Разработка способа получения микроволокнистых композиционных нетканых материалов методом электроформования

Смирнов Максим Михайлович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ 4
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 11
1.1. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 11
1.2. МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 15
1.3. ФИЛЬТРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 21
1.4. ПРИМЕНЕНИЕ БИОПОЛИМЕРОВ В ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИИ 24
1.5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 26
2. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 30
2.1. ПРОЦЕСС ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ ВОЛОКОН СО СВОБОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРОДА 30
2.2. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 34
2.3. ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ НАНО- И МИКРОВОЛОКОН В ЗАВИСИМОСТИ ОТ
КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА 38
2.4. ТРАНСПОРТИРОВКА РАСТВОРА ВРАЩАЮЩИМСЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ЭЛЕКТРОДОМ В
ЗОНУ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ 42
2.5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ РАСТВОРОВ НА
ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ЭЛЕКТРОДА 47
2.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 52
3. ВЫЯВЛЕНИЕ РЕЦЕПТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ
РАСТВОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЕ 54
3.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ АЛЬГИНАТА НАТРИЯ С ПОЛИВИНИЛОВЫМ
СПИРТОМ И ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА 54
3.2. ВЛИЯНИЕ СВЧ-ОБРАБОТКИ И ПОВЕРХНОСТНО АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ РАСТВОРОВ АЛЬГИНАТА НАТРИЯ С ПОЛИВИНИЛОВЫМ

СПИРТОМ 61
3.3. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА 72
3.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 75
4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ НЕТКАНЫХ
КОМПОЗИЦИОНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЕМ ИЗ РАСТВОРОВ
ПОЛИМЕРОВ 77
4.1. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ ФИЛЬЕРНЫМ СПОСОБОМ 77
4.2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ
ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЯ ИЗ РАСТВОРОВ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА С ДОБАВЛЕНИЕМ УНТ82

4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ 87
4.4. ИССЛЕДОВАНИЯ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ПАРОВ УГЛЕВОДОРОДОВ С ПОМОЩЬЮ НАНО И
МИКРОВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЕМ И

СОДЕРЖАЩИХ УНТ 96
4.5. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОФОРМОВАНИЕМ ИЗ РАСТВОРОВ
ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА И АЛЬГИНАТА НАТРИЯ РАЗЛИЧНЫХ КОМПОЗИЦИЙ 101
4.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 108
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 112
ПРИЛОЖЕНИЯ 121

Во введении представлена общая характеристика работы, обоснована актуальность
темы диссертационной работы, поставлены цели и задачи диссертации, отражены научная новизна, практическая значимость полученных результатов. Представлены сведения об апробации работы, публикации.
В первой главе рассмотрены вопросы, посвященные исследованиям в области элек- троформования. Приведены основные параметры процесса электроформования. Описаны основные известные способы подачи раствора в зону электроформования.
Основными работам по данной теме являются исследования И.В. Петрянова- Соколова по созданию волокнистых фильтрующих материалов («Фильтры петрянова», ре- спираторы типа «Лепесток»), работы Ю.Н. Филатова, а также работы S. Ramakrishna, He Ji-Huan и других зарубежных ученых посвященные фундаментальным исследованиям и разработке новых способов электроформования. Проблемами применения углеродных нанотрубок (УНТ) занимались М.М. Томишко, П.Н. Дьячков, А.Н. Усачев, А.А. Лысенко и другие ученые. Вопросами использования УНТ при электроформировании занимались С.А. Климова, Rafail L. Khalfin, Wael Salalha, Yael Dror, Mária Omastová. Изучением пер- спективных технологий получения полифункциональных лечебных депо-материалов на текстильной и биополимерной (альгинат натрия) основе занимались Г.Е. Кричевский, Н.Д. Олтаржевская и др., исследованиями в области технологий получения материалов для биомедицины и тканевой инженерии на основе биополимеров (хитозан) методом электро- формирования О.А. Иноземцева, Ю.Е. Сальковский, А.Н. Северюхина.
Анализ работ этих и других авторов позволил определить основные направления ис- следования методы исследования и сформулировать задачи исследования. В частности, в работе необходимо определить зависимости свойств растворов и параметров установок
для электроформирования и показателей получаемых волокон, разработать методы полу- чения таких функциональных материалов для фильтрации газов с использованием и ре- шить другие задачи.
Во второй главе описана суть процесса электроформования со свободной поверх- ности вращающегося электрода. Приведены основные этапы процесса. Представлено опи- сание разработанной экспериментальной установки для электроформования с вращаю- щимся электродом. Приведены результаты предварительных исследований на оригиналь- ной установке.
Из проведенных экспериментов следует, что для получения устойчивого процесса волокнообразования необходимо менять частоту вращения подающего цилиндра в зависи- мости от концентрации. При различной частоте вращения цилиндра образуется пленка различной толщины. В связи с этим возникает вопрос о зависимости толщины образую- щейся пленки от скорости вращения цилиндра, глубины его погружения в ванну с раство- ром и других параметров.
Для определения толщины плен- ки раствора полимера на поверхности цилиндра был рассмотрен процесс установившегося вращения цилиндра, полупогруженного в резервуар, запол- ненный несжимаемой вязкой жидко- стью. И с учетом малых окружных скоростей на поверхности цилиндра для решения поставленной задачи был решены частные случаи движения жидкости на поверхности цилиндра: движение нижней погруженной части, как вращение в неограниченном объе- ме жидкости; движение жидкости на переходном участке в зоне забора рас- твора из резервуара и движение пленки раствора на поверхности цилиндра в рабочей зоне электроформования во- локон. На рисунке 1 описана система сил, действующих на элементарный объем жидкости, на поверхности ци- линдра в переходной зоне забора жид- кости из резервуара, при котором жид- кость продолжает вращаться вместе с цилиндром.
Выражение (1) позволяет аналитически оценить количество раствора полимера, за- бираемое цилиндрическим электродом из емкости в рабочую зону, и показывает, как влия- ет скорость вращения и диаметр электрода, глубина его погружения и вязкость раствора на этот параметр.
, (1)
где δ – толщина жидкостного слоя, забираемого цилиндром; ρ – плотность жидкости (рас- твора полимера); μ – динамическая вязкость раствора полимера; – гидравлический ко-
эффициент сопротивления трения; Н – глубина погружения цилиндра в раствор полимера; R – радиус питающего цилиндра; ; =ωR – окружная скорость питающего ци-
линдра; Fнат– сила поверхностного натяжения; α – угол смачивания; – ускорение сво- бодного падения.
Рисунок 1 – Система сил, действующих на элементарный объем жидкости, на поверхности питающего цилиндра в переходной зоне забора жидкости из резервуара, при котором жидкость продолжает вращаться вместе с цилиндром.
– центробежная сила; Fтр. – увлекающая сила равная силе сопротивления трения; F1 – сила вязкого
сопротивления; Fнат. – сила поверхностного натяжения

Достоверность полученного выражения были произведены расчеты толщины пленки для растворов ПММА концентрации 1%, 2.5%, 4%, 5%. Зависимость толщины пленки рас- твора на поверхности цилиндра от скорости его вращения (6, 24, 30 об/мин), а также от концен- трации растворов можно иллю- стрировать следующей диаграм-
мой (рисунок 2).
