Nghiên cứu chế tạo và một số tính chất của sợi polyvinylidene fluoride bằng phương pháp phun kéo sợi điện trường

Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Nghiên cứu chế tạo số tính chất sợi polyvinylidene fluoride phương pháp phun kéo sợi điện trường Nguyễn Thị Thu Thủy1*, Nguyễn Thế Hữu2, Trịnh Thị Hải2, Bùi Thị Thu Trang2 Viện Nghiên cứu nano, Trường Đại học Phenikaa Khoa Công nghệ hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Ngày nhận 2/7/2020; ngày chuyển phản biện 6/7/2020; ngày nhận phản biện 20/8/2020; ngày chấp nhận đăng 1/9/2020 Tóm tắt: Phương pháp phun kéo sợi điện trường (electrospinning) cho phép chế tạo sợi polymer với đường kính khoảng vài chục nm đến vài µm Trong nghiên cứu này, yếu tố ảnh hưởng đến hình thái học, đường kính sợi trung bình phân bố đường kính sợi polyvinylidene fluoride (PVDF) chế tạo phương pháp electrospinning đánh giá dựa ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) Các yếu tố ảnh hưởng khảo sát bao gồm nồng độ dung dịch, điện áp đặt, tốc độ bơm dung dịch, khoảng cách từ đầu kim phun đến thu sản phẩm hỗn hợp dung mơi Sợi PVDF có cấu trúc thn đều, đường kính trung bình 736 nm nồng độ dung dịch 20% khối lượng, hỗn hợp dung môi N,N-dimethyl acetamide (DMAc) acetone (Ac) tỷ lệ 60/40 theo khối lượng, điện áp 11 kV, tốc độ bơm 1,0 ml/h khoảng cách từ đầu kim phun đến thu 17 cm Đặc trưng tính kỵ nước độ bền kéo màng sợi PVDF báo cáo Màng sợi nano PVDF ứng dụng nhiều lĩnh vực màng lọc nước, màng lọc khí, xúc tác, pin lithium… Từ khóa: điện áp đặt, electrospinning, hình thái học, polyvinylidene fluoride, sợi nano polymer Chỉ số phân loại: 2.9 Đặt vấn đề Sợi nano polyme loại vật liệu thu hút nhiều quan tâm nghiên cứu chục năm trở lại chúng có bề mặt riêng lớn, dễ biến tính thành phần tính chất để phù hợp với mục đích ứng dụng Màng sợi nano polymer đánh giá có hiệu cao sử dụng lĩnh vực: xúc tác, chất mang xúc tác, chất hấp phụ, màng lọc khí nước, cảm biến… [1-3] Hiện nay, electrospinning phương pháp phổ biến để chế tạo sợi nano polymer với đường kính đạt khoảng từ nm đến µm Về nguyên tắc, phương pháp electrospinning sử dụng điện trường mạnh áp lên giọt dung dịch polymer đẩy từ đầu mao quản (kim phun) Khi điện áp đạt đến giá trị tối ưu, lực tương tác tĩnh điện thắng sức căng bề mặt dung dịch tạo dòng dung dịch di chuyển từ đầu kim phun đến thu sản phẩm Khi đó, dịng dung dịch kéo dãn, uốn, vắt đồng thời bay dung môi Kết thu sản phẩm thu sợi polymer xếp ngẫu nhiên có trật tự tùy thuộc cấu trúc thu sản phẩm Do đó, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến khả thu sợi, hình thái sợi, đường kính sợi, phân bố đường kính sợi cấu trúc bề mặt sợi Các yếu tố kể đến khối lượng phân tử polymer, nồng độ dung * dịch polymer, độ nhớt, điện áp, tốc độ phun sợi, khoảng cách từ kim phun đến thu sản phẩm, độ ẩm, dung môi Nghiên cứu Zaarour cs (2018) [4] phân tích ảnh hưởng độ ẩm môi trường đến cấu trúc bề mặt, pha tinh thể, tính chất học, tính kỵ nước tính chất áp điện sợi nano PVDF PVDF sử dụng rộng rãi nghiên cứu ứng dụng cơng nghiệp có tính chất đặc trưng độ bền học cao, bền hóa chất, độ ổn định nhiệt tốt, có tính chất hỏa điện, áp điện dễ gia cơng Sợi nano PVDF chức hóa để ứng dụng làm màng lọc cảm biến Lolla cs (2018) [5] biến tính màng sợi nano PVDF xử lý nhiệt - điện để tăng khả lọc NaCl nước Hiệu lọc NaCl màng PVDF biến tính đạt 97% với độ chênh lệch áp suất 58 mm H2O Màng sợi PVDF có bổ sung vật liệu vô ZnO, Al2O3, Fe3O4, CdS, SiO2… nghiên cứu để loại bỏ ion kim loại nặng nước [6-9] Màng sợi PVDF làm chất mang cho xúc tác nhiều phản ứng Li cs (2012) [10] gắn CoCl2 lên màng sợi nano PVDF để làm xúc tác cho phản ứng phân hủy NaBH4 Diện tích bề mặt lớn, tính ổn nhiệt độ bền học cao sợi PVDF tạo hoạt tính xúc tác khả tái sử dụng cao Hiệu Tác giả liên hệ: Email: thuy.nguyenthithu@phenikaa-uni.edu.vn 63(1) 1.2021 49 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Fabrication and characterization of polyvinylidene fluoride nanofibers prepared by electrospinning technique Thi Thu Thuy Nguyen1*, The Huu Nguyen2, Thi Hai Trinh2, Thi Thu Trang Bui2 Phenikaa University Nano Institute, Phenikaa University Faculty of Chemical Engineering, Hanoi University of Industry Received July 2020; accepted September 2020 Abstract: Electrospinning is a technique that produces polymer fibers with diameters in the submicron range In this study, some electrospinning parameters affecting the morphology, average diameter, and distribution of the diameter of polyvinylidene fluoride (PVDF) fibers were investigated by using scanning electron microscopy (SEM) These electrospinning parameters include solution concentration, applied voltage, the feed rate of solution, distance from the needle to the collector, and solvent mixture PVDF fibers have a fine structure, narrow distribution of fiber diameter, and average fiber diameter of 736 nm at a solution concentration of 20 wt%, solvent mixture with 60/40 weight of N,Ndimethylacetamide (DMAc) and acetone (Ac), an applied voltage of 11 kV, the feed rate of ml/h, and the distance from the needle to the collector of 17 cm The hydrophobic property and tensile strength of the PVDF nanofiber membrane were also reported PVDF nanofibers have the potential to apply in several areas such as water or gas filtration, catalyst, lithium battery, ect ứng dụng màng sợi PVDF lĩnh vực khác phụ thuộc vào hình thái, kích thước sợi, diện tích bề mặt riêng màng sợi mà tính chất thay đổi theo điều kiện chế tạo sợi Zulfikar cs (2017) [11] nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ bơm khoảng cách từ kim phun tới thu sợi hình thái sợi PVDF sử dụng dung môi DMF Tuy nhiên, nghiên cứu chưa khảo sát đầy đủ thông số khác ảnh hưởng đáng kể đến hình thành đặc trưng sợi PVDF Trong nghiên cứu này, khảo sát cách có hệ thống ảnh hưởng thông số nồng độ dung dịch, dung môi, điện áp, tốc độ bơm, khoảng cách từ đầu kim phun tới thu sản phẩm đến hình thái sợi, đường kính trung bình phân bố đường kính sợi PVDF chế tạo phương pháp electrospinning Tính chất kỵ nước độ bền học màng sợi PVDF đưa báo cáo Thực nghiệm Hóa chất: PVDF tên thương mại Kynar@761, dung mơi N,N-Dimethylacetamide (DMAc), N,N-Dimethylformamide (DMF) acetone sản xuất Công ty Samchun Co (Hàn Quốc) Hệ thiết bị electrospinning (hình 