Enhancing Yarn Coverage with Electrospun Polyacrylonitrile Nanofibers via the Pin Spinning Method: An Investigation of Influencing Parameters

Document Type : Original Article

Authors
1 مرکز تحقیقاتی پلیمر، دانشکده‌ی مهندسی شیمی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
2 دانشکده ی مهندسی مواد و نساجی، دانشگاه رازی، کرمانشاه
3 گروه مهندسی مواد و نساجی دانشگاه رازی کرمانشاه
Abstract
در این تحقیق به هدف افزایش نظم و انسجام و همچنین افزایش مقاومت مکانیکی نخ نایلون پوشش داده شده با نانوالیاف پلی اکریلونیتریل به روش نوین الکتروریسی پین تولید شد. همچنین در طی این پژوهش به شناسایی و بررسی پارامترهای موثر بر افزایش سرعت و بهینه سازی تولید نانوالیاف الکتروریسی در پوشش دهی مداوم نخ پرداخته شده است. بدین منظور نانو الیاف پلی‌اکریلو‌نیتریل PAN توسط سیستم الکتروریسی به روش ریسندگی پین به کمک یه مخروط ساز چرخان بر روی یک نخ نایلونی ریسیده شد و کمیت‌های موثر در میزان پوشش دهی نانوالیاف و مورفولوژی نخ پوشش داده شده با نانو الیاف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نخ پوشش کاری شده نایلون با افزایش ولتاژ، غلظت بیشتر از محلول ریسندگی، سرعت بالاتر ریسنده، سرعت بیشتر مخروط ساز وجمع کننده افزایش میابد. همچنین افزایش فاصله ی دو الکترود مثبت و منفی نیز میتواند سبب کاهش پوشش دهی نانوالیاف نایلون شود. در این مطالعه نخ نایلونی پوشش داده شده با نانو الیاف پلی-اکریلونیتریل با سرعت 20 سانتی متر بر دقیقه با میزان 588/0 گرم در ساعت به صورت پیوسته با موفقیت تولید شد. این میزان پوشش دهی در مقایسه با الکتروریسی متداول در شرایط مشابهه حدود حدود 10 برابر افزایش تولید را به همراه دارد.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

افزایش میزان پوشش دهی نخ با نانوالیاف پلی اکریلونیتریل الکتروریسی شده به روش ریسندگی با پین و بررسی پارامترهای موثر بر آن

Authors Persian

مسعود مرادی 1
فرزاد دبیریان 2
اله رجبی 1
سپیده حیدری 3
Abstract Persian

This research aimed to enhance the alignment, coherence, and mechanical strength of nylon yarn by coating it with polyacrylonitrile (PAN) nanofibers using an innovative pin electrospinning technique. The study also focused on identifying and analyzing the parameters that influence the efficiency and optimization of continuous electrospun nanofiber coating processes. To achieve this, PAN nanofibers were electrospun onto nylon yarn using a pin electrospinning system equipped with a rotating cone maker. Key factors affecting the coating rate and the morphology of the nanofiber-coated yarn were systematically examined. The results indicated that the nanofiber coating on nylon yarn improved with higher applied voltage, increased spinning solution concentration, faster spinner rotation, and higher speeds of the cone maker and collector. Conversely, increasing the distance between the positive and negative electrodes reduced the extent of nanofiber coating. This study successfully demonstrated the continuous production of nylon yarn coated with PAN nanofibers at a speed of 20 cm/min with a production rate of 0.588 g/h. This represents a tenfold increase in production efficiency compared to conventional electrospinning techniques under similar conditions.

Keywords Persian

Nanofiber
electrospinning
polyacrylonitrile
nylon
coated yarn