Как можно видеть по гра-
фику, при постоянной скорости вращения цилиндра зависимость от концентрации почти линейна, тогда как при различных концен- трациях зависимость от скорости линейной не является.
Полученные расчетные данные были проверены экспе- риментально по оригинальной
методике с использованием микрофотографий, отклонение результатов эксперименталь- ных данных от теоретических составило не более 3%.
Третья глава посвящена исследованиям параметров растворов на основе альгинат натрия, поливинилового спирта и полиметилметакрилата с добавками УНТ с растворите- лями. Смеси растворов, которые использовались в экспериментальных исследованиях, приведены в таблице 1.
Рисунок 2 – Зависимость толщины пленки раствора на по- верхности цилиндра от скорости его вращения, а также от концентрации растворов
Растворы полимеров
Таблица 1
Обработка
Раствор
I
II
Полимер/объемное со- держание в растворе
Альгинат натрия, ( АН(C6H7O6Na)n
)
Поливиниловый спирт,
сия)
Полиметилметакрилат, (марка ТОСП ГОСТ
17622-72)
Растворитель / объемный состав, %
Дистиллированная вода
H2O
Дихлорэтан (ClCH2-CH2Cl)/ 25%
Варианты раствора
1 2
3 4
Добавки
– –
– СВЧ- обработка
ПАВ –
ПАВ СВЧ- обработка
Е 401, вязкость 1000,
пр. Shandong
ПВС(C2H4O) n
(марка 20/1 пр. Рос-
Ацетон (диметилкетон) CH3-C(O)-CH3 / 75%
УНТ марки «Таунит МД» пр. Тамбов
Ультразвук
ПММА
Определены характеристики растворов, такие как вязкость, поверхностное натяже- ние, краевой угол смачивания, интенсивность испарения.
Экспериментально выявлено, что для устойчивого процесса электроформования из растворов АН с ПВС значения динамической вязкости не должны превышать 0,4 Па∙с, а значения поверхностного натяжения – 40 мН/м. Для достижения приемлемых значений вяз- кости и поверхностного натяжения все растворы поливинилового спирта и альгината натрия обрабатывались высокочастотным электромагнитным излучением (СВЧ-обработка) с мощ- ностью 30 Вт на протяжении 30 минут. В качестве ПАВ взята смесь анионных и неионоген- ных ПАВ, состоящая из лауретсульфата натрия – 70% и оксида лаурамина – 30%. Содержа- ние поверхностно активных веществ в серии исследуемых растворов использовалось в зна-

(C5O2H8) n

чении 0,5% по массе. Изменение вязкости и поверхностного натяжение растворов АН и
ПВС от воздействия СВЧ-обработки и добавлением ПАВ отображено в таблице 2.
Таблица 2
Сравнение вязкости и поверхностного натяжения смесей растворов АН 2% + ПВС 4%, 6%, 8%, 10% смешанных в пропорциях 25/75, 50/50 и 75/25 в исходном состоянии и после применения СВЧ-обработки и добавки ПАВ
Раствор
АН 2% + ПВС 4% (25/75) АН 2% + ПВС 4% (50/50) АН 2% + ПВС 4% (75/25) АН 2% + ПВС 6% (25/75) АН 2% + ПВС 6% (50/50) АН 2% + ПВС 6% (75/25) АН 2% + ПВС 8% (25/75) АН 2% + ПВС 8% (50/50) АН 2% + ПВС 8% (75/25) АН 2% + ПВС 10% (25/75) АН 2% + ПВС 10% (50/50) АН 2% + ПВС 10% (75/25)
СВЧ-
ИСХ обра- ПАВ ИСХ
ботка
84 68 78,4
170 150 81,2
410 390 82,6 267,1 232 120 96,6 446,8 395 235 98,0 547,9 486 404 99,4 409,6 399 275 98,0 462,8 475 349 99,4 607,8 540 483 102,2 539,1 541 494 102,2 583,9 552 501 104,1 661,8 666 580 104,5
СВЧ-
обработка ПАВ
Вязкость, мПа·с
Поверхностное натяжение, мН/м
81
167
405
Результаты измерений характеристик свойств растворов ПММА с в зависимости от концентрации отражены в таблице 3.
74,2 32,9 79,8 32,9 81,2 32,9 91,9 32,9 92,9 32,9 92,4 32,9 91,0 32,9 90,5 32,9 91,0 32,9 91,9 32,7 91,9 32,7 92,9 32,6 добавлением УНТ
Таблица 3
15,32 21,45 24,68 27,97 32,9 41,32 52,57 55,21 59,32
Результаты измерений параметров растворов ПММА
Раствор
Вязкость, мПа.с
Поверх- ностное натяже- ние, мН/м
Электро- провод- ность, мСм/см
Работа силы ад- гезии, Дж
Интен- сивность испаре- ния, кг / с.м2
Угол сма- чивания, град
ПММА 0,25% ПММА 0,5% ПММА 0,75% ПММА 1% ПММА 1,5% ПММА 2% ПММА 2,5% ПММА 4% ПММА 5%
0,67 23,6 0,81 23,7 2,16 23,8 3,49 23,9 6,73 24,1
16,85 24,3 31,02 24,4 52,40 27,5 74,70 28,1
1,32 0,0372 0,00622 2,97 0,0374 0,0055 4,67 0,0385 0,00481 5,26 0,0392 0,00409 5,59 0,0403 0,00393 6,11 0,0421 0,00378 6,33 0,0445 0,00361 6,51 0,0451 0,00342 7,15 0,0467 0,00335
В четвертой главе описана разработанная
троформования основанная на фильерном способе работы. Рассмотрены технические ха- рактеристики, общая конструкция и принцип работы установки.
Проведены исследования процесса ЭФ на растворах ПММА с УНТ. В исследованиях использовались УНТ марки «Таунит МД» трубчатой структуры. В ходе проведенных предва- рительных исследований установлено, что для получения волокнистых материалов с равно-
экспериментальная установка для элек-
мерным содержанием УНТ по площади образца необходима специальная подготовка раство- ра. Эта подготовка должна обеспечить получение в растворе устойчивой дисперсной системы из раствора полимера и УНТ (Таунит) в качестве частиц твердой фазы. Для этого было пред- ложено использовать ультразвуковую обработку растворов перед их использованием в элек- троформовании. Воздействию ультразвуком подвергались растворы с УНТ и растворы без УНТ с помощью диспергатора УЗГ 13-0.1/22 в течение 20 минут с частотой равной 22 кГц.
Результаты исследований параметров процесса, свойств растворов без и при обра- ботке ультразвуковым излучением (УЗ) и средних диаметров волокон в полученных мате- риалах представлены в таблице 4.
Таблица 4 Характер и параметры процесса электроформования растворов ПММА
Раствор
Вяз- кость, мПа∙с
Поверх-
ностное натяжение, мН/м
Раз- водка, м
Напря- жение, кВ
Средний диа- метр волокон, нм
ПММА 4% 52,4
ПММА 5% 74,7 ПММА 5% + УЗ 26,6
27,5 0,3 45 28,1 0,3 45 28,1 0,3 50
4000-18000 6000-21000 500-1600
500-1600 500-1600
ПММА 5% + УЗ + УНТ 0,025%
ПММА 5% + УЗ + УНТ 0.050%
27,1 28,2
27,2 28,1
0,4 55 0,4 55
В результате проведенных исследований были получены микроструктурные нетка- ные материалы, которые предлагается использовать в качестве фильтров для очистки га- зов. На рисунке 3 представлена микрофотография материала, полученного из раствора ПММА 5% обработанного ультразвуком с добавлением УНТ 0,025%.
Проверка фильтрационной способно- сти материалов проводилась на дыме и па- рах углеводородов. Для испытаний были получены несколько видов материалов. ПММА 5%, ПММА 5% с предварительной обработкой раствора УЗ, ПММА 5% с пред- варительной обработкой раствора УЗ и до- бавлением УНТ, материал из респиратора SPIROTEK VS2200AV и медицинская вата. Подобранные образцы укладывались в кас- сету равномерно, масса каждого из образ- цов – 0,5 грамма. Используемая установка состояла из двух камер, соединенных тру- бой, в которой устанавливалась кассета с фильтрующим элементом. В одной из камер устанавливался источник загрязнения воз- духа, в другой камере (контрольной) уста- навливался датчик, регистрирующий сте- пень загрязнения.
Для каждого образца испытания продолжались 20 минут, в течение которых каждые 30 секунд фиксировались показания,
Рисунок 3 – Микрофотография материала, полу- ченного из раствора ПММА 5% обработанного ультразвуком с добавлением УНТ 0,025%
взвешенные в пробе воздуха частицы загрязнителей с
размерами от PM1 до PM10 (PM –показатель загрязнения атмосферного воздуха, включа-

ющий смесь твердых и жидких частиц, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии; категория PM10 – частицы диаметром не более 10 мкм, PM2.5 – частицы диаметром не бо-
Полученные результаты были представлены на графиках изменения значений PM1, PM2.5 и PM10 (Рисунки 4 – 6).
Рисунок 4 – Изменение концентрации частиц РМ1 (диаметр частиц не более 1 мкм)
Рисунок 5 – Изменение концентрации частиц РМ2.5 (диаметр частиц не более 2,5 мкм)
лее 2,5 мкм, РМ1 – частицы диаметром не более 1 мкм).
Рисунок 6 – Изменение концентрации частиц РМ10 (диаметр частиц не более 10 мкм)
Для оценки эффективности очистки воздуха от летучих углеводородов использова- лась установка, описанная ранее. В качестве источника загрязнения использовалась ванна с ацетоном или уайт-спиритом. Для этого использовался полупроводниковый датчик TGS2600-B00 производитель Figaro (CША). Результаты зависимости концентрации лету- чих углеводородов в воздухе от времени представлены на рисунках 7, 8.
Рисунок 7 – Графики зависимости концентрации паров уайт-спирита от времени
Рисунок 8 – Графики зависимости концентрации паров ацетона от времени
Проведена сравнительная оценка фильтрации воздуха от взвешенных частиц (дыма) и паров углеводородов материалов полученных ЭФ из ПММА 5%, ПММА 5% + УЗ, ПММА 5% + УЗ + УНТ 0.025%, ПММА 5% + УЗ + УНТ 0.05% и материалов, добавленных в качестве сравнения SPIROTEK, медицинскую вату. Установлено, что на улучшение фильтрующих свойств материала оказывает влияние ультразвуковая подготовка растворов, приводящая к получению волокон меньшей толщины, а также использование УНТ. При оценке эффективности фильтрации воздуха от взвешенных частиц (дыма) материалом из ПММА 5% с добавлением УНТ 0,05% по массе было определено, что значения концентра- ции частиц в воздухе контрольной камеры не превышали значений в 160 мкг/м3 для частиц меньше , 800 мкг/м3 для
частиц диаметром не более 1 мкм (PM1)
(PM2.5) и 1000 мкг/м3 для
как материал ПММА 5% без обработки ультразвуком и добавления УНТ показал, что зна- чения концентрации для всех диапазонов частиц могли превышать 3000 мкг/м3 (предел из-
частиц диаметром не бо-
лее 2,5 мкм
частиц диаметром не более 10 мкм
(PM10). Тогда
мерения датчика) за период эксперимента. При оценке очистки воздуха от паров углеводо- родов (уайт-спирит, ацетон) выявлено, что материал с добавлением УНТ по сравнению с аналогичным материалом без его добавления обеспечивает очистку воздуха эффективнее в 1,8 раз. Образец из ПММА 5% + УЗ + УНТ 0.05% показал результаты по очистке воздуха от паров углеводородов и от взвешенных частиц (дыма) на 5-10% лучше, чем ПММА 5% + УЗ + УНТ 0.025%, что говорит о влиянии на эффективность очистки концентрации УНТ в материале. Полученные материалы позволяют достичь более высоких показателей филь- трации превышающих, более чем на 60%, показатели существующих материалов для ре- спираторов (SPIROTEK).
Проведены исследования про- цесса ЭФ на растворах водораствори- мых биополимеров ПВС, АН и их сме- си. Использование биополимеров в процессе электроформования открыва- ет новые перспективы применения на- но- и микроволокнистых материалов в медицине нами были проведены ис- следования использования этого поли- мера в процессе ЭФ. Результаты иссле- дований показали, что предлагаемое нами устройство не позволяет получать волокна из раствора АН, поэтому в дальнейших исследованиях использо- валась смесь растворов АН и ПВС раз- личных композиций. На рисунке 9 представлена микрофотография мате- риала, полученного из раствора АН 2% + ПВС 6% (25/75).
Получены материалы из смеси растворов АН и ПВС. В таблице 5 представлены па- раметры процесса и характеристики растворов, а также средний диаметр волокон.
Таким образом, были получены материалы на основе композиции биополимера АН и ПВС. Эти наноструктурные материалы обладают свойствами водорастворимости и би- одеградируемости. В последующих исследованиях предполагается изучить возможность применения этих материалов в медицинских и косметологических целях.
Таблица 5 Характер и параметры процесса электроформования растворов АН 2% + ПВС 4%,6%,8%
Рисунок 9 – Микрофотография материала, полученного из раствора АН 2% + ПВС 6% (25/75)
АН 2% + ПВС 4% (25/75) АН 2% + ПВС 6% (25/75) АН 2% + ПВС 6% (50/50) АН 2% + ПВС 6% (75/25) АН 2% + ПВС 8% (25/75)
68 32,9 120 32,9 235 32,9 404 32,9 275 32,9
0,3 30
0,4 40
0,4 40 0,4 40 0,4 40
30-130
50-200 150-300 200-400 70-220
подготовленных в пропорциях 25/75, 50/50 и 75/25
Раствор
Вязкость, мПа∙с
Поверх-
ностное натяжение, мН/м
Разводка, м
Напряже- ние, кВ
Средний диаметр волокон, нм

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Разработан экспериментальный стенд для получения нано- и микроволокон методом электроформования. Проведены исследования процесса получения волокон при раз- личном способе подачи прядильного раствора в зону электроформования. Было выяв- лено, что метод электроформования со свободной поверхности вращающегося элек- трода является более производительным по сравнению с фильерным. Это связано с большим количеством очагов струйного течения жидкости в зону электроформования.
2. Описана теоретическая модель транспортировки жидкостной пленки поверхностью вращающегося электрода, частично погруженного в емкость с раствором полимера. Результаты анализа модели подтверждены экспериментальными данными. Установле- на зависимость между толщиной пленки, концентрацией раствора и скоростью враще- ния.
