Elektrospřádaná vlákna na bázi PVDF a nylonu
Loading...
Date
Authors
Černohorský, Petr
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Polymerní nanovlákna využívané pro konstrukci triboelektrického nanogenerátoru (TENG) a piezoelektrického nanogenerátoru (PENG) jsou nové a perspektivní technologie pro získávání energie. Díky generování elektrické energie na základě mechanického pohybu (deformace) mohou tato vlákna najít uplatnění v oblasti samonapájených elektronických zařízení. V této práci byly pomocí elektrostatického zvlákňování připraveny tři nanovláknité struktury materiálů: čistý polyvinylidenfluorid (PVDF), čistý polyamid-6 (PA6) a jejich mísená kombinace PVDF/PA6. Pro studium vlastností nanovláken byly použity nedestruktivní analýzy jako Ramanova spektroskopie, FTIR, XPS a pozorování pomocí elektronového mikroskopu. Analýzy potvrdily pozitivní vliv elektrostatického zvlákňování polymerů na podporu tvorby vysoce polární krystalické -fáze u PVDF a , –fáze u PA6. Uspořádání struktury nanovláknitého materiálu a jejich defekty byly pozorovány rastrujícím elektronovým mikroskopem (SEM). Dále u materiálů byl měřen kontaktní úhel smáčivosti kapaliny na povrchu a bylo provedeno měření permitivity pro sledování dielektrických vlastností. Popsané výsledky činí mísený materiál PVDF/PA6 velice perspektivním pro další zkoumání v oblasti nanogenerátorů a funkčních textilů.
Polymer nanofibers used for the construction of triboelectric nanogenerator (TENG) and piezoelectric nanogenerator (PENG) are new and promising technologies for energy recovery. Thanks to the generation of electrical energy based on mechanical movement (deformation), these fibers can find application in the field of self-powered electronic devices. In this work, three nanofibrous structures of materials were prepared by electrostatic spinning: pure polyvinylidene fluoride (PVDF), pure polyamide-6 (PA6) and their mixed combination PVDF / PA6. Non-destructive analyzes such as Raman spectroscopy, FTIR, XPS and electron microscopy were used to study the properties of nanofibers. Analyzes confirmed the positive effect of electrostatic spinning of polymers on the support of the formation of highly polar crystalline -phase in PVDF and , -phase in PA6. The structure arrangement of the nanofibrous material and their defects were observed by scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the contact angle of the wettability of the liquid on the surface was measured for the materials, and the permittivity was measured to monitor the dielectric properties. The described results make the mixed material PVDF / PA6 very promising for further research in the field of nanogenerators and functional textiles.
Polymer nanofibers used for the construction of triboelectric nanogenerator (TENG) and piezoelectric nanogenerator (PENG) are new and promising technologies for energy recovery. Thanks to the generation of electrical energy based on mechanical movement (deformation), these fibers can find application in the field of self-powered electronic devices. In this work, three nanofibrous structures of materials were prepared by electrostatic spinning: pure polyvinylidene fluoride (PVDF), pure polyamide-6 (PA6) and their mixed combination PVDF / PA6. Non-destructive analyzes such as Raman spectroscopy, FTIR, XPS and electron microscopy were used to study the properties of nanofibers. Analyzes confirmed the positive effect of electrostatic spinning of polymers on the support of the formation of highly polar crystalline -phase in PVDF and , -phase in PA6. The structure arrangement of the nanofibrous material and their defects were observed by scanning electron microscopy (SEM). Furthermore, the contact angle of the wettability of the liquid on the surface was measured for the materials, and the permittivity was measured to monitor the dielectric properties. The described results make the mixed material PVDF / PA6 very promising for further research in the field of nanogenerators and functional textiles.
Description
Keywords
Polymerní nanovlákna, trendy polymerních nanovláken, nanogenerátory, PVDF, PA6, elektrostatické zvlákňování, SEM, Ramanova spektroskopie, FTIR, XPS, hydrofobicita a hydrofilie, permitivita., Polymer nanofibers, trends of polymer nanofibers, nanogenerators, PVDF, PA6, electrospinning, SEM, Raman spectroscopy, FTIR, XPS, hydrophobicity and hydrophilicity, permittivity.
Citation
ČERNOHORSKÝ, P. Elektrospřádaná vlákna na bázi PVDF a nylonu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Jiří Kazelle, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Vyroubal, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Miroslav Zatloukal (člen)
prof. Ing. Zdeněk Pokorný, Ph.D. (člen)
Ing. Ladislav Chladil, Ph.D. (člen)
Ing. Helena Polsterová, CSc. (člen)
Date of acceptance
2021-06-09
Defence
Student seznámil státní zkušební komisi s cíli a řešením závěrečné vysokoškolské práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta a komise.
Otázky komise k obhajobě:
1. Je materiál při směčecím úhlu 76° hydrofilní?
2. Jak byste povrch použitého materiálu upravil aby měl lepší smáčivost?
3. Je možné vytvořit použitelný kopolymer?
4. Směšování probíhalo jednou nebo více jehlami?
5. Jak jste měřil výslednou permitivitu?
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení