بخش کامفیروز با وسعت 415 کیلومتر مربع یکی از پنج بخش تابعه شهرستان مرودشت می‌باشد این بخش از بخش‌های شمالی استان فارس می‌باشد، مرکز این بخش شهرکامفیروز در طول جغرافیایی 52 درجه و 13 دقیقه و 31 ثانیه طول شرقی و 30 درجه و 16 دقیقه و 19 ثانیه عرض شمالی قرار داشته و در ارتفاع 1700 متری از سطح دریا قرار دارد، فاصله این بخش تا مرکز شهرستان 80 کیلومتر و تا مرکز استان یعنی شهر شیراز 100 کیلومتر می‌باشد. این بخش از شمال و شمالشرق به شهرستان اقلید، از شرق به بخش درودزن، از غرب و جنوب غربی به شهرستان سپیدان و از جنوب به بخش بیضا محدود است. آزاد راه در حال تاسیس شیراز – اصفهان از این منطقه عبور میکند.
از مزیت‌های بخش کامفیروز، نزدیک بودن به مجموعه‌های ارزشمند و جهانی مثل تخت جمشید، نقش رستم، پاسارگاد و جاذبه‌های طبیعی بی‌نظیری مثل آبشار مارگون، تنگ براق و شهرستان سپیدان و عبور آزادراه شیراز- اصفهان از منطقه می‌باشد که به لحاظ توسعه گردشگری منطقه را در مقایسه با سایر مناطق از موقعیت مطلوبی برخوردار کرده است.
منطقه کامفیروز به دلیل محصور بودن در رشته کوه‌های زاگرس و نزدیکی به کوه رنج از نظر ذخایر آبی از اهمیت بالایی در استان فارس برخوردار است، به همین دلیل رودخانه‌های مهمی مثل کر، تنگ بستانگ و تنگ شول از کوه‌های این منطقه سرچشمه و یا عبور میکند و از طریق 45 رشته کانال و جدول و 72 چشمه و قنات و 946 حلقه چاه نقش مهمی در مشروب کردن اراضی این منطقه و استان ایفا میکنند. این منطقه در حوضه آبریز دریاچه بختگان قرار دارد. عبور رودخانه دائمی کر به عنوان پرآب‌ترین رودخانه استان و همچنین وجود سد زیبای درودزن و شالیزارهای برنج و جنگل‌های انبوه بلوط در این منطقه چشم‌انداز زیبایی به آن داده به طوری که در اطراف این رودخانه چشم اندازهای جذاب و جالبی وجود دارد که میتواند در جذب گردشگران مورد توجه قرار گیرد.
منبع:الله یاری کامفیروزی،فیض الله،پایان نامه کارشناسی ارشد،ارزیابی ظرفیتهای گردشگری مناطق نمونه بهشت گمشده و سد درودزن بخش کامفیروز،دانشگاه تربیت مدرس،1391
معرفی پلی پروپیلن
الیاف پلی پروپیلن که از طریق پلیمریزاسیون پروپیلن به صورت یک پلیمرخطی تهیه می گردند و به اختصار پ-پ نامیده می شوند بعد از پیدا شدن کاتالیستزیگلرناتا تولید شدند این کاتا لیست تولید پلی پروپیلن ایزو تاکتیک که قادر به متبلور شدن می باشد را امکان پذیر ساخت.
این الیاف در سال1960در ایتالیا با نام تجاری مراکلون به صورت صنعتی تولید شده وبه بازار عرضهگردیدند . خصوصیات پروپیلن باعث رشد سریع آن در سطح بین المللی گردید وبعد از مدتینسبتاً کوتاه ، پلی پروپیلن توانست از نظر مقدار تولید ، چهارمین مقام را بعد ازپلی استر ، نایلون وآکریلیک کسب نماید .
عدم امکان رنگررزی الیاف پروپیلن بهروشهای متداول برای دیگر الیاف ، باعث جلو گیری از رشد بیشتر این لیف مصنوعی گردیده است.
الیاف و نخ های نواری که دو کاربرد پلی پروپیلن راتشکیل می دهند نسبتاً به آسانی به روش ذوب ریسی تهیه می گردند و آسان بودن تولیداین نوع الیاف و پائین بودن هزینه تولید استقبال بسیار گستردهای از آن را به همراهداشته است . با بکار گیری مواد بالا برنده مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش سعیشده است عیب کم بودن مقاومت پلی پروپیلن در مقابل این اشعه مرتفع گردد.
پلی پروپیلن دارای دمای ذوب بالا تر(165-175درجه سانتیگراد)در مقایسه با پلی اتیلن می باشد . از نقطه نظر استحکام ومقاومت در مقابل سایش ،پلی پروپیلن با پلی اتیلن تفاوت زیاد ندارد.همانطور که گفته شد پلی پروپیلن هم مثل پلی اتیلن با روشهای معمول قابل رنگرزی نبوده و به روش رنگرز ی توده که در آن قبل از تشکیل الیاف ،به پلیمر مذاب اضافه می شود رنگرزی می گردد.
لازم به ذکراست که الیاف الفینی اصلاح شده به روش شیمیایی که قادر به رنگرزی شدن با روشهای معمولی می باشند تولید شده اند.
به عنوان مثال پلیپروپیلن حاوی پلی ونیل پیریدین به صورت پخش شده ویا ونیل پیریدین که جزئی ماکرومولکول را تشکیل می دهد با رنگینه های اسیدی قابل رنگرزی است و به هر حال قیمت تمامشده این نوع الیاف باعث گردیده است که از رنگرزی توده به عنوان مهم ترین روش برایرنگرزی این نوع الیاف استفاده گردد. Poly Propyleneیک ترموپلاست است که از پلیمریزاسیون پروپیلن بدست می آید و قابل بازیافت است. پلی پروپیلن (PP) اولین بار در اوایل دهه 1950 در مقیاس آزمایشگاهی تولید شد و سپس در اواخر این دهه به تولید تجاری رسید. از ابتدا برآورد می شد هزینه تولید پلی پروپیلن (PP) از پلی اتیلن (PE) کمتر است. پلی پروپیلن (PP) در سه فرم Isotactic , Syndiotacti , Atactic تولید می شود که به صورت عمده به فرم Isotactic و با افزودن مقدار کمی از دیگر مونومرها (بیشتر پلی اتیلن PE) است.
ویژگی ها:
مقاومت در برابر کشش ، چگالی کم، بی رنگی، سختی، مقاومت در برابر اسید و باز و حلال ها ، از جمله ویژگی های پلی پروپیلن (PP) محسوب می شود. هزینه کم تولید آن در مقایسه با دیگر ترموپلاستیک ها جایگاه ویژه ای برای پلی پروپیلن (PP) در صنعت ایجاد کرده است.
موارد مصرف:
پلی پروپیلن (PP) به صورت عمده در شش دسته Injection Moulding قالب تزریقی Fibres الیافSheet/Film فیلم و شیتBlow Moulding قالب بادیPipe پایپExtrution Coating روکش محافظتولید می شود. Injection Moulding قالب تزریقیبیشترین کاربرد پلی پروپیلنPP در این دسته است که در تولید وسایل الکتریکی و الکترونیکی، سرپوش وکلاهک، اسباب بازی، چمدان، وسایل خانگی و صنایع بسته بندی و صنعت اتومبیل استفاده می شود. Fibres الیافدومین کاربرد پلی پروپیلن (PP) در این دسته است که در تولید الیاف به کار رفته در پشت فرش و زیلو ، به عنوان جایگزین در الیاف سیزال و کنف در موکت و نخ های گونی، الیاف Non-Woven ، پارچه لباس ، عایق های گرما و سرما. Sheet/Film فیلم و شیت) این بخش از کاربرد پلی پروپیلن (PP) رشد قابل ملاحظه ای طی سال های اخیر داشته است. صنایع بسته بندی شیرینی و شکلات ، سیگار ، فیلم های گرافیک و چاپ ، شیت های بسته بندی مواد غذایی که با حرارت شکل می گیرند. Blow Moulding قالب بادی) بطری و قوطی. Pipe (پایپ لوله فاضلاب و اگو ، سیم و کابل. Extrution Coating روکش محافظ) این بخش از پلی پروپیلن (PP) رفته رفته جایگزین کاربرد پلی اتیلن سبک LDPE می شود. در سالهای اخیر از پلی پروپیلن (PP) برای تولید اجزاء داخلی و خارجی اتومبیل به تنهایی و یا ترکیب با دیگر پلیمر ها استفاده می شود. چگالی کم ، وِیژگیهای خوب مکانیکی ، ویژگیهای مناسب برای Injection Moulding (قالب تزریقی) به صورت قطعات بزرگ سبب شده است که در ساخت اجزای اتومبیل سهم یک سوم پلاستیک ها از پلی پروپیلن (PP) باشد.
مقدمه
بر اساس مجموعه مقالات چاپ شده توسط آکادمی ملی علوم آمریکا، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا و ارتش ایالات متحده در مطالعه ی تار عنکبوت به پیشرفت هایی دست یافته اند. تار عنکبوت را می توان تا سی الی پنجاه درصد طول اولیه اش بدون پاره شدن کشید. این ماده از فولاد محکم تر و از نظر استحکام با الیاف کولار قابل مقایسه است. بر مبنای مجموعه مقالات چاپ شده، شمار نوشتار های علمی در زمینه ی تار عنکبوت در دهه ی گذشته افزایش قابل توجه ای داشته است. این افزایش به علت ویژگی های مکانیکی شگفت انگیز تار عنکبوت است.
ساختار و ویژگی های پروتئین تار عنکبوت
پروتئینی که عنکبوت را قادر می سازد خود را آویزان کند و همچنین به شکار طعمه کمک می کند، نظر دانشمندان را به خود جلب کرده است. مولکول های این پروتئین بسیار کشسان و قوی هستند، تقریباً 20 برابر از نایلون کشسان تر و 9 برابر از فولاد در قطر مساوی قوی تر می باشد. علاقه به تار عنکبوت در حالی است که زمینه ی مواد زیستی، مورد بسیار قابل توجه و رو به رشدی در زمینه ی پژوهش های مواد است. دلیل توجه ارتش ایالات متحده به این ماده استفاده از آن در ساخت جلیقه های ضد گلوله و محافظ هاست. هدف عمده ی پژوهش های دانشمندان، درک چگونگی چین خوردن این پروتئین و سازماندهی رشته ی تار عنکبوت است. پژوهشگران با استفاده از روش میکروسکوپ نیروی اتمی و یک کشنده ی مولکولی، با تصویربرداری و کشش این پروتئین، به سرنخ هایی دست یافته اند. این مشاهدات به پژوهشگران کمک می کند تا آنچه در هنگام تشکیل تار عنکبوت در غده تراوش تار عنکبوت رخ می دهد، شبیه سازی کنند. آن ها دریافته اند که وقتی پروتئین باز می شود به صورت تکه تکه است. در ضمن این پروتئین دارای پیوند هایی است که هنگام افزایش بار، باز شده و تغییر شکل می دهند. این امر از الگویی پیروی می کند که در دیگر پروتئین های تحت بار کشف شده است. تار عنکبوت دارای بخش های کریستالی و بخش های شبه لاستیکی کشسانی است. پژوهشگران دریافته اند که مولکول های منفرد دارای هر دو بخش هستند.
الیاف کولار
عنکبوت و کرم ابریشم دارای غده های مولد پروتئین های لیفی هستند که با ریسیدن آن ها الیافی بدست می آید که از فولاد محکم تر است. الیاف کولار در جلیقه های ضد گلوله، وسایل ورزشی، قطعات هواپیما و ریسمان های مورد استفاده در سکو های نفتی بکار می رود. ولی الیاف کولار انعطاف پذیری بسیار کم تری نسبت به تار عنکبوت دارد. این بدین معناست که تار عنکبوت قبل از پاره شدن انرژی زیادی جذب می کند. مزیتی که عنکبوت به کمک آن موفق به شکار حشرات می شود.
خلق مواد برتر از تار عنکبوت
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس بر این باورند که با مطالعه ی توانمندی عنکبوت ها در تنیدن تار می توان به راز تولید مواد قوی تر و بهتر پی برد. بنا بر اظهار نظر توماس هان، استاد دانشگاه مکانیک و هوا فضا دانشگاه کالیفرنیا و فرانک کو استاد دانشگاه درکسل، مهندسان می توانند با تقلید از قدرت عنکبوت در تنیدن تار، فرآیند طراحی تار را بهبود بخشند. به این ترتیب آن ها می توانند کارایی محصولات گوناگونی را از راکت تنیس گرفته تا بمب افکن بهبود بخشند. آزمایش های انجام شده توسط پروفسور کو نشان می دهد که تار عنکبوت در برابر تغییر خواص، فوق العاده مقاوم است و می توان آن را در هوا یا زیر آب تنید. به طور معمول می توان موادی فوق العاده قوی ساخت ولی با این کار چقرمگی کاهش می یابد. همچنین می توان موادی با چقرمگی فوق العاده بالا ساخت ولی استحکام کاهش خواهد یافت که این دو ویژگی در تار عنکبوت مشاهده می شود.
مهندسی طبیعت
اساس تار عنکبوت، پلیمر است. محلول پروتئینی تار عنکبوت حاوی 30 الی 40 درصد پلیمر است و بقیه اش آب است. غده های تولید تار عنکبوت، قادرند پروتئین های بزرگ الیافی را ترکیب کنند و آن پروتئین ها را درون الیاف قابل حل، پردازش کنند. پروفسور مهندسی مکانیک، می گوید: موضوع شگفت آور طبیعت این است که چگونه مواد از محلول آبی به شکل تار در می آیند و الیافی را تولید می کنند که دوباره تجزیه نمی شود. تار عنکبوت خشک، مانند یک تخم مرغ پخته شده، به شکل مایع قبلی اش باز نمی گردد.
نتیجه گیری
از آن جایی که تار عنکبوت نوعی پروتئین است، ساخت آن توسط ژنی در موجود زنده مولد آن کنترل می شود. با وجود اینکه ساختمان شیمیایی این ترکیب پروتئینی شناخته شده، پیچیدگی آن تولید مصنوعی آن را مشکل می کند. بهترین روش، استفاده از موجودات زنده برای تولید طبیعی این ماده است. تولید الیاف با دوام از پروتئین تار عنکبوت ( که در آب قابل انحلال است ) کار مشکلی است و هیچ کس تاکنون این کار را به خوبی عنکبوت ها انجام نداده است
1. اثر پرکننده ها بر ویژگی های مواد پلاستیک
پرکننده ها می توانند تمامی ویژگی های پلیمرها را تغییر دهند؛ظاهر،رنگ،چگالی، همرفتگی،ضریب انبساط گرمایی، هدایت الکتریکی، تراوایی و ویژگی های مکانیکی و گرمایی.تاثیر پرکننده بر ویژگی ها تابع نوع آن ، روش افزودن واختلاط ، مقدار و آماده سازی سطح پرکننده است.حضور و یا آرایش ذرات پرکننده می تواند بر ویژگی های ذاتی پلیمر مانند بلورینگی(پلی اتیلن،پلی آمید و..) و یا دمای تبدیل شیشه ای آن تاثیر بگذارد.گذشته از این اثرات جانبی، هدف اصلی از افزودن پرکننده ها، بعد از کاهش قیمت، بهبود ویژگی های مکانیکی و گرمایی است.
اولین ویژگی که با افزودن پرکننده بهبود می یابد صلبیت و سفتی پلیمر است.این بهبودتابع مدول پرکننده و یلاستیک،مقدار پرکننده، نسبت طول به عرض پرکننده و برهم کنش پلیمر و پرکننده است. به طور معمول با افزایش صلبیت، پلیمر شکننده می شوند و چقرمگی آن و استحکام ضربه ی آن کم می شود. استحکام ضربه ی یک پلیمر دارای پرکننده به شدٌت متاثر از حضور ذرات درشت است، زیرا ذرات درشت مانند یک نقص عمل می کنند و نقطه ی شروع شکست می شوند.پوشش دهی سطح پرکننده با ماده ای که چسبندگی خوب با پلیمر داشته باشد، کمی از این مشکل می کاهد.
2.1 معیارهای انتخاب پرکننده
انتخاب پر کننده ها برای هر کاربرد، فقط از روی ویژگی های مورد نظر امکان پذیر است ولی می توان یک سری اصول کلی را به ترتیب زیر ذکر کرد؛
· پرکننده باید در شرایط فرایند پلیمر (دماو فشار)ساختار خود را حفظ کند، بی اثر یاقی بماند، حل نشود،تخریب نشود، مواد فرار ایجاد نکند، باعث تخریب پلیمر نشود و افزودنی های دیگر را به خود جذب نکند.
· پرکننده باید با پلیمر سازگار باشد(پلیمر سطح آن را خیس کند) و ساینده نباشد.
· انتقال آن آسان باشد، یعنی چگالی توده ای آن زیاد باشد، رطوبت آن کم باشد، غبار ایجاد نکند و سمی نباشد.در ادامه اثرات پرکننده ها بر ویژگی های اصلی مواد پلیمری به ترتیب مورد توجه قرار می گیرند.
1.1.1 چگالی
چگالی پرکننده ها به دقت اندازه گیری شده اند و مقدار آن در برگه ی مشخصات محصول، فروشندگان موجود است .چگالی یک پلیمر دارای پرکننده و در صد حجمی پرکننده را می توان محاسبه کر د.
