علوم و فناوری نساجی و پوشاک

علوم و فناوری نساجی و پوشاک

بررسی پارامترهای فرایندی مؤثر بر تولید نانوالیاف پلی‌لاکتیک‌اسید به روش دمش محلول با استفاده از روش سطح پاسخ

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی نساجی، پوشاک و مد، واحد قائم شهر، دانشگاه آزاد اسلامی، قائم شهر، ایران. ص پ 163
2 گروه مهندسی نساجی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر ری، امام (ره)، شهر ری، ایران
10.22034/jtst.2026.593126.1565
چکیده
در دهه اخیر، نانوالیاف پلی‌لاکتیک‌اسید (PLA) به‌دلیل زیست‌تخریب‌پذیری، قابلیت تنظیم خواص و کاربردهای گسترده در فرایندهای فیلتراسیون و جذب سطحی، توجه بسیاری را به خود جلب کرده‌اند. بااین‌حال، روش الکتروریسی به‌دلیل نیاز به ولتاژ بالا و محدودیت‌های موجود در مقیاس‌پذیری صنعتی، با چالش‌هایی همراه است. در این پژوهش، تولید نانوالیاف PLA به روش دمش محلول (SBS) بهینه‌سازی شد و نتایج حاصل با روش الکتروریسی مقایسه گردید. به‌منظور بررسی اثر هم‌زمان پارامترهای فرایندی، از طراحی آزمایش Box–Behnken با سه عامل فشار هوا، نرخ تغذیه و غلظت پلیمر استفاده شد. این طراحی شامل ۲۷ ترکیب آزمایشی بود و تحلیل داده‌ها با استفاده از نرم‌افزار Statistica 7.0 انجام گرفت. در این فرایند، سامانه حلال کلروفرم/استون با نسبت حجمی ۳:۱ به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد که افزایش غلظت پلیمر تا wt% ۷ موجب افزایش سریع ویسکوزیته می‌شود. همچنین، تنش سطحی از حدود ۲۶ به mN/m ۳۴ افزایش یافت. بررسی اثر نرخ تغذیه بر قطر نانوالیاف نشان داد که با افزایش نرخ تغذیه، قطر الیاف از حدود ۲۵۰ به nm ۳۵۰ افزایش می‌یابد. در مقابل، افزایش فشار هوا از ۰٫۲ به MPa ۰٫۳ ، قطر نانوالیاف را از حدود ۳۰۰ به nm ۲۰۰ کاهش داد. غلظت‌های ۴، ۶ و wt% ۸ نیز به‌عنوان سطوح اصلی غلظت پلیمر بررسی شدند. در نهایت، مزایا و محدودیت‌های روش SBS در مقایسه با الکتروریسی جمع‌بندی شد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of Process Parameters Affecting Polylactic Acid Nanofiber Production by Solution Blow Spinning Using Response Surface Methodology

نویسندگان English

Maryam Sayari 1
Pieman Valipour 1
Mohammad Ebrahim haidary Golfazani 1
Shirin NourbakhshAlizadeh 2
Siavash. Afrashteh 1
1 Department of Textile Engineering, Apparel, and Fashion, QaS.C.,Islamic Azad University, Qaem Shahr, IRAN, P.O.Box 163
2 Textile Engineering Department, Islamic Azad University, Shahr-e-Rey Campus, located on Imam Khomeini (Rah), Shahr-e-Rey, Iran
چکیده English

In the past decade, polylactic acid (PLA) nanofibers have attracted considerable attention due to their biodegradability, tunable properties, and wide range of applications in filtration and adsorption. However, electrospinning presents challenges because of its high-voltage requirement and limitations for industrial-scale production. In this study, the production of PLA nanofibers by the solution blow spinning (SBS) method was optimized, and the results were compared with those of electrospinning. To analyze the simultaneous effects of process parameters, a Box–Behnken experimental design with three factors—air pressure, feed rate, and polymer concentration—was employed, including 27 experimental runs, and the data were processed using Statistica 7.0 software. A chloroform/acetone solvent system in a 3:1 ratio was selected. The results showed that increasing the concentration to 7 wt% caused a rapid increase in viscosity. Surface tension increased from approximately 26 to 34 mN/m. The effect of feed rate on nanofiber diameter showed that increasing the feed rate increased the diameter from 250 to 350 nm. In addition, increasing the air pressure from 0.2 to 0.3 MPa reduced the diameter from about 300 to 200 nm. Concentrations of 4, 6, and 8 wt% were examined as key cases. Finally, the advantages and limitations of SBS relative to electrospinning were summarized.

کلیدواژه‌ها English

Polylactic acid
solution blowing
nanofibers
electrospinning
optimization

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 30 مرداد 1405

  • تاریخ دریافت 30 تیر 1405
  • تاریخ بازنگری 29 مرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 01 شهریور 1405