3معرفی الاستومرها

الاستومرها به صورت کلی به دو دسته ذیل تقسیم می‌شوند:

1. 
   
   ترموپلاستیک‌ها
   
   
2. 
   
   ترموست‌ها

 

ساختار

ترموپلاستیک الاستومرها، موادی هستند که وقتی گرم می‌شوند،‌ مکرراً نرم/ ذوب می‌شوند و وقتی سرد می‌شوند، سخت می‌گردند. در واقع، ترموپلاستیک‌ها در دمای مناسب ذوب شده و فرایند شکل‌دهی (به عنوان مثال قالبگیری یا اکستروزن) بر روی آنها اعمال شده و پس از سرد شدن، ‌شکل دلخواه را به خود می‌گیرند.

اغلب ترموپلاستیک‌ها، در حلال‌های مخصوص حل می‌شوند و تا برخی درجات می‌سوزند. دمای نرم‌شدگی یا ذوب با نوع گونه (گرید) پلیمر تغییر می‌کند. به خاطر حساسیت دمایی ترموپلاستیک‌ها می‌بایستی مراقب تخریب، تجریه و احتراق این مواد بود.

اغلب زنجیره‌های مولکولی در ترموپلاستیک‌ها را می‌توان مستقل و همانند رشته‌های درهم پیچیده اسپاگتی، در نظر گرفت (نمودار1).

نمودار1: زنجیره‌های ترموپلاستیک

این مواد،‌ وقتی گرم می‌شوند (مثلاً برای قالبگیری) لغزش زنجیره‌های منفرد آنها باعث جریان پلاستیک می‌شود و وقتی سرد می‌شوند زنجیره‌های مولکولی و اتمی،‌ مجدداً محکم نگه داشته می‌شوند.

خاصیت امکان تکرار چرخه ذوب و سخت شدن،‌ امکان بازیافت ترموپلاستیک‌ها را از قطعات تولیدی و نیز تبدیل مجدد آنها به محصول جدید را به وجود آورده است. البته با هر بار ذوب شدن، خواص کیفی محصول جدید،‌ افت خواهد کرد.

در تعداد چرخه‌های حرارتی و سرمایشی محدودیت‌هایی تجربی وجود دارد. این محدودیت‌ها را می‌توان قبل از اینکه خواص ظاهری و مکانیکی ترموپلاستیک‌ها تحت تاثیر قرار گیرند، به آنها اعمال کرد.

ترموست الاستومرها، فقط یک تغییر شیمیایی را تحمل می‌کنند. این امر باعث غیرقابل حل/ ذوب‌شدن دائمی آنها می‌شود. این فرایند ولکانیزاسیون یا پخت نامیده می‌شود که پس از شکل‌دهی از طریق اعمال حرارت،‌ شکل قطعه تثبیت می‌شود و به دلیل ایجاد اتصالات عرضی بین زنجیره‌های مولکولی،‌ امکان ذوب مجدد قطعه وجود ندارد.

تفاوت اصلی ترموست الاستومرها و ترموپلاستیک الاستومرها، نوع پیوندهای اتصالات عرضی در ساختار آنهاست. در واقع، اتصالات عرضی، عامل ساختاری بحرانی این مواد بوده و در خواص الاستیک آنها سهم بسزایی دارد. اتصالات عرضی در پلیمرهای ترموست، پیوند کووالانسی است که طی فرایند ولکانیزاسیون ایجاد می‌شود. اتصالات عرضی پلیمرهای ترموپلاستیک الاستومر، پیوندهای هیدروژنی،‌ یا دو قطبی ضعیف‌تر بوده و یا تنها در یکی از فازها وجود دارد.

از آنجا که مواد TPE می‌توانند قالبگیری یا اکسترود شده و مجدداً همانند ترموپلاستیک‌ها مورد استفاده مجدد قرار گیرند، از قابلیت بازیافت برخوردار بوده و مضافاً دارای خواص ویژه الاستیک رابرها نیز هستند که به دلیل دارا بودن مشخصات ترموستی، برگشت‌پذیر نیستند.

همانگونه که در نمودار 2 می‌توان دید،‌ هنگامی که ترموست‌ها سفت شده یا پخت می‌شوند، اتصالاتی عرضی بین مولکول‌های مجاور تشکیل می‌شوند و شبکه‌ای به هم پیوسته و پیچیده را به وجود می‌آورد.

نمودار2: شبکه به هم پیوسته ترموست الاستومر پس از پخت

این پیوندهای عرضی، از لغزش زنجیره‌های منفرد جلوگیری کرده و مانع از جریان پلاستیک به هنگام افزوده شدن دما می‌شوند.

اگر بعد از تکمیل پیوندهای عرضی، دمای بیش از اندازه به ترموست الاستومر داده شود، پلیمر بجای ذوب، تخریب خواهد شد.

 

فرایند

قابلیت تکرار فرایند در ترموپلاستیک الاستومرها، عمده‌ترین مزیت TPEها نسبت به ترموست رابرهاست. دیگر تفاوت‌های کلیدی فرایند، در جدول 1 ارائه شده است.

جدول 1: تفاوت‌های کلیدی فرایند

در نمودار 3، تفاوت مراحل فرایند بین تولید با TPE و رابرها نمایش داده شده است. براساس این نمودار، کاهش مراحل تولید، کاهش زمان تولید و بازیافت محصول، کاملاً مشهود است.

نمودار3: فرایند در ترموپلاستیک الاستومر و رابر

3چیزهای عجیب

3پلاستیک ها

3معرفی الاستومر ها

 پنجشنبه 2/3/1387 ساعت 12:50 عصر

3پلیمرهای هوشمند

معرفی و تقسیم‌بندی پلیمرهای هوشمند

هوشمندی در مواد، خاصیتی است که مختص به گروه خاصی نبوده و در اغلب گروه­های مواد دیده می­شود. پلیمرها نیز از این قضیه مستنثنا نیستند و در برابر محرک­های مختلف مثل دما، میدان­های الکتریکی و میدانهای مغناطیسی، عکس‌العمل­های متفاوتی از خود نشان می‌دهند. این پلیمرها به گروه‌های مختلفی تقسیم ‌می‌شوند و دارای خواص و کاربردهای متفاوتی می‌باشند. در ذیل به معرفی، تقسیم‌بندی، کاربردها و بازار این مواد به طور مختصر اشاره شده است:

1) پلیمرهای فعال الکتریکی (EAP)

مکانیزم هوشمندی در این مواد، عکس‌العمل‌ در برابر تحریکات الکتریکی خارجی است. این عکس‌العمل، تغییر در ابعاد و هندسه ماده را شامل می شود.

