Electrospinning of thermoplastic polyurethane (TPU) for producing nanofibers

Abstract

Lif, tekstil malzemelerinin oluşturulması için gerekli temel yapı birimidir. Kumaşları,iplikleri ve diğer tekstil malzemelerini oluşturan lifler, son ürünün işlevsellik veperformans özelliklerini belirleyici bir rol oynar. Bu tekstil malzemelerinde, yumuşaktuşe ve yüksek kullanım performansları istenildiğinde ise çoğunlukla ince lifler tercihedilir. Bu ince lifler, mikro ve nano çaptaki liflerdir. Mikro çaptaki lifler günümüzdebirçok üründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Nanolifler, bir micron ve altındaki çapasahip olan lifler olup insan gözü ile görülmesi çok güçtür. Nanolif eldesi için kullanılanen güvenilir ve etkili yöntem ise elektro-üretim (electrospinning) yöntemidir.Bu çalışmada, termoplastik poliüretandan (TPU) nanolif elde etmek için solüsyonelektro-üretim düzeneği ile eriyik elektro-üretim düzeneği kurulmuştur. Solüsyonelektro-üretim düzeneğinde TPU konsantrasyonu, uygulanan voltaj ve iğne ucu iletoplayıcı arası uzaklık değerleri deney değişkenleri olarak kullanılmıştır. Eriyik elektro-üretim düzeneğinde ise işlem sıcaklığı, uygulanan voltaj ve düze ile toplayıcı arasıuzaklık deney değişkenleri olarak kullanılmıştır. ki farklı düzeneğin kullanıldığı TPUliflerinin elektro-üretimi gözlemlenmiştir. Sonuçlar, bu sistemlerle üretilmiş örneklerinve örneklerden alınan taramalı elektron mikro fotoğraflarının (SEM = Scanning ElectronMicrographs) incelenmesi ile, görsel ve istatistiksel olarak yorumlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Elektro-üretim, nanolif, termoplastik poliüretan (TPU)iv

Fibers are the main building blocks of all textile structures. Fabrics, yarns, and othertextiles are constructed by fibers which directly affect the finished products infunctionality and performance. Fine fibers have increasingly been used in textileproducts due to the fact that the handling and performance of yarns and fabricsconstructed by fine fibers are more preferable than the coarse fibers. In terms of fibers,?nano? refers to the diameter of the fiber. Generally speaking, nanofibers have diametersless than one micron and cannot be seen without visual amplification. In the nanometerrange, electrospinning technique has been proved to be convenient, effective and hasbeen used for processing many fibers.In this study, solution electrospinning and melt electrospinning setups were establishedin order to produce nanofibers from thermoplastic polyurethane (TPU). In solutionelectrospinning process solution concentration, applied voltage and distance from tip ofthe needle to collector were used as experimental parameters while in meltelectrospinning process processing temperature, applied voltage and distance fromspinneret exit to collector were used. The electrospinning processes of TPU fibersobtained in two different setups have been observed. Finally the results obtained byevaluating samples which were formed by two different electrospinning setups arediscussed visually and statistically.Key words: Electrospinning, nanofiber, thermoplastic polyurethane (TPU)iii