Vývoj nanovlákenné membrány na bázi polyvinyliden fluoridu (PVDF) pro technické aplikace

Bc. Monika Řebíčková

Master's thesis

Development of nanofiber membrane based on polyvinylidene fluoride (PVDF) for technical applications

Abstract:

Diplomová práce se zabývá přípravou nanovlákenných membrán z PVDF. Vytvoření nanovlákenných vrstev za pomoci poloprovozního zařízení Nanospider předcházelo několik důležitých kroků. V prvním kroku byl vybrán nejvhodnější typ PVDF, kterým byl vyhodnocen PVDF 1015 a to na základě experimentů provedených elektrostatickým zvlákňováním z tyčky. Při elektrostatickém zvlákňování z tyčky byla nalezena optimální receptura pro zvlákňování. Ve všech případech zvlákňování bylo nutné zvýšit vodivost roztoku PVDF. Za vhodná rozpouštědla pro elektrostatické zvlákňování byla na základě laboratorních testů vybrána rozpouštědla DMF a směs DMF/Ac. Druhým krokem bylo optimalizovat rozpouštědla pro PVDF pomocí výpočtu Hansenových parametrů rozpustnosti. Posledním krokem bylo vytvořit nanovlákenné vrstvy na Nanospideru a následně je charakterizovat. Nejúspěšnější experimenty elektrostatického zvlákňování z tyčky byly převáděny na zařízení Nanospider a u vybraných vrstev byly na závěr naměřeny tyto parametry: výška vodního sloupce, kontaktní úhel, střední průměr vláken, průměr největšího a průměrného póru.

Abstract:

Diploma theses deals with the preparation of nanofiber membranes from PVDF. Creation of nanofiber layers with the help of a pilot plant equipment Nanospider was preceded by several important steps. In the first step there was chosen the most suitable type of PVDF. It was the type PVDF 1015, which was evaluated on the basis of experiments conducted by a rod electrospinning. An optimal formulation for spinning was found during the rod electrospinning. In all cases of spinning it was necessary to increase the conductivity of PVDF solusion. DMF and a mixture of DMF/Ac (14/11 vol.) were selected on the basis of laboratory tests and they became suitable solvents for electrospinning. The second step was to optimize the solvents for PVDF by a calculation of Hansen solubility parameters. The final step was to create nanofiber layers by Nanospider and characterize them. The most successful rod electrospinning experiments were transferred to Nanospider where some parameters of chosen layers were finally measured : the height of water column, contact angle, mean fiber diameter, the largest pore diameter and average pore diameter.

Keywords

PVDF, Hansenovy parametry rozpustnosti, elektrostatické zvlákňování, nanovlákna

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 16. 6. 2015
• Supervisor: doc. Ing. Lenka Martinová, CSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Nanotechnology / Nanomaterials