بازیافت کامپوزیتها

بازیافت کامپوزیتها

با افزایش مصرف مواد کامپوزیتی در بخش های مختلف صنعتی، دفن کردن مواد دور انداختنی و ضایعات قطعات کامپوزیتی نمی تواند تنها راه خلاص شدن از این مواد باشد.

به عبارت دیگر باید برای استفاده بهتر از این مواد آنها را بازیافت کرد. در حال حاضر در بسیاری از بخش های بازرگانی، ضایعات کامپوزیتی با دقت کمی دفن می شوند.
دولت ها از آلودگی های ایجاد شده از این مواد برای محیط زیست آگاه هستند از این رو قوانین سختگیرانه ای برای بازیافت پلاستیک ها و ضایعات کامپوزیتی در نظر گرفته اند. آلمان، انگلیس، فرانسه،ایتالیا و سایر کشورهای اروپایی قانون هایی برای بازیافت پلاستیک ها و ضایعات کامپوزیتی در نظر دارند.
ژاپن نیز برنامه هایی مشابه برای دفع مواد زائد (ضایعات کامپوزیتی) را در دست تهیه دارد. ژاپن در حال حاضر 70 درصد از کل 47 میلیارد کیلوگرم ضایعات خود را می سوزاند و به خاکستر تبدیل می کند. در آمریکا 7 درصد وزنی از کل ضایعات جامد شهری را تشکیل می دهد.
با توجه به آمار منتشر شده توسط سازمان آلودگی محیط زیست، 13.2 میلیارد کیلوگرم پلاستیک در سال 1990 به ضایعات جامد شهری تبدیل می شود، این در حالی است که تنها 1 درصد از این ضایعات بازیافت می شوند.
روش عمده نابود کردن ضایعات جامد شهری دفن کردن آنهاست که این آمار 73 درصد کل را تشکیل می دهد.
روش های دیگر مانند بازیافت (11درصد)، سوزاندن(14 درصد)، تبدیل مواد به کود(12 درصد)، نیز از روش های نابود کردن ضایعات جامد شهری است.
در ایالات متحده آمریکا نرخ رشد سالانه برای تولید پلاستیک در سه دهه گذشته در حدود 10.3 درصد در مقایسه با 3.2 درصد نرخ رشد ملی بوده است.
نرخ رشد سالانه برای مواد کامپوزیتی 4 درصد در آمریکا بوده است. در سال 2000 میلادی تولید مواد کامپوزیتی در آمریکا 3.9 میلیارد پوند بوده است.
در سال 1980 میلادی تولیدات پلاستیکی بیش از 26.5 میلیارد کیلوگرم بوده است.
انجمن صنایع پلاستیک فروشی معادل 34.4 میلیارد کیلوگرم از فروش پلاستیک را برآورد کرده بود.
از آنجا که پلاستیک ها یکی از مواد تشکیل دهنده مهم کامپوزیت هاست، بازیافت پلاستیک نیز تا حدی در این مقاله بررسی می شود.

2-راه های مقابله با ضایعات:
چندین روش برای رهایی و خلاص شدن از دست مواد زائد و ضایعات شهری و صنعتی وجود دارد:
الف) سوزاندن
ب) دفن کردن
ج) بازیافت

1-2) سوزاندن:
سوزاندن یک گزینه برای خلاصی از ضایعات کامپوزیتی است، اما در این روش مواد با ارزش در طی فرآیند سوزاندن نابود می شود که خود می تواند منبعی برای آلودگی باشد.
در این روش، ضایعات در کوره های زباله سوز شهرداری سوزانده می شود. این روش به دلیل فضای کمی که احتیاج دارد در ژاپن مرسوم است. ژاپن 70 درصد از کل مواد ضایعاتی خود را به خاکستر تبدیل می کند.
در ژاپن هر ساله 5 میلیون کیلوگرم ضایعات پلاستیکی تولید می شود که 65 درصد آن سوزانده می شود و به خاکستر تبدیل می شود، 23 درصد دفن می شود و تنها 5 درصد بازیافت می شود.


2-2) دفن کردن:
می توان گفت دفن کردن یکی از رایج ترین روش ها برای خلاص شدن از دست ضایعات است. در این مرحله، ضایعات به یک محل مخصوص برده می شود. به خاطر اینکه پلاستیک ها و مواد کامپوزیتی موادی زیست تخریب ناپذیر هستند آلودگی این روش زیاد است.
3-2) بازیافت:
بازیافت به دلیل ویژگی حفظ منابع طبیعی و به وجود آوردن محیط زیست سالم روشی مورد توجه و مورد علاقه در دنیا برای خلاصی از دست ضایعات پلاستیکی و مواد کامپوزیتی است.
راتژه، بازیافت و سوزاندن را به چهار دسته تقسیم می کند.
1)بازیافت اولیه شامل بازفرآوری ضایعات به نمونه اصلی یا یک محصول همانند نمونه اصلی است. نمونه ای از این فرآوری مجدد ضایعات پلاستیکی به سطل زباله یا لیوان می باشد. محصولات ساخته شده از ترموپلاستیک های تقویت نشده از این دسته می باشد.
2)در بازیافت ثانویه، مواد زائد به موادی تبدیل می شوند که احتیاج به مواد خام ندارند. بازفرآوری ضایعات پلی اتیلن ترفتالات ظروف نوشیدنی مانند نوشابه و آب معدنی به موادی مانند فرش های صنعتی از این دسته هستند. در پی استفاده مستمر و چندین باره از محصول خصوصیات ماده ممکن است تنزل یابد. در نتیجه به برخی از خواص مطلوب نمی توان رسید.
3)در بازیافت نوع سوم، در حین انجام فرآیند پلیمری استفاده شده در کامپوزیت ها به واحدهای کوچک تشکیل دهنده شان تبدیل می شود. این زنجیرهای ضعیف هیدروکربناتی می توانند برای ساخت مونومرها، پلیمرها، سوخت هاو مواد شیمیایی استفاده شود که می توان نتیجه آن را می توان حفظ منابع نفتی دانست. فیبرها و پرکننده های جدا شده در طول فرآیند در قالب گیری ترکیبات استفاده مجدد می شود. بازیافت نوع سوم می تواند جز بازیافت اولیه یا بازیافت ثانویه محسوب شود، که این امر بستگی به استفاده نهایی از ایم مواد شیمیایی دارد.
4)در بازیافت نوع چهارم، ضایعات سوزانده می شود و انرژی تولید شده در کاربردها و استفاده های دیگر استفاده می شود.
بر اساس این دسته بندی ها روش های بازیافت مانند تجزیه در اثر حرارت یا خورد کردن قطعات توسعه یافته اند.
بازیافت مواد تک ساختاری آسان تر از مواد کامپوزیت و مرکب است. فیبرهای تقویت شده در کامپوزیت ها دارای خصوصیات منحصر به فردی است اما این خصوصیات بازیافت را دچار یک پیچیدگی می کند.
از طرفی کامپوزیت های ترموپلاستیک پتانسیل بازیافت اولیه یا ثانویه را دارا هستند در حالی که کامپوزیت های ترموست معمولاً جز دسته های ثانویه، سوم، چهارم در مراحل بازیافت قرار می گیرند.

» ادامه مطلب

آشنایی با کامپوزیت ها

آشنایی با کامپوزیت ها
1) معرفی کامپوزیت:

کامپوزیت به موادی اطلاق می شود که در ساختار آن بیش از یک جز استفاده شده باشد که در این مواد اجزا مختلف خواص فیزیکی و شیمیایی خود در ترکیب را حفظ کرده و در نهایت ماده ای حاصل می شود که دارای خواص بهینه ای می باشد، که در تک تک مواد مشارکت دهنده به صورت مجزا در همه حالت ها وجود ندارد.
طبق تعریف جارتیز، کامپوزیت ها مواد چند منظوره ای هستند که خصوصیاتی را که مواد در حالت ترکیب نشده ندارد را فراهم می کند. آن ها ساختارهایی به هم چسبیده اند و به وسیله ترکیب فیزیکی دو یا چند ماده همسان به دست آمده اند که در ترکیب و خصوصیات و گهگاه در شکل متفاوت می باشند.
طبق نظر کِلی، اهمیت آن بسیار واضح است که کامپوزیت ها نباید به طور ساده ترکیبی از دو ماده انگاشته شود. در مفهوم کلی تر، ترکیب، خصوصیات برتر آنها را دارد. به اصطلاح، دوام یا پایداری در گرما یا در بعضی شرایط مطلوب، ترکیب بهتر از هر جز تنهای اولیه آنهاست.
بِرگزان، تعریف می کند که کامپوزیت ها ترکیبی از مواد هستند، که با آلیاژها متفاوت هستند. به خاطر این که اجزای تشکیل دهنده خصویتشان را حفظ می کنند اما به طور پیوسته در ترکیب کامپوزیت می باشند، تا فقط مزایای خواص آنها را بگیرند نه از کاستی و کمبودشان به این منظور مواد بهتری را حاصل می کنند.
ونسوچتکلان، توضیح می دهد که مواد کامپوزیتی همچون مواد ناهمگنی که شامل دو یا چند فاز جامد باشند در تماس با یکدیگر در مقیاس ماکروسکوپی هستند. آنها همچنین می توانند همچون مواد همجنس در یک مقیاس ماکروسکوپی که هر بخش از آن خصوصیت فیزیکی مشابهی را خواهد داشت برسند.


2) اجزای یک ماده کامپوزیتی:
یک کامپوزیت از دو فاز عمده تشکیل شده است:
الف) فاز پیوسته (ماتریس،زمینه)
ب) فاز ناپیوسته (الیاف یا تقویت کننده ها)


1-2) فاز پیوسته:
خیلی از مواد هنگامی که به صورت الیاف هستند استحکام خیلی خوبی را نشان می دهند اما برای رسیدن به این خواص الیاف باید به یک زمینه خوب پیوند زده شوند.
زمینه الیاف را از هم جدا می کند تا از سائیدگی و تشکیل عیوب سطحی جدید جلوگیری نماید. یک زمینه خوب باید توانایی تغییر شکل تحت بار به کار رفته را دارا باشد و نیرو را به الیاف انتقال دهد و تمرکز تنش را توزیع نماید. الیاف را از صدمات محافظت نماید و از اشاعه ترک در کامپوزیت جلوگیری کند.
کامپوزیت ها بر اساس زمینه به صورت زیر تقسیم می شوند:
1-کامپوزیت های زمینه فلزی
2-کامپوزیت های زمینه پلیمری
3- کاپوزیت های زمینه سرامیکی


2-2)فاز ناپیوسته:
الیاف اصلی ترین المان در کامپوزیت های لیفی هستند که بالاترین کسر حجمی را در ساختار کامپوزیت را دارند. نکته دیگری که در مورد الیاف به کار گرفته شده در کامپوزیت ها مطرح است جهت قرار گرفتن آنهاست، یک کامپوزیت حداکثر مقاومت مکانیکی را در جهت قرار گرفتن الیاف از خود نشان می دهد.
الیاف به صورت رشته، پارچه و نمد است. از الیاف رشته ای در فرآیندهای مانند فیلامنت وایندینگ و پولتروژن استفاده می شود. پارچه های بافته شده که دارای طرح های گوناگونی هستند و همچنین پارچه های نمدی، برای قالب گیری و قطعات دست ساز کاربرد دارند. الیاف خرد شده بیشتر شبیه به پودر بوده و در دستگاه تزریق با پلیمر مخلوط شده و با استفاده از روش قالب گیری تزریقی مصرف می شوند.
اصلی ترین الیاف در کامپوزیت ها به صورت زیر هستند:
1-فلزی:شیشه، آزبست(پشم سنگ)
2-معدنی:کربن، گرافیت، آرامید
3-آلی: بور

4-طبیعی

در پست های بعدی با کامپوزیت ها بیشتر آشنا می شویم.

» ادامه مطلب

رزين اپوكسي

رزين اپوكسي



رزينهاي اپوكسي به عنوان رزينهاي اپوكسيد نيز شناخته ميشوند. ويژگي شناسه اين رزينها دارا بودن بيش از يك گروه epoxy-2و1 در ساختار مولكولي است. اين گروه ممكن است در بدنه زنجير باشد ولي معمولاَ در انتها قرار دارد. در شرايط مناسب واكنش، گروه اپوكسي ميتواند با اسيدها، ايندريد اسيدها، آامينها و الكل واكنش تراكمي به همراه جابجايي هيدروژن به گروه اتيلن اكسيد، بدهد. اين واكنشها امكان افزايش طول زنجير يا شبكهاي شدن را بدون آزاد كردن مولكولهاي كوچك مانند آب فراهم ميكند. بنابراين محصولات اپوكسي در مقايسه با اكثر رزينهاي گرما سخت، جمع شدگي كمتري در اثر پخت نشان ميدهند. بايد متذكر شد كه محدوده وسيعي از رزينهاي اپوكسي و محصولات شبكهاي شده متنوعي وجود دارد. ساختار شيميايي رزينهاي اپوكسي شامل دو بخش اپوكسي و غير اپوكسي ميباشد. بخش غير اپوكسي ممكن است آليفاتيك، سيلكوآليفاتيك و يا هيدروكربن شديداَ حلقوي باشد. در عمل محصول واكنش بيس-فنل A و اپي كلروهيدرين اغلب رزينهاي اپوكسي متداول را تشكيل ميدهند. اين محصولات 80 تا 90% سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند.

قبلا رزين اپوكسي تقريبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده ميشد. قبل از جنگ جهاني دوم، بالا بودن هزينههاي توليد بيس فنل A و اپي كلروهيدرين مانع از تجاري شدن كاربرد رزين اپوكسي شده بود. تلاشهاي بعدي و ابداع روشهاي توليد جديد، موجب پيدايش مقبوليت اقتصادي اين رزينها شد. در حال حاضر نيمي از رزينهاي توليد شده در كاربردهاي روكش سطح استفاده ميشوند. باقيمانده در صنايع الكتريكي و الكترونيك، هوا فضا و ساختمان و ساير كاربردها، استفاده ميشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوكسي حدود يك دهم پلي استر ميباشد.اپوكسي گروههاي عاملي فعال زيادي دارد و ميتواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها، يك ساختار شبكهاي را تشكيل دهد. خواص محصولات پخت شده اپوكسي بستگي دارد به:
- نوع اپوكسي(type of epoxy)
- نوع و مقدارهاردنر(hardener)
- ميزان شبكهاي شدن(crosslinking)
- طبيعت و حجم مواد افزودني(adittive)
در بازار عوامل پخت متنوعي با ويژگيهاي طول عمر، انعطاف، پخت سريع و سميت كم وجود دارند.ساختار مولكولي و خواص رزين پخت شده، بستگي به طبيعت سيستم پخت دارد. اگر چه سيستمهاي پخت مختلفي وجود دارد، ولي ميتوان آنها را به دو گروه آمينها و انيدريدها تقسيم كرد.رزينهاي اپوكسي و عوامل پخت تنها اجزاء يك فرمولاسيون نيستند. براي برخي كاربردها، ممكن است اپوكسي اصلاح نشده داراي خواص نامطلوبي از قبيل ويسكوزيته بالا، گران قيمت بودن و مقاومت ضربه پايين در برخي كاربردهاي ويژه باشد. بنابراين بايد دراغلب موارد توسط موادي چون رقيق كننده، چقرمه كننده، فيلر و تقويت كننده همراه شود. انتخاب صحيح رزين،هاردنر و افزودنيها اجازه ميدهد كه خواص مورد نظر تامين شود.
اين تنوع عامل عمده رشد پايه اپوكسيها در مدتهاي طولاني است.
علاوه بر اين ساختار متنوع، اپوكسيها داراي ويژگيهاي ذيل نيز هستند:
- مقاومت شيميايي عالي (بويژه در محيطهاي قليايي)
- چسبندگي خوب به مجموعهاي از بسترهاي مختلف

- استحكام كششي، فشاري و خمشي بسيار بالا

- پايين بودن جمع شدگي پخت

- پايداري ابعادي

- عايق عالي الكتريسيته

- دوام بالا در پيري و شرايط سخت محيطي

- قابليت پخت در دماهاي مختلف

- مقاومت خستگي ممتاز

- بي بو و بي مزه
رزينهاي اپوكسي در كاربردهاي مختلفي از قبيل پوشش سطح، چسب، روكش دهي، ابزار سازي و كامپوزيتها، استفاده ميشوند.چند لايههاي رزين اپوكسي از اهميت فوق العادهاي در صنايع هواپيماسازي برخوردارند. بسياري از قطعات ساختاري از جنس الياف كربن و رزين اپوكسي جايگزين آلياژهاي فلزي مرسوم شده و نتايج مطلوبي نيز داشتهاند. همچنين از اين رزين به همراه الياف آراميد، در ساخت موتور راكت و كپسولهاي تحت فشار به روش رشته پيچي استفاده ميشود.علاوه بر آن رزينهاي اپوكسي بطور وسيعي به همراه الياف و ساختارهاي لانه زنبوري براي ساخت ملخ هلي كوپتر استفاده ميشود. رزينهاي اپوكسي تقويت شده با الياف كربن و آراميد در ساخت قايقهايي كه در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بيشتر از فضا در همان استحكام مورد نظر است، بجاي پلي استر- شيشه استفاده مي‌شوند.همچنين كامپوزيتهاي آراميد - اپوكسي براي جايگزين فولاد در كلاه خودهاي جنگي استفاده ميشوند.


منبع:http://www.irancomposite.net

» ادامه مطلب

رزین یا پلیمرهای طبیعی

رزین یا پلیمرهای طبیعی:

منابع طبیعی رزین ها، حیوانات، گیاهان و مواد معدنی می باشد. این پلیمرها به سادگی شکل پذیر بوده لیکن دوام کمی دارند. رزین های رایج عبارتند از روزین، آسفالت، تار، کمربا، سندروس، لیگنپین، لاک شیشه ای. رزین های طبیعی اصلاح شده شامل سلولز و پروتئین می باشد. سلولز قسمت اصلی گیاهان بوده و به عنوان ماده اولیه قابل دسترسی برای تولید پلاستیک ها می باشد. کازئین ساخته شده از شیر سرشیر گرفته می شود و تنها پلاستیک مشتق شده از پروتئین است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است.

رزین پلی استر Polyester resin:

رزین پلی استر ماده ای است که در مجسمه سازی و کارهای صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. رزین پلی استر در ابتدا به شکل مایعی است به غلظت مربا، ولی وقتی با هاردنر مخلوط می گردد، پس از مدتی حرارت آن بالا می رود و به حالت ژله در می آید و سپس سخت و محکم می گردد. (در فارسی واژه "پلی استر" را که در اصل نام نوعی الیاف است، به جای رزین پلی استر هم به کار می برند.)

- به هنگام سفت شدن پلی استر، مولکول ها به هم نزدیک شده و مقداری از محلول نیز تبخیر می گردد. در نتیجه، حجم پلی استر بعد از بستن اندکی کاهش می یابد.

- پلی استر سخت شده را دیگر نمی توان به حالت مایع برگرداند (thermosetting plastic)

- مناسب ترین درجه برای کار با پلی استر، حرارت بیست درجه می باشد.- پلی استر مایع، بوی زننده ای دارد و اگر روزانه مقدار پنج کیلوگرم از آن مصرف شود بی ضرر است، ولی بیش تر از این مقدار را باید در اتاقی که تهویه می شود انجام داد.

- رزین پلی استر به بعضی اجسام مثل چوب می چسبد. بنابر این باید داخل قالب را صاف بگیریم و از جداکننده ها در داخل آن استفاده کنیم. می توانیم از پارافین و یا فیلم استفاده کنیم. فیلم، مایعی است که با قلم مو بر سطح قالب زده می شود و پس از خشک شدن، یک لایه ی نایلون مانند نازک ایجاد می کند.

- رزین پلی استر باید درجای خنک و تاریک نگهداری شود. عمر رزین در صورتی که مرغوب باشد، به دوازده ماه می رسد.

- پلی استر بعد از بستن، محکم و غیر سمی می گردد و غیر متخلخل است. می توان آن را سوهان زد و یا با مته سوراخ نمود. - می توان انواع رنگ های پودری را با رزین پلی استر مخلوط نمود تا به صورت رنگین در آید.

- رزین پلی استر در مقابل نور تغییر رنگ نمی دهد.

- هاردنرهای مورد استفاده در پلی استر، به دو صورت مایع و خمیری وجود دارند. کار کردن با نوع خمیری ساده تر است، هاردنر مایع به رنگ آب است و بوی تندی دارد.
میزان هاردنر در رزین پلی استر:با کم و زیاد کردن هاردنر، می توان زمان سفت شدن را تنظیم نمود. قانون کلی میزان هاردنر در رزین پلی استر های شفاف، 2 درصد است. رزین پلی استر در لایه های نازک خیلی به کندی سفت می شود و قسمت بالای آن به حالت چسبنده باقی می ماند. در این موارد، باید مقدار هاردنر را به 4 درصد رساند.اگر ضخامت پلی استر زیاد باشد، احتمال ترک خوردگی پیش می آید که در این مورد، باید میزان هاردنر را یک درصد انتخاب نمود. وقتی که قالب پلاستیکی است و و نسبت به حرارت حساس می باشد نیز باید میزان هاردنر را کاهش داد. اگر مقدار هاردنر از 4 درصد تجاوز کند، باعث می شود پلی استر خیلی ترد و شکننده شود. برای این که پلی استر حالت قابل انعطافی داشته باشد، بایستی میزان هاردنر را یک درصد گرفت.
ماده ی شتاب دهنده در رزین پلی استر (کاتالیزور): ماده ی شتاب دهنده مایعی است به رنگ بنفش که از ترکیبات کبالت می باشد. مقدار ماده ی شتاب دهنده در رنگ و زمان بستن پلی استر تاثیر می گذارد. بسیاری از شتاب دهنده ها زمان سفت شدن را به جلو می اندازند و باعث می شوند پلی استر میل به زردی یا قرمزی پیدا کند. ماده ی شتاب هنده در ایجاد حرارت به هنگام بستن نیز تاثیر می گذارد. وقتی ماده ی شتاب دهنده بیش تر باشد، به دلیل تسریع عمل پلیمریزاسیون، حرارت بیشتری تولید می گردد. برای آماده کردن پلی استر اول ماده ی شتاب دهنده را در آن می ریزیم و خوب به هم می زنیم و سپس ماده ی هاردنر را به آن می افزاییم.
زمان بستن پلی استر: زمان بستن پلی استر به مقدار ماده ی شتاب دهنده و مقدار ماده ی هاردنر و دمای هوای اتاق بستگی دارد. زمان بستن پلی استر شفاف، طولانی تر از زمان بستن پلی استر غیر شفاف است. درجه ی حرارت پایین در اتاق باعث می شود عمل بستن به تعویق بیفتد. اگر درجه حرارت اتاق زیر 15 درجه سانتی گراد باشد، در پلی استر شفاف عمل سفت شدن صورت نمی گیرد. در این صورت گفته می شود که پلی استر منجمد شده است. ولی پلی استر غیر شفاف در حرارت بالای 12 درجه می تواند سفت شود.لایه های نازک پلی استر برای سفت شدن به مدت طولانی تری نیاز دارند. پلی استر بعد از بستن، تا چندین روز به سخت شدن ادامه می دهد. بنابراین باید برای صاف کاری آن بعد از چند روز که از قالب بیرون آمد اقدام نمود.مدت بستن پلی استر را می توان با قرار دادن مجسمه در فر آشپزخانه در حرارت 50 تا 80 درجه به نیم ساعت رساند.
میزان انقباض پلی استر:پلی استرهای مختلف، معمولا بین 3 تا 5 درصد حجم خود را در طی زمان انعقاد از دست می دهند. این خاصیت دارای مزایا و ضررهایی است . مزیت آن در این است که به علت کوچک شدن، از قالب ساده تر بیرون می آید. ضرر آن در این است که اگر یک لایه از آن را روی لایه ی دیگری که منعقد شده بریزیم، به علت این که لایه ی قبلی به علت انقباض با دیواره ی قالب فاصله پیدا کرده است، به داخل آن فاصله راه پیدا می کند و و حجم زائدی را به وجود می آورد که بعدا باید تراشیده شود.

منبع : http://www.shimi.blogfa.com/post-112.aspx

» ادامه مطلب

فناوري نانو چيست

فناوري نانو چيست؟

فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يک ميليارديم متر است).

اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.

واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

تعاریف نانو

يك نانومتر يك هزارم ميكرون است و اگر بخواهيم احساس فيزيكي نسبت به آن داشته باشيم مي‌توان گفت كه يك نانومتر 80000/1قطر موي انسان مي‌باشد اما اين تعريف مقياس نانو، نمي تواند مقايسه درستي باشد چرا که ضخامت موي انسان با توجه خصوصيات فردي هرانسان از چند ده ميكرومتر تا چند صدميكرومتر متغير مي‌باشد. بنابراين نياز به يك استاندارد براي بيان مفهوم مقياس نانو وجود دارد. با ايجاد ارتباط ميان اندازه اتم‌ها و مقياس نانو مي‌توان يك نانومتر را راحت‌ترتصوركرد. يك نانومتر برابر قطر 10 اتم هيدروژن و يا 5 اتم سيلسيم مي‌باشد. درك اين موضوع براي افراد معمولي نيز راحت‌تر مي‌باشد. علي‌رغم اينكه درك اندازه يك اتم براي افراد غيرعلمي ساده نمي‌باشد، با اينحال اندازه دقيق اتم براي فهماندن اين مقياس زياد اهميت ندارد. چيزي كه با اين تشابه مشخص مي‌شود، اين است كه نانوفناوري عبارت است از:دستكاري كوچكترين اجزاء ماده يا اتم‌ها

تعاریف نانو از منابع مختلف

Merriam-Webster's Collegiate Dictionary definition:nano•tech•nol•o•gyPronunciation: "na-nO-tek-'nä-l&-jEFunction: nounDate: 1987: the art of manipulating materials on an atomic or molecular scale especially to build microscopic devices (as robots).

فناوري نانو عبارت است از هنر دستكاري مواد در مقياس اتمي يا مولكولي و به خصوص ساخت قطعات و لوازم ميكروسكوپي (مانند روبات‌هاي ميكروسكپي)

Engines of Creation Glossary:Nanotechnology - technology based on the manipulation of individual atoms and molecules to build structures to complex, atomic specifications.

فناري نانو فناوري است كه بر پايه دستكاري تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها استوار است بدين منظور كه بتوان ساختاري پيچيده را با خصوصيات اتمي توليد كرد.

The About.com definition at the physics portal: Nanotechnology Definition: The development and use of devices that have a size of only a few nanometres. Research has been carried out into very small components, which depend on electronic effects and may involve movement of a countable number of electrons in their action. Such devices would act faster than larger components. Considerable interest has been shown in the production of structures on a molecular level by suitable sequences of chemical reactions. It is also possible to manipulate individual atoms on surfaces using a variant of the atomic force microscope.

تعريف فناوري نانو: توسعه و استفاده از ادوات و قطعاتي كه اندازه آنها تنها چند نانومتر است. تحقيق بر روي قطعات و ادوات بسيار كوچك كه خواصشان به خواص الكترونيكي اين قطعات وابسته است و خواص الكتريكي آنها احتمالاً متأثر از حركت تعداد معدودي الكترون در طي عملكرد قطعه مي‌باشد. اين ادوات، سريع‌تر از ادوات بزرگتر عمل مي‌كنند. مسأله قابل توجه اين است كه مي‌توان چنين ساختارهاي در ابعاد مولكولي را به كمك انتخاب مناسب مراحل واكنش‌هاي شيميايي توليد كرد. همچنين مي‌توان چنين ساختارهايي را از طريق دستكاري اتم‌ها روي سطح به وسيله ميكروسكوپ‌هاي نيروي اتمي بدست آورد.

Webopedia's definition of nanotechnology A field of science whose goal is to control individual atoms and molecules to create computer chips and other devices that are thousands of times smaller than current technologies permit. Current manufacturing processes use lithography to imprint circuits on semiconductor materials. While lithography has improved dramatically over the last two decades -- to the point where some manufacturing plants can produce circuits smaller than one micron (1,000 nanometers) -- it still deals with aggregates of millions of atoms. It is widely believed that lithography is quickly approaching its physical limits. To continue reducing the size of semiconductors, new technologies that juggle individual atoms will be necessary. This is the realm of nanotechnology.Although research in this field dates back to Richard P. Feynman's classic talk in 1959, the term nanotechnology was first coined by K. Eric Drexler in 1986 in the book Engines of Creation.In the popular press, the term nanotechnology is sometimes used to refer to any sub-micron process, including lithography. Because of this, many scientists are beginning to use the term molecular nanotechnology when talking about true nanotechnology at the molecular level.

شاخه‌اي از علوم كه هدف نهايي آن كنترل بر روي تك‌تك اتم‌ها و مولكول‌ها مي‌باشد تا بتوان به كمك آن تراشه‌هاي كامپيوتري و ساير ادواتي توليد كرد كه هزاران بار كوچكتر از ادوات فعلي باشند كه فناوري امروز امكان ساخت آنها را براي ما فراهم آورده است. در فناوري فعلي توليد مدارات نيمه هادي از روش ليتوگرافي براي ايجاد طرح مدار بر روي مواد نيمه هادي استفاده مي‌شود. پيشرفت شگرفي كه در ليتوگرافي طي 2 دهه اخير رخ داده است به ما اين امكان را مي‌دهد كه با بهره‌گيري از دستگاه‌هاي جديد بتوانيم مداراتي كوچكتر از 1 ميكرون (1000 نانومتر) را توليد كنيم. البته بايد توجه داشت كه اين مدارات هنوز از ميليون‌ها اتم تشكيل شده‌اند. بيشتر دانشمندان بر اين باور هستند كه ليتوگرافي به مرزهاي محدودكننده فيزيكي خود نزديك شده است. بنابر اين براي كوچكتر كردن اندازه نيمه‌هادي‌ها مي‌بايست از فناوري‌هاي جديدي كه مي‌توانند تك‌تك اتم‌ها را سازماندهي كنند، استفاده كرد و طبعاً چنين فناوري جزء محدوده فناوري نانو محسوب مي‌شود. اگر چه تحقيق در زمينه فناوري نانو به زماني باز مي‌گردد كه ريچاردپي فاينمن طي سخنراني كلاسيك خود در سال 1959 به اين فناوري اشاره كرد اما عبارت فناوري نانو اولين بار توسط كي‌اريك دركسلر در سال 1986 در كتابي از وي با عنوان موتورهاي آفرينش بسط داده شد. در مقالات و نوشته هاي عمومي واژه فناوري نانو گاهي به هر فرآيند كوچكتر از اندازه‌هاي ميكرون اطلاق مي‌گردد كه مي‌تواند فرآيند ليتوگرافي را نيز شامل شود. به خاطر همين بسياري از دانشمندان هنگامي كه مي‌خواهند درباره فناوري نانو به معني واقعي و علمي كلمه صحبت كنند از آن به عنوان فناوري نانومولكولي ياد مي‌كنند كه به معني فناوري نانو در ابعاد مولكولي مي‌باشد.

Whatisit.com definition: Nanotechnology, or, as it is sometimes called, molecular manufacturing, is a branch of engineering that deals with the design and manufacture of extremely small electronic circuits and mechanical devices built at the molecular level of matter. The Institute of Nanotechnology in the U.K. expresses it as "science and technology where dimensions and tolerances in the range of 0.1 nanometer (nm) to 100 nm play a critical role." Nanotechnology is often discussed together with micro-electromechanical systems (MEMS), a subject that usually includes nanotechnology but may also include technologies higher than the molecular level. (click the link for entire definition)

فناوري نانو كه گاه به آن فناوري ساخت مولكولي نيز گفته مي‌شود، شاخه‌اي از مهندسي است كه با طراحي و ساخت مدارات الكترونيكي و اداوات مكانيكي بسيار كوچك (در ابعاد مولكولي) سر و كار دارد. پژوهشگاه فناوري نانو انگلستان تعريف فناوري نانو را بدين گونه بيان مي‌كند: قلمروي از علم و فناوري كه به ابعاد و تلورانس‌هاي 1/0 تا 100 نانو مترمي‌پردازد در جايي كه اين ابعاد و يا تلورانس‌ها بتوانند نقش مهمي در خواص قطعه ايفاء كنند.بحث فناوري نانو اغلب مشابه بحث سيستم‌هاي ميكرو مكانيكي- الكترونيكي مي‌باشد(MEMS) .در واقع فناوري نانو زير مجموعه MEMS است و MEMS به فناوري‌هاي بزرگتر از ابعاد مولكولي (ابعاد نانو) نيز مي‌پردازد.

NNI definition National Nanotechnology Initiative (nano.gov)What is Nanotechnology?While many definitions for nanotechnology exist, the NNI calls it "nanotechnology" only if it involves all of the following:1. Research and technology development at the atomic, molecular or macromolecular levels, in the length scale of approximately 1 - 100 nanometer range.2. Creating and using structures, devices and systems that have novel properties and functions because of their small and/or intermediate size.3. Ability to control or manipulate on the atomic scale.

نانوتکنولوژي چيست ؟در حالي که تعاريف زيادي براي فناوري نانو وجود دارد ، ‌‌NNI تعريفي را براي فناوري نانو ارائه مي دهد که در برگيرنده هر سه تعريف ذيل باشد.1- توسعه فناوري و تحقيقات در سطوح اتمي ، مولکولي و يا ماکرومولکولي در مقياس اندازه اي 1 تا 100 نانومتر.2 – خلق و استفاده از ساختارها و ابزار و سيستمهايي که به خاطر اندازه کوچک يا حد ميانه آنها، خواص و عملکرد نويني دارند .3 – توانايي کنترل يا دستکاري در سطوح اتمي .

عناصر اصلی در نانوفناوری

تفاوت اصلي فناوري نانو با فناوري‌هاي ديگر در مقياس مواد و ساختارهايي است كه در اين فناوري مورد استفاده قرار مي‌گيرند. البته تنها كوچك بودن اندازه مد نظر نيست؛ بلكه زماني كه اندازه مواد دراين مقياس قرار مي‌گيرد، خصوصيات ذاتي آنها از جمله رنگ، استحكام، مقاومت خوردگي و ... تغيير مي‌يابد. در حقيقت اگر بخواهيم تفاوت اين فناوري را با فناوري‌هاي ديگر به صورت قابل ارزيابي بيان نماييم، مي‌توانيم وجود "عناصر پايه" را به عنوان يك معيار ذكر كنيم. عناصر پايه در حقيقت همان عناصر نانومقياسي هستند كه خواص آنها در حالت نانومقياس با خواص‌شان در مقياس بزرگتر فرق مي‌كند.
اولين و مهمترين عنصر پايه، نانوذره است. منظور از نانوذره، همانگونه که از نام آن مشخص است، ذراتي با ابعاد نانومتري در هر سه بعد مي‌باشد. نانوذرات مي‌توانند از مواد مختلفي تشکيل شوند، مانند نانوذرات فلزي، سراميکي، ... .

دومين عنصر پايه، نانوكپسول است. همان طوري كه از اسم آن مشخص است، كپسول‌هاي هستند كه قطر نانومتري دارند و مي‌توان مواد مورد نظر را درون آنها قرار داد و كپسوله كرد. سال‌هاست كه نانوكپسول‌ها در طبيعت توليد مي‌شوند؛ مولكول‌هاي موسوم به فسفوليپيدها كه يك سر آنها آبگريز و سر ديگر آنها آبدوست است، وقتي در محيط آبي قرار مي‌گيرند، خود به خود كپسول‌هايي را تشكيل مي‌دهند كه قسمت‌هاي آبگريز مولكول در درون آنها واقع مي‌شود و از تماس با آب محافظت مي‌شود. حالت برعكس نيز قابل تصور است.
عنصر پايه بعدي نانولوله کربني است. اين عنصر پايه در سال 1991 در شركت NEC كشف شدند و در حقيقت لوله‌هايي از گرافيت مي‌باشند. اگر صفحات گرافيت را پيچيده و به شكل لوله در بياوريم، به نانولوله‌هاي كربني مي‌رسيم. اين نانولوله‌ها داراي اشكال و اندازه‌هاي مختلفي هستند و مي‌توانند تك ديواره يا چند ديواره باشند. اين لوله‌ها خواص بسيار جالبي دارند که منجر به ايجاد کاربردهاي جالب توجهي از آنها مي‌شود.

روش های ساخت عناصر پایه
به طور کلي عناصر پايه با دو رويکرد «بالا به پايين» و «پايين به بالا» قابل ساخت مي‌باشند. در رويکرد بالا به پايين براي توليد محصول، يک ماده توده‌اي را شکل‌دهي و اصلاح مي‌کنند. در حقيقت در اين روش، يک ماده بزرگ را برمي‌داريم و با کاهش ابعاد و شکل‌دهي آن، به يک محصول با ابعاد نانو مي‌رسيم. به عبارت ديگر، اگر اندازه يک ماده توده‌اي را به طور متناوب کاهش دهيم تا به يک ماده با ابعاد نانومتري برسيم، از رويکرد بالا به پايين استفاده کرده‌ايم. اين كار اغلب و نه هميشه شامل حذف بعضي از مواد به شکل ضايعات است، مثل ماشين‌کاري يک بخش فلزي از يک موتور يا نانوساختاري‌کردن فلزات به طريق تغييرشکل‌دهي (که شامل ضايعات نيست). تصوير زير نشان‌دهنده اين رويکرد مي‌باشد.

رويکرد پايين به بالا درست عکس رويکرد بالا به پايين مي‌باشد.در اين رويکرد، محصول از طريق کنار هم قراردادن مواد ساده‌تر به وجود مي‌آيد، مانند ساخت يک موتور از قطعات آن. در حقيقت کاري که در اينجا انجام مي‌شود، کنار هم قرار دادن اتم‌ها و مولکول‌ها (که ابعاد کوچکتر از مقياس نانو دارند) براي ساخت يک محصول نانومتري است. تصور کنيد که قادريم اتم‌ها و مولکول‌ها را به طور واقعي ببينيم و آنها را به طور دلخواه کنار هم قرار دهيم تا شکل مورد نظر حاصل شود. معمولاً روش‌هاي پايين به بالا ضايعاتي ندارند؛ هر چند الزاماً اين مسأله صادق نيست. تصوير زير رويکرد پايين به بالا را نشان مي‌دهد.

کاربردهای نانوفناوری

در حقيقت کاربرد فناوري نانو از کاربرد عناصر پايه نشأت مي‌گيرد. هر کدام از اين عناصر پايه، ويژگي‌هاي خاصي دارند که استفاده از آنها در زمينه‌هاي مختلف، موجب ايجاد خواص جالبي مي‌گردد. مثلاً از جمله کاربردهاي نانوذرات مي‌توان به دارورساني هدفمند و ساده، بانداژهاي بي‌نياز از تجديد، شناسايي زود هنگام و بي‌ضرر سلول‌هاي سرطاني، و تجزيه آلاينده‌هاي محيط زيست اشاره کرد. همچنين نانولوله‌هاي کربني داراي کاربردهاي متنوعي مي‌باشند که موارد زير را مي‌توان ذکر کرد:

• تصوير برداري زيستي دقيق

• حسگرهاي شيميايي و زيستي قابل اطمينان و داراي عمر طولاني

• شناسايي و جداسازي كاملاً اختصاصي DNA

• ژن‌درماني كه از طريق انتقال ژن به درون سلول توسط نانولوله‌ها صورت مي‌پذيرد.

• از بين بردن باكتري‌هااينها تنها مواردي از کاربردهاي بسيار زيادي هستند که براي عناصر پايه قابل تصور مي‌باشند.

کاربرد اين عناصر پايه در صنايع مختلف، در درخت ديگري به نام «درخت صنعت» آورده شده است که با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت صنعت، مي‌توانيد آن را مشاهده کنيد.در نهايت «درخت فناوري نانو» معرفي مي‌گردد که فناوري نانو را به شکل يک زنجيره از رويکرد ساخت عناصر پايه تا کاربرد آنها، در يک درخت چهار سطحي نمايش مي‌دهد. با مراجعه به گروه مطالعاتي آينده‌انديشي، بخش درخت فناوري، مي‌توانيد آن را مشاهده کنيد.