این پلیمرها که در سال 1990 شناخته شده­اند، کاربردهای زیادی در پزشکی، صنعت و مهندسی عمران دارند. این پلیمرها به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند:

الف)پلیمرهای فعال الکتریکی الکترونیکی که به منظور حفظ تغییر مکان ایجاد شده در اثر اعمال ولتاژ DC مورد استفاده قرار می‌گیرند و کاربردهای زیادی در رباتها دارند. این دسته خود از جنبه کاربردی به دو گروه تقسیم می‌شود که عبارتند از: گروهی که در حسگری خود از رسانایی و هدایت الکتریکی بهره می‌برند و گروهی که از فعالیت الکتریکی خود در اثر تحریک خارجی به عنوان محرک استفاده می‌کنند.

کاربردهای این پلیمرها در صنایع مختلفی است که می‌توان از جمله آنها مواد الکترواستاتیک در لباسهای ضد الکتریسیته، چسب‌های رسانا، حفاظ‌های الکتریکی و مغناطیسی، تخته‌های مدار چاپی الکترونیکی، رشته‌های اعصاب مصنوعی، سازه‌های هواپیما و پیزوسرامیک­ها را نام برد.

ب)پلیمرهایفعالالکتریکییونی هستند که در غشاهای مبادله­گر یونی، محرک‌های الکترومکانیکی، سنسورهای حرارتی- شیمیایی، الکترولیت­های جامد، باطری‌های قابل شارژ و سیستم‌های رهایش دارو در پزشکی کاربرد دارند.

پلیمرهای فعال الکتریکی به عنوان دی­الکتریک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان نمونه پلیمرهای که دارای سفتی (Stiffness) و ثابت دی­الکتریک بالا می‌باشند، در محرک­های(Actuator) با کرنش بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند که به طور نمونه در پیزوالکتریک­ها کاربرد دارند.

قابل ذکر است که الاستومرهای بلور مایع، الاستومرهای الکتروویسکوالاستیک، پلیمرهای فروالکتریک، نانولوله‌های کربن و پلیمرهای رسانا که بعنوان شناساگرهای گازهای سمی (حسگرهای یونی) در پالایشگاهها و صنایع نظامی کاربرد دارند، نیز در این گروه قرار می‌گیرند.

2) سیالات مغناطیسی و رئولوژیکی (MRF)

در این نوع از پلیمرهای هوشمند، با تغییر میدان مغناطیسی، ویسکوزیتة آنها تغییر می‌کند و عملکرد آنها مشابه سیالات الکتریکی رئولوژیکی می‌باشد.

3) سیالات الکتریکی رئولوژیکی (ERF)

این سیالات اساس پلیمری دارند و در برابر میدان الکتریکی از خود تغییر ویسکوزیته نشان می‌دهند که می­توان با این تغییر ابعاد را تحت تاثیر قرار داد. به طور مثال این مواد در کمک فنرهای خودرو در خودروهای جدید کاربرد دارند و با تغییر جریان می‌توان ارتفاع خودرو را تنظیم نمود.

این نوع پلیمرها در راه‌سازی، پل‌سازی و صنعت ساختمان نیز استفاده می‌شود و امروزه در تکیه‌گاه خیلی از پل‌ها خصوصاً پل‌های معلق از این مواد استفاه می‌شود.

سیالات ERF دارای سه نوع مثبت، منفی و مواد نوری الکتریکی هستند. اگر با اعمال میدان الکتریکی، ویسکوزیته افزایش یابد ERF مثبت است، اگر با افزایش میدان الکتریکی ویسکوزیته کاهش یابد ERF منفی است و اگر با تاباندن اشعه ماوراء بنفش ویسکوزیته تغییر کند ERF از نوع نوری و الکتریکی می‌باشد.

4) ژل‌های پلیمری هوشمند

با تغییر در زنجیره پلیمرها می‌توان ژل­ها را ساخت که این کار با تعویض بعضی از مونومرهای زنجیره با مواد شیمیایی صورت می‌گیرد. تفاوت اصلی ژل­ها با پلیمرها سازگاری شیمیایی و ترمودینامیکی آنها با حلال‌ها می‌باشد و نیز خاصیت رطوبت‌گیری که در آنها وجود دارد.

ژل­ها براساس ویژگی‌هایی نظیر طبیعت گروه‌های تشکیل­دهنده، خواص مکانیکی، ویژگی‌های ساختاری و شکل شبکه تقسیم‌بندی می‌شوند و در برا بر محرک‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی نظیر دما، میدان الکتریکی و مغناطیسی، نور، فشار و PH، از خود عکس‌العمل‌ نشان می‌دهند و در صنایع دفاعی، زیستی، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

5) پلیمرهای با حافظه شکلی

مشابه آلیاژهای حافظه‌دار هستند به این ترتیب که در اثر تغییرات دمایی از خود تغییرات ابعادی نشان می‌دهند که علت آن تغییر در مورفولوژی زنجیره‌ها است. این پلیمرها در مواردی مثل جیگ و فیکسچرهای ماشینکاری کاربرد دارند.

بررسی بازار

پلیمرهای هوشمند هنوز خیلی تجاری نشده‌اند، بنابراین بازار خیلی بزرگی را به خود اختصاص نمی‌دهند. البته 5 تا 15 سال آینده این بازار رشد بسیار خوبی خواهد داشت زیرا کاربردهای آینده این مواد که در حوزه‌های مختلفی چون پزشکی، کامپیوتر، خودرو، تلویزیون، پول الکترونیکی، کنترل­کننده‌های بهداشتی، هوافضا، بیوتکنولوژی، صنایع نظامی، الکترونیک و فناوری نانو خواهد بود، نویددهنده بازار بزرگی برای این مواد است.

در بین سال­های 2010-1992 بر اساس پیش­بینی­های انجام شده، در برخی از کاربردهای اصلی این مواد مثل غلافها و پوششهای سیم و کابل، باطری‌های ذخیره انرژی با ظرفیت بالا و سپرهای تجهیزات الکترونیک که در فضاپیماها و محافظ‌های الکترونیک کاربرد دارند، روند مصرف رو به افزایش است و بازار خوبی را به خود اختصاص خواهند داد. مثال­های زیر به صحت این ادعاها اشاره دارد:

از سال 2000-1992 مصرف این مواد رو به افزایش بوده بطوری که مصرف پلیمرهای هادی استفاده در باطری‌ها در سال 2000 معادل 500 هزار پوند بالغ بر 50 میلیون دلار بوده است.

بازار سپرهای الکترونیک در سال 1988، 116 میلیون دلار و در سال 1993، 165 میلیون دلار بوده است و امروزه پوشش­های هادی و صفحات پلیمری 75 درصد بازار مواد مشابه را به خود اختصاص داده­اند.

