وبلاگ

:
در سالهای اخیر نانو کامپوزیتهای پلیمر– خاك رس هم در صنعت و هم در تحقیقات مورد توجه زیادی قرارگرفته اند. زیرا وقتی که با میکرو و ماکرو- کامپوزیت های معمولی و یا پلیمر های خالص مقایسه می- شوند، بهبود چشم گیری در خواص آنها مشاهده می شوند. این ارتقا شامل افزایش استحکام کششی و مقاومت حرارتی، افزایش مقاومت در مقابل نفوذ پذیری گازها، تمایل به اشتعال کمتر و افزایش تخریب پذیری آنها در مقابل پلیمرهای خالص متناظر می باشد.به عبارت دیگر خواص و تولید این مواد از نظر تئوری و شبیه سازی بسیار مورد توجه قرار گرفته است و این سیستمها به منظور مطالعه ساختار و خواص دینامیکی پلیمرها بسیار سود مند هستند.
کامپوزیت ها دسته وسیعی از موادند که بنا به کاربردهای خاصی که برای آنها در نظر گرفته می شود دارای شکل ها و انواع مختلفی هستند . این دسته از مواد به طور کلی به دو جزء ماتریس و تقویت کننده تقسیم می شوند ، بیشتر موادی که درجزء ماتریس کامپوزیت ها استفاده می شود به سه دسته کلی مواد : فلزی، پلیمری و ، ن سرامیکی می باشند. پلیمرها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی هزینه های پایی ، فرآیند و چگالی کم بیشتراز سایر مواد دیگر به عنوان ماتریس در کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. در سالهای اخیر محققان زیادی با بهره گیری از روش های مختلف تلاش داشته اند که خواص مکانیکی و شیمیایی پلیمرها را در برابر عوامل فیزیکی و شیمیایی مختلف افزایش دهند تا این مواد جایگزین مناسبی برای مواد دیگر شوند . مواد متنوعی با جنس و ساختارهای مختلف مانند: اکسیدهای فلزی و معدنی، شیشه و الیاف و غیره به عنوان جزء تقویت کننده در کامپوزیت های پلیمری با ماتریس های ترموست و ترمو پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از جزء تقویت کننده در کامپوزیت های سبب بهبود پاره ای از خواص از مقاومت کششی، سختی، دمای واپیچش حرارتی می شود و همچنین استفاده از جزء تقویت کننده ناپیوسته (الیاف با طول کوتاه و انواع پر کننده ها) سبب کاهش هزینه ها و بهبود پایداری ابعادی مواد پلیمری می شود . در نتیجه استفاده از این دسته از کامپوزیت ها در کاربردهای ساختمانی به دلیل پایداری ابعادی و سختی مناسب عمومیت پیدا کرده است. اگر چه استفاده از اجزاء تقویت کننده سبب بهبود پاره ای از خواص این مواد می گردد اما سبب افزایش چگالی مواد پلیمری تا حدود 50% شده و فرآیندپذیری آنها را با مشکل مواجه می سازد [1] . نانوکامپوزیت های پلیمری دسته جدیدی از مواد کامپوزیتی هستند که در آنها اجزایی با طبیعت معدنی و اندازه های بسیار کوچک (در ابعاد نانو) و با ساختارمانند:

 اکسیدهای فلزی با ساختاری سه بعدی، خاك رس با ساختاری لایه ای و دو بعدی و نانو لوله های کربنی با ساختاری یک بعدی به عنوان جزء تقویت کننده به میزان کمتر از 6% وزنی در ماتریس های پلیمری مورد استفاده قرار می گیرند . بنابراین نانو کامپوزیت ها ترکیبی از دو مفهوم کامپوزیت و مواد نانو ذره هستند. نانو کامپوزیت ها با داشتن خواصی بر جسته مانند: (1) سختی و استحکام بالا با وجود وزن بسیار کم در مقایسه با کامپوزیت های سنتی، (2) داشتن خواصی عالی در برابر نفوذ گازها و بکار نبردن روش های سنتی مانند: استفاده از چند لایه پلیمری، (3) راحتی فرآیند بازیافت و (4) کدر نبودن به دلیل کم بودن ضخامت نانو ذرات نسبت به طول موج نور، بسیار مورد توجه دولت ها ، مراکزتحقیقاتی ، دانشمندان و صنعت قرار گرفته اند[2]. همچنین استفاده از نانو ذراتی مانند : خاك رس، نانو الیاف و نانو لوله های کربنی و غیره ، با داشتن نسبت طول به عرض بالا در مقایسه با تقویت کننده های سنتی مانند شیشه و تالک و غیره ، اثر زیادی روی خواص مانند سختی ، استحکام و مقاومت در برابر ضریه و غیره دارد . به طور مثال خاك رس با داشتن ساختار لایه ای دارای نسبت طول به عرض (500-50) و سطح ویژه بسیار زیاد و مدول بالا (178GPa) دارای پتانسیل بالایی برای افزایش خواصی مانند : سختی و استحکام ، مقاومت در برابر نفوذ گازها ، پایداری ابعادی ، مقاومت در برابر حلال ها و اشعه ماورابنفش  و مقاومت در برابر آتش هستند ، که در طیف وسیعی از پلیمرها مورد استفاده قرار می گیرند.

فصل اول:
1 -1) اهداف سمینار
بدست آوردن ترکیب در صد بهینه نانو ذرات Cloisite 15A در ماتریس پلی اتیلن گرید لوله ( -HDPE (EX3 شناخت مورفولوژی نهایی نانو ذرات Cloisite 15A در در ماتریس پلی اتـیلن گریـد لولـه ( -HDPE  (EX3 بررسی ارتباط خواص فیزیکی – مکانیکی نانو کامپاند بدست آمده با خواص رئولوژیکی و تعمیم آن بـا آزمون شکل شناسی پراش پرتو ایکس نانو ذرات در ماتریس پلی اتیلن بدست آوردن نانوکامپاند با مشخصات مطلوب برای استفاده در لوله های چند لایه بدست آوردن اطلاعات با جزئیات بیشـتر از پلـی اتـیلن گریـد لولـه (HDPE- EX3)بـرای اسـتفاده درتحقیقات آتی و همچنین صنایع پایین دست.
2 -1) پیشینه تحقیق:
تحقیقات دانشگاهی و تلاش های گسترده شرکت های تجاری برای دست یابی به موادی ارزان قیمت که دارای کاربردهای فوق العاده باشند هر دو از جمله زمینه های رشد نانو کامپوزیت ها بودند، که سبب شدند نانوکامپوزیت ها در اواخر سال 1980 به عنوان دسته جدیدی از مواد به دنیای علم و زندگی معرفی شوند. اولین کارهای تحقیقاتی در زمینه نانوکامپوزیت توسط محققان شرکت خودروسازی تویوتای ژاپن انجام گرفت،
و از آنها به عنوان پیشگامان اولیه تهیه و استفاده نانو کامپوزیت ها نام برده می شود[3]. این شرکت با تهیه نانوکامپوزیت نایلون 6 و استفاده از آن در تهیه قطعاتی که در اتومبیل های معمولی استفاده می شد به عنوان اولین شرکتی شناخته می شود که از نانو کامپوزیت ها به عنوان یک ماده تجاری در خودروهای تولیدی اش استفاده کرد. شرکت های دیگر نیز با پیروی از شرکت تویوتا استفاده از نانوکامپوزیت ها را در تهیه قطعات مورد نیاز خود شروع کردند.