Zvlákňovací elektroda pro výrobu plošného nanovlákenného materiálu

Tomáš Janeček

Bachelor's thesis

Electrode for production of flat nanofibrous material

Anotácia:

Cílem této práce je konstrukční návrh nové přeplavovací elektrody, pro laboratorní výrobu plošného nanonovlákenného materiálu, užitím technologie zvlákňování pomocí střídavého elektrického napětí. Dalším cílem práce je konstrukční návrh vhodného způsobu dopravy polymerního roztoku. Byla provedena rešerše známých typů zvlákňovacích elektrod a principů dopravy polymerního roztoku. Na základě výsledků rešerše bylo zvoleno jako nejvhodnější řešení použití zubového čerpadla. Návrh elektrody byl proveden na základě simulací rozložení intenzity elektrického pole na povrchu elektrody. Elektrická intenzita má významný vliv na zvlákňovací proces a výslednou strukturu nanovláken. Cílem návrhu bylo dosáhnout rovnoměrného rozložení intenzity elektrického pole na povrchu zvlákňovací elektrody, a tím i nanesení homogenní nanovlákenné vrstvy na podkladovou textílii. Další část práce se věnuje konstrukčnímu návrhu nového způsobu dopravy, využívající k čerpání polymerního roztoku zubové čerpadlo. Bylo navrženo nové zvlákňovací zařízení, zajišťující pohon a izolaci čerpadla. Bylo provedeno testování nové přeplavovací elektrody a nového zvlákňovacího zařízení při zvlákňovacím procesu. Vyrobený nanovlákenný materiál byl analyzován elektronovým mikroskopem a bylo provedeno základní měření plošné hmotnosti.

Abstract:

The aim of this work is the design of a new electrode, for laboratory production of planar nanofibrous material, using the technology of spinning using alternating electric voltage. Another goal of the work is the design of a suitable method of transporting the polymer solution. A search of known types of spinning electrodes and principles of polymer solution transport was performed. Based on the results of the search, the use of a gear pump was chosen as the most suitable solution. The design of the electrode was performed on the basis of simulations of the electric field intensity distribution on the electrode surface. The electric intensity has a significant effect on the spinning process and the resulting structure of nanofibers. The aim of the design was to achieve an even distribution of the electric field intensity on the surface of the spinning electrode and thus the application of a homogeneous nanofiber layer on the base fabric. The next part of the work is devoted to the design of a new mode of transport, using a gear pump to pump the polymer solution. A new spinning device was designed to drive and insulate the pump. Testing of a new electrode and a new spinning device during the spinning process was performed. The produced nanofiber material was analyzed by electron microscopy and a basic basis weight measurement was performed.

Kľúčové slová

zvlákňovací elektroda, AC electrospinning, intenzita elektrického pole, plošná nanovlákenná textílie

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 7. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: Ing. Jan Valtera, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Bachelor programme / odbor:
Mechanical Engineering / Mechanical Engineering