منبع: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو

» ادامه مطلب

چسب های ترموپلاستیک

چسب های ترموپلاستیک

ترموپلاستیک ها که با استفاده از آنها صدها چسب فرموله شده است. پلیمر هایی با وزن مولکولی متوسط بالا و ساختمان مولکولی خطی و یا شاخه ای می باشند.
در فرمول هر چسب یک ترموپلاستیک با تعدادی از مواد شیمیایی وجود دارد که هرکدام نقشی را دارا هستند.
از بین چسب های ترموپلاستیکی در اینجا تنها چسب های پلی (ونییل استات) ، پلی(ونییل استال) و پلی اکریلیت ها پلی (میتل متا کریلات) و پلی (سیانواکریلیت) و مشتقات سلولز معرفی می شوند.
1-پلی (ونییل استات)
پلی ((ونییل استات) دارای ساختمان مولکولی شاخه ای با توزیع اوزان مولکولی گسترده می باشد. اختلاف خواص فیزیکی در میان گونه های مختلف (پلی ونییل استات) ناشی از تفاوت در وزن مولکولی و توزیع اوزان مولکولی می باشد.
گونه هایی که وزن مولکولی کم دارند در درجه حرارت اتاق نرم و انعطاف پذیرند در حالی که گونه های دارای وزن مولکولی بالا سخت و چغر مه اند.
تمام گونه های پلی (ونییل استات) نسبت به سطوح منفذدار و صاف اجسام مختلف تمایل به چسبندگی دارند.
یکی از دلایل تمایل به چسبندگی وجود گروه های قطبی استات در مولکول های پلمیر می باشد.
چسب های پلی (ونییل استات) بر دو نوعند: چسب های حاوی حلال و چسب های امولسیونی که نوع اخیر بیشترین مصرف را دارد.
چسب های امولسیونی بصورت مایع سفید رنگ خامه ای شکل بوده و ویسکوزیته بین 500 تا 5000 سانتی پواز را دارا هستند . و مقدار ماده جامد در آنها از 50درصد بیشتر است. برای حصول چسبندگی و خیس کنندگی خوب ، اندازه متوسط ذرات پلیمر در امولسیون بایستی 1 تا 3 میکرون باشد.نقش توزیع اندزاه ذرات برچسبندگی هنوز مشخص نشده است.
چسب های پلی (ونییل استات) غالباً همراه با مواد شیمیایی دیگر می باشد که هر کدام به منظور تامین خاصیت معینی اضافه می شوند این مواد عبارتند از :
مواد افزاینده ویسکوزیته
بیشتر به چسب های امولسیونی اضافه می شوند . این مواد از رزین های طبیعی و مصنوعی محلول در آب هستند .
پلی (وینیل الکل که اختلاط پذیری کامل یا امولسیون دارد ، نشاسته و دکسترین از جمله این موادند.
* حلال ها - افزایش وسیکوزیته به کمک حلال هم درچسب های امولسیونی امکان پذیر است ، حلال اضافه شونده می تواند نقش نرم کنندگی هم داشته باشد وحلال های کلره آلیفاتیک و ترموئن بیشترین مصرف را دارند.
* نرم کننده ها – انعطاف پذیری و مقاومت در برابر آب توسط نرم کننده تامین می شود. نمونه این نرم کننده ها دی بوتیل فتالیت و یا بنزیل بوتیل فتالیت است.
* پرکننده ها – بیشتر به منظور پائین آوردن قیمت چسب مورد استفاده قرار می گیرند . کربنات کلیسم سیلکات کلسیم ومیکا از جمله این موادند.
* سایر مواد افزودنی – اجسام فعال سطحی جهت کنترل خصلت جریان یابی.
مواد ضد کف و ضد باکتری هم به فرمول چسب اضافه می شوند.
برای تهیه یک چسب هر یک از مواد به مقدار لازم به پلیمر امولسیونی اضافه شده و در یک درجه حرارت مناسب به خوبی مخلوط می گردند.
چسب های پلی (وینیل استات) بصورت گسترده ای مورد مصرف قرار می گیرند . نمونه هائی از موراد استفاده آنها عبارت است از چسب چوب ، پاکت های کاغذی ، مقوا ، پاکت های شیر و نوشیدنی ها ، جعبه های تاشونده ، برچسب لوازم اتاق اتومبیل ، چرم ، شیشه ، کاغذ آلومنیوم و غیره .
2-پلی (وینیل استال)
پلی (وینیل استال) به گروهی از پلیمر ها گفته می شود که محصول واکنش پلی (وینیل الکل) با یک آلدئید است.
مهمترین پلی (وینیل استال) هائی که بعنوان چسب بکار می روند از فرمالدئید و بوتیر الدئید تهیه شده و به ترتیب به پلی (وینیل نرمال ) پلی (وینیل بوتیرال) موسومند – خواص این پلیمرها به وزن مولکولی و درجه هیدرولیز گروه استات بستگی دارد.
پلی (وینیل بوتیرال) در مقایسه با پلی (وینیل نرمال) قابلیت انحلال و انعطاف پذیری بیشتری داشته و توان پوسته ای شدن بیشتری را موجب می شود.
چسب هائی که بر مبنای این پلیمرها تهیه می شوند یا بصورت مایع شفاف و بی رنگ در یک حلال و یا بصورت ذرات پراکنده در آب هستند . چسبندگی انها به شیشه بسیار عالی است و تولید کنندگان شیشه های ایمنی وسائط نقلیه به مقدار خیلی زیاد از این چسب ها استفاده می کنند . برای چنین کاربردی ؛ شفافیت ، پایداری در برابر نور خورشید، مقاومت ضربه ای و خصلت جهندگی به منظور نگهداری خرده های شیشه در صورت شکسته شدن لازم است که پلی استال ها دارای این خواص هستند – آنها همچنین بعنوان روکش سطوح صاف شیشه ای و فلزات با تشکیل یک فیلم دارای ضخامت کم مورد مصرف قرار می گیرند.
افزودن یک از پلی استال ها به فرمول چسب ها باعث اصلاح خواص و بهبود چسبندگی آنها می شود . برای مثال: آلیاژ یک رزین فنلی با یک پلی استال مبنای چسب ساختاری مهمی برای فلزات میباشد. زیرا چسب های فنلی برای مصرف به منظور چسب ساختاری ، انعطاف پذیری و چسبندگی لازم را ندارند در حالی که آلیاژ فوق می تواند به میزان کافی این خواص را داشته باشد.
3-پلی اکریلیت ها –
اکریلیت ها ترموپلاستیک هائی هستند که از پلیمر شدن زنجیری استرها یا آمیدهای اکریکیت اسید حاصل می شوند.


آنها به صورت مایع شفاف با گرانروی کم (محلول پلیمر در مونومر) تهیه می شوند.
این مایعات قابلیت ادامه پلیمر یزاسیون و رشد مولکولی را دارند. مایع آکریلیت با مواد افزودنی لازم و بخصوص یک عامل پخت (مثل پرکلرواتیلن و یا تری کلرواتیلن ) فرموله شده که با استعمال آن ، سطوح اجسام از طریق عمل پخت به یکدیگر چسبانده می شود.
عمل پخت و یا کامل شدن تشکیل اتصال از طریق اعمال حرارت( با بکارگیری یک درجه حرارت ثابت) در یک کوره و یا پرس گرم انجا م می شود.
قبل از اینکه حلال از چسب خارج شود حرات باعث ایجاد ژلاسیون می شود – چسب های آکریلیت به علت استحکام پائین به عنوان چسب ساختاری بکار نمی روند از آنها در چسباندن صفحات پلاستیکی ، ورقه های فلزی ( در تهیه قطعات لازم اتومبیل ، کشتی و هواپیما)، ورقه های اکریلیک ، شیشه ، چوب ، چرم و پارچه به یکدیگر استفاده می کنند چسب پلی (متیل متاکریلیت) نمونه ای از اکریلیت هاست ، این چسب در برابر قلیا ها ، اسیدها نمک ها ، مواد سوختی ، اب و شرایط اتمسفری مقاومت دارد . در برابر باکتری ها و قارچ ها نیز فاسد نمی شود.
خواص الکتریکی خیلی خوبی داشته و بنابراین در صنایع الکتریکی جهت اتصال قطعات و عایق کاری بکار می رود.
خواص فیزیکی آن تا حد مطلوب توسط نرم کننده ها و یا موادی که قابلیت اختلاط پذیری با آنها را دارد.
درجه حرارت کاربرد مجاز برای این چسب از تا می باشد . این چسب در برابر الکل ها حلال ها ی قوی و هیدروکربورها ( آرو ماتیک و کلره) آسیب پذیر می باشد.
- سیانو آکریلیت
آلکیل سیانو اکریلیت به مقدار زیاد تولید و بعنوان چسب قطره ای فرموله و مصرف می شود . این ترکیب میل شدیدی به واکنش پلیمریزاسیون آنیونی دارد . برای جلوگیری از واکنش مقدار بسیار کمی از اسدیهای آلی به آن اضافه می گردد تا محیط کمی اسیدی باشد . مقدار بسیار کمی از یک باز دارنده رادیکال آزاد هم ، برای جلوگیری از پلیمر یزاسیون رادیکالی به ان اضافه می شود. برای تنظیم گرانروی این چسب و بالا بردن آن می توان انواع پلیمرهای خالص نظیر پلی (متیل متاکریلیت) و یا ABS را در چسب حل نمود.
قدرت مقاومت در برابر ضربه برای دو جسم به هم چسبیده شده را می توان با اضافه نمودن ترکیباتی نظیر فسفات های تری آلکیل به فرمول چسب زیاد نمود.
مقاومت پیوند بین اجسام به هم چسبیده شده در مقابل حرارت را می توان با افزودن ترکیباتی نظیر ایندریدمالئیک یا آسکیل فتالات به فرمول چسب افزایش داد و همچنین مقاومت پیوند بین دو جسم در مقابل رطوبت و اب را می توان با اضافه نمودن مقداری کربنات کلیسم یا کربنات با ریم به فرمول چسب افزایش داد چسب فرموله شده قطره ای را در درجه حرارت اتاق می توان تا حدود یک سال و در درجه حرارت های پائین تر به مدت بیشتر نگهداری نمود.
علت چسبیدن دو جسم به همدگیر توسط این ترکیب پلیمر یزه شدن لایه نازکی از آن بین سطوح جسم ، در حضور کاتالیزور بازی( باز ضعیفی مثل ذرات آب در محیط ، الکل و یا قلیائیت خود جسم ) می باشد.



پلی (الکیل سیانواکریلیت)
باز ضعیف ، ابتدا محیط اسیدی چسب را خنثی نموده و سپس بعنوان کاتالیزور واکنش پلیمریزاسیون آنیونی عمل می نماید. خصوصیات بارز چسب های سیانواکریلیت عبارتنداز:
الف- مایع بیرنگ بصورت خالص و کاملاً روان هستند.
ب- جهت چسباندن دو جسم ، حرارت لازم نیست و این چسب ها بدون حلال هستند.
ج- برای خشک شدن ضمن عمل چسباندن نیاز به کاتالیزور ندارند.
د- چوب ، فلزات ، شیشه ، پلاستیک را بر ، سرامیک چینی و تقریباً کلیه مواد را خیلی سریع و محکم به همدیگر می چسبانند.
ه – مقدار بسیار کمی از چسب برای چسباندن دو جسم لازم است. ( برای مثال ، یک قطره برای یک را پنج مربع از سطح جسم)
و- سرعت چسباندن از 3 ثانیه تا حدود 3 دقیقه بر حسب نوع جسم متغیر است.
ز- اتصال چسبی بین دو جسم در برابر مواد شیمیایی مثل الکل ها ، بنزین ، روغن و اکثر حلال ها مقاوم است.
ح- پیوند چسبی دو جسم در برابر حرارت از - تا مقاوم است . (می توان مقاومت حرارتی آن را با اضافه نمودن یک ماده مناسب افزایش داد).
ط- قابلیت ذخیره سازی و نگهداری آن نسبتاً زیاد و در حدود یک سال است .
ی – بوی تند و اشک آور داشته ، غیر سمی است بطور نسبی ارزان است.
این چسب ها دارای معایبی نیز می باشند. از جمله اینکه تنها اجسامی را بخوبی به هم می چسابند که دارای سطوح صیقلی و صاف باشند . تمایل شدید به چسبندگی سریع به پوست شخص و همچنین مقاومت کم در مقابل رطوبت زیاد و درجه حرارت های بالاتر از دارند.
برای اشنائی با مقدار مصرف چسب های سیانو آکریلبت در سطح جهان می توان به امار سال 1978 توجه نمود.در این سال حدود 275000 پوند چسب برای چسباندن حدود هشت بیلیون قطعه به همدیگر به مصرف رسیده است ، میزان مصرف این چسب سال به سال افزایش یافته است.

» ادامه مطلب

چسب های رابری

چسب های رابری
به جز رابر طبیعی ، رابرهای مصنوعی مانند بوتیل، پلی بوتادین ، sbr، پلی ایزو پرن ، نیتریل نئو پرن و پلی سولفید بعنوان چسب بکار میروند.
در اینجا در مورد چسبهای نیتریل نئوپرن و پلی سولفید که اهمیت بیشتری دارند مطالبی ذکر میکنیم.
چسب های مصنوعی دو نوع هستند:
الف) چسب های حاوی حلال را در یک حلال یا مخلوطی از حلال های آلی حل میشود بطوریکه مقدار جامد در این چسبها بین ده تا هفتاد درصد تغییر می نماید.
ب) چسب های نوع امولسیونی – که با افزودن مواد شیمیایی لازم بر حسب طرح فرمول (مانند رزین تقویت کننده ، نرم کننده ) به لاتکس رابر بدست می آیند چسبهای امولسیونی مسئله اشتعال پذیری و سمیت نوع حلال را نداشته و ارزانتر هستند اما درجه چسبندگی و سرعت تشکیل پیوند و خشک شدن آنها کمتر است. چسب های اخیر فقط برای چسباندن اجسام متخلخل مثل چوب بکار میروند.
نیتریل رابر
نیتریل رابرهای تجارتی ، کوپلیمر بوتادین واکر یلو نیتریل هستند ( ساختمان شیمیایی زیر) که بر حسب درصد اکریلو نیتریل در کوپلیمر یک نوع از رابر خام با مشخصات مولکولی معین محسوب میشوند.

