سفارش تبلیغ
صبا ویژن
انواع پلاستیک ها و لاستیک ها (2)
انواع پلاستیک ها و لاستیک ها (2)

 

تهیه کنندگان : عبدالامیر کربلایی و زینب نعمت الهی
منبع : راسخون


ساخت لاستیک
دید کلی

لاستیک طبیعی یا سنتزی معمولا به تنهایی قابل استفاده نیست خواص مطلوب نرمینگی ، کشسانی ، چقرمگی ، سختی یا نرمی ، مقاومت سایشی ، نفوذ ناپذیری و هزاران ترکیب مختلف از خواص بدست آمده ، آمیزه کار لاستیک ، تامین می‌شود. لاستیک ماده‌ای بینهایت چقرمه است و به ماشین آلات سنگین نیاز دارد. مقادیر قابل
توجه گرمای تولید شده در طول عملیات اختلاط ، خرد کردن ، آسیاب کردن و روزن رانی در هنگام ساخت لاستیک باید دفع و تحت کنترل داشت.

آمیزه کاری لاستیک ها

در آمیزه کاری لاستیک ها افزودنیهای شیمیایی بسته به مصرفشان به گروههای دسته بندی می‌شوند.

مواد ولکانشی :

معمولا ترکیبات گوگردی هستند که از واکنش آنها با بسپار مواد شبکه‌ای بدست می‌آید و اتصالات شبکه از نوع است. اتصالات عرضی ممکن است مونو – ، دی - ، یا پلی سولفیدی باشند. نوع اتصال از طریق غلظت گوگرد ، تسریع کننده ، باز دارنده و دما تعیین می‌شود.

تسریع کننده‌ها :

ترکیباتی هستند که زمان لازم برای ولکانشی لاستیک را از چند ساعت به چند دقیقه کاهش می‌دهند. ضمنا به گوگرد کمتری نیاز است و محصول یکنواخت‌تری هم بدست می‌آید. اغلب تسریع کننده‌ها نیتروژن و گوگرد دارند.

مواد ضد پیری یا ضد اکسنده‌ها :

این مواد قطعات لاستیکی را از تهاجم اکسیژن و اوزون محافظت می‌کنند. این ترکیبات به عنوان ضد اکسنده ، ضد اوزون یا عوامل ضد ترک خمشی دسته بندی می‌شوند. عمل آنها به این صورت است که واکنشهای زنجیری رادیکالی را متوقف می‌کنند و بدین ترتیب مانع از تخریب پیشتر زنجیر می شوند. مواد صنعتی معمولا آمینی یا فنلی هستند. آمینها محافظهای قوی هستند و به شکل وسیع در تایر و سایر قطعات تیره مصرف می‌شوند.

نرمسازهای کاتالیزی یا مواد لخته‌زدا :

این مواد با کاهش گرانروی لاستیک فراورش آنرا آسان می‌کند. موقع اختلاط با لاستیک سبب شکست زنجیر و طبعا کاهش وزن مولکولی زیاد قابل استفاده‌اند.

پراکنهای بی‌اثر یا خنثی :

این مواد به مقدار زیاد به لاستیک اضافه می‌شوند. بعضی از آنها تنها برای سخت کردن یا نرم کردن فیزیکی است. خاک رس ، کربنات کلسیم ، خرده ذغال ، باریت و تقریبا گرد هر جامدی را می‌توان به لاستیک افزود که در نتیجه آن کلیه خواص کشش کاهش می‌یابد. ولی در عین حال کاهش می‌یابد ولی در عین حال کاهش قیمت ، سخت مناسب ، فقط شکل ، رنگ و سایر خواص مطلوب از دیگر آثار آن است. اما گرد بعضی مواد بی شکل خصوصا دوده و سیلیس ، به طرز ناباورانه‌ای سبب افزایش استحکام ، جهندگی ، مقاومت سایشی و سایر خواص مطلوب می‌شود و به همین سبب به تقویت کننده موسوم‌اند.
فراوش پذیری با استفاده از لاستیک بازیافتی ، واکسها ، روغنها ، فاکتیس (روغنهای گیاهی و ولکانیده) و لاستیک های معدنی (آسفالت ، قیر و هیدروکنهای سیر نشده و ولکانیده) یا از طریق واکنش شیمیایی روی مولکول ، کار مکانیکی ، گرما و خرد کردن بهبود می یابد. ساختار اسفنجی با افزودن بی‌کربنات سدیم ، کربنات سدیم ، کربنات آمونیوم و بی‌کربنات ، اوره یا ترکیبات آلی گاز زا به دست می‌آید. با افزایش قابل توجه و گوگرد و استفاده از پرکن در مقادیر زیاد به لاستیک سخت می‌توان دست یافت.

روشها و مراحل ساخت لاستیک
غلتک زنی یا پوشش دهی :

یکی از ابتدایی‌ترین مصارف لاستیک ها ، پوشش دهی پارچه برای ضد آب کردن آن بوده است. محلول یا بتونه‌های لاستیکی در حلالها را می‌توان به سادگی روی پارچه پخش کرد. اما اگر از مواد لازم برای پخت و کنترل خواص استفاده نشود نتایج کاملا نامطلوبی به دست می‌آید. برای آغشته کردن پارچه به آمیزه‌های لاستیکی از روش غلتک زنی استفاده می‌شود، به این صورت که بر روی دستگاههای غلتک زن چند استوانه‌‌ای آمیزه لاستیکی را تحت فشار به داخل پارچه نورد می‌کنند. نخ تایر مورد خاصی است که برای ساخت آن نخهای پنبه ، ریون ، نایلون یا پلی استر در آرایش موازن توسط لاستیک روی یک دستگاه غلتک‌زن به هم می‌چسبند.

قالب گیری :

آمیزه‌های خمیری لاستیکی را می‌توان به هر شکلی قالب‌گیری و شکل آنها را با پخت در قالب تثبیت کرد. یک نمونه مناسب توپ تنیس است. یک نوع بسیار مرغوب و ارتجاع پذیر لاستیک در قالبی که به شکل دو نیمه توپ است قالب گیری می‌شود. سپس این دو نیمه را به هم می‌چسبانند (با قرضی از ماده‌ای شیمیایی گاز زا که در داخل قرار دارد) و پخت می‌کنند، بر روی این مغزی پارچه و الیاف پرزدار مناسب چسبانده می‌شود این ماده سازه‌ای پیچیده که برای مصارف خیلی خشن مناسب است.

روزن رانی :

نوار درزگیر ، شیلنگ ، تیوپ ، نخ تایر ، واشر ، پروفیل و بسیاری دیگر از قطعات لاستیکی به تقلید از روش روزن رانی پلاستیک ها ساخته و در طول همین عملیات یا بعدا ، پخت می‌شوند. تایر خودروها نمونه مناسبی است، مصرف عمده لاستیک در حمل و نقل است که به مصرف تایر می‌رسد. تایرهای امروزی ممکن است فاقد تیوپ باشند که در این صورت مجهز به لایه‌ای محافظ هستند یا این که تیوپ روزن رانی شده از جنس لاستیک بوتیل در آنها قرار داده می‌شود. لاستیک بوتیل با اینکه بسیار بی اثر یا مرده است ولی در برابر عبور هوا مقاومت بسیار عالی از خود نشان می دهد. در خودروهای جدید ، لاستیک را علاوه بر استفاده در تایر در پروفیل پنجره ، نوار درزگیر ، برف پاک کن ، شاسی موتور ، صندلی و به عنوان صدا خفه کن نیز به کار می‌برند. به طوری که در هر وسیله نقلیه چیزی حدود Kg 115 لاستیک به کار می‌رود.

آمیزه‌های شیرابه‌ای

شیرابه‌های غلیظ امکان استفاده از لاستیک را در شکل مایع فراهم می‌کنند، به صورتی که می‌توان عملیات پخش کردن ، رنگ کردن ، غوطه وری یا اسفنج سازی را روی آنها اجرا کرد. مواد پخت به شکل تعلیق اضافه می‌شوند ولی تقویت روی شیرابه‌ها چندان موثر نیست. با اینکه تجارت مبلمان ، بالش و تشک اسفنجی به استفاده از لاستیک های پلی اورتان و پلی‌اتر روی آورده ، ولی استفاده از شیرابه‌ها رو به گسترش است.

لاستیک های بازیافتی

لاستیک بازیافتی ماده‌ای مفید در آمیزه کاری است که از قطعات لاستیکی ضایعاتی به دست می‌آید. این قطعات را خرد و سپس با اعمال روشهای توام شیمیایی ، مکانیکی و حلال ، لاستیک ، پارچه ، فلز و سایر اجزای آن را جدا می کنند. لاستیک بازیافتی تا حدی وابسپارش می‌شود. و در حد بالایی دوده (یا رنگدانه دیگر) ، خاکستر و روغن دارد. با افزودن این ماده به آمیزه لاستیکی ، فراروش آمیزه بهتر می‌شود و معمولا به عنوان یک ماده ضایعاتی ارزان در محصولات بسیار ارزان هم به کار می‌رود. تنها حدود 10 درصد لاستیک های نو بازیافت می‌شوند.
افزایش اخیر قیمت انرژی سبب توجه به ضایعات تایر به عنوان سوخت شده است. از سوختن 1Kg لاستیک MJ 17.7 انرژی بدست می‌آید. در حالی که سوختن همین مقدار زغال سنگ ، MJ 26.5 انرژی می‌دهد. استفاد از خرده تایرهای مستعمل در آسفالت نسبت به آسفالت معمولی مزایای بی‌شماری دارد. با اجرای این فرآیند سوئدی ، عمر جاده‌ها بیش از چهار برابر شده ، اصطکاک چرخ با سطح افزایش یافته ، صدا و براقی سطح هم کاهش یافته است.

مشتقات لاستیکی

از لاستیک ها به ویژه لاستیک طبیعی به عنوان ماده اولیه در تولید انواع مشتقات لاستیکی استفاده شده است. صنایع پلاستیک در حال حاضر به این درست مواد شیمیایی لاستیکی روی آورده است، چون خود لاستیک یک مواد اولیه گران است. هالید‌ها با لاستیک در موضع پیوند دوگانه‌اش واکنش می‌دهند. محصول ، لاستیک کلردار (از برم و ید هم می‌توان استفاده کرد) است که به عنوان افزودنی رنگ قابل استفاده و در مقابل مواد شیمیایی مقاوم است.
از عمل کلرید هیدروژن بر محلول لاستیک در بنزن ، مشتق هیدروکلرید لاستیک بدست می‌آید، که بدون شک از بسیاری جوانب با خود لاستیک تفاوت دارد. این ماده پلاستیکی چقرمه و شفاف است که از فیلم آن در بسته بندی استفاده می‌شود. مشتق هیدرو کلرید لاستیک در برابر مواد شیمیایی مقاوم ، فیلم نازک عالی بدست می‌دهد و ضمنا رنگ ، بو ، مزه هم ندارد. PVC ، پلی اتیلن ، پلی پروپیلن و پلاستیک های جدیدتر کاربرد این مشتق گران را محدود کرده اند. از مخلوط لاستیک ها و رزین‌ها به وفور استفاده می‌رود. با افزودن لاستیک خواص ویژه‌ای چون مقاومت ضربه‌ای ، کش پذیری و جهندگی افزایش می‌یابد.

لاستیک طبیعی

لاستیک به ماده مهم اقتصادی و راهبردی تبدیل شده است. در ایالات متحده ، مصرف سرانه لاستیک تقریبا 16.8 و در هندوستان تنها 0.22 است. صنایع حمل و نقل ، شیمیایی ، برق و الکترونیک و همچنین فضایی همگن از مصرف کنندگان اصلی لاستیک هستند. وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. بطوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. صنعت لاستیک موارد زیر را شامل می‌شود. تولید مواد اولیه لاستیک های سنتزی ، انواع گوناگون لاستیک ، واردات لاستیک طبیعی ، تولید افزودنیهای لاستیک و نهایتا ساخت فراورده‌های لاستیکی.
در ابتدای جنگ جهانی دوم وقتی تولید لاستیک طبیعی (کائوچو) بدلیل تهاجم ژاپن به مناطق تولید لاستیک متوقف شد. ایالات متحده اقدام به ساخت واحدهای تولید لاستیک سنتزی کرد که به سرعت هم توسعه یافت. به طوری که در حال حاضر 88 درصد لاستیک مصرفی در ایالات متحده منشا سنتزی دارد. بنابراین عموما لاستیک ها را به دو نوع لاستیک طبیعی و لاستیک سنتزی طبقه بندی می‌کردند. امروزه لاستیک ها را به روشهای مختلف دسته بندی می‌کنند.

تاریخچه

کریستف کلمب دریافت که بومیان آمریکا با توپهای لاستیکی بازی می کنند. اشیای لاستیکی نیز از چاه مقدس مایا در یوکاتان بدست آمده بود. لاستیک ، تا جایی که می‌دانیم محصول سرزمین آمریکا است ولی تنها از طریق انتقال آن به خاور دور و کشت در آنجا به این حد توسعه یافته است. نام Rubber به معنی پاک کن را پریستلی کاشف اکسیژن عنوان کرد. وی اولین کسی بود که قابلیت لاستیک در پاک کردن اثر مواد را مشاهده کرد. مواد لاستیکی تنها نتیجه تلاش در جهت تفلیحی و حفظ موادی چون افتیون ، بوتا‌دی‌ان و ایزوپرن بودند که از تقطیر تخریبی لاستیک طبیعی بدست می‌آمدند، بدین ترتیب راه تولید لاستیک سنتزی گشوده شد.
با آغاز جنگ جهانی اول ، انواع نامرغوب لاستیک از دی متیل بوتا‌دی‌ان در آلمان و روسیه تولید شد. گو دید با کشف پخت لاستیک توسط گوگرد در سال 1839 به شهرت رسید. این کشف مشکل چسبانکی طبیعی لاستیک را حل کرد و آن را به صورت تجاری در آورد. بیشترین تغییرات به لحاظ تاریخی نتیجه محدودیت واردات لاستیک طبیعی به آمریکا بر اثر تهاجم نیروهای ژاپنی در سال 1941 بوده است. این حرکت سبب پژوهش و ساخت انواع لاستیک های سنتزی طی سالهای بعد شد.

منابع لاستیک طبیعی (کائوچو)

گیاهان بیشماری از جمله قاصدک ، گوایل ، گل روبینه و توت آمریکایی به عنوان منبع لاستیک پیشنهاد شده بودند. ولی هیچ یک توفیق درخت شیرابه ساز هوآ برزیلینسیس و همچنین صمغ درخت ساپوریلا و درخت بالاتا را نداشته است. لاستیک طبیعی عمدتا در کشتزارهای مالزی ، اندونزی ، لیبریا و همساگیانثی تولید شد، احتمالا به این علت که آنها مشکل بیماری‌های قارچی و حشرات را که کشتزاهای بومی در آمریکا را تهدید می‌کرد نداشتند. حدود 7 سال زمان لازم است تا این درختان به سن باروری برسند و پس از آن به مدت چند سال بار می‌دهند. بهره باردهی در طول جنگ دوم افزایش یافت و در حال حاضر از کشف انواع اصلاح شده درخت ، بهره‌ای بیش از 3000 کیلوگرم در هکتار (در سال) بدست می‌آید.

ساختار لاستیک طبیعی

لاستیک طبیعی یا کائوچو ، سیس- 1 ، 4- پلی ایزوپرن است و مولکولهای آن بر اثر کشش ، بلوری می‌شوند، بدین ترتیب شکل مطلوبی از تقویت حاصل می‌شود. به عنوان پیش نیاز ساختاری ، مولکولهای لاستیک های طبیعی و سنتزی باید طویل باشند. خاصیت مشخصه کشیدگی برگشت‌پذیر به دلیل ترتیب اتفاقی و کلافی زنجیرهای بلند بسپاری است. بر اثر کشش ، زنجیرها بهم می‌خورند ولی مثل یک فلز ، پس از رها کردن تنش به شکل کلافی خود بر می گردند. لاستیک طبیعی 6 تا 8 درصد مواد غیر پلاستیکی دارد و در برابر گرما اندوزی مقاومت زیادی نشان می‌دهد.

روش تهیه لاستیک طبیعی

برای بدست آوردن شیرابه ، پوست درخت را طوری برمی‌دارند که مایع در فنجانهای کوچکی جمع شود، فنجانها باید مرتبا جمع‌آوری شوند تا از گندیدگی یا آلودگی شیرابه جلوگیری شود. پس از آن شیرابه به محل جمع آوری برده می‌شود و در آنجا پس از صاف شدن با افزودن آمونیاک محافظت می‌شود. لاستیک از طریق فرآیندی موسوم به انعقاد جدا می‌شود. این کار با افزودن اسیدها یا نمکهای مختلف انجام می گیرد. در طی این عمل ، لاستیک به شکل یک توده سفید خمیری از مایع جدا می شود، و سپس از آن با استفاده از غلتک ورقه‌ای و در نهایت خشک می گردد.
روش جدیدتر این است که با استفاده تیغه‌های دوار یا اعمال برش بین دو غلتکی که با سرعت متفاوت می چرخند ، شیرابه منعقد شده را به دانه تبدیل می‌کنند. دانه‌ها سپس به مدت چند ساعت در خشک کن‌های مکانیکی خشک می‌شوند، این عمل در روش قدیمی که از هوا یا دود چوب برای خشک کردن استفاده می شد چندین روز به طول می‌انجامید. به هر صورت ورقه یا دانه خشک شده متراکم و از آن مدلهایی به وزن 33 کیلوگرم می سازند.
مقداری از لاستیک طبیعی بصورت شیرابه به بازار عرضه می‌شود. پیش از آنکه لاستیک را بتوان با انواع افزودنیهای لازم آمیزه کاری مثل دوده (به عنوان پرکن) گوگرد یا ترکیبات گوگردی ، تسریع کننده و ولکانش ، ضد اکسنده محافظ و روغن بر روی همان غلتکها یا مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها مقدار کمی لاستیک را در یک زمان می‌توانند عمل آورند. یک نمونه مخلوط‌کن ممکن است به ارتفاع یک ساختمان دو طبقه باشد و در عین حال تنها بسته‌های 250 کیلوگرمی را جوابگو باشد. پس از اختلاط ، لاستیک با روزن رانی یا قالب گیری به شکل محصول دلخواه در می آید و بعد پخت می شود. و ولکانشی به یک پلیمر سخت شبکه‌ای می‌انجامد که با گرمادهی مجدد نرم و با ذوب نمی‌شود.

کائوچو

معنی لغوی کائوچو ، درخت گریان است.از نظر قدمت تاریخی برای صنایع لاستیک منشا دقیقی نیست. اما اعنقاد این است که بومیان آمریکای مرکزی از برخی از درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که این شیرابه‌ها که بعدها نام " لاتکس" را بخود گرفت اولین مواد لاستیکی را تشکیل می‌دادند.

پدیده ولکانیزاسیون

در سال 1829 ، "گودییر" از آمریکا و "مکین تاش" از انگلستان ، این دو متوجه شده‌اند که در اصل مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن، ماده‌ای قابل ذوب و قابل شکل دادن ایجاد می‌شود که می‌توان از آن، محصولات مختلفی از قبیل چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.
این پدیده همان پدیده ولکانیزاسیون است که در طی آن لاستیک اکسیده می‌شود و سولفور کاهیده و به سولفید تبدیل می‌شود. البته این عمل در دمای 110 درجه سانتیگراد تهیه می شود. نتیجه این کشف تولید مواد لاستیکی مثل لاستیک های توپر، پوتین و ... است.

کائوچوی طبیعی و مصنوعی

کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا ، Hevea وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام 2- متیل- 1 و 3- بوتادین معروف به ایزوپرن بوجود می‌آید. با توجه باینکه در فرمول ساختمانی کائوچو یا لاتکس طبیعی هنوز یک پیوند دوگانه وجود دارد، به همین دلیل وقتی کائوچو را با گوگرد یا سولفور حرارت دهیم، این منومرها ، پیوند پی را باز می‌کنند و با ظرفیت های آزاد شده ، اتم گوگرد را می‌گیرند. در نتیجه کائوچو به لاستیک تبدیل می‌گردد.
حرارت دادن کائوچو با گوگرد و تولید لاستیک را اصطلاحا ولکانیزاسیون Vulcanizataion می‌نامند. به همین دلیل، لاستیک حاصل را نیز، "کائوچوی ولکانیزه" گویند. چند نوعی کائوچوی مصنوعی نیز ساخته شده‌اند که از مواردی مانند 1 و 3- بوتادی ان و جسمی به نام 2- کلرو- 1 و 3- بوتادین معروف به "کلروپرن" و جسم دیگری به فرمول 2 و 3- دی متیل- 1 و 3- بوتادین بتنهایی یا مخلوط درست شده‌اند. کلروپرن به راحتی پلیمریزه شده و به نوعی کائوچوی مصنوعی به نام "نئوپرن" تبدیل می‌شود.

تکامل در صنعت لاستیک

بعدها در سال 1888 خواص مکانیکی لاستیک های تهیه شده توسط گودییر و مکین تاش با استفاده از کربن سیاه به عنوان یک ماده پرکننده و افزودنی بسیار بهبود بخشیده شده و در نتیجه لاستیک های بادی دانلوب ، "تیوپ" تهیه شد. بعد از آن لاستیک های سنتزی تهیه و به بازار عرضه شد مانند ایزوپرن ، بوتادی ان و لاستیک های تیوکل.
بعدها لاستیک های سنتزی مثل کوپلیمرهای استیرن و بوتادی‌ان تهیه شد که در سال 1941 مصرف آن صفر بود. اما در سال 1945 مصرف آن 700000000 می‌رسید. به موازاتی که مصرف لاستیک های سنتزی بالا می‌رود، مصرف لاستیک های طبیعی پایین می‌آید. چون لاستیک های سنتزی اقتصادی‌تر هستند.

