< src="http://www.iranseda.ir/webaccess/?r=11999" width="580" height="500"/>

 

< src="http://www.iranseda.ir/webaccess/?r=11999" width="580" height="500"/>

چکیده : ژئوتکستایل ها به عنوان گروه مهمی از ژئوسنتتیک ها با کاربردهای گسترده در مهندسی عمران و کشاورزی مطرح شده اند. آمار موجود، بیانگر افزایش نرخ مصرف این نوع از منسوجات در جهان می باشد، لذا آشنائی و استفاده از این محصولات کاربردی در کشور ما ضروری به نظر می‌رسد. در این تحقیق ابتدا کاربردهای ژئوتکستایل، انواع متنوع و روشهای تولید آن بیان شده است. جهت تولید نمونه های ژئوتکستایل مورد آزمایش الیاف پلی پروپیلن مورد نیاز تولید گردید. و پارامترهای تاثیر گذار بر درصد ازدیاد طول الیاف، مورد بررسی قرار گرفت. جهت تولید لایه های بی‌بافت از ماشین کاردینگ و کراس لپر افقی استفاده گردید. جهت عملیات سوزن زنی یک ماشین سوزن زنی آزمایشگاهی طراحی و ساخته گردید. تعداد چهل نمونه ژئوتکستایل با استفاده از این ماشین تولید گردید. آزمایشات لازم برای تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی چون جرم در واحد سطح، ضخامت، استحکام( گرب و ذوزنقه ای )، میزان مقاومت در برابر سوراخ شدن و ازدیاد طول گرب صورت پذیرفت. تاثیر پارامترهای مربوط به الیاف و فرآیند تولید لایه، بر خصوصیات ژئوتکستایل نهایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد که، نمونه های ژئوتکستایل تولید شده از الیاف با میزان فر و موج بیشتر، دارای خصوصیات مکانیکی بهتری می‌باشند. همچنین نمونه هائی که در تولید آنها از سوزن با فاصله بارب بیشتر استفاده شده، عمق نفوذ سوزن بیشتر و سوزن زنی دو طرفه بوده، خصوصیات مکانیکی بهتری داشته اند. نیز نتیجه گیری گردید که، ازدیاد طول گرب ژئوتکستایل را می‌توان با کنترل نمودن ازدیاد طول الیاف، تحت تاثیر قرار داد، بنابراین عملیات پر هزینه کالندر که تا کنون جهت کنترل ازدیاد طول ژئوتکستایل به کار می‌رفت، را می‌توان حذف کرد.

آلومینیوم کامپوزیت

خصوصیات منحصر به فرد ورق های مرکب

• سبکی وزن
• مقاومت بالای رنگ در برابر اشعه ماوراء بنفش( UV )
• تنوع در شکل پذیری
• ابعاد بزرگ ومتنوع
• سرعت اجرایی بالا
• مصالح زیر سازی سبک
• بدون نیاز به شستشو
• عایق صوت
• مقاومت بالا در برابر تغییر دما
• عایق رطوبتی
• دوست محیط زیست
• ضد حریق

مقاومت در مقابل تغییرات دما

با توجه به خصوصیات منحصر به فرد خود میتواند در مقابل تغییرات دما از 50- تا 80+ بدون هیچگونه تغییردر کیفیت مقاومت نماید.

عایق رطوبتی

فضای ایجاد شده بین ورق های مرکب ودیواره ساختمان باعث ایجاد عایق حرارتی وصوتی ورطوبتی می شود وامکان جریان هوا رادرپشت پانل های مرکب بوجود می آورد که این امر باعث میشود حرارت محیط به ساختمان نفوذ نکند.

دوست محیط زیست

کلیه مواد خام تشکیل دهند برگشت پذیر می باشد و هیچگونه مواد زائد و مضر درطول تولید به وجود نمی آید.

ابعاد بزرگ ومتنوع

از ویژگیهای دیگر ورقهای مرکب قابلیت اجرا در مدول بندیهای بزرگ می باشد . که درمصالح دیگر نما سازی به علت بالا بودن وزن و مشکلات اجرائی این قابلیت وجود ندارد.

سرعت اجرای بالا

با امکانات اجرائی ورقهای مرکب مدول بندی در ابعاد بزرگ و اجرای سریع زیرسازی آلومینیومی و نصب ورق روی آن و همچنین سهولت کار با ابزار آلات زمان اجرائی نما را به حداقل کاهش میدهد .

سبک ولی مقاوم

• بسیار سخت و مقاوم و ماندگار است ، با توجه به اینکه 60درصد از آلومینیوم خام با همین قطر ، سبکتر است
ولی در مقابل فشار و ضربه از مقاومت بسیار بالایی برخوردار است.
• با توجه به سختی و مقاومت بالای خود امکان استفاده درمدولهای بزرگ را برای طراحان فراهم می سازد. با توجه به مقاومت در تمام شرایط آب وهوایی ، درتمام نقاط جهان یک محصول با کیفیت وبا اقتدار است
• ازنظر کیفیت درسطح قابل قبول می باشند به طوری در مقابل تابش مستقیم آفتاب وبارانهای اسیدی بسیار مقاوم هستند .آلومینیوم واستراکچر پلی اتیلن دراین نوع محصول باعث می شود، محصول در مقابل رطوبت شدید مقاومت کند وهیچ خللی در کیفیت آن بوجود نیاید.

خصوصیات بارز

• مقرون به صرفه ، Economical Efficiencies
• کاملاً مسطح ، Excellent Flatness
• نسوز ، Non – Combustibility
• زیبا و سبک ، Beautiful Outlook $ Lightweight
• عایق صوت وحرارت ، Insulation
• به موازات فناوری های جدید، علائق معماران ودرخواست مشتریان، دائما مصالح ساخت وساز در حال توسعه می باشند. این پانلها در زمره مصالح ساختمانی نوین و یکی از جدیدترین محصولات اختصاصی ارائه شده توسط بخش تحقیق وتوسعه کارخانجات مهندسی دانگ شین می باشد . این پانلها بواسطه سطوح براق و استینلس استیلی خود فضاهای خاص ، منحصر به فرد ، متنوع ودارای فناوریهای روز در فضای دیجیتالی شهری امروزه ایجاد می نماید .

موارد کاربرد

• ساختمانهای اداری، تجاری، صنعتی، آموزشی، بهداشتی، فرودگاه ها، ترمینال ها ، ایستگاه های مترو ، پوشش گنبدها وابنیه های خاص
• به موازات فناوری های جدید، علائق معماران ودرخواست مشتریان، دائما مصالح ساخت وساز در حال توسعه می باشند. این پانلها در زمره مصالح ساختمانی نوین و یکی از جدیدترین محصولات اختصاصی ارائه شده توسط بخش تحقیق وتوسعه کارخانجات مهندسی دانگ شین می باشد . این پانلها بواسطه سطوح براق و استینلس استیلی خود فضاهای خاص ، منحصر به فرد ، متنوع ودارای فناوریهای روز در فضای دیجیتالی شهری امروزه ایجاد می نماید .
• پانل آلومینیوم کامپوزیت محصولی است با فناوری روز که برای نمای داخلی وخارجی قابل استفاده می باشد . این پانل سبک در مراحل ساخت وکنترل های فنی وکیفی از فناوری پیشرفته کشورهای آمریکا ، انگلستان ، استرالیا و کره جنوبی استفاده نموده است .

خصوصیات Features

وزن کم وسختی بالا Lightweight and Rigid

یک ورق سبک ودرعین حال سخت ومحکم که چگالی آن 2/1 تا 5/1 است و40% از وزن نمای ساختمان را در مقایسه با ورق های آلومینیومی ، باهمین استحکام کم می نماید.

همواربودن Flatness

سطح بسیار ممتاز وهموار این ورقها از انکسار واعوجاج جلوگیری می نماید .

مقاومت در برابر ضربه Impact Resistance

برای جلوگیری از شکستن وترک خوردن ورقها ، ساختاری مرکب از لایه های آلومینیوم و رزینی با قابلیت بالا در لایه میانی استفاده شده است . بدین سبب این ورقها مقاومت بالایی درمقابل ضربه از خود نشان می دهند .

کارآئی Workability

برش ، خم کاری ، شیار زدن ، انحنا دادن را براحتی میتوان بوسیله ماشین آلات نجاری وآهنگری انجام داد .

قابلیت عدم فرسایش در مقابل هوا

پرداخت سطح ورقها باعث بالا رفتن مقاومت آنها در برابر خورندگی وشرایط جوی شده است.

پرداخت سطح نهائی فلوروکربن

رنگ رویه نهائی پولی استر نیز در دسترس می باشد .

ساخت پانل ها از ماشین آلات فلز کاری ونجاری میتوان استفاده نمود.

برش Cutting

جهت برش میتوان از دستگاه گیوتین ، اره رومیزی و اره منبت کاری ، استفاده نمود.

مقاومت عالی رنگ ومقاومت در برابر بارانهای اسیدی

رنگ مورد مصرف ورق های آلومینیوم کامپوزیت ماده ای به نام PVDF می باشد که نوعی Fluorocarbon با ضخامت بین 25 الی 35 میکرون می باشد که جزو جدیدترین انواع رنگ مورد مصرف درجهان می باشد. PVDF نوعی رزین میباشد لذا درهنگام خمکاری وفرم دهی هیچگونه شکست وترکی روی رنگ ایجاد نشده وکلیه عملیات رنگ کاری درکارخانه سازنده ورق انجام می گردد. دیگر اینکه این نوع رنگ درمقابل بارانهای اسیدی بسیار مقاوم بوده و نیز در مقابل اشعه UV آفتاب دارای مقاومت بسیار بالایینسبت به رنگهای رایج دیگر میباشد. برای رنگ تستهای مختلفی انجام گرفته که جداول آنها همگی موجود می باشد. دیگر مصالح به هیچوجه دارای اینگونه خواص نمی باشند. بطور مثال سنگ گرانیت دراثر اشعه UV وبارانهای اسیدی جلا وصیقلی بودن خود را حداکثر ظرف یک سال از دست می دهد وسیمان به سرعت کثیف و چرک می گردد وشیشه به سرعت کثیف شده وحتی به مرور زمان رسوب آب باران بر روی شیشه باقی می ماند.

جدول مقایس? وزنی

نوع مصالح	وزن (کیلوگرم بر متر مربع)	وزن مصالح زیرسازی (کیلوگرم بر متر مربع)	جمع (کیلوگرم بر متر مربع)
سنگ گرانیتcm 3	حدود 81	حدود 14(با ملات)	95
سیمان با ضخامتcm4	حدود 78	-	78
شیشهmm 6	حدود 26	حدود 12(با پروفیل آلومینیوم)	38
ورق آلومینیومی	حدود 15	حدود 10	35

 

بررسی امکان تولید الیاف نانو از سدیم آلجینات به روش الکتروریسی/سمیه صفی؛ به راهنمایی: محمد مرشد، عبدالکریم حسینی؛ استاد مشاور: مهران غیاثی.

