وبلاگ

پژوهش
1-1- هدف
هدف از انجام این تحقیق بدست آوردن ثابت های هندسی پارچه های حلقوی تولیدی از نخ شنیل صددرصد اكریلیك در دو حالت استراحت خشك و كامل و نیز بررسی ثبات ابعادی و برخی ویژگیهای فیزیك این پارچه ها هنگامی كه در معرض فرآیندهای مختلف شستشو و بخار دادن قرار می گیرند، می باشد.
2-1- پیدایش تكنولوژی بافندگی حلقوی پودی
عبارت «بافندگی حلقوی» به روشی از ایجاد بافت اطلاق می شود كه با خمیده كردن طولی از نخ به شكل حلقه های یك زنجیر، كه از میان یكدیگر عبور داده شده اند، پارچه تولید می گردد.
بافندگی حلقوی با روش دستی، قدمت دیرینه دارد و احتمالا از روش گره زدن یا تابیندن نخها به یكدیگر، الهام گرفته است. تشكیل حلقه با انگشتان دست، سال های طولانی قبل از آنكه میل بافتنی اختراع شود، وجود داشته است. در موزه شهر لستر انگلستان، یك جفت پوتین و دستكش بلند بافندگی حلقوی متعلق به مصر از قرن پنجم نگهداری می شود. مهارت استفاده از دانه گیری، كوركردن، كیسه ای بافتن و ایجاد نقشه نمایانگر پیشرفته بودن بافتنی دستی در این دوره است.
شگفت انگیز است كه نزدیك به ده قرن طول می كشد تا بافتنی دستی به ایتالیا می رسد و سپس در اروپا گسترش می یابد. بعدها بافندگی حلقوی به یك روش تولید منسوجات در انگلستان تبدیل شد. در سال 1488مجلس آن كشور كنترل قیمت را در دست گرفت و هنری پنجم (1547 – 1509) اولین پادشاهی بود كه جوراب بافتنی استفاده نمود. اولین جوراب بافتنی از جنس ابریشم، در سال 1550بافته شد و در سال 1561 بدلیل ظرافت و قابلیت كشش خوب آن مورد توجه ملكه الیزابت قرار گرفت.
3-1- ساختمان بافت حلقوی

ساختمان بافت حلقوی از نظر ظرافت، عیوب پارچه، نخهای اضافی نقشه و یا اثر مراحل تكمیلی بر روی آن لازم است مورد توجه قرار گیرد. اطمینان از عبور حلقه ها از داخل یكدیگر و دریافت نمودن نخ توسط سوزن، قبل از آزاد كردن حلقه قبلی ضروری است؛ در غیر اینصورت در هنگام تكمیل و یا مصرف، پارگی، در رفتگی و یا جدا شدن ساختمان بافت از یكدیگر بوجود می آید. خصوصیات ساختمان بافت حلقوی بستگی به نحوه اتصال حلق هها به طرفین و بالا و پائین آن دارد. حلقه هایی كه در ستون عمودی قرار دارند به نام ردیف و حلق ههایی كه

 در یك خط افقی هستند به نام رج خوانده میشود. دو اصطلاح ردیف و رج به ترتیب مشابه تاروپود در ساختمان پارچه های تاروپودی است.

4-1- ماشین های تخت باف
ماشین های تخت باف به دو دستة كلی تقسیم می گردند:
الف) تخت باف دستی شامل ماشین های تخت باف یكروسیلندر و دو رو سیلندر می باشد.
ب) تخت باف موتوری شامل تخت باف دو رو سیلندرو تخت باف دوبله سیلندر (ماشین هایی كه زاویه بین دو صفحه سوز نهای آن ١٨٠ درجه می باشد و از سوزن دو سر زبانه دار بر روی آن استفاده می شود) می باشند. هریك از ماشین های اخیر به صورت های تك سیستم، دوبله سیستم و سه سیستم وجود دارند.
1-4-1- قسمت های مختلف یك ماشین تخت باف
شکل (1-1) قسمت های مختلف یك ماشین تخت باف دو رو سیلندر را نشان می دهد. این قسمت ها عبارتند از:
1- بسته نخ؛ 2- فنر پیچشی؛ 3- وسیله كنترل كشش؛ 4- نخ برای حامل نخ؛ 5- صفحه و سیلندر سوزن ها؛ 6- سوزن زبانه دار؛ 7- فنر سوزن؛ 8- جعبه بادامك؛ 9- شانه پارچه؛ 10- وزنه.
در شكل فوق الذكر مسیر حركت نخ از بسته نخ به سوزن ها نشان داده شده است. جنس روزنه های عبور نخ در قسمت های (e) ،(d) (b)، (a) چینی (سرامیك) می باشد تا در مقابل نخ و سایش توسط آن مقاوم باشد.
زوایه بین صفحه و سیلندر (صفحه سوزن جلو و صفحه سوزن عقب) حدود ١١٠ درجه می باشد این صفحه ها شیاردار بوده و سوزن ها در داخل شیارها قرار می گیرند و می توانند در داخل شیار تنها حركت صعودی و نزولی داشته باشند كه این حركت به دلیل عبور بادامك در مقابل سوزن ها می باشد. چنانچه سوزن ها خارج از بافت نباشند در مسیر شیار بادامك قرار گرفته و به سمت بالا و پائین حركت می نمایند. در غیر این صورت حركتی نخواهند داشت. در این شكل سوزن صفحه عقب درحالت بافت و در صفحه جلو سوزن در حالت نبافت (خارج از عمل) می باشند. كار نخ بر یا حامل نخ این است كه نخ را در مقابل قلاب سوزن هایی كه بالا آمده اند قرار داده تا نخ به داخل قلاب آن تغذیه گردد. تولید پارچه های حلقوی بدون كشش غیرممكن است. ایجاد كشش روی حلقه ها و در نتیجه پارچه به طرق مختلف صورت می گیرد. در ماشین های تخ تباف وزنه از طریق شانه پارچه، این كشش را تأمین می كند. درحالی كه در ماشین های گردباف اعمال كشش توسط غلتك های برداشت صورت می گیرد. ثابت ماندن كشش در حلق ههای مختلف در طی تولید پارچه بر روی كیفیت پارچه بسیار مهم م یباشد. لازم به تذكر است كه نمره شانه مورد استفاده می بایست با گیج ماشین هماهنگ باشد. جرم وزنه ها به نوع بافت، نوع و نمره نخ بستگی داشته و قابل تعویض می باشند.
كار فنر پیچشی ثابت نگه داشتن مقدار كشش در نخ حین تغذیه به سوزن ها می باشد. علاوه بر قسمت های فوق الذكر ماشین های تخت باف دارای دو برس ١ می باشند كه بعد از نخ بر قراردارد و همراه با نخ بر و قالب های بادامك حركت می كنند. وظیفه برس ها باز كردن كامل زباله سوزن ها قبل از تغذیه نخ به سوزن می باشد. شكل (2-1) محل قرار گرفتن برس ها را بر روی یك ماشین تخت باف دورو سیلندر نشان می دهد.

1-1) فناوری نانو – مفاهیم بنیادین و تعاریف

فناوری نانو واژه ای است کلی که به تمام فناوری های پیشرفته در عرصه کار با مقیاس نانو اطلاق می شود. معمولاً منظور از مقیاس نانو ابعادی در حدود 1nm تا 100nm می باشد. (1 نانومتر یک میلیاردیم متر است). اولین جرقه نانوتکنولوژی (البته در آن زمان هنوز به این نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در این سال ریچارد فاینمن طی یک سخنرانی با عنوان «فضای زیادی در سطوح پایین وجود دارد» ایده نانو تکنولوژی را مطرح ساخت. وی این نظریه را ارائه داد که در آینده ای نزدیک می توانیم مولکول ها و اتم ها را به صورت مسقیم دستکاری کنیم. واژه فناوری نانو اولین بار توسط نوریوتاینگوچی استاد دانشگاه علوم توکیو در سال 1974 بر زبانها جاری شد. او

 این واژه را برای توصیف ساخت مواد (وسایل) دقیقی که تلورانس ابعادی آنها در حد نانومتر می باشد، به کار برد. در سال 1986 این واژه توسط کی اریک درکسلر در کتابی تحت عنوان: «موتور آفرینش: آغاز دوران نانو فناوری» بازآفرینی و تعریف مجدد شد. وی این واژه را به شکل عمیق تری در رساله دکترای خود مورد بررسی قرار داده و بعدها آن را در کتابی تحت عنوان «نانوسیستم ها ماشین های مولکولی چگونگی ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

مقیاس نانو
سازمان بین المللی استانداردها یک متر را بدین گونه تعریف کرده است: طولی که توسط نور در خلأ در بازه زمانی 1/29979457 ثانیه طی می شود، یک متر می باشد و یک نانومتر 9 – 10 متر می باشد. با ایجاد ارتباط میان اندازه اتم ها و مقیاس نانو می توان یک نانومتر را راحت تر تصور کرد. یک نانومتر برابر قطر 10 اتم هیدروژن و یا 5 اتم سیلسیم می باشد. درك این موضوع برای افراد معمولی نیز راحت تر می باشد .همچنین:یک نانو متر یک میلیاریم متر است .یک گلبول قرمز دارای عرض تقریبی هفت هزار نانومتر است. یک مولکول آب دارای قطری حدود 1 نانو متراست. مولکول اندازه پروتئینها بین 1 تا 20 نانومتر است. طبق تعاریف مقیاس طولی بین 1 نانومتر تا 100 نانومتر را مقیاس نانو می گویند.

در نیم قرن اخیر تعداد قابل توجهی از پلیمرها با ساختار متفاوت برای کاربردهای مختلف تولید و مورد مصرف قرار گرفته اند. با این حال پیشرفت سریع تکنولوژی در زمینه های گوناگون موارد کاربردی فراوانی را به وجود آورده است به طوری که نیاز روزافزونی به ارتقا خواص پلیمرها وجود دارد.

موفقیت چشمگیر استفاده از نانو ذرات در ماتریس های پلیمری جهت ارتقا خواص مواد پلیمری برای کاربردهای مختلف و دستیابی به فن آوری های تولید نانو کامپوزیت های پیشرفته و شناخت ویژگی های رئولوژیکی و خواص فیزیکی – مکانیکی استثنایی آنها در سال های اخیر توجه بسیاری از محققین را به خود جلب کرده است.

پلی اتیلن ترفتالات (PET) که پرمصرف ترین لیف حال حاضر می باشد دارای خصوصیات بالقوه ای است که هر روز آن را بیش از پیش در کانون توجه قرار می دهد و با ورود آن به دنیای نانو افق های جدیدی از کاربردها را می توان برای آن متصور شد.
یکی از مهمترین جنبه های مطالعاتی در رابطه با تولید نانو کامپوزیت های پلیمری پخش یکنواخت نانو ذرات به واسطه سازگاری بین نانو ذرات مورد استفاده با ماتریس پلیمری می باشد. رفتار رئولوژیکی، فرایند پذیری، خواص فیزیکی و مکانیکی محصولات تولید شده به طور قابل ملاحظه ای تحت تاثیر پخش یکنواخت نانو ذرات قرار دارند.
لازمه باز شدن صفحات کلی و پخش یکنواخت آنها در ماتریس پلیمری، ورود زنجیره های پلیمری به واسطه اصلاح سطوح نانو کلی با سازگار کردن این سطوح با زنجیره های پلیمری ماتریس می باشد.
اصلاح سطوح کلی توسط مواد اصلاح کننده که معمولا از خانواده اسیدهای چرب می باشند باعث می گردد تا نه فقط فاصله بین صفحات افزایش یابد بلکه از طریق افزایش سازگاری با پلیمرها سرعت و شدت نفوذ در فرایند باز کردن صفحات (Intercalated) افزایش یابد.
با این حال اصلاح سطوح کلی برای انجام فرایند جداسازی صفحات کلی کافی نمی باشد و در بیشتر موارد لازم است تا از مواد سازگار کننده استفاده گردد.

سرامیکها، گروهی از مواد را تشکیل می دهند که توجه زیادی را در 30 سال گذشته، خصوصا در دهه اخیر به خود جلب نموده اند، اگر چه بشر استفاده از سرامیکها را احتمالا از زمان دسترسی به مواد اولیه آنها با شکل دادن خاك رس به صورت سفالی و آجر و غیره آغاز کرده است.
بعد از جنگ جهانی دوم، سرامیکها برای ایجاد مواد پیشرفته مورد استفاده در کامپیوترها، الکترونیک نظیر خازنها، ترمیستورها، وریستورها، وسلیل پیزو الکتریک و دیگر قطعات مورد مطالعه و بررسی قرار گرفتند.
ابزارهای برشی سرامیکی در صنعت برای ماشینکاری سخت مورد استفاده واقع شدند. کامپوزیتهای زمینه سرامیکی مواد نسبتاً جدیدی می باشند که به صورت قابل ملاحظه ای دارای تافنس شکست بالاتر و اعتماد پذیری بیشتر در مقایسه با سرامیکهای مونو لیتیک (یکپارچه) می باشند، که سبب فراهم آمدن پتانسیل لازم برای جایگزینی قطعات در بسیاری از کاربردهای قطعات مهندسی سازه ای (کاربردهای مکانیکی) می گردد.مواد سرامیکی جزو مهمترین گروه های مواد می باشند که دارای بسیاری از کاربردها در آینده خواهند بود. با وجود این در میان موانع عمده ای که در استفاده گسترده امروزی آنها وجود دارد، می توان حد تافتنس نسبتا پایین، مسائل م ورد مواجه در ساخت آنها، و نتیجتاً قیمت بالای آنها را نام برد. بنابر این بیشتر تحقیقات در یافتن راه حل برای این مشکلات متمرکز گردیده است که افزایش درك و شناخت لازم در موارد مرتبط را ضروری می نماید.

به طور کلی 3 مرحله برای تولید محصولات سرامیکی در کاربردهای مهندسی مورد بحث قرار می گیرد که عبارتند از:

فرآیند قبل پخت، شکل دادن خام، پخت و متراکم شدن.
فرآیندهای قبل پخت مراحل مقدماتی می باشند که مواد خام تا مرحله شکل دادن خام تحت عملیات قرار می گیرند. شکل دادن خام مرحله ای می باشد که در آن پودر های سرامیکی به شکل تمام شده مورد نظر در قبل از پخت و متراکم شدن نهایی در می آیند. روشهای شکل دادن خام شامل روشهای صنعتی و آزمایشگاهی است. پخت یا متراکم شدن مرحله ای است که در آن محصول نهایی حاصل می شود که معمولاً توسط پخت در دمای بالا اجرا می شود. که در این مرحله زینتر کردن مهمترین فرآیند متراکم نمودن سرامیکها می باشد.
سرامیکها امروزه در اکثر صنایع مهم و کلیدی کاربرد های فراوانی پیدا کرده اند. که از آن جمله می توان صنعت نساجی و کاربرد الیاف سرامیک در موارد مختلف را نام برد. امروزه روند تولید الیاف سرامیک با روشهای نوین روز به روز در حال افزایش بوده و تحقیقات فراوانی بر روی آن انجام می شود.
در این تحقیق در ابتدا به طور مختصر و کلی به سرامیکها و مواد تشکیل دهنده آنها پرداخته شده و سپس  تقسیم بندی الیاف سرامیک بر و ساختار زیرکونیوم و ترکیبات اکسیدی آن و کاربرد آن در روشهای مختلف تولید الیاف سرامیک که بیشتر در روشهای نوین می باشد، مورد بررسی قرار می گیرد.

نپ گره کوچکی از الیاف می باشد که از بهم پیچیدگی یک یا چند لیف به دور خود و یا اطراف یک هسته خارجی (مانند تکه ای از پوست پنبه دانه) به وجود می آید. هنگام بررسی ساختمان سست شده یک نپ فاستونی (یعنی هنگامی که گره الیاف بهم پیچیده شده را سست کنیم) از لحاظ طرز قرارگیری، نپ پنبه در مقایسه با نپ فاستونی فرم جمع و جورتری را دارد. Hebert گزارش نموده است که در اکثر موارد نپ های لیفی حداقل 5 لیف و به طور متوسط 16 لیف یا بیشتر را شامل می شوند. علاوه بر آن 96% از نپ های لیفی مطالعه شده دارای الیاف نارش بودند در حالی که تنها 50% تمام نپ ها دارای 100% لیف نارس بودند. نپ لیف پنبه که هنوز وارد خط ریسندگی نشده یک ساختمان Core Structure با دانسیته نسبی بیشتر الیاف در مرکز نپ دارا می باشد. قطر این ساختمان به 0/3 تا 3mm می رسد. طرز قرارگیری الیاف در نپ به صورتی است که طول آن بین 5 تا 10mm و گهگاهی تا 25mm می باشد. نپ در نخ دارای خصوصیات زیر می باشد یک نپ کوچک نخ طولی حدود 1mm و جرمی به اندازه دو برابر میانگین جرم نخ دارد. یک نپ بزرگ نخ می تواند حداکثر طولی به اندازه 2mm و جرمی به اندازه 200% دانسیته خطی متوسط نخ داشته باشد. حساسیت تنظیمات برای تشخیص نپ در نخ رینگ (کارد شده یا شانه شده)

 200% دانسیته خطی متوسط نخ می باشد و برای نخ های چرخانه این حساسیت تا 280% می رسد. کاهش حساسیت برای تشخیص نپ در نخ های چرخانه به این دلیل است که در این سیستم ریسندگی نپ ها به مغز نخ فرستاده می شوند بنابراین در تولید نهایی کمتر قابل دید می باشند.

افراد مختلف بر روی نپ مطالعه کرده و نپ ها را دسته بندی کرده اند، در سال 1993 Pearson پانزده گونه از انواع نپ را شرح داده است که این گونه ها براساس نوع لیف و مواد خارجی موجود در آن شناسایی گردیده اند. در حالی که Lord 5 نوع نپ را تشریح می کند به طور عمومی پذیرفته شده است که نپ ها به دو گروه اساسی دسته بندی می شوند.
1) در پنبه پاک نشده (پنبه از پنبه دانه جدا نشده) مواد خارجی طبیعی مانند پنبه دانه، برگ، شن و سنگ ریزه به الیاف متصل شده اند هنگامی که پنبه پاک می شود الیاف پنبه تکه هایی از پوست پنبه دانه را در بر می گیرند که باعث به وجود آمدن نپ از نوع طبیعی (neps biological) می شوند که معمولا وابسته به پنبه دانه تغییر شکل داده شده، تخمدان های بارور نشده و دانه های مرده می باشند.
2) نپ هایی که در اثر انجام اعمال مکانیکی بر روی لیف پنبه در حین فرآیند تشکیل نخ به وجود می آیند و جایگاه اصلی خود را در راستای فرآیند حفظ می کنند.