تایر
ضرورت وجود تایر در خودرو

• تحمل وزن خودرو
• کاهش ضربه ناشی از نیروهای وارده از طرف جاده
• امکان ایجاد حرکت در جهت دلخواه
• انتقال نیروی ترمز و یا شتابگیری به جاده__

ساختمان تایر

آج تایر (tread) :

این قسمت به عنوان رابط بین سطح جاده و تایر ، با ترکیبی از لاستیک های طبیعی و مصنوعی به عنوان لایه خارجی وظیفه محافظت از بدنه را در برابر سایش و صدمات احتمالی بر عهده دارد. طرح‌های مختلف آج برای تخلیه بهتر آب از زیر تایر و افزایش قابلیت تایر در برخورد با شرایط گوناگون سطح جاده ساخته می‌شود. می‌توان به طرح‌های رگه‌ای (Rib) ، عرضی (Lug) ، ترکیبی از عرضی و رگه‌ای (Rib & Lug) و بلوکی (Block) اشاره کرد که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند.
برای مثال طرح رگه‌ای در تایرها جهت استفاده در جاده‌های هموار برای حرکت سریع کاربرد دارد. مقاومت بالا در برابر لغزش و صدای کم از جمله ویژگی‌های این طرح است. همچنین در مورد طرح عرضی می‌توان گفت تایر با این آج نسبت به طرح رگه‌ای ، کشش (traction) بهتری دارد. اما صدای آن زیاد است و مقاومت کمی هم در برابر لغزش دارد. این طرح بطور کلی بیشتر مناسب خودروهایی است که در مسیرهای ناهموار تردد می‌کنند. طرح بلوکی تایر نیز بیشتر در تایرهای ویژه برف کاربرد دارد، زیرا باعث کاهش لغزش در جاده‌های برفی می‌شود.

لایه های سرپوش (Cap plies) :

برخی تایرها با دارا بودن 2 یا چند لایه از جنس پلی‌استر جهت نگه داشتن هر چه بهتر بقیه اجزای داخلی تایر خصوصا در سرعت‌های بالا انتخاب مناسبی برای خودروهای پرسرعت خواهند بود.

تسمه محافظ (Belts) :

در تایرهای رادیال ، لایه‌های محافظ فولادی مانند حلقه‌ای پیرامون تایر ، بین آج و بدنه قرار می‌گیرند. و علاوه بر ایجاد اتصال بین این دو قسمت و جذب ضربات ناشی از سطح جاده ، مانعی در مقابل سوراخ شدن بدنه ایجاد می‌کنند. البته در تایرهای بایاس پلای نیز لایه‌های محافظی از جنس نایلون و (بعضا در خودروهای سواری از جنس پلی استر) وجود دارد.

بدنه تایر (Car Cass):

بدنه متشکل از لایه‌هایی از رشته‌های مقاوم و مستحکم است که مجموعا قابلیت تحمل فشار داخلی تایر و همچنین جذب نیروهای وارده از سطح جاده را داراست. معمولا در خودروهای سواری جنس این لایه از الیاف پلی‌استر است و در خودروهای سنگین از فولاد استفاده می‌شود. زاویه نصب این لایه‌ها نسبت به محیط تایر در نوع رادیال بین 88 تا 90 درجه و در نوع بایاس پلای 30 تا 40 درجه است. استحکام یک تایر معمولی با تعداد لایه‌های بدنه توصیف می‌شود.

زهوار تایر (Bead Bundle) :

زهوار ، حلقه‌ای از سیم‌های فولادی با استحکام بالاست که با لاستیک پوشانده شده‌اند و جهت حفظ وضعیت تایر در رینک و جلو گیری از خروج تایر بکار می‌رود.

دیواره‌های کناری (Side Walls) :

پایداری جانبی تایر توسط این دیواره‌ها فراهم می‌شود و مشخصات تایر و نام سازنده آن نیز بر روی این قسمت نوشته می‌شود.

آستر داخلی تایر (Inner Liner) :

این لایه لاستیکی که جایگزینی برای تیوپ در تایرهای بدون تیوپ (Tubeless) است، جهت جلوگیری از نفوذ آزمایش‌های مربوط به هوا به بیرون از تایر بکار می‌رود.

آخرین مرحله در تولید تایر

ابتدا طی مراحلی تمام اجزای مورد نیاز تایر تولید می‌شوند، ولی تا این مرحله آنها هنوز به صورت کاملا ثابت و محکم جای‌گیری نشده‌اند، در ضمن هیچ گونه علامتی روی دیواره و یا طرحی روی آج آن وجود ندارد. در این مرحله به این مجموعه ، تایر نارس (Green tire) می‌گویند. در مرحله آخر تایر در ماشین کیورینگ (Curing machine) قرار می‌گیرد تا با کار کردی تقریبا مشابه فر اجاق گاز ، تمام علامت‌ها و الگوی آج بوسیله قالب‌های مربوط روی تایر ایجاد شود، گرمای بکار رفته در حین انجام این کار باعث محکم شدن هر چه بیشتر اتصال بین اجزای تایر می‌شود، کمی بعد از این جوشکاری (vulcanizing) و گذراندن مراحل بررسی کیفیت تایر تولیدی ، محصول آماده عرضه است.
همه می‌دانند اگر لاستیک‌ نباشد، خودرو نمی‌تواند حرکت کند، پس باید حواس رانندگان حسابی به لاستیک‌ها باشد. چون لاستیک‌ سالم و مناسب ایمنی اتومبیل و سرنشینان را افزایش می‌دهد. رعایت برخی نکات، سلامتی لاستیک خودرو را تضمین می‌کند. فشار باد لاستیک چرخ‌ها مهمترین عاملی است که در عمر لاستیک اثر می‌گذارد. با نگهداشتن باد لاستیک‌ها در فشار درست، عمر لاستیک‌ها تقریبا دو برابر می‌شود.
همیشه باید سالم‌ترین لاستیک‌ها در چرخ جلو استفاده شود تا امکان ترکیدن کاهش یابد. چون ترکیدن لاستیک‌های جلو خطرناک‌تر از ترکیدن لاستیک‌های عقب است و در سرعت‌های بالا احتمال چپ شدن خودرو چند برابر می‌شود.
لاستیک‌های جلو، قسمت جلویی خودرو را هدایت می‌کند وبالطبع بخش اعظم نیروهای خودرو در سر پیچ را تحمل می‌کنند در حالی که لاستیک‌های عقب نیروهای رانش را تحمل می‌کنند و به همین دلیل است که لاستیک‌های چرخ جلو بیشتر در قسمت بیرونی آج خورده می‌شوند و لاستیک‌های چرخ عقب در وسط آج می‌خورند.
فشار باد زیاد و فشار باد کم هر دو باعث آسیب رساندن به لاستیک‌ها می‌شوند. پایین بودن فشار باد در هنگام رانندگی باعث اصطکاک بیشتر و در نتیجه تولید حرارت بیش از حد در لاستیک می‌شود و عمر لاستیک را به شدت کاهش می‌دهد. اگر لاستیک از دو طرف خورده شود ولی در بخش میانی سالم بماند، نشانه کم بودن فشار باد لاستیک در طول رانندگی است و اگر فقط در وسط ساییده شود نشانه زیاد بودن فشار باد لاستیک است.
توجه داشته باشیم که بار سنگین، عمر لاستیک را کم می‌کند چون به نسوج لاستیک بیش از اندازه فشار وارد می‌شود.
برای طول عمر بیشتر لاستیک باید آن را از روی روغن و بنزین دور نگه داشت. از قراردادن لاستیک در محیط باز و در معرض تابش مستقیم نور خورشید هم باید به شدت جلوگیری کرد. ضمن آنکه لاستیک‌ها نباید در نزدیکی منبع گرمایی و مواد شیمیایی قرار گیرند.
در هنگام خرید لاستیک باید به نوع خودرو و همچنین نوع رینگ توجه کرد. رینگ حتما باید استاندارد خودرو باشد و از نظر پهنا و قطر رینگ مشابه لاستیک استاندارد باشد. در ضمن استفاده از لاستیک‌ها با اندازه‌های مختلف و مارک‌های متفاوت در یک محور اشتباه است.
این کار امنیت خودرو را در سرعت‌های بالا به خطر می‌اندازد، چون لاستیک‌های با ساختار متفاوت و حتی ساخت شرکت‌های متفاوت از نظر ارتفاع و پهنای لاستیک با یکدیگر فرق دارند.
ادامه دارد .....






تاریخ : سه شنبه 91/2/5 | 11:54 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
انواع پلاستیک ها و لاستیک ها (3)
انواع پلاستیک ها و لاستیک ها (3)

 

تهیه کنندگان : عبدالامیر کربلایی و زینب نعمت الهی
منبع : راسخون


مراقبت از لاستیک

لاستیک سالم و مناسب ایمنی اتومبیل و سرنشینان را افزایش می دهد. رعایت کامل نکانت زیر توصیه می شود :
1- فشار باد لاستیک چرخها مهمترین عاملی است که در عمر لاستیک اثر می گذارد. فشار باد لاستیک را باید در زمانی که لاستیک ها سرد است تنظیم نمود. چنانچه جلوبندی اتومبیل سالم و میزان باشد و چرخها نیز بالانس باشد با نگهداشتن باد لاستیک ها در فشار صحیح می توان عمر آنها را تقریبا دوبرار نمود.
2- لاستیک های جلو جلو اتومبیل را هدایت کرده و قسمت اعظم نیروهای اتومبیل در سرپیچ ها را تحمل می کنند در حالی که لاستیک های عقب نیروی رانش را تحمل کرده و به همین دلیل است که لاستیک چرخهای جلو بیشتر در قسمت بیرونی آج خورده می شوند و لاستیک چرخهای عقب در وسط .
3- همیشه سالم ترین لاستیک ها را در چرخهای جلو استفاده نمائید تا امکان ترکیدن کمتر باشد زیرا ترکیدن لاستیک های جلو خطرناک تر از ترکیدن لاستیک عقب بوده و در سرعت بالا امکان واژگون شدن اتومبیل را چند برار می نماید .
4- قبل از مسافرت از سالم بودن لاستیک ها و چرخ زاپاس اطمینان کامل حاصل نمائید. هرگاه عمق آج لاستیک کمتر از 5/1 میلی متر باشد لاستیک را باید تعویض نمود.
5- فشار باد زیاد و فشار باد کم هر دو موجب آسیب رساندن به لاستیک می گردند. پایین بودن فشار باد به هنگام رانندگی باعث اصطکاک بیشتر و در نتیجه تولید حرارت بیش از حد در لاستیک می شود و عمر آن را کاهش می دهد. چنانچه لاستیک از دو طرف خورده شود ولی در قسمت وسط سالم بماند نشانه کم بودن فشار باد لاستیک در طول رانندگی و اگر فقط در وسط سائیده شود نشانه زیاد بودن فشار باد لاستیک می باشد.
6- معمولا پس از رانندگی طولانی و به دلیل گرم شدن لاستیک فشار باد افزایش می یابد بنابراین در این حالت چنانچه فشار باد لاستیک از حد توصیه شده فراتر رفت هیچ گاه آن را کم نکنید . پس از خنک شدن مجددا آن را کنترل کنید.
7- هنگام خرید لاستیک به توع وسیله نقلیه اندازه و نوع رینگ توجه کنید رینگ حتما باید استاندارد اتومبیل شما بوده و یا اینکه از نظر پهنا و قطر رینگ مشابه آن باشد.
8- هنگام استفاده از لاستیک های بدن تیوب حتما توجه داشته باشید که این نوع لاستیک ها را فقط می توان بر روی رینگ مناسب آن استفاده نمود و رینگ نباید تعمیر و یا جوشکاری شده باشد.
9- استفاده از لاستیک ها با اندازه های مختلف و یا مارک های متفاوت ( مثلا رادیال و معمولی ) در یک محور اشتباه بوده و در سرعت های بالا خطرناک است. توجه داشته باشید که لاستیک های با ساختار متفاوت و حتی ساخت شرکتهای مختلف از نظر ارتفاع و پهنای لاستیک با یکدیگر فرق دارند.
10- لاستیک نخ زده به هیچوجه قابل اطمینان نیست. زمانی که لاستیک اتومبیل شما نخ زده شد به منظور حفط جان خود و ایمنی خودرو سریعا آن را تعویض نمائید.
11- بار سنگین و زیاد عمر لاستیک را کم می کند زیرا به منجیت ( نسوج بافتگی ) بیش از اندازه فشار وارد می شود. برای طول عمر لاستیک آن را از روغن ، بنزین و بنزل دور نگهدارید .
12- فشار باد لاستیک اتومبیل باید به اندازه ای باشد که از سوی کارخانه سازنده اتومبیل توصیه شده است. باد لاستیک ها را به طور منظم بررسی نمایید که کمتر از حد تعیین شده نباشد زیرا در این صورت حرارت زیادتری تولید می شد و این حرارت بزرگترین دشمن لاستیک است. علاوه بر آن فرسایش لاستیک را در دو طرف افزایش داده و مصرف سوخت را بالا می برد. این بدان معنی نیست که باد لاستیک را بالا نگهدارید زیرا در این صورت نیز اتومبیل می کوبد و رانندگی مطلوبی نخواهید داشت. پس در شرایط معمولی فشار باد لاستیک وفتی که سرد است باید درست به همان اندازه توصیه شده باشد.
13- از رینگ های زنگ زده – پوسیده – تاب دار و جوشکاری شده به هیچوجه استفاده نکنید.
14- حرکات غیرعادی اتومبیل نظیر کشیده شدن به یک طرف و یا لرزش و غیره را جدی گرفته و درصدد رفع نقص فنی اتومبیل خود برآیید.
15- عمق آج لاستیک های خود را مرتبا بررسی و کنترل نمایید. بهتر است قبل از اینکه کاملا صاف گردد آن را از زیر خودرو خارج کنید. با اینکار از به مخاطره افکندن سلامتی خود جلوگیری کرده و ضمنا امکان روکش مجدد لاستیک نیز وجود خواهد داشت.
16- از قرار دادن لاستیک در محیط باز و در معرض تابش مستقیم نور خورشید به مدت طولانی پرهیز کنید و نیز از نگهداری در نزدیکی منبع گرمایی و یا در جوار مواد شیمیایی اجتناب نمائید.
17- اگر خودرو برای مدت طولانی متوقف و مورد استفاده قرار نمی گیرد بهتر است لاستیک ها را از زیر خودرو خارج ساخته و یا با زدن جک از قرار گرفتن سنگینی خودرو بر روی لاستیک ها جلوگیری کیند.
18- حتی المقدور لاستیک ها را به صورت تیغه ای انبار و نگهداری کنید.

رینگ و لاستیک

اغلب افراد آنچه برایشان در درجه اول اهمیت دارد، زیبایی است و نه ایمنی. آنها سعی می کنند رینگها کمی بزرگتر، لاستیکهائی پهن تر و با دیواره کوتاه انتخاب کنند و صد البته رینگی را انتخاب می کنند که به سلیقه خودشان زیباتر از بقیه باشد. عده ای دیگر فکر می کنند برای خارج نشدن از استاندارد خودرو نباید سایز رینگ را تغییر داد و فقط لاستیک را عوض می کنند و یا از رینگی با قطر مشابه استفاده می کنند. عده ای دیگر اعتقاد دارن کوتاه کردن ارتفاع لاستیک نیز چرخش فرمان را مشکل و مصرف سوخت را بالا می برد و بدین خاطر فقط به تعویض رینگ می پردازند.
حرف P مخفف Passenger و نشان دهنده سواری بودن خودرو است، در این قسمت کدهای LT و T نیز وجود دارند که خارج از بحث ما می باشند و البته در اکثر لاستیکهای موجود در کشور اصلا این کد اولیه را نخواهید دید، 3 عدد بعدی معرف پهنای لاستیک (Section Width) به میلی متر است، 2 رقم بعد از آن نسبت ظاهری (Aspect Ratio) می باشد و نشان دهنده نسبت ارتفاع لاستیک (Section Height) به پهنای آن است. به عبارت دیگر مشخص می کند که ارتفاع لاستیک چند درصد از پهنای آن است. حرف R نشان دهنده رادیال بودن لاستیک و عدد 15 قطر رینگ (Rim Diameter) را نشان می دهد. عدد 95 نشان دهنده میزان بار قابل تحمل برای هر لاستیک می باشد. حرف H نشان دهنده حداکثر سرعت مجاز برای لاستیک (Speed Symbol) است. میزان بار، سرعت مجاز و پهنای رینگ (Rim Width) برای هر خودرو بر روی برچسب کناری داخل درب خودرو (سمت راننده یا شاگرد) نوشته شده است. یکی از مهمترین شاخص ها در هنگام تعویض رینگ و لاستیک ثابت نگه داشتن قطر مجموعه رینگ و لاستیک در میزان استاندارد کارخانه است، چرا که تغییر قطر کلی چرخ باعث ایجاد خطا در کیلومتر شمار و اخلال در نحوه تعویض دنده ها (خصوصا در خودروهای اتوماتیک) می شود و در خودروهای مجعز به ABS نیز در کار ECU اخلال بوجود می آورد و می توان گفت تنها مزیت در هنگام بزرگتر شدن چرخ، افزایش شتاب خودرو در حد ناچیزی است. برای کمک به ثابت نگه داشتن قطر چرخ در هنگام تعویض رینگ و لاستیک، راهنمائی به نام PLUS در نظر گرفته شده و آن را با واحدهای PLUS 1, PLUS 2, PLUS 3,… نامگذاری کرده اند که هر کدام نشانه افزایش 1 اینچ به قطر رینگ می باشد و با استفاده از این راهنما در ازای افزایش قطر رینگ، ارتفاع لاستیک، کوتاهتر انتخاب می شود تا قطر کلی چرخ تا حد ممکن ثابت بماند. مطلب قابل توجه دیگر پهنای رینگ است، باید بدانید که برای داشتن استاندارد بهینه و فیت شدن دقیق لاستیک رو رینگ و داشتن هندلینگ بهتر باید در ازای افزایش هر 5 میلی متر پهنای لاستیک، پهنای رینگ را 0.5 (نیم) اینچ افزایش داد، البته میزان پهنای رینگ برای هر سایز لاستیک می تواند تا حدود 1.5 (یک و نیم) اینچ که مقدار زیادی است در نوسان باشد. مساله مهم دیگر چگومگی قرار گرفتن چرخ روی سیستم تعلیقی است و یا به عبارتی ساده تر، برخورد بیرون زدگی چرخ با لبه گلگیر در سمت بیرونی و برخورد چرخ با متعلقات داخل گلگیر که باعث بروز مشکلاتی چون پارگی لاستیک و نچرخیدن فرمان می شود، بدیهی است که با بزرگ کردن بیش ار حد لاستیک و رینگ با این مشکل مواجه خواهیم شد اما در مواردی با افزایش تنها 1 سایز PLUS به چرخ و یا حتی با خرید رینگی با سایز مشابه با رینگ اصلی نیز با این مشکل مواجه خواهیم شد و دلیل آن رعایت نشدن Offset در رینگ است.

حال ببینیم Offset چیست؟

فاصله بین وسط رینگ تا محلی از رینگ که بر روی دیسک پیچ می شود را Offset می گویند. 3 نوع مختلف Offset وجود دارد که در شکل دوم می بینید.
حالت Zero : زمانی است که محل پیچ شدن چرخها دقیقا در وسط رینگ قرار دارد.
حالت Positive : حالتی است که بیشتر خودروها و خصوصا خودروهای دیفرانسیل جلو دارا هستند و در این حالت پهنای چرخ و خط فرضی وسط رینگ به سمت داخل گلگیر متمایل می شود و مزیت این نوع رینگها، جلوگیری از یرخورد لاستیک با لبه گلگیر و جلوگیری از فشار آمدن به بلبرینگ چرخ و پیچ های چرخ است.
حالت Negative : حالتی است که بعضی از رینگ های اسپرت دارا هستند و پهنای چرخ و خط فرضی وسط رینگ به سمت خارج خودرو متمایل است، مزیت این نوع رینگها به پهن تر شدن خودرو و پایداری بیشتر خودرو می باشد و به دلیل حالت تو رفته و قابلمه ای، ظاهر زیباتری نیز دارن. اما عیب آنها فشار آوردن بر روی بلبرینگ چرخ، فشار زیاد بر پیچ های چرخ و همچنین احتمال برخورد انتهای لاستیک به داخل گلگیر در هنگام پیچاندن فرمان و برخورد قسمت خارجی لاستیک با لبه گلگیر می باشد، البته این معایب برای خودروهائی که بصورت استاندارد Negative Offset داشته باشند وجود ندارد و فقط زمانی که جایگزین رینگ Positive Offset می شوند پدید می آید. زمانی که میزان Offset از حالت استاندارد خارج می شود، تغییراتی در نحوه هندلینگ خودرو بوجود خواهد آمد و خصوصا Offset که توسط کارخانه سازنده خودرو نصب نشده باشد، باعث ایجاد مشکلات فنی زیاد خواهد شد. زمانی که از رینگی با سایز مشابه سایز قبلی استفاده می کنیم، لازم است که Offset رینگ جدید، دقیقا با Offset استاندارد برابر باشد اما زمانی که پهنای رینگ تغغیر می کند، دیگر مقدار Offset قبلی قابل قبول نیست و باید نسبت به میزان فضای موجود در پشت لاستیک، همچنین فاصله تا لبه گلگیر و سایز لاستیک و رینگ و با فرمولهای خاص، Offset مطلوب را بدست آورد. با داشتن قطر و Offset رینگ قبلی و جدید می توانید از میزان تمایل چرخ جدید به طرفین آگاه شوید. البته این مقدار باید همیشه بیشتر از مقدار قبلی باشد و سعی شود حتی المقدور تا جائی که فضا وجود دارد، چرخ به داخل کشیده شود و از Negative Offset جلوگیری شود، البته این کار تا زمانی ممکن است که به متعلقات سیستم تعلیق برخورد نکند. اما بطور کل Offset نباید بیشتر از 20% از حالت استاندارد کارخانه سازنده خودرو خارج شود. بطور کلی، افزایش بیش از حد پهنای لاستیک، با گیر کردن تایر به گلگیر و یا متعلقات داخلی چرخ و یا هر دو (بسته به میزان Offset) باعث پارگی لاستیک می شود، همچنین باعث افزایش مصرف سوخت و انتقال بیشتر ضربات دست اندازها به اتاق می شود و استهلاک بیشتر و فرمان سفت تری را نیز سبب می شود ولی در عوض کنترل بهتری را در اختیار راننده قرار می دهد و در پیچ ها نیز بسیار راحت تر عمل می کند و بر عکس، لاستیکهای باریک تر کنترل کمتری دارند و در پیچ ها ضعیف تر عمل می کنند اما ضربات وارده را کمتر به اتاق منتقل می کنند. از نظر ارتفاع لاستیک نیز، لاستیکهای دیواره کوتاه کنترل بهتری دارند و این بدین دلیل است که ارتفاع کمتر، ارتعاش کمتری دارد و فرمان، سریعتر و نرمتر فرمان می برد. اما در زمینهای خیس کنترل خوبی ندارند.
در پایان لازم به ذکر است که تقریبا تمام لاستیکهای اسپرت دارای میزان تحمل فشار و عدد حداکثر سرعت (Speed Symbol) بالائی هسند اما با این حال همیشه در هنگام تعویض لاستیک این اعداد را با اعداد نوشته شده بر روی برچسب داخل درب خودرو چک کنید و همیشه از اعدادی بالاتر یا مساوی استفاده کنید و از خرید لاستیکهای با تحمل فشار کمتر و عدد حداکثر سرعت پایین تر خودداری کنید.

تنها راه تشخیص یک لاستیک تازه تولید شده با لاستیک انباری

از دغدغه ها ونگرانی ها رانندگان در زمان خرید لاستیک، خرید یک لاستیک تازه تولید شده است.
متاسفانه در کشور ما لاستیک های خارجی بیشماری وجود دارد که بیش از پنج سال از تاریخ ساخت انها گذشته است.این مورد برای لاستیک های ساخت داخل کمتر وجود دارد.
خطرات این لاستیک ها با توجه به شرایط اب و هوائی گرم و جاده های پر دست انداز،رعایت نکردن سرعت مطمئنه و خانواده های پر جمعیت و تکمیل ظرفیت کامل خودرو توسط افراد خانواده، ... باعث ناامنی استفاده از این لاستیک ها در جاده های کشور به خصوص در زمان مسافرت و استفاده از خودرو در مدت زمان و ساعت بیشتر می گردد.
از دغدغه ها ونگرانی ها رانندگان در زمان خرید لاستیک، خرید یک لاستیک تازه تولید شده است.
متاسفانه در کشور ما لاستیک های خارجی بیشماری وجود دارد که بیش از پنج سال از تاریخ ساخت انها گذشته است. این مورد برای لاستیک های ساخت داخل کمتر وجود دارد.
خطرات این لاستیک ها با توجه به شرایط اب و هوائی گرم و جاده های پر دست انداز،رعایت نکردن سرعت مطمئنه و خانواده های پر جمعیت و تکمیل ظرفیت کامل خودرو توسط افراد خانواده،... باعث ناامنی استفاده از این لاستیک ها در جاده های کشور به خصوص در زمان مسافرت و استفاده از خودرو در مدت زمان و ساعت بیشتر می گردد.
این لاستیک ها که در بازار به اصطلاح لاستیک انباری شناخته می شونند.به دلایل مختلفی نظیر توقیف محموله های قاچاق، عدم فروش در یک کشور به دلایل مختلف و انتقال انها به یک کشور ثالث و یا لاستیک هائی که در یک سری ساخت در کارخانه مشکل فنی داشته که توسط تولید کنندگان به کشورهای جهان سوم قاچاق می گردنند.و دلایل بسیار دیگر که فقط سازندگان از ان باخبر هستند.
این لاستیک های انباری توسط فروشندگان جزئی با قیمتی در حدود ده الی بیست هزار تومان کمتر از لاستیک های تازه تولید شده از عمده فروشان لاستیک خریداری می گردد.در زمان خرید فروشندگان از وضیعت انباری بودن ان اطلاع می یابند.متاسفانه این صداقت در زمان فروش به مشتریان وجود ندارد و بدون اطلاع به مشتری و با همان قیمت لاستیک تازه تولید شده به مشتری از همه جا بیخبر فروخته می شود.
این لاستیک های انباری هیچ تفاوت ظاهری با یک لاستیک تازه تولید شده ندارند. وازنظر شکل ظاهری نمی توان تشخیص انباری بودن ان را داد.
سازندگان خودرو جهت مشخص نمودن زمان تولید لاستیک ملزم به ثبت تاریخ ساخت هستند. متاسفانه این تاریخ به گونه ائی برلاستیک درج شده که توسط مصرف کننده به راحتی قابل تشخیص نیست.با مطالعه مطلب ذیل به راحتی میتوانید زمان تولید لاستیک را متوجه شوید.
در جداره بیرونی لاستیک ها یک عدد چهار رقمی درج شده است که مشخص کننده زمان تولید ان است. این عدد بر اساس سال تولید و تعداد هفته است. دو رقم اول تعداد هفته و دو رقم اخر سال تولید را نشان می دهد.
فرضا درج عدد 2106بر روی یک لاستیک یعنی این لاستیک در بیست و یکمین هفته سال 2006 تولید شده است.اگر این عددسه رقمی باشد به معنای تولید قبل از سال 2000 می باشد.






تاریخ : سه شنبه 91/2/5 | 11:54 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

 

کاربرد فناوری نانو در صنعت لاستیک

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- (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.

لاستیک هوشمند احتمال پنچری خودرو را اعلام می‌کند

پژوهشگران با تهیه یک تایر آزمایشی خودرو که می‌تواند آسیب را حس کند و راننده را از احتمال پنچری آگاه نماید، تازه‌ترین پیشرفت در فناوری خودرو هوشمند را ارایه کردند.
، پیش از این تایری ساخته شده بود که می‌توانست رانندگان را از کم بودن فشار لاستیک آگاه کند. اما محققان دانشگاه پوردو در "وست لافایت" در ایندیانا راهی یافته‌اند که کل لاستیک را به یک نوع سنجنده تبدیل می‌کند.
گری کروتز مدیر مرکز الکتروهیدرولیک و استاد مهندسی زیست‌شناسی و کشاورزی دانشگاه پردو می‌گوید وجود چند لایه مواد مختلف در کل لاستیک با خواص الکتریکی متفاوت امکان سنجش تمام قسمتهای لاستیک را میسر می‌سازد.
این سامانه می‌تواند اشکالاتی نظیر پارگی، سوراخ شدگی، نقایص تولید، عدم توازن، نصب غلط و خرابی را تشخیص دهد.
این محققان سامانه سنجنده‌ای ابداع کرده‌اند که می‌تواند پیامهای الکتریکی مجزا را در لایه‌های لاستیک شناسایی کند، تغییراتی را که منجر به پنجری می‌شود بیابد یا فرسودگی نظیر فشار نابرابر هوا را کاهش دهد.
این تایرها از لاستیک خاصی ساخته شده‌اند و این فناوری از خواص خود مواد بهره گرفته است و این شیوه‌ای است که پیش از این در تایرها انجام نشده بود.
یک تراشه مخصوص داخل تایر، لایه‌های مختلف را بررسی می‌کند و اطلاعات ایمنی را به سرعت برای راننده ارسال می‌کند.
این کار کمتر از یک ثانیه به طول می‌انجامد. اگر لاستیک شروع به خراب شدن کند از خیلی قبل به راننده هشدار می‌دهد.
این محققان پیش از این یک شیلنگ هیدرولیک ساخته‌اند که خرابی را هشدار می‌دهد و در حال تحقیق برای استفاده از این فناوری در ابزارهای ارتوپدی جهت تشخیص خرابی زانو و لگن مصنوعی هستند.
آنها دریافتند این فناوری روی جنس لاستیک نیز کارایی دارد.
محققان پردو تاکنون ? 24?تایر ساخته‌اند. کروتز قصد دارد این فناوری را به ثبت برساند و به تولیدکنندگان عرضه نماید. اولین استفاده از آن در خودروهای چند میلیون دلاری مسابقه خواهد بود که هزینه پنچری بالاست.
استفاده از این فناوری برای تولیدکنندگان در هر تایر یک دلار هزینه دربردارد که هزینه هر تایر برای مشتری ? 50?دلار تمام می‌شود.

لاستیک فلزی محصولی با کاربردهای متنوع (83/09/30 )

چه ماده‌ای می‌تواند مانند فلز، هادی جریان الکتریکی بوده و در عین حال همانند یک نوار لاستیکی قابلیت ارتجاعی داشته و کش بیاید؟ این سؤالی است که ذهن شیمیدانان را به خود مشغول کرده است.
در اوایل سال 2004 گروهی از محققان شرکت نانوسونیک در بلاکسبرگ ویرجینیا پاسخ این سؤال را یافتند؛ مادة قهوه‌ای رنگ نازکی که می‌تواند تا سه برابر طول اولیة خودکشیده شده و در عین حال جریان برق را همانند یک میلة فولادی از خود عبود دهد. دکتر ریک کلاوس ضمن اظهار این مطلب بیان داشت که آنها این ماده را لاستیک فلزی (Metal Rubb ER نام نهاده‌اند.
تاکنون تعداد بسیار کمی از شرکت‌های بزرگ برنامة رسمی خود را برای سرمایه‌گذاری در زمینة این پلیمر جدید اعلام کرده‌اند. شرکت بین‌المللی SRI از جمله شرکت‌هایی است که در نظر دارد از لاستیک فلزی برای ساخت ماهیچه‌های مصنوعی و آینه‌های ستاره‌شناسی استفاده نماید. همچنین بنابر برخی گزارش‌ها شرکت لاکهید‌‌ مارتین هم از آن برای ساخت بال هواپیما با کارایی بیشتر استفاده می‌کند.
کاربردهای بالقوة زیاد دیگری برای این مادة جدید می‌توان تصور نمود؛ از جت‌های مسافربری گرفته تا ابزارهای پزشکی بااستفاده از آنحتی مدارهای الکترونیکی و صفحه نمایش‌های انعطاف‌پذیری را تصور نمود که در رایانه‌های کیفی و تلفن‌های همراه به‌کار رفته و مرحلة جدیدی از ضدضربه‌بودن را تجربه می‌کنند و یا اندام‌های مصنوعی که درست همانند مشابه‌ واقعی خود قابلیت خم‌شدن دارند. در واقع می‌توان گفت اقبال عمومی و حمایت از این فناوری جدید روند رو به رشدی را طی می‌کند و شرکت نانوسونیک امیدوار است با توجه و تأکید بر منافع و کاربردهای متنوع لاستیک فلزی، بتواند سهم خود از بازار فناوری‌نانو را به دست آورد.
نکتة جالب توجه در مورد لاستیک فلزی آن است که علاوه بر انعطاف‌پذیری و رسانش الکتریکی،‌ این ماده بسیار سبک‌تر از فلزات دیگر است و وزن آن چیزی معادل یک درصد وزن قطعه‌ای فولادی با همان کارایی می‌باشد. ضمن آن که دانشمندان امیدوارند با تولید انبوه این ماده قیمت آن به حدود یک هزارم تمامی رسانا‌های فلزی دیگر برسد.
همانند اغلب اختراعات، این ماده ضمن انجام کار دیگری کشف شد و هدف اولیه و اصلی گروه تحقیقاتی نانوسونیک رسیدن به آن نبود، بلکه آنها به طور اتفاقی و در حالی که سرگرم فعالیت و تحقیق و انجام سایر پروژه‌های نیروی هوایی آمریکا بودند، به این کشف مهم دست یافتند. در واقع به نظر کلاوس،‌ لاستیک فلزی ایده‌ای نبود که کسی حاضر باشد مستقیماً از آن حمایت کرده و روی آن سرمایه‌گذاری نماید.
از ابتدای پیدایش لاستیک فلزی در سال 1998 نانوسونیک همواره در پی آن بوده تا با استفاده از روش خودسامانی مولکولی
(molecular self- Assembly مواد جدیدی را تولید نماید.
با لایه‌نشانی متناوب مولکول‌هایی با بارالکتریکی مثبت یا منفی روی بستری چون شیشه یا پلاستیک، این ماشین‌های سازندة ریز تدریجاً روی هم به صورت لایه‌ای جمع شده، مادة جدیدی را تشکیل می‌دهند.
در واقع می‌توان لاستیک فلزی را نوعی پلیمر پلاستیکی با یون‌های فلزی دانست. به گفته کلاوس یکی از مزایای این روش این است که وجود تنها یک درصد ناخالصی فلزی در این پلیمر برای رساناکردن آن کافی است. لذا می‌توان در عین حفظ خاصیت کشسانی (الاستیسیته) در استفاده از فلزات گران قیمت نیز صرفه‌جویی نمود.

با این روش لایه‌نشانی- معروف به ساماندهی الکترواستاتیکی (electrostatic- Assembly - تولید لایه‌های فوق‌العاده نازک به ضخامت در حد یک هزارم یک تار مو، چند روز به طول می‌انجامد.
امّا آنچه باعث شده تا لاستیک فلزی منحصر به فرد شناخته شود آن است که چنین خواص گسترده‌ای در ماده‌ای ضخیم‌تر و واقعی با کاربردی بیشتر جمع شده و صرفاً یک پوشش‌دهی نازک نمی‌باشد.
اگر چه نانوسونیک کلید دستیابی به این اختراع را اعلام نکرده و آن را همچون یک راز علمی برای خود نگه داشته، اما جنیفر لالی مدیر بخش نانوکامپوزیت این شرکت می‌گوید: "او و تیم کاری‌اش مدت دو سال بود که برای رسیدن به یک فرآیند پلیمری بهتر تلاش می‌کردند." به گفتة وی، به کمک این روش‌های فرآوری جدید می‌توان موادی به مراتب ضخیم‌تر ولی در زمانی بسیار کوتاه‌تر - چند میلی‌متر در ساعت به جای چند نانومتر در مدت چند روز- تولید کرد. وی می‌گوید ما به ماده‌ای دست یافته‌ایم که در واقع می‌تواند مثلاً برای ساخت آنتن و یا اتصالات بال یک هواپیما به کار رود.
بعد از تمام این پیشرفت‌ها و تلاش‌ها و استفاده از ترکیبات مختلفی از طلا و نقره،‌ آخرین نوع از انواع لاستیک فلزی در اواسط سال 2004 به ثمر رسید و از آن هنگام دنیای تحقیق و پژوهش را به تکاپو واداشت.
شرکت نانوسونیک علاوه بر رابطه‌ای که با لاکهید مارتین دارد، با چندین نمایندگی دولتی دیگر نیز همکاری داشته و تسهیلات و کمک‌های مالی را از DARPA، ناسا، دریافت داشته است. به ادعای کلاوس،‌ آخرین اختراعات این شرکت همواره در بین محصولات شرکت‌های برتری که مجلة Fortune معرفی می‌کند در نوع خود اولین بوده است. البته وی محصول مشخصی را نام نمی‌برد.
علاوه بر کاربردهای فراوانی که این لاستیک فلزی در صنایع هوا فضا و صنایع دفاعی دارد، پیش‌بینی می‌شود کاربرد آن حتی به ابزارهای زیست پزشکی،‌ ماهیچه‌های مصنوعی و نمایشگرهای الکترونیکی نیز گسترش یابد.
همچنین پیش‌بینی می‌شود این ماده در وسایل الکترونیکی دستی،‌ اندام‌های مصنوعی،‌ اسباب‌بازی‌ها وبالاخره در هر کجا که به اتصالات انعطاف‌پذیر با هدایت الکتریکی مناسب نیاز باشد مورد استفاده واقع شود.
دکتر روی کرن‌بلو مهندس و محقق عضو مؤسسة بین‌المللی SRI و متخصص تولید ماهیچه‌های مصنوعی امیدوار است بتواند در آیندة نزدیک آزمایش‌هایی را با استفاده از این ماده ترتیب دهد و دو کاربرد مستقیم آن را در کار خود را مشاهده نماید؛ استفاده از لاستیک فلزی در صفحات رسانایی که در ساخت نوع بخصوصی از ماهیچه‌های مصنوعی به کار می‌رود و دیگر ساخت آینه‌‌هایی است که در فضا برای ستاره‌شناسی و مقاصد دیگر به کار می‌رود. لاستیک فلزی برای ساخت این نوع آینه‌ها ماده‌ای ایده‌آل است.
وی معتقد است به دلیل آنکه این آینه‌ها باید بزرگ و تا حد ممکن سبک باشند، مادة انعطاف‌پذیر و بازتابنده‌ای چون لاستیک فلزی جایگزین مناسبی است.
شرکت نانوسونیک هنوز در راه تولید انبوه این محصول با مشکلاتی مواجه است که باید مرتفع شوند، خصوصاً آنکه انتظار دارد مشتریان بیشتری را برای این محصول پیدا کند. حتی خود کلاوس هم تصدیق می‌کند که تولید چنین محصولی به صورت انبوه آن هم در شرایطی که این شرکت ظرف مدت یک روز و نیم تنها 12 اینچ مربع از آن را به صورت نمونه ساخته،‌ کاری بس دشوار است.
به هر حال این شرکت به دنبال سرمایه‌‌گذاران خطرپذیری است که در کوتاه‌مدت روی این طرح سرمایه‌گذاری کنند و احتمالاً برای توسعة بیشتر فناوری خود، به جذب سرمایه از طریق مشارکت‌های عمومی روی آورد. به عقیدة کلاوس در حال حاضر لاستیک فلزی قابلیت کاربرد در محصولاتی چون اسباب‌بازی‌ها و تجهیزات پزشکی را دارد و می‌تواند تا سال 2006 به بازار مصرف راه یابد. امّا فعلاً و زودتر از آن موقع نمی‌توان به تولید player MP3 از این جنس امیدوار بود.
منابع
http://www.technologyreview.com
http://www.nano.ir
http://www.iritn.com
http://www.daneshju.ir
http://www.sheshmim.com
http://autoeram.blogspot.com
http://www.centralclubs.com
http://www.donya-e-eqtesad.com
http://daneshnameh.roshd.ir
http://www.saba.org.ir
http://www.tiktaak.blogsky.com/
تیونینگ تاک






تاریخ : سه شنبه 91/2/5 | 11:53 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
افزودنی های رنگ زا در پلاستیک ها (2)
افزودنی های رنگ زا در پلاستیک ها (2)

 

مترجم : حبیب الله علیخانی
منبع :راسخون



پیگمنت های آلی ( organic pigments ) :

پیگمنت های آلی ، گستره ی وسیعی از لحاظ پیچیدگی ساختاری دارند . که ساختار این مواد می تواند به سادگی کربن بلک و یا به پیچیدگی ساختار چهارتایی پیگمنت های فتالوسیانین ( phthalocyanine pigments ) باشد . (شکل1)
استفاده از پیگمنت های آلی در آلیاژها و آمیخته های پلیمری به سرعت در حال افزایش است که این افزایش نتیجه ای از دیدگاه کاهش مصرف فلزات سنگین است .
به طورنمونه ، دوام رنگی پیگمنت های آلی 10 ـ 20 بار بیشتر از رنگ های غیرآلی مورد مقایسه است و این به خاطر این است که رنگ های آلی ذرات کوچکتری نسبت به رنگ های غیرآلی دارند .

( گستره ی اندازه ی ذرات رنگ های آلی در حد 0/05 میکرون است ) به عبارت دیگر ، اندازه ی ذرات کوچکتر قابلیت تولید رنگ های شفاف را فراهم کرده است . و به عبارتی ، این بدین معنی است که پیگمنت های آلی معمولاً مشکلات بسیاری برای پراکنده شدن در جسم دارند . همچنین پیگمنت های آلی از نوع غیرآلیشان گران تر هستند ولی به دلیل توانایی داخلی این پیگمنت های آلی ، آنها در بعضی مواقع از لحاظ اقتصادی به صرفه تر هستند .
به طور عمومی ، تحقیقات انجام گرفته به وسیله ی ما نشان می دهد که جایگزینی پیگمنت های حاوی فلزات سنگین باپیگمنت های آلی منجر به افزایش قیمت رنگ کردن می شود . یکی دیگر از جوانب استفاده از پیگمنت های آلی ، پتانسیل واکنش این مواد با رزین ها است . بسیاری از پیگمنت های آلی دارای 0 = c ( گروه کربونیل ) به عنوان گروه رنگی مولکولی هستند . ( کلاً ساختار مولکول به صورتی است که باعث جذب نور در ناحیه ی مرئی می شود ) رزین های پلی آمید عوامل کاهنده ی ضعیفی هستند که می توانند گروه های کربونیل را به گروه های هیدروکسیل تبدیل کنند . این واکنش در اغلب موارد باعث تخریب گروه رنگی مولکول و از بین رفتن کامل رنگ می شود . از این رو نگرانی در انتخاب پیگمنت های آلی هنگامی که می خواهیم آلیاژها و آمیزه های پایه پلی آمیدی را رنگ کنیم وجود دارد .