پایان نامه(کارشناسی ارشد)--دانشگاه صنعتی اصفهان.دانشکده نساجی، 1385.
وضعیت پایان نامه : دفاع شده

چکیده : در سالهای اخیر، الکتروریسی به عنوان ابزاری آسان و مؤثر برای تولید الیاف فوق¬العاده ظریف با قطری در حدود چند میکرومتر تا چندین نانومتر مورد توجه قرار گرفته است.با توجه به مزایا و خواص بیولوژیکی مطلوب بیوپلیمر طبیعی آلجینات و مزیتهای مضاعفی که لیف نانو تولید شده از آن خواهد داشت، در این رساله، در دو بخش به بررسی امکان الکتروریسی این بیوپلیمر پرداخته شد.در بخش اول، الکتروریسی محلول سدیم آلجینات در آب و تأثیر افزودن افزودنیهای مناسب نظیر اسید، سطح فعال و حلالهای آلی به محلول سدیم آلجینات، بر قابلیت الکتروریسی این محلول پلیمری مورد آزمایش و بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله نشان داد که نه تنها محلول سدیم آلجینات در آب، از طریق تکنیک الکتروریسی غیر قابل ریسیدن است بلکه هیچ یک از مواد افزورنی نیز تأثیر قابل توجهی در بهبود قابلیت الکتروریسی محلول پلیمری سدیم آلجینات ندارند. سپس، به منظور افزایش حلالیت پلیمر در حلالهای آلی و بهبود قابلیت الکتروریسی محلول پلیمر، ساختار سدیم آلجینات به ترتیب، به نمک آمونیوم آلجینات و آلجینیک اسید تبدیل شد اما نتایج رضایت بخشی حاصل نگردید.بنابراین، به دلیل قابلیت الکتروریسی بسیار ضعیف این بیوپلیمر و عدم موفقیت در بخش اول آزمایشات، در بخش دوم رساله سعی شد تا با کمک برخی پلیمرهای مصنوعی مناسب(نظیر پلی وینیل الکل و پلی اتیلن اکساید) و افزودن آنها به محلول سدیم آلجینات(با نسبتهای جرمی و غلظتهای مختلف پلیمر) قابلیت الکتروریسی این بیوپلیمر بهبود داده شود. در این راستا، سه غلظت 7%،8% و 9%(درصد وزنی) برای پلیمر پلی وینیل الکل و غلظتهای 6%، 7% و 8%(درصد وزنی) برای پلیمر پلی اتیلن اکساید انتخاب گردید و در نسبتهای حجمی 30:70، 50:50 و 70:30(به طور جداگانه) با محلول سدیم آلجینات با غلظت 2% مخلوط و در شرایط بهینه الکتروریسی شد. ساختار و توزیع قطری الیاف الکتروریسی شده، به کمک تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) و میکروسکوپ نوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی تصاویر SEM الیاف نانو نشان داد که بهترین نمونه ها، مخلوط آلجینات-پلی وینیل الکل با نسبت حجمی 30:70(سدیم آلجینات-PVA(با غلظت 8%)) و مخلوط آلجینات-پلی اتیلن اکساید(با غلظت 8%) با نسبت حجمی 50:50 است. این نمونه ها، دارای ساختاری کاملاً یکدست و فاقد دانه و به ترتیب، دارای میانگین قطری 3/118 و 1/99 نانومتر و توزیع قطری 204-8/75 نانومتر و 122-71 نانومتر می باشند. مطالعات رئولوژیکی انجام شده روی محلولهای پلیمری نشان داد که قابلیت الکتروریسی و مورفولوژی نانو الیاف ، به شدت به ویسکوزیته ی محلول و بنابراین به نسبت سدیم آلجینات به پلیمر مصنوعی(PVA و PEO) وابسته است.همچنین به منظور بررسی قابلیت اختلاط مخلوط پلیمری و مطالعه ی چگونگی برهم کنش این پلیمرها در مخلوط، از طیف سنجی مادون قرمز(FTIR) استفاده گردید.

کامپوزیت ها

آشنایی با کامپوزیتها در کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، کاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امکان استفاده از یک نوع ماده که همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و .... از آنجا که نمی توان ماده‌ای یافت که همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره‌ای دیگر بود. کلید این مشکل، استفاده از کامپوزیتهاست. کامپوزیتها موادی چند جزئی هستند که خواص آنها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. اگرچه کامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند، ولی در اینجا ما تنها به کامپوزیتهای پلیمری می‌پردازیم. در کامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود: فاز تقویت کننده که درون ماتریس پخش شده است. فاز ماتریس که فاز دیگر را در بر می‌گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می‌باشد که گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین می‌نامند. تقسیم بندی‌های مختلفی در مورد کامپوزیتها انجام گرفته است که در اینجا یکی از آنها را آورده‌ایم: خواص کامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد. از نظر فنی، کامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع کامپوزیتها می باشند که خود به دو دستة الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شوند. الیاف می‌بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می‌دهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و البته گسترش ترک را محدود می‌کند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود، کوتاهتر باشند، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت کنندگی خود را ایفا نمایند.  الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده می‌شوند به دو دسته تقسیم می‌شوند:  الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی کارایی کامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد. ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول اینکه به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت کننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل میدهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل میکند. سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش میشود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود میبخشد. تقویت کنندهها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر ترکهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع در یک صفحه شود. بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده درکامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود میباشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند. در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزینهای پلی ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، PEEK ، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در کامپوزیتها می‌توان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. در بخشهای بعدی، رزینها و الیاف و روشهای شکل دهی کامپوزیتها را مورد بحث قرار داده‌ایم.

کاربرد کامپوزیت ها در راه آهن به­خاطر ویژگی­های خاص مواد کامپوزیتی، روز به روز استفاده از این مواد در صنایع مختلف گسترش بیشتری می­یابد. در ذیل به کاربرد جدیدی از این مواد در راه آهن اشاره شده است: خبر: (مأخذ: نشریة کامپوزیت، شمارة 1، صفحة 12) شرکت تای­تک واقع در هوستون در ایالت تگزاس، یک واحد تابعه از گروه تکنولوژی­های آمریکای شمالی است. این شرکت بیش از شش سال است که در زمینة توسعه و آزمایش تراورس­ها (چوبهای عرضی که در زیر ریل راه آهن قرار می‌گیرند) کار می­کند. تای­تک با استفاده از پلاستیک بازیافتی و مواد دور­ریختنی که با افزودنی­ها و پر کننده­های ویژه­ای مخلوط شده­اند، یک نوع تراورس ساخته است. تراورس­های تای­تک هم­اندازة تراورس­های چوبی هستند و می­توانند همانند چوب میخ­کوبی شوند. برخلاف چوب این تراورس­ها نمی­شکنند و ترک برنمی­دارند، همچنین مستعد پوسیدگی نیستند، حشرات نمی­توانند به آنها آسیبی بزنند و خواص خود را نیز به مدت طولانی­تری حفظ می­کنند. هشتاد درصد محتوای این تراورس­ها را ضایعات بازیافتی کم­قیمت، مثل ضایعات رزینی آسیاب شده، لاستیک خرد شده از تایرهای بازیافتی و ضایعات فیلم­های پلی­اتیلنی با دانسیته بالا(HDPE) تشکیل می­دهند. به این مواد اصلی، پرکننده­ها و تقویت­کننده­ها نیز افزوده می­شوند. سپس تراورس­ها، قالبگیری شده و درون قالب، سرد می­شوند تا شکل و ابعاد مناسب خود را حفظ کنند. قیمت نهایی تراورس­های کامپوزیتی برابر با قیمت یک تراورس چوبی با کیفیت بالا خواهد بود؛ یعنی بین 30 تا40 دلار در آمریکا و حدود 50 دلار در اروپا. اخیراً شرکت تای­تک قراردادی دو ساله به ارزش 10 میلیون دلار برای تامین تراورس­های کامپوزیتی راه­آهن یونیون به پاسفیک منعقد ساخته است. تای­تک امیدوار است که بیش از پنج درصد بازار تراورس­های عرضی جهان را در اختیار بگیرد. به این ترتیب سالانه بیش از سه میلیون تراورس تولید خواهد کرد. تحلیل: چنانچه از متن خبر فوق مشاهده می­شود، تراورس­های کامپوزیتی با داشتن قیمتی معادل قیمت بهترین نوع چوبی آن، از مزایای دیگری نظیر سهولت کاربرد، عمر طولانی­تر و خواص مکانیکی بهتر برخوردار هستند که اقتصادی بودن استفاده از آنها را مسلم می­سازد. علاوه بر اینها مواد اولیة مورد استفاده برای ساخت این تراورس­ها اغلب از مواد ارزان هستند که از ضایعات کارخانجات دیگر به دست آمده­اند. این مساله علاوه بر ایجاد یک منبع درآمد برای این کارخانجات منجر به خروج آن­ها از طیف آلاینده­های زیست محیطی و تبدیل به مواد بازیافت شده و مفید می­گردد. به­علت عدم پوسیدگی، استفاده از این تراورس­ها در مناطق مرطوب به صرفه­تر از نوع چوبی آن است. با توجه به آمار ارائه شده در مطلب فوق، وجود بازار بزرگی در جهان برای این محصول قابل تصور است. روش جدید، همچنان که شرکت تای­تک پیش­بینی کرده است، سهم خوبی از بازار را بدست خواهد آورد. با توجه به تولید فیلم پلی­اتیلن سنگین در کشور و وجود کارخانجات متعدد لاستیک­سازی و منابع محدود چوب (جنگل­ها) و وجود توان طراحی قطعات کامپوزیتی در کشور، به­نظر می­رسد تولید این تراورس­ها در داخل، به صرفه خواهد بود.