هزینه پوشش­های پلاستیکی نسبت به سایر مواد پایین‌تر است و 1.25 تا 2.5 دلار به ازای هر فوت مربع ذکر شده است.

البته عمده بازار مواد هوشمند پلیمری در کشورهای پیشرفته است و باید این بازار را به کشورهای در حال توسعه گسترش داد و این نیاز را برای این کشورها به وجود آورد. پیش‌بینی انجام­شده در مورد بازار این مواد تا سال 2010 بالغ بر 457 میلیون دلار خواهد بود.

3فناوری نانو

3دسته بندی، خواص و کاربرد

دسته بندی، خواص و کاربرد

1. مقدمه

کامپوزیت ترکیبی است که از لحاظ ماکروسکوپی از چند ماده متمایز ساخته شده باشد، به طوری که این اجزاء به آسانی از یکدیگر قابل تشخیص باشند. به طور نمونه، یکی از کامپوزیت های آشنا بتن است که از دو جزء سیمان و ماسه ساخته شده است.

برای ایجاد تغییر و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، آن ها را ترکیب یا کامپوزیت می کنیم. به طور مثال پلی اتیلن (PE) که در ساخت چمن های مصنوعی از آن استفاده می گردد، رنگ پذیر نیست و به همین سبب رنگ این چمن ها اغلب مات است. برای برطرف نمودن این نقص به آن وینیل استات می افزایند تا خواص پلاستیکی، نرمیت و رنگ پذیری آن اصلاح شود. در واقع، هدف از ایجاد کامپوزیت، به دست آوردن ماده ای ترکیبی با خواص مورد انتظار می باشد.

نانوکامپوزیت نیز همان کامپوزیت است که یک یا چند جزء از آن، ابعاد کمتر از 100 نانومتر دارد. نانوکامپوزیت ها از دو فاز تشکیل شده اند. فاز اول یک ساختار بلوری است که در واقع پایه یا ماتریس نانوکامپوزیت محسوب می شود و ممکن است از جنس پلیمر، فلز و یا سرامیک باشد. فاز دوم نیز ذراتی در مقیاس نانومتر می باشند که به عنوان تقویت کننده (مواد پرکننده Filler) به منظور اهداف خاص از قبیل استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی، خواص مغناطیسی و ... در درون فاز اول (ماده پایه) توزیع می شوند.

در بحث نانومواد، نانوکامپوزیت ها از جایگاه ویژه ای برخوردار هستند. حضور ذرات و الیاف در ساختار نانوکامپوزیت ها معمولاً باعث ایجاد استحکام در ماده ی پایه می شود. در واقع هنگامی که ذرات و یا الیاف درون یک ماده ی پایه توزیع شوند، نیروهای اعمال شده به کامپوزیت به طور یکنواختی به ذرات یا الیاف منتقل می شود. با توزیع مواد پرکننده درون ماده پایه خصوصیاتی نظیر استحکام، سختی، خواص تربیولوژیکی و تخلخل تغییر می کند. ماده ی پایه می تواند ذرات را به گونه ای از هم جدا نگه دارد که رشد ترک به تأخیر افتد. به علاوه اجزاء نانوکامپوزیت ها بر اثر برهمکنش سطحی بین ماده ی پایه و مواد پرکننده، از خواص بهتری برخوردار می شوند. نوع و میزان برهمکنش ها نقش مهمی در خواص مختلف نانوکامپوزیت ها همچون حلالیت، خواص نوری، خواص الکتریکی و مکانیکی آن ها دارد.

2. طبقه بندی نانوکامپوزیت ها

انواع نانوکامپوزیت را می توان بر اساس ماده پایه آن ها به شرح زیر طبقه بندی کرد:

1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری Polymer matrix nanocomposites (PMNCs)

2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی Ceramic matrix nanocomposites (CMNCs)

3. نانوکامپوززیت های پایه فلزی Metal matrix nanocomposites (MMNCs)

در ادامه به بررسی خواص و کاربرد هر یک از این نانوکامپوزیت ها پرداخته می شود.

2.1. نانوکامپوزیت های پایه پلیمری

در بین نانوکامپوزیت ها بیشترین توجه به نانوکامپوزیت های پایه پلیمری معطوف است. یکی از دلایل گسترش نانوکامپوزیت های پلیمری، خواص بی نظیر مکانیکی، شیمیایی و فیزیکی آن است. نانوکامپوزیت های پلیمری عموماً دارای استحکام بالا، وزن کم، پایداری حرارتی بالا، رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت شیمیایی بالایی هستند. تقویت پلیمرها با استفاده از مواد آلی و معدنی بسیار مرسوم می باشد. بر خلاف تقویت کننده های مرسوم که در مقیاس میکرون می باشند، در نانوکامپوزیت ها تقویت کننده ها ذراتی در ابعاد نانومتر می باشند. با افزودن درصد کمی از نانوذرات به یک پلیمر خالص، استحکام کششی، استحکام تسلیم و مدول یانگ افزایش چشمگیری می یابد. به عنوان مثال، با افزودن تنها 0.04 درصد حجمی میکا (یک نوع سیلیکات) با ابعاد 50 نانومتر به اپوکسی (Epoxy)، مدول یانگ این ماده 58 درصد افزایش خواهد یافت.

دلیل دوم توسعه نانوکامپوزیت های پایه پلیمری و افزایش تحقیقات در این زمینه، کشف نانولوله های کربنی در سال 1991 میلادی است. استحکام و خواص الکتریکی نانولوله های کربنی به طور قابل ملاحظه ای با نانولایه های گرافیت و دیگر مواد پرکننده تفاوت دارد. نانولوله های کربنی موجب رسانایی و استحکام فوق العاده ای در پلیمرها می شوند به طوری که کاربردهای حیرت انگیزی همچون آسانسور فضایی را برای آن می توان متصور شد. از نظر نظامی نیز فراهم کردن هدایت الکتریکی در پلیمرها فرصت های انقلابی را به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال از پوسته های الکتریکی-مغناطیسی گرفته تا کامپوزیت های رسانای گرما و لباس های سربازان آینده!

این دسته از کامپوزیت ها به دلیل خواص منحصر به فردی که دارند به طور گسترده ای در صنایع خودرو، هوا-فضا و بسته بندی مواد غذایی گسترش یافته اند. از دیگر کاربردهای نانوکامپوزیت های پلیمری پوشش های مقاوم به سایش، پوشش های مقاوم به خوردگی، پلاستیک های رسانا، حسگرها، آسترهای مقاوم در دمای بالا و غشاهای جداسازی گازها و سیالات نفتی می باشند. به عنوان مثال می توان به نوعی غشاء نانوکامپوزیتی ساخته شده از یک نوع پلیمر و نانولایه های سیلیکا اشاره کرد که توسط محققان دانشگاه کارولینای شمالی  ساخته شده است. این غشاء توانایی فوق العاده ای در جداسازی مولکول های آلی از گازها دارد.