3. Разработана методика определения толщины жидкостной пленки на поверхности вра- щающегося цилиндрического электрода. Экспериментально определена толщина жид- костной пленки на поверхности вращающегося цилиндрического электрода для рас- творов ПММА 1%, 2,5%, 4% и 5% при скоростях вращения электрода равных 6, 24, 30 в минуту.
4. Проведены исследования по определению параметров растворов полимеров Полиме- тилметакрилата (ПММА), Альгината натрия (АН), Поливинилового спирта (ПВС) раз- личных концентраций и смесей растворов ПММА с УНТ, ПВС с АН.
5. Проанализировано влияние использования высокочастотного электромагнитного из- лучения и добавление ПАВ на вязкость и поверхностное натяжение растворов смеси альгината натрия с поливиниловым спиртом. Обработка высокочастотным электро- магнитным излучением уменьшает вязкость на 5,65%, а обработка высокочастотным электромагнитным излучением с добавлением ПАВ на 23,40%. При обработке элек- тромагнитным излучением поверхностное натяжение растворов уменьшается на 7%, тогда как при обработке электромагнитным излучением и добавлении ПАВ процент уменьшения достигает 65%.
6. Предложены составы формовочных растворов и установлены основные параметры процесса электроформования растворов полимеров. Выявлено, что для стабильного протекания процесса, при использовании фильерного способа подачи раствора, необ- ходимы следующие характеристики растворов: вязкость <300 мПа∙с, электропровод- ность 0,31 – 0,39 См/м, поверхностное натяжение <40 мН/см. 7. Определены режимы подготовки растворов и режимы работы установки для электрофор- мирования: для материала, состоящего из ПММА, растворенного в смеси ацетона и ди- хлорэтана в сочетании 3:1 с последующим добавлением УНТ в количестве 0,05%; для ма- териала, состоящего из растворов 2% АН и 6% ПВС смешанных 1:1. 8. Получены новые наноструктурные волокнистые материалы с использованием биопо- лимера (АН+ПВС) и материалы из ПММА, содержащие функциональные присадки УНТ. 9. Проведен микроскопический анализ полученных материалов и изучена их морфоло- гия. Установлено, что из растворов АН 2% + ПВС 6% (25/75) образуются волокна с диапазоном диаметров 50-200 нм, из раствора АН 2% + ПВС 6% (50/50) с диапазоном диаметров 150-300 нм. Что можно объяснить более высокой плотностью АН по срав- нению с ПВС. 10. Предложен способ формирования фильтровальных нетканых материалов из ПММА и УНТ. Способ включает в себя подготовку прядильных растворов для электроформова- ния с использованием ультразвука. 11. Выявлено, что обработка ультразвуком растворов ПММА с УНТ позволяет изменить морфологию получаемых материалов снизить диаметр получаемых волокон, что мо- жет быть связано с уменьшением макромолекул полимера и снижением его вязкости с 74,7 мПа∙с до 27,2 мПа∙с, т.е. в 2,7 раза. 12. Проведена сравнительная оценка эффективности очистки воздуха от взвешенных ча- стиц и паров углеводородов материалами, полученными в результате исследований. Установлено, что лучшие фильтрующие свойства демонстрируют образцы, изготов- ленные из растворов ПММА с добавлением УНТ, прошедших подготовку с помощью ультразвуковой обработки. Содержание взвешенных частиц в воздухе после использо- вания разработанного фильтра более чем в 2 раза меньше, чем после использования аналогов, а паров углеводородов в 1,8 раза меньше после предлагаемого фильтра, чем после использования аналогов. Рекомендации и перспективы дальнейшей разработки темы 1. Полученные результаты могут быть использованы при разработке фильтровальных мате- риалов для очистки газов от аэрозольных и химических примесей различного назначения. 2. Результаты данной работы открывают перспективы для новых исследований в области со- здания композиционных материалов для фильтрации и других целей. В частности, требует дальнейшего изучения влияние ультразвуковой обработки растворов на качественные по- казатели получаемых волокон и производительность технологии электроформования.

Работа посвящена исследованию процесса электроформования, разра-
ботке универсального оборудования для получения нано- и микроструктурных
нетканых материалов методом электроформования, на основе прядильных
растворов различных полимеров, созданию на их основе новых композитных
волокнистых нетканых материалов, на основе которых, в свою очередь, могут
быть созданы новые уникальные продукты представляющую практическую
ценность в области медицины, а также в области фильтрации жидкостей и га-
зов.
Актуальность темы исследования. В настоящее время одним из спо-
собов получения нано- и микроволокон является метод электроформования
(ЭФ) из прядильных растворов. Материалы, полученные электроформованием,
характеризуются малыми размерами сечений самих волокон и малыми разме-
рами межволоконных пространств, что определяет основную область приме-
нения таких материалов в виде различных фильтров.
В качестве основы прядильных растворов для электроформования могут
быть использованы различные полимеры и растворители, выбор которых
очень широк. Свойства получаемых материалов и характеристики процесса их
получения будут во многом определяться физико-химическими свойствами
исходных составляющих раствора, параметрами установок для электроформо-
вания и режимами их работы. Поэтому основным вопросом исследований ста-
новится вопрос об определении таких условий, при которых можно добиться
устойчивого эффективного процесса ЭФ из конкретного вида раствора и оцен-
ка свойств получаемых материалов.
Исследованиями процессов ЭФ занимались многие ученые. Результаты их
работы позволили получить новые материалы и технологии, но многие иссле-
довательские вопросы остаются открытыми, а современное развитие науки и
техники позволяет расширить спектр получаемых материалов. В частности, хо-
рошо известно, что фильтровальные материалы, полученные методом электро-
формования, эффективно применяются при изготовлении промышленных
фильтров для тонкой очистки газов от аэрозольных примесей и пыли, а также в
средствах индивидуальной защиты. В то же время, появляются новые материа-
лы, такие как углеродные нанотрубки (УНТ), которые, будучи внедрены в
структуру полимерных нано- и микроволокон, могут позволить повысить эф-
фективность очистки газов, снизить материалоемкость фильтров и уменьшить
их стоимость. Еще одной актуальной задачей является разработка нано- и мик-
роволокнистых материалов из биополимеров или композиций биополимеров и
водорастворимых полимеров, которые являются биосовместимыми с тканями
живых организмов, могут быть биоразлагаемыми и обладать низкой токсично-
стью. Такие материалы применимы в таких областях как медицины, адресная
доставка лекарств и другие направления. Исследования в этой области откры-
вают широкие возможности для получения новых материалов с уникальными
свойствами (мембран, композитов, покрытий и т.д.). Вопросы, посвященные
способам получения таких материалов, также нуждаются в исследовании. В
связи с вышеописанным, актуальной задачей является разработка новых компо-
зиционных материалов на основе растворов полимеров, состоящих из нано- и
микроволокон с включениями УНТ, а также материалов из биополимеров. Ак-
туальность и перспективность проблематики данной работы подтверждаются
указом Президента РФ №899 от 7 июля 2011 года (в котором отмечено о прио-
ритете таких направлений исследований, как технологии получения и обработ-
ки, конструкционных и функциональных композитных наноматериалов, техно-
логии наноустройств, а также компьютерного моделирования наноматериалов,
наноустройств и нанотехнологий).