پلیمر اسفنجی

---

نگاه کلی

اسفنجها مواد متخلخلی هستند که حبابهای گاز در حفره‌های آنها حبس شده است. اسفنجها انواع گوناگونی دارند و با توجه به نرمی یا سختی کاربرهای مختلفی دارند. از اسفنجهای نرم در تهیه بالش و تشک و … استفاده می‌شود و اسفنجهای سخت و با چگالی گوناگون مصارف گوناگونی در تهیه وسایل خانگی و صنعتی دارند. امروزه ، گونه‌های زیادی از اسفنجها شناخته شده و تولید و مصرف می‌شوند. پلی‌اورتانها و پلی‌استایرن از عمده‌ترین و پُرمصرف‌ترین اسفنجها می‌باشند.

انواع اسفنج

اسفنجها با توجه به ساختار سلولی به دو گونه نرم و سخت تقسیم می‌شوند. اسفنجهای سخت ، سیستمهای بسته سلولی و متخلخل هستند و اسفنجهای نرم سیستمهای باز می‌‌باشند. برای اینکه اسفنجی انعطاف‌پذیر باشد، باید دارای سلولهای باز باشد تا هنگام فشردگی هوای داخل آنها خارج شود.

تشکیل اسفنج

رزینهای پلاستیکی را می‌توان با روشهای زیر بصورت اسفنج در آورد:

• فرآورده‌های جنبی گازی‌ که طی واکنش پلیمریزاسیون تشکیل می‌شوند.
  
  
• تبخیر یک مایع که دارای نقطه جوش پایین باشد.
  
  
• واکنش شیمیایی یک عامل پُف‌کننده ثانوی که بوسیله حرارت فعال می‌شود.

رسانایی گرمایی اسفنجها

رسانایی گرمایی در اسفنجهای با چگالی کم ، اندکی بیشتر از رسانایی گاز حبس شده در سلولهای آنهاست. هرچه وزن مولکولی گاز بیشتر باشد، رسانایی گرمایی کمتر می‌گردد. گازهایی که رسانایی گرمایی کمتری دارند، در تهیه اسفنجهای نارسانا بکار می‌روند. ممکن است در اثر مرور زمان ، گاز اسفنج از آن خارج شده و گازهای دیگر مثل هوا یا بخار آب در آن وارد شود.

