Studium technických možností střídavého elektrického zvlákňování

Ing. Tomáš Kalous

Doctoral thesis

Study of Technical Possibilities of Alternating Electrospinning

Abstract:

Technická univerzita v Liberci je původcem mnoha nápadů a technických řešení, které v průběhu své existence dokázala prostřednictvím svých zaměstnanců proměnit z původní myšlenky do reálného (často průmyslového) nasazení. V souvislosti s textilním průmyslem může být zmíněn například hydraulický a tryskový stav Vladimíra Svatého nebo kolmo kladenou netkanou textilii prof. Radka Krčmy, zakladatele oboru netkaných textilií. Z aktuálnějších úspěchů v oblasti textilu je nutné uvést významný objev zvlákňování z volné hladiny vedoucí k průmyslové výrobě nanovláken pomocí zařízení Nanospider. Výzkum vedený prof. Oldřichem Jirsákem vedl k celé řadě objevů a technických řešení, které daly za vznik rozšířenému spojení Liberec - nanovlákna. Z původního výzkumu vychází mnoho dalších prací realizovaných u nás ale i ve světě. Jedním z pokračovatelů práce je prof. David Lukáš, během jehož vedení jsem na KNT nastoupil na pozici doktoranda. Hlavním přínosem jeho týmu do oblasti nanovláken je objev zvlákňování střídavým proudem neboli AC elektrospinning. Aplikace střídavého elektrického pole na polymerní roztok přináší mnoho nových jevů, které mohou v celé řadě případů vést k zajímavým projevům často definovatelným jako zvlákňování. V rámci této doktorské práce byla technologie AC zvlákňování rozvíjena zejména v souvislosti se zvýšením udržitelnosti procesu zvlákňování a prvotním průzkumem zvláknitelných polymerních roztoků. Při provádění počátečních experimentů bylo zjištěno následující: z roztoků, které spolehlivě zvlákňují pomocí stejnosměrného pole, zvlákňuje jen část pomocí pole střídavého.

Abstract:

Technical university of Liberec is the originator of many ideas and technical solutions, that were transformed (through it´s employees) from the original idea to the real (often industrial) application. Ideas related to the textile industry can be represented by the hydraulic and pneumatic weaving machine developed by Vladimír Svatý or horizontaly layered nonwoven textile from prof. Radko Krčma, founder of the nonwovens field. Recent succes can be represented by the works of prof. Oldrich Jirsak, develpoer of the electrospinning from free surface leading to the Nanospider machine. This research led to many new works done all around the world. One of the successors of Jirsák´s work is prof. David Lukáš. I have joined Department of Nonvowens during his guidance. His main contribution to the field of the nanofibers was development of electrospinning driven by aleternating electric field (AC electrospinning). Application of AC field on polymer solution shows new phenomenons that can in lot cases lead to interesting behaviour that can be sometimes described as spinning. This doctroral thesis dealt with the problems of sustainablity of spinning and initial experiemnts of spinnability of solutions. During the first trials, it was found the following: solutions that work well on direct current electrospinning can cause problems during spinning on AC electrospinning.

Keywords

Zvlákňování střídavým proudem (AC), polyamid 6, stupeň zapletení makromolekul, viskozita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 2. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Pavel Pokorný, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Doctoral programme / field:
Textile Engineering / Textile Technics and Materials Engineering