Effects of Temperature and Carbon Nanocapsules (CNCs) on the Production of Poly(D,L-lactic acid) (PLA) Nonwoven Nanofibre Mat

• Autorzy: Chien H S , Wang C

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury i nanokapsułek węglowych (CNCs) na produkcję mat wykonanych z nanowłókien PLA

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Solution viscosity can be regarded as the most important factor in determining the morphology of the product obtained in electrospinning. Viscosity can be adjusted for a given solution by tuning the solution temperature or by adding fillers to the solution prepared. The electrospinning of PLA solution was performed at a temperature ranging from 25 to 100 °C to determine the effects of temperature on fiber morphology. For the solution of sufficiently high entanglement density (i.e., 20 wt%), the as-spun fiber diameter was in the range of 330 ± 20 nm because the electrospinning was conducted at elevated temperatures. In contrast, for the solution without sufficient entanglement density (i.e., 13 wt%), the solution entanglement density was enhanced by the addition of fillers, which caused the as-spun fibers to become smooth. The fiber diameter obtained was in the range of 90 ± 10 nm. By varying the solution temperature, the chain entanglement status existing in the solution remained intact. In contrast, the chain entanglement density could be enhanced by the addition of fillers. However, both temperature and fillers significantly altered the solution viscosity. Therefore a complete understanding of the temperature and filler effect on the solution and electrospinning gave rise to a feasible route for manipulating the as-spun fiber diameter.

PL

Lepkość roztworu można uznać za najważniejszy czynnik dla określenia morfologii produktu otrzymanego w procesie elektroprzędzenia. Lepkość może być dostosowana do danego roztworu przez regulację temperatury roztworu lub przez dodanie wypełniaczy do przygotowanego wcześniej roztworu. Elektroprzędzenie roztworu PLA prowadzono w zakresie temperatur od 25 do 100 °C w celu wyznaczenia wpływu temperatury na morfologię włókien. Przy roztworach o wysokim stopniu splatania łańcuchów polimeru (np., 20 wt%), dzięki prowadzeniu procesu przędzenia w wysokiej temperaturze udało się zredukować średnicę włókien do 330 ± 20 nm. Przy mniejszym stopniu splatania łańcuchów polimeru (np. 13 wt%) dodawano wypełniacze i uzyskiwano średnice włókien 90 ± 10 nm. Pełne zrozumienie wpływu temperatury i zastosowanych wypełniaczy na roztwór i proces elektroprzędzenia jest ważny dla otrzymywania określonej średnicy przędzonych włókien.

Słowa kluczowe

EN

nonwovens; nanofibres; carbon nanocapsules

PL

nanowłókna PLA; nanokapsułki węglowe CNCs; produkcja mat

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 21, no. 1 (97)
• Strony: 72--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chien H S

• Department of Chemical Engineering, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan R. O. C.

autor

Wang C

• Taiwan Textile Research Institute, New Taipei City, Taiwan R. O. C.

Bibliografia

• 1. Murugan R, Ramakishna S. Tissue Eng 2007; 13: 1845-1866.
• 2. Lim LT, Auras R, Rubino M. Progress in Polymer Science 2008; 33: 820-852.
• 3. Sill TJ, Recum HA. Biomaterials 2008; 29: 1989-2006.
• 4. Kim K, Yu M, Zong X, Chiu J, Fang D, Seo YS, Hsiao BS, Chu B, Hadjiargyrou M. Biomaterials 2003; 24: 4977-4985.
• 5. Li D, Fery MW, Baeumner AJ. J Membr Sci 2006; 279: 354-363.
• 6. Bhattarai SR, Bhattarai N, Yi HK, Hwang PH, Cha DI and Kim HY. Biomaterials 2004; 25: 2595-2602.
• 7. Huang ZM, Zhang YZ, Kotaki M, Ramakrishna S. Compos Sci Technol 2003; 63: 2223-2253.
• 8. Zong X, Kim K, Fang D, Ran S, Hsiao BS, Chu B. Polymer 2002; 43: 4403- 4412.
• 9. Deitzel JM, Kleinmeyer J, Harris D and Tan NCB. Polymer 2001; 42: 261-272. 10. Doshi J, Reneker DH. J Electrostatics 1995; 35: 151-160.
• 11. Agarwal S, Wendorff JH, Greiner A. Polymer 2008; 49: 5603-5621.
• 12. Gupta D, Venugopal J, Mitra S, Giri Dev VR, Ramakrishna S. Biomaterials 2009; 30: 2085-2094.
• 13. Zhang L, Webster TJ. Nano Today 2009; 4: 66-80.
• 14. Mckee MG, Wilkes GL, Colby RH, Long TE. Macromolecules 2004; 37: 1760- 1767.
• 15. Shenoy SL, Bates WD, Frisch HL, Wnek GE. Polymer 2005; 46: 3372-3384.
• 16. Yu JH, Fridrikh SV, Rutledge GC. Polymer 2006; 47: 4789-4797.
• 17. Wang C, Hsu CH, Lin JH. Macromolecules 2006; 39: 7662–7672.
• 18. uang C, Chen S, Lai C, Reneker DH, Qiu H, Ye Y, Hou H. Nanotechnology 2006; 17: 1558-1563.
• 19. Zhang L, Hsieh YL. Nanotechnology 2006; 17: 4416-4423.
• 20. Wang C, Hsu C H, Hwang ich. Polymer 2008; 49: 4188–4195.
• 21. Reneker DH,Chun I. Nanotechnology 1996; 7: 216-223.
• 22. Zong X, Kim K, Fang D, Ran S, Hsiao BS and Chu B, Polymer 2002; 43: 4403- 4412.
• 23. Lin K, Chua KN, Christopherson GT, Lim S and Mao HQ, Polymer 2007; 48: 6384-6394.
• 24. Zhou H, Green TB and Joo YL, Polymer 2006; 47: 7497-7505.
• 25. Givens SR, Gardner KH, Rabolt JF and Chase DB, Macromolecules 2007; 40: 608-610.
• 26. Wang C, Chien HS, Hsu CH, Wang YC, Wang CT and Lu HA, Macromolecules 2007; 40: 7973–7983.
• 27. Iijima S, Nature 1991; 354: 56-58.
• 28. Iijima S and Ichihashi T, Nature 1993; 363: 603-605.
• 29. Wang C, Chien HS, Yan KW, Hung CL, Hung KL, Tsai SJ and Jhang HJ, Polymer 2009; 50: 6100-6110.