دانلود مقاله کامپوزیت ها و کاربرد آن ها

کامپوزیت چیست؟

کامپوزیت ماده ای است که از چند ماده متمایز ساخته شده است (البته از لحاظ ماکروسکوپیک نه میکروسکوپیک) یکی از کامپوزیت های آشنا بتون است که از سیمان و ماسه ساخته می شود.بسیاری از مواد می توانند در گروه کامپوزیت ها قرار گیرند اما در این جا کمی در مورد کامپوزیت هایی از نوع فیبر های استحکامی پلیمری می نویسیم.

کامپوزیت های پلیمری پلاستیک هایی هستند که درون آن ها رشته ها و ذرات قرار داده شده اند.که این نوع پلاستیک به عنوان یک ماتریس است که فیبرها و ذرات برای بخشیدن استحکام به آن درون آن پراکنده شده اند.

معمولا استحکام ماتریس شامل ذرات و رشته ها بیشتر است از اتریس(پلاستیک) خالص از این رو کامپوزیت ها را شکل می دهند.معمولا مواد استحکام بخش در جهت های مخصوصی در ماتریس(پلاستیک) قرار می گیرند.قرار گرفتن مواد استحکام بخش در جهت های مختلف کامپوزیت هایی با خواص متفاوت را نتیجه می دهد.که به واسطه این خصوصیات معمولا طرح های خاص به بهره برداری می رسند.

کامپوزیت های با ماتریس پلیمری (PMCها) موادی هستند که از یک صمغ پلیمری به عنوان ماتریس کامپوزیت در آن ها استفاده می شود که با قرار دادن فیبرها و ذرات در آن به استحکام آن افزوده می شود.هم پلیمرهای ترموست(غیر قابل ارتجاع با حرارت) و هم پلیمرهای ترموپلاستیک(قابل ارتجاع با حرارت) می توانند به عنوان ماتریس مورد استفاده قرار گیرند.از کامپوزیت های پلیمری معمولی با ماتریس ترموست می توان پلی استر .

وینیل استر و اپوکسی را نام برد.و از کامپوزیت های پلیمری ترمو پلاستیک می توان PEEK.PEI و PPS را نام برد.استحکام بخش ها عبارتند از: شیشه.کربن و فیبر های آرامید.

کامپوزیت‌ها یا چندسازه‌های مصنوعی مقدمه از اولین کامپوزیت‌ها یا همان چندسازه‌های ساخت بشر می‌توان به کاه گل اشاره کرد.

قایق‌هایی که سرخ‌پوست‌ها با قیر و بامبو می‌ساختند و تنورهایی که از گل ، پودر شیشه و پشم بز ساخته می‌شدند و در نواحی مختلف کشورمان یافت شده است، از کامپوزیت‌های نخستین هستند.

بسیاری از نیازهای صنعتی صنایعی مانند صنایع فضایی ، راکتورسازی ، الکترونیکی و غیره نمی‌تواند با استفاده از مواد معمولی شناخته شده ، برآورده شود.

اما قسمتی از آن نیازها ، می‌تواند با استفاده از چندسازه‌ها یا کامپوزیت‌ها برآورده گردد.

چندسازه‌ها به موادی گفته می‌شود که از مخلوطی از دو یا چند عنصر ساخته شده باشند.

در حالیکه در چندسازه‌ها ، نه فقط خواص هر یک از اجزاء آن برجا باقی می‌ماند، بلکه در نتیجه پیوستن آنها با یکدیگر ، خواص جدیدتر و بهتر هم بدست می‌آید.

مواد مختلط همیشه ناهمگن می‌باشد.

بررسیها و تحقیقات برای دست یافتن به مواد جدیدتر با خواص مکانیکی بهتر ، همواره انجام می‌گرفته و هنوز هم همگام با پیشرفت صنایع دنبال می‌گردد.

در این بررسیها ، اغلب این هدف دنبال می‌شود که به موادی با نسبت مناسب از استحکام کششی به چگالی ، استحکام حرارتی بالا و خواص ویژه سطح خارجی دست یابند.

انواع چندسازه‌ها انواع چندسازه‌ها را می‌توان به گروههای زیر طبقه‌بندی نمود.

کامپوزیت‌های پایه پلیمری : این مواد اهمیت صنعتی فراوانی دارد و هنوز هم تحقیقات در این زمینه ادامه دارد.

مواد مصنوعی تقویت شده با الیاف شیشه (فایبرگلاس‌ها) یکی از این مواد می‌باشد که تاکنون کاربرد صنعتی وسیعی پیدا کرده است.

کامپوزیت‌های پایه فلزی کامپوزیت‌های پایه سرامیکی :کامپوزیت‌های پایه پلیمری بیش از 90% کاربرد کامپوزیت‌ها را به خود اختصاص داده‌اند و از بقیه مهمتر هستند.

ساختمان فایبر گلاس‌ها ساختمان و اندازه‌ این الیاف شیشه‌ها بسیار متغیر است.

کوچکترین آنها بوسیله چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود و بسیار ریز هستند.

اندازه‌های کمی بزرگتر از آن ذراتی هستند که در کارخانجات ساخت فرآورده‌های الیاف شیشه‌ها به کمک هوا نقل و انتقال یافته و سبب شوزش پوست و بینی و گلو می‌شود.

الیاف شیشه متداولترین الیاف مصرفی کامپوزیت‌ها در دنیا و ایران است که متاسفانه در ایران ساخته نمی‌شود.

انواع الیاف شیشه عبارتند از انواع E ، C ، S و کوارتز.

ترکیب الیاف شیشه نوع E یا الکتریکی ، از جنس آلومینوبور و سیلیکات کلسیم بوده و دارای مقاومت ویژه الکتریکی بالایی است.

الیاف شیشه نوع S ، تقریباْْ 40 درصد استحکام بیشتری نسبت به الیاف شیشه نوع E دارند.

الیاف شیشه نوع C یا الیاف شیشه شیمیایی ، دارای ترکیب بور و سیلیکات کربنات دو سود بوده و نسبت به دو مورد قبل پایداری شیمیایی بیشتری بخصوص در محیط‌های اسیدی دارد.

الیاف شیشه کوارتز ، بیشتر در مواردی که خاصیت دی‌الکتریک پایین نیاز باشد، مانند پوشش آنتن‌ها و یا رادارهای هواپیما استفاده می‌شوند.

سبکی ، سهولت شکل‌دهی ، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت آب‌بندی ، از ویژگیهای کامپوزیت‌هایی است که در صنعت ساختمان بکار می‌رود.

فایبرگلاس یا الیاف شیشه که پرکاربردترین کامپوزیت‌ها هستند، فیبرها یا الیاف ساخت بشر است که در آن ، ماده‌ تشکیل دهنده‌ فیبر ، شیشه است.

الیاف شیشه‌ها ، موارد استفاده‌های فراوانی از جمله در ساخت بدنه‌ خودروها و قایقهای تندرو و مسابقه‌ای ، کلاه ایمنی موتورسواران ، عایقکاری ساختمانها و کوره‌ها و یخچالها و … دارند.

کاربردهای کامپوزیت‌ها سابقه استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته به دهه‌ 1940 باز می‌گردد.

در آن زمان ارتشهای آمریکا و شوروی سابق در رقابتی تنگاتنگ با یکدیگر ، موفق به ساخت کامپوزیت پایه پلیمری الیاف بور - رزین اپوکسی برای استفاده در صنعت هوا فضا شدند.

20 تا 30 سال پس از آن ، کامپوزیت‌های پایه پلیمری بطور گسترده‌ای به سوی صنایع شهری از جمله ساختمان و حمل و نقل روی آوردند.

بطور مثال امروزه خودروهایی ساخته می‌شود که تماماْْ کامپوزیتی هستند.

استفاده از کامپوزیت‌ها در این کاربرد به علت ویژگیهایی چون وزن کمتر ، در نتیجه سوخت کمتر و عمر طولانی‌تر آنهاست.

با توجه به پایداری بسیار زیاد کامپوزیت‌های پایه پلیمری و مقاومت بسیار خوب آنها در محیط‌های خورنده، این کامپوزیت‌ها، کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده‌اند که از آن جمله می‌توان به ساخت بدنه قایقها و کشتیها و تاسیسات فراساحلی اشاره داشت.

استفاده از کامپوزیت‌ها در این صنعت، حدود 60% صرفه‌جویی اقتصادی داشته است که علت اصلی آن مربوط به پایداری این مواد است.

صنعت ساختمان پرمصرف‌ترین صنعت برای مواد کامپوزیتی است.

استخرهای شنا ، وان حمام ، سینک ظرفشویی و دست‌شویی ، کف‌پوش ، نماپوش ، سقف‌پوش ، برج‌های خنک‌کننده و … همگی کامپوزیت‌های پایه پلیمری هستند برتری ها و کاستی های نانو کامپوزیت ها ظهور نانو کامپوزیت ها، تحولی اساسی درویژگی های مکانیکی و حرارتی مواد ایجاد کرده است.

ویژگی های منحصر به فرد مواد نانو کامپوزیت عبارتند از : · پودرهای نانو کامپوزیت نسبت سطح به حجم بالایی دارند ؛ این نسبت درحالت بی شکل (آمورف) نسبت به حالت بلوری بیشتر است.

به این ترتیب کسرزیادی از اتم ها درسطح ذرات پودر یا در مرز دانه های ریز ساختار قرار دارند و در نتیجه پودرهای نانو کامپوزیت قابلیت تف جوشی بالایی دارند.

· در ساخت نانو کامپوزیت ها از پودرهای نانو متری، به دلیل کنترل فرایند درمقیاس نانو، ریز ساختاری کاملا یکنواخت به دست می آید.

· نانو کامپوزیت ها درمحدوده دمایی گسترده ای ویژگی های فیزیکی و مکانیکی مناسبی همانند استحکام، سختی، چقرمگی و مقاومت حرارتی بالا دارند.

افزودن 5 تا 10 در صد حجمی فاز دو به زمینه، باعث افزایش چشمگیری در ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نانو کامپوزیت ها می شود.

در مقابل این ویژگی های منحصر به فرد، در ساخت نانو کامپوزیت ها مشکلات فرایندی قابل توجهی وجود دارد که نقش تعیین کننده ای دارند.

از اساسی تری این مشکلات می توان به موارد زیر اشاره کرد : · در نانو کامپوزیت ها عدم توزیع یکنواخت فاز دوم درون فاز زمینه، ویژگی های مکانیکی نانو کامپوزیت را کاهش می دهد.

· تجمع ذرات بسیار پودر در نانو کامپوزیت ها موجب افزایش انرژی سطحی آنها و کاهش ویژگی های مکانیکی ماده می شود.

· به کار گیری مواد شیمیایی گران بها برای توزیع یکنواخت فاز دوم در زمینه و جلوگیری از بهم چسبیدن ذرات پودر نانو کامپوزیتی و ساخت نانو کامپوزیتی با ریز ساختار همگن و ویژگی های مکانیکی بالا، باعث غیر اقتصادی شدن و همچنین پیچیده تر شدن فرایند می شود.

شرکت ACCیک موسسه تحقیقاتی می باشد که ثابت کرد کامپوزیت همانند فولاد دارای ایمنی بسیار بالا می باشد که با این تفاوت که کامپوزیت حذف زنگ زدگی فلز _ کاهش وزن _ استحکام بالا _ قابلیت طراحی و زیبایی و کاهش هزینه ساخت می باشد.

قیمت تمام شده مواد کامپوزیت از جمله فایبرگلاس بسیار ارزان تر از محصولات معدنی _ فلزی است و نیز سبکتر و مقاومتر به ویژه به علت ترکیب مواد بکار رفته در یاخت آن اصولا زنگ نمی زند.

تعریف عمومی از مواد کامپوزیت عبارتست از ترکیب از دو یا چند از مواد و کامپوزیت های F.R.P شامل یک تقویت کننده به استحکام بالا به شکل الیاف می باشد.

رزین مورد استفاده در عملیات F.R.P بطور معمول پلی استرهای اشباع نشده می باشند.

جهت افزایش قابلیت های رزین از چند نوع افزودنی مانند: رنگ دانه ها _ تاخیراندازهای آتش _ افرودنی های رسانا استفاده می شود.

الیاف شیشه به علت ارزان و مشخصه های استحکام به وزن نسبتا خوبی که دارا هستند معمولترین تقویت کننده به کار رفته در کل صنعت کامپوزیت می باشند.

بطور کلی رزین بعنوان ماتریس پلیمری و الیاف بعنوان تقویت کننده در صنعت کامپوزیت بکار می رود.

دکتر مهرداد شکریه، رئیس موسسه کامپوزیت ایران با اعلام این مطلب افزود: سرانه مصرف کامپوزیت در کشورهای پیشرفته جهان 3 کیلوگرم است در حالی که این سرانه در کشور ما تنها 3/0 کیلوگرم است.

عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران در ادامه به خبرنگار ما گفت: ایران از نظر سرانه مصرف مواد کامپوزیتی، همرده کشورهای آسیایی قرار دارد.

وی با اشاره به این که علت پایین بودن سرانه مصرف مواد کامپوزیتی در این قاره وسعت این قاره و نیز وجود کشورهای فقیر در این منطقه است، در عین حال از کشور ژاپن با سرانه 5/4 کیلوگرم در سال به عنوان نمونه‌ای از یک کشور آسیایی پیشرفته با مصرف سرانه مواد کامپوزیتی بالا نام برد.

رئیس موسسه کامپوزیت ایران از تلاش متخصصان ایرانی برای افزایش سهم مواد کامپوزیتی در صنایع مختلف کشور برای رسیدن به معیارهای توسعه خبر داد و افزود: با این هدف در سال 83 انجمن کامپوزیت ایران با همکاری موسسه کامپوزیت ایران، دفتر همکاری‌های فناوری ریاست جمهوری و نیز 12 صنعت وابسته به کامپوزیت تشکیل شده است.

دکتر شکریه انجمن کامپوزیت ایران را یک انجمن صنفی دانست که با هدف ارتقای کیفیت تولیدات مواد کامپوزیتی در کشور تاسیس شده است.

استفاده از مواد کامپوزیتی مقاومت بتون را سه برابر افزایش می‌دهد استفاده از مواد کامپوزیتی برای مقاوم سازی سطح خارجی بتون، میزان باروری بتون را 300 درصد افزایش می‌دهد.

به گزارش خبرنگار ما، یکی از طرح‌های ارائه شده در نمایشگاه فناوری، محور توسعه پایدار، روش مقاوم سازی سطح خارجی بتون با استفاده از مواد کامپوزیتی است که توسط موسسه کامپوزیت ایران به عنوان اختراع به ثبت رسیده.

دکتر مهرداد شکریه رئیس موسسه کامپوزیت ایران در تشریح این روش به خبرنگار ما گفت: در این روش لایه‌هایی از الیاف شیشه یا کربن به ضخامت 3/0 میلیمتر با استفاده از یک رزین مثل اپوکسی روی سازه بتونی کشیده می‌شود و به این ترتیب میزان مقاومت بتون 3 برابر خواهد شد.

عضو هیات علمی دانشگاه علم و صنعت ایران از جمله کاربردهای این روش را کاهش خسارت وارده به سازه‌های استراتژیک بتونی همچون پل‌ها یا ساختمان‌ها به هنگام وقوع زلزله عنوان کرد.

دکتر شکریه از جمله پروژه‌های در دست مقاوم سازی با استفاده از این روش را پالایشگاه نفت آبادان، پل تقاطع اتوبان شهید همت و اتوبان شیخ فضل الله نوری و نیز دو پل راه آهن در استان یزد اعلام کرد.

پدیده تبادل یون برای اولین بار در سال 1850 و به دنبال مشاهده توانایی خاک‌های زراعی در تعویض برخی از یون‌ها مثل آمونیوم با یون کلسیم و منیزم موجود در ساختمان آنها گزارش شد.

در سال 1870 با انجام آزمایش‌های متعددی ثابت شد که بعضی از کانیهای طبیعی بخصوص زئولیت‌ها واجد توانایی انجام تبادل یون هستند.

در واقع به رزین‌های معدنی ، زئولیت می‌گویند و این مواد یون‌های سختی آور آب (کلسیم و منیزیم) را حذف می‌کردند و به جای آن یون سدیم آزاد می‌کردند از اینرو به زئولیت‌های سدیمی مشهور شدند که استفاده از آن در تصفیه آب مزایای زیاد داشت چون احتیاج به مواد شیمیایی نبود و اثرات جانبی هم نداشتند.

اما زئولیت‌های سدیمی دارای محدودیتهایی بودند.

این زئولیتها می‌توانستند فقط سدیم را جایگزین کلسیم و منیزیم محلول در آب نمایند و آنیونهایی از قبیل سولفات ، کلراید و سیلیکات‌ها بدون تغییر باقی می‌مانند.

واضح است چنین آبی برای صنایع مطلوب نیست.

پس از انجام تحقیقات در اواسط دهه 1930 در هلند زئولیتهایی ساخته شد که به جای سدیم فعال ، هیدروژن فعال داشتند.

این زئولیتها که به تعویض کننده‌های کاتیونی هیدروژنی معروف جدید ، سیلیس نداشته و علاوه بر این قادرند همزامان هم سختی آب را حذف کنند و هم قلیائیست آب را کاهش دهند.

برای بهبود تکنولوژی تصفیه آب ، گامهای اساسی در سال 1944 برداشته شد که باعث تولید زرین‌های تعویض آنیونی شد.

زرین‌های کاتیونی هیدروژنی تمام کاتیونی آب را حذف می‌کنند و رزین‌های آنیونی تمام آنیونهای آب را از جمله سیلیس را حذف می‌نمایند ، در نتیجه می‌توان با استفاده از هر دو نوع زرین ، آب بدون یون تولید کرد.

همچنین پژوهشگران دریافتند که سیلیکات آلومینیم موجود در خاک قادر به تعویض یونی می‌باشد.

این نتیجه گیری با تهیه ژل سیلیکات آلومینیم از ترکیب محلول سولفات آلومینیم و سیلیکات سدیم به اثبات رسید.

بنابراین اولین رزین مصنوعی که ساخته شد سیلیکات آلومینیم بود.

و امروزه اکثر زرین‌های تعویض یونی که در تصفیه آب بکار می‌روند رزین‌های سنتزی هستند که با پلیمریزاسیون ترکیبات آلی حاصل شده‌اند.

پلیمرها مقدمه تصور جهان پیشرفته کنونی بدون وجود مواد پلیمری مشکل می‌باشد.

امروزه این مواد جزیی از زندگی ما شده‌اند و در ساخت اشیای مختلف ، از وسایل زندگی و مورد مصرف عمومی تا ابزار دقیق و پیچیده پزشکی و علمی بکار می‌روند.

کلمه پلیمراز کلمه یونانی (Poly) به معنی چند و (Meros) به معنای واحد با قسمت بوجود آمده است.

در این میان ساختمان پلیمرها با مولکولهای بسیار دراز زنجیر گونه با ساختمان فلزات کامل متفاوت است.

این مولکولهای بلند از اتصال و بهم پیوستن هزاران واحد کوچک مولکولی مرسوم به منومر تشکیل شده‌اند.

مواد طبیعی مانند ابریشم ، لاک ، قیر طبیعی ، کشانها و سلولز ناخن دارای چنین ساختمان مولکولی هستند.

البته تا اوایل قرن نوزدهم میلادی توجه زیادی به مواد پلیمری نشده بود بومیان آمریکای مرکزی از برخی درختان شیرابه‌هایی استخراج می‌کردند که شیرابه بعدها نام لاتکس به خود گرفت.

در سال 1829 ، دانشمندان متوجه شدند که در اثر مخلوط کردن لاتکس طبیعی با سولفور و حرارت دادن آن ماده‌ای قابل ذوب ایجاد می‌شود که می‌توان از آن محصولات مختلفی نظیر چرخ ارابه یا توپ تهیه کرد.

در سال 1909 میلادی فنل فرمالدئید موسوم به باکلیت ساخته شد که در تهیه قطعات الکتریکی ، کلیدها ، پریزها و وسایل مصرف زیادی دارد.

در اثنای جنگ جهانی دوم موادی مثل نایلون پلی اتیلن ، اکریلیک موسوم به پرسپکس به دنیا عرضه شد.

نئوپرن را شرکت دوپان در سال 1932 ابداع و به شکل تجارتی ابتدا با نام دوپرن و بعدها نئوپرن عرضه کرد.

شاخه‌های پلیمر اولین قدم در زمینه صنعت پلاستیک توسط فردی به نام واسپاهیات انجام گرفت وی در تلاش بود ماده‌ای را به جای عاج فیل تهیه کند.

وی توانست فرآیند تولید نیترات سلولز را زا سلولز ارائه کند.

در دهه 1970 پلیمرهای‌هادی به بازار عرضه شدند که کاربرد بسیاری در صنعت رایانه دارند زیرا مدارها و ICهای رایانه‌ها از این مواد تهیه می‌شوند.

و در سالهای اخیر مواد هوشمند پلیمری جایگاه تازه‌ای برای خود سنسورها پیدا کردند.

پلیمرها را می‌توان از 7 دیدگاه مختلف طبقه بندی نمود.

صنایع ، منبع ، عبور نور ، واکنش حرارتی ، واکنش‌های پلیمریزاسیون ، ساختمان مولکولی و ساختمان کریستالی.

از نظر صنایع مادر پلیمرها به چهار گروه صنایع لاستیک ، پلاستیک ، الیاف ، پوششی و چسب تقسیم بندی می‌شوند.

اینها صنایع مادر در پلیمرها می‌باشند اما صنایع وابسته به پلیمر هم فراوان هستند مانند صنعت پزشکی در اعضای مصنوعی ، دندان مصنوعی ، پرکننده‌ها ، اورتوپدی از پلیمرها به وفور استفاده می‌شود.

پلیمرها از لحاظ منبع به سه گروه اصلی تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از پلیمرهای طبیعی ، طبیعی اصلاح شده و مصنوعی.

رزین منابع طبیعی رزینها ، حیوانات ، گیاهان و مواد معدنی می‌باشد.

این پلیمرها به سادگی شکل پذیر بوده لیکن دوام کمی دارند.

رایج عبارتند از روزین ، آسفالت ، تار ، کمربا ، سندروس ، لیگنپین ، لاک شیشه‌ای می‌باشند.

رزین‌های طبیعی اصلاح شده شامل سلولز و پروتئین می‌باشد سلولز قسمت اصلی گیاهان بوده و به عنوان ماده اولیه قابل دسترسی برای تولید پلاستیکها می‌باشد کازئین ساخته شده از شیر سرشیر گرفته ، تنها پلاستیک مشتق شده از پروتئین است که در عرصه تجارت نسبتا موفق است.

پلیمر مصنوعی پلیمرهای مصنوعی را می‌توان از طریق واکنشهای پلیمریزاسیون بدست آورد.

از مواد پلیمری می‌توان در تهیه پلاستیکها ، چسبها ، رنگها ، ظروف عایق ، مواد پزشکی بهره جست.

پلاستیکها به تولید طرحهای جدید در اتومبیلها ، کامیونها ، اتوبوسها ، وسایل نقلیه سریع ، هاورکرافت ، قایقها ، ترنها ، آلات موسیقی ، وسایل خانه ، یراق آلات ساختمانی و سایر کاربردها کمک نموده‌اند در ادمه به بررسی کاربرد چندین پلیمر می‌پردازیم: پلیمرهای بلوری مایع (LCP) این پلیمرها بتازگی در بین مواد پلاستیکی ظهور کرده است.

این مواد از استحکام ابعادی بسیار خوب ، مقاومت بالا ، مقاومت در مقابل مواد شیمیایی توام با خاصیت سهولت شکل پذیری برخوردار هستند.

از این پلیمرها می‌توان به پلی اتیلن با چگالی کم قابل مصرف در ساخت عایق الکتریکی ، وسایل خانگی ، لوله و بطریهای یکبار مصرف ، پلی اتیلن با چگالی بالا قابل مصرف در ظروف زباله‌ها بطری ، انواع مخازن و لوله برای نگهداری و انتقال سیالات ، پلی اتیلن شبکهای ، پلی پروپیلن قابل مصرف در ساخت صندوق ، قطعات کوچک خودرو ، اجزای سواری ، اسکلت صندلی ، اتاقک تلویزیون و...

اشاره نمود.

پلیمرهای زیست تخریب پذیر این پلیمرها در طی سه دهه اخیر در تحقیقات بنیادی و صنایع شیمیایی و دارویی بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند.

زیست تخریب پذیری به معنای تجزیه شدن پلیمر در دمای بالا طی دوره مشخص می‌باشد که بیشتر پلی استرهای آلیفاتیک استفاده می‌شود.

از این پلیمرها در سیستم‌های آزاد سازی دارویی با رهایش کنترل شده یا در اتصالات ، مانند نخ‌های جراحی و ترمیم شکستگی استخوانها و کپسولهای کاشتی استفاده می‌شود.

پلی استایرن این پلیمر به صورت گسترده‌ای در ساخت پلاتیکها و رزینهایی مانند عایقها و قایقهای فایبر گلاس در تولید لاستیک ، مواد حد واسط رزینهای تعویض یونی و در تولید کوپلیمرهایی مانند ABS و SBR کاربرد دارد.

محصولات تولیدی از استایرن در بسته بندی ، عایق الکتریکی - حرارتی ، لوله‌ها ، قطعات اتومبیل ، فنجان و دیگر موادی که در ارتباط با مواد غذایی می‌باشند ، استفاده می‌شود.

لاستیکهای سیلیکون مخلوط بسیار کانی- آلی هستند که از پلیمریزاسیون انواع سیلابها و سیلوکسانها بدست می‌آیند.

با اینکه گرانند ولی مقاومت قابل توجه در برابر گرما به استفاده منحصر از این لاستیکها در مصارف بالا منجر شده است.

این ترکیبات اشتغال پذیری نسبتا پایین ، گرانروی کم در درصد بالای رزین ، عدم سمیت ، خواص بالای دی الکتریک ، حل ناپذیری در آب و الکلها و ...

دارند به دلیل همین خواص ترکیبات سیلیکون به عنوان سیال هیدرولیک و انتقال گرما ، روان کننده و گریس ، دزدگیر برای مصارف برقی ، رزینهای لایه کاری و پوشش و لعاب مقاوم در دمای بالا و الکلها و مواد صیقل کاری قابل استفاده‌اند.

بیشترین مصرف اینها در صنایع هوا فضاست.

لاستیک اورتان این پلیمرها از واکنش برخی پلی گلیکولها با دی ایزوسیاناتهای آلی بدست می‌آیند.

مصرف اصلی این نوع پلیمرها تولید اسفنج انعطاف پذیر و الیاف کشسان است.

در ساخت مبلمان ، تشک ، عایق - نوسانگیر و ...

بکار می‌روند.

ظهور نخ کشسان اسپندکس از جنش پلی یوره تان به دلیل توان بالای نگهداری این نوع نخ زمینه پوشاک ساپورت را دگرگون کرده است.

منابع مورد استفاده شده مهندسی پلاستیک تالیف آر.

جی.

کرافورد ، ترجمه مهرداد کوکبی پلاستیکهای صنعتی تالیف مهندس شیرین خسروی مواد پلاستیک تالیف حسین امیدیان ساخت پلیمر هوشمندی که به التیام زخم کمک می‌کند ایسکانیوز ـ محققان آلمانی موفق به تولید پلیمر هوشمند شدند که قادر است بخیه ها را از داخل ببندد.

به گزارش سرویس علمی پژوهشی ایسکانیوز به نقل از مجله science، پژوهشگران مرکز تحقیقاتی GKSS در Teltow ادعا می‌کند پلیمری ساخته‌اند که می‌تواند در بهبود زخم‌ها مورد استفاده قرار گیرد.

این پلیمر به صورت فشرده در داخل بدن قرار داده می‌شود و پس از تکمیل بخیه ها شروع به بازگشت به وضعیت اول می‌کند و زخم را بهبود می‌بخشد.

این پلیمر به صورت فشرده به ایجاد یک خراش کوچک در داخل بدن کاشته می شود و به محض اینکه دمای اتاق به حد دمای بدن برسد.

بعد از مدتی کوتاه تجزیه شده و خود از بین می‌رود، بنابراین دیگر نیازی به جراحی دوم برای بیرون آوردن آن نیست.

شیمی رزین‌ها رزین‌های موازنه کننده یون ، ذرات جامدی هستند که می‌توانند یونهای نامطلوب در محلول را با همان مقدار اکی والان از یون مطلوب با بار الکتریکی مشابه جایگزین کنند.

رزین‌های تعویض یونی شامل بار مثبت کاتیونی و بار منفی آنیونی می‌باشد بگونه‌ای که از نظر الکتریکی خنثی هستند.

موازنه کننده‌ها با محلول‌های الکترولیت این تفاوت را دارند که فقط یکی از دو یون ، متحرک و قابل تعویض است به عنوان مثال ، یک تعویض کننده کاتیونی سولفونیک دارای نقاط آنیونی غیر متحرکی است که شامل رادیکالهای آنیونی SO2-3 می‌باشد که کاتیون متحرکی مثل +H یا +Na به آن هستند.

این کاتیونهای متحرک می‌توانند در یک واکنش تعویض یونی شرکت کنند به همین صورت یک تعویض کننده آنیونی دارای نقاط کاتیونی غیر متحرکی است که آنیون‌های متحرکی مثل -Cl یا -OH به آن متصل می‌باشد.

در اثر تعویض یون ، کاتیون‌ها یا آنیون‌های موجود در محلول با کاتیون‌ها و آنیون‌های موجود در رزین تعویض می‌شود ، بگونه‌ای که هم محلول و هم رزین از نظر الکتریکی خنثی باقی می‌ماند.

در اینجا با تعادل جامد مایع سروکار داریم بدون آنکه جامد در محلول حل شود.

برای آنکه یک تعویض کننده یونی جامد مفید باشد باید دارای شرایط زیر باشد: خود دارای یون باشد.

در آب غیر محلول باشد.

فضای کافی در شبکه تعویض یونی داشته باشد ، بطوریکه یونها بتوانند به سهولت در شبکه جامد رزین وارد و یا از آن خارج شوند.

در مورد رزین‌های کاتیونی هر دانه رزین با آنیون غیر تحرک و یون متحرک +H را می‌توان همچون یک قطره اسید سولفوریک با غلظت 25% فرض نمود.

این قطره در غشایی قرار دارد که فقط کاتیون می‌تواند از ان عبور نماید.

شکل زیر تصویر یک دانه رزین و تصویر معادل یک قطره اسید سولفوریک 25% نشان می‌دهد.

طبقه بندی رزین‌ها رزین‌ها بر حسب گروه عامل تعویض متصل به پایه پلیمری رزین به چهار دسته تقسیم می‌شوند: رزین‌های کاتیونی قوی SAC) Strongacidis Cation) رزین‌های کاتیونی ضعیف WAC) Weak acidis Cation) رزین‌های آنیونی قوی SBA) Strongbasic anion) رزین‌های آمونیونی ضعیف WBA) Weak basic anion بطور کلی رزین‌های نوع قوی در یک محدوده وسیع PH و رزین‌های نوع ضعیف در یک محدوده کوچک از PH مناسب هستند.

ولیکن با استفاده از رزین‌های نوع ضعیف ، صرفه جویی قابل توجهی در مصرف مواد شیمیایی مورد نیاز برای احیا رزین را باعث می‌شود.

رزین‌های کاتیونی قوی قادر به جذب کلیه کاتیونهای موجود در آب می‌باشد ولی نوع ضعیف قادر به جذب کاتیونهای هستند که به قلیائست آب مرتبط است و محصول سیستم اسید کربنیک است.

نوع قوی Ca(HCO3)2 OR MgSO4 + 2ZSO3H -----> Ca2++2H2CO3 OR Mg2+ + H2SO4 نوع ضعیف Mg(HCO3)2 OR Ca(HCO3)2 + 2ZCOOH -----> (ZCOO)2+ + Mg(ZCOO)2+Ca + 2H2CO3 مزیت رزین‌های کاتیونی ضعیف بازدهی بالای آنها در مقایسه با رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد ، در نتیجه باعث تولید پساب کمتر در احیا مکرر می‌گردد.

اصولا زمانی که هدف جداسازی کلیه کاتیونهای آب است بکارگیری توام رزین کاتیونی قوی و ضعیف اقتصادی تر از بکارگیری رزینهای کاتیونی قوی می‌باشد.

رزین‌های آنیونی قوی قادر به جذب کلیه آنیونهای موجود در آب بوده ولی رزین‌های آنیونی قادر به جذب آنیون اسیدهای قوی نظیر اسید سولفوریک ، کلریدریک و نیتریک می‌باشد.

رزین‌های آنیونی ضعیف مقاومتر از رزینهای آنیونی قوی بوده و به همین جهت در سیستم‌های تصفیه آب ، رزین‌های آنیونی قوی در پاین دست رزینهای آنیونی ضعیف قرار می‌گیرند.

2HCl OR 2H2SiO3 + 2ZOH -----> 2ZHSio3ZCl + H2O 2HCl OR 2HNO3 + ZOH -----> 2ZCl OR 2ZNO3 + H2O برخی از کاربردهای رزین‌ها رزین‌های کاتیونی سدیمی نه تنها کاتیون‌های سختی آور آب بلکه همه یون‌های فلزی را با سدیم تعویض می‌کنند.

برای احیا این نوع رزین‌های کافی است که رزین را با آب نمک شست و شو دهیم تا رزین به فرم اولیه خود برگردد.

با رزین‌های کاتیونی چه نوع هیدروژنی و چه نوع سدیمی می‌توان آهن و منگنز را چون بقیه کاتیونها حذف کرد اما به علت امکان آلوده شدن رزین‌ها معمولا مشکلاتی داشته و باید نکاتی را رعایت کرد.

اولا باید دقت کرد که قبل از حذف یون آهن توسط رزین هیچ هوایی با آب در تماس قرار نگیرد چون در اثر مجاورت با هوا ، آهن و منگنز محلول در اب اکسیده شده غیر محلول در می‌آیند و در نتیجه روی ذرات رزین رسوب کرده و باعث آلوده شدن رزین می‌گردد.

با استفاده از رزین‌های تبادل یونی می‌توان لیزین را که جز اسید آمینه ضروری مورد نیاز رژیم غذایی خوکها ، ماکیان و سایر گونه‌های حیوانی می‌باشد ، را تخلیص کرد.

دلیل اهمیت تخلیص این اسید آمینه ، نزدیکتر شدن رژیم غذایی حیوانات به نیازمندیهای آنها در مصرف مواد خام و ...

است با توجه به اینکه مقدار لیزین در دانه‌ها ، بخصوص غلات ناچیز می‌باشد.

حذف سیلیکا از آبهای صنعتی با استفاده از رزین‌های آنیونی قوی حذف آمونیاک از هوا بوسیله زئولیت‌های طبیعی اصلاح شده (کلینوتپلولیت) منابع http://www.nipc.ne http://www.rapra.net/vircon http://saye-be-saye.blogfa.com http://shimibahonar.persianblog.com http://www.entropysite.com/students_approach.html http://saye-be-saye.blogfa.com http://daneshnameh.roshd.ir عنوانصفحهکامپوزیت چیست؟2کامپوزیت‌ها یا چندسازه‌های مصنوعی3برتری ها و کاستی های نانو کامپوزیت ها5پلیمرها11شیمی رزین‌ها15منابع18 سالانه بیش از 6 میلیون تن مواد کامپوزیتی به ارزش 145 میلیارد دلار در صنایع مختلف جهان مصرف می‌شود.