تهيه و مشخصه يابي نانوكامپوزيت الكتروريسي پلي اكريلونيتريل/نانولوله هالوزيت در بستر فيلتر ليفي

Fabrication and Characterization of electrospun nanocomposite based on Acrylic /Halloysite nanotubes for fibrous filter media

جداسازي آلاينده‌هاي موجود در هوا، نظير انواع ريزگرد، باكتري و ويروس، نقش مهمي در سلامت انسان دارد. در‌اين‌زمينه پليمراكريليكي با ويژگيهاي مطلوب فراوان مانند قابليتِ الكتروريسي، مقاومت حرارتي و مقاومت شيميايي بالا ازنظر تجاري و علمي به‌عنوان لايه مؤثر در بستر فيلتر ليفي استفاده مي‌شود. در اين مقاله از نانولوله‌هاي هالوزيت، به‌عنوان مادهي ارزان و زيست‌سازگار، به‌منظور بهبود بهرهوري فيلتراسيون در لايه فعال استفاده شد و دو نمونه غشاي پليمراكريليكي و غشاي نانوكامپوزيتي حاوي نانولوله‌هاي هالوزيت به روش الكتروريسي بر روي بستر بيبافت تهيه شد و براي بررسي ساختار و شكل‌شناسي نمونه‌هاي نانو اليافِ توليدشده، آزمون‌هاي طيف‌سنجي مادون‌قرمز (FTIR)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف‌سنجي پراش انرژي پرتو‌ايكس (EDX) به‌كار ‌گرفته ‌شدند. استحكام كششي نمونه‌‌ها با استفاده از آزمون كششي تك‌محور بررسي شد. در‌نهايت، به‌منظور بررسي سنجش بهره‌وري فيلتراسيون، از آزمون ديسپرس ذرات دي‌اكتيل‌فتالات (DOP) بهره برديم. مشاهده شد غشاي نانوكامپوزيتي، باقابليت جداسازي %5/95 ذرات ِ DOP، در مقايسه با غشاي پليمراكريليكي از عملكرد بهتري به‌منظور به‌كارگيري در فيلتر‌هاي هوا و جداسازي آلاينده‌ها برخوردار است. اين لايه مي تواند به عنوان لايه فعال در ماسك تنفسي در توليد ماسك N95 باشد.

Separation of airborne pollutants such as dust, bacteria, and viruses play an important role in humanitarian health. In this field, acrylic polymer with many properties such as electrospinning capability, thermal resistance, and high chemical resistance is attracting scientific and commercial interests as an active layer for fibrous filter media. The aim of this paper is to utilize low cost, natural resource, biocompatible, and high mechanical strength Halloysite nanotubes (HNTs) for improving filtration efficiency. In this regard, acrylic polymer nanofibers were fabricated by solution electrospinning method on nonwoven support with and without HNTs to fabricate nanocomposite and acrylic membrane. The structure and morphology of membranes were examined by Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), electron scanning electron microscopy (SEM), and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX). Furthermore, the mechanical properties of the samples were analyzed using a single-axis tensile test. Finally, in order to evaluate the filtration efficiency measurement, DOP (dispersed oil particle) were utilized. The results reveal that the nanocomposite membrane has a better performance comparing to the acrylic membrane due to the separation of 95.5% of DOP particles