سنتز نانو الیاف کامپوزیتی پلی کاپرولاکتام / نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت حاوی روی به روش الکتروریسی

نویسندگان

1 , Materials and Energy Research Center

2 Ceramics, MERC

3 Semicounductors, Materials and Energy Research Center

4 Ceramic, material and energy research center

5 Energy, Materials and Energy Research Center

چکیده

در این تحقیق نانو الیاف کامپوزیت پلی کاپرولاکتام (نایلون 6)/ نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت (HAP) جانشین شده با روی (Zn) به�روش الکتروریسی ساخته شدند. ابتدا نانو ذرات HAP حاوی 4 درصد اتمی Zn به�روش محلول رسوبی سنتز شدند. نتایج الگوی پراش ایکس (XRD) و طیف فروسرخ (FTIR) نشان دادند که هیچ گونه فاز ثانویه شکل نگرفت و در ضمن کاتیون�های روی در ساختار اتمی هیدروکسی آپاتیت قرار گرفته�اند. متوسط اندازه ذرات و بلورک�ها به ترتیب 43 و 16 نانومتر محاسبه شدند. محلول پلیمری شامل 20 درصد وزنی پلی کاپرولاکتام با حلال اسید فرمیک آماده شد. نانو ذرات سرامیکی به میزان 2 درصد وزنی به محلول پلیمری جهت سنتز نانو الیاف کامپوزیتی اضافه شد. اثر سطح ولتاژ (kV 30-15) و نرخ تزریق (ml.h-1 5/0-1/0) از پارامترهای دستگاهی بر قطر و ریز ساختار نانو الیاف پلی کاپرولاکتام تک فاز و کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و آنالیز (EDS) از نانو الیاف سنتز شده حاکی از توزیع نانو ذرات هیدروکسی آپاتیت حاوی روی در میان نانو الیاف پلی کاپرولاکتام بود. بررسی قطر الیاف نشان داد که الیاف با متوسط قطر 100-300 نانومتر سنتز شدند. نتایج نشان داد افزایش سطح ولتاژ به بالای kV 30 منجر به افزایش قطر الیاف و تغییر ساختار آن از الیاف به نوار گردید. همچنین نتایج نشان داد با کاهش نرخ تزریق قطر الیاف افزایش یافت و نانو ذرات آپاتیت در میان الیاف بصورت غیرهمگن پراکنده شدند. در نرخ تزریق ml.h-1 1/0 ذرات هیدروکسی آپاتیت حاوی روی بصورت توده مجزا شکل گرفتند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis of Polycaprolactam/Zinc Doped Hydroxyapatite Nanofibers via Electrospinning

چکیده [English]

In this study Nanofibers of polycaprolactam (Nylon 6)/zinc doped hydroxyapatite (HAP) were synthesized via electrospinning method. Hydroxyapatite nanoparticles containing 4 at % zinc were synthesized via chemical precipitation method. XRD and FTIR of the synthesized powders indicated that non-stoichiometric and single phase hydroxyapatite was formed. The results also showed that Zn cations have been incorporated in atomic structure of HAP. The average of particle size and crystallite were calculated 43 and 16 nm respectively. Polymeric solution was prepared throughout dissolving of 20 wt% polycaprolactam in formic acid. To synthesize the composite nonofibers, 2 wt% of synthesized ceramic powders were added to polymeric solution. Influence of voltage (15-30 kV) and flow rate (0.1-0.5 ml.h-1) on diameter and morphology of nanofibers were investigated. The results of SEM images showed that fibers with average diameter of 100-300 nm were formed, and also zinc doped hydroxyapatite particles were homogenously distributed between nano fibers. The results indicated that increasing of the applied voltage over 30 kV caused to romaine ticker fibers as ribbon shaped. Results also showed that the average of fiber diameter increased with decreasing the flow rate resulting in heterogeneous distribution of HAp nanoparticles. The agrigate of Zn doped HAP was formed separately when the flow rate was set to 0.1 ml.h-1.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electrospinning
  • Hydroxyapatite
  • Nanofiber
  • Zinc Doping