Příprava polyvinylidenfluoridových vláken pomocí elektrostatického zvlákňování
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
E
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Elektrostatické zvlákňování je jedna z rychle se rozvíjejících metod pro získání vláken velmi malé tloušťky. Využití nanovláken je obrovské a má velký potenciál pro spoustu oborů – v medicíně, biologii, chemii, elektronice, v ochraně životního prostředí, energy-harvestingu… Slibným materiálem pro výrobu vláken se jeví polyvinyliden fluorid (PVDF) pro své skvělé mechanické i chemické vlastnosti, je to látka chemicky inertní, velmi odolná proti tepelnému zatížení. Cílem této bakalářské práce je příprava PVDF vláken metodou elektrostatického zvlákňování a studie vlivu tří různých povrchově aktivních látek na zvláknitelnost PVDF, na uspořádání a tvar vláken, které vznikají při elektrostatickém zvlákňování. Byl studován vliv koncentrace povrchově aktivních látek (1 hm.%; 0,5 hm.%; 0,25 hm.%) na proces zvlákňování při elektrickém napětí 25 kV a 50 kV. Teoretická část popisuje vlastnosti a dělení polymerů a detailně polyvinyliden fluorid (PVDF) jako výchozí materiál. Dále je popsána metoda elektrostatického zvlákňování, včetně procesních podmínek a vnějších parametrů ovlivňujících proces získání vláken. Experimentální část popisuje přípravu vzorků elektrostatickým zvlákňováním a jejich charakterizaci. Byla vyhodnocena tloušťka vláken, jejich vzhled, uspořádání a výskyt defektů při použití jednotlivých surfaktantů. Bylo zjištěno, že použité iontové povrchově aktivní látky ovlivňují tloušťku vláken i jejich morfologii. Byla získána homogenní vlákna s převažujícím uspořádáním v jednom směru, bez defektů.
Electrospinning is one of the rapidly developing methods for obtaining fibers of very small thickness. There is a wide-scale use of nanofibers, and it has a great potential in many fields, such as in medicine, biology, chemistry, electronics, environmental protection, energy-harvesting, and other. Polyvinylidene fluoride (PVDF) appears to be a promising material for fiber production for its excellent mechanical and chemical properties. It is a chemically inert substance, very resistant to thermal stress. The aim of this bachelor thesis is the preparation of PVDF fibers by electrospinning and the study of the influence of three different surfactants on the spinnability of PVDF, on the arrangement and the shape of fibers which are formed during electrospinning. The effect of surfactant concentration (1 wt%; 0.5 wt%; 0.25 wt%) on the spinning process at electrical voltages of 25 kV and 50 kV was studied. The theoretical part describes the properties and the division of polymers and looks at polyvinylidene fluoride (PVDF) as a source material in more detail. Furthermore, the electrospinning method is described, including process conditions and external parameters influencing the process of obtaining fibers. The experimental part describes the preparation of samples by electrospinning and their characterization. Fiber thickness, its appearance, arrangement, and the occurrence of defects when using individual surfactants were evaluated. It was found that the used ionic surfactants affect the thickness of the fibers and their morphology. Homogeneous fibers with a predominant arrangement in one direction, without defects, were obtained.
Electrospinning is one of the rapidly developing methods for obtaining fibers of very small thickness. There is a wide-scale use of nanofibers, and it has a great potential in many fields, such as in medicine, biology, chemistry, electronics, environmental protection, energy-harvesting, and other. Polyvinylidene fluoride (PVDF) appears to be a promising material for fiber production for its excellent mechanical and chemical properties. It is a chemically inert substance, very resistant to thermal stress. The aim of this bachelor thesis is the preparation of PVDF fibers by electrospinning and the study of the influence of three different surfactants on the spinnability of PVDF, on the arrangement and the shape of fibers which are formed during electrospinning. The effect of surfactant concentration (1 wt%; 0.5 wt%; 0.25 wt%) on the spinning process at electrical voltages of 25 kV and 50 kV was studied. The theoretical part describes the properties and the division of polymers and looks at polyvinylidene fluoride (PVDF) as a source material in more detail. Furthermore, the electrospinning method is described, including process conditions and external parameters influencing the process of obtaining fibers. The experimental part describes the preparation of samples by electrospinning and their characterization. Fiber thickness, its appearance, arrangement, and the occurrence of defects when using individual surfactants were evaluated. It was found that the used ionic surfactants affect the thickness of the fibers and their morphology. Homogeneous fibers with a predominant arrangement in one direction, without defects, were obtained.
Description
Citation
HOŠEK, F. Příprava polyvinylidenfluoridových vláken pomocí elektrostatického zvlákňování [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Materiálové inženýrství
Comittee
doc. Ing. Libor Pantělejev, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Klára Částková, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Juliš, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-13
Defence
Vlastní obhajoba bakalářské práce.
Posudek vedoucího práce.
Posudek oponenta práce.
Odpovědi na dotazy oponenta.
Jaké aplikace vláken lze předpokládat? K částečné spokojenosti tazatele.
Proč v teoretické části je rozebírána konvenční světelná mikroskopie? Ke spokojenosti tazatele.
Jak byla měřena průměrná velikost vláken? Ke spokojenosti tazatele.
Co je průměr jehly 17G? K částečné spokojenosti tazatele.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení