Surface Properties of Plasma-Modified Poly(vinylidene fluoride) and Poly(vinyl chloride) Nanofibres

• Autorzy: Krupa A. , Sobczyk A. T. , Jaworek A.

Warianty tytułu

PL

Właściwości powierzchniowe nanowłóknin polimerowych modyfikowanych plazmowo

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents electrospinning technology used for the production of polymer nanofi- brous mats. Surface properties of polymer nanofibrous mats electrospun from poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and poly (vinyl chloride) (PVC), and modified in dielectric barrier discharge (DBD) are presented. The contact angle of the polymer mats un-modified and modified in DBD generated plasma were compared. The plasma modification decreased the contact angle for water from 134° to 40°, for PVDF, and close to zero in the case of PVC. It was also observed that the contact angle decreased with an increase in the discharge power and discharge time, leading to an improvement of adhesion properties of the mat.

PL

Przedstawiono badania właściwości powierzchniowych nanowłóknin polimerowych z PVDF i PVC wytwarzanych metodą elektroprzędzenia i modyfikowanych za pomocą elektrycznego wyładowania barierowego (DBD). Porównane zostały właściwości hydrofobowe mat niemodyfikowanych i modyfikowanych plazmowo. W pracy przedstawiono stanowisko do elektroprzędzenia wielodyszowego, pozwalającego na zwiększenie wydajności produkcji nanowłókniny polimerowej złożonej z jednorodnych włókien o średnicy od 400 do 800nm. Wyładowanie barierowe wytworzono w reaktorze składającym się z dwóch elektrod płasko-równoległych wykonanych z miedzi, zasilanych wysokim napięciem przemiennym o częstotliwości zmienianej w zakresie od 0.5 kHz do 2.3 kHz. Moc wyładowania zawierała się w przedziale od 1.2 W do 5 W. Jako barierę dielektryczną użyto dwóch płytek szklanych umieszczonych na obu elektrodach. Mikroskopowe płytki szklane z naniesioną włókniną umieszczone zostały na dolnej barierze dielektrycznej. Czas wyładowania wynosił 60 lub 120 s. Morfologia włóknin badana była za pomocą SEM. Stwierdzono nieznaczny wpływ wyładowania na morfologię nanowlóknin. Nastąpiła poprawa zwilżalności powierzchni. Badanie kąta zwilżania włókniny dla wody destylowanej wykonano metodą fotograficzną. Wytworzone maty filtracyjne mogą znaleźć zastosowanie do filtracji nanocząstek i cząstek submikronowych np. zarodników grzybów, bakterii, wirusów lub innych zanieczyszczeń nieorganicznych w instalacjach klimatyzacyjnych oraz do filtracji drobnego aerozolu wodnego.

Słowa kluczowe

EN

nanofibrous mat; electrospinning; plasma modification; poly(vinylidene fluoride); poly(vinyl chloride); dielectric barrier discharge

PL

modyfikacja plazmowa; polifluorek winylidenu; poli(chlorek winylu); bariera wyładowania dielektrycznego; nanowłókna polimerowe; metoda elektroprzędzenia; właściwości powierzchniowe; włókna z PVDF; włokna z PVC

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 22, no. 2 (104)
• Strony: 35--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Krupa A.

• Poland, Gdańsk, The Szewalski Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Science

autor

Sobczyk A. T.

• Poland, Gdańsk, The Szewalski Institute of Fluid Flow Machinery, Polish Academy of Science

autor

Jaworek A.

• Poland, Słupsk, Pomerianian Academy, Institute of Physics

Bibliografia

• 1. Doshi J, Reneker DH. Electrospinning process and application of electrospun fibers. Journal of Electrostatics 1995; 35: 151-160.
• 2. Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W E, Lim T Ch, Ma Z. An introduction to electrospinning and nanofibers. In: Word Scientific 2005, Singapore.
• 3. Teo WE, Ramakrishna S. A review on electrospinning design and nanofibre assemblies Nanotechnology 2006; 17: R89-R106.
• 4. Ramakrishna S, Fujihara K, Teo W E, Yong T, Ma Z, Ramaseshan R. Electrospun nanofibers: solving global issues. Materials Today 2006; 9: 40-50.
• 5. Jaworek A, Krupa A, Lackowski M, Sobczyk AT, Czech T, Ramakrishna S, Sundarrajan S, Pliszka D. Nanocomposite fabric formation by electrospinning and electrospraying technologies. Journal of Electrostatics 2009; 67, 2-3: 435-438.
• 6. Jaworek A, Krupa A, Lackowski M, Sobczyk AT, Czech T, Ramakrishna S, Sundarrajan S, Pliszka D. Electrospinning and electrospraying techniques for nanocomposite non-woven fabric production. Fibers and Textiles in Eastern Europe 2009; 17, 4: 77-81.
• 7. Jaworek A, Krupa A, Sundarrajan S, Pliszka D, Ramakrishna S. Mechanical Properties of an Electrospun Polymer Fibre-Metal Oxide Nanocomposite Mat. Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 2: 25-27.
• 8. Neubert S, Pliszka D, Góra A, Jaworek A, Wintermantel E, Ramakrishna S. Focused deposition of electrospun polymer fibers. Journal of Applied Polymer Science 2012; 125: 820-827.
• 9. Sundarrajan S, Pliszka D, Jaworek A, Krupa A, Lackowski M, Ramakrishna S. A novel process for the fabrication of nanocomposite membranes. Journal of Nanoscience and Nanotechnology 2009; 9, 7: 4442-4447.
• 10. Sundarrajan S, Ramakrishna S. Fabrication of nanocomposite membranes from nanofibers and nanoparticles for protection against chemical warfare stimulants. Journal of Material Science 2007; 42: 8400–8407.
• 11. Naim MN, Bakar NFA., Iijima M, Kamiya H, Lenggoro IW. Electrostatic Deposition of Aerosol Particles Generated from an Aqueous Nanopowder Suspension on a Chemically Treated Substrate. Japanese Journal of Applied Physics 2010; 49: 06GH17:1-6.
• 12. Li R, Chen J. Surface modification of poly (vinyl chloride) by long-distance and direct argon RF plasma. Chinese Science Bulletin 2006; 51, 5: 615—619.
• 13. Tendero C, Tixier C, Tristant P, Desmaison J, Leprince P. Plasma surface modification of poly vinyl chloride for improvement of antibacterial properties. Biomaterials 2006; 27: 44–51.
• 14. Wolf R, Sparavigna AC. Role of Plasma Surface Treatments on Wetting and Adhesion, Engineering 2010; 2: 397-402.
• 15. Balazs DJ, Hollenstein C, Mathieu HJ. Surface modification of poly(vinyl chloride) intubation tubes to control bacterial adhesion: teflon-like and pluronics. European Cells and Materials 2002; 3. Suppl. 1: 7-8.