چسبهای نیتریل رابرکه هر یک مخلوطی از رابر خام به همراه تعدادی از مواد شیمیایی منتخب است به صورت یکی از حالت های فیزیکی سیمانی لاتکس بطانه و نوار تهیه شده و مورد استفاده قرار می گیرد.
این چسبها برای اتصال نیتریل رابر خام و لکانیزه شده به همدیگر به به ترمو پلاستیک ها به نئو پرن و سایر الاستومرها که نیاز به مقاومت در برابر روغن ها یا حلال ها را دارند بکار میروند.
در صورتیکه فرمول چسب نیتریل رابر طوری طرح شده باشد که پس از بکارگیری نیاز به ولکانیزاسیون نیتریل رابر باشد (مثلاً بصورت سیمانی) فرمول شامل تمام یا قسمتی از مواد شیمیائی زیر می باشد:
گوگرد ، تسریع کننده (همواره نسبت معینی از گوگرد به تسریع کننده ) اکسید روی ،پر کننده ( دوده ، اکسید آهنی ، دی اکسید تیتانیم ، خاک رس ... ) نرم کننده ( دی اکتیل فتالیت ، رزین طبیعی ، نیتریل رابر مایع و ...) ضد اکسایش ( بخصوص نوع حرارتی ).
خواص چسب ناشی از اثر خواص هر یک از اجزا در فرمول بوده و هر یک از مواد نقشی را دارا است و به منظور خاصی اضافه شده است.
بعنوان مثال ؛ دوده و یا هر یک از پر کننده های دیگر معمولاً در بالا بردن استحکام و پائین آوردن هزینه نقش دارند. ضد اکسایش جهت بالا بردن مقاومت حرارتی یا نوری و نرم کننده برای بهبود خاصیت چسبندگی و سهولت فرایند مخلوط سازی و بکارگیری چسب بکار میرود.
از چسب های نیتریل رابر به تنهائی به عنوان چسب ساختاری استفاده نمی شود اما در صورتی که با رزین های دیگر ( مانند رزین فنلی ، pvc ، اپکسی ، رابرهای کلر ، آلکید ) مخلوط و لکانیزه شود چسب هایی با استحکام بالا بوجود می آید.
این چسب ها در اتصال اجسام مختلف (فلز ، چوب ، سرامیک ، چرم و شیشه) به همدیگر بکار رفته و اغلب آنها در درجه حرارت های بالا خواص مفید خود را حفظ می نمایند.
نئوپرن
از پلیمر شدن کلورپرن بدست می آید.
خواص چسب های نئوپرن نه تنها به خوبی چسب های را بر طبیعی است بلکه در برابر مواد روغنی و اوزن مقاوم ترند
چسب های نئوپرن به یکی از سه روش زیر تهیه و بکار برده می شوند.
الف- آلیاژ نئوپرن با رزین های دیگر (مثل رزین فنلی) و سایر مواد شیمیایی لازم فرموله شده و به صورت سمنت(خیرخام) تهیه و بعنوان چسب ساختاری بکار می روند.
ب- سمنت نئوپرن را می توان در حلال هائی مثل تولوئن به صورت پراکنده و معلق درآورد و بکار برد
ج- نئوپرن را می توان در مخلوطی از هیدروکربورهای آروماتیک و آلیفاتیک حل کرد و به مصرف رساند چسب های نئوپرن به دو نوع پخت شده و خام (پخت نشده) تقسیم می شوند.
چسب های پخت شده در مواردی که درجه حرارت اجسام اتصال یافته هنگام استفاده بالاست. بکار می روند.
اما در مواقعی که اجسام چسبانده شده به هم در درجه حرارت اتاق (یا درجه حرارت کم ) مورد استفاده قرار می گیرند. بعلت نیروهای جاذبه داخل مولکولی خوب نئوپرن ، نیازی به پخت را بر نمی باشد.
پخت نئوپرن در درجه حرارت اتاق با استفاده از تسریع کننده های خیلی فعال و یا در درجه حرارت های بالاتر به کمک مواد تسریع کننده با فعالیت کم امکان پذیر می باشد.
در فرمول چسب ها ی نئوپرن (بصورت سمنت) مواد شیمیایی زیر می تواند وجود داشته باشد.
اکسید منیزیم ، اکسید روی (به منظور پخت و جذب اسید ایجاد شده براثر تخریب ) ، ضد اکسایش (به مقدار دو درصد برای بالا بردن پایداری حرارتی ) ، پرکننده (مثل دوده ، خاک رس به منظور کاهش هزینه ) تقویت کننده (مثل سیلکیات کلسیم هیدراته) و حلال (مانند تولوئن) هر یک از این مواد با درصد معینی به نئوپرن اضافه شده و نقش مشخصی را داراست. مخلوط رزین ها (مثل رزین فنلی) با نئوپرن موجب بهبود چسبندگی و خواص مکانیکی چسب می گردد.
موارد مصرف عمده چسب های نئوپرن در صنایع تولید کفش، اتومبیل ، کشتی و هوانوردی است که برای اتصال اجسام مختلف به همدیگر ( را بر ، پلاستیک ، فلز و...) بکار می روند.
پلی سولفیدها
پلی سولفید یک الاستومر مصنوعی است که از واکنش پلی سولفید سدیم با دی کلرور های آلی (مثل دی کلرواتان)بدست می آید.


چسب های پلی سولفید معمولاًٌ به صورت مایع دو قسمتی بکار می روند . مایع الاستومر با عامل پخت پراکنده شده در یک حلال یا یک نرم کننده همراه با یک پرکننده ترکیب می شود.
عامل پخت که معمولاً یک پراکسید (مثل پراکسید سرب) است با الاستومر واکنش داده و تشکیل اتصالات عرضی می دهد و در نتیجه محصول جامد شده و چسبندگی خوبی نسبت به مواد مختلف پیدا می کند . پخت می تواند.
در درجه حرارت اتاق انجام شود و ماکزیمم استحکام در مدت 3 الی 7 روز حاصل می شود.
مقاومت این چسب ها در برابر آب ، حلال های آلی ، روغن ها ونمک ها از چسب های ترموپلاستیکی بهتر می باشد.
خواص آنها در درجه حرارت های پایین عالی است بطوری که در درجه حرارت هم انعطاف پذیری آنها حفظ می شود . مقاومت آنها در برابر درجه حرارت های بالاتر ضعیف است. بطوری که ماده در نرم می شود.
پلی سولفید ها به تنهائی بیشتر برای آب بندی و بطانه کاری مورد استفاده قرار می گیرند و اغلب پس از مخلوط نمودن یکی از رزین ها (مثل رزین اپکسی) به آن عنوان چسب بکار می روند . هدف از افزایش این رزین ها به فرمول چسب ازدیاد خواص مکانیکی (استحکام) چسب های پلی سولفید می باشد. زیرا چسب های پلی سولفیدعموماً از استحکام ضعیفی برخوردارند.
چسب های حاصل از آلیاژ پلی سولفید ها در اتصال اجسامی از قبیل فلز، رابر، پلاستیک ، چوب ، شیشه و سنگ به یکدیگر بکار می رود و در عایق بندی وسائل الکترونیک هم مصرف می شود.

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

اکسترودر

اکسترودر
معرفی:
اکسترودر ماشینی است که به آمیزه لاستیکی و پلاستیکی تجزیه شده نیرو واردساخته تا با فشار در انتهای دستگاه از میان یک قالب عبور نموده و محصولی نواری شکل با سطح مقطع خاص تولید نماید.
ماشینهای اکسترودر با کاربردهای متنوع بطور گسترده در صنعت لاستیک و پلاستیک مورد استفاده قرار میگیرند.در خط تولید، ماشینهای اکسترودر برای شکل دهی اولیه لاستیک و پلاستیک جهت عملیات بعدی و نیز برای شکل دادن به محصولات نهائی مورد استفاده قرار میگیرند.
کلیه این کاربردها باعث می شوند که نیازهای عملی هر کاربرد خاص در ماشین طراحی شود و طیف گسترده طرحهای موجود ماشینهای اکسترودر نیز منعکس کننده همین مطلب است.
* محصولات اکسترودری:
1- انواع شلنگها
2- ترد تایر(آج تایر)
3- سایدوال تایر( قسمت کناری رویه ی تایر
4- درزگیرها
5- پروفیلها و نوارها
6- سیمها و کابلها
7- و کلا" تمام محصولاتی که به صورت پیوسته می باشند.
تقسیم بندی اکسترودر ها از نظر تغذیه:
اکسترودر هایی که از روی دمای مواد مورد تغذیه آنها که برای انجام عملیات ضروری میباشد تفکیک می شوند دو دسته اند:
- اکسترودر تغذیه گرم
- اکسترودر تغذیه سرد
معمولا" تغذیه مورد نیاز برای اکسترودر های گرم که در صنعت لاستیک به کار گرفته شده اند قبلا" طی عملیاتی جداگانه پیش گرم می شوند. در روشهای معمول اکستروژن گرم معمولا از یک میل برای این کار استفاده میشود.اکسترودر های سرد که با استفاده ازیک نوار لاستیکی یا لاستیکهای دانه ای در دمای محیط کار میکند.ثانیا" اکسترودرها را میتوان با توجه به کاربردشان طبقه بندی و تفکیک کرد.
بسیاری از کارخانجات ماشینی میخواهند که اگر به اندازه کافی مؤثر نیست حداقل بتواند با موفقیت و بطور صحیح انواع آمیزه ها را با اختلاط متفاوت فرآیند نماید.در اینجا روی به حداقل رساندن زمان تعویض دای و برگرداندن ماشین به وضعیت عملیاتی مناسب و سهولت پاکسازی لازم و کافی برای به حداقل رساندن آلودگی ها ناشی از تغییر کامپاند تأکید می شود. وقتی قرارباشد دستگاهی برای یک مدت طولانی با ترکیبات لاستیکی که دارای خواص روانی و سیلانی محدودی هستند کار کند،مارپیچ سره ودای میتوانند طوری طراحی شوند تا هم میزان خروجی مواد بالا باشد و هم کنترل خوبی از لحاظ ابعاد وجود داشته باشد.همچنین علیرغم تغییرات جزئی در مواد تغذیه می توان قسمت تغذیه و تسمه کشش و نیز سیستم کنترل را طوری انتخاب کرد که کنترل ابعادی مناسب حاصل گردد.
تفاوت عمده فیزیکی میان اکسترودرهای سرد وگرم در نسبت طول به قطر مارپیچشان میباشد. برای ماشینهای گرم که قسمت قابل ملاحظه ای انرژی جهت گرم کردن و پلاستیکی کردن مخلوط لاستیک روی میل انجام شده عمل مارپیچ اکسترودر صرفا" انتقال و اعمال فشار میباشد.
این باعث میشود که ماشینها کوچک بوده و دارای طولهای مارپیچی بر حسب قطر آنها از 3d تا 5d باشند.
علاوه بر عملیات انتقال و فشار بوسیله مارپیچ ، در اکسترودرهای سرد میبایستی مارپیچ بتواند در لاستیک کارهای مکانیکی لازم جهت بالا بردن دما و رسیدن به درجه حرارت مورد نظر را انجام دهد و نرمی مواد هنگام خروج
از دای را بوجود آورد.این امر باعث میشود که مارپیچها دارای طولهایی بیشتر در محدوده 9d تا 15d باشندو حتی در بعضی کاربردها ممکن است از مارپیچهایی بزرگتر از این هم استفاده شود.
اکسترودر های سرد در حد وسیعی جای انواع گرم را در خطوط تولید گرفته اند. این جایگزینی بیشتر در خطوطی صورت گرفته که با کار دراز مدت و یا دقت در اندازه گیری ابعادی صحیح مورد نظر بوده است این ماشین با پیشرفتهای قابل ملاحظه ای که ناشی از تنوع طرح های توسعه یافته و اطلاع از فنون کار بوده در بدست گرفتن بازار ماشین آلات سهم بسزایی داشتند.
توضیح اجمالی در مورد اجزای اکسترودر مارپیچی با تغذیه سرد :
- قیف تغذیه : محلی است که آمیزه(مواد) وارد اکسترودر میشود. بسته به نوع تغذیه شکل قیف فرق میکند.
دو چیز درمورد قیف تغذیه مهم است:
1- اندازه قیف
2- یکنواختی تغذیه
** تغذیه یکنواخت باعث تولید محصول یکنواخت میشود.
-پوسته یا بدنه اکسترودر:
یک استوانه فلزی است که مارپیچ را احاطه میکند.در داخل این استوانه حفره هایی تعبیه میشود تا با عبور آب سرد وگرم بتوانیم درجه حرارت اکسترودر را کنترل کنیم. اگر درجه حرارت آمیزه کنترل نشود آمیزه داغ میشود که باعث میشود محصول خروجی به صورت برشته یا سوخته دار خارج شود (یا در اصل اسکورچ شود).
-مارپیچ:
در یک اکسترودر با تغذیه سرد همچنان که از نامش بر می آید،آمیزه لاستیکی در درجه حرارت محیط تغذیه میشود.خوراک ممکن است بصورت نوار یا دانه باشد مارپیچ باید به مقدار کافی انرژی مکانیکی انتقال دهد تا هم آمیزه نرم شده و هم با فشار عقب برنده دای مقابله نماید.
در طراحی مارپیچهای بکار برده شده در اکسترودر با تغذیه سرد ،بررسی های خاص لازم است.برای آنکه خرد شدن(Mastication) به مقدار لازم صورت گیرد باید ارتفاع پره مارپیچ کم و طول مارپیچ زیاد باشد.
مارپیچ یک اکسترودر ساده دارای سه قسمت تغذیه ،قسمت انتقالی یا سنجش و قسمت فشرده شدن میباشد. هر قسمت مارپیچ نقش جداگانه ای دارد .قسمت تغذیه،مواد را از قیف تغذیه انتقال میدهد.قسمت انتقالی مواد را حرارت داده،مخلوط مینماید.
قسمت فشرده سازی یکنواخت کننده است و فشار لازم برای راندن مواد از درون دای در آن ایجاد میگردد.
درون مارپیچ هم کنترل درجه حرارت وجود دارد.داخل مارپیچ مجراهایی تعبیه شده که از داخل آن آب میتواند عبور کند تا کنترل درجه حرارت داشته باشیم. سرعت مارپیچ در دمای اکسترودر تأثیر زیادی دارد در مقدار تغذیه ثابت افزایش سرعت مارپیچ باعث افزایش دمای محصول خروجی از اکسترودر میشود.
* سرعت ایده آل در اکسترودرهای مارپیچی:
حد سرعتی است که بتواند لاستیک را از تغذیه دریافت و از جمع شدن آن در قیف تغذیه جلوگیری کند.
-هد(کلگی):
هدف از بکار گیری هد متعادل ساختن و یکنواخت نمودن فشار و انتقال آمیزه به سمت قالب است.
شکل هد باید طوری طراحی شود تا بتواند نیازهایی را که لازم است تأمین کند:
1- تأمین حداکثر محصول خروجی بدون هیچ مشکل وبی نظمی
2- جبران تغییر شکل ناشی از خواص بازگشت الاستیک آمیزه
3- حذف نواحی ساکن و ایستا که احتمالا" در مسیر آمیزه ایجاد میشود.
-قالب(دای):
قالب جسمی است که بر روی کلگی(هد) قرار می گیرد و باعث می شود آمیزه هنگام خروج شکل مورد نظرما را به خود بگیرد.به طور کلی طراحی دای نیاز به مهارت وتجربه فراوان است.

