کتب و مقالات
فیلم های آموزشی
دوره های آموزشی

کد : ۶۵١٧
تاریخ انتشار : ١٣٩۶/٠۴/٢١
بازدید : ١۵٢

نانوکامپوزیت‌های لاستیک/الیاف کوتاه


تكنولوژي تقويت لاستيك با الياف كوتاه در سه دهه اخیر اهمیت زيادي در زمينه صنعتي و تحقیق و توسعه پيدا كرده است.


نانوکامپوزیت‌های لاستیک/الیاف کوتاه
تكنولوژي تقويت لاستيك با الياف كوتاه در سه دهه اخیر اهمیت زيادي در زمينه صنعتي و تحقیق و توسعه پيداكرده است. لاستيك در بسياري از كاربردهاي ديناميكي به خاطر ويژگي­هايي چون خمش پذيري، مدول پيچشي كم و جهندگي بالا مورداستفاده قرارمي­گيرد اما به دليل استحكام و سفتی پايين در برخی از كاربردها با الياف كوتاه تقويت مي­شود. مزاياي ویژه‌ای كه جهت اين تقویت‌کنندگی ارائه‌شده عبارتند از: حفظ نسبت منظر بالا در لیف، كنترل جهت­گيري ليف به‌منظور تقویت‌کنندگی بهينه محصول، توليد يك فصل مشترك قوي از طریق پيوند فيزيكي شيميايي، پراكندگي خوب و فرمولاسیون بهينه از خود آميزه لاستيكي كه با فرايند انتقال تنش مطابقت داشته و تا حد امکان انعطاف‌پذیری را حفظ كرده به­طوري­كه به خواص ديناميكي ضربه وارد نشود. از طرفی الياف كوتاه پايداري ابعادي در حین ساخت و شرایط سرویس‌دهی در دمای بالا را با محدود نمودن تخريب ماتريس فراهم می‌سازد. با كاربرد اين الياف، علاوه بر بهبود خواص، هزينه كالاي ساخته‌شده نيز بهبود مي­يابد. در بسياري از كاربردها مثل تاير، الياف كوتاه و يا بلند ممكن است با برخي از پركننده­ها یا تقویت‌کننده‌های ذره‌ای مثل دوده به‌صورت يك كامپوزيت هيبريد استفاده شوند. در سال‌های اخیر نیز براي بهبود برخي ويژگي­ها، علاوه بر تقویت الاستومرها با انواع مختلف الياف روش ديگري نيز موردتوجه قرارگرفته و آن افزودن سيليكات­هاي لايه­اي اصلاح‌شده با مواد آلي يا نانو رس‌ها و نانولوله­های کربنی و تشکیل نانو کامپوزیت‌های الاستومري با خصوصيات منحصربه‌فرد مي­باشند. اين پركننده­ها به علت داشتن نسبت منظر بالا، توانايي ايجاد خواص منحصربه‌فرد را حتي در مقادیر اندك افزوده‌شده، دارند. شکل هندسی پرکننده‌ها یکی از عوامل مؤثر در تقویت‌کنندگی کامپوزیت‌ها است. در پرکننده‌هایی همچون نانولوله‌های کربنی و الیاف، نسبت طول به عرض یا همان نسبت منظر (l/d) از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. نسبت منظر باعث ایجاد خواص جهت­دار شده که منجر به پسماند پایین با سختی بالا و تقویت‌کنندگی مؤثر خواهد شد. همچنین باعث افزایش سطح تماس بین پلیمر و پرکننده، بهبود برهم­کنش و افزایش تنش بین آن‌ها می­شود. در آمیزه‌های پرشده با این نوع پرکننده‌ها، تنش از بستر پلیمری از انتهای پرکننده به آن منتقل می‌شود. هرچه این انتقال تنش بیشتر باشد میزان تقویت‌کنندگی پرکننده افزایش می‌یابد. حداکثر پرکنندگی زمانی به دست می‌آید که طول پرکننده به‌اندازه‌ی کافی بلند باشد تا انتقال تنش به­طور کامل صورت پذیرد.

در بسیاری از کاربردها که کاهش وزن سازه از اهمیت زيادي برخوردار است نانو کامپوزیت‌ها می­توانند جایگزین فلزات شوند. با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آن­ها در محیط‌های  خورنده، این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیداکرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت  بدنه قایق­ها و کشتی‌ها و تأسیسات فراساحلی اشاره داشت. استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود 60% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است. صنعت ساختمان و صنایع مرتبط با آن پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است. ساخت بدنه هواپیما، ساخت پره­های توربین بادی و پره­های بالگرد و پوشش رادار هواپیما از کاربردهای کامپوزیت در صنعت هوافضا است. این مواد در صنعت نفت و گاز نیز به‌منظور ترمیم و تقویت سازه‌های فرسوده وترمیم لوله­های فرسوده  نفت و گاز و عایق توربین به­کار می­ روند.

برآورد شده كه استفاده گسترده نانو کامپوزیت‌ها در خودروها تنها در آمریکا توانسته يك ونيم ميليارد ليتر در سوخت ساليانه صرفه‌جويي ایجاد کند و باعث كاهش توليد دی‌اکسید كربن به ميزان پنج میلیارد کیلوگرم در سال شود. امروزه به علت ویژگی­هایی چون وزن کمتر درنتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر خودروهایی ساخته می‌شود که تماماً کامپوزیتی هستند. شركت آرگون، خواص عبور دهی نانو کامپوزیت‌های استفاده‌شده دربسته‌ بندي را تا حدود 2500 درصد اصلاح مي­كند. يك نوع جديد از اين مواد، موم­هاي از جنس نانو کامپوزیت است كه مي­تواند به‌خوبی كاغذ، جهت روكش تجهيزات استفاده گردد. از ديگر زمينه­هاي كاربرد نانوكامپوزيت­ها مي­توان به موارد زيراشاره كرد: ضد حريق كردن پلاستيك­ها، تهيه الياف و فیلم‌ها، كاربردهاي الكتريكي، سامانه­هاي انتقال دارو، مهندسي بافت، لوازم‌خانگی و...

در مقابل خواص منحصربه­فرد مواد نانو کامپوزیت، در ساخت آن­ها­ مشكلات فرآيندي قابل‌توجهی نيز وجود دارد كه نقش تعیین‌کننده‌ای دارند. از اساسي‌ترين اين مشكلات مي‌توان به موارد زیر اشاره كرد:
تجمع ذرات پودر بسيار ريز در نانو کامپوزیت‌ها موجب افزايش انرژي سطحي آن‌ها شده، كاهش خواص مكانيكي آن‌ها را به دنبال دارد. همچنين استفاده از مواد شیمیایی گران­قيمت براي توزيع يكنواخت فاز دوم در داخل فاز بستر و جلوگیری از به هم چسبيدن ذرات پودر نانو کامپوزیتی و ساختن نانو کامپوزیت‌هایی با ريزساختاري همگن و خواص مكانيكي بالا، باعث غيراقتصادي شدن و همچنین پيچيده‌تر شدن فرآيند مي­گردد.
 
برچسب: کامپوزیت, بهبود خواص مکانیکی, الیاف کوتاه, تقویت لاستیک

فرم ارسال نظر

ارسال نظر

نام:
 
آدرس ایمیل:
پیام:
 
    
عبارت امنیتی:
 

نظرات

موردی یافت نشد !
تصویر موجود نمیباشد