Целью диссертационного исследования является разработка научно
обоснованного способа получения нетканых композитных материалов из нано- и
микроволокон, обладающих повышенной эффективностью при очистке газов, а
также создание нетканых композиционных материалов из биополимеров.
В процессе достижения этой цели были решены следующие задачи:
1) Выполнено исследование способов электроформования нано- и мик-
роволокон. Изучены результаты существующих исследований в области элек-
троформования и получения нетканых материалов из нано- и микроволокон.
Сформулированы задачи научных исследований.
2) Разработан экспериментальный стенд для получения нано- и микро-
волокон способом электроформования. Проведены исследования процесса по-
лучения волокон при различном способе подачи прядильного раствора в зону
электроформования, которые позволили определить преимущества и недо-
статки этих методов.
3) Предложена теоретическая модель и методика определения толщины
пленки раствора на поверхности вращающегося электрода, частично погру-
женного в емкость с прядильным раствором. Проведены экспериментальные
исследования, подтверждающие работоспособность предложенной методики.
Определена зависимость толщины пленки раствора на поверхности цилиндра
от скорости его вращения, а также от концентрации и других параметров рас-
творов.
4) Проведены исследования по определению параметров растворов (вязко-
сти, поверхностного натяжения и др.) полимеров полиметилметакрилата
(ПММА), альгината натрия (АН), поливинилового спирта (ПВС) различных кон-
центраций с использованием нескольких растворителей и смесей растворов
ПММА с УНТ, ПВС с АН. Получены диапазоны значений отдельных характери-
стик таких растворов, обеспечивающие устойчивость процесса ЭФ.
5) Определены технологические режимы процесса электроформования,
позволяющие обеспечить устойчивый процесс волокнообразования с учетом
свойств растворов.
6) Установлено влияние обработки высокочастотным электромагнитным
излучением (СВЧ-обработка) и добавок поверхностно активных веществ (ПАВ)
на вязкость и поверхностное натяжение растворов АН, ПВС и их смесей.
7) Получены новые нано- и микроструктурные волокнистые материалы
из АН+ПВС и материалы из ПММА содержащие функциональные добавки
УНТ.
8) Проведен анализ морфологии полученных композиционных нетканых
материалов. В ходе анализа было установлено влияние концентрации раствора
и других параметров технологического процесса на структуру и морфологию
получаемых волокон из растворов АН+ПВС и ПММА+УНТ различных компо-
зиций.
9) Предложен и научно обоснован способ формирования фильтроваль-
ных композиционных нетканых материалов из ПММА и УНТ. Способ вклю-
чает в себя подготовку прядильных растворов для электроформования с ис-
пользованием ультразвука, который позволяет изменить параметры вязкости и
поверхностного натяжения без дополнительных добавок, что в свою очередь
изменяет морфологию волокон и приводит к повышенной фильтрующей спо-
собности нетканых материалов.
10) Проведена сравнительная оценка фильтрующей способности полу-
ченных материалов, при очистке воздуха от дыма и паров углеводородов.
Установлено, что материалы, полученные по предлагаемым нами методам, об-
ладают лучшей фильтрующей способностью.
Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке
научно обоснованного способа формирования нано- и микроструктурных ком-
позиционных волокнистых материалов, обеспечивающих повышенную эффек-
тивность фильтрации газов.
Автором впервые:
 разработана теоретическая модель транспортирования жидкостной пленки на
поверхности, частично погруженного в жидкость и вращающегося электрода,
которая позволила установить взаимосвязь между свойствами жидкости, ско-
ростью вращения электрода и толщиной пленки на его поверхности;
 на основе экспериментальных данных установлены диапазоны значений па-
раметров установки (расстояние между электродами, напряжение и др.) и
значений характеристик свойств растворов полимеров, при которых наблю-
дается устойчивый процесс электроформования;
 предложен и научно обоснован способ формирования фильтровальных нетка-
ных материалов из ПММА с добавлением УНТ, включающий в себя этапы
подготовки прядильного раствора с помощью воздействия ультразвуковых по-
лей и (или) электромагнитных полей с обоснованием режимов обработки,
научно обоснованы конструктивные и технологические параметры установки
для электроформования и процесса электроформования, позволяющие полу-
чать материалы с повышенными фильтрующими свойствами.
Практическая значимость результатов работы заключается в том, что:
 разработаны экспериментальные установки для получения методом элек-
троформования нано- и микроволокон со свободной поверхности вращаю-
щегося электрода и фильерным способом;
 разработана методика определения рациональных значений характеристик
свойств раствора и параметров установки для обеспечения соответствующей
толщины жидкостной пленки на электроде;
 в результате экспериментальных исследований получены и рекомендуются
составы прядильных растворов и технических режимов установки для полу-
чения материалов из раствора ПММА с добавлением УНТ и раствора ПВС с
добавлением АН;
 проведена сравнительная оценка фильтрующей способности материалов по-
лученных в ходе исследований, установлено, что на улучшение фильтрую-
щих способностей материалов оказывает влияние ультразвуковая подготов-
ка растворов, а также использование УНТ.
Методология и методы исследования основаны на применении поло-
жений системного анализа, информационных технологий, математической
статистики. Для разработки моделей использовались методы математической
физики, теории дифференциальных уравнений, инженерного анализа. Экспе-
риментальные исследования проводились на основе известных и оригиналь-
ных методик и методов. Анализ полученных экспериментальных образцов и
результатов проводился с применением методов электронной микроскопии,
статистических методов анализа экспериментальных данных.
Положения, выносимые на защиту:
 модель транспортирования жидкостной пленки поверхностью вращающего-
ся электрода, частично погруженного в емкость с раствором полимера;
 полученные в результате исследований рецептуры, композиции поли-
мер/полимер и полимер/растворитель растворов из альгината натрия и по-
ливинилового спирта, и растворов, состоящих из полиметилметакрилата с
добавлением УНТ;
 зависимости свойств растворов из смесей альгината натрия и поливинилово-
го спирта от СВЧ-обработки и добавки ПАВ, а также свойств растворов
ПММА с УНТ и морфологии получаемых из них материалов от предвари-
тельной ультразвуковой обработки растворов;
 технологические режимы получения наноструктурированных материалов из
полиметилметакрилата с добавлением УНТ.
Достоверность и обоснованность результатов, выводов, полученных в
диссертационной работе, подтверждается согласованностью полученных резуль-
татов с известными экспериментальными и теоретическими данными. Достовер-
ность экспериментальных данных обеспечивается использованием актуальных
средств оценки и стандартных методик проведения исследований.
Связь работы с научными программами. Работа выполнялась при фи-
нансовой поддержке гранта Российского Фонда Содействия Инновациям (До-
говор №12955ГУ/2018 от 04.05.2018) и проекта КГУ (НИР № 110 – ГПН, Про-
ект № 16-П-16).
Апробация результатов исследования. Результаты диссертационной ра-
боты были представлены автором в виде стендовых и устных сообщений на:
 67 межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и сту-
дентов «Студенты и молодые ученые КГТУ – производству». Костромской
государственный технологический университет, Кострома апрель 2015 г.;
 всероссийской научно-практической конференции «Получение и модифи-
цирование синтетических волокон и нитей для инновационных материалов,
композитов и изделий» (“Волокна и композиты – 2015”). Институт химии
растворов им. Г.А. Крестова, РАН, Ивановский государственный химико-
технологический университет, Плес 2015 г;
 международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы
науки в технологиях текстильной и легкой промышленности» (ЛЕН–2016).
