การเพิ่มความแข็งแรงของแผ่นเส้นใยอิเล็กโทรสปันที่มีองค์ประกอบหลักเป็นพอลิ(ไวนิลคลอไรด์)สำหรับการกรองอนุภาคนาโนในน้ำ

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อแสดงวิธีการพัฒนาให้แผ่นเมมเบรนหรือแผ่นเยื่อเส้นใยพอลิเมอร์มีความแข็งแรงมากขึ้นสำหรับการกรองอนุภาคขนาดเล็กในน้ำภายใต้แรงดัน แผ่นเยื่อนี้เตรียมได้โดยวิธีอิเล็กโทรสปินนิ่งเนื่องจากเป็นวิธีที่สามารถผลิตเส้นใยขนาดเล็กในระดับไมโครเมตรหรือนาโนเมตรได้ พอลิเมอร์ผสมที่ใช้คือพอลิอะคริโลไนไตรล์กับพอลิ(ไวนิล คลอไรด์) ซึ่งได้เพิ่มความแข็งแรงเชิงกลได้ด้วย 2 กระบวนการ ได้แก่ การเสริมแรงเส้นใยด้วยท่อนาโนคาร์บอนแบบผนังหลายชั้นโดยทำให้เป็นพอลิเมอร์คอมโพสิต และ การเชื่อมเส้นใยอิเล็กโทรสปันเข้าด้วยกันโดยการนำแผ่นเยื่อที่เตรียมได้ไปอบในบรรยากาศของตัวทำละลายพอลิเมอร์ การอบไอตัวทำละลายในลักษณะนี้ได้ทำให้ชั้นระหว่างเส้นใยที่ติดกันหลอมเชื่อมกันได้และลดการหลุดลอกออกจากกันในขณะที่มีแรงกระทำแผ่นเยื่อ จากผลการเตรียมและการทดสอบสมบัติเชิงกลพบว่าท่อนาโนคาร์บอนปริมาณร้อยละ 1 โดยน้ำหนักเป็นปริมาณเหมาะสมที่ทำให้ค่าความทนแรงดึง (ค่าความแข็งแรงเทนไซล์) และมอดุลัสเพิ่มขึ้นร้อยละ 127 และร้อยละ 175 ตามลำดับ เมื่อเทียบกับแผ่นเยื่อพอลิเมอร์ผสม และที่สำคัญการอบแผ่นเส้นใยด้วยไอตัวทำละลายได้ทำให้ค่าดังกล่าวนี้เพิ่มขึ้นเป็นร้อยละ 205 และร้อยละ 314 นอกจากนี้ในการกรองน้ำพบว่าการมีอยู่ของท่อนาโนคาร์บอนและการอบด้วยไอตัวทำละลายไม่ได้ทำให้ค่าค่าฟลักซ์ของน้ำที่ไหลผ่านแผ่นเยื่อลดลงไปมากนัก (ลดลงเพียงร้อยละ 8 จากเดิม) ในส่วนของการกรองอนุภาคซิงค์ออกไซด์ ไอเอิร์นออกไซด์ และซีเรียมออกไซด์ที่มีขนาดในระดับไมโครเมตรถึงนาโนเมตรนั้น ทำให้ทราบว่าแผ่นเยื่อนี้สามารถนำกลับมาใช้ซ้ำใหม่ได้ และได้พบประสิทธิภาพการกรองที่สูง (ใกล้เคียงกับร้อยละ 100) และแผ่นเยื่อยังแสดงสมบัติการป้องกันอนุภาคเกาะแผ่นเยื่อได้เป็นย่างดีด้วยอัตราการกู้คืนของฟลักซ์ประมาณร้อยละ 93 ในระหว่างการกรองที่ทดสอบทั้งหมด 10 ครั้ง

คำสำคัญ