30.04.2024 by Aileen Sammler
ポリアクリロニトリルナノファイバーマットの機械的特性を高める方法
エレクトロスピニングは、ナノファイバーマットを製造するための効率的で柔軟なアプローチとして注目されている。電気紡糸ナノファイバーの機械的効力は、繊維径、繊維配向、マットの空隙率など、ナノファイバーマットの構造的属性を決定する上で極めて重要である。特に、ナノファイバーの高度な配列は、剛性の向上と機械的特性の改善に相関する。
ナノファイバーマットの機械的特性を向上させるためには、これらの繊維間結合を強化するか、あるいは横方向の荷重を管理するための追加的な構造支持を導入することが極めて重要である。これらのナノスケール結合を強化するための重要な課題は、PANナノファイバーの特性に悪影響を与えることなく効果的な結合を形成できる適切なポリマーを選択することである。
(出典 ポリマー｜全文無料｜ポリアクリロニトリルナノファイバーマットの機械的特性を向上させる新しい方法：実験的および数値的調査(mdpi.com))
ポリアクリロニトリル（PAN）ナノファイバーマットの機械的特性の調査に焦点を当てた新しい研究論文がMDPIジャーナルサイトに掲載されましたのでご紹介いたします。PVAをドープしたPANナノファイバーマットの熱安定性と転移を評価するために、NETZSCH 熱重量分析（TGA）と示差走査熱量測定（DSC）の両方を用いた包括的な熱分析を行いました。
実験と数値による検討
本研究では、優れた縦方向の引張強度で知られる配向ポリアクリロニトリル（PAN）ナノファイバーの横方向の機械的特性を、効果的なろ過に不可欠な固有の多孔性を大きく損なうことなく向上させるという課題に取り組む。本研究では、ディップコーティング法によりPANマトリックスに導入したポリビニルアルコール（PVA）の濃度を0.5％、1％、2％と変化させ、PANナノファイバー複合体のドーピング効果を調べた。
包括的な評価技術として、形態学的洞察のための走査型電子顕微鏡（SEM）、横方向および縦方向の機械的試験、熱安定性のための熱重量分析（TGA）（当社製NETZSCH TG 209F1 Libra® ）、熱挙動解析のための示差走査熱量測定（DSC ）を採用した。 NETZSCH DSC 214 Polymaによる示差走査熱量測定（DSC）。
NETZSCH 分析装置による 熱分析により、熱安定性を決定し、熱遷移を特定することで、PVAドープPANナノファイバーマットの材料特性に関する重要な知見が得られた。