Костромской государственный университет, Кострома 2016 г;
 международной научно-практической конференции «Текстильная химия:
Традиции и новации». Ивановский государственный химико-
технологический университет, Иваново 2017 г.;
 XXII международном научно-практическом форуме SMARTEX. Ивановский
государственный политехнический университет, Иваново 25-27 сентября
2019 г.;
 всероссийском семинаре по ТММ РАН им. И.И. Артоболевского, Костром-
ской филиал, Костромской государственный университет, г. Кострома 2017,
2019, 2021 гг.
Публикации. По теме работы было опубликовано 13 печатных работ, из
них 6 статей в журналах, рекомендованных ВАК, 2 статьи в журналах РИНЦ, 5
тезисов докладов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех
глав, выводов и приложений. Работа изложена на 123 страницах машинопис-
ного текста, содержит 23 таблицы, 68 рисунков. Библиография включает 84
источника.
Содержание диссертации соответствует п. 1 «Способы осуществления
основных технологических процессов получения волокон, пряжи, нитей, тка-
ней, трикотажа, нетканых полотен, отделки текстильных материалов, их
оформления» паспорта специальности 05.19.02. «Технология и первичная об-
работка текстильных материалов и сырья».
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1. Матвеев А.Т., Афанасов И.М. Получение нановолокон методом электро-
формования. Учебное пособие для студентов по специальности «Компо-
зиционные наноматериалы». – М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2010. 83 с.
2. Satinderpal K., Subramanian S., Dipak R. The characterization of electro-spun
nanofibrous liquid filtration membranes // Journal of Materials Sci-ence, 2014,
49(18): 6143–6159.
3. Ю.Н. Филатов. Электроформование волокнистых материалов (ЭФВ-
процесс). Под редакцией В. Н. Кириченко. ‒ М.: Нефть и газ, 1997. ‒ 297
стр.
4. Корабельников А.Р., Шутова А.Г. Области применения и перспективы
развития нановолокнистых материалов. // Вестник Костромского госу-
дарственного технологического университета. – 2014. – №1 (32) – С. 48–
51.
5. Корабельников А.Р., Потехин В.М., Шутова А.Г. Устройство для получе-
ния полимерных нано- и микроволокон и исследования его работы. //
“Известия вузов. Технология текстильной промышленности.” Иваново –
2013. – №1 – С. –52–54.
6. Корабельников А.Р. Шутова А.Г., Потехин В.М. Исследования влияния
формы электрода на процесс получения нановолокон в устройстве для
электроформирования. // Вестник Костромского государственного техно-
логического университета. – 2013. – №1(30). – С.52–54.
7. Корабельников А.Р. Устройство для получения полимерных нано- и мик-
роволокон. // Патент на полезную модель № 133529 Российская Федера-
ция, от 09.04.2013.
8. Корабельников А.Р., Шутова А.Г., Сысоева Е.К., Громова Е.И. Новое
устройство для получения нано и микроволокон из полимеров. (тезисы
доклада). Сборник трудов Международной научно-технической конфе-
ренции «Дизайн, технологии и инновации в текстильной и легкой про-
мышленности», Москва 2013.
9. N. Tucker, J.J. Stanger, M.P. Staiger, H. Razzaq, K. Hofman The History of
the Science and Technology of Electrospinning from 1600 to 1995 // Journal of
Engineered Fibers and Fabrics SPECIAL ISSUE – July 2012 – FIBERS P. 63-
10. Пат. 705691 США. Method of dispersing fluids / William James Morton. №
5905; заявлено 20.02.1900; опубликовано 29.06.1902
11. Пат. 692631 США. Apparatus for electrically dispersing fluids / John F. Coo-
ley. – № 19625; заявлено 06.10.1899; опубликовано 04.02.1902
12. Пат. 745276 США. Electrical method of dispersing fluids / John F. Cooley. –
№ 732798; заявлено 06.10.1999; опубликовано 24.11.1903
13. Zeleny, J. The Electrical Discharge from Liquid Points, and a Hydrostatic
Method of Measuring the Electric Intensity at Their Surfaces / John Zeleny //
Physical Review. – 1914. – Vol. 3. – P. 69–91
14. Ramakrishna S. A review on electrospinning design and nanofiber assem-blies.
Nanotechnology 2006;17:89-106.
15. Петрянов И.В., Козлов В.И., Басманов П.И., Огородников Б.И., Во-
локнистые фильтрующие материалы. Знание, Москва, 1968.
16. G. I. Taylor, Proc. R. Soc. London, Ser. A A280, 383 1964.
17. Larrondo, Manley R., St J. Electrostatic fiber spinning from polymer melts, I.
and Experimental observations on fiber formation and properties. J Pol-ymer
Science: Polymer Physics Edition 1981;19:909–20.
18. Larrondo, Manley R., St J. Electrostatic fiber spinning from polymer melts. II.
Examination of the flow field in an electrically driven jet. J Polymer Sci: Pol-
ymer Physics Ed 1981; 19:921–32.
19. Larrondo, Manley R., St J. Electrostatic fiber spinning from polymer melts. III.
Electrostatic deformation of a pendant drop of polymer melt. J Polymer Sci:
Polymer Physics Ed 1981;19: 933–40.
20. G. Srinivasan and D.H. Reneker, Polym. Int., 36, 195 (1996).
21. D.H. Reneker and I. Chun, Nanotechnology, 7, 216 (1996).
22. H. Fong, I. Chunand D.H. Reneker, Polymer, 40, 4585 (1999).
23. J. Deitzel, N.C. Beck Tan, J.D. Kleinmeyer, J. Rehrmann, D. Tevault, D. Ren-
eker, I. Sendijarevic and A. McHugh, Army Research Laboratory Re-port
ARL-TR-1999 (1999).
24. Reneker, D. H. and Yarin, A. L., Polymer (2008) 49, 2387.
25. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. Т. I,
М., 2000 г. 2.
26. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. Т. II,
М., 2000 г.
27. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. Т. III,
М., 2001 г.
28. Олтаржевская Н.Д., Коровина М. А., Савилова Л.Б. Текстиль и медицина.
Перевязочные материалы с пролонгированным лечебным дей-ствием //
Рос. хим. ж., 2002, т. XLVI, № 1.
29. Иноземцева О. А., Сальковский Ю. Е., Северюхина А. Н., Видяшева И.
В., Петрова Н. В., Метвалли Х. А., Стецюра И. Ю., Горин Д. А. Электро-
формование функциональных материалов для биомедицины и тканевой
инженерии // Усп. хим., 2015, Т. 84, №3, С. 251– 274.
30. Шиповская А.Б., Островский Н.В., Сальковский Ю.Е. Биополимерное во-
локно, состав формовочного раствора для его получения, способ приго-
товления формовочного раствора, полотно биомедицинского назначения,
способ его модификации, биологическая повязка и способ лечения ран //
М.: Биополимерное волокно, 2012, С. 26-33.
31. Ramakrishna S., Fujihara K., Teo W.E., Lim Е.С. An Introduction to Elec-
trospinning
32. He J., Kong H., Yang R. Review on fiber morphology obtained by bubble elec-
trospinning and blown bubble spinning. (2012) Thermal science 16(5):1263–
1279.
33. Chen RX., Ya L., He J.H. Mini-review on bubbfil spinning process for mass-
production of nanofi-bers, (2015) RevistaMateria 19 (4): 325-344.
34. LIU Y., HE J.H., Bubble electrospinning for mass production of nano-fibers,
Int. J. Nonlin. Sci. Num., v.8, n.3, pp. 393-396, 2007.
35. HE J.H., LIU Y., et al. Bio Mimic fabrication of electrospunnanofibers with
high-throughput, Chaos Soliton. // Fract. v.37, n.3, pp. 643-651, 2008.
36. LIU Y., HE J.H., et al. The principle of bubble electrospinning and its ex-
perimental verification // J. Polym. Eng., v. 28, pp. 55-65, 2008.
37. DOU H., LIU H.Y.A belt-like superfine film fabricated by Bubble-
electrospinning // Thermal Science, v. 17, n. 5, pp. 1508-1510, 2013.
38. KONG, H.Y., HE, J.H., Superthin combined ПВС-graphene film // Thermal
Science, v.16, n.5, 1560-1561, 2012.
39. LIU F.J., DOU H. A modified Young-Laplace equation for the bubble elec-
trospinning considering the effect of humidity // Thermal Science, v. 17, n. 5,
pp. 629-630, 2013.
40. YANG R.R., HE J.H., XU L. Bubble-electrospinning for fabricating nano-
fibers // Polymer, v.50, N. 24, pp. 5846-5850, 2009.
41. CHEN R.X. Burst of a fast axially moving micro/nano jet // Bubbfil Nano-
technology, v. 1, n.1, pp.13-23, 2014.
42. DOU H., ZUO B.Q., HE J.H., Blown bubble-spinning for fabrication of super-
fine fibers // Thermal Science. 16, n.5, 1465-1466, 2012.
43. DOU H., LIU H.Y., MO L.F Blown bubble-spinning and micro yarns //
Bubbfil Nanotechnology, v. 1, n.1, pp. 24-28, 2014.
44. KONG, H.Y., He, J.H., et al., Polymer liquid membrane for nanofiber fab-
rication // Thermal Science, v. 17, n. 5, pp. 1479-1482, 2013.
45. KONG H.Y., HE J.H. A Modified Bubble Electrospinning for Fabrication of
Nanofibers // Journal of Nano Research, v. 23, pp. 125-128, 2013.
46. HE J.H., LIU Y. Control of bubble size and bubble number in bubble elec-
trospinning // Computer and Mathematics with Applications, v.64, 1033-1035,
2012.
47. REN Z.F., HE J.H. Single Polymeric Bubble for the Preparation of Multiple
Micro/Nano Fibers // Journal of Applied Polymer Science, v.119, pp. 1161-
1165, 2011.
48. He, J.-H., Liu, Y., Xu, L., Apparatus for Preparing Electrospun Nano-fibers: A
Comparative Review, Mater. Sci. Tech., 26 (2010), 11, pp. 1275-1287
49. WAN Y.Q., HE J.H. Electrospinning of high-molecule PEO solution // Journal
of Applied Polymer Science, v. 103, n.6, pp.3840-3843, 2007.
50. Пат 2365686. Российская Федерация. Способ изготовления нановоло-кон
из полимерного раствора и устройство для его осуществления // Товмаш
А.В., Полевов В.Н. и др.; заявлено 10.08.2006; опубликовано 27.08.2009.
51. Матюшин А.Н. Исследование процесса бескапиллярного электрофор-
мования материалов с повышенной гидрофобностью // Процессы элек-
троформования, 2007, С. 124-130.
52. NanospiderTM Electrospinning Technology.
URL:www.elmarco.com/electrospinning
53. Мик И.А. Фильтрующий элемент на основе нановолокнистого полимер-
ного материала для повышения эффективности тонкой очистки воздуха //
Автореферат на соискание ученой степени кандидата техниче-ских наук.
2019.
54. Томишко М. М., Демичева О.В., Алексеев А.М., Клинова Л.Л. Много-
слойные углеродные нанотрубки и их применение // Рос. хим. ж. 2008, т.
LII, № 5.
55. Дьячков П.Н. Электронные свойства и применение нанотрубок // Нано-
технологии, Москва Бином 2012.
56. Усачев А.Н., Климова С.А Метод электроформования получения нетка-
ного материала на основе полимерных нановолокон // Нано- и биомеди-
цинские технологии. управление качеством. проблемы и перспективы,
2016, СГУ 150-152.
57. Пат 2365686. Российская Федерация. Способ изготовления нановоло-кон
из полимерного раствора и устройство для его осуществления // Товмаш
А.В., Полевов В.Н. и др.; заявлено 10.08.2006; опубликовано 27.08.2009.
58. Maria Omastova, Eliska Cikova, Matej Micusik Electrospinning of Eth-ylene
Vinyl Acetate/Carbon Nanotube Nanocomposite Fibers // Polymers 2019, 11,
550.
59. Sill T.J., von Recum H. Electrospinning: applications in drug delivery and tis-
sue engineering // Biomaterials. 2008. №29. P. 1989–2006.
60. Дмитриев Ю.А. Технология электроформования волокнистых материалов
на основе хитозана. Автореферат на соискание ученой степени кандидата
технических наук. – М.: 2011. – 23 с.
61. Мулярчик В.В. Получение нановолокон из хитозана методом электро-
формования / В. В. Мулярчик, В. Н. Данишевский, Е. С. Мазовка, Н. Р.
Прокопчук, П.Г. Никитенко. // Вес. Нац. акад. навукБеларусі. Сер. физ.-
техн. навук. 2014. № 4. С. 5–8.
62. Z. Li, H.R. Ramay, K.D. Hauch, D. Xiao, M. Zhang, Biomaterials 26 (2005)
3919–3928.
63. Q. Kong, Z. Yu, Q. Ji, Y. Xia, Mater. Sci. Forum 610 (2009) 1188–1191.
64. W. Paul, C.P. Sharma, Trends. Biomater. Artif. Organ 18 (2004) 18–23
65. Рыклин Д.Б., Азарченко В.М., Демидова М.А. Оценка стабильности
свойств растворов поливинилового спирта, применяемых для электро-
формования нановолокнистых материалов // Вестник Костромского госу-
дарственного технологического университета. 2019. С. 167-169.
66. Евтушенко А.В., Рыклин Д.Б., Азарченко В.М. Оценка свойств пря-
дильного раствора для получения нановолокнистых покрытий на уста-
новке fluidnatek le-50 // Сборник материалов «Дизайн, технологии и инно-
вации в текстильной и легкой промышленности». – 2018. – № 1. – С. 34–
57.
67. Евтушенко А.В., Рыклин Д.Б., Джумагулыев М.М. Оценка влияния соста-
ва формовочного раствора на диаметр волокна, формируемого на уста-
новке NANOSPIDER // Витебский государственный технологиче-ский
университет. 2016. С. 268–270.
68. Корабельников А.Р. Анализ этапов процесса формирования нановоло-
кон. Этап образования очагов струйного течения раствора // Известия
высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности.
2014.№5 (353). С. 120-124.
69. Friedlander S.К. Particle diffusion in low-speed flows. Journal of Colloid and
Interface Science, 23 (1967) 157.
70. Reznik S.N., Yarin A.L., Theron A. and Zussman E. PressTransient and steady
shapes of droplets attached to a surface in a strong electric field // J. Fluid
Mech. – Vol. 516, 2004, P. 349…377.(c_ 2004 Cambridge University).
