Santrifüj üretim ve çözeltiden üfleme yöntemleri ile PVDF tabanlı hava filtresi üretimi ve karakterizasyonu üzerine karşılaştırmalı bir çalışma
Mehmet Durmuş ÇalışırRecep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi, Rize, TürkiyeBu çalışmada, santrifüj üretim (CS) ve çözeltiden üfleme (SB) yöntemleri ile PVDF liflerinin üretimi ve karşılaştırmalı karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. CS yöntemiyle üretilen örneklerde daha pürüzsüz, kalın ve düzgün liflerden oluşan kusursuz yüzeyler elde edilirken, SB yöntemiyle ince ve kıvrımlı lifler ve yoğun lif demeti içeren yüzeyler elde edilmiştir. Ortalama lif çapları CS yöntemiyle üretilen lifler için 0.827 ± 0.365 μm, SB yöntemiyle elde edilen lifler içinse 0.356 ± 0.168 μm olarak ölçülmüştür. Her iki üretim yönteminde de elde edilen PVDF liflerinin büyük oranda β ve az miktarda α fazında olduğu tespit edilmiştir. Aynı miktarda çözelti kullanılarak yapılan üretimlerde benzer kalınlıkta lifli yüzeyler elde edilirken, CS örneğinde yüzeylerin gramajı yaklaşık yarı oranda az olmuştur. İnce lifler ve kalın lif demetleri barındıran SB örneği daha kompakt yapıya sahiptir. Bu nedenle aynı kalınlıklardaki örneklerin filtrasyon verimleri SB için daha yüksek çıkmıştır. Aynı gramajdaki yüzeylerinse benzer hava filtrasyon verimi gösterdiği saptanmıştır. Bu sonuçlar, her iki yöntemin de PVDF liflerinin üretimine uygun olduğunu, CS yöntemiyle daha kalın fakat kusursuz lif üretiminin sağlandığını, üretim yöntemlerinin lif kristal yapısında önemli bir değişim oluşturmadığını göstermektedir. Ayrıca lif çapının, morfolojisinin ve yüzey gramajının filtrasyon performansını önemli ölçüde etkilediği görülmüştür. SB yüzeyinin daha kompakt yapısı yüksek filtrasyon verimi sağlamıştır.
Anahtar Kelimeler: PVDF, Santrifuj üretim, Çözeltiden üfleme, Nanolif, Hava filtrasyonuA comparative study on the production and characterization of PVDF-based air filters by centrifugal spinning and solution blowing methods
Mehmet Durmuş ÇalışırRecep Tayyip Erdogan University, Faculty of Engineering and Architecture, Rize, TurkeyIn this study, PVDF fibers were produced using centrifugal spinning (CS) and solution blowing (SB) methods, and their comparative characterization has been carried out. While defect-free mats composed of smoother, thicker and more uniform fibers were obtained with the CS method, mats containing fine and crimped fibers and highly entangled fiber bundles were produced with the SB method. The average fiber diameters were measured as 0.827 ± 0.365 μm for fibers produced by CS and 0.356 ± 0.168 μm for those obtained by SB. It was determined that the PVDF fibers produced by both methods predominantly exhibited the β-phase with a small amount of the α-phase. In the production where the same amount of solution was used, fiber mats of similar thickness were obtained, while the basis weight of the mats produced by the CS method was approximately half that of the SB samples. The SB samples, containing both thin fibers and thick fiber bundles, exhibited a more compact structure. Therefore, the filtration efficiency of the samples with the same thickness was higher for SB. However, mats with the same basis weight showed similar filtration efficiency. These results indicate that both methods are suitable to produce PVDF fibers. The CS method enables the production of thicker but defect-free fibers, and the production methods do not significantly affect the fiber's crystalline structure. Additionally, fiber diameter, morphology, and basis weight of the mats significantly influence filtration performance. The compact structure of the fibrous mat from SB resulted in a higher filtration efficiency.
Keywords: PVDF, Centrifugal spinning, Solution blowing, Nanofiber, Air filtrationMakale Dili: Türkçe