การประดิษฐ์เครื่องปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิต : รายงานโครงการสิ่งประดิษฐ์

Abstract

เครื่องปั่นเส้นใยด้วยไฟฟ้าสถิตสามารถผลิตเส้นใยที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมากระดับนาโนเมตรได้ ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้มีลักษณะเป็นแผ่นผ้าที่ไม่ได้ทอ มีอัตราส่วนของพื้นผิวต่อปริมาตรของเส้นใยสูง มีรูพรุนขนาดเล็กมาก จึงสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อย่างมากมาย เช่น ควบคุมการปลดปล่อยยา วัสดุตกแต่งแผล ทำแผ่นเยื่อกั้นเพื่อใช้ในการกรองในอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นต้น การทำงานของเครื่องปั่นเส้นใยนี้ประกอบไปด้วย เครื่องจ่ายไฟฟ้าแรงสูงที่สามารถปรับค่าปริมาณศักย์ไฟฟ้าได้ตั้งแต่ 0 ถึง 30 กิโลโวลต์ จะจ่ายศักย์ไฟฟ้าให้แก่สารละลายพอลิเมอร์โดยในโครงการนี้ใช้สารละลายไนลอน 6 ในกรดฟอร์มิกเข้มข้น 85% ซึ่งบรรจุอยู่ในหลอดฉีดยาชนิดแก้ว โดยมีเข็มฉีดยาทำหน้าที่เป็นอิเลคโทรด และควบคุมการไหลของสารละลายพอลิเมอร์โดยใช้ตัวปรับควบคุมการไหลของก๊าซไนโตรเจน เมื่อศักย์ไฟฟ้ากำลังสูงที่ไห้กับสารละลายไนลอน 6 สามารถเกิดแรงทางไฟฟ้าสูงกว่าแรงตึงผิวของสารละลายไนลอน 6 จะทำให้หยดของสารละลายที่บริเวณปลายเข็มฉีดยาเกิดการยืดตัวออก มีลักษณะรูปร่างเป็นรูปทรงกรวยและเกิดเป็นเส้นใยที่พุ่งออกจากปลายของทรงกรวยนั้น หลังจากนั้นจะแตกเป็นเส้นฝอย ได้เส้นใยไนลอน 6 ที่มีขนาดเล็กในช่วงประมาณ 60 ถึง 230 นาโนเมตรบนแผ่นอลูมิเนียมที่รองรับเส้นใย ซึ่งมีขนาดของเส้นใยที่ปั่นได้จะเพิ่มขึ้นตามความหนืดของสารละลายที่เพิ่มขึ้น