1) bao gồm cấp điện áp cao, bơm thu sản phẩm sợi nano Keywords: applied voltage, electrospinning, morphology, polymer nanofibers, polyvinylidene fluoride Classification number: 2.9 Hình Hệ thống electrospinning Chuẩn bị dung dịch PVDF cho trình electrospinning: PVDF hịa tan hỗn hợp dung môi khác DMAc/acetone DMF/acetone với nồng độ khảo sát 10, 15, 20 25% khối lượng máy khuấy từ có gia nhiệt 60oC Quy trình chế tạo sợi PVDF phương pháp electrospinning [12]: dung dịch PVDF cho vào xylanh nhựa 10 ml đặt vào thiết bị bơm Bơm cài đặt cho lưu lượng dung dịch PVDF bơm qua đầu kim 63(1) 1.2021 50 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ phun với tốc độ khảo sát 0,7, 1,0, 1,2 1,5 ml/h Khoảng cách từ đầu kim phun đến thu sản phẩm thay đổi 7, 12, 17 20 cm Sau điều khiển cho bơm hoạt động, nâng điện áp lên đến giá trị khảo sát 9, 11, 13 15 kV Hình thái sợi PVDF quan sát SEM độ phân giải cao FE-SEM (Hitachi S-4700) Đường kính trung bình phân bố đường kính đo phần mềm Tomoro ScopeEye 3.6 dựa ảnh FE-SEM Độ bền kéo độ giãn dài kéo màng sợi PVDF xác định thiết bị LR 5K, LLOYD Instrument Kết thảo luận Ảnh hưởng nồng độ dung dịch PVDF đến hình thái sợi Nồng độ dung dịch polymer ảnh hưởng đến khả tạo sợi hình thái sợi tạo thành trình electrospinning Hình trình bày ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo từ dung dịch PVDF có nồng độ khác Điện áp sử dụng 11 kV, tốc độ bơm 1,0 ml/h, khoảng cách từ kim phun đến thu sản phẩm 17 cm, hỗn hợp dung mơi DMAc/Ace = 60/40 (A) Hình cho thấy, nồng độ dung dịch PVDF 10 wt%, hình thái sợi không đồng đều, màng xuất hạt Khi nồng độ dung dịch PVDF lớn 15 wt%, sợi PVDF thu từ q trình electrospinning có hình thuôn đều, không xuất giọt, màng phun mịn Tuy nhiên, nồng độ dung dịch PVDF cao phân bố kích thước sợi lớn Ngồi ra, nồng độ dung dịch PVDF vượt 20 wt% q trình hình thành sợi trở lên khó khăn dung dịch PVDF bị đóng rắn đầu kim phun, dẫn đến tắc kim phun, cản trở trình tạo sợi Ảnh hưởng nồng độ dung dịch đến hình thái sợi giải thích dựa mối quan hệ nồng độ độ nhớt dung dịch polymer Khi nồng độ dung dịch tăng độ nhớt dung dịch tăng ngược lại Dung dịch có độ nhớt giới hạn định thuận lợi cho tạo thành sợi với hình thái đồng phân bố kích thước khoảng hẹp Khi độ nhớt dung dịch nhỏ, chuỗi polyme có tương tác với nhau, dẫn đến tạo thành giọt tác dụng kéo điện trường Khi độ nhớt cao, trình electrospinning trở lên khó khăn đóng rắn nhanh chóng dung dịch đầu kim phun Khi độ nhớt tăng, tương tác ràng buộc phân tử polymer tăng, dẫn đến kích thước sợi tạo thành tăng Khi nồng độ dung dịch PVDF tăng từ 15 đến 20 22 wt% đường kính trung bình sợi PVDF tăng tương ứng 645, 736 1263 nm Nghiên cứu [12] sử dụng dung dịch PVDF nồng độ 12 wt% hỗn hợp dung mơi Acetone/DMAc tỷ lệ 7/3 cho đường kính sợi 450 nm đường kính sợi tăng tăng nồng độ dung dịch polymer Đây kết thống với kết báo cáo nghiên cứu Dựa kết ảnh SEM khả tạo sợi trình electrospinning, dung dịch PVDF 20 wt% sử dụng cho khảo sát (B) Ảnh hưởng điện áp đến hình thái sợi (C) Hình thái sợi phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo điện áp 9, 11, 13 15 kV trình bày hình Nồng độ dung dịch PVDF 20 wt%, tốc độ bơm 1,0 ml/h, khoảng cách từ kim phun đến thu sản phẩm 17 cm, hỗn hợp dung môi DMAc/Ace = 60/40 (D) (C') (D') Hình Ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo từ dung dịch PVDF có nồng độ: (A) 10 wt%, (B, B’) 15 wt%, (C, C’) 20 wt%, (D, D’) 22 wt% 63(1) 1.2021 Để hình thành sợi trình electrospinning điện áp đặt vào dung dịch polymer phải đủ lớn để thắng sức căng bề mặt dung dịch Ở điện áp kV, sợi PVDF hình thành điện trường yếu nên trình không diễn liên tục, xuất giọt bắn từ đầu kim phun Khi tiếp tục tăng điện áp thu màng sợi mịn khơng có giọt, phân bố đường kính sợi đồng Tuy nhiên, điện áp đạt 15 kV quan sát thấy trình phun sợi trở lên bất ổn định lực điện trường lớn gây uốn, vắt dội dòng dung dịch từ đầu kim phun Kích thước sợi PVDF giảm rõ rệt từ 1209 xuống 736, 730 470 nm điện áp tăng tương ứng từ 9, 11, 13 15 kV Điều xảy tăng điện áp, lực 51 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ (A) (B) (C) (A) (B) (D) (C) (B') (C') Hình Ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo điện áp khác nhau: (A, A’) kV, (B, B’) 11 kV, (C, C’) 13 kV, (D, D’) 15 kV điện trường áp đặt lên dung dịch polymer lớn gây lực kéo sợi lớn làm cho kích thước sợi trở lên nhỏ Như vậy, điện áp 11 kV phù hợp để thực trình tạo sợi PVDF nghiên cứu Ảnh hưởng tốc độ bơm dung dịch Ảnh hưởng tốc độ bơm dung dịch qua đầu kim phun (0,7, 1,0, 1,2 1,5 ml/h) đến hình thái phân bố đường kính sợi thể hình Nồng độ dung dịch PVDF 20 wt%, điện áp 11 kV, khoảng cách từ kim phun đến thu sản phẩm 17 cm, hỗn hợp dung môi DMAc/Ace = 60/40 Nếu tốc độ bơm dung dịch nhỏ, không đủ để cung cấp liên tục dung dịch đầu kim phun trình tạo sợi bị đứt quãng Tuy nhiên, tốc độ bơm dung dịch lớn địi hỏi phải tăng điện áp cho điện trường đủ lớn để kéo sợi liên tục mà không làm cho dung dịch đầu kim phun bị đóng rắn Do đó, dung dịch đưa vào tạo sợi phương pháp electrospinning, cần điều chỉnh tốc độ bơm dung dịch phù hợp để có sợi nano ổn định có đường kính đồng Hình cho thấy, thu sợi PVDF tốc độ bơm dung dịch từ 0,7 đến 1,5 ml/h Tuy nhiên, tốc độ bơm dung dịch 1,2 1,5 ml/h quan sát thấy tượng sợi bị kết dính với nhiều dung môi chưa bay triệt để di chuyển từ đầu kim phun đến thu sản phẩm Đường kính sợi thay đổi theo tốc độ bơm dung dịch, từ 613 đến 736, 1006 1492 nm tương ứng với tốc độ bơm dung dịch 0,7, 1,0, 1,2 1,5 ml/h Nghiên cứu nhóm tác giả Zulfikar (2017) [11] cho thấy có hình thành hạt (bead) nằm sợi PVDF tốc độ bơm nhỏ 1,2 ml/h Số lượng hạt giảm dần tăng 63(1) 1.2021 (D) (D') (A’) (B’) (C’) (D’) Hình Ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo tốc độ bơm dung dịch khác nhau: (A, A’) 0,7 ml/h, (B, B’) 1,0 ml/h, (C, C’) 1,2 ml/h, (D, D’) 1,5 ml/h tốc độ bơm gia tăng dòng điện gây chất tích điện PVDF Ngược lại, mật độ điện tích bề mặt giảm tốc độ bơm tăng lên, ngăn cản hình thành khuyết tật sợi Từ kết khảo sát cho thấy, tốc độ bơm dung dịch PVDF 20 wt% phù hợp 1,0 ml/h Ảnh hưởng khoảng cách từ đầu kim phun đến thu sản phẩm Hình thể ảnh hưởng khoảng cách từ đầu kim phun tới thu sản phẩm đến hình thái phân bố đường kính sợi PVDF thơng qua ảnh SEM Các màng sợi chế tạo nồng độ dung dịch 20 wt%, điện áp 11 kV, tốc độ bơm dung dịch 1,0 ml/h, hỗn hợp dung môi DMAc/Ace = 60/40 Khoảng cách từ đầu kim phun đến thu sản phẩm ảnh hưởng đến thời gian dung môi bay cường độ điện trường kéo sợi Khi dòng dung dịch di chuyển với khoảng cách ngắn (7 cm), lực kéo sợi mạnh dung môi bay không hết, dẫn đến tạo thành màng ướt thu sản phẩm Khi tăng khoảng cách lên 12 cm sợi hình thành có kết dính sợi Ở khoảng cách lớn hơn, kích thước sợi giảm dần (từ 1483 xuống 736 605 nm tương ứng với khoảng cách 12, 17 20 cm) thời gian tác dụng lực kéo điện trường dài Nghiên cứu [11] cho thấy, khoảng cách lớn sợi tạo đồng Như vậy, kết ảnh SEM cho thấy khoảng cách thích hợp từ kim phun đến thu sản phẩm cho trình tạo sợi PVDF 17 cm 52 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ (A) (A) (B) (C) (C) (D) (C') (B) (D) (B’) (D') Hình Ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo với dung môi khác nhau: (A, A’) DMAc/Ace = 60/40, (B, B’) DMAc/Ace = 40/60, (C) DMF/Ace = 70/30, (D) DMF/Ace = 60/40 Hình Ảnh SEM phân bố đường kính sợi màng sợi PVDF chế tạo khoảng cách đầu kim phun đến thu sản phẩm khác nhau: (A) cm, (B, B’) 12 cm, (C, C’) 17 cm, (D, D’) 20 cm Ảnh hưởng dung mơi đến hình thái sợi Loại dung môi ảnh hưởng đến khả hịa tan, độ nhớt, sức căng bề mặt tính dẫn điện dung dịch polymer, từ ảnh hưởng đến khả hình thành sợi hình thái sợi thu Hình trình bày ảnh SEM màng sợi PVDF chế tạo với hỗn hợp dung mơi khác nhau, DMAc DMF dung mơi có khả hịa tan tốt PVDF Điều kiện chế tạo bao gồm nồng độ dung dịch 20 wt%, tốc độ bơm dung dịch 1,0 ml/h, điện áp 11 kV, khoảng cách từ kim phun đến thu sản phẩm 17 cm Quan sát ảnh SEM hình cho thấy, kích thước sợi PVDF thay đổi thay đổi tỷ lệ thành phần dung môi Đối với sợi PVDF chế tạo sử dụng hỗn hợp dung mơi DMF/Ace bề mặt không nhẵn mịn mà thấy xuất mao quản nhỏ bề mặt sợi Đây gọi sợi có cấu trúc mao quản bề mặt Hiện tượng xảy phân tách pha trình bay chuyển dung dịch trạng thái sợi rắn ảnh hưởng loại dung môi sử dụng độ ẩm môi trường [13, 14] Trong nghiên cứu này, sử dụng hệ dung môi hỗn hợp dung môi dễ bay (axeton) dung mơi khó bay (DMF) điều kiện độ ẩm cao (trên 70%) Khi dòng dung dịch polyme di chuyển từ đầu kim phun đến thu 63(1) 1.2021 sản phẩm, làm lạnh tăng dần nồng độ dung dịch polyme bay dung môi dẫn đến phân tách pha Một pha rắn hình thành bề mặt dịng dung dịch dung môi axeton bay nhanh tạo lớp mao quản bên ngồi, cịn pha nằm dịng dung dịch đóng rắn sau tạo khối lõi sợi Đồng thời, làm lạnh bay dòng dung dịch dẫn đến nước khơng khí ngưng tụ thành giọt bề mặt sợi Khi sợi khô, giọt bay để lại mao quản bề mặt sợi Zaarour cs (2018) không tạo sợi có cấu trúc mao quản bề mặt mà tạo lỗ rỗng bên sợi sử dụng dung dịch có nồng độ 22 wt% dung môi DMF/Ace tỷ lệ 1/8 chế tạo độ ẩm 62% [4] Với tỷ lệ dung môi (60/40), bề mặt sợi PVDF chế tạo hỗn hợp dung môi DMAc/Ace nhẵn mịn, không xuất mao quản bề mặt (hình 6A) sợi chế tạo điều kiện độ ẩm môi trường thấp (dưới 50%), DMAc có nhiệt độ sơi cao DMF Như vậy, để hình thành mao quản bề mặt sợi chế tạo phương pháp electrospinning, cần phải đồng thời sử dụng hỗn hợp dung môi có chênh lệch lớn khả bay thực mơi trường có độ ẩm cao Tính chất kị nước màng sợi PVDF Góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng sợi PVDF (hình 7) có giá trị 107,6o Điều chứng tỏ bề mặt màng sợi PVDF có tính kỵ nước cao gây cấu trúc 53 Khoa học Kỹ thuật Công nghệ bề mặt màng sợi Màng sợi PVDF biến tính TÀI LIỆU THAM KHẢO cách bổ sung hạt nano SiO2, TiO2 hay Fe3O4 để làm [1] X Shi, et al (2015), “Electrospinning of nanofibers and their tăng tính kỵ nước, từ ứng dụng lĩnh vực phân tách applications for energy devices”, Journal of Nanomaterials, 2015, sợi Zaarour cs (2018) khơng tạo sợi có cấu trúc mao quản bề mặt mà tạo dầu - nước [15] lỗ rỗng bên sợi sử dụng dung dịch có nồng độ 22 wt% dung mơi 10.1155/2015/140716 DOI: DMF/Ace tỷ lệ 1/8 chế tạo độ ẩm 62% [4] Với tỷ lệ dung môi (60/40), bề mặt sợi PVDF chế tạo hỗn hợp[2] Kenry, C.T Lim (2017), “Nanofiber technology: current status dung môi DMAc/Ace nhẵn mịn, không xuất mao quản bề mặt (hình 6A) andlàemerging developments”, Progress in Polymer Science, 70, pp.1do sợi chế tạo điều kiện độ ẩm môi trường thấp (dưới 50%), DMAc 17 có nhiệt độ sơi cao DMF Như vậy, để hình thành mao quản bề mặt sợi chế tạo phương pháp electrospinning, cần phải đồng thời sử dụng hỗn hợp dung môi [3] S Nemati, et al (2019), “Current progress in application of có chênh lệch lớn khả bay thực môi trường có độ ẩm cao polymeric nanofibers to tissue engineering”, Nano Convergence, 36(6), pp.1-16 Góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng sợi PVDF (hình 7) có giá trị Tính chất kị nước màng sợi PVDF 107,6o Điều chứng tỏ bề mặt màng sợi PVDF có tính kỵ nước cao gây cấu [4] B Zaarour, L Zhu, C Huang, X Jin (2018), “Fabrication trúc bề mặt màng sợi Màng sợi PVDF biến tính cách bổ sung a polyvinylidene fluoride cactus-like nanofiber through one-step hạt nano SiO2, TiO2 hay Fe3O4 để làm tăng tính kỵ nước, từ ứng dụngof lĩnh vực phân tách dầu - nước [15] electrospinning”, RSC Advances, 8, pp.42353-42360 Hình Hình ảnh góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng sợi PVDF Độ bền kéo màng sợi PVDF [5] D Lolla, et al (2018), Functionalized polyvinylidene fluoride electrospun nanofibers and applications (Chapter 5: Electrospinning method used to create functional nanocomposite films), Intechopen, DOI: 10.5772/intechopen.76261 Màng sợi PVDF có độ bền kéo đứt đạt 6,39 MPa độ [6] S Liang, et al (2012), “A novel ZnO nanoparticle blended giãn dài đứt đạt 183% (hình 8) Kết cho phép sử Hình Hình ảnh góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng sợi PVDF polyvinylidene fluoride membrane for anti-irreversible fouling”, dụng màng sợi PVDF nhiều lĩnh vực khác Độ ềntrong kéo màng sợi PVDF Journal of Membrane Science, 394, pp.184-192 làm màng lọc, hấpMàng phụ,sợimàng tác… PVDF cóxúc độ bền kéo đứt đạt 6,39 MPa độ giãn dài đứt đạt 183% (hình 8) Kết cho phép màng sợi PVDF sử dụng nhiều lĩnh vực[7] khác làm màng lọc, hấp phụ, màng xúc tác… F Liu, M.R.M Abed, K Li (2011), “Preparation and characterization of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) based ultrafiltration membranes using nano γ-Al2O3”, Journal of Membrane Science, 366, pp.97-103 Độ bền kéo (MPa) 0 50 100 150 Độ giãn dài kéo (%) 200 Hình Độ bền kéo màng sợi PVDF Hình Độ bền kéo màng sợi PVDF Kết luậ Kết luận Sợi PVDF chế tạo phương pháp electrospinning có cấu trúc thn đều, bề mặt sợi phẳng mịn, đường kính sợi trung bình 736 nm thu điều kiện: nồng độ dung dịch 20 wt%, điện áp 11 kV, tốc độ bơm dung dịch 1,0 ml/h, khoảng cách từ đầu kim phun đến thu sản phẩm 17 cm, hỗn hợp dung mơi DMAc/Ace = 60/40 Đường kính trung bình phân bố đường kính sợi PVDF thay đổi thay đổi thông số Cấu trúc mao quản bề mặt sợi PVDF hình thành sử dụng hỗn hợp dung mơi DMF/Ace với tỷ lệ thành phần 70/30 60/40 điều kiện độ ẩm môi trường 70% Màng sợi PVDF thể tính kỵ nước với góc tiếp xúc giọt nước với bề mặt màng đạt giá trị 107,6o Độ bền kéo đứt độ giãn dài đứt màng sợi PVDF tương ứng 6,39 MPa 183%, đảm bảo tính chất lý sử dụng màng PVDF nhiều lĩnh vực khác LỜI CẢM ƠN Bài báo thực kinh phí tài trợ từ Quỹ phát triển KH&CN quốc gia (Nafosted) thơng qua Đề tài mã số 104.02-2019.30 Nhóm tác giả xin trân trọng cảm ơn 63(1) 1.2021 [8] J Du, et al (2004), “Preparation and characterization of Fe3O4/PVDF magnetic composite membrane”, Acta Physico-Chimica Sinica, 20, pp.598-601 [9] N.A Hashim, Y Liu, K Li (2011), “Preparation of PVDF hollow fiber membranes using SiO2 particles: The effect of acid and alkali treatment on the membrane performances”, Industrial & Engineering Chemistry Research, 50, pp.3035-3040 [10] Q Li, et al (2012), “Preparation of Y-zeolite/CoCl2 doped PVDF composite nanofiber and its application in hydrogen production”, Energy, 38, pp.144-150 [11] M.A Zulfikar, et al (2017), “Effect of processing parameters on the morphology of PVDF electrospun nanofibers”, IOP Conference Series: Journal of Physiscs, 987, DOI: 10.1088/17426596/987/1/012011 [12] J.R Kim, et al (2004), “Electrospun PVDF-based fibrous polymer electrolytes for lithium ion polymer batteries”, Electrochimica Acta, 50, pp.69-75 [13] D Lubasova, L Martinova (2011), “Controlled morphology of porous polyvinyl butyral nanofibers”, Journal of Nanomaterials, 2011, pp.1-6 [14] T.T.T Nguyen, et al (2012), “Porous core/sheath composite nanofibers fabricated by coaxial electrospinning as a potential mat for drug release system”, International Journal of Pharmaceutics, 439, pp.296-306 [15] B Lin, et al (2020), “An effective strategy on the preparation of the superhydrophobic electrospun nanoparticles/PVDF composite membranes for the oil-water separation”, Surface Topography: Metrology and Properties, 8, DOI: 10.1088/2051-672X/ab8beb 54 ... dụng màng sợi PVDF lĩnh vực khác phụ thuộc vào hình thái, kích thước sợi, diện tích bề mặt riêng màng sợi mà tính chất thay đổi theo điều kiện chế tạo sợi Zulfikar cs (2017) [11] nghiên cứu ảnh... dịch lớn đòi hỏi phải tăng điện áp cho điện trường đủ lớn để kéo sợi liên tục mà không làm cho dung dịch đầu kim phun bị đóng rắn Do đó, dung dịch đưa vào tạo sợi phương pháp electrospinning, cần... tác dụng lực kéo điện trường dài Nghiên cứu [11] cho thấy, khoảng cách lớn sợi tạo đồng Như vậy, kết ảnh SEM cho thấy khoảng cách thích hợp từ kim phun đến thu sản phẩm cho trình tạo sợi PVDF 17