وقتی پرکننده ی خریداری شده خود ترکیبی از چند پرکننده است، عدد چگالی داده شده خیلی دقیق نخواهد بود و اندازه گیری مستقیم چگالی پلیمر دارای پرکننده لازم استبه طور مثال پرکنندهی سنگینی مانند باریت، اغلب همراه مواد سبک تری مانند کربنات ها است.می توان با دانستن چگالی یک پلیمر دارای پرکننده و چگالی خود پرکننده، در صد وزنی پرکننده را نیز از روی این فرمول تعیین کرد.این روش در معرض خطاهای زیادی است و روش دقیق تر اندازه گیری در صد خاکستر است.
1.1.2 ویژگی های کششی
بیشتر پرکننده ها مدول کششی و استحکام تسلیم پلیمر ها را زیاد می کنند ولی تغییر طول در پارگی را کاهش می دهند،که در این قاعده استثنا نیز وجود داردبه طور ویژه در مقادیر کم، توزیع نامناسب، حضور کلوخه ها و چسبندگی ضعیف به پلیمر.تاثیر یک پرکننده بر ویژگی های کششی به شدت تابع نسبت طول به قطر آن است.هر چه این بیشتر باشد.در مقدار مساوی ویژگی های کششی بیشتر تقویت خواهند شد.در مقایسه پلیمرهای دارای پرکننده های مختلف با هم،بهتر است .به جای در صد وزنی، در صد حجمی با هم مقایسه شود، زیرا ویژگی ها بیشتر تابع در صد حجمی هستند تا وزنی.
در مصارفی که ویژگی های کششی مهم هستند باید در نظر گرفت که افت استحکام کششی در خط جوش برای پلیمرهای دارای پرکننده بیشتر است.به طور کلی می توان گفت که در پلاستیک های دارای الیاف افت استحکام در خط جوش تا 50در صد، در پرکننده های صفحه ای تا 30درصد و در پرکننده های گرد تا 15درصد است.
1.1.3 ویژگی های ضربه ای
به طور کلی افزایش صلبیت به معنی کاهش چقرمگی است.چقرمگی یک ماده با آزمون های بسیار متنوعی اندازه گیری می شود که لزوماٌ خیلی با هم همسان نیستند. به طور کلی استحکام ضربه ای پلیمر دارای پرکننده تابع نوع پرکننده و اندازه گیری آن، نوع پلیمر،دما،مقدارپرکننده، نسبت طول به قطر، کشش سطحی، افزودنی ها و بسیاری عوامل دیگر است.
از نظر پرکننده می توان گفت که استفاده از پرکننده ی ریزتر، گردتر و با پوشش دهی سطحی باعث بهبود استحکام ضربه ای می شود.پوشش دهی علاوه بر کمک به توزیع بهتر از تشکیل کلوخه ها که ضعیف هستند جلوگیری می کند.
در عمل بهبود استحکام ضربه ای یا از یک افزودنی بهبود دهنده ی استحکام ضربه ای استفاده می شود یا از یک پلاستیک اصلاح شده با لاستیک به عنوان ماتریس استفاده می شود.
1.1.4 ویژگی های گرمایی
پلاستیک ها هدایت گرمایی کم و ظرفیت گرمایی زیادی دارند.هدایت گرمایی بیشتر پرکننده ها حدود 10 برابر پلیمر ها است و همزمان ظرفیت گرمایی آنها حدود نصف پلیمرهاست. افزودن حدود 40 در صد وزنی یک پرکنندهبه پلاستیک ها هدایت گرمایی را حدود 3 برابر زیاد می کند و ظرفیت گرمایی را 30 در صد کم می کند. این دو تغییر باعث می شود تا سرعت تولید محصول به ویژه در تزریق افزایش یابد.زیرا سرعت سرد کردن زیاد می شود. ضریب انبساط گرمایی پلیمرها حدود 10 برابر پرکننده ها است، پس با افزودن پرکننده ها، می توان تغییرات ابعادی قطعات پلاستیکی بر اثر تغییر دما را کم کرد. از طرف دیگر تفاوت ضریب انبساط گرمایی پرکننده و پلیمر باعث می شود تا تغییرات دما باعث ایجاد تنش داخلی و تاب برداشتن قطعه شود. همرفتگی پلاستیک ها نیز با افزودن پرکننده کم می شود که مقدار آن تابع نوع و شکل پرکننده است. از آن جا که پرکننده های معدنی حتی با یک نام و از شرکت های مختلف، ویژگی های متفاوتی دارند. بهتر است که نوع پرکننده بعد از طراحی قالب عوض نشود، زیرا باعث تغییر همرفتگی و تفاوت در ایجاد قطعه ی تزریقی می شود. دمای خم شدن تحت بار (HDT ) مانند مدول و تنش تسلیم با افزایش مقدار پرکننده زیاد می شود.پرکننده هایی که به شکل الیاف هستند این اثر را بیشتر نشان می دهند.و می توانند تا یک سقفی دمای HDT را زیاد کنند، این سقف توسط دمای ذوب، دمای تبدیل شیشه ای و تخریب پلیمر تعیین می شود.
1.1.5 ویژگی های اصطکاکی و سطحی
پلیمرهایی مانند PTFE و پلی اتیلن ضریب اصطحکاک بسیار کمی دارند ولی از نظر خزش بسیار ضعیف هستند، به ویژه تحت بار مکانیکی زیاد. برای دستیابی به هر دو ویژگی یا به پلیمرهایی خزش خوب دارند پرکننده های روان کننده مانند mos2 ، گرافیت و تفلون اضافه می شود یا پرکننده های تقویت کننده به پلیمر های با ضریب اصطکاک کم افزوده می شود.
پر کننده ها باعث مات تر شدن سطح قطعه می شوند ولی با استفاده از پرکننده های ریزتر می توان این اثر را به حداقل رساند.با استفاده از پرکننده های خاص مانند گوی های شیشه ای، تالک پوشش داده شده و یا کائولن می توان مقاومت سطح به خراش را بهبود داد .بعضی پرکننده ها در ابعاد درشت می توانند با ایجاد زبری سطح از به هم چسبیدن سطوح جلوگیری کنند، که این ویژگی در تولید فیلم های پلاستیکی استفاده می شود.
1.1.6 ویژگی الکتریکی
هدایت الکتریکی پلیمرها را می توان به کمک پرکننده ها در دامنه ی گسترده ای تغییر داد.برای کم کردن مقاومت الکتریکی می توان از پرکننده های هادی برق مثل دوده، گرافیت،پودر و الیاف فلزی، میکا پوشش شده با فلز و مانند آن استفاده کرد.باید دقت کرد که در این موارد یک در صد وزنی بحرانی وجود دارد که کمتر از آن افزایش هدایت ناچیز است و بعد از آن هدایت به شدت زیاد می شود. برای ایجاد ویژگی های ضد الکتریسته ساکن از مواد آلی مانند اسیدهای چرب و آمین های قطبی استفاده می شود.ولی در بعضی موارد از پرکننده های هادی برق در مقادیر کم نیز برای ایجاد این ویژگی استفاده می شود. در طرف دیگر طیف، وقتی که پلیمر باید عایق خوبی باشد.بعضی از پرکننده ها با جذب رطوبت یا آزاد کردن یون می توانند اثرات مخربی بر ویژگی های عایقی پلیمر داشته باشند.برای جلوگیری از این مشکلات باید از پرکننده های بدون رطوبت و خالص استفاده کرد.مانند کائولن کلسینه شده و یا تالک .از آن جا که هدایت توده ای پرکننده ها خیلی کمتر از هدایت سطحی آنها است، پلیمرهای دارای پرکننده، جریان برق را بیشتر از سطح عبور می دهند. با افزودن پرکننده های مغناطیسی مانند ضریب باریم ،می توان ویژگی های آهنربایی در پلیمرها ایجاد کرد.
1.1.7 ویژگی های نوری
با آن که بیشتر پرکننده های معدنی بسیار سفید به نظر می رسند.ولی قدرت رنگ دهی آنها خیلی زیاد نیست زیرا ضریب شکست نور آنها خیلی با پلیمرها تفاوت ندارد.نتیجه آن که بسیاری از پلیمر های دارای پرکننده شفاف و نیمه شفاف هستند و بعضی از پرکننده ها مانند سولفات باریم و کربنات کلسیم کمی ویژگی رنگ دهی بهتری دارند.رنگ دهی و پوشش دهی یک پرکننده تابع مقدار آن در فرمول است به طور مثال پلی پروپلین دارای کمتر از 5 در صد وزنی تالک ؛عملاٌ شفاف است.
بعضی از پرکننده ها به ویژه آنها که ذرات ورقی شکل دارند،با ایجادفاصله بین رنگدانه ها می توانند قدرت رنگدهی و پوشش آنها را تقویت کنند. در پلاستیک های شفاف مانند پلی استایرن و PMMA افزودن پرکننده ها ظاهری ابری و شیری ایجاد می کند که در کاربردهای نور پردازی از آن استفاده می شود.
1.1.8 ویژگی های آکستیکی
سرو صدا یکی از عوامل اصلی آلودگی محیطی است و مواد پلیمری می توانند با جذب و میرا کردن این صدا به حذف آن کمک کنند. مواد عایق صدا می توانند با جذب انرژی صدا آن را به گرما تبدیل کنند. برای جذب بهتر صدا می توان از مواد لاستیکی، پرکننده های با چگالی زیاد و یا پرکننده های صفحه ای شکل استفاده کرد.اسفنجی کردن ماده نیز می تواند به این ویژگی کمک کند. افزودن بیش از حد پرکننده می تواند این ویژگی را تضعیف کند. از یک مقدار بیشتر تماس ذرات پرکننده با هم یاعث ایجاد پل بین ذرات پرکننده و انتقال بهتر صدا می گردد. میکا برای کاربردهای آکوستیک دو امتیاز دارد، اول این که ساختار صفحه ای آن باعث می شود تا انعکاس و شکست صدا بیشتر شود و در نتیجه جذب آن بهتر شود. دوم مدول الاستیسیته پایین آن در مقایسه با دیگر پرکننده ها باعث می شود تا انعطاف پذیری و در نتیجه جذب صدا بهتر شود.موثر ترین اندازه ذرات از نظر جذب صدا 150 تا 500 میکرون است.از پرکننده ها برای بهبود جذب صدا در پوشش زیر بدنه ی خودرو، کفی داخل خودرو و لوله کشی کم صدای داخل ساختمان استفاده می شود.
1.1.9 دوام
حضور پرکننده های معدنی می تواند پایداری قطعات پلیمری در برابر گرما و نور فرابنفش را بکاهد که شدت این اثر به مقدار پرکننده، اندازه ی ذرات آن و نا خالصی آن (آهن،مس) بستگی دارد.پرکننده هایی که سطح زیاد دارند می توانند با جذب پایدارکننده ها، عمر دراز مدت محصول در برابر گرما و نور را بکاهند، برای حل این مشکل می توان از پرکننده های پوشش دار و یا پایدارکننده های خاص استفاده کرد. یون فلزات سنگین مانند مس، کبالت، منگنز و آهن می تواند فرایند اکسیداسیون پلیمرها را تسریع کنند و در نتیجه باعث تخریب زود هنگام پلیمرها شوند.برای جلوگیری از این اثرات مخرب می توان از پایدارکننده هایی که فلزات را خنثا می کنند و یا پوشش های پلیمری بر روی پرکننده ها بهره برد.
1.1.10 گرانروی (ویسکوزیته)
پرکننده ها اثر شدیدی بر گرانروی آمیزه ی پلاستیک دارند و شدت این تاثیر به مقدار پرکننده، اندازه ی آن و توزیع آن و نسبت طول به قطر ذرات آن بستگی دارد.به طور کلی می توان گفت که با افزایش مقدار پرکننده گرانروی آمیزه پلاستیک زیاد می شود ولی این افزایش خطی نیست و رفتار آن در دماها و سرعت های برش مختلف تغییر می کند. پرکننده های صفحه ای تاثیر بیشتری بر افزایش گرانروی دارند. تلاش های زیادی برای محاسبه ی گرانروی پلیمرهای دارای پرکننده شده است ولی پیچدگی های ناشی از اندازه ذرات، چسبندگی پلیمر به پرکننده و حضور مواد افزودنی، باعث شده تا نتوان به دقت گرانروی یک آمیزه ی دارای پرکننده را از بیش تعیین کرد.برای پرکننده های ساده و مقادیر کم(زیر 20 در صد) فرمول انیشتین می توان یک نقطه شروع برای محاسبه ی گرانروی باشد.
2.1.11 طعم و بو
اضافه کردن پرکننده ها به پلاستیک ها می تواند باعتث ایجاد بوی نامطبوع در مواد شده، حتی اگر خود پرکننده هیچ بویی نداشته باشد.علت احتمالی این مشکل واکنش پرکننده باگروهای عامل بغضی از پلیمر ها، یا واکنش نا خالص های فلزی موجود در پرکننده با پلیمر یا افزودنی های دیگر باشد. راه مقابله با این مشکل استفاده از پرکننده های خالص تر و یا استفاده از افزودنی هایی (پایدار کننده ها) است که با پرکننده مورد نظر سازگار باشند به عنوان آخرین راه حل می توان از مواد معطر برای پوشاندن بو های نا مطبوع استفاده کرد.
2.1.12 تراوایی گاز
در بسته بندی ها و ظروف، تراوایی بسته بندی نسبت به گازها و مایعات اهمیت بسیار زیادی دارد، پرکننده ها می توانند تراوایی و سرعت نفوذ گازها را کم کنند.پر کننده هایی که ذرات آنها صفحه ای است مانند یک سد در برابر عبور گازها عمل می کنند.باید توجه کرد که اگر چسبندگی بین پلیمر و پرکننده مناسب نباشد، سطح تماس پرکننده و پلیمر خود به مجرایی برای عبور تبدیل می شود و در عمل تراوایی زیاد می شود. برای بعضی مصارف مانند فیلم های بهداشتی و بسته بندی های تراوا، می توان از پرکننده هایی با اندازه ی خاص برای افزایش کنترل شده ی تراوایی مثلاٌ به بخار آب استفاده کرد.
2.1.13 آتشگیری
پرکننده های معدنی آتشگیر نیستند. از آن جا که حجم کل ماده ی سوختنی با حضور پرکننده کم می شود،پس سرعت سوختن پلیمرها ی، دارای پرکننده کمتر است. علاوه بر این ویژگی، پرکننده های دیگری مانند تری هیدرات آلومنیوم (ATH)، هیدرو کسید منیزیم و ترکیبات بور و آنتیوان وجود دارند که به طور موثر سوختن پلیمر را به تاخیر می اندازد.این پرکننده ها بر اثر آتش تجزیه شده و علاوه بر جذب گرما و خنک کردن قطعه با آزاد کردن گاز، مانع رسیدن اکسیژن به شعله می گردند.علاوه بر این پرکننده ها با تشکیل یک توده ی خاکستری سخت در محل سوختن مانع از رسیدن گرما و اکسیژن به پلیمر و سوختن آن می شوند
چکیده :
در این مقاله سعی شده است آشنایی مختصری در مورد آسفالت های پلیمری داده شود. امروزه با گسترش علم مهندسی پلیمر و کاربردهای وسیع آن در زندگی روزمره مواد پلیمری جدیدی در سرتاسر دنیا به وجود می آید که لزوم آشنایی آن برای مهندسان پلیمر احساس می شود. امید است که این مقاله بتواند آشنایی هر چند کم را در اختیار محققان قرار دهد.
کلمات کلیدی:
آسفالت- پلیمر- قیر- روکش آسفالت- جاده- راه سازی
دکتر لیوینگستون، فیزیکدان برنامه تحقیقات زیربنایی پیشرفته در اداره کل بزرگراه‌های فدرال (FHWA)، می‌گوید: ”آسفالت و سیمان هر دو جزء نانومواد می‌باشند. تاکنون ما نتوانسته‌ایم بفهمیم که در این سطح چه اتفاقی می‌افتد، اما این اثرات بر عملکرد مواد تاثیرمی‌گذارند.“بنا بر گفته لیوینگستون، یک ماده پلیمری ساختاری که میتواند به طور خود به خودی ترک‌ها را اصلاح نماید، قبلاً تولید شده است. این پیشرفت قابل ملاحظه با استفاده از یک عامل اصلاح کننده کپسوله شده و یک آغازکننده شیمیایی کاتالیستی درون یک بستر اپوکسی ایجاد شده است.یک ترک در حال ایجاد موجب گسستن میکروکپسول‌های موجود شده، در نتیجه عامل اصلاح‌کننده با استفاده از خاصیت مویینگی درون ترک رها میشود. با تماس عامل اصلاح‌کننده با کاتالیزور موجود، این عامل شروع به پلیمریزه شدن نموده، دو طرف ترک را به هم می‌چسباند.این روش میتواند منجر به تولید آسفالتی شود که ترکهای خود را اصلاح میکند. لیوینگستون می‌گوید: ”هیچ‌کس نمی‌تواند برای رشد این فناوری زمانی را پیش‌بینی کند، اما پیشرفت واقعی در حال انجام است و قابلیت‌های موجود بسیار هیجان‌آور می‌باشند.“با این حال، برای استفاده‌کنندگان فعلی آسفالت، تصور نبود دست‌انداز، یا نبود تأخیر به خاطر تعمیرات آسفالت، بسیار دور از دسترس بوده و نگرانی‌های جدی آنها را برطرف نمی‌سازد.محیط زیست عامل اصلی تأثیرگذار در فرایند تصمیم‌گیری برای پروژه‌های بزرگراه در بسیاری از کشورها است. مزایای یک آسفالت متفاوت برای جاده‌ها از دیدگاه زیست‌محیطی و مصرف انرژی، تنها یک بخش مهم از فرآیند تصمیم‌گیری است. دیدگاه‌های زیست‌محیطی موجب تسریع پیشرفت‌های فنی و اجتماعی می‌شوند. نیازهای چندگانه حفاظت از محیط زیست شامل: محدود نمودن انتشار گازهای گلخانه‌ای، مصرف کمتر انرژی، کاهش سر و صدای ترافیک و اطمینان از سلامتی و راحتی در رانندگی، اهدافی هستند که به دلیل ایجاد مسئولیت مشترک، مهم‌تر از تمام پیشرفت‌های علمی می‌باشند.یکی از این اهداف بستن چرخه مواد یا استفاده صد در صدی از مواد قابل بازیافت در ساخت جاده است. صنعت در این زمینه تجربه زیادی در مورد استفاده از محصولات فرعی در آسفالت به دست آورده است.مثال‌هایی از مواد زایدی که در مخلوط آسفالت مورد استفاده قرار گرفته‌اند، عبارتند از: تفاله کوره شیشه‌دمی، خاکستر حاصل از سوزاندن زباله‌های شهری، خاکستر موجود در مراکز تولید برق به وسیله زغال، آجر‌های خرد شده، پلاستیک حاصل از سیم‌های برق قدیمی و لاستیک حاصل از تایرهای کهنه.با این حال، استفاده موفقیت‌آمیز از این محصولات وابسته به تحقیقات کامل در زمینه منابع و ویژگیهای آنها بوده و معمولاً در سطح پایینی قابل انجام است. در این حالت امکان بررسی پیوسته عملکرد آسفالت نیز وجود دارد که خود موضوعی مورد بحث است.با این حال، مطابق گفته‌های مارک بلشه، مدیر آسفالت لاستیک در پروژه آسفالت‌سازی آرام آریزونا، حمایت عمومی - نه تحقیقات علمی- کلید توسعه صنعت تولید آسفالت با استفاده از محصولات فرعی است.پرژه آریزونا ارزشی معادل 34 میلیون دلار داشته و در همین سال به پایان خواهد رسید. این پروژه تقریباً 70 درصد (185 کیلومتر)آزادراه ناحیه فونیکس را دربرگرفته و آسفالت آن قادر خواهد بود تا مدت طولانی صدای ناشی از اصطکاک را در جاده کاهش دهد. آسفالتِ دارای لاستیک تنها درصد بسیار کم و تقریباً بی‌اهمیتی از درآمد صنعت ساختمانی را به خود اختصاص میدهد، اما بلشه می‌گوید که با افزایش رغبت عمومی این درصد افزایش خواهد یافت.به عنوان مثال در ژاپن، گروه تحقیقات آسفالت لاستیک (JARRG)، که شامل مجموعه‌ای از تولید‌کنندگان تایر و شرکت‌های آسفالت‌سازی می‌باشد، یک اتصال‌دهنده آسفالت بسیار ویسکوز را توسعه داده‌اند که از انبساط و پخش تایرهای کهنه‌ای که به صورت بسیار ریز ساییده شده‌اند، تولید میشود. این اتصال دهنده در مخلوط آسفالت پخش شده و سپس پخته میشود.این ماده میتواند به عنوان یک ماده الاستیک مابین مواد متراکم دیگر عمل نموده و از این طریق، ارتعاش و صدا را کاهش دهد. بنا بر اعلام JARRG اقبال عمومی به این محصول بسیار خوب است.بلشه می‌گوید: ”افرادی که در صنعت آسفالت لاستیک درگیر بوده‌اند، همواره سعی کرده‌اند که آن را به دلیل ویژگیهای مهندسی بسیار عالی‌اش به فروش برسانند. امّا بیش از هر چیز این محصول به عنوان کاهش دهنده صدا شناخته شده است و در پشت این قضیه، استقبال عمومی قرار دارد.“وزارت حمل و نقل آریزونا (ADOT) سه سال پیش یک نوع آسفالت را در بزرگراه سوپر استیشن در ناحیه آریزونا به کار برد. بلشه می‌گوید که به محض اتمام آسفالت این بزرگراه، ADOT و مسئولین محلی سیل عظیمی از تلفن‌ها و ایمیل‌ها را دریافت نمودند که از اشتیاق مردم نسبت به این جاده کمصداتر حکایت داشت.البته همه چیز آسفالت لاستیک کامل نیست. این مخلوط باعث ایجاد بخار و بو در فرآیند آسفالت کردن شده، هنوز در مورد قابل بازیافت بودن آن بحث وجود دارد. این آسفالت نسبت به آسفالتهای معمول بسیار گران‌تر بوده و آسفالت‌کارانی که تا به حال با این ماده چسبناک کار نکرده‌اند، ممکن است در کار کردن با آن، که باید در یک بازه دمایی معین انجام شود، دچار مشکل باشند.ممکن است نظر بلشه در مورد نظر عمومی درست باشد، اما روی دیگر سکه این است که خواست استفاده‌کنندگان از جاده کمصداتر و در عین حال دارای اثرات زیست‌محیطی کمتر، افزایش یافته است. این امر باعث تمرکز بیشتر تحقیقات بر روی مسائل مربوط به حمل و نقل، از جمله مواد مورد استفاده در جاده شده است.افزایش عمومی در میزان حمل و نقل، بار بیشتر بر روی محور، و فشار بیشتر تایر بر روی جاده، تقاضا برای آسفالتهای قوی‌تر وبادوام‌تر را افزایش میدهد. حمل و نقل بیشتر به این مفهوم نیز می‌باشد که ایجاد مشکل در حمل و نقل برای تعمیرات جاده‌ای مطلوب نیست و این امر موجب ایجاد تقاضای بیشتر برای تحقیق و توسعه مؤثر میگردد.
در ایران بدلیل عمر پایین عملکردی آسفالت، و از آنجایی که تاکنون هیچگونه تحقیقات گسترده و کاربردی بر روی اصلاح کردن قیر و همچنین طراحی و ساخت آسفالت ماستیک بعمل نیامده است. جهت تولید قیرهای پلیمری در آزمایشگاه یک دستگاه مخلوط کننده که دارای شرایط خاص بوده طراحی و برای اصلاح کردن قیرها نیز از پلیمر تولید داخل استفاده شد. در آزمایش های انجام شده توسط محققان کشورمان بر روی بر روی قیرهای اصلاح شده پلیمری نشان از بهبود رفتار و خصوصیات قیر خالص داده است. پلیمرها توانستند حساسیت حرارتی قیرها را کاهش داده و مقاومت در مقابل عریان شدگی را بهبود بخشند و مخلوطهای آسفالیت ساخته شده با آن را در مقابل بسیاری از تغییر شکلها و تنشهای اعمال شده بر روسازی مقاوم نماید.مطالعات و تحقیقات انجام شده در این پژوهش منجر به ساخت دستگاه آزمایش سختی سنج جهت طراحی آسفالت ماستیک گردید تا بتوان با استفاده از آن تغییرات نوع و مقدار چسبنده، نوع و مقدار فیلر بر روی خصوصیات مکانیکی آسفالت ماستیک مورد بررسی قرار گیرد. نتایج آزمایشهای انجام شده نشان دادند که بسیاری از خصوصیات مکانیکی این آسفالت ناشی از توزیع و یکنواختی فیلر در داخل چسبنده و کیفیت ملات ماستیک می باشد. آزمایشهای انجام شده در این تحقیق نشان دادند که آسفالت ماستیک با چسبنده های اصلاح شده دارای مقاومت کششی بسیار بالایی می باشد. و دارای مقادیر بازگشت الاستیک بیشتری نسبت به آسفالت متداول بوده، سفتی آن در دمای بالا زیاد می باشد و قادر به تحمل عبور چرخهای سنگین بوده و کمتر از آن بتن آسفالت گرم در آن تغییر شکل و گودی چرخ بوجود می آید. در دمای پایین نیز به علت شکل پذیری زیاد و سفتی کم مخلوط، در مقابل تنشهای کششی ناشی از سرما مقاوم بوده و مانع ایجاد ترکهای حرارتی در روسازی آسفالتی خواهد شد. آزمایشها نشان دادند که این مخلوط در مقابل پدیده عریان شدگی بسیار مقاوم می باشد. نتایج تحقیقات در این پژوهش نشان دادند که با استفاده از آسفالت ماستیک اصلاح شده، بسیاری از نواقص و خرابیهای برشمرده در روسازیهای آسفالتی مرتفع خواهد شد. می توان از این مخلوط در مناطق بحرانی و خاص روسازی استفاده نمود. به جهت داشتن فضای خالی نزدیک به صرف مخلوط و عدم نیاز به غلتک زدن جهت تراکم، بسیار مناسب برای استفاده در تعمیرات و وصله روسازیهای آسفالتی در مناطقی پرترافیک می باشد."
در نتیجه می توان گفت که استفاده و اجرای صحیح آسفالت سرد پلیمری، هزینه های گزاف و کلان نگهداری و ترمیم جاده ها و خیابان ها را تا 50 درصد کاهش می دهد. آسفالت سرد به دلیل پایداری بی نظیر و مقاومت در برابر دمای بالا و برودت زیاد، عدم ایجاد ترکهای طولی و عرضی، عدم نیاز به درزگیری و با توجه به اجرای روش سرد این آسفالت که از ایجاد چاله در سطح خیابان ها جلوگیری می کند، دارای عمری طولانی تر نسبت به آسفات گرم است. استفاده از آسفالت پلیمری علاوه بر چند برابر شدن عمر روکش آسفالت خیابان ها و جاده ها، مشکل روکش آسفالت پل های فلزی را نیز برطرف خواهد کرد. مقاومت بالای این نوع آسفالت در درجه حرارت 90 درجه بالای صفر مانع از جمع شدگی و عریان زدگی آن می شود و با دارابودن اصطکاک بالا در هوای بارانی، لغزندگی ایجاد نمی کند و از این نظر نیز امنیت بالایی را برای خودروها فراهم می کند.
حال سوالی که مطرح است این می باشد که آیا آسفالت های پلیمری خطرات زیست محیطی دارد؟
در جواب می توان گفت: : با توجه به اینکه این نوع آسفالت ها به حرارات و پروسه دما، سوخت و بخارات ناشی از آن که یکی از عوامل تخریب کننده محیط زیست است نیاز ندارند، بنابراین با کاهش آلودگی های ناشی از این موارد و نبود حلال های هیدروکربنی آلیفاتیک که در تولید آسفالت سرد بر پایه قیر MC2 تولید می شود منجر به سالم سازی محیط میگردد. استفاده از ضایعات غیر قابل مصرف آسفالت سرد به عنوان یکی از مونومرهای پلیمر در حدود 30 درصد موجب پاکسازی محیط می شود.
به طور خلاصه می توان خصوصیات آسفالت سرد پلیمری را این طور بیان داشت که از مهمترین خصوصیت این آسفالت که برای هم پیمانکار وهم کار فرما مهم است آغاز میکنم.
با توجه به هزینه بالا وگزافی که صرف نگهداری وترمیم جاده ها وخیابان ها صورت میپذیرداین آسفالت حدود 50 درصد هزینه ها را کاهش میدهد .
این آسفالت سرد دارای پایداری بی نظیر و مقاومت در برابر دمای بالا و برودت زیاد وهمچنین عدم ایجاد ترکهای طولی و عرضی، عدم نیاز به درزگیری و با توجه به اجرای روش سرد این آسفالت که از ایجاد چاله در سطح خیابان ها جلوگیری می کند، دارای عمری طولانی تر نسبت به آسفات گرم است.
استفاده از آسفالت پلیمری علاوه بر چند برابر شدن عمر روکش آسفالت خیابان ها و جاده ها، مشکل روکش آسفالت پل های فلزی را نیز برطرف خواهد کرد، اظهار داشت: مقاومت بالای این نوع آسفالت در درجه حرارت 90 درجه بالای صفر مانع از جمع شدگی و عریان زدگی آن می شود و با دارابودن اصطکاک بالا در هوای بارانی، لغزندگی ایجاد نمی کند و از این نظر نیز امنیت بالایی را برای خودروها فراهم می کند.
با توجه به اینکه این نوع آسفالت ها به حرارات و پروسه دما، سوخت و بخارات ناشی از آن که یکی از عوامل تخریب کننده محیط زیست است نیاز ندارند، بنابراین با کاهش آلودگی های ناشی از این موارد و نبود حلال های هیدروکربنی آلیفاتیک که در تولید آسفالت سرد بر پایه قیر MC2 تولید می شود منجر به سالم سازی محیط می گردد.
استفاده از ضایعات غیر قابل مصرف آسفالت سرد به عنوان یکی از مونومرهای پلیمر در حدود 30 درصد موجب پاکسازی محیط می شود.
ضخامت آسفالت پلیمری حدود 1/5 سانتی متر است و به علت عمر مصرف بیشتری که نسبت به آسفالت گرم دارد برای استفاده در سطح شهر به صرفه است.
آسفالت سرد پلیمری مشکی مخلوط پلیمری فوق پیشرفته می باشد که تا کنون در خاورمیانه تولید نشده است و آسفالت پلیمری رنگی راه بسپار به دلیل تک جزئی بودن و پایداری زمانی بیشتر فام، در جهان نظیر ندارد.
عمده محصولات تولیدی با عنوان آسفالت رنگی در جهان، به طور عام دو جزئی و بر پایه رزینهای اپوکسی یا پلی اورتان در حجم بسیار اندک (به دلیل کوتاهی زمان ژل تایم) و به قیمتهای گزاف تولید و عرضه می شود.
هم اکنون فقط چند شرکت معدود داخلی نسبت به تولید آسفالت سرد بر پایه قیر محلول در حلال های هیدروکربنی که تاثیرات مخرب زیست محیطی دارد فعالیت می کنند و راه بسپار تنها تولید کننده آسفالت سرد پلیمری مشکی تک جزئی در خاورمیانه است
استقبال از این محصول در سطح کشور و سازمان های ذیربط تقریبا بی نظیر بوده است و بیشتر ادارات مرتبط با راه و آسفالت از این طرح ولو با حداقل امکانات موجود خود استقبال کرده اند.
و در آخر مشخصات کلی آسفالت سرد رنگی را به عنوان یک نوع از آسفالت های پلیمری را به صورت اجمالی بررسی می کنیم.
آشنایی با آسفالت سرد رنگی :
شناسایی پلیمر:
پلیمر اولیه این محصول حاصل اصلاح رزینهای سینتتیک و ایجاد پیوند شیمیایی و اصلاح هم و واچسبی با توانایی بالای پلیمراسیون نهایی در اتصال سنگدانه و مصالح بتون آسفالتی و همچنین قابلیت گیرش اولیه و نهایی بسیار بالا در شرایط آب و هوایی سرد از صفر درجه سانتیگراد به بالا می باشد.
نوع پلیمر:
تشکیل پیوندهای شیمیایی و پلیمریزاسیون نهایی با خروج حلال موجود در پلیمر اتفاق می افتد . بنابراین پلیمر تک جزیی و هوا خشک بوده و هرچه جریان هوا شدیدتر باشد سرعت گیرش پلیمر سریعتر خواهد بود .زمان گیرایش پلیمر:بر پایه ازمایشات انجام گرفته سرعت گیرش اولیه حدکثر 30و سرعت گیرش ثانویه حداکثر 60 دقیقه برای آسفالت پلیمری ویژه مرمت چاله ها و بسته به ضخامت اجرا در خصوص آسفالتهای رنگی و مشکی از 5 تا 16 ساعت خواهد بود.زمان:زمان پلیمراسیون نهایی بسته به دمای محیط برای کلیه محصولات از 1 تا 24 ساعت متغیر خواهد بود .مکمل های اجرایی:از همان دقایق اولیه اجرای آسفالت پلیمری سرد ویژه مرمت چاله جاده ها و خیابانها با پاشش مقداری پودر سنگ تردد وسائط نقلیه مجاز بوده و این تردد کمک اساسی به کمپاکت محل اجرا مینماید . بنابراین اساسا ممنوعیت تردد خودرو برروی سطوح اجرا شده محلی از اعراب ندارد.
مزایای آسفالت:در اجرای این پلیمر نیاز به اجرای لایه پرایمربر پایه محلول mc2 یا قیر داغ وجود ندارد و دیگر چسبی بی نظیر که توانایی چسبندگی به تمام سطوح به غیر سطوح دارای خاک و رطوبت را دارد .بنابراین سطح مورد اجرا بایستی از هرگونه گردو رطوبت پاک گشته باشد.
نتیجه گیری:
با توجه به هزینه های بالا و گزافی که صرف نگهداری و ترمیم جاده ها و خیابان ها صورت می پذیرد این نوع آسفالت( آسفالت های پلیمری) به دلیل کارایی و طول عمر حدود 50 درصد هزینه ها را کاهش می دهد.
با توجه به پتانسیل های خوبی که هم در نیروهای فعال و مواد اولیه کشورمان دارد لزوم انجام یک برنامه ریزی برای بهبود راه های جاده ای کشور احساس می شود.
منابع:
1) خواص و کاربرد پلیمرهای طبیعی، دکتر نورالدین گودرزیان، نشر مهکامه، چاپ اول، پاییز 1385
2) سایت اینترنتی: http://database.irandoc.ac.ir/
3) سایت اینترنتی:http://www.cutlerrepaving.com/
مقدمه
Pultrusion فرآیندی است که غالباً برای تولید مواد ارزان قیمت با کیفیت مناسب و حجم تولید صنعتی متوسط به بالا به کار می رود (علی الخصوص در صنایع نظامی). در این فرآیند کسر حجمی الیاف از متوسط رو به بالاست.
این فرآیند اولین بار در سیستم الیاف شیشه (E-Glass) و رزین پلی استر به کار گرفته شد که علت این امر سبکی، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی الکتریکی کم این سیستم بود. با پیشرفت در زمینه Pultrusion، امروزه علاوه بر سیستم ذکر شده از الیافی نظیر S-glass، Kevlar، کربن و رزین های اپوکسی، فنولیک و ترموپلاستیک ها نیز به عنوان سیستم کامپوزیتی استفاده می شود. استفاده از ان روش در تولید وسایل لازم در صنایع هوا فضا، حمل و نقل، لوازم ورزشی و تجهیزات پزشکی بسیار مرسوم است.
با استفاده از این فرآیند عموماً قطعات با اشکال ساده تولید می شوند به عنوان مثال:
? Rods
? Angles
? Clips
? I-beams
? Panels
? Plates
بررسی کلی فرآیند Pultrusion
فرآیند پالتروژن در حالت کلی سه مرحله دارد:
1- آماده سازی عامل تقویت کننده (Preforming Reinforcing Materials)
2- آغشته سازی الیاف با رزین (Impregnating The Preform With Resin)
3- پخت (Curing) و تولید Laminate جامد
جهت بارگذاری روی الیاف می تواند transverse,Iongitudinal و یا Off- axis می باشد. برای رسیدن به خواص و کارایی های مورد نیاز هنگام آماده سازی الیاف (مرحله اول) می توان با تکنیک هایی از قبیل به کارگیری مخلوط هیبریدی از الیاف و روش هایی از قبیل In- line weaving و filament winding تولید کرد.
از موارد حائز اهمیت در ضمن این فرآیند کنترل پروفایل های دما و فشار جهت پخت مناسب رزین است. پروفایل دما به وسیله المنتهای گرمایشی که در طول قالب قرار دارد کنترل می شود. توجه به کنترل دما و فشار از مهمترین عوامل در فرآیند Pultrusion است که روی فاکتورهایی چون Pulling Force و در نهایت بر روی خواص نهایی محصول اثر گذار است.
الیاف از روی میله قرقره ها به درون حمام رزین (جهت آغشته شدن) کشیده می شوند و سپس از قالبی گرم عبور میکنند. قالب آغشته شدن الیاف را کامل کرده، مقدار رزین و پخت مواد در شکل نهاییشان را نیز همانگونه که از درون قالب عبور می کنند، کنترل می کند. قطعات طولی پخت شده به طور اتوماتیک به اندازه مشخص بریده می شوند. انواع پارچه نیز ممکن است در این روش، برای فراهم آوردن جهت های دیگر الیاف به غیر از صفر درجه، مصرف شوند. اگر چه کشش رانی فرآیندی پیوسته برای تولید قطعات طولی با سطح مقطع ثابت می باشد، شکل دیگر شناخته شده به صورت شکل دهی کششی است که اجازه بعضی تغییرات تعریف شده برای سطح مقطع را می دهد. در این فرآیند مواد از درون قالب برای آغشته شدن کشیده می شوند و سپس آنها را در درون قالب برای پخت مجتمع می کنند. چنین وضعی شرایط فرآیند غیر پیوسته را فراهم میاورد که البته همراه با تغییرات کوچک در سطح مقطع می باشد. در این فرآیند از رزینهای نظیر: اپوکسی ها، پلی استرها، وینیل استرها و فنولیک ها استفاده می شود.
مزایای اصلی این روش عبارتند از:
? این شیوه به خاطر سرعت بالا در آغشته کردن و پخت محصولات، اقتصادی می باشد.
? درصد مصرف رزین در سازه به دقت قابل کنترل می باشد.
? به خاطر استفاده از الیاف به صورت ریسمان (ساده ترین حالت الیاف)، قیمت الیاف مصرفی در حداقل ممکنه قرار دارد.
? به جهت دستیابی به بالاترین حد درصد الیاف موجود و همچنین استفاده از الیاف طولی در تمام سازه، خواص ساختی خیلی خوبی حاصل می شود.
? فضای آغشته شدن رزین می تواند بسته باشد بنابراین انتشار مواد فرار نیز محدود می شود.
معایب اصلی:
? محدود بودن قطعات با سطح مقطع ثابت و نسبتاً ثابت
? هزینه گرمایشی قالب دستگاه زیاد است.
در بعضی مواقع Preheating جهت بهبود curing و بهتر آغشته شدن الیاف (wetting) به کار می رود. برای این منظور از روش های دیگری چون Radio Frequency) ) RF و گرمادهی القایی نیز می توان استفاده کرد. زمان گرمادهی در طی این فرآیند از طریق سرعت کشیده شدن از بین die کنترل می شود.
این فرآیند از تکنیک های مختلفی برای تولید قطعات استفاده می کند. از روش تولیدی مرسوم حمام رزین (Wet-Bath) است که البته نقصهایی دارد. از جمله کاربری آن با رزین های high performance مثل فنولیک یا اپوکسی ها بسیار مشکل است. برای حل این قبیل مسائل می توان حمام رزین را از خط تولید حذف کرد و بجای آن رزین را از درون لوله های تحت فشار بصورت پیوسته به درون قالب پمپ کرد. این تکنیک را می توان به عنوان هیبرید RTM و Pultrusion در نظر گرفت. این روش امکان مخلوط کردن رزین در ضمن فرآیند، Preheating رزین جهت کاهش ویسکوزیته، امکان استفاده از رزین های با Pot Life بسیار کوتاه و نیز بهبود فاکتورهای زیست محیطی و سلامتی را فراهم می کند.
پالتروژن رزین های ترموپلاستیک
مشکل اصلی رزین های ترموپلاستیک ویسکوزیته بالای آنها و همچنین دمای بالای آنها و همچنین دمای بالای مورد نیاز برای فرآیند می باشد. به عنوان مثال دمای لازم برای بعضی از رزین های ترموپلاستیک که در صنایع هوافضا استفاده می شود، بیش از 750 درجه فارنهایت است در حالی که برای رزین ترموست بین 250 تا 400 درجه فارنهایت است.
? همچنین ویسکوزیته مواد ترموپلاستیک در این دما بیش از 1000000cp است در حالی که برای رزین های ترموست در حد چند صد سانتی پواز است.
? برای استفاده از رزین های ترموپلاستیک در این فرآیند از روش هایی همچون prepreg sheet استفاده می شود. استفاده از prepreg ها این ایراد را دارد که فقط برای تبدیل به هندسه های ساده مفید هستند.
عوامل موثر در فرآیند پالتروژن
? Pulling force
? Resin tempreture
? Injection pressure
? Tempreture
? Line speed
مشکل اصلی در مقاوم سازی الیاف در فرآیند پالتروژن از حرکت پیوسته و ثابت Iaminate نشأت می گیرد و این که تحت نیروهای کششی مونتاژ می شود. این مسئله در الیاف تک جهته خیلی مشکل ساز نیست بلکه برای اشکال و کاربردهای پیچیده تر اهمیت دارد که اگر کنترل نشود Iaminate ها در درون و بیرون قالب دچار تغییر شکل پس از تولید قطعه خواهند شد.
دو مشخصه مهم از فرآیند پذیری یک محصول کامپوزیتی از طریق Pultrusion عبارتند از:
1. نیروی کشش لازم جهت حرکت steady در طول سیستم (از جمله تفاوت های فرآیند Pultrusion با سایر فرآیندهای شکل دهی کامپوزیت ها در این است که حرکتی پیوسته برای الیاف وجود دارد. در حالیکه در بسیاری از فرآیندها حالت Batch و یا Semi- Continuous حاکم است.)
2. رفتار فشاری الیاف به کار رفته در Iaminate
منبع: نشریه PET (شماره چهارم)
فرآیند سُل- ژل (sol-gel) یک روش شیمیایی تر برای ساخت مواد (مثلاً از یک اکسید فلزی) می باشد، که از یک محلول شیمیایی (sol مخفف solution) و یا ذرات کلوئیدی (sol برای نانو ذرات) برای تولید یک شبکه کامل شده، استفاده می شود. پیش سازها و شروع کننده ها اکسیدهای فلزی و کلریدهای فلزی هستند که تحت واکنش های هیدرولیز شدن و تراکم پذیری (Poly condensation ) یک کلوئید را تشکیل می دهند که یک سیستم ترکیب شده از ذرات جامد پراکنده شده (با سایز یک نانومتر تا یک میکرون) در یک حلال می باشد. با پراکنده شدن ذرات جامد در حلال، سُل باز می شود و سپس به سمت تشکیل یک شبکه پیوسته معدنی حاوی یک فاز مایع (ژل) پیش می رود.
اکسیدهای فلزی از مهم ترین نانو ذراتی هستند که معمولاً در پوششها از آنها استفاده می شود و معروف ترین آنها عبارتند از : سیلیکا (2 SiO )، تیتان (2 TiO )، آلومینا ( Al2O3 )، زیرکونیوم (ZrO )، سریا (CeO2 )، زیرکونیا ( ZrO2 )،ّ Fe2O3 ، ّFe3O4 . (نانو ذرات موادی می باشند که اندازه آنها در محدوده 1 تا 100 نانومتر باشد و معمولاً به شکل پودر یا مایع دیسپرس شده می توانند برای تهیه انواع پوشش ها یا محصولات مختلف دیگر استفاده شوند.)
تشکیل یک اکسید فلزی ارتباط مراکز فلزی را با M-O-M)OXO ) یا پل های هیدروکسی (M-OH-M ) درگیر می کند، بنابراین پلیمرهای OXO فلزی یا هیدروکسی فلزی را در محل تولید می کند. فرآیند خشک شدن به انتقال فاز مایع از ژل با تشکیل مواد متخلخل کمک می کند، سپس یک عملیات حرارتی (firing ) ممکن است در جهت پیش بردن تراکم پذیری مرکب (Poly condensation ) و در نتیجه بهبود خواص مکانیکی انجام شود.
مراحل فرآیند سیستم سل- ژل شامل مراحل زیر می باشد: (این مراحل کلی بدون در نظر گرفتن مواد شروع کننده می باشد)
1) مخلوط کردن
2) ژل شدن: تعریف تجربی یعنی زمانی که محلول جریان نمی پذیرد.
3) تشکیل ماده: بصورت فیلم نازک، لیف یا توده می باشد.
4) خشک کردن
5) تغلیظ و متراکم شدن
فواید فرآیند سل- ژل
1) سادگی روش
2) انعطاف پذیر بودن
3) دمای پایین واکنش
4) سرمایه گذاری کم
پیش ساز ژل می تواند رو یک سطح برای تشکیل فیلم (به عنوان مثال به روش فروبری یا چرخشی) ته نشن و اعمال شود و یا می تواند به صورت توده مناسب با شکل مورد نظر (به عنوان مثال برای به دست آوردن سرامیک های یک پارچه، شیشه ها، الیاف، پوسته ها یا ورقه ها و یا ژل های مجزا) باشد و یا به صورت ترکیب پودر (مثل کره های نانو و میکرو) استفاده شود. روش سل- ژل روش ارزانی می باشد و روشی است که به دلیل دمای پایین واکنش می توان کنترل مناسبی بر ترکیب شیمیایی محصولات داشت و این کنترل باعث می شود که مقادیر کوچک ترکیب شده در هم مانند رنگینه های آلی و فلزات خاکی نادر مطرح شوند و در نهایت در محصول نهایی دیسپرس پایان پذیرید.سل- ژل می تواند در فرآیند ساخت سرامیک ها به عنوان مواد در قالب استفاده شود یا به عنوان حد واسط فیلم های خیلی نازک اکسیدهای فلزی برای فرآیندهای مختلف استفاده شود. مواد ناشی از سیستم سل- ژل می تواند در کاربردهای متفاوت نوری (اپتیک)، الکترونیک، انرژی، سطح، سنسورهای بیو (Bio )، دارویی و تکنولوژی جداسازی (مثل کروماتوگرافی) به کار برده شود. تاریخچه استفاده از فرآیند سل- ژل به سال 1880 میلادی بر می گردد که هیدرولیز تترا اتیل اورتوسیلیکات (TEOS ) تحت حالت اسیدی باعث تشکیل SiO2 به شکل الیاف و ورقه های یکپارچه شد. رشد تحقیق و پژوهش سل- ژل در سال 1990 میلادی به حدی شد که در حدود بیشتر از 50000 مقاله در سرتاسر دنیا در مورد فرآیند آن به چاپ رسید.
کاربردها:
محققان از سیستم سل- ژل برای تولید سبک ترین مواد دنیا که زیر دستی که مانند سرامیک داشته باشد، استفاده می کنند. با استفاده از سل- ژل مواد بسیار زیادی را می توان تولید کرد. یکی از بیشترین کاربردهای سل- ژل در تهیه فیلم های نازک است که می تواند توسط روش پوشش دادن پرخشی یا غوطه وری بر روی سطح ایجاد شود. روش های دیگر شامل اسپری کردن، الکتروفورز، چاپ جوهری یا پوشش های رولی می باشد. پوشش های نوری، رنگ های حفاظتی و تزیینی و ترکیبات الکترو اپتیک می توانند روی شیشه، فلز و دیگر انواع سطوح با این روش استفاده شوند.
با ریختن در قالب و سپس خشک کردن و عملیات حرارتی سرامیک متراکم یا کارهای هنری شیشه ای با خواص جدید می تواند ایجاد شود که با روش های دیگر امکان انجام آن میسر نمی باشد. اجزای نوری میکروسکوپ و ترکیبات نوری فعال به خوبی یک سطح آینه ای داغ بزرگ، آینه ای سرد، لنزها و *****های نوری با هندسه نوری می تواند سریع و با قیمت ارزان با سیستم سل- ژل تهیه شود.
با یک ویسکوزیته سل تنظیم شده برای محدوده مناسب، هم الیاف نوری و هم الیاف سرامیکی سخت می توانند طوری تهیه شوند که برای سنسورهای فیبر نوری و عایق های حرارتی استفاده شوند.
پودر های سرامیکی بسیار نرم و یک پارچه می توانند توسط روش ته نشینی و رسوب تشکیل شوند. این پودرهای یک جزئی یا ترکیبات چند جزئی می توانند در اندازه ذرات زیر میکرومتر، برای کاربردهای دندان پزشکی و دارویی استفاده شوند. پودرهای ترکیبی به عنوان کود شیمیایی و سم استفاده می شوند. هم چنین ساینده های پودری که در عملکرد تکمیلی مختلف استفاده می شوند با فرآیند سل- ژل درست شده اند.
یکی از کاربردهای مهم این فرآیند، انجام سنتز زئولیت (سیلیکات آبدار) می باشد. عوامل دیگر (فلزات و اکسیدهای فلزی) می توانند به راحتی داخل محصول نهایی ترکیب شوند وسل سیلیکاتی تشکیل شده به این روش بسیار پایدار است. دیگر محصولات ساخته شده با این روش شامل پوسته غشایی سرامیکی مختلف برای میکرو*****اسیون، اولترا*****اسیون، نانو *****اسیون و اسمز معکوس می باشد. اگر مایع در یک ژل مرطوب، تحت حالت فوق بحرانی جا به جا شود، موادی با حفره های بزرگ ( بسیار متخلخل) و دانسیته به شدت پایین که Aerogel نامیده می شود. تشکیل می دهد. خشک شدن ژل توسط عملیات حرارتی با دمای میانگین پایین (25-100 درجه سانتی گراد) صورت می گیرد و ممکن است که مواد جامد متخلخل که Xerogel نامیده می شوند، به دست آید. در انتها، فرآیند سل- ژل درسال 1950 برای تولید پودرهای رادیواکتیو Uo2 و ThO2 برای سوخت هسته ای بدون تولید ذرات با اندازه های بزرگ گسترش یافته بود.
منبع: نشریه PET
صدای پای آب
کار ما نیست شناسایی راز گل سرخ
کار ما شاید این است
که در افسون گل سرخ شناور باشیم
پشت دانایی اردو بزنیم
دست در جذبه یک برگ بشوییم و سر خوان برویم
صبح ها وقتی خورشید،در می آید متولد بشویم
هیجان ها را پرواز بدهیم
روی ادراک فضا،رنگ،صدا، پنجره گل نم بزنیم
آسمان را بنشانیم میان دو هجای هستی
ریه را از ابدیت پرو خالی بکنیم
بار دانش را از دوش پرستو به زمین بگذاریم نام را بازستانیم از ابر
از چنار،از پشه ، از تابستان
روی پای تر باران به بلندی محبت برویم
در به روی بشر و نور وگیاه و حشره باز کنیم
کار ما شاید این است که میان گل نیلوفر و قرن
پی آواز حقیقت بدویم.
سهراب سپهری
ولی پدر ...
یک خودکار شکیل و زیباست که در ظاهر ابهتش را همیشه حفظ میکند
خم به ابرو نمیاورد و خیلی سخت تر از این حرفهاست
فقط هیچ کس نمیبیند و نمیداند که چقدر دیگر میتواند بنویسد …
خورشید هر روز دیرتر از پدرم بیدار می شود اما زودتر از او به خانه بر می گرددبه سلامتی هرچی پدره