2.2. نانوکامپوزیت های پایه سرامیکی

به مواد (معمولاً جامد) ی که بخش عمده ی تشکیل دهنده آن ها غیرفلزی و غیرآلی باشد، سرامیک گفته می شود. سرامیک ها خواص بسیار خوبی نظیر مقاومت حرارتی بالا، پایداری شیمیایی خوب و استحکام مکانیکی مناسبی دارند، اما به دلیل پیوندهای یونی و کووالانس موجود در سرامیک ها چقرمگی شکست آن ها پایین است و تغییر شکل پلاستیک این مواد محدود می باشد. به منظور رفع این مشکل با اضافه کردن و جداسازی الیاف و ذرات مناسب، می توان چقرمگی شکست را بالا برد. اگر این تقویت کننده ها ابعاد نانومتری داشته باشند بالاترین چقرمگی شکست به دست می آید.

به طور مثال در شکل1 نانوکامپوزیت نیترید سیلیسیم حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره، نشان داده شده است. برای ساخت این نانوکامپوزیت از پرس ایزواستاتیک گرم استفاده می شود. از خواص مکانیکی قابل توجه این نانوکامپوزیت ها می توان به استحکام خمشی و مدول الاستیک قابل توجه آن ها اشاره کرد.

3.2. نانوکامپوزیت های پایه فلزی

کامپوزیت های پایه فلزی، کم وزن و سبک بوده و به علت استحکام و سختی بالا کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا-فضا پیدا کرده اند. اما این کاربردها به لحاظ کم بودن قابلیت کشش در این کامپوزیت ها محدود شده است. تبدیل کامپوزیت به نانوکامپوزیت سبب افزایش استحکام و رفع محدودیت های مذکور می شود.

نانوکامپوزیت های پایه فلزی اصولاً مشابه روش های متالوژی پودر تولید می شوند. این نانوکامپوزیت ها کاربردهای متفاوتی دارند خصوصاً نانوکامپوزیت های پایه منیزیم که در سال های اخیر به دلیل چگالی کم، استحکام بالا، مقاومت به خزش بالا و پایداری حرارتی مناسب، گسترش چشمگیری داشته اند. نانوکامپوزیت های پایه منیزیم کاربردهای گسترده ای در صنایع هوایی و خودروسازی دارند.

نانوکامپوزیت های پایه فلزی حاوی نانولوله های کربنی نیز از اهمیت ویژه ای برخوردارند. نانولوله ها می توانند سبب افزایش و یا بهبود خواصی نظیر رسانایی، استحکام، مقاومت و .. در فلزات شوند.

3. نانوکامپوزیت و فردا

مهمترین تأثیر نانوکامپوزیت ها در آینده از طریق کاهش وزن خواهد بود. اخیراً کامپوزیت های نانوذره سیلیکاتی به بازار خودروها وارد شده اند. در سال 2001 هم جنرال موتور و هم تویوتا شروع تولید محصول با این مواد را اعلام کردند. مزیت این مواد استحکام و کاهش وزن است که مورد آخر صرفه جویی در سوخت را نیز به همراه خواهد داشت.

علاوه بر این نانوکامپوزیت ها به صنعت بسته بندی مواد غذایی نیز راه یافته اند تا سدی بزرگتر در برابر نفوذ گازها و کاهش فساد باشند. محققان معتقدند که افزودن دو درصد نانوذره رس به بسته بندی، 75 درصد تبادل اکسیژن و دی اکسید کربن را کاهش می دهد که این امر به افزایش طول مدت نگهداری مواد غذایی کمک می کند. در مورد ضدباکتریهایی نظیر نانوذرات نقره، این نانوذرات از رشد عوامل زنده فاسده کننده مواد غذایی مانند باکتریها و قارچ ها جلوگیری می کنند.

خواص تعویق آتشگیری نانوکامپوزیت های حاوی نانوذرات سیلیکا، می تواند به خوبی مصارفی در سرویس خواب، پرده ها و محصولاتی از این دست پیدا کند.

 

مراجع:

1. H. Fischer,. “polymer nanocomposites fundamental research to specific applications”. Mater. Sci. Eng:C, 23 (2002) 763.

2. E. T. Thostenson, C. Li, T. W. Chou, “nanocomposites in context”, Composite Sci. Tech. 65 (2005) 491.

3. Bala’zsi, Z. Ko’nya, F. We’ber, L. P. Biro’ and P. Arato’, “preparation and characterization of carbon nanotube reinfarced silicon nitride composites”, Mater. Sci. Eng:C, 23 (2003) 1133.

4. فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، "نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد"، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1384