71. David Lukas, Arindam Sarkar, Pavel Pokorny. Self-organization of jets in elec-
trospinning from free liquid surface: A generalized approach. // Journal of Ap-
plied Physics. – Vol.103, No. 8, 15 April 2008.
72. Корабельников А.Р., Шутова А.Г., Смирнов М.М., Семенова К.А. Созда-
ние лабораторного оборудования для получения новых нанострук-турных
материалов // Известия высших учебных заведений. Техноло-гия тек-
стильной промышленности. 2015. № 4 (358). С. 225-228.
73. Корабельников А.Р., Шутова А.Г., Смирнов М.М., Семенова К.А. Вли-
яние концентрации раствора полимера на размер и морфологию воло-кон,
получаемых методом электроформирования // Известия высших учебных
заведений. Технология текстильной промышленности. 2015. № 5 (358). C.
109-112.
74. Корабельников А.Р., Шутова А.Г., Смирнов М.М., Семенова К.А. Иссле-
дование процесса работы установки для электроформирования при раз-
личных концентрациях растворов полимера // Известия высших учебных
заведений. Технология текстильной промышленности. 2015. № 5 (359). C.
235-239.
75. Корабельников А.Р., Шутова А.Г., Смирнов М.М., Семенова К.А. Мо-
дель транспортирования жидкостной пленки цилиндрическим враща-
ющимся электродом, погруженным в раствор полимера в установке для
электроформирования нановолокон // Известия высших учебных заведе-
ний. Технология текстильной промышленности. 2016. № 6 (366). С. 191-
195.
76. Паутова Л.В., Тимерзянова И.И. Измерение коэффициента поверхност-
ного натяжения жидкостей методом отрыва капель. РИО ФГБОУ ВПО
«ТюмГАСУ», 2011.
77. Смирнов М.М., Тихомиров С.А. Определение свойств растворов поли-
меров различной концентрации, использующихся для получения воло-
кон методом электроформирования // Вестник Костромского государ-
ственного технологического университета. 2016. №1(36). С. 41-44.
78. Шутова А.Г., Смирнов М.М. Моделирование свойств растворов поли-
меров, используемых в процессах электроформования наноструктур-ных
волокнистых материалов // Актуальные проблемы преподавания матема-
тических и естественно-научных дисциплин в образовательных организа-
циях высшего образования: Сборник докладов очно-заочной научно-
методической конференции, Кострома, 13–15 февраля 2021 го-да. – Ко-
строма: Федеральное государственное казенное военное обра-зовательное
учреждение высшего образования “Военная академия ра-диационной,
химической и биологической защиты имени Маршала Со-ветского Союза
С.К. Тимошенко (г. Кострома) Министерства обороны Российской Феде-
рации, 2021. – С. 687-696.
79. Смирнов М. М., Корабельников А. Р., Тихомиров С. А. Разработка экспе-
риментального оборудования для электроформования фильерным спосо-
бом // Технологии и качество. 2020. № 3(49). С. 16–20.
80. Ткачев А., Мищенко С., Негров В., Меметов Н., Пасько А., Блинов С.,
Турлаков Д. Промышленное производство углеродного наноструктур-
ного материала “Таунит” // Наноиндустрия. научно-технический журнал.
2007. №2. С. 24–26.
81. Смагулова Г.Т., Лесбаев Б.Т., Баккара А.Е, Алиев Е.Т., Рахымбаева Н.Б.,
Приходько Н.Г., Мансуров З.А. Получение модифицированных волокон
полиметилметакрилата методом электроспининга // Горение и плазмохи-
мия, 2012, том 10, №3, с. 219 – 225
82. Maria Omastova, Eliska Cikova, Matej Micusik Electrospinning of Eth-ylene
Vinyl Acetate/Carbon Nanotube Nanocomposite Fibers // Polymers 2019, 11,
550.
83. Смирнов М. М., Корабельников А. Р. Получение композиционных волок-
нистых материалов методом электроформования из растворов полиме-
тилметакрилата с добавлением углеродных нанотрубок // Технологии и
качество. 2021. № 2(52). С. 56–61.
84. ГОСТ 12088-77 Материалы текстильные. Метод определения воздухо-
проницаемости. – Изд-во стандартов, 2003. – 10 с.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать

    Публикации автора в научных журналах

    Определение свойств растворов полимеров различной концентрации, использующихся для получения волокон методом электроформования
    М.М. Смирнов, С.А. Тихомиров // Вестник Костромского государственного технологическо- го университета. – 2– No1(36). – С. 41–Смирнов, М.М. Разработка экспериментального оборудования для электроформования фильерным способом [Текст] / М.М. Смирнов, А. Р. Корабельников // Технологии и качество. 2No 3(49). С. 16
    Метод определение толщины жидкостной пленки на поверхности вращающегося питающего цилиндрического электрода в процесс электроформования нановолокон
    М.М. Смирнов, А.Г. Шутова, А.Р. Корабельников // Актуальные проблемы науки в технологиях текстильной и легкой промышленности (ЛЕН-2016): сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. / Костромской гос. технол. ун-т. – Кострома: Изд- во Костром. гос. технол. ун-та, 2– С.132–16
    Методики исследования свойств растворов полимеров, применяемых в электроформировании
    М.М. Смирнов, С.А. Тихомиров // Актуальные пробле- мы науки в технологиях текстильной и легкой промышленности (ЛЕН-2016): сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. / Костромской гос. технол. ун-т. – Кострома: Изд-во Ко- стром. гос. технол. ун-та, 2016 г. С. 134-Смирнов, М.М. Моделирование свойств растворов полимеров, используемых в про- цессах электроформования наноструктурных волокнистых материалов / М.М. Смир- нов, А.Г. Шутова // Актуальные проблемы преподавания математических и естествен- но-научных дисциплин в образовательных организациях высшего образования: Сбор- ник докладов очно-заочной научно-методической конференции, Кострома, 13–15 фев- раля 2021 г. – Кострома: Федеральное государственное казенное военное образова- тельное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химиче- ской и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко (г. Кострома) Министерства обороны Российской Федерации, 2– С. 687
    Исследования влияния способа подачи раствора на структуру нано- и микроволокон получаемых методом электроформирования
    Текстильная химия: Традиции и новации (2017): тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. (с междунар. участием). - ФГБОУ ВО Иван. Гос. хим.-технол. ун-т. – Иваново, 2– С. 55-Смирнов, М.М. Перспективы развития оборудования для электроформирования волокон из полимеров и пути его совершенствования [Текст] / М.М. Смирнов, А.Г. Шутова, А.Р. Корабельников // Получение и модифицирование синтетических волокон и нитей для инновационных материалов, композитов и изделий (Волокна и композиты-2015): тез. докл. Всерос. науч.-практ. конф. (с междунар. участием). - Плес Ивановской обл., 2- С. 104

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария А. кандидат наук
    4.7 (18 отзывов)
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет... Читать все
    Мне нравится изучать все новое, постоянно развиваюсь. Могу написать и диссертацию и кандидатскую. Есть опыт в различных сфера деятельности (туризм, экономика, бухучет, реклама, журналистика, педагогика, право)
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка технологии двухслойных структур кулирного трикотажа из высокомодульных нитей
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)»