کربن بلک ( carbonblack ) :

پیگمنت های کربن بلک معمولاً با یکی از دو روش تولیدی به دست می آیند . بیشتر کربن بلک مورد استفاده ، به وسیله ی کاهش نفت خام به کربن و درطی فرآیند کوره ای در دمای بالا به دست می آید . از آنجا که مقدار کمی از هیدروکربن های آروماتیک چند هسته ای سرطان زا در محصول که بن تولیدی به وسیله ی کوره و به صورت محصول فرعی به وجود می آید . بنابراین از این دوده ی کوره برای تولیداتش که به صورت مستقیم با مواد غذایی در ارتباطند ، استفاده نمی شود . فرآیند تولید کربن بلک از گاز طبیعی که در دمای پایین تری اتفاق می افتد ، موجب تولید پیگمنت هایی می شود که سالم تر بوده و توانسته اند از اداره ی کل غذا و داروی آمریکا ( FDA ) مجوز بگیرد . این پیگمنت های تولیدی را channel black می نامند که قیمت بسیار بالایی نیز دارد . گستره ی شدت کربن بلک از گریدهای با ثبات پایین ( انواع کاربردی با ابعاد 0/06 میکرون ) تا گریدهای با ثبات بالا ( با ابعاد کمتر از 0/015 میکرون است .
که این ماده دارای گریدهای رسانا نیز هست . چندین گرید از کربن بلک با اندازه ی ذرات تقریباً 0/02 میکرون وجود دارد . که تنها با افزودن 2pph از این ماده به هر نوع ماده ی پلاستیکی ، خواص مقاومتی در برابر هوازدگی پلاستیک در حد عالی بهبود می یابد . خواص کربن بلک به صورت خلاصه در جدول 2 آمده است . ( Table2.organic pigments )

جدول شماره 2

پیگمنت های فتالوسیانین ( phthalocyanine pigments ) :

نیازمندیهای یک فرد فرموله کننده در ناحیه ی آبی ـ سبز درطیف رنگی ، به وسیله ی پیگمنت های فتالوسیانین به خوبی برآورده می شود . این پیگمنت ها همچنین یکی از بهترین پیگمنت ها از لحاظ قیمت برای کاربردهای صنعتی است . به عنوان یک گروه ، این پیگمنت ها که به صورت موفقیت آمیز در یک آزمایشگاه تحقیقاتی ICI ، تولید شد ، خواص مشترک زیر را دارند :
1 ـ قیمت پایین
2ـ دوام بالا
3 ـ تمیزی و درخشندگی
4 ـ ثبات نوری عالی
5 ـ خواص مقاومتی خوب تا عالی در برابر هوازدگی
6 ـ شفافیت
7 ـ داشتن گواهینامه برای استفاده در محصولاتی که به صورت مستقیم با مواد غذایی در ارتباطند ( به جز استثناء )
تعدادی دیگر ازخواص این پیگمنت ها در جدول 2 آمده است :
ساختاری که در شکل (1) مشاهده می کنید . ترکیب مادر پیگمنت های فتالوسیانین است . سیستم حلقه ی غیرقابل تغییر ( بدون اتم های هالوژن ) موجب ایجاد پیگمنت های آبی رنگ می شود که دارای 2 حالت کریستالی است . این دو حالت کریستالی آلفا ( قرمز تیره ) و فرم بتا(B) نام دارد . پیگمنت های تجاری عموماً دارای چند جانشینی کلر ( cl ) هستند ، که این جانشینی ها موجب ایجاد پایداری گرمایی اضافه می کنند . کلردار شدن سیستم حلقه ، باعث به وجود آمدن پیگمنت های سبز مایل به آبی می شود . در آزمایشات انجام شده بر روی این پیگمنت ها ، فهمیده شد که این نوع رنگ بیشترین پایداری گرمایی را در بین پیگمنت های آلی ( و حتی کربن بلک ) دارد . جایگزینی تعدادی از جانشینی های کلر با اتم های برم ( Br ) موجب ایجاد رنگ سبز تیره ی مایل به زرد می شود . مشکلات عمده که در رابطه با استفاده از پیگمنت های فتالوسیانین در آمیزه های پلیمری و آلیاژهایشان ایجاد می شوند عبارت اند از :
1 ـ رنگ های آبی فتالو ( Phthalo blues ) درپلی استیرن به صورت اندکی حل می شوند و این امر باعث بروز مشکلاتی در هنگام کنترل فرایند رنگرزی مواد با پایه ی استیرن می شود .
2 ـ همه ی پیگمنت های فتالو ( phthalo pigments ) ممکن است به عنوان هسته زا در رزین های کریستالی عمل کنند و این مساله باعث ایجاد شرنیکج ( shrin kage ) و وارپیچ ( war page ) کنترل نشده در قطعه می شود . و باید از این مواد با دقت فراوانی در مواد کریستالی استفاده شود .
( توجه : پیگمنت های سبز فتالو بیشترین تاثیر را ایجاد می کنند ) .

پیگمنت های کویناکرایدون ( Quinacridone pigment ) :

این نوع پیگمنت ها اولین بار در سال 1958 به صورت تجاری در آمدند . پیگمنت های QA ( کونیا کرایدون ) به سرعت در صنعت پوشش دهی ( Coating industry ) به عنوان جایگزینی برای پیگمنت های دارای فلزات سنگین ، استفاده شد . علت استفاده از این پیگمنت ها خواصی چون دوام بالا ، ثبات نوری خوب ، خواص هوازدگی و قیمت معمولی است . در شکل 2 ساختارهای سه نمونه از متداول ترین نوع از پیگمنت های مورد استفاده در صنعت پلاستیک نشان داده شده است . برخی از خواص این پیگمنت ها در جدول 2 آمده است این پیگمنت ها در گستره ی رنگهای قرمز و بنفش قرار دارند .

 

پیگمنت بنفش 19 ( pigment violet ) حالت پلی مورفیک ( چند ریختی ) دارد و می تواند به صورتی ساخته شود که رنگ آبی تیره ( در نوع کریستالی بتا ) تولید کند . ( که در واقع این رنگ آبی مانند رنگ بنفش تیره ی مایل به قرمز است ) . این پیگمنت همچنین در صورتی که در حالت کریستالی گاهاً ساخته شود ، می تواند رنگ زرد تیره تولید کند . ( که در واقع این رنگ زرد تیره مانند رنگ قرمز کم رنگ است ) با تنظیم اندازه ی ذرات پیگمنت های QA ، تولید کنندگان می توانند گستره ی رنگ های قرمز تا بنفش تیره را تولید کنند .
پیگمنت دی کلره ی QA ( Pigment red 202 ) ، یک نوع پیگمنت قرمز روشن است که به نظر می رسد کاربرد وسیعی در رزین های مهندسی و آمیزه های شان دارد .
این پیگمنت بالاترین پایداری گرمایی ( بالاتر از 550 فارنهایت ) را دارد و کمترین تمایل به حل شدن درطی پروسه ی ذوب کردن را دارد . البته اشکال این پیگمنت این است که هنوز مشخص نشده که آیا می توان از این پیگمنت در مصارفی که با غذا در ارتباط است ، استفاده کرد یا نه ؟
دیگر انواع پیگمنت های QA مخصوصاً پیگمنت بنفش 19 در مواد با پایه ی پلی استیرن حل می شوند و نتیجه ی این انحلال ، ایجاد رگه های فلئورسنت در داخل قطعه می شود .
مشاهدات ما بر این نکته دلالت دارد که این خاصیت درپلی اتیلن کرفتالات ( PET ) نیز رخ می دهد . پیگمنت های QA باپلی آمید نیز واکنش می دهند ، که این واکنش موجب کاهش عوامل رنگ زا و کم شدن شدت رنگ می گردد . بنابراین این پیگمنت ها برای آلیاژها و آمیزه های پایه پلی آمیدی ( PA ) مناسب نمی باشند .

پیگمنت های پریلن ( Perylene pigments ) :

این پیگمنت ها دارای حلقه ی ساختاری هستند که در شکل (3) نشان داده شده است .

 

پیگمنت های پریلن گروهی را تشکیل می دهند که اعضای آن دوام نوری و گرمایی بالایی دارند . این پیگمنت ها ، رنگی در ناحیه ی قرمز از طیف ایجاد می کنند . به طور کلی این پیگمنت ها با سختی بیشتر و هزینه ی بیشتری نسبت به رنگ های قرمز و بنفش QA یکنواخت و پایدار می شوند . در چندین دهه ی گذشته ، پرلین ها ، به طور وسیع در پوشش های خودرو مورد استفاده قرار گرفته اند و در نتیجه این رنگ ها به طور روز افزون در قطعات پلاستیکی اتومبیل ها استفاده می شوند . به دلیل پایداری گرمایی بیشتر ، پرلین ها را می توان درطیف وسیع تری از آمیزه ها و آلیاژهای پلیمری ، نسبت به پیگمنت های QA به کار برد . به هر حال مانند پیگمنت های QA ، این رنگ ها نیز برای مواد پوشش دهنده ی رزین های پلی آمید توصیه نشده است .

دیگر پیگمنت های آلی پر کاربرد ( Other high performance organic pigments ) :

در جدول 2 لیستی از دیگر رنگ های آلی پرکاربرد آورده شده است که به صورت موفقیت آمیز در آمیزه ها و آلیاژهای پلاستیکی استفاده می شوند . از این گروه پیگمنت های تراکمی ثابت شده ( disazo condensation pigments ) ، بیشتر مورد توجه هستند که علت آن اجازه ی استفاده از این پیگمنت ها در کاربردهایی است ، که با مواد غذایی در ارتباط هستند . البته بنابر گزارشات رسیده این نوع پیگمنت ها موفقیت خاصی در رنگرزی پلی آمید 6/6 نداشته اند .

رنگ ها ( Dyes ) :

به دلیل اینکه رنگ ها ( Dyes ) در داخل زمینه ی رزین و در طی فرآیند ذوب حل می شوند ، مشکلی از لحاظ مساله ی یکنواختی و پخش شدگی نداریم . به عنوان یک قانون ! رنگ ها محدودیت حل شدن زیادی در رزین های پلی اولفین ( polyolefin resins ) دارند . پس باید از استفاده ی آنها در آمیزه ها و آلیاژهای حاوی پلی اولفین اجتناب کرد . تعدادی از خصوصیات مشترک رنگ های پر کاربرد به صورت زیر است :
1 ـ شفافیت
2 ـ دوام رنگی عالی
3 ـ سهولت در یکنواخت سازی
4 ـ ثبات نوری عالی در رنگ های شفاف
به عبارت دیگر ، رنگ های پرکاربرد گران هستند ، ثبات رنگی خوبی دارند و عموماً تنها در هنگامی ثبات رنگی ضعیفی دارند که رنگ مورد استفاده حالت مات داشته باشد . به علاوه ، رنگ ها می توانند باعث بروز اثرات نامطلوب بر روی مواد پلاستیکی شوند که این اثرات شامل موارد زیر است :
1 ـ رنگ ها می توانند مانند نرم کننده عمل کرده و خواص گرمایی پلاستیک را کاهش دهند .
2 ـ رنگ ها ممکن است با مواد پلاستیکی واکنش دهند . برای مثال بعضی از گریدهای رنگ حلال زرد 163 ( Dyes solvent Yellow 163 ) ، دارای یون های کلر مازاد هستند .
که بر اساس همین نمی توان از این نوع رنگ در پلی کربنات استفاده کرد .
( یون های کلر واکنش تخریبی پلی کربنات را افزایش می دهند ) .
دو گروه عمده از رنگ های مورد استفاده در رنگرزی مذاب مواد پلیمری عبارت اند از :
1 ـ آنتراکینون ها ( Anthraquinones )
2 ـ پرینون ها ( Periones )
این دو گروه عمده رنگ ها ، یک گستره ی کامل از رنگ های زرد تا بنفش را ارائه می دهند همچنین این رنگ ها برای رنگ آمیزی آلیاژها و آمیزه های پلی آمیدی نیز مناسب هستند .

آنتراکینون ها ( Anthraquinone Dyes ) :

 

رنگ های آنتراکینونی بر اساس ساختاری ایجاد شده اند که در شکل (4) دیده می شود . خواص کلیدی و مهم این گروه در جدول 3 آورده شده است . اکثر رنگ های آنتراکینونی ، پایداری گرمایی کافی برای استفاده شدن در پلی کربنات و پلی استرترموپلاست را دارند . به هرحال ، همانگونه که در جدول 3 بیان شده است ، تعداد کمی از این رنگ ها برای رزین های پلی آمیدی و آلیاژها و آمیزه هایش مناسب هستند . حتی در مورد این رنگها نیز باید احتیاط های لازم را انجام داد . این مشاهده شده است که مواد پلی آمیدی که با رنگ آنتراکینونی قرمز ، رنگ شده اند ، پس از گذشت زمان به صورت آهسته تغییر رنگ داده اند و آبی رنگ شده اند.یک فرضیه ی احتمالی برای این تغییر رنگ این است که ماده ی پلی آمیدی رطوبت را به خود جذب کرده و رطوبت عامل تغییر رنگ شده است .

 

جدول شماره 3
رنگ های پرینونی ( Prinone Dyes ) :
شکل 5 نشان دهنده ی ساختار سولونت ارانژ 60 ( solvent orange60 ) است . این رنگ از جمله رنگ های پرنیونی است . خواص 3 نوع مهم از رنگ های پرنیونی در جدول 3 آورده شده است . رنگ های S060,SR135 ، استفاده ی زیادی در رزین های مهندسی دارند ، که از هر دوی این رنگ ها در عدسی های مورد استفاده در صنعت اتومبیل سازی ، استفاده می شود . از SR135 برای رنگ کردن چراغ قرمز عقب ( tail-light-red) اتومبیل ها ( هر دو نوع اکریلیکی و پلی کربناتی ) استفاده می شود .

 

از رنگ نارنجی SO در چراغ های کهربایی پارکینگ ها ( Parking light amber ) استفاده می شود . که هر دوی این رنگ ها به خاطر پایداری گرماییشان ، کاربردهایی متنوعی در آلیاژهای مهندسی و آمیزه ها به دست آورده اند .
SR135 باپ لی آمید واکنش می دهد و برای کاربردهایی که دارای نایلون 6 یا 6/6 هستند توصیه نمی شود . به تازگی ، همچنین تولید کننده ها ترجیح داده اند که از SR179 استفاده کنند . SR179 ، یک پرنیون باپایداری گرمایی ممتاز است و دوام بهتری نسبت به SR135 دارد . این رنگ رفتار بسیار خوبی در پلی آمید 6 و پلی آمید 6/6 ( حتی در زیر فشارهای برشی ناشی از قالب گیری تزریقی ) دارد .

رنگ های فلئورسنت ( Fluoresent Dyes ) :

عوامل رنگ زای فلئور سنت انرژی ناحیه ی UV نزدیک را به طول موج نورمرئی تبدیل می کند . در واقع این رنگ ها ، نور UV نزدیک را گرفته و به طول موج نورمرئی تبدیل می کنند که نتیجه ی آن این است که اجسام رنگ شده با این رنگ ها نور بیشتری نسبت به نور دریافتی از خود ساتع می کنند . این به نظر می رسد که این مواد به واسطه ی نور تابیده شده درطی روز به آنها ، می درخشد . رنگ های فلئورسنت به صورت وسیع در صنعت بسته بندی و برای جلب توجه مصرف کننده ، استفاده می شوند . اکثر رنگ های فلئورسنت ( از لحاظ وزنی ) برای تولید پیگمنت های فلئورسنت استفاده می شوند ، که این پیگمنت ها نیز با مقدار 5 ـ 2 درصد در یک حاصل الیگومر حل می شوند . سپس این حامل ها نیز باپلی اولفین هایی مانند HDPE ( برای بطری ها ) و PPRO ( برای درپوش ها ) همساز می شوند . تعدادی از گریدهای این پیگمنت ها ، پایداری کافی برای همراه شدن با آلیاژها و آمیزه هایی که برپایه ی رزین های اولفینی یا استیرنی هستند ، را دارند .
به هرحال یک زیر گروه کوچک از این رنگ ها ، پایداری مورد نیاز برای رزین های مهندسی و آلیاژها و آمیزه هایشان را دارند . از طرف دیگر ، کسی نمی تواند از پایداری گرمایی به تنهایی به عنوان یک راهنما برای انتخاب رنگ فلئور سنت مناسب با یک ماده ، استفاده کند ؛ در واقع واکنش پذیری شیمیایی وضعیت را متفاوت می کند . برای مثال SO63 برای پلی آمیدها مناسب نیست . ساختار سولونت گرین 5 ( SOLVENT GREEN 5 ) که یک زرد کم رنگ است ، درشکل 6 نشان داده شده است .

 

همچنین خواص سه نوع متداول از رنگ های فلئورسنت پرکاربرد در جدول 3 آمده است . همه ی رنگ های فلئورسنت برای کاربردهای با گرمای بالا مناسبند و همگی دارای ثبات رنگ هستند و تولید رنگ های پر رنگ و سیر می کنند . همه ی این رنگ ها قیمت بسیار سرسام آوری دارند . این گستره ی قیمتی بین 75 الی 125 دلار بر واحد پوند ، متغیر است .
برخی از انواع خاص این رنگها که دارای درخشندگی شگفت آوری هستند ، قیمت تقریبی 3000 دلار بر واحد پوند دارند . با توجه به قیمت بالای رنگ های فلئورسنت ، چه چیز باعث می شود که یک تولید کننده از این رنگ ها برای رنگرزی محصولات پلاستیکی ، استفاده کند ؟!
در جواب این سوال باید گفت که در اغلب موارد ، موادی که رنگ می شوند ، بسیار مات هستند و حالت کدری ذاتی در آنها به وجود می آید . و در اغلب موارد نیز تنها وسیله ای که به واسطه ی آن این خواص ذاتی بهبود می یابد و رنگ ایجاد شده تمیز و درخشنده می شود ، استفاده از رنگ های فلئورسنت در آنهاست .
* استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع « راسخون » بلامانع می باشد .
منبع: Coloring Technology for plastics / RonaldM.Harris,Editor






تاریخ : سه شنبه 91/2/5 | 11:32 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
تاریخچه پلاستیک
تاریخچه پلاستیک

 






اولین قدم در مورد صنعت پلاستیک ، توسط فردی به نام وایسا هیکات انجام گرفت که تلاش می‌کرد ماده‌ای بجای عاج فیل تهیه کند. چون عاج فیل بعنوان ماده‌ای سخت ، گرانقیمت و همینطور کمیاب کاربردهای فراوانی داشت. وی توانست نیترات سلولز را (که به غلط نیتروسلولز گفته می‌شود) از سلولز تهیه کند. پس نیترات سلولز اولین پلاستیک با منشا طبیعی است. ویژگیهای مواد پلاستیکی یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت ، فرآیند پذیر بودن یا Processible بودن آن است. اگر ماده‌ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی‌توان از آن استفاده صنعتی کرد.
چون نمی‌توانیم آن را برای تهیه مواد بکار ببریم. ویژگی سلولز و نیترات سلولز سلولز نه قابل حل و نه قابل ذوب است و قبل از ذوب تجزیه می‌شود. پس فرآیند پذیر نیست. اما نیترات سلولز هم قابل حل و هم قابل ذوب است. یعنی وایسا هیکات ، سلولز فرآیند ناپذیر را به نیترات سلولز فرآیند پذیر تبدیل کرد. ویژگی استات سلولز نیترات سلولز ایراداتی دارد. از این رو تلاش برای جایگزین کردن یک پلاستیک دیگر به جای آن آغاز شد.
در سال 1908 مایلز استات را تهیه کرد که هم مزیت نیتروسلولز را دارد و هم کارکردن با آن آسانتر است و خطرات کمتری دارد. اولین پلاستیک سنتزی اولین پلاستیک سنتزی ، رزین فنل- فرمالدئید بود که در تلاش برای ساخت مواد پلیمری کاملا سنتزی ، در سال 1907 لئو بلکند موفق شد از متراکم کردن فنل با فرمالدئید ، رزین فنل فرمالدئید را که بعدها تحت عنوان بالکیت (بعنوان محصول نهایی) نامیده شد، تولید کند. این رزین هم در محیطهای اسیدی و هم قلیایی قابل تهیه است. محیط اسیدی نوالاک بالکیت محیط بازی رزول رزیتول رزیت فنوپلاستها از متراکم شدن فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی فنوپلاست یا رزین فنل-فرمالدئید حاصل می‌شود.

ماکزیمم PH که در صنعت با آن کار می‌شود 8/5 است و برای ایجاد این PH البته در محیط بازی به محیط ، NH3 یا NaOH اضافه می‌شود. برای این که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول ، باید گروه OH باشد. هر چه گروههای OH بیشتر باشد چسبندگی بیشتر خواهد بود. پس برای تولید چسب بهتر ، باید فرمالدئید اضافی برداریم. بهترین چسب آن است که گروه فرمالدئید آزاد داشته باشد. آمینوپلاستها این پلاستیک‌ها از متراکم شدن اوره یا ملامین با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آیند. دمای این واکنش باید بین 60 تا 80 درجه سانتیگراد باشد. چسب فنل فرمالدئید بعلت بدبویی در بازار نیست. ولی این چسب ، در بازار موجود است.
ملامین یا 8 ، 4 ، 6 _ تری آمینو _ 1 ، 3 ، 5 _ تری آزید با فرمالدئید می‌تواند در محیط اسیدی یا بازی ، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرایط تنظیم واکنش ، پلیمر یک بعدی ایجاد کند. وقتی که شرایط را با تنظیم PH در محیط اسیدی و دمای زیاد تغییر دهیم، پلیمر یک بعدی به سه بعدی تبدیل می‌شود و همراه با 20 درصد کائولن تبدیل به فرمیکال می‌شود که ماده استخوانی روی میزهای کابینت‌هاست که در خلا تحت فشار بالا پرس می‌شود. حال اگر 40 - 30 درصد کربنات کلسیم اضافه کنیم، تبدیل به زیر سیگاری و مواد دیر اشتعال پذیر می‌شود که قیمت آن ، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانیکی آن بالا می‌رود. کلید و پریز برق بدون استثنا از این ماده می‌باشد. ترموپلاستها پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد و باقی می‌ماند.
به عبارت دیگر ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند و با افزایش دما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد این پلیمرها را تضمین می‌کند یا بوجود می‌آورد. اگر ترموپلاستیکی را بصورت پودر یا حلقه‌های کوچک حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و وسیکوز می‌شود و اگر آنها را قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد منبع : سایت رشد.






تاریخ : یکشنبه 91/2/3 | 11:21 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

 

 نقش نسل جدید لوله ها در بهینه سازی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها
نقش نسل جدید لوله ها در بهینه سازی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها

 

نویسنده: دکتر علیرضا مردوخ پور (1)



 

Role of new pipes generation in optimizing building HVAC systems

خلاصه ی مقاله

استفاده از نسل جدید لوله های پلیمری مرکب (PEX)، در سیستم های حرارتی و برودتی ساختمان ها روز به روز گسترش می یابد. مزایایی نظیر مقاومت در برابر پوسیدگی و زنگ زدگی، شکل پذیری مناسب، مقاومت در برابر فشار و درجه حرارت بالا به مدت طولانی، ضریب انبساط طولی کم، ایجاد افت فشار کم در سیستم، مقاومت در برابر حلال ها، جلوگیری از رسوب مواد موجود در آب، امکان انتخاب قطر کم تر در طول واحد لوله در هنگام طراحی، حمل و نقل سریع و آسان و کاهش تعداد اتصالات، از جمله مواردی هستند که به بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه ی سیستم آب رسانی در صنعت ساختمان کمک شایانی نموده است. استفاده از لوله های پلیمری از اوایل دهه ی 1970 میلادی با هدف جایگزینی مناسب برای لوله های مسی و گالوانیزه که در ساختمان به کار می روند مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که لوله های فلزی به تدریج دچار خوردگی و پوسیدگی می شوند، تحقیق برای دستیابی به لوله هایی با عمر زیاد که معایب لوله های فلزی را نداشته باشند در کشورهای صنعتی آغاز گردید که در بدو امر منجر به تولید لوله های پلیمری معمولی گردید ولی با توجه به ایرادات مشاهده شده در لوله های پلیمری معمولی تحقیقات ادامه یافت تا آن که مجر به تولید نسل جدید لوله های پلیمری مرکب (PEX) گردید. لوله های (PEX) که نوع شبکه ای شده ی لوله های پلی اتیلن معمولی هستند به تدریجه جایگزین لوله های رایج فلزی در صنعت ساختمان در کشورهای پیشرفته صنعتی شده اند.
در این مقاله به نقد و بررسی لوله های (PEX) که بهره گیری از آن ها در ایران هم مورد توجه قرار گرفته است پرداخته می شود تا مزایای آن ها در صنعت ساختمان که منجر به بهینه سازی مصرف انرژی در تأسیسات حرارتی و برودتی می شود معرفی گردند.

چکیده

کاربرد پلیمرها در سیستم های حرارتی و برودتی ساختمان ها که به تدریج جایگزین لوله های فلزی گشته اند، روز به روز گسترش می یابد. با توسعه ی علم شیمی در بخش پلیمرها و آشکار شدن مزایای آن ها در کشورهایی نظیر فرانسه، انگلستان، ژاپن و ایالات متحده اکنون نسل جدید لوله های پلیمری که به لوله های پلیمری شبکه ای شده (PEX) معروف اند در ایران هم مورد توجه قرار گرفته است. مزایایی نظیر مقاومت در برابر زنگ زدگی و پوسیدگی، شکل پذیری مناسب، مقاومت در برابر فشار و درجه حرارت به مدت طولانی، ضریب انبساط طولی ناچیز، ایجاد افت فشار کم در سیستم، مقاومت در برابر حلال ها، جلوگیری از رسوب مواد موجود در آب، امکان انتخاب قطر کم تر هنگام طراحی، کاهش تعداد اتصالات و حمل و نقل سریع و آسان از جمله مواردی هستند که به بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه های اقتصادی در تأسیسات حرارتی و بهداشتی کمک شایانی نموده است و لذا شایسته است که لوله های (PEX) مورد نقد و بررسی قرار گیرند.
کلید واژه ها: بهینه سازی (optimize)، سیستم های حرارتی (thermal systems) لوله های پلیمری (polymer pipes)، پلی اتیلن شبکه شده (cross linking polymer)

مقدمه

استفاده ی وسیع از فلزات در امر
توزیع و انتقال آب در ساختمان ها، برای مدت های زیادی رواج داشته است. در طی زمان، نقایص و ایراداتی در لوله های فلزی آب رسانی در ساختمان ها، آشکار گردیده است. نقایصی نظیر خوردگی، زنگ زدگی، رسوب گرفتگی، پوسیدگی و عدم مقاومت در برابر حرارت های بالا و فشار مداوم، سبب شده که طراحان تلاش نمایند با ابداع روش ها و مصالح جدید نظیر استفاده از آلیاژهای سبک به فکر حل این مشکلات بیفتند. در دهه ی 1990 میلادی سیستم جدیدی ارئه گشت که نتیجه ی تلاش محققانی بود که از سال 1970 میلادی در مورد پلیمرها به تحقیق پرداخته بودند. این تلاش ها منجر به ابداع سیستمی بر مبنای تولید لوله های پلیمری گشت که امروزه در اغلب کشورهای پیشرفته ی صنعتی جایگزین لوله های فلزی گشته اند.
اگرچه خانواده های لوله های پلیمری مانند پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP) و پی وی سی (PVC) فاقد ایرادات لوله های فلزی هستند، ولی در ابتدای تحقیقات مشخص گردید که این لوله ها دارای نقایص و ضعف هایی مانند محدودیت در انتقال حرارت بالا و عدم تحمل فشار در دمای بالا می باشند. جهت رفع نواقص مورد اشاره و دستیابی به محصولی که دارای مزایای لوله های فلزی و پلیمری و فاقد ایرادات آن ها باشد، تلفیق مواد پلیمری و فلزی مورد بررسی قرار گرفت، به گونه ای که بر مبنای تلفیق این مواد، در سیستم های لوله کشی و آب رسانی در تأسیسات حرارتی، در طی دو دهه ی اخیر، تحولات نوینی پدید آمد. لوله های مسی و گالوانیزه که اولین نسل لوله ها در تأسیسات حرارتی و برودتی بودند به تدریج جای خود را به نسل های جدید لوله های پلیمری سپردند و معایب لوله های فلزی مانند خوردگی، پورسیدگی، بروز فعل و انفعالات شیمیایی در فلز و تشکیل لایه ی رسوب داخل لوله و ایجاد افت فشار بالا در سیستم برطرف گردید و گامی بلند در بهینه سازی اقتصادی و کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها برداشته شد.

لوله های پلیمری

از اوایل دهه ی 1970 میلادی که مطالعه بر روی لوله های پلیمری به مرحله ی نوینی رسید، تلاش برای دستیابی به محصولی که عاری از معایب لوله های فلزی باشد بر مبنای اصول اقتصادی شامل قیمت نازل در تولید و سرعت عمل بیش تر در حین کاربرد و مونتاژ، وارد مرحله ی جدیدی گشت. در ابتدای امر، محققان لوله های پلیمری PE، PP و PVC را مورد توجه قرار دادند. [1] ولی لوله های مذکور در آن زمان دارای یک عیب عمده بودند: بر خلاف فلزات که دارای ساختمانی فشرده و غیر قابل نفوذ بودند، پلیمرها در برابر اکسیژن موجود در آب نفوذپذیر بودند و در نتیجه تأسیسات مکانیکی از قبیل پمپ ها، رادیاتورها، شیرآلات و مخازن آب، در صورت اتصال به چنین لوله هایی مورد خوردگی شدید قرار می گرفتند و با گذشت زمان دچار پوسیدگی می شدند. [2] همچنین در لوله های پلیمری، با افزایش دما، تضمینی برای حفظ خواص مکانیکی و فیزیکی وجود نداشت. با توجه به معایب مذکور، تحقیقات برای دستیابی به لوله های پلیمری که دارای خواص فیزیکی و مکانیکی مناسب و حفظ این ویژگی ها در دماهای بالا باشند ادامه یافت که در نهایت منجر به پدید آمدن دو فلسفه در طراحی به ویژه در طراحی با لوله های پلیمری گشت. فلسفه ی اول آن است که لایه ای نفوذناپذیر از پلیمر بر روی لوله ها کشیده شود. چنین راه حلی به دلیل آسیب پذیری در هنگام حمل و نقل، وجود مشکلات در نصب و اتصال لوله ها و نفوذپذیر بودن پلیمر در برابر اکسیژن در دماهای بالا و همچنین هزینه ی گزاف تولید پلیمر جدید، پذیرفته نشد. اگرچه تحقیقات بر روی این فلسفه هم هنوز ادامه دارد. فلسفه ی دوم آن است که روشی ابداع شود که ساختار پلیمرهای موجود تغییر یابد. این فلسفه با پیشرفت علم شیمی محقق گردید. در این روش نوعی جدید از پلیمر به نام پلیمر شبکه ای شده (Cross Linking) تولید گردید که در آن اتصال عرضی بین زنجیره های پلیمری از ساختار خطی به ساختار شبکه ای تبدیل گشت و پلی اتیلنی که از طریق چنین فرآیندی حاصل آمد به پلی اتیلن شبکه ای (PEX) معروف گردید که امروزه نوع جدید این پلیمرها در بازار به نام لوله های (New Pipe) موجود می باشد. شکل 1، مقطع عرضی این لوله ها را ارائه می دهد.
به طور کلی پلی اتیلن شبکه شده از مسیر تحول 30 ساله ای به دست آمد. از آن جا که پلی اتیلن معمولی دارای ویژگی هایی نظیر عایق الکتریکی بودن، خاصیت ورقه شدن و مقاومت شیمیایی بالا را دارا می باشد [4]، گزینه ی مناسبی برای استفاده در صنعت لوله کشی ساختمان بود، ولی نقطه ی ضعف پلی اتیلن معمولی آن است که این ماده در برابر حلال ها به سرعت تغییر شکل می دهد و ممکن است در آب ناخالص در آن ترک به وجود آید. از این رو پلی اتیلن معمولی در طولانی مدت در آب گرم قابل استفاده نیست و کاربرد آن در شبکه ی تأسیسات حرارتی ساختمان مورد سوال قرار می گیرد. برای برطرف نمودن این نقص، پلی اتییلن را به اصطلاح شبکه ای می نمایند تا محصول PEX به دست آید. با شبکه ای شدن پلی اتیلن، مقاومت آن در برابر حلال ها افزایش می یابد، ضمن آن که برخی خواص فیزیکی و مکانیکی آن در دمای بالا هم بهبود می یابد. [3]

 نقش نسل جدید لوله ها در بهینه سازی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها

لوله های پلیمری مرکب (PEX) دارای ویژگی ها و ساختاری شبکه ای به شرح زیر می باشند:
1- لایه ی آلومینیوم: اگرچه لوله های پلی اتییلن شبکه ای شده در برابر حلال ها پایدارند، ولی دارای دو محدودیت مهم می باشند:
الف) ضریب انبساط حرارتی بالا: به طور کلی ضریب انبساط حرارتی مواد پلیمری نسبت به فلزات بالاتر است. هنگامی که آب گرم در لوله های پلیمری جریان می یابد ابتدا طول لوله ها افزایش می یابد که در صورت بسته بودن شبکه ی لوله کشی، تنش های حرارتی به وجود می آیند.
ب) نفوذ اکسیژن: نفوذ اکسیژن از طریق لایه های پلیمری در سیستم های رایج حرارتی، تخریب دیگر اجزای سیستم را به همراه دارد. برای رفع دو ایراد مشروحه، از لایه ای آلومینیوم بهره می گیرند. [3] مشخصات آلومینیومن مصرفی بر طبق استانداردASTM ارائه می شود [1]، ولی می توان به طور کلی ضخامت آن را بین 0/2 تا 0/3 میلی متر و مقاومت کششی آن را حداقل 100 مگاپاسکال انتخاب نمود. [5]
2- چسب: بین لایه ی آلومینیوم و لایه های خارجی پلی اتیلن شبکه شده، از چسب ویژه ای استفاده می گردد. چسب مورد استفاده باید دارای دو ویژگی مهم باشد:
الف) استحکام بالا به هنگام چسبیدن به آلومینیوم و پلی اتیلن؛ و
ب) مقاومت حرارتی بالا تا دمای 110 درجه ی سانتی گراد به مدت طولانی.

ویژگی ها و مزایای لوله های مرکب (PEX):

به طور کلی مزایای پلی اتیلن PEX به شرح زیر هستند:
1- عمر بالای بهره برداری: بر طبق استاندارد ASTM و نیز استاندارد DIN طول عمر لوله های PEX در شرایط استاندارد بهره بردرای حدود 50 سال برآوردمی گردد.
2- تحمل فشار و دمای بالا و نیز دمای زیر صفر درجه ی سانتی گراد: با مراجعه به استاندارد ASTM-F128، لوله های PEX می توانند در دمای 95 درجه ی سانتی گراد با فشار 10 اتمسفر به مدت 50 سال شرایط بهره برداری را فراهم نمایند. همچنین لوله های PEX، قابلیت تحمل دماهای زیر صفر درجه تا حد 40 درجه ی سانتی گراد زیر صفر را دارا می باشند، لذا می توان از این لوله ها در مولدهای سرمایشی هم بهره برد.
3- عدم نفوذ اکسیژن: لوله های PEX به دلیل وجود آلومینیوم، در مقابل نفوذ اکسیژن محفوظ هستند و لذا هیچ گونه خوردگی متوجه اتصالات لوله کشی و مخازن نمی گرددد.

 نقش نسل جدید لوله ها در بهینه سازی سیستم های گرمایشی و سرمایشی ساختمان ها
شکل 1: مقطع عرضی لوله های پلیمری مرکب (PEX)

4- مقاومت سایشی: لایه ی پلیمری که در لوله ی مرکب قرار دارد، مقاومت بالایی در برابر ذرات شن و ماسه و املاح معدنی دارد که این ویژگی به دلیل شبکه ای شدن پلیمر است.
5- مقاومت در برابر رسوبات: جدار داخلی لوله های مرکب PEX، نسبت به جدار داخلی لوله های فلزی صیقلی تر است که این امر امکان رسوب گیری توسط لوله را منتفی می نماید.
6- انتخاب لوله با قطر کم تر در طراحی: به دلیل عدم رسوب گذاری، افت فشار داخل لوله ها بسیار کم است و لذا هنگام طرح، انتخاب لوله هایی با قطر کم تر فراهم می آید.
7- انعطاف پذیری: با توجه به آن که فلزات قابلیت شکل پذیری و پلیمرها قابلیت انعطاف پذیری بالایی دارند، انتظار می رود که لوله های (PEX) که حاوی هر دو مولد مذکورند، هر دو ویژگی را داشته باشند. لوله های (PEX) در مقابل ضربه و تنش های وارده مقاومت بالاتری به دلیل وجود آلومینیوم در مرکز لایه دارند، ضمن آن که به دلیل بدنه ی پلیمری، انعطاف پذیری بالایی در برابر تغییرات فشار و درجه حرارت دارند.
8- کاهش تعداد اتصالات: به دلیل انعطاف پذیر بودن لوله های مرکب (PEX)، امکان تهیه ی کلاف طولی از آن ها فراهم می آید و لذا می توان طول لوله ها را بلندتر طراحی نمود که در نتیجه امکان کاهش تعداد اتصالات فراهم می آید. ذکر این نکته لازم است که در صورت کاهش تعداد اتصالات در طرح، می توان لوله کشی را با هزینه ی کم تری انجام داد و هزینه ی طراحی و اجرا را پایین آورد.

نتیجه

با پیشرفت علم در زمینه ی پلیمرها، امکان تولید لوله های مرکب (PEX) فراهم آمده است که با بهره گیری از آن ها می توان گام بلندی در بهینه سازی اقتصادی و بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه های حرارتی و برودتی در لوله کشی ها و تأسیسات آب رسانی ساختمانی برداشت. مزایایی نظیر مقاوم بودن در برابر مواد شیمیایی موجود در آب، مقاوم بودن در برابر حلال ها، مقاومت در برابر فشار و درجه حرارت بالا به مدت طولانی، ضریب انبساط طولی ناچیز، عدم ورود اکسیژن به لایه های داخلی، جلوگیری از رسوب گذاری، عدم تغییر رنگ و بو و مزه ی آب داخل لوله، عدم پوسیدگی لوله، قابلیت انعطاف پذیری بالا، ایجاد افت فشار کم در سیستم، امکان انتخاب قطر کم تر در طرح لوله، کاهش تعداد اتصالات و حمل و نقل و نصب سریع و آسان مواردی هستند که به بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش هزینه ی سیستم لوله کشی در صنعت ساختمان کمک شایانی می نمایند.

پی‌نوشت‌ها:

1- استادیار گروه عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لاهیجان، عضو پایه ی یک سازمان نظام مهندسی ساختمان استان تهران، عضو انجمن راه و ساختمان ایران، Email: alireza.mordokhpour@yahoo.com

منابع و مراجع
[1] ASTM Standards: "Specification for aluminum and aluminum alloy round welded tubes". Vol. 02.02. B313M. (1995).
[2] ASTM Standards: "Specification for polyethylene plastics molding and extrusion materials". Vol. 08.01. D 1248. (1995)
[3] British standard: BS 6920. Subsection. 2.2.2. (2020)
[4] European standard: EN 579. (2003)
[5] U.S. department of energy. (2004)






تاریخ : یکشنبه 91/2/3 | 9:48 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

 

تاریخچه کابل‌های زیردریایی
تاریخچه کابل‌های زیردریایی

این مقاله به بررسی تاریخچه کابل‌های زیردریایی که سهم چشم‌گیری از زیرساخت شبکه ارتباطات جهانی را به خود اختصاص داده‌اند،می‌پردازد. حتی در دوره فناوری‌های GPS، وای‌فای و کامپیوترهای لوحی نیز نباید فراموش شود که بخش قابل‌توجهی از ارتباطات از طریق کابل‌ها و نه امواج بی‌سیم صورت می‌پذیرد. به همین ترتیب، کابل‌های زیردریایی نیز سهم چشم‌گیری از زیرساخت‌ شبکه ارتباطات جهانی را به خود اختصاص داده‌اند و اکنون شبکه پدید آمده از این کابل‌ها می‌تواند پنجاه میلیون تماس تلفنی همزمان را پشتیبانی کند.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

بیش از 150 سال از وقتی که نخستین پیغام الکترونیکی دنیا راه خود را به آهستگی از میان اقیانوس اطلس شکافت تا به مقصد برسد، گذشته‌است. پیغام مذکور در سال 1858 از سوی ملکه ویکتوریای بریتانیا به جیمز بیوکنن رئیس جمهور ایالات‌متحده ارسال ‌شد و با این‌که تنها حاوی 98 واژه بود، شانزده ساعت طول کشید تا به دست گیرنده‌اش برسد. اما امروز مکاتبات میان قاره‌ای در یک چشم به هم زدن انجام می‌شوند. ارتباطات پیشرفته با بهره‌گیری از کابل‌های فیبر نوری باندپهن که با گذر از اقیانوس‌ها، کشورهای جهان را به هم متصل می‌کنند، امکان‌پذیر شده‌است. در همین راستا، شرکت انگلیسی Cable&Wireless در قالب یک تاریخچه تصویری، استقرار نخستین کابل‌های ارتباطی را با کاربرد تجاری در آن‌سوی اقیانوس اطلس به نمایش گذاشته ‌است. این زیرساخت ارتباطی در سال 1866 و با همکاری کنسرسیومی از شرکت‌های تلگراف انگلیسی ایجاد شد، ضمن این‌که کشتی بخار و آهنین SS Great Eastern که توسط مهندس معروف، ایزامبارد کینگدام برونل طراحی شده‌بود، در استقرار این کابل‌ها در اقیانوس اطلس و نیز بین شهرهای بمبئی در هندوستان و پورث کورنو در انگلستان نقش بزرگی ایفا کرد. این تصویر کشتی کابل‌کشی کولونیا را در حال کشیدن کابل بین شهر پورث کورنو و فایال در سال 1906 نشان می‌دهد.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

پورث کورنو تا مدت‌ها، مقصد انبوهی از کابل‌های ارتباطی به شمار می‌آمد و در واقع بزرگ‌ترین ایستگاه کابل در دنیا بود. در این عکس کارگران، کابل‌های تلگراف را که تا ساحل پورث کورنو رسیده در زیر زمین جای می‌دهند. در آغاز سرعت ارسال پیغام‌ها پایین بود. در سال 1870 سرعت ارسال اطلاعات تقریباً ده کلمه در دقیقه بود و به این ترتیب 37 روز طول می‌کشید تا رمان «جنگ و صلح» تولستوی توسط این شبکه ارسال شود.هزینه ارسال پیغام از انگلستان به ایالات‌متحده نیز گران بود و ارسال نخستین پیغام تجاری در سال 1873 که تنها بیست کلمه داشت، بیست پاوند هزینه برداشت. ارزش بیست پاوند در سال 1983 به حساب امروز حدود 900 پاوند می‌شود.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

شرکت Cable&Wireless Worldwide همین امروز نیز به استقرار کابل‌های ارتباطی جدید دریایی در سراسر جهان اشتغال دارد. این کابل‌ها در پاسخ به تقاضا برای دسترسی سریع‌تر به سرویس‌ها و داده‌های اینترنتی با کاربردهای گوناگون شخصی و تجاری کشیده می‌شوند. از جمله مشتریان C&W کشورهای شرق و غرب آفریقا هستند که در تلاشند اتصال‌های اینترنتی خود را گسترش دهند. این شرکت با همکاری شرکای جهانی خود، مشغول توسعه اتصال‌های فیبرنوری بین افریقای جنوبی و شمالی و نیز اروپا است تا این شبکه کابلی را به گزینه‌ای جایگزین برای باندپهن ماهواره‌ای در کشورهایی مانند توگو و نامیبیا تبدیل کند.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

این تصویر عرشه کشتی کابل‌کشی را نشان می‌دهد. کابل‌هایی که از آن‌ها استفاده نمی‌شود از عمق آب‌ها خارج می‌شوند تا در جای دیگری به کار گرفته شوند. یکی از مواردی که طی این 150 سال تغییر نکرده‌، چگونگی بازیابی کابل‌ها است که مانند گذشته یک قلاب را به انتهای یک طناب پنج مایلی می‌بندند تا کابل‌ها را با آن از عمق آب درآورند. شگفت این‌که اکنون قیمت این طناب‌ها از کابل‌هایی که بازیابی می‌شوند، گران‌تر است.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

همان‌طور که در عکس نشان داده شده، در نزدیک ساحل کابل‌ها در زیرزمین قرار داده می‌شوند تا از هرگونه برخورد با کشتی‌ها دور نگه داشته شوند.به طور کلی شرکت C&W تعداد 69 سیستم کابلی را در سراسر جهان راهبری می‌کند که شامل مجموعه‌ای پانصد هزار کیلومتری از کابل‌های فیبرنوری در 152 کشور جهان است. با این مقدار کابل می‌توان دوازده بار دور زمین را کابل کشید. شبکه مذکور، هم مسیرهای زمینی و هم مسیرهای زیردریایی را شامل می‌شود. کابل‌های زمینی از هنگ‌کنگ تا چین و کابل‌های زیردریایی از ژاپن تا ایالات متحده کشیده‌ شده‌اند.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

قدرت کابل‌های امروزی چنان است که بتوانند در شرایط‌ موجود در زیر دریا مقاومت کنند، اما در مواردی هم دیده شده که کوسه‌ها بعضی از این کابل‌ها را پاره کرده‌اند.

تاریخچه کابل‌های زیردریایی

منابع:
- سایت سیلیکون
- سایت Zdnet انگلستان
- منبع عکس‌ها بایگانی شرکت Cable&Wireless Worldwide ‌است.
تاریخچه کابل‌های زیردریایی






تاریخ : شنبه 91/2/2 | 7:14 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()


صنعت پلاستیک

تهیه کننده : مجید مکاری
منبع : راسخون


پلاستیک چیست؟

پلاستیک مsحصولی است که به منظورهای مختلفی بکار می رود.پلاستیک ممکن است سخت یا نرم باشد شفاف یا مات باشد.می تواند شبیه چوب یا چرم یا ابریشم بنظر آید.می تواند در ساخت اسباب بازی یا دریچه های قلب بکار رود.در حال حاضر بیش از 10000 نوع پلاستیک مختلف وجود دارد.مواد خام اولیه برای تهیه پلاستیک عبارتند از نفت و گاز .این سوخت های فسیلی بعضا با اکسیژن و کلر برای ساخت انواع پلاستیک ترکیب می شوند.خیلی از چیزهایی که می خرید در پوششها و بسته بندی های پلاستیکی عرضه می شوند .شما هم احتمالا هر بسته ای را باز می کنید بعد از مصرف جعبه یا ظرف پلاستیکی اش را بدون توجه دور می اندازید.اما اگر همه این جعبه ها و ظروف پلاستیکی را جمع آوری کنیدچه اتفاقی می افتد؟در عرض یک ماه چه مقدار مواد زائد پلاستیکی مانند بطری نوشابه کیسه پلاستیکی و خودکار خالی جمع می کنید؟
بعضی از انواع پلاستیک ها قابل بازیافت هستند و برخی قابل بازیافت نیستند.خیلی ها فکر می کنند که پلاستیک ها پسماندهایی هستند که در نهایت غیر قابل تبدیل هستند یا از آنجا که سوختهای فسیلی را مصرف می کنند آنها را انرژی خوار می نامند.در صورتی که چنین نیست وپلاستیکها از لحاظ انرژی و مصرف آن بسیار با صرفه عمل می کنند .یعنی انرژی خیلی کمتری برای ساخت یک بطری پلاستیکی نسبت به ساخت بطری شیشه ای مصرف می شود.همچنین از آنجایی که پلاستیکها وزن سبکی دارند انرژی کمتری برای حمل آنها مصرف می شود.گرچه پلاستیکها به طور کلی سبک هستند ولی دفع آنها در محلهای دفن زمینی گزینه ی خوبی نیست بلکه دو راه دیگر هم وجود دارد بازیافت و زباله سوزی .کاربری این روش ها موجب بازپس گیری برخی ارزشهای پلاستیک می شود که میتواند در ساخت دوباره اقلام پلاستیکی به کار آید.
زباله سوز موجب بازیابی انرژی شیمیایی می شود که می تواند به منظور تولید بخار و الکتریسیته بکار رود .در صورتی که دفن زمینی پلاستیکها هیچ کدام از این مزایا را ندارد و بعلاوه دفن بهداشتی پلاستیک به معنی دفن همیشگی است چرا که این نوع پسماندتجزیه هم نمی شود.
صنعت پلاستیک ها با توجه به ارتباط شدید آن با صنعت نفت از اهمیت زیادی برخوردار است.
در حقیقت به نوعی می توان عنوان کرد که اگر نفت نباشد قادر به تولید پلاستیک ها نیستیم. تا اواسط دهه 1950 منبع اصلی ماده اولیه برای صنعت پلاستیک در اروپا زغال سنگ بود که در این راستا قطران زغال سنگ, کک,گاز زغال سنگ و آمونیاک قطران زغال سنگ منبعی برای مواد شیمیایی آروماتیک مانند بنزن,تولوئن فنول,نفتالین, و محطولات وابسته بود که در نهایت به تولید پلاستیک های مهمی نظیر رزین های پلی استیرن ونایلون ها منتهی می شد.
توسعه صنعت پتروشیمی احتمالا بزرگترین عامل منحصربه فرد در رشد پلاستیک است به همین دلیل صنعب پتروشیمی از طریق تولید پلاستیک ها به طور محسوس و از جنبه های مختلف در زندگی روزمره ی ما نمایان است.
از لحاظ تاریخی صنعت پلاستیک از شدت رشد بسیار سریعی برخوردار بوده است. اگر چه پلاستیک های مصنوعی از اواخر قرن نوزدهم به گسترده به بازار نفوذ پیدا کرده اند. ولی درحقیقت این صنعت با پایان جنگ جهانی دوم و ورود مواد اولیه پتروشیمیایی نسبتا ارزان به بازار رشد کرد و ما را به عصر کنونی می توان به عصر پلاستیک ها نام داد؛ رهنمون ساخت و سرعت رشد این صنعت بیشتر از صنایع دیگر می باشد. که این امر خود به خاطر مزایای فناوری های جدید ودخالت دادن پارامتر های اقتصادی در جایگزین کردن پلاستیک ها بجای موادی مانند فلز, شیشه, چوب, سرامیک و... است. به عنوان مثال میتوان از جایگذین یک لوله ی پلاستیکی بخاطر قیمت وسهولت نصب و اتصال آن در قیاس با نمونه ی فلزی آن نام برد. در حال حاضربا توجه به پیشرفت های جدید در صنایع خودرو سازی و یا لوازم خانگی قطعات پلاستیکی به خاطر کاهش وزن و افزایش بازدهی سوخت جایگزین بسیار مناسبی برای قطعات فلزی در این دسته از تولیدات شده اند از مثال های متعدد دیگری که در تصدیق این امر میتوان اشاره کرد این است که امروزه از انواع پلاستیک های پلیمری در بازار در حدود 70 % آنها مختص به چهار گروه PVC,PE,PP,PSمی باشد.
برای تولید این چهار زمینه ی کالایی رقابت زیادی بین شرکت های شیمیایی :"داو-بی اف گودریچ-فیلیپس-یونیون کار باید-و پونت-مونسانتو-اکسون" از اهمیت خاصی برخوردار است که با توجه به قیمت کالاهای پلاستیکی عرضه شده به بازار رقابت شدیدی بین تولید کنندگان وجود دارد. در مواردی نیز پلاستیک های خاصی فقط توسط یک یا دو تولید کننده تولید می شود و جنبه ی رقابتی از بین می رود.
تقسیم بندی پلاستیک ها بر اساس بنیان اصلی:
1-طبیعی
2-نیمه مصنوعی
3-پلاستیک های مصنوعی یا صنعتی
در مورد پلاستیک های طبیعی میتوان به موادی چون رزین ها-بیومین ومثلاک اشاره کرد در مورد پلاستیک های نیمه مصنوعیبه ماده ای چون گازئین که ریشه ی اصلی آن شیر می باشد اشاره می شود که در ساخت" دسته ی برس, دکمه و چسب چوب "کاربرد دارد.
اما پلاستیک های صنعتی که کاربرد فراوانی پیدا کرده اند قطعات فراوانی مثل چرخ دنده ها قطعات تلفن را شامل می شوند که ریشه اصلی آنها زغال سنگ می باشد از جمله این مواد فرم آلدئید – اوره فرم آلدئید و فلوئور کربن می باشد.

تاریخچه پلاستیک ها

اولین بار در سال 1862 برادران هایت موفق به تولید سلولوئید شدند و در حدود 40 سال بعد شخصی به نام باکلند موفق به تولید باکلیت شد و در حد فاصل سالهای 1921 تا 1928 بعضی از نایلونها و همچنین اوره – فرمالدهید و غیره به بازار عرضه شد در سال 1934 پلی وینین کلرید در میزان تجاری جهت ساخت محصولات مختلف روانه بازار شد.
اما مهمترین دوره پیشرفت پلاستیکها در دهه 1950 تا 1960 اتفاق افتاد که در آن زمان دوران اختراع و تولید انواع مختلف پلاستیکها خواص و کاربردهای متنوع نقطه عطفی در این صنعت نام گرفت.
در این زمانها دانشمندان چون زیگلر از آلمان و یا ناتا از ایتالیا اصول و روشهای پلیمراسیون را روشن کردند و باعث پیدایش تکنولوژی نوینی در جهت ساخت پلیمرهایی مختلفی همچون پلی اتیلن ها , پلی پروپیلن ها , پلی اترها و اپوکسی ها و ... شدند.

آینده و بازار پلاستیک

همانگونه که در قبل از این ذکر شد بیشترین مصرف پلاستیک ها درست پس از جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزین ارزان قیمت مواد مرسوم و رایج شکل گرفت اما حتی امروز نیز تصور عمومی از صنعت پلاستیک به طور کامل شفاف و مثبت نیست . سهم قابل توجه پلاستیک ها در ارتقاء سطح استاندارد کیفی زندگی تبیین نشده است . با این حال در بسیاری از زمینه ها مواد پلاستیکی مدتی است که جایگاه مناسب خود را در بازار یافته اند که از جمله آنها می توان به صنعت برق اشاره کرد که ترکیب خواص عالی عایق بودن و چقرمگی ، دوام و دیر سوز بودن به انواع مختلف دو شاخه سر پیچ لامپ و عایق سیم ها و کابل ها منتهی شده است .
اگر بخواهیم فهرستی از کاربرد پلاستیک ها اشاره کنیم می توانیم به موارد زیر توجه کنیم
1- کاربرد خواص ( پیزوالکتریک و پیروالکتریک و ینلیدن فلوئورید ) در بلند گوها و آشکارسازی
2- مصارف وسیع پلاستیک ها در ساختمان سازی مثل لوله آب فاضلاب لایه های ضد رطوبت – کفپوش ها – عایق کاری ، تزئین دیوار و ....
3- کاربرد پلاستیک ها در موارد بسته بندی مثل بطری ها – ظروف حمام
4- صنایع خودروسازی که در حال حاضر یکی از مصرف کنندگان عمده پلاستیک ها است که افزایش وزن و تعداد قطعات پلاستیکی در خودروها مبین این ادعا است : از جمله این قطعات می توان در اتومبیل به آنها اشاره کرد مثل باطری – سیم های نرم دو شاخه – سوئیچ برق – کلاهک های تقسیم – لوازم چراغ – روکش صندلی – تودوزی و تزئین بدنه – پروانه رادیاتور – لوله آب – لوله بنزین – مخازن آب سرد کن و چندین قطعه دیگر پلاستیکی موجود در یک خودرو مثل کمربند ایمنی – سپر اتومبیل – شبکه رادیاتور و .........
که در بسیاری از این قطعات وزن قطعه پلاستیکی بسیار کم بوده و هست حتی به طوری که اظهار شده است در یک خودرو کوچک اروپایی در حدود 450 قطعه مختلف از یک پلاستیک نوع پلی استال بکار گرفته شده است که مجموع وزن آنها از یک کیلوگرم فراتر نرفته است .
5- مبلمان و لوازم خانگی و اداری
6- وسایل حمل و نقل ترابری آبی و هوایی مثل قایق ها و هواپیما ها
7- تجهیزات صنعتی مثل لوله های صنعتی – پمپ ها – شیر ها – شیشه اتاق های کنترل که از موادی همچون PTFE –PVC استفاده می شود .
8- صنایع عکاسی
9- تجهیزات پزشکی مثل سرنگ تزریق و ....
10-استفاده از فیلم پلاستیک جهت کاغذ چاپ
11- صنایع تولید کفش

لباس های زمستانی

موارد اشاره شده تنها برخی از مصارف عمده مواد پلاستیکی را نشان می دهد .
با توجه به تاثیر گذاری عوامل زیر در سال های 1945 تا 1973 رشد چشمگیر کاربرد پلاستیک های مشهود بوده است .
1- افزایش شناخت خصوصیات و توانایی های مواد پلاستیکی
2- قابلیت رو به رشد پلاستیک ها به واسطه ظهور مواد جدید
3- کاهش مداوم هزینه مواد اولیه پلاستیک نسبت به هزینه مواد رایج مانند چرم ، کاغذ ، فلزات و ......
4- پایین بودن هزینه حمل و هزینه تولید
صرف نظر از قیمت نفت این عوامل به میزان زیادی نشان می دهد که صنعت پلاستیک یک صنعت تکامل یافته است که رشد آینده زیادی به وضعیت اقتصادی جهان دارد . و با توجه به اینکه هزینه تبدیل نفت به مواد پلاستیکی و هزینه های حمل و نقل و فرایند آنها کمتر از فعالیت های مشابه توسط مواد مرسوم است بنابر این مشخص می شود که قیمت پلاستیک ها با سرعتی کمتر از مواد مرسوم رقیب آنها افزایش می یابد .
و این گواهی دهنده افزایش اهمیت پلاستیک ها در آینده است .
مشکلی که برای صنعت پلاستیک هم اکنون متصور است که در سال 1970 نیز آشکار شد . نگرانی در مورد محیط زیست می باشد . که نگاه کلی آن بر روی صنایع شیمیایی و به منبع به بخشی از آن که مواد پلاستیکی هستند متمرکز است
اما در مجموع باید اشارهکرد که کاربرد پلاستیک ها در تمتم صنایع روند صعودی خود را همچنان حفظ کرده است
تا جایی که امروز در ساخت یک هواپیمای مافوق صوت بیش از 5/2 تن قطعات پلیمری ( مصنوعی ) مصرف می شود .
خواص عوده پلاستیک ها
1- سبک بودن
2- عایق حرارت بودن
3- عایق الکتریسته بودن
4- شفاف بودن
5- رنگ پذبری
6- مقاوم در برابر شرایط جوی
7- مقاوم در برابر حلال های شیمیایی
8- بهداشتی بودن
9- سهولت شناخت
10- ارزانی
11- سازگاری با شرائط مختلف
12- کاربرد متنوع

تقسیم بندی پلاستیک ها

1- گرما سخت ها
2- گرما نرم ها
یک گرما سخت می تواند از طریق فرایند ایجاد پیوند های بین مولکولی کاملاً سفت و سخت شود . همچنین یک گرما سخت می تواند دارای ماده اولیه سه عاملی مانند فنل یا دو عاملی مانند فرمالدئید باشد که باری تشکیل سبکه ماکرو مولکولی واکنش بدهند .
گرما نرم ها نسبت به گرما سخت ها متفاوت بوده و می توان آنها راپس از مصرف مجدداً ذوب نموده بدون اینکه تغییر پیدا کنند .
از جنبه تجارتی گرما نرم ها به دو دسته تقسیم می شوند . سفت و انعطاف پذیر که گرما نرم های انعطاف پذیر مقادیر کشیدگی طولی نسبتاً زیادی در نقطه پارگی دارند ( تا حدود 500 در صد ) مثل پلی اتیلن و پلی وینیل کلراید . با این وجود بعضی از گرما نرم ها می تواند تا حد بعضی از الاسترمر ها کشیدگی طولی نشان دهند . ولی کاملاً با آنها تفاوت دارند که مهمترین وجه آن گرما نرم کشیده می شود و رها می شود به حالت اولیه خود بر نمی گردد .
مساحت زیر نمودار نشانگر تقریبی ظرفیت جذب انرژی گرم نرم قبل از پاره شدن است که هر چه ظرفیت فوق بزرگتر باشد . مقاومت ضربه ای بیشتر و گرما نرم سفت تر خواهد بود .
یک رزین پلاستیکی قبل از اینکه تحت عملیات قالب گیری و یا اکستروژن قرار گیرد و به محصول نهایی تبدیل شود به انواع افزودنی ها و یا اجزاء آمیزه کاری آمیخته می شود .
که ترکیب هر یک از این اجزاء به منزله افزایش یک خصوصیت ویژه در محصول نهایی است .
خواص ویژه می تواند مواردی همچون – پایداری در مقابل اکسید کننده ها – مقاومت ضربه ای استحکام بیشتر – افزایش یا کاهش طولی – کاهش هزینه سهولت اکسترود – مقاومت در مقابل اشتغال پذیری – و یا در زرین گرم سخت استفاده از سخت کننده جهت سفت کردن رزین باشد .
هنر یک آمیزه کار حرفه ای آن است که بداند چگونه به نحو موثری از اجزاء آمیزه کاری استفاده کند تا مجموعه ای از خواص مطلوب را در محصول نهایی با کمترین هزینه ممکن فراهم سازد. در آمیزه کاری یک کامپوزیت جزءاصلی و مهم پلیمر پایه است که به دو گروه پلاستیک های کالایی ( PP-PS-PVC-PE ) و گروه پلاستیک شبه کالایی ( PET-MMA-ABS و سلولزها) تقسیم می شوند. که بخاطر خصوصیات هر کدام از آنها ممکن است با قیمت بالا عرضه شوند مثل ABS بخاطر استحکام ضربه ای بالا یا MMA به لحاظ شفافیت و خواص نوری.

خواص ویژه برای انتخاب قطعات پلاستیکی و سفارش به سازندگان

1-ویسکوزیته مذاب: که این خاصیت نحوه فرایند پلیمر را مشخص می کند. TFF ویسکوزیته مذاب بسیار بالایی دارد و نایلون ویسکوزیته مذاب پایینی دارد.
2-دمای قالب گیری: که عبارت است از حداقل دمای فرایند برای ویسکوزیته مذاب (تارسیدن به سطح مطلوب قالب گیری) در این زمینه پلاستیک های مهندسی دمای بالایی نیاز دارند و در عین حال پلیمر PE دمای کمی نیاز دارد تا به سطح مطلوب قالب گیری برسد.
3-سختی و انعطاف پذیری : PVC نرم نشده (هموپلیمر) و پلی استرهای گرما سخت بسیار سخت و چقرمه هستند. و پلاستیک های EVA و LDPE نرم شده بسیار انعطاف پذیرند.
4-استحکام : پلاستیک های مهندسی استحکام بالایی نیاز دارند در حالی که پلیمرهای اولفینی ( PE و PP ) استحکام زیادی لازم ندارند.
5-سختی: گرما نرم های غالبا دارای سطح بسیار سختی هستند.
6-مقاومت خراشیدگی: گرما سخت های پلی استر و UF مقاومت خراشیدگی خوبی دارند و پلی استایرن ها علیرغم سختی بالا مقاومت خراشیدگی ضعیفی دارند.
7-براق بودن : استات سلولزها-پلی سولفون ها براق و سطحی شفاف دارند.
8-شفافیت : شفافیت پلاستیک با درصد انعکاس نور مشخص می شود تعداد کمی از پلاستیک ها شفافیت خوبی دارند مثل MMA-PS و پلی کربنات ها.
9-مقاوم در برابر زرد شدن: پلی استایرن ها وقتی درمقابل نور قرار میگیرند زرد می شوند ولی پلی متیل متاکریلات ها در مقابل نور زرد شدن مقاوم هستند.
10-استحکام ضربه ای: پلی استایرن ها استحکام ضعیفی دارند و در عین حال پلاستیکی مثل ABS استحکام ضربه ای خوبی دارد با وجود اینکه سختی زیادی دارد.
از جمله خواص ویژه ای که می توان برای پلاستیک ها متصور شد می توان به موارد زیر اشاره کرد.
11-مفتول پذیری
12-مقاومت شیمیایی (در برابر اسیدها-بازها و...)
13-مقاومت در برابر روغن و چربی
14-مقاومت در برابر آلودگی
15-مقاومت خزشی
16-مقاومت شعله ای
17-مقاومت حرارتی
18-مقاومت جوی (آب وهوایی)
19-مقاومت در برابر اشعه ها و ماوراء بنفش
20-مقاومت شکست تنشی
21-ثابت دی الکتریک
22-استحکام دی الکتریک
23-مقاومت ویژه الکتریکی
24-جذاب آب
25-نفوذپذیری
26-انقباض قالبی
27-قابلیت جوشکاری(پیوند دادن)
28-قیمت

معرفی نام تجاری چند پلاستیک (گرمانرم)
آبکاری پلاستیک ها

با توجه به اینکه پلاستیک ماده ای است که ماهیتا نارسانا می باشد. با روش آبکاری یک لایه رسانا(فلزی) روی جسم پلاستیکی رسوب داده می شود.
امروزه استفاده از قطعات پلاستیکی آبکاری شده در صنایع مختلف گسترش چشمگیری یافته است از جمله صنایعی که این قطعات در آنها به وفور یافت می شود می توان به صنایع اتوموبیل سازی، صنایع الکترونیک، صنایع تولید لوازم خانگی و تولید وسایل شخصی اشاره کرد.
به دلائل زیر استفاده از پلاستیک و ابکاری آن برای ساخت قطعات مورد توجه قرار گرفته است.
1-آزادی بیشتر در طراحی و انتخاب قطعه
2-وزن کمتر در مقایسه با قطعات از جنس دیگر
3-حذف عملیات دوباره کاری مانند(پرداختکاری سطح)
4-قابلیت انعطاف بیشتر در قیاس با قطعات مشابه فلزی
5-هزینه کمتر
از روش هایی که امروز برای آبکاری قطعات پلاستیکی استفاده می شود می توان به دو روش 1-الکترولیتی 2-الکترولس اشاره کرد. باید توجه داشت که بسیاری از پلاستیک ها قابلیت آبکاری دارند اما در عین حال قابلیت و میزان چسبندگی لایه آبکاری به آن دسته از پلاستیک های گفته می شود که بعد از آبکاری چسبندگی مناسبی بین پوشش و قطعه پلاستیکی بوجود آید.
پلاستیکهایی که آبکاری آنها میسر می باشد عبارتند از :
• آلیاژ ABS
• پلی سولفون
• نایلون
• پلی استر
• پلی اتراترکتون ( Polyethere therkeetone )
• پلی پروپیلن
• پلی آریل اتر
• پلی فنیل اکسید
• PTFE
• پلی اتریمید
بهر حال بهترین پلاستیکی که قابل آبکاری باشد باید مخلوطی از پرکننده ها و رزین ها باشد و با مخلوطی از پلیمرها و کوپلیمرها را شامل می شود که در این بین پلاستیک ABS بهترین نوع پلاستیک برای آبکاری می باشد که از جمله محاسن آن می توان به موارد زیر اشاره کرد
هزینه پائین
چسبندگی بالا
کیفیت ظاهری خوب
پایداری ابعادی
تولید آسان

مراحل آبکاری روی سطح پلاستیک

1-تمیز کاری (چربی گیری) 2-آماده سازی اولیه 3-اچ کردن[1] 4-خنثی کردن 5-کاتالیز کردن (فعال سازی) 6-شتاب دهی 7-پوشش الکترولیس 8-ایجاد یک لایه ضربه ای (محلول) به روش الکترولیتی 9-آبکاری مورد نظر ( به روش معمولی)
شکل ظاهری قطعه بعد از هر مرحله متفاوت است در مرحله اول دارای یک لایه یکنواخت آب در مرحله دوم کمی تیره در مرحله سوم غیر یکنواخت بودن سطح قطعه وغیر شفاف بودن در مرحله چهارم و پنجم سطحی خرمایی شکل دارد در مرحله ششم به حالت قبل روشنتر و در مرحله هفتم باید پوشش یکنواخت و کاملی روی قطعه تشکیل شود.
در حال حاضر کرم-نیکل براق متداولترین پوشش آبکاری پلاستیک ها می باشند. این پوشش معمولا شامل مس-نیکل و لایه نازکی از کرم می باشد. عمدتا ضخامت پوشش و مشخصات آن را می توان در گستره وسیعی تغییر داد و پوشش هایی ایجاد نمودکه بتوانند در شرایط متناسب کاری و عملکرد قطعه نقش مناسبی را داشته باشد. در انتها باید اشاره کرد که پلاستیک باید از موادی ساخته شود که استحکام بالایی داشته باشد و بعضا بتوانند جایگزین مناسبی برای فلزات باشند. در حال حاضر استفاده از پلاستیک های آبکاری به سرعت رشد کرده و چشم انداز درخشانی در پیش رو دارد.

جوشکاری مواد پلاستیکی

جوشکاری و اتصال بین قسمت های قطعه کار و یا بین قطعه کار و فلز پرکننده صورت می گیرد این کار با فلز پرکننده یا بدون آن صورت می پذیرد. بدین ترتیب که تهیه انرژی در شکل گرما دهی موضعی در دمایی که کمتر از وقتی که قسمت گرم شده فلز اصلی در شرایط ذوب کامل نباشد ( دمای حالت مایع). به عنوان گزینه دیگر ( جایگزین) این کار می توان در محیط های پلاستیکی و یا نفوذ اسمیک انجام داد. بعضی از مزایای این جوشکاری وزن کم و اتصال محکم است. فرایند جوشکاری معمولا سریع و ماده و همچنین با قیمت مناسب صورت می گیرد. محدودیت جوشکاری این است که مواد غیر مشابه بندرت می تواند جایگزین شود و مواد مشابه باید در مواد پلاستیکی مختلف بکار گرفته شود. بعضی از مواد مانند پلاستیک ترموست را نمی توان جوشکاری کرد، اتصالات جوشکاری می تواند به همین ترتیب طراحی شود. به هر حال برای انجام این جوشکاری باید ابزار ویژه ای بکار برد. خواص مواد پلاستیکی و بویژه نقطه جوش پایین آنها این فرایند را از دیگر فرایندهایی که از مواد فلزی در آنها استفاده می شود مجزا می کند.

فرایندهای جوشکاری و مواد پلاستیکی

عمومی ترین فرایندهای جوشکاری برای پلاستیک ها جوشکاری اولتراسونیک جوشکاری اصطکاکی (جوشکاری دوار و جوشکاری ارتعاشی ) جوشکاری صفحه داغ، جوشکاری فرکانس بالا، جوشکاری القایی و جوشکاری هوای داغ می باشند. برای انتخاب فرایند جوشکاری باید موارد زیر را در نظر گرفت. • مکان های مورد نیاز در اتصال
• مواد اجزاء یا قسمت ها
• شکل قسمت ها و طرح اتصالات
• اندازه طبقات
• ابزار کمکی (Suppliyer equipment )
بهترین نتیجه وقتی بدست می آید که قسمت هایی که با جوشکاری به هم متصل شد می باشنداز مواد مشابه باشند مواد غیر مشابه در یک حجم مشخص باید یکدیگر جوش داده شده اند.

جوشکاری (اتصال ) پلاستیک ها

جوشکاری در پلاستیک ها با روش اتصال دو بدنه با نیروهای جذبی میسر می شود. که همواره این اتصال توسط دو نیروی اصلی ( adhesion و Cohesion ) صورت می پذیرد.
Cohesion نیروهای جذبی می باشند که بین مولکول های جسم اثر متقابل بر یکدیگر دارند. به عبارت دیگر اینگونه نیروها جسم را نگهداری می کنند. اما نیروهای adhesion اتصال بین دو بدنه در جذب بینابینی می باشند و برای اینکه اینگونه نیروها موثر باشند مولکورلها در مقابل بدنه های مختلف باید در حداکثر فاصله 5 آنگسترومی از یکدیگر قرار بگیرند. و این خود از لحاظ تئوری در برگیرنده این نکته می باشد که دو جسم کاملا صاف به یکدیگر بچسبند که این عمل صرفا به وسیله تماس دو سطح به هم صورت می پذیرد. اما د ر عمل در هر صورت غیر ممکن به نظر می رسد. چرا که باید به این حقیقت توجه داشت که دو سطح کاملا صاف حاوی ناهماهنگی هایی است که فاصله بیش از 5 آنگستروم را ایجاد می کند.

طبقه بندی سفت شدن ( خشک شدن) چسب ها

چسب هاا را می توان بر طبق اینکه چگونه خشک می شوند دسته بندی کرد که این روش ها با شیمیایی است یا فیزیکی. در حالت اول فعالیت ها در این زمینه به صورت شیمیایی صورت می پذیرد و به طوری که ممکن است بدلائل زیر ایجاد شود.
1-با اضافه کردن سخت کننده ها
2-با اضافه کردن کاتالیست ها
3-با گرمادهی
4-با محیطی مثل رطوبت، نبود اکسیژن، تشعشعات ( UV )
از لحاظ فیزیکی چسب را می توان به وسیله حلال ها و یا گرما مایع نگه داشت و در حالت کلی چسب ها را می توان بسته به بخار شدن حلال یا وقتی که چسب مایع سرد می شود دسته بندی کرد.

انواع چسب ها و طبقه بندی سفت شدن آنها از لحاظ شیمیایی

به طور کلی از نظر شیمیایی خشک شدن چسب ها از طریق مقاومت در برابر گرما، آب و مواد شیمیایی دسته بندی فیزییکی آنها باشد.
چسب های ترموست بیشتر در تجهیزات مهندسی استفاده می شود چرا که اتصال آنها با ابزار قوی پر قدرت صورت می پذیرد. این چسب ها می توانند بسته به کاربرد آنها یک، دو و یا چند جزیی باشند. چسب هایی که شامل سخت کننده باشد در دمای بالا عکس العمل نشان می دهند پس می تواند مثالی برای چسب های یک جزیی باشد. بهرحال عمومی ترین چسب های ترموست چسب های دو جزیی هستند که از یک رزین که با سخت کننده ها ترکیب شده اند تشکیل شده است. اما چسب های چند جزیی ممکن است ترکیبی از رزین، سخت کننده و کاتالیست باشد. تمام این انواع در تنوع دمایی سرد و گرم وجود دارد.
چسب های ترموست معمولی عبارتند از :
-اپوکسی
-پلی اورتان
-پلی استر
-فنل اپوکسی
-اپوکسی پلی آمید
-فنیل وینیل
-فنل نیتریل
چسب های ترموست ممکن است در برابر هوا یا رطوبت سفت شود. چسب های هوایی در عدم حضور هوا سفت می شود این گونه چسب ها اغلب در اتصالات محوری ( retain screw) استفاده می شود. چسب های سفت شدنی در برابر رطوبت اغلب با رطوبت هوا و یا رطوبت خاک سفت می شوند. نوع ویژه ای از چسب پلی اورتان به این گروه وابسته است این نوع بیشتر برای پلاستیک های و فلزات مناسب است و به سرعت سفت می شود.

دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی

در بیشتر موارد دسته بندی چسب ها از لحاظ فیزیکی براساس مقاومت آنها در برابر سرما و مقاومت در برابر توزیع تنش ها صورت می پذیرد. دسته بندی فیزیکی چسب ها ممکن است بر اساس حلالیت و میزان حلالیت (مذاب بودن) صورت پذیرد. چسب های لاستیکی، چسب های پلی استیرن، چسب پلی وینیل کلراید و چسب های اکریلیک معرف تعدادی از چسب ها است که در این گروه جای دارند. و از آنجا که این چسب ها از لحاظ بخار شدن در برابر حلالها دسته بندی می شوند. این نیاز احساس می شود که یکی از موا د چسب ( porous ) باشد. دسته بندی فیزیکی چسب ها براساس tackiness حتی بعد از اینکه حلال آنها بخار شده باشد و صورت می پذیرد این گونه چسب ها اغلب اتصالی و برای اتصال مواد (سطوح) بدون خلل و خرج استفاده می شود. چسب های اتصالی اغلب با پایه لاستییکی هستند این گونه از چسب ها خاصیت الاستیک دارند اما نسبتا قدرت کمی را دارند. این چسب ها در برابر رطوبت مقاوم هستند اما نمی توان آنها برای مدت زمان طولانی تحت اثر آب قرارداد. چسب های لاستیکی معمولی عبارتند از:
1-چسب کلروپرن 2-چسب نیتریل 3-چسب کائوچوی طبیعی 4-چسب استیرن 5-چسب پلی اورتان
اکنون مشخص شده است که چسب حلال بی نهایت اشتغال زا است و در دمای زیر 30 درجه سانتی گراد تا 20 درجه سانتی گراد بالای صفر بسته به ترکیب اجزاء آن مشتعل می شود. چسب ( Water- borne ) تحت نفوذ آب خاصیت چسبندگی خود را از دست می دهد.






تاریخ : شنبه 91/2/2 | 6:31 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

ایمنی در استفاده از چسب ها

با تمام چسب ها باید به عنوان مواد خطرناک رفتار شود که بعلاوه باید در کاربرد آنها در هر مورد دقت شود. خطرات نهفته در چسب ها وقتی پدیدار می شود که خطر آتش گرفتن، پوسیدگی و خطرات طبی داشته باشد با توجه به خطر اشتعال ( پایین ترین درجه ای که مواد به حالت اشتعال در می آیند) چسب باید در حد امکان دقت شود.
نکات زیر برای ایمنی کاربرد چسب ها توسط موسسه ملی سوئدی بهداشت و ایمنی شغلی ارائه شده است.
-توصیه های عمومی 78 برای اتصال قطعات
-توصیه های عمومی و کلی AFS 1990 : 14 ویژه حلال های ارگانیک
-توصیه های عمومی 127 محصولات اپوکسی
-توصیه های معمولی (عمومی) AFS 1979:7 محصولات اپوکسی

آمادگی سطوح برای اتصال

چهار دلیل اصلی برای آمادگی سطح قبل از اتصال وجود دارد.
-برای دستیابی به سطح تمیز و بهینه
-برای دستیابی به سطح قابل اتصال و بهبود رطوبت پذیری ( این امر بویژه در پلاستیک ها و لاستیک ها بسیار مهم است).
-بهبود مقاومت اتصال در برابر مرور زمان فساد تدریجی
قدرت اتصال به آمادگی سطوح بستگی مستقیم دارد به همان میزان که به نوع چسب انتخاب شده مربوط است. و باید به تناسب هزینه بسیار زیاد که برای آماده کردن سطوح مصرف می شود باید در انتخاب چسب دقت لازم به عمل آید.
) محلول اچ کننده سبب افزایش انرژی سطحی روی سطح پلاستیک می شود و سبب بهتر شدن تماس با فلز با پلیمر می شود و در نهایت میزان چسبندگی فلز به پلاستیک افزایش می یابد.

لاستیک ها

لاستیک به عنوان ماده ای که دارای خاصیت کشسانی (الاستیک) است تعریف می شود. به طوری که مهمترین خاصیت آن کش آمدن محسوب می شود به طوری که گاهی تا 60 برابر طول اولیه خود کش می آید. لاستیک طبیعی در موقع کش آمدن حرارت ار از دست می دهد و در زمان برگشت حرارت را جذب می کند. به طور کلی لاستیک ماده است که خاصیت ارتجاعی کم، ازدیاد طول و انقباض بالا دارد واژه پلیمر برای مشخص کردن لاستیک در حالت خام و یا حالت غیر مرکب به کار برده میشود از مزایای لاستیک ها به ویژه لاستیک مصنوعی این است که با کم و زیاد کردن ترکیبات آن می توان به خواص دلخواه دسترسی پیدا کرد. و باید به این نکته اشاره کرد که خواص پلیمر خام معرف ترکیبات و خواص لاستیک در حالت نهایی نیست چون برای رسیدن به بعضی از خواص مورد نظر برای یک لاستیک احتیاج به پروسه زمانی طولانی داریم و همین زمان برای پروسه باعث افزایش قیمت لاستیک می شود لاستیک در حالت کلی مدول الاستیسیته پایینی دارد و به همین سبب قادر به تحمل تغییر شکل تا بیش از هزار درصد است. لاستیک ها خاصیت فنری نیز دارند و به عنوان میراکننده به کار می روند.
لاستیک فاسد شدنی نیست و به طور عادی نیاز به روغن کاری ندارد. سختی آن با گذشت زمان افزایش می یابد به طوری که پس از ولگانیزه کردن لاستیک (ترکیب کردن با گوگرد) پس از چند ساعت در دمای معمولی سختی آن به شدت افزایش پیدا می کند. از لاستیک ها به عنوان مستهلک کننده صوت نیز استفاده می شود و آن به این علت است که سرعت حرکت صوت در لاستیک سرعت حرکت آن در فولاد است لذا کامپوزیت های لاستیکی و فلزی به طور قابل توجهی از انتقال صوت جلوگیری می کنند. بسیاری از لاستیک ها در اثر ارتباط با سیالاتی چون نفت خام دچار تورم و کاهش مقاومت تنشی و کاهش قابلیت ازدیاد طول می شود بعضی لاستیک ها تابع درجه حرارت می باشد به طوری که در درجه حرارت های پایین لاستیک سختی افزایش یافته و حالت ارتجاعی لاستیک کاهش پیدا می کند.
صنعت لاستیک پس از کشف نحوه ولکانیزه کردن آن (در سال 1839) اکنون به عنوان یک صنعت اقتصادی بسیار مهم ظهور یافته است و بسیاری از قطعات و محصولاتی لاستیکی در بازار به چشم می خورند از جمله آنها می توان به تایر کامیون ها و سایر وسایل حمل و نقل، شیلنگ ها، تسمه های نقاله، فرش ها و صفحات لاستیکی، تسمه های V شکل، پاشنه وتخت کفش، اسفنج های لاستیکی و بسیاری از دیگر از قطعات اشاره کرد.

طبقه بندی لاستیک ها درحالت کلی:

1-لاستیک طبیعی
2-لاستیک مصنوعی

تاریخچه صنعت لاستیک در گذر زمان

اولین بار ساکنین آمریکای جنوبی از شیوه (لاتکس) درخت مصنوعی به نام Hevea جهت اندود کردن البسه و کوزه های گلی برای جلوگیری از نفوذ آب استفاده می کردند. این کشف توسط پرتقالی ها در اوایل قرن چهاردهم صورت گرفت. در سال 1735 دانشمندان فرانسوی و انگلیسی تحقیق مشترکی بر روی درخت و سنتز آن انجام دادند لاستیک در همان زمان کشف شد و انگلیسی ها آن را بر مبنای پاک کن و فرانسوی ها آن را کائوچو نامیدند.
در سال 1771 یک دانشمند انگلیسی بنام جوزف پریستلی (Joseph priestly) با اضافه کردن کربن به کائوچو خواص مکانیکی آنرا بهبود بخشید.
در سال 1801 یک دانشمند اسکاتلندی با پوشش پارچه معمولی توسط لاستیک معمولی موفق به ساخت بارانی شد.
در سال 1823 اولین لوله لاستیکی توسط میشل فاراده دانشمند انگلیسی ساخته شد.
در سال های 1823 تا 1839 عمل ولکانیزاسیون لاستیک توسط دانشمندان انگلیسی و آمریکایی منجر به تحولی بزرگ در صنعت لاستیک سازی شد.
در سال 1881 لاستیک بادی دوچرخه توسط مخترع انگلیسی و اغلب (Dunlop) اختراع شد.
در سال 1912 کمپانی دیاموند کشف کرد که افزایش دوده به آمیزه لاستیک مقاومت سایشی و سایر خواص فیزیکی آن را بهبود می بخشد.

ترکیبات:

هیدروکربن(92 تا 94 درصد)-مواد ازته مواد محلول در آب خاکستر (معدنی) چربی محلول در استرن(جمعا 6 تا 8 درصد)
آمیزکاری لاستیک با استفاده از موادزیر انجام می گیرد.
1)الاسترمر یا الاستومرها
2)پخت کننده ها
3)پرکننده ها
4)نرم کننده ها
5)چسباننده ها
6)آنتی اکسیدان ها
7)رنگین کننده ها
8)دیرسوزها کننده ها
9)معرف دمش کننده
به عنوان مثال برای آمیزه کاری لاستیک دایره تایر به پایه SBR اجزاء زیر استفاده می شود.
جزء قسمت یعنی به ازاء هر 100 قسمت لاستیک یا PHR
لاستیک SBR (100)
دوده (35)
روغن فراورش (8)
آنتی اکسیدان (1)
اکسید روی (5)
اسید استاریک (1)
شتاب دهنده (7/0)
گوگرد (5/2)

خواص اساسی لاستیک در حالت استاتیکی :

1-سختی
2-مقاومت کششی
3-ازدیاد طول نهایی
4-حد فشردگی
تعریف مدول الاستیسیته در اینجا با مشکل روبرو می شود. این مدول اهمیت زیادی برای اهداف طراحی دارد مخصوص برای طراحی دمپرها.
به هر حال منحنی تنش-تغییر شکل فشاری به طور وسیعی به ضریب شکل Shape Factor دارد.
یعنی اینکه نمونه طویل با سطح مقطع کوچک باشد یا کوتاه با سطح مقطع بزرگ چرا که لاستیک ذاتا غیر قابل تراکم است وبه جای تغییر حجم تغییر شکل می دهد.
مقاومت کششی و ازدیاد طولی توسط نمونه هایی که از صفحات نازک لاستیک تهیه شده است و تحت کشش قرار می گیرد تا حد پارگی تعیین می شود. در این آزمایش تنش کششی در یک ازدیاد طول مشخص می شود که به نام مدول کششی تغییر می شود. و بر حسب درصد به عنوان مثال تا حدود 200 درصد تعیین می شود تا با مدول الاستیسیته اشتباه نشود.

کنترل کیفیت قطعات لاستیکی در صنایع خودروسازی

به منظور دسترسی به یک سیستم اطمینان بخش تدوین اسناد و طراحی سیستم های کنترلی قابل اجرا و سازگار با شرایط یک واحد تولید رفته رفته جایگاه مناسب را برای خود در صنایع پیدا می کند یکی از همین روش ها ایجاد مکانیزم مناسب به منظور تامین اطمینان از کیفیت (متناسب با کاربرد) برای قطعات لاستیکی مورد مصرف در کارخانجات خودروسازی می باشد. در واقع جهت گیری و حرکت در این مسیر با توجه به اولویت جایگزین قطعات Ckd به قطعات داخلی می باشد و بسیاری از صنایع و از جمله خودروسازی، با مشکلات زیادی در این زمینه دست به گریبان هستند. و نظر به اینکه در حال حاضر تامین کننده لاستیکی صنایع را کارگاه های کوچک تشکیل می دهند که غالبا این دسته از تولید کنندگان کوچک قطعات لاستیکی و پلاستیکی فاقد یک رویه کنترل کیفی متناسب هستند و این خود مشکل مربوط به را در صنایع مادر دو چندان می کند.

ویژگی های مورد لزوم کنترل قطعات لاستیکی

شرایط کاربردی وعملیاتی قطعات لاستیکی در حالت استاتیکی و به ویژه دینامیکی به عوامل زیادی بستگی دارد. بر خلاف بسیاری از موارد فلزی یا پلاستیکی قطعات لاستیکی در هنگام کارکرد مجموعه ای از بسیاری از خصوصیات را به طور همزمان از خود ارائه می دهد. این خصوصیات که مجموعه ا ی از خصوصیات فیزیکی- شیمیایی-مکانیکی و تاثیرپذیری از محیط هستند. باعث ایجاد پیچیدگی زیادی در ارزیابی و کنترل کیفی قطعات لاستیکی قبل از مصرف و به هنگام تولید می شوند. به عبارت دیگر باید اشاره کرد که خصوصیاتی از قبیل سختی درصد ازدیاد، مقاومت کششی اگرچه از عمده خصوصیات مورد توجه برای کارکرد یک لاستیک درصد ازدیاد طول، مقاومت کششی می باشند اما شرایط کافی و قطعی برای انجام کارکرد بهینه قطعه نمی باشند. اندازه گیری و کنترل خصوصیات قطعات لاستیکی به سهولت میسر نیست. بسیاری از این خواص از روی محصول قابل اندازه گیری نیست و علاوه بر این کنترل بسیاری از خواص مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی می باشد. حتی بر عکس قطعات فلزی کنترل ابعادی این دسته از مواد خود مشکلاتی به همراه دارد. از سوی دیگر تغییر در مواد اولیه، اختلاط، فرایند ساخت، پخت قطعه لاستیکی به طور زیادی نقش تعیین کننده ای بر عملکرد نهایی یک قطعه لاستیکی دارد به همین دلیل و با وجود چنین صفات ویژه در قطعات لاستیکی سیستم کنترلی مناسبی برای کنترل این قطعات لازم است.

مراحل ویژه کنترل قطعات لاستیکی

1-کنترل کیفیت مواد اولیه
2-کنترل کیفیت فرایند تولید
3-کنترل کیفیت محصول تولید شده
4-کنترل کیفیت عملکرد محصول در شرایط کارکرد
در ادامه نمایی از فرایند در برگیرنده این چهار مرحله به تصویر کشیده شده است.
اگر اعمال کننده سیستم کنترل کیفیت کارخانه خودروساز که خریدار قطعات لاستیکی است قلمداد کنیم. دو مرحله اول ودوم یعنی کنترل کیفی (مواد اولیه و فرایند تولید) می بایست مستقل از کنترل کیفی تولید کننده قطعه مورد ارزیابی مداوم کارخانه خودروسازی قرار می گیرد. مرحله سوم یعنی محصول تولید شده هم در کارگاه قطعه ساز و هم در مراحلی توسط کاربر قطعه (خودروساز) مستقلا مورد بازرسی قرار گیرد. واحدهای تولید به کار برند. قطعه لاستیکی در مقایسه با تولید کننده قطعات ارتباط نزدیکتری با شرایط عملی کارکرد قطعات دارند. از اینرو با داشتن یک سیستم کنترلی مناسب حین کارکرد نقش مهمی در بهبود کیفیت قطعه می تواند ایفاد کند. در دیاگرام زیر مسیر جریان اطلاعات بین کارگاه تولید کننده قطعات و کارخانه مصرف کننده نشان داده شده است. تدوین چنین سیستمی برای پاسخگویی به تلفیق چهار مرحله ویژه کنترل کیفی قطعات لازم است.

پلیمر چیست؟

پلیمر یا بسپار ، مولکول بسیار بزرگی است که از بهم پیوستن مولکولهای کوچک که مونومر یا تکپار نامیده می‌شوند، بوجود می‌آید. پلیمرها بطور عمده شامل عناصر کربن ، هیدروژن ، گوگرد ، فسفر و … هستند و با تغییر اندازه مولکول ویژگیهای پلیمر هم تغییر می‌کند. نقطه ذوب ، استحکام و خصوصیات فیزیکی دیگر پلیمر ، تابع اندازه و ابعاد مولکول (طول زنجیر) می‌باشد.
تولید پلاستیکها پس از شناخته شدن شیمی پلیمر ، بسرعت گسترش یافت و پلاستیکهای مهم و تجارتی زیادی تولید شدند. از سال 1950 به بعد ، تولید پلاستیکها شتاب روز افزونی گرفت و موادی سخت و مقاوم در برابر گرما با کاربردهای مخصوص ساخته شدند.

ویژگیهای مواد پلاستیکی

یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت ، فرآیند پذیر بودن یا Processible بودن آن است. اگر ماده‌ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی‌توان از آن استفاده صنعتی کرد. چون نمی‌توانیم آن را برای تهیه مواد بکار ببریم.

ویژگی سلولز و نیترات سلولز

سلولز نه قابل حل و نه قابل ذوب است و قبل از ذوب تجزیه می‌شود. پس فرآیند پذیر نیست. اما نیترات سلولز هم قابل حل و هم قابل ذوب است. یعنی وایسا هیکات ، سلولز فرآیند ناپذیر را به نیترات سلولز فرآیند پذیر تبدیل کرد.

ویژگی استات سلولز

نیترات سلولز ایراداتی دارد. از این رو تلاش برای جایگزین کردن یک پلاستیک دیگر به جای آن آغاز شد. در سال 1908 مایلز استات را تهیه کرد که هم مزیت نیتروسلولز را دارد و هم کارکردن با آن آسانتر است و خطرات کمتری دارد.

اولین پلاستیک سنتزی

اولین پلاستیک سنتزی ، رزین فنل- فرمالدئید بود که در تلاش برای ساخت مواد پلیمری کاملا سنتزی ، در سال 1907 لئو بلکند موفق شد از متراکم کردن فنل با فرمالدئید ، رزین فنل فرمالدئید را که بعدها تحت عنوان بالکیت (بعنوان محصول نهایی) نامیده شد، تولید کند. این رزین هم در محیطهای اسیدی و هم قلیایی قابل تهیه است.

محیط اسیدی

نوالاک

بالکیت

محیط بازی

رزول

رزیتول

رزیت

فنوپلاستها

از متراکم شدن فنل با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی فنوپلاست یا رزین فنل-فرمالدئید حاصل می‌شود. ماکزیمم PH که در صنعت با آن کار می‌شود 8/5 است و برای ایجاد این PH البته در محیط بازی به محیط ، NH3 یا NaOH اضافه می‌شود. برای این که چسب نجاری حاصل شود، در انتهای مولکول ، باید گروه OH باشد. هر چه گروههای OH بیشتر باشد چسبندگی بیشتر خواهد بود. پس برای تولید چسب بهتر ، باید فرمالدئید اضافی برداریم. بهترین چسب آن است که گروه فرمالدئید آزاد داشته باشد.

آمینوپلاستها

این پلاستیک‌ها از متراکم شدن اوره یا ملامین با فرمالدئید در محیط اسیدی یا بازی بدست می‌آیند. دمای این واکنش باید بین 60 تا 80 درجه سانتیگراد باشد. چسب فنل فرمالدئید بعلت بدبویی در بازار نیست. ولی این چسب ، در بازار موجود است. ملامین یا 8 ، 4 ، 6 _ تری آمینو _ 1 ، 3 ، 5 _ تری آزید با فرمالدئید می‌تواند در محیط اسیدی یا بازی ، واکنش چند تراکمی انجام دهد و برحسب شرایط تنظیم واکنش ، پلیمر یک بعدی ایجاد کند.
وقتی که شرایط را با تنظیم PH در محیط اسیدی و دمای زیاد تغییر دهیم، پلیمر یک بعدی به سه بعدی تبدیل می‌شود و همراه با 20 درصد کائولن تبدیل به فرمیکال می‌شود که ماده استخوانی روی میزهای کابینت‌هاست که در خلا تحت فشار بالا پرس می‌شود. حال اگر 40 - 30 درصد کربنات کلسیم اضافه کنیم، تبدیل به زیر سیگاری و مواد دیر اشتعال پذیر می‌شود که قیمت آن ، فوق‌العاده افت می‌کند. اما قدرت مکانیکی آن بالا می‌رود.
کلید و پریز برق بدون استثنا از این ماده می‌باشد.

ترموپلاستها

پلیمرهایی هستند که در اثر فشار ، تغییر شکل می‌دهند و بعد از حذف نیروی خارجی ، این تغییر شکل همچنان ادامه می‌یابد و باقی می‌ماند. به عبارت دیگر ، خاصیت پلاستیسیتی دارند. این پلیمرها در اثر گرما بتدریج نرم می‌شوند و با افزایش دما به حالت فیزیکی جامد خود تبدیل می‌شوند. این خصلت ، کاربرد این پلیمرها را تضمین می‌کند یا بوجود می‌آورد. اگر ترموپلاستیکی را بصورت پودر یا حلقه‌های کوچک حرارت دهیم، ابتدا نرم و سپس مذاب و وسیکوز می‌شود و اگر آنها را قالب بگیریم، شکل قالب را به خود می‌گیرد.

فرایند شکل‌گیری پلاستیک

تاریخچه شکل گیری پلاستیک همراه با توسعه اسید فنیک در قرن بیست ام شروع می شود در آغاز تولیدی از مواد پلاستیکی نبود ام مشتق شده بود از مواد طبیعی ، از این رو پیشرفت روی محدود کردن محصول از فرایند های مرسوم می باشد.
چندین سال بعد از تولید صنعتی صمغ فنول اسید، صمغ کلراید تولید شد و سپس مایعی چرب که در تولید لاستیک مصنوعی استفاده می شود تولید شد. تقریباً همه مواد اصلی از صمغ مصنوعی توسعه داده شده اند. تاریخچه شیوه شکل دهی که اولین دستگاه قالب گیری تزریقی در آلمان و در سال 1921 میلادی بود که این ماشین ها گسترشی از ماشینهای دایکاست ( ریختن تحت فشار) بوده و پایه ی همه شیوه های ماشین کاری فشاری، ماشی غلتطک زنی و اکستروژن ( با فشار بیرون راندن) می باشد که امروزه هم موجود می باشد.
توسعه و رواج شکل دهی پلاستیک به دلیل خصوصیات مواد و قیمت و شایستگی اجرا می باشد که از یکنواختی مواد مصنوعی ناشی می شود و همچنین توده قابلیت تولید فوق العاده برای تقلیل قیمت تمام شده محصول باعث رواج بیشتر این محصول شده است.
یک صنعت تا وقتی که تدارکات و ملزومات برای خواسته ها نباشد توسعه نخواهد یافت. صنعت پلاستیک سازی نمونه مدل سازی است که در خور خواسته می باشد. یکی از مشکلات در صنعت پلاستیک سازی از بین رفتن انرژی و دیگر مشکل ناشی از مصرف بیش از اندازه انرژی می باشد.

بازار پلاستیک

بیش ترین مصرف پلاستیک درست بعد از جنگ جهانی دوم به عنوان جایگزین ارزان قیمت به جای مواد مرسوم و رایج بود ویا در موارد دیگر به دلیل ارزشی که به علت تازگیش داشت به مصرف می رسید.
صنعت اتومبیل در حال حاضر یکی از مصرف کنندگان عمده پلاستیک ماست که سال به سال با افزایش وزن پلاستیک مصرفی به ازای هر اتومبیل روبه روست. در رابطه با وسایل برقی اتومبیل مثل باتری سیم های نرم دوشاخه، سرپیچهای برق و کلاهکهای تقسیم بود و بعد ها در لوازم چراغ، روکش صندلی اتومبیل و تودوزی و تزیینات بدنه داخلی اتومبیل مورد استفاده واقع شد.

آینده پلاستیک ها:

در اصل دلیل رشد چشمگیر در تاثیر متقابل سه عامل بر یکدیگر قرار دارد:
1- افزایش شناخت خصوصیات و تواناییهای مواد پلاستیکی
2- قابلیت رو به بهبود پلاستیک ها به واسطه ظهور مواد جدید، کیفیت های بهتر تجهیزات فعلی و تجهیزات فرایند بهتر
3- کاهش مداوم هزینه مواد اولیه پلاستیک ها نسبت به هزینه مواد رایج مانند چرم، کاغذ و فلزات و سرامیک ها

انواع پلاستیک

دو نوع پلاستیک در صنعت موجود می باشد که یکی رزین گرما سخت (thermosetting) که قابلیت نرم شدن نداشته و یکباره شکل داده و سخت می شود. نوع دیگر رزین گرما نرم ( thermoplastic ) نام دارد که با افت و خیز دما سخت یا نرم می شود.

ویژگی مهم مواد پلاستیکی

یک ویژگی مهم مواد پلاستیکی در صنعت فرایند پذیر بودن آن می باشد. اگر ماده ای قابل ذوب یا قابل حل باشد، در صنعت قابل استفاده است و گرنه نمی توان از آن استفاده صنعتی کرد چون نمی توان آن را برای تهیه مواد بکار ببریم.

روشهای شناخت پلاستیک

برای کمک به شناسایی نوع پلاستیک به کار رفته در مواد پلاستیکی نیمه کامل یا در قطعات قالبگیری شده پلاستیکی ( جدول شناسایی پلاستیکها) اثر دکتر زشتلینگ که در کتاب شناسایی پلاستیک ضمیمه شده است.
از مشخصه های مهم در شناسایی پلاستیک ها میتوان به حلالیت، چگالی و نرم شدن و رفتار به هنگام ذوب شدن می توان اشاره کرد.

مواد خام پلاستیک‌ها:

امروزه صنعت پلاستیک شدیداً با صنعت نفت در ارتباط است در حقیقت نظر عمومی این است که در صورتی که نفت در دسترس نباشد نمی توان پلاستیکها را تولید کرد.
نمونه خام پلاستیک ها معمولاً به شکل خاکه یا دانه ای و به ندرت به صورت ذرات ریز پراکنده نیز هستند.

افزودنیهای پلاستیکها:

تقسیم فیزیکی این افزودنی ها به چهار گروه انجام می شود:
جامدات، لاستیکها، مایعات و گازها که از مورد آخر در ساخت بسپارهای سلولی استفاده می شود. از نظر عملکرد با گروه های بشتری روبرو هستسم که موارد ذیل مهمترین اند:
1- پرکنها
2- نرمسازها و نرم کننده ها .
3- روان کننده ها و روان ساز ها
4- افزودنی های ضد پیری
5- دیر سوز کنندها
6- رنگها
7- عوامل پف دهنده
8- عوامل شبکه ای کننده
9- افزودنی های تخریب پذیر در مقابل امواج فرابنفش
در حالت کلی افزودنی ها باید از مشخصات زیر برخوردار باشند مگر آنکه به دلیل عملکرد شان چنین نیاز های منتفی باشد:
1- باید از عملکرد موثر بر خوردار باشند
2- باید تحت شرایط فرایند پایدار باشند
3- باید تحت شرایط کارکرد پایدار باشند
4- نباید مهاجرت یا رویایی داشته باشد.
5- باید غیر سمی باشند و طعم و بو به ماده ندهند.
6- باید ارزان باشد.
7- نباید به شکل معکوس خواص بسپار را تحت تاثیر قرار دهند.

پلی اتیلن

پلی اتیلن یک گرمانرم موم مانند است که در حدود 80 تا 130 درجه سانتی گراد نرم می شود و چگالی آن کمتر از آب است.این ماده چقرمه است ولی از استحکام کششی میانه ای برخوردار است.در شکل توده مات یا نیمه شفاف ولی به صورت لایه نازک شفاف است.
حداقل به سه دلیل مناسب است که در بررسی تک تک مواد پلاستیکی اولین و مهم ترین فصل آن می توان به پلی اتیلن اشاره کرد. زیرا:
1- از ساده ترین ساختارپایه برخوردار است.
2- بالاترین میزان تولید مواد پلاستیکی را به خود اختصاص می دهد.
3- نهایتا بسپاری است که درباره ی آن بیش از هر بسپار دیگر نوشته شده است.
جاذبه ی اصلی پلی اتیلن علاوه بر قیمت کم آن، خواص عالی عایق الکتریکی در طیف وسیعی از فرکانس، مقاومت شیمیایی خیلی خوب از انواع آن است .
منابع :
تاریخچه تولید پلاستیک http://daneshnameh.roshd.ir
پلاستیک http://fa.wikipedia.org
پلاستیک ها http://www.iranplastic.com
پلاستیک چیست؟ http://shimi4life.blogfa.com
تاریخچه فرایند شکل‌گیری پلاستیک http://shafafshimi.com
پلاستیک http://daneshnameh.roshd.ir






تاریخ : شنبه 91/2/2 | 6:31 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()


دانشمندان و مهندسان پلاستیک عالی طراحی کردند
محققان در دانشگاه لیدز و دانشگاه دورهام مشکل بلند مدت که می تواند انقلابی در راه توسعه پلاستیک های جدید است باشد را حل کردند.

دستیابی به موفقیت به متخصصان این امکان را می دهد که "پلاستیک عالی" با خواص و کاربردهای خاص و با استفاده از فن آوری بالا ی "کتاب دستور العمل" تولید نمایند. این کشف همچنین توانایی ما برای بازیافت پلاستیک را افزایش می دهد. مقاله پژوهشی این کشف در مجله Science در تاریخ 29 سپتامبر منتشر شده است.
به گزارش سایت خبری پپنا، مقاله نویسندگان بخشی از پروژه پردازش ریزمقیاس پلیمر، نتیجه همکاری و مشارکت بین دانشگاهیان و متخصصین صنعت که به مدت 10 سال کاوش و پژوهش به طول انجامیده است، روش چگونه بهتر ساختن ملکولهای غول پیکر می باشد. این مولکولهای بلند پیچیده، اجزای اولیه پلاستیک بوده و خواص خود را در هنگام ذوب شدن ، جریان و تشکیل فرآیندها در تولید پلاستیک دیکته می نمایند.
پلی اتیلن با چگالی کم (LDPEs) در سینی و ظروف، قطعات خودرو های سبک وزن، بسته بندی قابل بازیافت و کالاهای برقی استفاده می شود. تا حال حاضر ، صنعت پلاستیکی را توسعه داده و بعد کاربرد و استفاده برای آن را در شناخته است و یا تلاش کرده است صدها "دستور العمل" را به کار گرفته تا بداند چگونه کار می کند. این روش می تواند در زمان، انرژی و پول کارخانجات صنعتی صرفه جویی نماید.
مدل های ریاضی مورد استفاده دو قطعه از کد کامپیوتر را با همدیگر قرار میدهند. اولین پیش بینی ها که چگونه پلیمرها بین اتصالات بین مولکول های رشته مانند جریان می یابد از این مدل های ریاضی استخراج شد. قطعه دوم از کد، پیش بینی شکل های این مولکولهاست زمانی که آنها در یک سطح شیمیایی ایجاد می شوند. این مدلها توسط آزمایش بر روی "پلیمرهای عالی" به دقت سنتز شده در آزمایشگاه پروژه پردازش پلیمری ریزمقیاس به دست آمده بود.
دکتر Daniel Read ، از دانشکده ریاضی ، دانشگاه لیدز ، سرپرست این تحقیقات ، گفت : "پلاستیک ها توسط هر کسی ، هر روز استفاده می شوند ، اما تولید آنها تا کنون به طور موثر، کاری حدسی و فرضی بوده است. دستیابی به موفقیت و این کشف بدان معنی است که پلاستیک های جدید را می توان موثر تر و با استفاده خاص در ذهن ، در راستای منافع صنعت و مزایای زیست محیطی ایجاد نمود.
پروفسور Tom McLeish، که قبلا در دانشگاه لیدزبود، در حال حاضر معاون پژوهشی دانشگاه دورهام در پروژه پردازش پلیمر ریزمقیاس است. او گفت : "پس از سال ها تلاش دستور العمل های شیمیایی مختلف ویافتن تنها چند محصول قابل استفاده خیلی کم، این علم جدید ، صنعتی با یک بسته بندی برای تولید مواد جدید به بازار سریع تر و کارآمد تر فراهم می-کند."
پروفسور McLeish افزود که تولید پلاستیک از مواد نفتی به سمت به مواد پایدار و تجدید پذیر حرکت میکند و ، فاز "آزمون و خطا" جای خود را به در پلاستیک های جدید می تواند به فاز گام به گام خواهد داد.. او گفت : "با تغییر دو یا سه شماره در کد کامپیوتر ، ما می توانیم تمام پیش بینی های جدید منابع زیستی پلیمر را سازگار نماییم."
او افزود: "این کشف یک نتیجه فوق العاده از سال ها کار با این تیم فوق العاده است. این کشف نشانه اخلاق و شخصیت کاری قوی گروه های تحقیقاتی و شرکت های جهانی درگیر در این پروژه است".
دکتر Ian Robinson ، از Lucite International ، یکی از شرکت کنندگان صنعتی در این پروژه گسترده گفت : "دیدگاه های ارائه شده توسط این روش قابل مقایسه با شکافت DNA پلاستیکی می باشد." "
این مدل توسط دکتر Daniel Read از دانشکده ریاضیات ، دانشگاه لیدز ، دکتر Chinmay Das از دانشکده فیزیک و نجوم ، دانشگاه لیدز و پروفسور Tom McLeish ، گروه فیزیک ، دانشگاه دورهام توسعه یافت. پیش بینی های آنها با نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل پلیمر توسط دکتر Dietmar Auhl ، در آن زمان فیزیکدان لیدز مقایسه می شدند.
پژوهش در دانشگاه لیدز انگلستان ، دانشگاه دورهام ، LyondellBasell and Dow Chemical انجام شد و سرمایه گذاری مورد نیاز پروژه توسط مرکز تحقیقات علوم مهندسی و فیزیک واتحادیه اروپا تامین می شد.
همکاران در پروژه پردازش پلیمر ریزمقیاس شامل محققانی از دانشگاه دورهام ، برادفورد ، کمبریج ، لیدز ، ناتینگهام ، آکسفورد ، ، شفیلد ، و دانشگاه کالج لندن در کنار همتایان صنعت خود را از Lucite International ، Ineos ، LyondellBasell, BASF, Dow Chemical, DSM, and Mitsubishi. بودند.

 






تاریخ : شنبه 90/7/16 | 4:51 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
.: Weblog Themes By BlackSkin :.