وبلاگ

پانل های کامپوزیتی استحکام بالا – مدول بالا و مقاوم در برابر ضربه موادی سودمند می باشند که در کاربردهای مختلفی از قبیل صنایع دریایی، هوایی، نظامی، هوافضا، صنایع اتومبیل، وسایل ورزشی، لوازم پزشکی و… مورد استفاده قرار می گیرند. معمولا آنها از الیاف با کارایی بالا و یک ماتریس درخور مناسب و با یک روش مناسب ساخته می شوند. امروزه کاربرد جدیدتر پانل های کامپوزیت پلیمری استفاده جهت کاربردهای بالستیکی است. در سال های اخیر مطالعات زیادی در مورد توسعه ساختارهای کامپوزیتی جهت حفاظت بالستیک در زمینه نظامی انجام گرفته است، به دلیل تحرک انسان ها و ابزارها، لزوم سبکی تجهیزات محافظ ضروری به نظر می رسد. امروزه از پانل های کامپوزیت الیاف پلی اتیلن با کارایی بالا در زمینه نظامی جهت کاربردهای جلیقه ضد گلوله، کلاه ضد گلوله، شیلتر، دیوارهای ضد انفجار، کیت های قابل نصب و سبک بر روی ماشین جهت حفاظت تجهیزات نظامی و… می باشد. مزیت استفاده از پانل های کامپوزیت الیاف پلی اتیلن با کارایی بالا نسبت به سایر محافظ های بالستیک از قبیل کولار، سرامیک، فولاد و غیره، در درجه اول سبکی و سطح حفاظت بالاتر آنها در وزن یکسان و در درجات بعدی استحکام و مدول بالاتر، سازگاری بهتر و مناسب تر و راحتی کاربرد آنها می باشد.

انگیزه جهت این تحقیق نیز ساخت یک پانل کامپوزیتی بر پایه الیاف پلی اتیلن با کارایی بالا که بتواند در برابر ضربه بالستیک کلاس IIIA

 مقاوم لازم را داشته باشد، بوده است. بدیهی است که الیاف پلی اتیلن ترموپلاست می باشند و در دمای بالا نرم و ذوب می شوند و می توانند به راحتی تغییر شکل دهند، چنانچه لایه های الیاف پلی اتیلن با کارایی بالا به طور شایسته با اعمال فشار مناسب جهت جلوگیری از جمع شدگی محدود گردند با بالا بردن دما تا تقریبا نزدیکی دمای ذوب و جایی که آرایش یافتگی و کریستالینیتی الیاف افت پیدا نکند برای یک دوره زمانی و متعاقبا سرد کردن آنها و کریستالی مجدد آنها ساخت یک قطعه سخت و با کارایی بالا امکان پذیر است.

پارچه های یكرو سیلندر بطور گسترده در لباس های كشباف استفاده می شو ند و علت برخی مشكلات بخاطر نامتعادل بودن ساختمان آنهاست. این عدم تعادل بیشتر به خاطر كجی حلقه ها است كه بر روی تمام پارچه تاثیر گذاشته و مشكلات كیفی بزرگی را در محصول ایجاد می نماید. مانند جابجایی ردیف های كناری پارچه كه سبب مشكل كیفی مهم ی در سطح پارچه می شود. در این پارچه ها عموما ردیف ها نسبت به رج ها آن گونه كه مورد نیاز است عمود نبوده، بلكه نسبت به چپ و راست (بسته به جهت تاب نخ) مورب می شوند . این مشكل اغلب در عملیات تكمیل تصحیح شده و برطرف می گردد. عملیات تثبیت معمولا با استفاده از رزین ها، حرارت، بخار و یا مرسریزه كردن بسته به نوع پارچه انجام می شود. اما این عملیات نیز اغلب بسیار پایدار نبوده و پس از عملیات شستشو، ردیف ها مجددا به حالت اریب در می آیند.
بررسی رفتار مكانیكی پارچه ها خیلی مهم می باشد چون خواص و عملكرد زیبایی مستقیماً به خواص مكانیكی از جمله خواص كششی، خمشی و برشی آنها ارتباط دارد.

در طی استفاده پارچه همیشه با این نوع تغییرات تحت فشار بوده است. خواص پارچه از جمله افتادگی، زیر دست و شل و سفت بودن پارچه تحت تأثیر ویژگی های خمش و برش آن می باشد. بنابراین این تحقیق درك بهتری از رفتار خمشی و برشی پارچه كشباف را نشان می دهد. عوامل متعددی مانند سختی، نوع استراحت و جهت خمش و برش در واكنش پارچه به تغییر شكل موثر می باشند. نتایج نشان می

 دهد كه افزایش عامل سختی و استراحت پارچه كلاً منجر به افزایش استحكام پارچه در مقابل تغییرات خمشی و برشی پارچه می شود.

فصل اول: كلیات
تعاریف خمش، پیچش و تاریخچه ی مطالعات آن در نساجی
1-1- تعاریف خمش و پیچش
خمش یكی از خصوصیات مكانیكی اجسام است كه در اثر اعمال لنگر خمشی در جسم ایجاد شده و سطح خارجی جسم (لیف) كشیده و سطح داخلی آن فشرده می شود و در سطح مقطع آن تنش ایجاد می گردد.
بسته به نوع اعمال خمش در عضو وشكل سطح مقطع جسم، خمش به دو دسته تقسیم می شود.
خمش ساده یا تك محوری
خمش مركب یا چند محوری
توضیحاتی كه در اینجا ارایه می گردد به خمش خالص (تك محوره) و تاثیر ان بر اعصای منشوری مربوط می باشد.
یك عضو منشوری عضویست كه سطح مقطع ان در تمام طولش ثابت بوده و در هر مقطع دلخواه از ان یك سطح مقطع مشخص داشته باشد.

امروزه پس از رنگرزی و چاپ، فلس زدائی پشم مهمترین عملیات تکمیلی به کار رفته روی الیاف پشمی می باشد. استفاده از ترکیبات اکسید کننده خاصه ترکیبات کلردار قدیمی ترین روش بهبود کیفیت سطح پارچه های پشمی می باشد و قدمتی بیش از 100 سال دارند. اگرچه این فرآیند امروزه در حد یک فرآیند آماده سازی تنزل پیدا کرده است، اما هنوز هم به عنوان یک پیش فرآیند قبل از اعمال پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرد. از مزایای این روش می توان به ارزان بودن بکارگیری آن اشاره کرد که خود باعث ایجاد تمایل نسبت به بهینه سازی این فرآیند شده است. در این تحقیق از امواج مافوق صوت برای بهینه سازی این فرآیند استفاده شده است تا با بالا بردن کیفیت کار و کاهش اثرات مخرب زیست محیطی فرآیند فلس زدائی بهینه سازی گردد. فصل اول: کلیات 1-1- لیف پشم: پشم و دیگر الیاف مویی دارای پیچیده ترین ساختار در میان الیاف نساجی هستند. تمام اجزای موجود در ساختار پشم، بر خواص فیزیکی لیف پشم تاثیر می گذارند و اکثر این تاثیرات توسط ابزارهای آماری تحت بررسی دقیق قرار گرفته اند. 1-1-1- خواص عمومی: یک لیف پشم ایده آل دارای سطح مقطع دایروی است که قطر آن بین 20 تا 40 میکرون متغیر می باشد. در پشم های ضخیم ممکن است در مرکز لیف یک بخش مرکزی به نام مدولا وجود داشته باشد که از پروتئین متفاوتی نسبت به بقیه پشم تشکیل می شود. در الیاف ظریف معمولا مدولا دیده نمی شود. اندازه مدولا در پشم های مختلف متفاوت بوده و در بعضی موارد به صورت یک کانال خ الی در طول لیف قرار دارد. طول لیف پشم مابین 5 تا 50 سانتیمتر متغیر است. الیاف پشم به صورت مارپیچی دارای تجعد هستند که این تجعد در الیاف مختلف متفاوت است. چگالی پشم 1/3 گرم بر سانتیمتر مکعب است. ضریب شکست نور بنابر گزارش ها 1/533 موازی با محور لیف و 1/542 به صورت عمود و بریفرنژانس 0/010 است. 1-2- ساختار لیف پشم در یک تقسیم بندی کلی می توان لیف پشم را به 3 لایه کلی تقسیم کرد: 1- لایه خارجی پوشیده از فلس یا کیوتیکل. 2- لایه فیبریای یا کورتکس. 3- مدولا در میان این سه لایه بخش اعظم پشم را کورتکس تشکیل می دهد که خود از میلیون ها سلول دوکی شکل بلند تشکیل شده است.

اگر چه انسان های نخستین از پوست حیوانات جهت پوشانیدن بدن خود استفاده می نمودند، ولی بعدها سعی كردند الیاف را به نخ و نخ را به پارچه تبدیل نمایند بدین منظور روش های مختلفی جهت تولید پارچه مورد استفاده قرار گرفت. صنعت نساجی در گذشته با استفاده از تكنیك های بافت همانند سوزن دوزی، بافندگی تاری و پودی، كشتبافی و بافندگی حلقوی به تولید پارچه های خام نائل شده است. در سال های اخیر برخی از این تكنولوژی های نساجی صنعتی برای تولید پارچه های مستحكم در تركیبات پیشرفته با استفاده از الیاف فنی گوناگون شامل شیشه، كربن، آرامید و كربید سیلیكن بهره برده اند. در میان آنها، تركیبات مستحكم پارچه های حلقوی توجه روز افزونی را در مطبوعات به خود جلب كرده است.

امكان تهیه پارچه به طور مستقیم از لایه الیاف (Web) به وسیله ایجاد و اتصال (Bonding) ذوب یا درگیر كردن الیاف به منظور تولید بی بافت (Nonwovens) و نمدها وجود دارد. لیكن این نوع پارچه ها دارای محدودیت هایی در موقع استفاده می باشند و ویژگی های لازم در موارد مختلف مصرف ندارند. روش های مكانیكی متنوعی جهت تبدیل نخ به پارچه با توجه به نوع مصرف آن وجود دارد این روش ها عبارتند از:
1- تولید پارچه با استفاده از دو دسته نخ تار و نخ پود (Interweaving)
2- تولید پارچه از پیچش یك دسته نخ دور نخ های تار (Interwining)
3- تولید پارچه از طریق تشكیل حلقه و اتصال و درگیری حلقه ها با یكدیگر (Interlooping)
هر یك از روش های فوق الذكر سیر تكامل خود را از روش های دستی تا روش های پیچیده ماشینی اتوماتیك امروزی طی كرده اند. بافندگی حلقوی (Knitting) یكی از روش های تهیه پارچه می باشد. در این روش نخ بر خلاف دو روش قبلی از دو دسته نخ استفاده نمی شود، بلكه با استفاده از یكدسته نخ، حلقه تشكیل شده و حلقه ها به صورت زنجیر و به صورت های مختلف با یكدیگر درگیر شده و پارچه تولید می گردد. نحوه تغذیه نخ به سوزن و اتصال حلقه ها به یكدیگر باعث تقسیم بندی این نوع بافندگی به دو روش مختلف گردیده است.