3مهندسی شیمی

شنبه 19/5/1387 ساعت 7:39 عصر

نوشته شده توسط: سجاد شفیعی

3راهکارهایی برای تولید اتانول از گیاهان

تجاری سازی سوخت های زیستی در آغاز راه
راهکارهایی برای تولید اتانول از گیاهان

مترجم: عبدالله مصطفایی

اتانول یا اساساً بیواتانول از جمله ترکیباتی شناخته می شود که از پتانسیل بالایی برای جانشینی بنزین مصرفی در سوخت خودروها برخوردار است و کشورهای مختلف با توجه به میزان اتانول قابل حصول در کشور خود، برنامه هایی را برای اجرای این جانشینی در دستور کار دارند. علت این موضوع نیز افزایش روزافزون قیمت نفت و ترکیبات نفتی است که کشورها را به این کار مشتاق تر می سازد. البته در این باره خبرهای خوشی در کشورمان به گوش می رسد. عموماً بیواتانول از مواد قندی، نشاسته یی و سلولزی قابل تولید است و میزان به کارگیری هر یک از این مواد به نوعی نشان دهنده پیشرفته بودن کشور در این زمینه است. مثلاً امریکا با بهره برداری از مواد قندی و نشاسته یی، در مرحله استفاده از مواد سلولزی برای این هدف قرار دارد. این در حالی است که کشوری مثل چین با بهره برداری از مواد قندی در حال استفاده از مواد نشاسته یی است. کشور ما نیز در مرحله بهره برداری از مواد قندی است. در آسیا دو کشور چین و هند در مقام های اول و دوم تولید اتانول زیستی قرار دارند. وسعت زمین قابل کشت و نیروی کار فراوان از دلایل اصلی این سیاست به شمار می رفت، ولی با افزایش قیمت نفت، عدم وابستگی به نفت خارج نیز به این دلایل افزوده می شود. در این میان صرفه اقتصادی از مواردی است که باید آنها را در میان میزان یارانه های اختصاص داده شده به سوخت در هر کشور جست. در انتها خاطرنشان می شود که صنعت بیوانرژی یکی از زمینه های جدید کارآفرینی بوده و می تواند تعداد زیادی از جویندگان کار را به خود جذب کرده و به کار مشغول کند مثلاً در سال 2007 حدود 96100 نفر در صنعت بیوانرژی آلمان مشغول به کار بوده و گردش پول این صنعت بالغ بر 100 میلیارد یورو ذکر شده است.
    در سال 2006 کشور چین حدود 145 میلیون تن نفت خام وارد کرده است که این مقدار تقریباً معادل 44 درصد نفت مصرفی این کشور بوده است. با توجه به رشد سریع فروش خودرو، آمارها گویای آن است که 35 درصد از نفت مصرفی در این کشور صرف سوخت خودروها شده است. آمار دیگر بیانگر رشد سالانه
    16-15 درصدی تقاضا برای سوخت در این کشور است. بر این اساس برای تامین تقاضای داخلی این کشور به سوخت، کنترل وابستگی به منابع خارجی نفت و نیز تلاش برای کنترل قیمت سوخت، چین تلاش های وسیعی را در زمینه افزایش تولید اتانول به عنوان سوخت آغاز کرده است.
    در اوایل سال 2002 چین شاهد جهشی در زمینه توسعه پالایشگاه های اتانول (بر پایه غلات) بود. در آن زمان با افزایش قیمت نفت و نیز افزایش تولید غلات، مسوولان چینی به فکر تشویق تولید اتانول از غلات افتادند تا آن را جانشین نفت سازند. این در حالی است که در سال 2006 مسوولان در پکن دریافتند تولید اتانول از غلات می تواند بر منابع غذایی تاثیر گذاشته و باعث ایجاد نگرانی هایی در زمینه قیمت مواد غذایی شود. بر اساس آمار موجود، چین در سال 2006 حدود 5/3 میلیون تن اتانول تولید کرده است که حدود 3/1 میلیون تن از آن را به مصرف سوخت رسانده است و از این بابت مقام سوم جهان را در اختیار داشته است.
    در چنین شرایطی با انتشار گزارش کمیسیون ملی توسعه و اصلاحات (NDRC) و وزارت دارایی چین در 18 دسامبر سال 2006، به شرکت ها در زمینه نحوه توسعه بیشتر واحدهای تولید اتانول یک مهلت قانونی داده شد، یعنی در یک سال و نیم پس از انتشار این گزارش، دولت چین توسعه اتانول از غلات را تشویق نکرد تا پروژه های جدید راه اندازی شوند، ولی پس از آن، دولت توانست منابع تامین غلات را تثبیت کند به نحوی که در حال حاضر ذخیره غلات این کشور به 250 میلیون تن افزایش یافته و جوابگوی مصرف نیمی از سال این کشور است.
    در حال حاضر در پکن شواهدی از موفقیت برنامه های تولید اتانول از غیرغلات به چشم می رسد و این نشانگر توسعه روش های دیگر خواهد بود. لازم به ذکر نیست با جمعیت زیاد این کشور و کمبود زمین مناسب برای غلات، می توان از 212 میلیون هکتار زمین هایی که در این کشور بدون استفاده مانده است، برای کشت گیاهان مولد انرژی استفاده کرد. با انتخاب گیاهان مناسب امکان تولید سالانه 45 میلیون تن معادل نفت خام از هر 10 میلیون هکتار این زمین ها وجود خواهد داشت. (علاقه مندان می توانند به مقاله «رویای اقتصاد اتانولی» در روزنامه اعتماد مورخ 21/2/87 رجوع کنند).
    