منبع: دانشجویان برق دانشگاه شهید باهنر

» ادامه مطلب

طراحی تولید و قالبگیری پلیمریهای مرحله ای

معرفی کتاب

طراحی تولید و قالبگیری پلیمریهای مرحله ای

Step-Growth Polymerization Process Modeling and Product Design

Kevin Seavey, Y. A. Liu "Step-Growth Polymerization Process Modeling and Product Design"

Wiley-Interscience 2008-08-11 ISBN: 0470238232 712 pages PDF 12,2 MB

Understand quantitative model step-growth polymerization plans and how to predict properties of the product polymer with the essential information in Step-Growth Polymerization Process Modeling and Product Design. If you want to learn how to simulate step-growth polymerization processes using commercial software and seek an in-depth, quantitative understanding of how to develop, use, and deploy these simulations, consult this must-have guide. The book focuses on quantitative relationships between key process input variables (KPIVs) and key process output variables (KPOVs), and the integrated modeling of an entire polymer manufacturing train.
To start download click HERE:

Download

Mirror

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

هندبوک روش های تست پلیمر

معرفی کتاب

هندبوک روش های تست پلیمر

Handbook of Polymer Testing

Handbook of Polymer Testing by R.P. Brown

Publisher: Smithers Rapra Technology ISBN 185957324X 2002-06-01 PDF 224 Pages 1.33 Mb

Knowledge of the properties of plastics is essential for designing products, specifying the material to be used, carrying out quality control on finished products, failure analysis and for understanding the structure and behaviour of new materials. Each class of materials has its own specific test procedures, which have developed as the material has evolved. This book concentrates on one area of testing – short-term mechanical tests. These are defined as tests of mechanical properties where the effects of long periods of time and cycling are ignored. This group of tests includes hardness, tensile, compression, shear, flexing, impact and tear and in this book it is also taken to include density and dimensional measurement together with test piece preparation and conditioning.The topics covered in this book, include:1 Introduction: this explains, Reasons for Testing, Source and Condition of Test Pieces, Test Conditions, Limitations of Results, Sampling, Standards, Quality Control of Testing, Test Equipment, Product Testing, and Modes of Stressing.2 Test Piece Preparation: Mixing, Moulding, Stamping from Sheet or Film, and Machining.3 Conditioning: Storage, Conditioning, Heat Treatment, Mechanical Conditioning, Test Conditions, and Apparatus for Conditioning.4 Mass, Density and Dimensions: Measurement of Mass, of Density, and of Dimensions.5 Hardness: Relationships, Standard Methods, and Other Methods.6 Tensile Stress-Strain: General, and Test Methods.7 Compression Stress-Strain: Test Apparatus, Standard, and Other Tests.8 Shear Properties: Standard, and Other Tests.9 Flexural Stress-Strain: General, and Test Methods.10 Impact Strength: General, and Specific Tests.11 Tear Properties: Test Piece Geometry, Standard, and Other Tests12 Fracture Toughness: Standard, and Other Methods.

Download link
Mirror

password: ebooks4science

filefactory

منبع: مهندس پلیمر

» ادامه مطلب

بازیافت بطری های پت

بازیافت بطری های پت

امروزه به طور گسترده بطری ها ی PET بازیافت می شوند.PET از جمله پلاستیکهایی با قابلیت بازیافت خوب است.برای هر پلاستیک یک کد استاندارد برای شناسایی آن تعیین شده که این کد برروی محصول پلاستیکی نهایی درج می شود.در جدول زیر کدها ی معرف پلاستیکها ذکر شده است.

برای بازیافت بطری های PET معمولابایدآنها را به پرک تبدیل نمود.تجهیزات گوناگونی برای تولید پرک PET موجود است.ولی نکته ای که باید به آن توجه داشت تولید پرک مناسب با مصرف نهایی پرک است.پرک تولید شده برا ی تولید دوباره بطری باید دارای حداقل ناخالصی باشد.زیرا هرگونه ناخالصی خود را به صورت یک عیب در تولید پریفرم نشان خواهد داد.ناخالصی هایی همچون آلومینیوم ،شیشه ،خرده سنگ،درب و دستگیره بطری از پلاستیکهای مختلف،برچسبها ،چسب و جوهر بر چسب می توانند وارد پرک شوند.فرآیند تولید پرک شامل جداسازی بطری های PET، آسیاب کردن بطریها به صورت خشک یا تر،چندین مرحله شستشو به صورت غوطه وری و پاششی ،خشک کردن و بسته بندی است که در طی مراحل ذکر شده بخش زیادی از ناخالصی ها حذف خواهندشد .مهمترین ناخالصی موجود در فرآیند بازیافت PET آلودگی پرک با PVC است.آلودگی رزین با PVCحتی در مقادیر کم می تواند سبب تغییر رنگ محصول و نیز افت خواص مکانیکی شود.آلودگی مهم دیگر پرکهای تولید شده چسبهای باقیمانده از برچسب های بطری ها است که باعث زرد شدن گرانول تولید شده خواهند شد.بر اساس نوع تکنولوژی به کاررفته برای تولید گرانول می توان اثر PVC را بر روی گرانول تولید شده کاهش داد برای اندازه گیری میزان خلوص پرکهای تولیدی استاندارهای خاصی تدوین شده است

پرک مصرفی، برای تولید گرانول مناسب برای تزریق باید دارای کمترین نا خالصی باشد.گرانول تولید شده را می توان در مصارف غذایی مثل بسته بندی آب معدنی،دوغ،نوشابه و رو غن مایع به کار برد و هم در بسته بندی مواد غیر غذایی همچون مایعات بهداشتی،سموم،مایعات خودرو،تینرو حتی رنگ که امروزه در اروپا در حال گسترش است به کار برد.یکی از خواص فیزیکی ممتاز PETدر برابر سایر پلاسیتکها که بازیافت آن را به منظور صنایع غذایی آسان می کند ضریب نفوذ کم آن است .که این ویژگی سبب می شود که آلودگی ها به سختی به درون آن نفوذ کنند.البته نفوذ مواد شیمیایی به درون PET یک رابطه مستقیمی با وزن مولکولی آنها دارد به طوری که هر چه آلاینده ها دارای وزن مولکولی بالاتر باشند نفوذ آنها در PET دشوارتر خواهد بود.در صورتی که بخواهیم از گرانول تولید شده در کاربردهای غذایی استفاده کنیم به طور کلی ملاحضات زیر را باید در نظر داشت
1.تا حد امکان تنها از ضایعات بطری مواد غذایی برای تولید پرک استفاده شود.با اینحال چون احتمال ورود مقادیر کمی از ضایعات بطری مواد شیمیایی وجود دارد باید تکنولوژی بازیافت به گونه ای باشد که بتواند کلیه آلودگی ها را در حد استاندارد حذف کندکارایی تکنولوژی تولید با انجام یک سری آزمایش پیچیده قابل بررسی است.
2.تکنولوژی تولید پرک و گرانول باید بتواند ناخالصی های مضر را تا حد امکان حذف کند.و پرک و گرانول با ناخالصی در حد استاندارد تولید کند.
3.بطری های رنگی PET از بطری های شفاف و بطری های PET از سایر بطری ها ی پلاستیکی جدا شوند
4.مواد شیمیایی که در طول فرآیند شستشوی پرک استفاده می شوند باید با فرآیند شستشوی مناسب حذف شوند
5.باتوجه به اینکه در فرآیند تولید پرک چندین مرحله شستشو انجام می گیرد و نیز در حین تولید گرانول و تولید پریفرم رزین دوبار در دمای حدود 260درجه سانتیگراد ذوب می شود.لذا آلودگی میکروبی مواد غذایی درون بطری را تهدید نمی کند.آنچه که در فرآیند تولید بطری از بطری ضایعاتی مطرح است آلودگی شیمیایی ناشی از عدم حذف در ست ناخالصی ها د ر محصول تولید شد ه است.که کنترل تمیزی پرک و نیز بطری تولید شده طی انجام آزمایشاتی قابل کنترل است.در صورتی که موارد 1تا 4ذکر شده در بالا به درستی رعایت شوند گرانول تولید شده (R-PET)مشکلی برا ی مصرف در صنایع غذایی نخواهد داشت.به طوری که شرکتهای بزرگی مثل کافی کولا از ضایعات بطری برا ی تولید مجدد بطری استفاده می کنند.البته باید این نکته را یاد آور شد که معمولا برای تولید پریفرم از گرانولR-PET آن را با گرانول تولید شده از مواد اولیه V-PET به نسبتهای معیین مخلوط می کنند که علت آن اختلاف رنگ این نوع رزین ها با V-PET است(البته می توان این میزان را به 100درصد استفاده از R-PET برای ساخت پریفرم افزایش داد)

منبع: سایت شرکت آریا بسپار

» ادامه مطلب

تولید بطری

تولید بطری

بطری های ساخته شده از پلاستیک سبک بوده و بر خلاف شیشه نمی شکنند.پلاستیکهایی که برای ساخت بطری استفاده می شوند عبارت اند از :پلی وینیل کلراید(PVC)،پلی اتیلن(PE)،پلی پروپیلن(PP)،پلی کربنات و پلی اتیلن ترفتالات،(PET)بطری از چهار پلاستیک اول را می توان توسط فرآیند اکستروژن مذاب و باد کردن پلیمر در قالب تولبد کرد در واقع نیازی به تولید پریفرم نیست.اما به دلیل استحکام کم PETدر حالت مذاب ،فرآیند تولید بطری شامل دو مرحله است در مرحله اول پریفرم توسط تزریق مذاب درون قالب تولید می شود و در مرحله بعد این پریفرم توسط یک ماشین مخصوص باد شده و به بطری تبدیل می شود.در شکل زیر فرآیند تولید بطری از پریفرم نشان داده شده است.

در اینجا به بررسی ویژگی های بطری های تولید شده از هر پلاستیک می پردازیم.یک بطری از جنس PVCشفافیت PETرا نداردو خواص مکانیکی و نشت ناپذیری بطری PETدر برابر گاز بهتر از PVCمی باشد و قابلیت بازیافت PETبسیار بالاست.پلی کربنات نیز شفاف است و لی قیمت آن بسیار بالاتر از PET است.رزین های PP وPEبه دلیل سرعت بالای کریستاله شدن کدر هستند.
تولید پریفرمقبل از تولید پریفرم رطوبت رزین باید به 50ppmویا کمتر برسد.خشک کردن نامناسب باعث کاهش شدید IVخواهد شد.برای مثال در صورت عدم حذف رطوبت از رزینی با IV:0.8dl/grپریفرمی با IV:0.6dl/gr تولید خواهد شد.با خشک کردن مناسب می توان به پریفرمی با IV:0.77dl/grدست یافت.فرآیند تولید پریفرم شامل تزریق مذاب درون قالب،سرد شدن سریع قالب به منظور ایجاد یک پریفرم آمورف و در نهایت خروج پریفرم از قالب می باشد.فرآیند تولید پریفرم در شکل زیر نشان داده شده است.

سه نوع سیستم برای ساخت قالب پریفرم وجود دارد که هزینه ساخت آنها متفاوت است.فاکتو مهمی که در انتخاب قالب مهم است وجود راهگاه در انتهای پریفرم است که بر اساس نوع قالب سه نوع پریفرم با راهگاه بلند،کوتاه و بدون راهگاه تولید می شود که در شکل زیر نشان داده شده اند.

سرعت کریستاله شدن در طول تزریق و در واقع شفافیت پریفرم به عواملی همچون :سرعت سرد شدن،وجود کومونمرهایی مثل IPA (ایزوفتالیک اسید)درون رزین که سرعت کریستاله شدن را کاهش می دهند ،IV که هرچه مقدار آن کمتر باشد سرعت کریستاله شدن بیشتر است،رطوبت و کاتالیزرهای درون رزین بستگی دارد.در حین تزریق باید به افزایش AAتوجه داشت.کاهش دما،دستگاه تزریق مناسب،کاهش رطوبت،رزین با IVکم،رزین با AAکم و وجود کومونمرهایی همچون IPA از عوامل کاهش دهنده AAهستند
تولید بطریپس از تولید پریفرم آمورف آن را در دستگاه بادکن تا دمای 95الی 120درجه سانتیگراد حرارت داده(دمایی بالاتر از Tgو کمتر از Tcc) و با دمش هوا درون آن که با کشش پریفرم توسط یک میله همراه است.به دیواره قالب بطری چسبیده و بطری به شکل قالب تولید می شود در اینجا این نکته قابل ذکر است که تولید هر بطری نیازمند پریفرم خاصی است مثلا برای تولید یک بطری 1.5لیتری پریفرم به وزن 28تا 47گرم و بیشتر قابل استفاده است که هر یک از بطریهای تولید شده با توجه به خواص مکانیکی آنها کاربردهای مختلفی دارند.فرآیند تولید بطری در شکل زیر نشان داده شده است

در شکل های زیر نمونه قالبهای پریفرم و بطری به همراه محصول نهایی نشان داده شده است.

