutu.


http://www.mecc.co.jp/en/html/products/sd-series.html


Rámeček

4


Vidlice

5


Rastrovaný kolektor

Např. tištěné spoje

Vibrující deska

6

7

Bodový kolektor


Hybridní příze

Jedna z možností výroby

Hybridní příze

http://www.ros.hw.ac.uk/bitstream/10399/2245/1/BazbouzMB_0509_std.pdf

Hybridní přízeVýroba s Nanospiderem

Jirsák, O., Sanetrník, F., Chaloupek, J.: Nanofiber-covered yarns, Chemical

Fibers International 2/2011

Výroba nití pomocí


Zvlákňování na hladinu

Nanofibers and Nanotechnology in Textiles

P. Brown,K Stevens

Výroba nití


Výroba nití


Výroba nití

Dvě trysky proti sobě opačně elektricky nabité


P. Brown,K Stevens

Výroba nití

Dvě trysky proti sobě opačně elektricky nabité

Výroba nití

Zákrut

electrospintech.com

http://electrospintech.com/imageschematics.html

Výroba nití

Zákrut


P. Brown,K Stevens

Výroba nití pomocí elektrostatického zvlákňování – další způsoby


P. Brown,K Stevens


průtah

zákrut



P. Brown,K Stevens

Pokročilé techniky elektrostatického zvlákňování · Nanofibers and Nanotechnology in...

Documents

Transcript of Pokročilé techniky elektrostatického zvlákňování · Nanofibers and Nanotechnology in...