    شرکت بزرگ COFCO (شرکت تولید مواد غذایی و بیوانرژی)، شرکت China Grain Oils Joint Stock co و شرکت های سینوپک و پتروچاینا در زمره بزرگ ترین شرکت هایی به شمار می روند که کارخانه های تولید سوخت زیستی (غیرغلاتی) را در سراسر چین در اختیار دارند. البته شرکت های خصوصی کوچک تر مثل Shandong Jinyimeng Group وجود دارند که تولید اتانول از غیرغلات را توسعه می دهند. البته پروژه هایی نیز برای تولید انواع دیگر سوخت های زیستی از قبیل روغن های سرخ کردنی دورریز، روغن پالم، گیاه جاتروفا و روغن جلاو... نیز در این کشور وجود دارد. با این وجود به نظر می رسد که چین تمرکز شدید خود را روی تولید اتانول از موادی مانند سیب زمینی هندی و گیاه کاساو یا مانیوک و سیب زمینی شیرین معطوف داشته است.
    در اوایل سال 2008 شرکت مشاور China International Project Consultancy Corp به سفارش کمیسیون ملی توسعه و اصلاحات (NDRC) پنج استان را برای تولید اتانول از موادی به جز غلات مورد ارزیابی قرار داد و مناسب بودن آنها برای راه اندازی چنین پروژه هایی را بررسی کرد. در این گزارش نتیجه گیری شده است که در استان ها و شهرهای هوبی، هبی، جیانگ سو، Jiangxi و Chongqing امکان توسعه ظرفیت تولید اتانول بر اساس موادی از قبیل سیب زمینی هندی، کاساو و سیب زمینی شیرین وجود دارد و این مواد با سیاست دولت در زمینه جایگزینی مواد اولیه غیر از غلات با غلات در تولید اتانول همخوانی داشته و موجب رقابت در زمینه مواد غذایی نیز نخواهند شد.
    با توجه به این پنج نقطه یی که مورد توجه آن کمیسیون ملی بوده اند تا واحدهای جدید اتانول در آنجا برپا شوند، شرکت مشاور فوق الذکر بیان داشته است که استان هوبی سابقه طولانی در زمینه کاشت سیب زمینی شیرین دارد و استان هبی نیز زمین های بلااستفاده زیادی دارد که برای کاشت این مواد خام مناسب است. به همین صورت در استان Jiangxi نیز زمین های بایر زیادی وجود دارد که می تواند برای کاشت این مواد به کار رود. کشاورزان این استان به کشت سیب زمینی شیرین خو گرفته اند و تجربه خوبی نیز در کاشت کاساو دارند. طبق این گزارش در استان جیانگ سو و شهر Chongqing شرایط خوبی برای توسعه صنعت اتانول با مواد اولیه غیرغلات وجود دارد. البته این پنج نقطه از قبل نیز تجاری سازی صنعت اتانول از این مواد را آغاز کرده اند.
    اولین پروژه یی که قرار است در این پنج محل بر اساس این بررسی راه اندازی شود متعلق به شرکت Petroleum Company Worldاست که هدف آن تولید اتانول در شهر Chongqing با استفاده از سیب زمینی شیرین است که ظرفیت آن صدهزار تن اتانول در سال خواهد بود. در تاریخ اول آوریل 2008، سازمان توسعه هنگ کنگ اعلام کرد در نظر دارد 71 درصد از سهام شرکت World Petroleum Company را به ارزش 4/163 میلیون یوان (4/23 میلیون دلار امریکا) خریداری کند. علاوه بر شرکت World Petroleum Company، چهار شرکت دیگر نیز وجود دارند که در حال سرمایه گذاری یا برنامه ریزی برای پروژه های اتانول در شهر Chongqing هستند. این از آن جهت است که این شهر با تولید 20 میلیون تن، سومین تولیدکننده عمده سیب زمینی شیرین در چین است. البته در این شهر دو مرکز عمده تصفیه اتانول با نام های Wanzhou و Changshou نیز وجود دارد.
    البته این در حالی است که باید از بزرگ ترین پروژه اتانول غیرغلات چین به نام Guangxi Beihai نیز درس هایی آموخت. این پروژه در مرحله اول با سرمایه گذاری 57/1 میلیون یوانی (108 میلیون دلاری) سالانه حدود 200 هزار تن سوخت اتانول تولید می کند. طبق آمار مسوولان استان Guangxi از آغاز آوریل 2008 ، 14 شهر در این استان فروش اتانول سوختی به خودروها را آغاز کرده اند، ولی 15 روز بعد تحویل این سوخت به خودروها ممنوع شد (به جز مراکز نظامی و دولتی و بعضی مراکز خاص) و دلیل این موضوع نیز افزایش شدید مواد اولیه برای کارخانه مذکور است که قیمت های کنونی را زیان ده کرده است. خوراک کارخانه اتانول فوق، ماده کاساو بوده است. در سال های گذشته قیمت هر تن (متریک) از این ماده حدود 400 یوان بوده است ولی با آغاز به کار این کارخانه در اوایل سال 2008، قیمت این ماده به 700-600 یوان در هر تن رسیده است. هر چند استان Guangxi بزرگ ترین تولیدکننده این ماده در چین به شمار می رود (با تولید 8/7 میلیون تن در سال) ولی این کارخانه اتانول به تنهایی به حدود 20 درصد از تولید این ماده در این استان نیاز دارد که این مقدار بالغ بر 4/1 میلیون تن می شود (برای تولید هر تن اتانول سوختی حدوداً به 7 تن از این ماده نیاز است). قابل ذکر است در آوریل 2006 که کمیسیون NDRC با این پروژه موافقت کرد، قیمت هر تن از این ماده حدود 300 یوان بود.
    یکی دیگر از این علائم هشداردهنده آن است که شرکت China Grain Oils Joint Stock co. اتانول را با ظرفیت 300 هزار تن در سال با سرمایه گذاری 3/1 میلیارد یوان راه اندازی کرده است. برای خوراک دهی به یک چنین پروژه یی به سالانه 900 هزار تن سیب زمینی شیرین نیاز است و این در حالی است که تولید سیب زمینی این منطقه حدود 2/1 میلیون تن است و این بدان معنی است که این کارخانه حدود 75 درصد از تولید این منطقه را می بلعد. در ادامه می توان دریافت با توسعه صنعت اتانول باید تولید موادی از قبیل سیب زمینی هندی، کاساو و سیب زمینی شیرین افزایش یابد تا بتوان پاسخگوی این نیاز بود. در حال حاضر چین مقادیر معتنابهی کاساو را از تایلند وارد می کند.
    نکته مهم دیگر آن است که ارائه دلایل اقتصادی برای تولید اتانول در کشور چین کار مشکلی است، چون دولت پکن اجازه افزایش قیمت سوخت، گاز و برق را تا حد بازارهای جهانی نمی دهد. قیمت نفت در چین حدود 40 درصد کمتر از قیمت بین المللی آن است. زمانی که قیمت نفت در حد 100 دلار در هر بشکه بود، شرکت سینوپک به ازای هر تن نفت پالایش شده حدود دو هزار یوان (286 دلار) ضرر می کرد. با توجه به میزان نفت پالایش شده، شرکت سینوپک در سه ماهه اول 2008 حدود 27 میلیون تن نفت پالایش کرده و بین 18-14 میلیارد یوان متضرر شده است. دولت چین برای شش ماهه اول سال 2008 حدود 6/7 میلیارد یوان یارانه در نظر گرفته است و احتمالاً این یارانه ها در آینده نیز ادامه خواهد داشت.
    البته در چین، در همین موقع یارانه ها برای صنایع تولید اتانول (از غیرغلات) نیز در نظر گرفته شده است. از سال 2002 تاکنون وضعیت بدین گونه بوده است که تولیدکنندگان اتانول سوختی از برنامه های کاهش یا معافیت مالیاتی بهره مند شده اند (جمعاً به میزان 190 میلیون یوان) و از وزارت دارایی چین نیز حدود دو میلیارد یوان (286 میلیون دلار) دریافت داشته اند تا ضررهای آنها جبران شود.
    در سال 2006 دولت چین به هر تن (متریک) اتانول سوختی 1373 یوان (196 دلار) یارانه می پرداخت. یکی از دست اندرکاران این صنعت متذکر شده است: «دلیل اینکه شرکت های موجود در این صنعت هنوز سود ده هستند، همانا این یارانه های مالی است.»
    با چنین پس زمینه هایی می توان به رشد صنعت اتانول سوختی (از موادی غیر از غلات) در چین امیدوار بود. (نهایتاً اینکه اگر سری به مقاله «مزیت های اقتصادی تولید سوخت اتانول در خانه» روزنامه اعتماد مورخ