موفقیت در تولید بطری به سه خاصیت PETبستگی دارد که عبارت اند از:قابلیت کریستاله شدن،سرعت کریستاله شدن و کرنش سختی،پدیده کرنش سختی نیاز به توضیح دارد.این پدیده در دمای بالای Tgو کمتر از دمای Tcc(دمایی که در آن دما بیشترین میزان کریستاله شدن ساختار ایجاد می شود) اتفاق می افتد.در شکل زیر منحنی تنش کرنش PET آمورف که به صورت تک محوره کشیده شده است نشان داده شده است.

بعد از ناحیه الاستیک Aماده در یک تنش ثابت کشیده می شودیعنی ناحیهB،در ناحیه Cماده شروع به کریستاله شدن می کند که به آن کرنش سختی گفته می شود.این پدیده در پلیمرهایی مثل PVCویا پلی کربنات اتفاق نمی افتد زیرا این پلیمرها خاصیت کریستاله شدن ندارند.پدیده کرنش سختی خاصیت مهمی در تولید بطری PETاست.این پدیده به توزیع مواد زمانی که پریفرم آمورف کشیده می شود کمک می کند.
دمای کاری برای تولید بطری باید مناسب باشد. در شکل زیر محدوده دمایی مناسب برای حرارت دادن پریفرم نشان داده شده است.در صورتی که دما خیلی به Tccنزدیک باشد بطری کدری تولید می شود و در صورتی که دماخیلی به Tgنزدیک باشد به دلیل ایجاد شدن حفرهای ریز حین کشش پریفرم در بعضی از نقاط سفید خواهد شد.با تنظیم دمای مناسب کریستانیلیتی بطری تولید شده بین 20تا 25درصد است که در این حالت علاوه بر حفظ شفافیت بطری خواص مکانیکی مطلوبی در بطری ایجاد خواهد شد

منبع: سایت شرکت آریا بسپار

» ادامه مطلب

تاريخچه صنعت رنگ و رزين ايران

تاريخچه صنعت رنگ و رزين ايران

براي آشنايي با تاريخچه و سابقه صنعت رنگ كشور به سالهاي 1300 باز مي گرديم كه هنوز رنگ در داخـل كشور توليد نمي شد و استادكاران نقاش، رنگ مورد نياز براي رنگ آميزي كاخها و ابنيه دولتي را با استفاده از مواد گياهي و معدني در پاي كار، به صورت دستي و با فرمولهاي سنتي توليد مي كردند.
در سال 1318، اولين واحد رنگسازي امروزي به نام رنگسازي ايران اقدام به توليد و عرضه رنگ روغــني كارخانه‌اي نمود و پس از آن شركتهاي رنگ سرو و رنگ شمس فعاليت رنگسازي خود را آغاز نمودند. در آن سالها هنوز رنگ روغني كارخانه‌اي با استفاده از روغن هاي گياهي و پودرهاي معدني توليد مي شـد و اين امر تا سال 1341 كه اولين محصول رنگ روغني با استفاده از رزين الكيد توسط شركت پلاسكار به بازار عرضه گرديد، ادامه داشت.
رنگ پلاستيك بر پايه پلي وينيل استات براي مصارف ساختماني نيز براي اولين بار در سال 1338 توســـط شركت پلاسكار توليد و عرضه شد و پس از آن شركتهاي هاويلوكس ،رنگين، ديروپ، سوپر رنگ از سال 1341 تا 1347 به تدريج، رنگ پلاستيك خود را به بازار عرضه نمودند.
در واقع مي توان گفت كه در سال 1344 صنعت رنگسازي در ايران شكل تازه اي يافت و واحدهاي مـتعددي فعاليت خود را آغاز نمودند. شركتهاي تاباشيمي، ديروپ ايران، رنگين، سوپررنگ و پارس پامچال از جمله شركتهايي هستند كه در اين سال پا به عرضه صنعت رنگ كشور گذاشته و محصولات جديدي مانند لاكهاي روي چوب، رنگهاي هوا خشك و كوره‌اي صنعتي و رنگهاي تعميري خودرو را به بازار عرضه نمودند.
از اواخر دهه 50 تعداد واحدهاي توليدكننده رنگ افزايش يافت و امروز صنعت رنگ كشور با بيـش از 350 واحد صنعتي مجاز با مجموع ظرفيت 900 هزارتن در سال توليد انواع رنگهاي ساختماني و صنعتي و همچنين صدها واحد غير مجاز مشغول به فعاليت مي باشد.
صنعت توليد رزينهاي مورد مصرف در رنگسازي نيز در كشور سابقه اي طولاني دارد. براي بررسي تاريخچه اين صنعت به سال 1344 باز مي‌گرديم كه براي اولين بار رزين الكيد بوسيله رنگسازي ايران و رزيـن پلي‌وينيل‌استات نيز توسط پلاسكار توليد گرديد و پس از آن شركتهاي پارس سادولين، ديروپ ايران اقدام به توليد رزين الكيد و هو خست ايران به توليد رزين پلي‌وينيل‌استات همت گماردند. و امروز صنعت رزين كشور با بيش از 120 واحد صنعتي و مجموع ظرفيت 750 هزارتن در سال قادر است انواع رزينهاي پلي‌وينيل‌استات و كوپليمرهاي آن، انواع رزينهاي الكيد و اصلاح شده آن، آمينو رزينها، انواع پلي‌استر غيراشباع، رزينهاي اكريليك و رزين فنوليك را توليد نمايد.

منبع: انجمن تولید کنندگان رنگ و رزین ایران

» ادامه مطلب

پلی اتیلن تر فتالات

پلی اتیلن تر فتالات

پلی اتیلن تر فتالات یک پلیمر ترموپلاست و از خانواده پلی استرها می باشد.پلیمری با شاخه های بلند و دارای کاربردهایی همچون سنتز الیاف،بطری برای نگه دارایی مایعات،کاربردهای ترموفورمینگ و رزینهای مهندسی می باشد
از جمله خصوصیات این پلیمر می توان به موارد زیر اشاره کردسختی،سفتی و استحکام بالاچقرمگی خوب حتی در دماها ی پایینمقاومت به خزش خوب و پایداری ابعادی بالادمای کاری بین 40-تا 100درجه سانتیگرادسفید رنگ در حالت نیمه کریستالی و شفاف در حالت آمورفعایق الکتریکی خوبمقاومت بالا در برابر کشش و پاره شدنفیزیولوژی قابل قبول PETدر دمای اتاق در برابر آب،اسیدهای رقیق،الکل ها،اترها،روغنها ،چربی ها و هیدرو کربنات های آرو ماتیک و آلیفاتیک مقاوم استعدم مقاومت در برابر محیط قلیایی ،بخار آب بیش ازحد حرارت داده شده،کتون ها،فنون ها ،استرها،و هیدروکربناتهای کلریدی شدهمقاوم در برابر فرسایش و هوای داغPET آمورف دارای سختی،سفتی و مقاومت حرارتی کمتری از PET کریستالی است اما چقرمگی بیشتری دارد

نحوه سنتز پلی اتیلن تر فتالات(PET)
روش رایج تولیدPET واکنش بین اسید ترفتالیک خالص و اتیلن گلایکول می باشد برای سنتز پلی اتیلن تر فتالات PTA و EG حاصل شده از نفت را در حضور یک کتالیزور حرارت می دهند وقتی که آنها با هم حرارت داده می شوند در ابتدا یک مونومر (BHET-bis-hydroxyethyl-terephthalate) مخلوط شده با پلیمرهایی با وزن مولکولی کم اولیگومرها(oligomers) تولید می شود.سپس مخلوط بیشتر واکنش داده و EGاضافی تقطیر شده و PETتشکیل می شود در این مرحله PET یک مذاب با ویسکوزیته بالا است که اکسترود شده و پس ازکوانچ درآب پلیمری آمورف تشکیل می شود.برای افزایش وزن مولکولی PET که برا ی افزایش خواص مکانیکی لازم است مرحله دوم پلیمریزاسیون در حالت جامدو در دمای کمتر انجام می شود ودر این حالت همه نا خاصی های فرار همچون آب ،گلایکول های آزاد و acetaldehyde حذف می شوند.در فرآیند تولید از کاتالیزورهایی همچون تری اکسید آنتیموان در مقادیر کم استفاده می شود که در نهایت مقادیری از آنها درزمینه پلیمر ویا در شاخه ها باقی می ماند. هر دوی هوموپلیمرها و کوپلیمرها در رزین PETاستفاده می شوند.یک PETهوموپلیمر تنها حاوی EGو PTAاست که در نتیجه رزین دارای نقطه ذوب واستحکام بالایی است.یک PET کوپلیمر حاوی مونومرهای اضافی برای گسستن زنجیرهای پلیمر است در نتیجه رزین دارای نقطه ذوب کمتر و کریستالیزاسیون آرامتر است.امروزه از اسید ایزوفتالیک برای ساخت PET کوپلیمر به منظور افزایش استحکام بطری وکریستالیزاسیون آرامتر استفاده می شود.در شکل های زیر مراحل واکنش و شمای کلی از یک کارخانه تولید PET نشان داده شده است.

محصول نهایی می تواند آمورف و یا نیمه کریستال باشد.که در شکل های زیر نشان داده شده است.که هر محصول در صنعت خاصی کاربرد خواهد داشت.رنگ محصول باتوجه به نوع کاربرد متفاوت است

انواع گرید PET
1.PET گرید الیاف:این گرید که در ساخت الیاف به کار برده می شود.بسته به کاربرد دارای وزن مولکولی بین 15000تا 20000گرم بر مول است که این وزن مولکولی نشان دهنده یک IVبین 0.4 تا 0.7 دسی لیتر بر گرم است.گرید الیاف برای کاربردهای تکنیکی دارای IVبرابر یا بیشتر از 0.95dl/gاست.
2.PET گرید فیلم:این گرید برای ساخت محصولاتی همچون فیلم های بسته بندی و نوارهای آیدیو و ویدیو استفاده می شود.و IV آن بین 0.6 تا 1دسی لیتر بر گرم است
3.PET گرید بطری:این نوع گرید برای ساخت بطری استفاده می شود و دارای وزن مولکولی بین 24000 تا 36000گرم بر مول است.که نشان دهنده IV بین 0.75 تا 1دسی لیتر بر گرم است.انتخاب IVبر اساس نوع کاربرد است برای مثال در جدول زیر کاربردهای مختلف رزینPETدر مصارف مختلف همرا با مشخصه های آن ذکر شده است.

در جدول زیر نیز خلاصه ای از انواع گریدهای PETهمراه با کاربردهای آن ذکر شده است.

پارامترهای موثربر کیفیت رزین PET
1.ویسکوزیته ذاتی Intrinsic Viscosity)):به طور ساده IVطول شاخه های PET را نشان می دهد.و بیان گر تعداد واحد تکرار شونده در طول یک شاخه می باشد.انتخاب نوع رزین PETبر اساس IVآن مهم می باشد.حرارت،زمان حرارت دهی و رطوبت پارامترهای تاثیر گذار بر روی IVمی باشند.در اینجا این نکته قابل ذکر است که ویسکوزیته پایین الزاما به معنای پایین بودن خواص مکانیکی محصول نهایی تولید شده نیست.زیرا برخی از رزینها توسط افزودنی هایی بهسازی شده و در حالی که ویسکوزیته کمی دارند محصول تولید شده دارای خواص مکانیکی مطلوبی است.

2. استالدئيدAcetaldehyde) ):محصول فراری است که در اثر تخریب گرمایی PETحاصل می شودو تنها زمانی تولید می شود که پلیمر ذوب شده و اصولا حاصل واکنش های ترموشیمیایی است.به هر حال کنترل AAبرای رزین گرید بطری مهم می باشد زیرا می تواند باعث تغییر مزه نوشیدنی های درون بطری به خصوص آب معدنی شود.حرارت و رطوبت از پارامترهای موثر بر تشکیل این ماده هستند در زیر واکنش تولید AAنشان داده شده است.

4.دی اتیلن گلایکول(DEG):در برخی از رزین های گرید الیاف برای افزایش قابلیت رنگ پذیری الیاف تا 2.5در صد به رزین اضافه می شود ولی در سایر گریدها باید در کمترین مقدار حفظ شود زیرا این ترکیب باعث کاهش نقطه ذوب و پایداری حرارتی پلیمر می شود

5.ذرات کوچک PET:در طول فرآیند تولید براثر سایش ذرات درشت PETبه وجود می آیند ازآنجایی که IV این ذرات بالاتر از ذرات درشت است بنابراین در فرآیند تزریق حین تولید پریفرم ایجاد مشکل خواهند کرد.

