Reologická charakterizace polymerních roztoků s ohledem na kvalitu elektrostatického zvlákňování

Abstract

V dnešní době je výroba nanovlákenných vrstev velmi žádoucí pro své unikátní vlastnosti a jejich potenciální aplikace. Například v lékařství tkáňové inženýrství využívá vlákna jako nosiče buněk. Předností takové nanovlákenné vrstvy je její vysoký specifický povrch spolu s vysokou porézností a průměry vláken dosahujících maximálně stovek nanometrů. Pro výrobu nanovláken existuje řada výrobních procesů, mezi které se řadí i elektrostatické zvlákňování z polymerních roztoků či tavenin. Při něm je polymerní roztok vystaven vnějšímu vysokému napětí a vlivem elektrostatických sil je z povrchové vrstvy roztoku emitováno vlákno, které se přenese ke sběrnému kolektoru dloužením. Reologické chování polymerních roztoků je významným faktorem ovlivňujícím elektrostatické zvlákňování i morfologii vznikajících nanovláken. Tokové chování polymerních roztoků je podmíněno např. druhem užitého polymeru či rozpouštědla, koncentrací roztoku, aditivy a dále mechanickým namáháním či teplotou. Pro charakterizaci tokových vlastností tekutin existuje řada moderních technologií včetně těch, umožňujících měření reologických vlastností v elektrickém poli. Prvořadá pozornost je tudíž v této práci věnována vlivu elektrického pole na reologii polymerních roztoků. V první části práce jsou porovnávána zařízení na měření reologických charakteristik v elektrickém poli. Druhá část práce se pak zabývá vlivem elektrostatického pole na viskozitu polymerního roztoku, stabilitou polymerního roztoku v čase a vlivem přípravy polymerního roztoku na reologické vlastnosti v souvislosti s elektrostatickým zvlákňováním. Prvořadá pozornost je tudíž v této práci věnována vlivu elektrického pole na reologii polymerních roztoků. V první části práce jsou porovnávána zařízení na měření reologických charakteristik v elektrickém poli. Druhá část práce se pak zabývá vlivem elektrostatického pole na viskozitu polymerního roztoku, časovou stabilitou polymerního roztoku v souvislosti s elektrostatickým zvlákňováním. Posledním příspěvkem práce bylo zkoumání magnetoreologii polymerního roztoku s obsahem magnetických nanočástic a vláknotvornost této tekutiny.