3- کاربرد اکسیدروی نانومتری (NanoZnO) درلاستیک

پیشگفتار    تاکنون در دنیا در صنایع پلیمری تحقیقات بسیار زیادی انجام شده است. از جمله آنها تحقیقات در زمینه فناوری نانو در صنعت لاستیک است. موارد استفاده از فناوری نانو اعم از نانوفیلرها و نانوکامپوزیت است که به لاستیکها خواص ویژه ای می دهد. بازار نانوکامپوزیت در 2005 به میزان 200 بیلیون یورو و در سال 2015 بر اساس آمارBSF به میزان 1200 بیلیون یورو پیش بینی شده است. در سال 2002 کشوری مثل ژاپن 1500 میلیون یورو در تحقیقات در زمینه فناوری نانو صرف کرده است. تحقیقات در زمینه فناوری نانو را بدون شک نمی توانیم رها کنیم. اکثر کشورهای دنیا تحقیقات و فعالیت در زمینه نانو را شروع کرده است، به عنوان مثال کشور هند تولید نانوکامپوزیت SBR را شروع کرده است. همچنین صنایع خودرو در دنیا به سمت استفاده از نانو) PP نانوپلی پروپیلن( سوق پیدا کرده است و علت اصلی آن خواص مناسب از جمله سبکی، مقاومت حرارتی و مقاومت ضربه اینگونه مواد است. بنابراین رسیدن به خواص مطلوب ضرورت توجه به آن را بیش از هرچیز دیگر برای ما نمایان می سازد.   2- مقدمه (کاربردهای فناوری نانو در صنعت لاستیک): با توجه به تحقیقات به عمل آمده چهار ماده نانومتری هستند که کاربرد فراوانی در صنعت لاستیک سازی پیدا کرده اند. چهار ماده موردنظر عبارتنداز : اکسیدروی نانومتری(NanoZnO)، نانوکربنات کلسیم، الماس نانومتری، ذرات نانومتری خاک رس. با اضافه کردن این مواد به ترکیبات لاستیک، به دلیل پیوندهایی که در مقیاس اتمی بین این مواد و ترکیبات لاستیک صورت می گیرد، علاوه بر این که خواص فیزیکی آنها بهبود می یابد، می توان به افزایش مقاومت سایش، افزایش استحکام، بهبود خاصیت مکانیکی، افزایش حد پارگی و حد شکستگی اشاره کرد.در زیبایی ظاهری لاستیک نیز تاثیر گذاشته و باعث لطافت، همواری، صافی و ظرافت شکل ظاهری لاستیک می گردد. همه اینها به نوبه خود باعث می شود که محصولات نهایی، مرغوبتر، با کیفیت بالا، زیبایی و در نهایت بازارپسند باشند و توانایی رقابت در بازارهای داخلی و جهانی را داشته باشند.   3- کاربرد اکسیدروی نانومتری (NanoZnO)  درلاستیک: اکسیدروی نانومتری مادهای غیرآلی و فعال است که کاربرد گسترده ای در صنعت لاستیک سازی دارد.کوچکی کریستالها و خاصیت غیرچسبندگی آنها باعث شده که اکسیدروی نانومتری به صورت پودرهای زردرنگ کروی و متخلخل باشد. از خصوصیات استفاده از این تکنولوژی در صنعت لاستیک، می توان به پایین آمدن هزینه ها، بازدهی بالا، ولکانیزاسیون(Volcanization) خیلی سریع و هوشمند و دامنه دمایی گسترده اشاره کرد. اثرات سطحی و فعالیت بالای اکسیدروی نانومتری ناشی از اندازة بسیار کوچک، سطح موثر خیلی زیاد وکشسانی خوب آن است. استفاده از اکسید روی نانومتری در لاستیک باعث بهبود خواص آن میشود از جمله میتوان به زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، صافی و همواری شکل ظاهری، افزایش استحکام مکانیکی لاستیک، افزایش مقاومت سایشی (خاصیت ضد اصطکاکی و سایش)، پایداری دمایی بالا، طول عمر زیاد و همچنین افزایش حد پارگی ترکیبات لاستیک اشاره کرد که همگی اینها بصورت تجربی ثابت شده است. براساس نتایج بدست آمده میتوان نتیجه گرفت بهبود یافتن خواص فیزیکی لاستیک در اثر اضافه شدن ZnO ناشی از پیوند ساختار نانومتری اکسید روی با مولکولهای لاستیک است که در مقیاس اتمی صورت می گیرد. اکسید روی نانومتری در مقایسه با اکسید روی معمولی دارای اندازة بسیار کوچک ولی در عوض دارای سطح موثر بسیار زیادی می باشد. از لحاظ شیمیایی بسیار فعال و همچنین به دلیل اینکه پیوندهای بین اکسیدروی نانومتری و لاستیک در مقیاس مولکولی انجام می گیرد، استفاده از اکسیدروی نانومتری خواص فیزیکی و خواص مکانیکی از قبیل حد پارگی، مقاومت سایشی و ... ترکیبات لاستیک را بهبود می بخشد.   4- کاربرد نانوکربنات کلسیم در لاستیک: نانوکربنات کلسیم به طور گسترده ای در صنایع لاسیتک به کار می رود، زیرا اثرات خیلی خوبی نسبت به کربنات معمولی بر روی خواص و کیفیت لاستیک دارد. استفاده از نانوکربنات کلسیم در صنایع لاستیک باعث بهبود کیفیت و خواص ترکیبات لاستیک می شود. از جمله مزایای استفاده از نانوکربنات کلسیم می توان به توانایی تولید در مقیاس زیاد، افزایش استحکام لاستیک، بهبود بخشیدن خواص مکانیکی  )افزایش استحکام مکانیکی) و انعطاف پذیر شدن ترکیبات لاستیک اشاره کرد. همچنین علاوه بر بهبود خواص فیزیکی، ترکیبات لاستیک در شکل ظاهری آنها نیز تاثیر می گذارد و به آنها زیبایی و ظرافت می بخشد که این خود در مرغوبیت کالا و بازارپسند بودن آن تاثیر بسزایی دارد. نانوکربنات کلسیم سبک بیشتر در پلاستیک و پوشش دهی لاستیک به کار میرود. برای به دست آوردن مزایای ذکر شده، نانوکربنات کلسیم به لاستیکهای طبیعی و مصنوعی از قبیلNP، EPDM ،SBS ،BR ،SBR اضافه می گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استحکام لاستیک بسیار بالا می رود. استحکام بخشی نانوکربنات کلسیم برخواسته از پیچیدگی فیزیکی ناشی از پیوستگی در پلیمرهای آن و واکنشهای شیمیایی ناشی از سطح تعمیم یافته آن است. نانوکربنات کلسیم سختی لاستیک و حد گسیختگی پلیمرهای لاستیک را افزایش داده و حداکثر توانی که لاستیک می تواند تحمل کند تا پاره شود را بهبود می بخشد. همچنین مقاومت لاستیک را در برابر سایش افزایش می دهد. به کار بردن نانوکربنات کلسیم هزینه ها را پایین می آورد و سود زیادی را به همراه دارد و همچنین باعث به روز شدن تکنولوژی و توانائی رقابت در عرصه جهانی می گردد. به طور کلی نانوکربنات کلسیم در موارد زیادی به طور کلی یا جرئی به ترکیبات لاستیک جهت افزایش استحکام