روشی برای ارتقای کیفی‌ نانوالیاف اکریلیکی

در راستای تهیه‌ی نانوفیلترها

‌
  ‌‌
 

با بررسی پارامترهای مؤثر در مرحله‌ی پایدارسازی حرارتی می‌توان عوامل پایین آمدن کیفیت نانوالیاف کربن و یا کربن فعال نهایی را مشخص و در جهت بهبود آن اقدام کرد.

محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری شرکت پژوهشی ایده‌های نو، با بهره‌گیری از فن‌آوری نانو، راه‌حل مناسبی برای بهبود کیفیت خواص نانوالیاف کربن و کربن فعال، پیشنهاد کردند.

به گزارش ایسنا، مهندس «درنا اسرافیل‌زاده»، توجه در انتخاب پارامترهای مرحله‌ی پایدارسازی حرارتی نانوالیاف اکریلونیتریل را جهت تولید نانوالیاف کربن و نانوالیاف کربن فعال لازم دانسته و افزود: با بررسی پارامترهای مؤثر در مرحله‌ی پایدارسازی حرارتی می‌توان عوامل پایین آمدن کیفیت نانوالیاف کربن و یا کربن فعال نهایی را مشخص و در جهت بهبود آن اقدام کرد.

‌به‌همین دلیل، این پژوهشگر، ابتدا «نانوالیاف اکریلو نیتریل» مخصوص را که برای تولید الیاف کربن و کربن فعال بکار می‌رود به ‌کمک دستگاه «الکترواسپینینگ» تولید کرده، سپس رفتار حرارتی نانوالیاف مورد نظر را توسط دستگاه DSC تحت بررسی خصوصیات گرمایی قرار داده و به وسیله‌ی کوره‌ی دارای قابلیت کنترل دمایی، این نانوالیاف را تثبیت حرارتی کرده است.

نمونه‌های مجزا در دماها و زمان‌های مختلف حرارت‌دهی شده‌اند تا بدین‌وسیله اثر دما و  در این فرایند مورد بررسی قرار گیرد. سپس، تغییرات پیوندهای درون مولکولی نمونه‌های حرارت داده شده با دستگاه FTIR مورد بررسی قرار گرفته و پیوندهای مولکولی، قبل و بعد از حرارت‌دهی تعیین شده‌ا‌ند.

در ادامه با مشاهده پیک‌های مرتبط به پایدارسازی حرارتی و بررسی تفاوت وزن قبل و بعد از فرایند و استفاده از پارامتر« ایندکس» پایدارسازی، بازده این فرایند محاسبه شده است.  .

 نتایج این پژوهش حاکی از آن است که دمای 230 درجه‌سانتی‌گراد و زمان 15 دقیقه، بهترین شرایط جهت پایدارسازی حرارتی بوده و می‌تواند یک «ایندکس» پایدارسازی حرارتی بیش از 85 درصد و حداقل کاهش وزن را ایجاد کند. .

گفتنی است که رفتار حرارتی این مواد، در بازه‌ی 170 تا250 درجه‌ی سانتی‌گراد مورد بررسی قرار گرفته سپس در حوالی 230 درجه سانتی‌گراد، واکنش‌های پایدارسازی حرارتی صورت گرفته است. در این واکنش‌ها زنجیر مولکولی با پیوند سه‌گانه کربن نیتروژن به حلقه‌های آروماتیک دارای پیوند دوگانه کربن نیتروژن تبدیل می‌شود.

 گفتنی است، این الیاف دارای ساختار «آروماتیک» هستند و توانایی تحمل واکنش های کربونیزه شدن در محیط خنثی (600- 1000 درجه سانتیگراد) و فرایند فعال‌سازی در دمای بالا (900- 1000 درجه سانتیگراد) و محیط اکسیدی را دارند.

دانشجوی «دکتری پلیمرهای هوشمند» در ادامه خاطر نشان کرد: محصول نهایی این فرایند می‌تواند در محیط زیست به عنوان نانوفیلتر به کار رود.

این پژوهش که به‌عنوان بخشی از پایان‌نامه‌ی کارشناسی ارشد «درنا اسرافیل‌زاده» و با راهنمایی‌ دکتر «محمد مرشد» و «دکتر حسین توانایی» و دکتر «رعنا سیادت» در دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده.