متن کامل : پایان نامه ارشد رایگان درمورد لوازم خانگی، توزیع شده، مزایا و معایب، محصولات کشاورزی-رشته برق

دانلود پایان نامه
ذوب۵۲ فاز سخت وابسته است ]۲۹[. شکل ‏۱-۱۱محدوده سختی الاستومر های گرما نرم را نشان می دهد ]۳۰[.

شکل ‏۱-۱۱: محدوده سختی الاستومر های گرما نرم ]۳۰[.
مزایا و معایب الاستومر های گرما نرم
برخی از مزایای الاستومر های گرما نرم نسبت به لاستیک های گرما سخت عبارت اند از:
فرآیند پذیری ساده تر با مراحل کمتر؛ به این علت که روش های فرآیندی الاستومر های گرما نرم مثل گرما نرم ها بوده و از طرفی دارای بازده بیشتر و هزینه کمتری است. به طور کلی، محصول حاصل از الاستومر های گرما نرمی که در فرآیند های پیوسته تولید می شود نسبت به سامانه تولید ناپیوسته و پیمانه ای که در صنعت لاستیک متداول است از کیفیت یکنواخت تری برخوردار است. در شکل ‏۱-۱۲ مراحل تولید لاستیک های معمول و الاستومر های گرما نرم با یکدیگر مقایسه شده است ]۳۱[.
چون زمان قالب گیری۵۳ برای الاستومر های گرما نرم در حدود چند ثانیه است، زمان تولید کوتاه تر آن ها باعث قیمت پایین محصول نهایی شده و میزان تولید نیز بالا می رود.
نیاز به آمیزه سازی مجدد در آن ها وجود ندارد. این مواد معمولا آماده ی مصرف هستند.
به علت داشتن چگالی پایین تر نسبت به آمیزه های لاستیکی مرسوم، حجم برابر از آن ها دارای قیمت کمتری می باشد.
قابلیت بازیافت.
عدم نیاز به پخت و آمیزه سازی کمتر.
قابلیت کنترل خواص با تغییر نسبت اجزا.

شکل ‏۱-۱۲: فرآیند تولید محصول از الاستومر گرما نرم در مقایسه با فرآیند تولید برای یک الاستومر گرما سخت ]۳۱[.
معایب الاستومر های گرما نرم عبارت اند از :
نرم شدن در دمای بالا؛ این ویژگی باعث محدود شدن دامنه ی مصرف الاستومر های گرما نرم به دماهای پایین تر از دمای ذوبشان می شود. اما الاستومر های پخت شده در دماهای بالا نیز می توانند مورد استفاده قرار گیرند.
سختی پایین الاستومر های گرما نرم؛ به طور کلی الاستومر های گرما نرم از نظر سختی در محدوده الاستومر های پخت شده و گرما نرم ها قرار می گیرد، اما اغلب انواع آن به عنوان الاستومر نسبتا سخت در نظر گرفته می شود.
خشک سازی قبل از مصرف؛ این مرحله تقریبا در مواد الاستومری مرسوم اصلا وجود ندارد در حالی که در تولید قطعات از الاستومری گرما نرم بسیار معمول است.
نانوکامپوزیت های پلیمری۵۴
واژه کامپوزیت به مواد مرکبی گفته می شود که در آن ها مواد مختلفی به منظور دستیابی به خواص شیمیایی، فیزیکی، الکتریکی و حرارتی بهتر در یک دیگر ادغام می شوند. نانو کامپوزیت ها مواد مرکبی هستند که حداقل یکی از اجزای تشکیل دهنده با ابعادی در محدوده نانو متر، در فاز دیگر که پیوسته است به صورت متفرق توزیع شده باشد. افزودن پر کننده های معمول از قبیل الیاف شیشه، تالک، کربنات کلسیم، دوده و امثال آن به ماتریس های پلیمری باعث تقویت کامپوزیت ها شده در عین حال وزن کامپوزیت را افزایش داده و کاربرد آن ها را در صنایعی مانند خودرو و هوا فضا محدود می سازد. مواد نانو کامپوزیتی به آن دسته از موادی اطلاق می شود که فاز تقویت کننده آن دارای ابعادی در مقیاس یک تا صد نانو متر باشد که شامل نانو کامپوزیت های پلیمر – سرامیک، پلیمر – فلز، سرامیک – فلز و سرامیک – سرامیک هستند. تقویت کننده نانو به دلیل داشتن ابعاد بسیار کوچک و سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت کننده های معمولی در سطح بار گذاری کمتر باعث بهبود خواص مورد نظر شده و جایگزین خوبی برای کامپوزیت های معمولی هستند، چرا که کارایی بهتر و وزن کمتری دارند. محصولات تهیه شده از نانو کامپوزیت های پلیمری قابلیت استفاده در صنایع شیمیایی، خودرو سازی، ساختمان، نظامی، پزشکی، لوازم خانگی، ورزشی، کشاورزی و الکترونیکی را داشته و استفاده از آن ها در این صنایع، کاهش مصرف سوخت و انرژی، افزایش مقاومت و ایمنی در برابر زلزله و آتش سوزی، افزایش عمر سازه ها، کاهش خسارت ناشی از زمان نگه داری مواد غذایی و محصولات کشاورزی، کاهش خسارت ناشی از خوردگی و به طور خلاصه، استفاده بهینه از منابع موجود را می تواند به همراه داشته باشد.
با توجه به حجم گسترده استفاده از کامپوزیت های معمولی در داخل کشور و با عنایت به حجم بالای تولید پلیمر ها در سال های آتی از سوی شرکت ملی صنایع پتروشیمی و لزوم افزایش کاربری این پلیمر ها، تولید نانو کامپوزیت های پلیمری یکی از مناسب ترین راه های پاسخ گویی به نیاز بازار و بهبود خواص و گسترش دامنه کاربرد پلیمر های داخلی است. در حال حاضر، میزان مصرف کل آمیزه های پلیمری در داخل کشور حدود صد و پنجاه هزار تن در سال است که بخشی از آن، از طریق واردات از کشورهایی مثل هلند، ایتالیا، تایوان، سوئد، آلمان و بخش دیگر به وسیله تولید کنندگان داخلی تامین می شود. این آمیزه ها عمدتا در صنایع خودرو، لوازم خانگی و اداری و لاستیک سازی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به خواص برتر نانو کامپوزیت های پلیمری در مقایسه با آمیزه های معمولی پلیمری و با عنایت به روند نزولی قیمت جهانی نانو ذرات و در نتیجه امکان رقابت این محصولات از نظر قیمت، انتظار می رود با تولید نانو کامپوزیت ها در داخل کشور بتوان آن ها را جایگزین بخش عمده ای از آمیزه های معمولی پلیمری نمود.
روش های متعددی برای دسته بندی نانو کامپوزیت های پلیمری وجود دارد. یکی از این روش ها، تقسیم بندی بر اساس تعداد ابعاد ذره پراکنده در مقیاس نانو شده است. دسته اول تنها دارای یک بعد در اندازه نانو می باشند. در نتیجه شکل آن ها دیسک مانند است. اگر دو بعد از ذره ی نانو در مقیاس نانو متری باشد، به آن ها نانو ذرات دو بعدی می گویند که دارای ساختاری کشیده می باشند. نانو تیوب ها و نانو لیف ها در این دسته قرار می گیرند. دسته سوم ذرات نانو دارای مقیاس نانو متری در تمامی ابعاد خود می باشند. این گونه نانو کامپوزیت های پلیمری، از روش های ژل شدن و پلیمریزاسیون سطحی بدست می آیند.
فرآیند ساخت
نانوکامپوزیتهای پلیمری نانو لوله های کربنی به سه روش اصلی محلولی، پلیمریزاسیون درجا و اختلاط مذاب تهیه می شوند. در زیر خلاصه ای از این روش ها آورده شده است.
روش محلولی : در این روش به دلیل وجود حلال گرانروی سامانه کم بوده و میزان پخش خوبی از نانو لوله های کربنی در سامانه های پلیمری مشاهده شده است. نکته قابل توجه استفاده از مواد گرما نرم و گرما سخت در این روش است. به دلیل به کار رفتن میزان زیادی از حلال و مشکلات زیست محیطی و اقتصادی که در اثر استفاده از حلال ایجاد می شود، برای ساخت نانو کامپوزیت ها از این روش در صنعت استفاده نمی شود. در ساخت نانو کامپوزیت های گرما سخت می توان این گونه عمل کرد که ابتدا نانو لوله های کربنی را در پیش پلیمر پخش کرده و سپس در طی تبخیر حلال پلیمر را شبکه ی نمود. سوهر۵۵ و همکاران ]۳۲[ روش اختلاط محلولی برای ساخت نانو کامپوزیت های پلی کربنات را گزارش داده اند. همان طور که در شکل ‏۱-۱۳ نشان داده شده است، نانو لوله های کربنی ابتدا از طریق نیتریک اسید عامل دار شده و روی دیواره ی جانبی آن ها گروه های اسیدی قرار گرفته است.گروه های اسیدی ایجاد شده روی سطح نانو لوله کربنی با گروه های کربناتی در زنجیر پلی کربنات بر همکنش ایجاد می کنند. برای بدست آوردن نانو کامپوزیت ابتدا نانو لوله های کربنی عامل دار شده در تترا هیدرو فوران پخش شده و به محلول پلی کربنات/ تترا هیدرو فوران اضافه می شود. سوسپانسیون بدست آمده در متانول ته نشین شده و مواد نانو کامپوزیتی ته نشین شده به وسیله صافی جدا می شوند. با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی۵۶ مربوط به سطح شکست نانو کامپوزیت های پلی کربنات/ نانو لوله های کربنی در شکل ‏۱-۱۴، توزیع خوبی از نانو لوله های کربنی در ماتریس پلی کربنات دیده شده است.
به طور مشابه بیرکوک۵۷ و همکاران ]۳۳[ روش اختلاط محلولی را برای ساخت نانو کامپوزیت اپوکسی ارائه داده اند. پیش پلیمر اپوکسی در حلال حل شده و نانو لوله های کربنی نیز به صورت یکنواخت پخش شده اند، سپس در ادامه حلال تبخیر شده و پیش پلیمر اپوکسی پخت شده است. نتایج نشان داد که نانو لوله های کربنی به خوبی درون ماتریس اپوکسی توزیع شده اند. در مطالعاتی دیگر، نانو لوله های کربنی چند دیواره در تولوئن مخلوط شده و پلی استایرن نیز در محلول مورد نظر حل شده و در نهایت نانو کامپوزیت بدست آمده است ]۳۴[.

شکل ‏۱-۱۳: نمایی از ساخت نانو کامپوزیت های پلی کربنات/ نانو لوله های کربنی با استفاده از روش محلولی]۳۲[.

شکل ‏۱-۱۴: تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از سطح شکست نانو کامپوزیت های پلی کربنات/ نانو لوله های کربنی ]۳۲[.
در این حالت نانو کامپوزیت ها با استفاده از ریخته گری لایه ای۵۸ و ریخته گری چرخشی۵۹ تهیه شده اند. از روش اختلاط محلولی برای بدست آوردن نانو لوله هایی در امتداد هم۶۰ در نانو کامپوزیت، استفاده شده است ]۳۵ و ۳۶[. نسبت طول به قطر۶۱ و صلبیت۶۲ دو عاملی هستند که جهت یافتگی نانو لوله های کربنی را تحت تاثیر قرار می دهند. مشاهده شده است که اگر نانو لوله های کربنی بزرگتر و منعطف تر باشند، جهت یافتگی نانو لوله های کربنی در نانو کامپوزیت بدتر می شود ]۳۷ و ۳۸[.
پلیمریزاسیون درجا۶۳ : در این روش نانو لوله های کربنی در حلال پخش شده و منومر نیز یا در آن حل شده و یا به صورت معلق در می آید. گرانروی کمتر در طول فرآیند منجر به پخش بهتر ذرات نانو لوله های کربنی خواهد شد. در نهایت پلیمریزاسیون منومر، منجر به قرار گیری یکنواخت پلیمر اطراف نانو لوله های کربنی می شود. درتعداد زیادی از موارد پلیمر تولید شده می تواند به سطح نانو لوله های کربنی متصل گردد. این اتصال می تواند از طریق وجود گروه های کربوکسیلی که از طریق اصلاح سطح روی نانو لوله های کربنی قرار گرفته اند، انجام شود. این عمل از طریق اتصال مستقیم زنجیر های پلیمری روی سطح نانو لوله های کربنی (به واسطه آغاز گر های ساکن) نیز می تواند انجام شود. بارازا۶۴ و همکاران ]۳۹[ از روش مینی امولسیونی۶۵ برای بدست آوردن نانو کامپوزیت پلی استایرن استفاده کردند. آن ها از ستیل تری متیل آمونیوم برماید۶۶ و سدیم دو دسیل سولفات۶۷ برای عامل دار کردن نانو لوله های کربنی، هگزا دکان به عنوان پایدار کننده کمکی و آزوبیس ایزوبوتیرو نیتریل نیز به عنوان شروع کننده محلول در روغن برای پلیمریزاسیون، استفاده نمودند. بعد از اتمام واکنش، تمام اجزای واکنش داخل حجم زیادی از الکل ایزوپروپیل۶۸ خالص قرار داده شده تا نانو کامپوزیت مورد نظر بدست آید. قرار گیری نانو لوله های کربنی در ماتریس پلیمری در شکل ‏۱-۱۵ نشان داده شده است. با قرار گیری نانو لوله های کربنی درون ماتریس پلیمری مقاومت الکتریکی به طور چشمگیری کاهش یافته است. طیف مادون قرمز ۶۹نانو کامپوزیت

دیدگاهتان را بنویسید