6.در صد رطوبت:درصد رطوبت رزین قبل از ترزیق و یا درصد رطوبت پرک قبل از گرانول سازی باید در کمترین مقدار ممکن حفظ شودزیرا رطوبت آثار مخربی بر کاهش IVو افزایش AA,CEG,PTA , EG و تغییر رنگ خواهد داشت.برای مثال در نمودار زیر اثر مخرب رطوبت بر کاهش IVدر حین فرآیند اکستروژن نشان داده شده است.حدود 60درصد از موفقیت تولید پریفرم به کنترل رطوبت بستگی دارد.در اینجا این نکته قابل ذکراست که رزینی که رطوبت آن کاهش یافته به راحتی می تواند بین 5تا 10دقیقه بر حسب میزان رطوبت موجود در هوا رطوبت کافی برای نامناسب کردن فرآیند تزریق را جذب نماید

7.رنگ رزین:مقادیر رنگ با سه پارامتر L,b,a مشخص می شوند.Lبیان کننده میزان روشنی نمونه است و بین 0تا100می باشد.aبیانگر یک رنگ ترکیبی بین سبز با 100-و قرمز با 100+است.bبیانگر یک رنگ ترکیبی بین آبی با 100-وزرد با100+است.رزین با کیفیت بالادارای مقادیر Lبالا وb کم بین 1-و1+می باشد.در فرآیند بازیافت PETو تولید گرانول مجدد از ضایعات رنگ محصول نهایی به عواملی همچون درصد PVC،رطوبت و چسب درون پرکPET ،نوع اکستروژن ،دما وزمان اکستروژن بستگی دارد
8.اولیگومرها:باعث کدر شدن بطری تولید شده می شوند این پلیمرها همچون AA بر اثر ذوب شدن دوباره ایجاد می شونداولیگومرها در تولید الیاف و فیلم نیز مشکلات متعددی را ایجاد می کنند از جمله این عیوب ایجاد حفره و پارگی در محصول و نیز کثیف شدن تحهیزات تولید است

در بسته بندی مایعات در ظروف پلیمری واکنشهایی به دو صورت زیر بین ظرف و محتویات آن انجام خواهد شد1.نفوذ ذرات از ظرف به محتویات درون آن2.جذب محتویات درون بطری توسط دیواره های آندر شکل زیر واکنش هایی که بین بطری و محتویات آن اتفاق می افتد نشان داده شده است البته باید توجه داشت که ظروف پلیمری علاوه بر نگه داری مواد غذایی برای نگه داری مواد شیمیایی نیز استفاده می شوند و در نتیجه جذب مواد شیمیایی توسط بطری در حین فرآیند بازیافت باید مد نظر باشد.

جذب محتویات درون بطری توسط PETبه عوامل زیر بستگی دارد که در شکل زیر نشان داده شده است

همچنین انتقال ذرات از PETبه محتویات درون بطری به عوامل زیر بستگی دارد.دما،زمان،کریستانیلیتی،ضخامت،دمای انتقال شیشه ای و فاکتورهای انتقال مثل غلظت،اندازه،شکل،قطبیت و حلالیت محتویاتدر حین تولیدPET از مواد اولیه کاتالیزورها،اتیلن گلایکول،ترفتالیک اسید،دی متیلن تر فتالات،BHET،AAو اولیگومرها به همراه ترکیبات ذکر شده در زیر از عوامل مهم در آلودگی محتویات بطری هستندکه با تنظیم پارامترهای تولید قابل کنترل می باشند

Butoxybenzene

2-pheny1-1,3-dioxolan

2-Methyl-1,3-dioxolan

Dodecanoic acid

Dimethyl cyclohexane-1,4-dicarboxylate

Toluene

Hexamethyl-cyclotrisiloxane

Octamethyl-cycloterasiloxane

Decamethyl-cycloterasiloxane

در مورد بازیافت PET آلو دگی های زیر در صورتی که بازیافت PETبرای کاربردهای غذایی مد نظر باشد مطرح است1.ورود بطری با کاربرد غیر غذایی در جریان بازیافت2.ورود بطری با کاربرد غذایی که قبلا مصرف کننده از آن برای نگه داری مواد شیمیایی استفاده کرده است مثلا یک بطری آب معدنی برای نگه داری سم استفاده شده است.3.مواد شیمیایی که در حین شستشو استفاده می شوند4.تخریب حرارتی پلیمر و نیز واکنش با سایر آلودگی ها و ایجاد یک ترکیب جدید
برای بررسی انتقال مواد شیمیایی از بطری به درون ماده غذایی درون آن یک سری آزمایش انجام می شودو میزان مواد آزاد شده درون محتوای بطری اندازه گیری می شود که در جدول زیر یک نمونه گزارش تست نشان داده شده است.

منبع: سایت شرکت آریا بسپار

» ادامه مطلب

تاريخچه استفاده از چسبها

تاريخچه استفاده از چسبها

پيشينه بهره گيري از چسب توسط انسان را مي توان از عصر سنگ و دوران غارنشيني در تهيه تيروكمان ويا نقاشي حيوانات بر روي تخته سنگها با استفاده از رنگدانه ها دانست. بدون شك خون اولين ماده اي بود كه از آن به عنوان چسب استفاده شده است كه البته چسبي بسيار بدون كيفيت بوده است و به صورت وسيع مورد استفاده قرار نگرفت.به تدريج بشر به وجود مواد چسب دار طبيعي پي برد ،به طور واقع اولين مواد چسب داري كه به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بوده اند مواد نشاسته اي ،قندي، صمغ ها و شيره برخي گياهان بوده است.
حدود سه هزار سال پيش چسبها حالتي قيرگونه داشته اند .اما تا قرن بيستم تكنولوژي چسب ها پيشرفت كمي داشته است . در جنگ جهاني دوم قدمهاي بزرگي براي اتصال فلزات به يكديگر و به ساير مواد به علت نياز شديد به آنها برداشته شد. براي اين منظور از مخلوط رزين فنلي با پلي كلروپرن ويا نيتريل رابر، چسبهاي مفيدي ساخته شد.

تعاريف و طبقه بندي چسب ها

چسب ماده اي است كه مي تواند بين دو سطح ،اتصال چسبي به وجود آورد.در يك اتصال چسبي،دو سطح جامد به هم اتصال يافته است كه لايه نازكي از يك چسب را شامل ميشود.

چسبندگي دو جسم به يكديگر توسط يك چسب پديده اي است كه در آن سطح اتصال يابنده ممكن است از طريق جذب فيزيكي (مثل نيروهاي بين سطحي )و يا جذب شيميايي (مثل نيروهاي واندروالسي، القايي و...)به يكديگر اتصال يابند.

امروزه انواع بسيار زيادي از چسب ها مورد استفاده قرار مي گيرند و روش دسته بندي جامعي كه شامل همه آنها باشد وجود ندارد

-طبقه بندي بر اساس نام جزء اصلي در فرمول چسب

-دسته بندي چسب ها بر اساس نوع مصرف

-تقسيم بندي بر اساس نوع مواد اتصال يابنده

-طبقه بندي بر مبناي ميزان مصرف چسب

طبقه بندي بر اساس نام جزء اصلي در فرمول چسب

اين روش تنها براي چسب هايي كه در فرمول آنها يك جزء اصلي وجود دارد ،مفيد مي باشند.
بر مبناي اين روش انواع چسب ها را در قالب طبيعي و مصنوعي مي توان نام برد:

الف- چسب هاي داراي جزء اصلي طبيعي :

ماده طبيعي موجود در چسب ممكن است از نوع سلولوزي و يا پروتين باشد .

از چسب هاي داراي پايه مواد طبيعي به غير از سلولزي و پروتيني مي توان از كائوچوي طبيعي ، سيليكات سديم و شلاك(shelac) نام برد .

ب-چسب هاي داراي جزء اصلي مصنوعي:

ماده مصنوعي جزء اصلي چسب ممكن است يكي از مواد ترموپلاستيكي (مانند پلي وينيل الكل ، نايلون ، پلي اكريليك ) و يا يكي از رزين هاي ترموستي ( مانند رزين فنلي ، آميني، اپوكسي) باشد.

2-دسته بندي چسب ها بر اساس نوع مصرف:

در اين تقسيم بندي ، چسب ها بنا به موارد مصرف آنها به ساختماني (ساختاري)و غيرساختماني تقسيم مي شوند.

معمولا چسب هايي را ساختماني مي گويند كه در چسباندن اجزاء سازنده جسمي كه بايد تحت تنش بالا قرار گيرد به كار مي روند. كار اين چسب ها نگه داشتن سطوح به يكديگر و ايجاد مقاومت در برابر تنش(كششي ، تراكمي ، برشي) وارده بر سطوح جسم مي باشد.

چسب هاي غيرساختماني موادي هستند كه اتصلات چسبي ضعيفي را موجب مي شوند و عمل تثبيت ( يا پخت) را انجام نمي دهند ، بطوري كه سطوح چسبيده شده به راحتي از هم جدا مي گردند. كاربرد اين نوع چسب ها در برچسب زدن ، بسته بندي ، چسباندن كاغذ ديواري و كف پوش و ... مي باشد.

3-تقسيم بندي بر اساس نوع مواد اتصال يابنده :

در اين روش چسب ها به چسب چوب ، كاغذ ، فلز ، سراميك ، پلاستيك و... تقسيم مي شوند.

4-طبقه بندي بر مبناي ميزان مصرف چسب:

در اين جا چسب ها به انواع صنعتي و خانگي تقسيم مي گردند.چسب هاي صنعتي در مقياس وسيعي مصرف مي شوند در حالي كه چسب هاي خانگي در بسته هاي كوچك عرضه مي شوند، ولي با وجود اين مصارف گوناگوني دارند.

اجزاي تشكيل دهنده چسب ها :

مواد پليمري :

چسب ها همگي حاوي پليمر هستند. پليمرها در حين سخت شدن چسب ها بوسيله واكنش شيميايي «پليمر شدن افزايشي»يا «پليمر شدن تراكمي» حاصل مي شوند. پليمرها به چسب ها قدرت چسبندگي مي دهند كه مي توان آنها را به صورت رشته هايي از واحد هاي شيميايي همانند كه به وسيله پيوند هاي كوالانسي به هم متصل شده اند ، در نظر گرفت

افزودنيهاي ديگر:

*مواد پايدار كننده در برابر تخريب توسط اكسيژن و UV

*مواد نرم كننده كه قابليت انعطاف را افزايش مي دهند و دماي تبديل شيشه اي (Tg)را كاهش ميدهد

*مواد پركننده معدني كه ميزان انقباض در سخت شدن را كاهش مي دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغيير مي دهد و خواص مكانيكي نهايي را بهبود مي بخشد.

*مواد تغليظ كننده

*معرف هاي جفت كننده سيلاني

اجزا سازنده يك چسب به غير از جزء پايه

در مخلوط اجزاء مختلف يك چسب ،يك جزء پايه وجود دارد كه تعيين كننده استحكام اتصال چسبي است .

اجزا عمده سازنده يك چسب به غير از جزء پايه

·حلال يا رقيق كننده

·كاتاليزورها و پخت كننده ها

·تسريع كننده

·باز دارنده و كند كننده

·تعديل كننده( يا اصلاح كننده)

مزايا و معايب استفاده از چسب ها :

مزايا :

·استفاده از چسب در بسياري از فرآيندهاي توليدي به دليل تنوع حالت فيزيكي در روش هاي كاربردي

·تجمع سريع اجزاي سازنده يك جسم

·ساخت اشكال پيچيده در صورت امكان پذير بودن روش هاي اتصال

·حفظ ظاهر محصول با حذف درزها ،‌ شكاف ها و پرچ ها

·اتصال مواد مختلف با جنس وضخامت مختلف

·صرف هزينه كمتر در برابر به كار گيري يك روش جايگزين

·جذب و توزيع تنش هاي وارده بر جسم به دليل انعطاف پذيري و قابليت كشش بسياري از چسب ها

·كاهش وزن در صورت استفاده از چسب به جاي پرچ و و پيچ و جلوگيري از خوردگي گالوانيك بين مواد هم جنس .

·به وجود آمدن يك پل عايق الكتريكي و حرارتي و صدا در بسياري از مواد.

معايب :

·دشواري در تنظيم برخي پارامترها مانند آماده سازي سطوح قبل از چسباندن ، نحوه تهيه و استعمال چسب ها،اختلال پذيري چسب ها با سطوح اتصال يابنده ، درجه حرارت ، فشار ، ميزان رطوبت محيط و زمان تثبيت

·عملي نشدن استحكام بهينه فوري بر خلاف ساير روش ها (جوش و لحيم).

·كم بودن مقاومت حرارتي و نوري ( ماوراء بنفش) اغلب اتصالات چسبي بر خلاف ساير روش ها (جوش و پرچ).

·هدايت ضعيف الكتريكي و حرارتي چسب ها در صورت عدم استفاده از پركننده مناسب .

·خطر آتش گيري و سمي بودن در بسياري از چسب هاي حاوي حلال .

·سست شدن عموم چسب ها بوسيله آب يا بخار آن .

موارد استفاده از چسب :

مواد غير همجنس :مانند پيوند فلزات ، رابرها ، پلاستيك ها ، چوب ، اسفنج ، شيشه و سراميك به يكديگر

مواد حساس به حرارت: مانند پلاستيك هايي كه نسبت به حرارت حساس هستند ( تخريب مي شوند) ، قطعات نازك و ظريف(مثل ورقه هاي نازك شيشه ) و مواد مغناطيسي .

موادي كه از طريق لايه سازي به اشكال مختلف ساخته مي شوند

اجسامي كه نياز به اتصال قوي در كاربردهاي تحت تنش بالا دارند ، مثل استفاده از چسب يه جاي پرچ در ترمز و كلاچ اتومبيل .

موادي كه اتصال موقت نياز دارند ، مثل برچسب ها و نوار هاي طبي .

اجسامي كه نياز به انسداد و اتصال واشرها و درز گيري دارند.

كاربرد چسب هاي ساختماني :

در اين قسمت به صورت موضوعي به علت كاربرد زياد چسب هاي ساختماني به آنها مي پردازيم:
·در مصارف ساختماني و بناها : مثل اتصال انواع آجر هاي كف پوش ، صفحات چوبي ، تعمير سطوح بتني و ساختمانهاي قديمي ، سنگ فرش ديوار و پوشش سقف .

·در برق و الكترونيك : مانند اتصال قطعات مختلف در ساخت ترانسفورماتورها، مولدها، عايق ها ، خازن ها، كليد قطع ووصل و ساير وسايل الكترونيكي .

·در اتومبيل سازي : مانند اتصال كفشك هاي ترمز ، لنت ترمز، درز گيري و اتصال واشر ها در درب و پنجره ها .

·در هوانوردي : ملنند اتصال ورقه هاي نازك فلزي ( آلومينيومي ) لانه زنبوري ، اجزاي سازنده بدنه و قسمت هاي مختلف هواپيما .

منبع: دانلود

» ادامه مطلب