Elektrospin yönteminde çevresel parametrelerin nanolif özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of effect of ambient parameters on electrospun nanofiber properties
Yazar: HALİL İBRAHİM İÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN TUĞRUL OĞULATA
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu çalışmada, beş farklı polimer (polieterimid, politrimetilen tereftalat, polyamid 6.6, polisülfon ve polikaprolakton) ve ilgili çözücüleri kullanılarak hazırlanan çözeltilerin, elektrospin yöntemi ile nanolife dönüştürülmesinde çevresel parametrelerin (sıcaklık ve bağıl nem) nanolif çap ve morfolojilerine etkileri incelenmiştir. Çevresel parametre olarak; altı farklı sıcaklık (10 ºC - 35 ºC, 5 ºC aralıkla) ve 6 farklı bağıl nem (20% - 70%, 10% aralıkla) değeri sistematik olarak denenmiş ve 36 farklı çevresel parametre değeri için nanolif üretimi gerçekleştirilmiştir. Çevresel parametrelerle birlikte polimer konsantrasyonu, uygulanan voltaj, birim yük, iğne ucu-toplayıcı arası mesafe, çözücü karışım oranı ve aynı polimer için farklı çözücü kullanımı parametreleri de araştırılmıştır. Üretilen nanolif numunelerinin çap ve morfolojilerini incelemek için alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu kullanılmıştır.  Elde edilen görüntüler bir görüntü analiz programı ile incelenmiş ve ortalama nanolif çapının ve nanolif çapındaki varyasyonun belirlenmesi sağlanmıştır. Ayrıca alınan yüksek büyütmelerdeki görüntüler kullanılarak, nanoliflerin yüzey morfolojileri tespit edilmiştir. Ortalama çap değişimin uygulanan parametre değişimleri ile olan ilişkileri de istatistiksel olarak analiz edilerek doğrulanma işlemi gerçekleştirilmiştir.
Çalışma sonucunda ortam sıcaklığı ve bağıl nemin; ortalama nanolif çapını ve çap varyasyonunu, nanolif kesit şeklini, yüzey pürüzlülüğünü, gözenekliliğini önemli derecede etkilediği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, effect of ambient parameters (temperature and relative humidity) on diameter and morphology of nanofibers produced by electrospinning method from different solutions made by five different polymers (polyetherimide, poly(trimethylene terephthalate), polyamide 6.6, polysulfone and poly(caprolactone)) and their suitable solvents was investigated. Temperature (10 ºC - 35 ºC, 5 ºC intervals) and relative humidity (20% - 70%, 10% intervals) values were examined systematically and nanofibers were produced at 36 different ambient conditions. In addition to ambient parameters, polymer concentration, applied voltage, charge density, tip to collector distance, solvent ratio and solvent type were also investigated. Field emission scanning electron microscope was used for examining of diameter and morphology of the nanofiber samples. FESEM images were analyzed by using a image analyze program and average diameters and diameter variation were determined. Also morphological properties of the nanofibers were determined by using FESEM images with high magnification. The data obtained was subjected to statistical analyses to assess the effects of the parameters on diameter of nanofibers using a statistical software.
The experimental results showed that ambient temperature and relative humidity are effective on diameter and diameter variation, cross section form, surface roughness and porous structure of the nanofibers.