Elektro lif çekim yöntemi ile nanolif üretimi ve Taguchi deneysel tasarımı ile optimizasyonu
Electrospinning of nanofiber production and optimization with Taguchi experimental design approach
Yazar: AYSUN PINARBAŞI
Danışman: DOÇ. DR. FUNDA CENGİZ ÇALLIOĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Çalışmanın amacı; Taguchi deney tasarımı uygulanarak elektro lif çekimi yöntemi ile en ince ve en üniform Polivinilpirolidon (PVP) esaslı nano liflerin üretimini sağlayacak optimum proses parametrelerinin belirlenmesidir. Tasarlanan deney düzeneğinde elektro lif çekimine etki eden parametrelerden (çözücü çeşidi, polimer konsantrasyonu, voltaj, elektrotlar arası mesafe, çözelti besleme hızı ve nem) yararlanılmıştır.
Taguchi deney tasarımı uygulamasında, amaca uyan faktör ve seviyeler belirlenerek uygun ortogonal dizin seçilmiştir. Taguchi ortogonal dizinleri kullanılarak, hedef değere ulaşmak için yapılan deney sayısı azaltılmış ve daha az deneyle kontrol edilemeyen faktörlerin etkisini de en aza indirgeyen bir deney tasarımı amaçlanmıştır.
Tezin deneysel çalışmalarında, PVP polimeri kullanılarak farklı konsantrasyonlarda (% 10, 12, 14) hazırlanan çözeltilerin iletkenlik, yüzey gerilimi ve viskozite özellikleri ölçülmüştür. Elektro lif çekimi ile üretilen PVP esaslı nano lifli yüzeylerin Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmış, Image J görüntü analiz programı kullanılarak ortalama lif çapı, çap üniformite katsayısı hesaplanmış ve SPSS programı ile çap dağılımı histogram eğrileri oluşturulmuştur. Deney sonuçları, varyans analizi kullanılarak MINITAB programında Taguchi yöntemiyle incelenip yorumlanmıştır. Bu tez çalışmasında, Taguchi deney tasarımı ile deney sayısının azaltılmasıyla zaman ve maliyet bakımından kazanç sağlanması öngörülmektedir.

Abstract:
The aim of this study is the determination of optimum process parameters which will provide the finest and the most unifom Polyvinylpyrrolidone (PVP) based nanofibers production by electrospinning was applied Taguchi experimental design. For the designed experimental setup, parameters (solvent type, polymer concentration, voltage, distance between the electrodes, solution feed rate and humidity) were used which effect the electospinning process.
At Taguchi experimental design application, the appropriate orthogonal array was selected by determining the factors and levels to fit the purpose. The experimental design aimed which provides to be reduced the number of experiments and minimised the effect of uncontrollable factors with less experiments to obtain target value by using Taguchi orthogonal arrays.
In the experimental studies of thesis, PVP polymer was used and conductivity, surface tension and viscosity of the solutions prepared with various concentrations (10, 12, 14 wt %) were measured. Scanning Electron Microscope (SEM) images of electrospun PVP based nanofibrous surfaces were obtained, using Image J image analysis program, average fiber diameter and diameter uniformity coefficient were calculated and diameter distribution histogram curves were formed by SPSS program. Experimental results were analyzed and commented by Taguchi method in MINITAB program with variance analysis. In this thesis study, it is predicted to save in terms of time and cost with decreasing the number of experiments by Taguchi experiment design.