فرئونها ( گازهای فلوئوروکربن ) معمولا در سلولهای پلی اورتان ماندگارترند، اما هوا و آب هم ممکن است وارد سلولها شوند و رسانایی گرمایی اسفنج را حدود 20 تا 40 درصد افزایش دهند.

جدول : برخی گازهای مورد استفاده در تهیه اسفنجها

گاز	فرمول شیمیایی	جرم مولکولی	نقطه جوش	رسانایی گرمایی
هیدروژن	H2	2	- 253	4.28
نیتروژن	N2	28	-196	0.62
اکسیژن	O2	32	-183	0.62
بخار آب	H2O	18	100	0.43
دی‌اکسید کربن	CO2	44	-78	0.40
پنتان	C5H12	72	36	0.34
فلوئوروکربن12	CCl2F2	121	-30	0.23
فلوئوروکربن11	CCl3F	127	24	0.18

نمونه اسفنجهای کاربردی

جدول نمونه‌ای از اسفنجهایی که امروزه به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند

اسفنج	نوع	سلول	گستره چگالیKg/M3	حداکثر دمای کار بر درجه سانتی‌گراد
گرما سختها
پلی اورتان	سخت	بسته	24 – 640 +	93 – 121
پلی اورتان	انعطاف پذیر	باز	14.5 – 320	66 – 93
پلی ایزو سیانورات	سخت	بسته	24 – 320 +	149+
فنولی	سخت	باز یا بسته	5.1 – 352	149+
اوره فرمالدئید	نیمه سخت	کمی بسته	13 – 19	49
پلی آمید	سخت	باز یا بسته	32 – 640	260
گرمانرم
پلی استیرن	سخت	بسته	16 – 160	79
پلی اتیلن	نیمه سخت	بسته	21 – 800	82
پلی وینیل کلرید	سخت	بسته	32 – 64	93
پلی وینیل کلرید	انعطاف پذیر	باز یا بسته	46 – 960	62 – 107
نایلون	سخت	بسته	640 – 960	149

• اسفنجهای گرماسخت : پلیمرهایی که در اثر گرما به پلیمرهای غیر قابل ذوب و انحلال ناپذیر تبدیل می‌شوند.
  
  
• اسفنجها گرمانرم : پلیمرهایی که در اثر گرما می توانند ذوب یا نرم شوند

کامپوزیت‌ها یا چندسازه‌های مصنوعی

مقدمه

از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل اشاره کرد. قایق‌هایی که سرخ‌پوست‌ها با قیر و بامبو می‌ساختند و تنورهایی که از گل ، پودر شیشه و پشم بز ساخته می‌شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است، از کامپوزیت‌های نخستین هستند. بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی ، راکتورسازی ، الکترونیکی و غیره نمی‌تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده ، برآورده شود. اما قسمتی از آن نیازها ، می‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها یا کامپوزیت‌ها برآورده گردد. چندسازه‌ها به موادی گفته می‌شود که از مخلوطی از دو یا چند عنصر ساخته شده باشند.

در حالیکه در چندسازه‌ها ، نه فقط خواص هر یک از اجزاء آن برجا باقی می‌ماند، بلکه در نتیجه پیوستن آنها با یکدیگر ، خواص جدیدتر و بهتر هم بدست می‌آید. مواد مختلط همیشه ناهمگن می‌باشد. بررسیها و تحقیقات برای دست یافتن به مواد جدیدتر با خواص مکانیکی بهتر ، همواره انجام می‌گرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت صنایع دنبال می‌گردد. در این بررسیها ، اغلب این هدف دنبال می‌شود که به موادی با نسبت مناسب از استحکام کششی به چگالی ، استحکام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی دست یابند.

