Hava filtrasyonu için nanolif üretimi

Abstract

Elektrolif çekimi iyi bilinen fakat son zamanlarda yaygınlaşan bir yöntemdir. Bu çalışmanın amacı, nanoliflerden oluşturulmuş dokusuz yüzeylerin yüksek yüzey alanı/hacim özelliğinden faydalanılarak aerosol filtrelerinde ve yüz maskeleri gibi filtrasyonun gerekli olduğu uygulamalarda kullanılmasını sağlamaktır. Maske kullanımı ile solunum sistemi yoluyla saçılan enfeksiyon kaynağını oluşturan damlacıkların, bakteri ve virüslerin kullanan kişi tarafından etrafa saçılmasını engellenir. Yapılan deneysel çalışmalarda, elektrolif çekim işleminin farklı yönleri incelenmiş ve bu prosesi etkileyen parametrelerin üzerinde çalışılmıştır. Farklı iki elektrolif çekim düzeneği tasarlanarak farklı polimer ile lif morfolojisi ve sistem incelenmiştir. PAN ve PVA polimerlerinden farklı konsantrasyon ve viskozitelerde çözeltiler hazırlanmıştır. Bu çözeltilerden elektrolif çekim yöntemi ile üretilen nanolifli yüzeylerin SEM mikroskobu ile görüntüleri alınmıştır. İşlem değişkenleri olarak viskozite, voltaj değeri, toplayıcı ile besleme ünitesi arasındaki mesafenin etkileri incelenmiştir. Nanoliflerden farklı ağırlıkta dokusuz yüzeyler oluşturularak bu yüzeylerin filtrasyon verimlilikleri ölçülmüştür. Filtrelemede nanolif kullanılmasındaki amaç ince lif ve ince ağ yapısı ile ince partikül filtrasyonu sağlamaktır. İnce lif yapısı ve düzgün dağılımlı yüzeyler ile U15 standart filtrelerden daha etkin filtreleme gerçekleştirilmiştir.

Electrospinning is well-known method, however it is considered relatively new to production of nanofibers. Using nanofiber nonwovens formed surfaces of high surface area/volume characteristics in filtration applications such face masks and aerosol filters is the purpose of this study. Droplets, bacteria and viruses are prevented from scattering around. In the experimental studies examined different aspects of electrospinning process and the parameters affecting this process. Basic electrospinning process and its fundamental aspects were discussed in this work, also process parameters of electrospinning were studied. Two different electrospinning processes were designed, fiber morphology and system were discussed. In the experimental studies, PAN and PVA solutions in different concentrations and viscosities were prepared. SEM images of electrospinned nanofibers were taken. Effect of some process parameters such as viscosity, voltage, the variations in collector and feeding units were observed. Results showed that, increasing viscosity and decreasing feeding unit to collector distance caused thicker nanofiber diameters. Besides, increasing voltage and decreasing feeding unit to collector distance had impact on fiber uniformity causing higher deviations. Different weight nonwoven surfaces were produced and their filtration efficiencies were measured. The purpose of using nanofibes in filtration applications is to provide fine-particle filtration with fine fibers and fine nanofiber webs. By production of thinner fiber diameters and better surfaces, filtration efficieny of nanofiber nonwovens showed better performance than standart U15 filters.