Nanofibrous structure influence to wetting characteristics

Sumit Agarwal

Master's thesis

Abstract:

Důležitými vlastnostmi nanovlákenných materiálů jsou měření charakteristiky smáčitelnosti a měření kontaktního úhlu a to zejména s ohledem a aplikaci těchto materiálů v oblasti medicíny, ochranných oděvů atd. Studium charakteristik smáčení a měření kontaktního úhlu jsou ve své podstatě velmi komplexní a to zvláště pro porézní materiály. Obecně je charakterizace samovolnéhop pronikání kapalin do nanovlákenných materiálů velmi obtížná pro relativně drsný povrch a velmi porézní strukturu. Tato diplomová práce se zabývá studiem vzlínání kapaliny do elektricky zvlákněných materiálů s charakterem netkaných textilií. Jsou zde porovnávány různé sady vzorků: - se změnou plošné hmotnosti; - se změnou průměrů vláken - s kulovitými defekty ve struktuře (defekty typu "korálky na vláknech). Připravené struktury jsou charakterizovány a popisovány nejen podle dynamiky vzlínání kapalin do vzorků nanovlákenných vrstev, ale je zde představen a diskutován i postup odhadu kontaktního úhlu pomocí Washburnovy metody. Výsledky v této práci přináší vhodný základ pro další studium zejména pro konkrétní testování nanovlákenných materiálů používaných či testovaných pro medicínské aplikace.

Abstract:

Wettability and contact angle measurements of nanofibrous materials are important characteristics. It becomes an interesting characteristic for medical application, protective clothing application etc. Wettability and contact angle measurements are very complex in nature mainly for porous materials. Generally, wetting properties characterization is very difficult for rough surface and porous structures. The rough and porous fibrous materials as nonwovens is studied in the diploma thesis. Different structures will be compared as for example samples: - with different surface density; - beaded nanofibers - nanofibers with "defects" - type "pearls-onto-fiber"; - with different average fiber diameter. Prepared structures are beside dynamic of liquid wicking into electrospun nanofibrous materials characterized by dynamic contact angle measurement by Washburn method. The results in this diploma thesis are suitable for further study, especially for specific testing or applications of such nanofibrous materials for medical application.

Keywords

Klíčová slova, Elektrické zvlákňování, smáčení, nanovlákna, kontaktní úhel, dynamika smáčení, průměr vláken, plošná hmotnost.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 8. 2020

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Eva Kuželová Košťáková, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Master programme / field:
Textile Engineering / Nonwoven and Nanomaterials