انواع چندسازه‌ها

انواع چندسازه‌ها را می‌توان به گروههای زیر طبقه‌بندی نمود.

• کامپوزیت‌های پایه پلیمری : این مواد اهمیت صنعتی فراوانی دارد و هنوز هم تحقیقات در این زمینه ادامه دارد. مواد مصنوعی تقویت شده با الیاف شیشه (فایبرگلاس‌ها) یکی از این مواد می‌باشد که تاکنون کاربرد صنعتی وسیعی پیدا کرده است.
  
  
• کامپوزیت‌های پایه فلزی
  
  
• کامپوزیت‌های پایه سرامیکی :کامپوزیت‌های پایه پلیمری بیش از 90% کاربرد کامپوزیت‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و از بقیه مهمتر هستند.

ساختمان فایبر گلاس‌ها

ساختمان و اندازه‌ این الیاف شیشه‌ها بسیار متغیر است. کوچکترین آنها بوسیله چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود و بسیار ریز هستند. اندازه‌های کمی بزرگتر از آن ذراتی هستند که در کارخانجات ساخت فرآورده‌های الیاف شیشه‌ها به کمک هوا نقل و انتقال یافته و سبب شوزش پوست و بینی و گلو می‌شود. الیاف شیشه متداولترین الیاف مصرفی کامپوزیت‌ها در دنیا و ایران است که متاسفانه در ایران ساخته نمی‌شود. انواع الیاف شیشه عبارتند از انواع E ، C ، S و کوارتز. ترکیب الیاف شیشه نوع E یا الکتریکی ، از جنس آلومینوبور و سیلیکات کلسیم بوده و دارای مقاومت ویژه الکتریکی بالایی است.

الیاف شیشه نوع S ، تقریباْْ 40 درصد استحکام بیشتری نسبت به الیاف شیشه نوع E دارند. الیاف شیشه نوع C یا الیاف شیشه شیمیایی ، دارای ترکیب بور و سیلیکات کربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد قبل پایداری شیمیایی بیشتری بخصوص در محیط‌های اسیدی دارد. الیاف شیشه کوارتز ، بیشتر در مواردی که خاصیت دی‌الکتریک پایین نیاز باشد، مانند پوشش آنتن‌ها و یا رادارهای هواپیما استفاده می‌شوند.

سبکی ، سهولت شکل‌دهی ، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت آب‌بندی ، از ویژگیهای کامپوزیت‌هایی است که در صنعت ساختمان بکار می‌رود. فایبرگلاس یا الیاف شیشه که پرکاربردترین کامپوزیت‌ها هستند، فیبرها یا الیاف ساخت بشر است که در آن ، ماده‌ تشکیل دهنده‌ فیبر ، شیشه است. الیاف شیشه‌ها ، موارد استفاده‌های فراوانی از جمله در ساخت بدنه‌ خودروها و قایقهای تندرو و مسابقه‌ای ، کلاه ایمنی موتورسواران ، عایقکاری ساختمانها و کوره‌ها و یخچالها و … دارند.

کاربردهای کامپوزیت‌ها

سابقه استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته به دهه‌ 1940 باز می‌گردد. در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور - رزین اپوکسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند. 20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزیت‌های پایه پلیمری بطور گسترده‌ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند. بطور مثال امروزه خودروهایی ساخته می‌شود که تماماْْ کامپوزیتی هستند. استفاده از کامپوزیت‌ها در این کاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن کمتر ، در نتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر آنهاست.

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های خورنده، این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود 60% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است. استخرهای شنا ، وان حمام ، سینک ظرفشویی و دست‌شویی ، کف‌پوش ، نماپوش ، سقف‌پوش ، برج‌های خنک‌کننده و … همگی کامپوزیت‌های پایه پلیمری هستند.

http://cards.lovingyou.com/view/card.shtml?valentineh066.gif

 

 

 

http://cards.lovingyou.com/cover/images/ecardslyclogo.gif