آنها افزوده می شود.   5- کاربرد ساختارهای نانومتری الماس در لاستیک: الماس نانومتری به طور گسترده ای در کامپوزیت ها و از جمله لاستیک در مواد ضد اصطکاک، مواد لیزکننده به کار می رود. این ساختارهای نانومتری الماس از روش احتراق تولید می شوند که دارای خواص برجسته ای هستند از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1) ساختار کریستالی( بلوری) 2) سطح شیمیایی کاملا ناپایدار 3) شکل کاملا کروی 4) ساختمان شیمیایی بسیار محکم 5) فعالیت جذب سطحی بسیار بالا در روسیه، الماس نانومتری با درصدهای مختلف به لاستیک طبیعی ، Poly Soprene Rubber و FluorineRubber برای ساخت لاستیک هایی که در صنعت کاربرد دارند از قبیل کاربرد در تایر اتومبیل، لوله های انتقال آب و ... مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با اضافه کردن ساختارهای نانومتری الماس به لاستیک ها خواص آنها به شکل قابل توجهی بهبود می یابد از جمله می توان به : 1) 4 الی 5 برابر شدن خاصیت انعطاف پذیری لاستیک 2)  افزیش 2 الی 5/2 برابری درجه استحکام 3) افزایش حد شکستگی تا حدود 2 Kg/cm700-620 4) 3 برابر شدن قدرت بریده شدن آنها و همچنین به اندازة خیلی زیادی خاصیت ضدپارگی آنها در دمای بالا و پایین بهبود می یابد.   6- کاربرد ذرات نانومتری خاک رس در لاستیک: یکی از مواد نانومتری که کاربردهای تجاری گسترده ای در صنعت لاستیک پیدا کرده است و اکنون شرکت های بزرگ لاستیک سازی بطور گسترده ای از آن در محصولات خود استفاده می کنند، ذرات نانومتری خاک رس است که با افزودن آن به لاستیک خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می کند که از جمله می توان به موارد زیر اشاره کرد : 1) افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش 2) افزایش استحکام مکانیکی 3) افزایش مقاومت گرمایی 4) کاهش قابلیت اشتعال 5) بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی   7- ایده های مطرح شده: 1-7) افزایش دمای اشتعال لاستیک : تهیه نانوکامپوزیت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پایه در لاستیک سبب بهبود برخی خواص از جمله افزایش دمای اشتعال و استحکام مکانیکی بالامی شود و دلیل اصلی آن حذف مقدار زیادی از دوده است. 2-7) کاهش وزن لاستیک : تهیه و بهینه سازی نانوکامپوزیت الاستومرها با وزن کم از طریق جایگزین کردن این مواد با دوده در لاستیک، امکان حذف درصد قابل توجهی دوده توسط درصد بسیار کم از نانوفیلر وجود دارد. بطوریکه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفیلر می تواند استحکام مکانیکی معادل 40 تا 45 درصد دوده را ایجاد کند. بنابراین با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفیلر به لاستیک، وزن آن به مقدار قابل توجهی کاهش می یابد. 3-7) افزایش مقاومت در مقابل نفوذپذیری گاز : نانوکامپوزیت الاستومرها بویژه EPDM بدلیل دارا بودن ضریب عبوردهی کم نسبت به گازها بویژه هوا می توانند در پوشش داخلی تایر و تیوب ها مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا یکی از ویژگیهای نانوکامپوزیت EPDM مقاومت بسیار بالای آن در برابر نفوذ و عبور گازها می باشد. بنابراین این نانوکامپوزیت ها می تواند جایگزین مواد امروزی گردد. همچنین این نانوکامپوزیت ها از جمله الاستومرهایی است که می تواند در آلیاژهای مختلف با ترموپلاستیکها کاربردهای وسیعی را در صنعت خوردو داشته باشد. 4-7) قطعات لاستیکی خودرو : نانوکامپوزیت ترموپلاست الاستومرها می تواند به عنوان یک ماده پرمصرف در صنایع ساخت و تولید قطعات خوردو بکار رود. از ویژگی های این مواد، بالا بودن مدول بالا ، مقاومت حرارتی، پایداری ابعاد، وزن کم، مقاومت شعله می باشد. لذا نانوکامپوزیت ترموپلاستیک الاستومرهای پایهEPDM و PP می توانند تحول چشمگیری را در ساخت قطعات خوردو ایجاد نماید. 5-7) افزایش مقاومت سایشی لاستیک : استفاده از نانوسیلیکا و نانواکسیدروی در ترکیبات تایر سبب تحول عظیمی در صنعت لاستیک می شود. بطوریکه با افزودن این مواد به لاستیک علاوه بر خواصی ویژه ای که این مواد به لاستیک می دهند، امکان افزایش مقاومت سایشی این لاستیکها وجود دارد. 6-7)  نسبت وزن تایر به عمر آن : با افزودن میزان مصرف یکی از نانوفیلرها می توان مصرف دوده را پایین آورد. به عبارت دیگر اگر وزن تایر کم شود، عمر لاستیک افزایش می یابد. بنابراین جهت بالا بردن عمرلاستیک کافی است با افزودن یک سری مواد نانومتری به لاستیک عمر آن را افزایش داد.   - شرکتهایی که در زمینه مواد نانومتری و صنعت لاستیک کار می کنند:   شرکت Shanxi Four Nano Technology Co.ltd فعالیت در زمینه تولید اکسید روی نانومتری جهت کاربرد در صنعت لاستیک سازی بخصوص لاستیک کامیون فعالیت می کند. کشور چین آدرس اینترنتی http://www.fhnm.com/english/jhs.htm   شرکت Good year فعالیت این شرکت یکی از بزرگترین شرکت های تولیدکنندة لاستیک در آلمان می باشد که از ذرات نانومتری دوده (Carbon black) در لاستیک استفاده می کند. کشور آلمان آدرس اینترنتی www.goodyear.com   شرکت FCCINC فعالیت این شرکت یک خط ذرات نانومتری خاک رس جهت تزریق به پلیمرهای لاستیک ایجاد کرده است. کشور چین آدرس اینترنتی http://www.nanoclay.com » توسعه فناوری نانو     < src="http://ads.sooran.ir/js/8085/56/"> نمایش تبلیغات با سوران < src="http://fastwebcounter.com/secure.php?s=www.Irche.com"> 1 hits.

Copyright © 2005-2008 Mimshimi group. All rights reserved.

< src="http://www.google-analytics.com/urchin.js" type=text/java>
< type=text/java>
_uacct = "UA-202919-1";
urchinTracker();

3 لیست کل یادداشت های این وبلاگ