سفارش تبلیغ
صبا ویژن



محمد - مهندسی پلیمر(polymer engineering)

هدف آزمایش:

تهیه رزین اوره -فرمالدهید

تئوری آزمایش:

آمینو پلاستها رزینهایی هستند که از واکنش آمینها و یا آمیدها با آلدهید بدست می آیند مهمترین نوع از این نوع پلیمرها که اهمیت زیادی پیدا نموده اند عبارتند از رزینهای اوره فرم آلدهید و ملامین فرم آلدهید.محصول نهایی که از پلیمر های نامبرده تهیه میشوند

ساختمان سه بعدی دارند یعنی ترمو ست هستند ,یعنی غیر قابل حل و غیر قابل ذوب میباشند . تهیه این محصول اغلب در سه مرحله تهیه میشود,در مرحله اول رزین با وزن ملکولی پایین تهیه میشود و در مرحله بعدی واکنشهای پلیمریزاسیون تا ایجاد یک ساختمان شبکه ای پیش میرود.

وسایل و مواد مورد نیاز آزمایش:

1-    بشر یا لوله آزمایش

2-    یک نوع اسید مثل اسید سولفوریک

3-    اوره (5gr)

4-    فرمالدهید (6ml)

 

شرح آزمایش:

ابتدا 5gr اوره را به وسیله ترازو ی دیجیتا ل انداره می گیریم سپس 6ccفرما لدهید بر میداریم و هر دو را در بشر با هم ترکیب می کنیم تا کا ملا حل شود. سپس مخلوط غیر همگن حاصل را روی هیتر با درجه حرارت 80  گذاشته تا کاملا همگن شده و حل گردد  در این قسمت از آزمایش باید 6قطره اسید سولفوریک برداشته و در حالی آنرا به محلول ساخته شده اوره +فرمالدهید اضافه میکنیم له بشر حاوی محلول زیر هود قرار گرفته باشد چون بخاراتی که در اثر واکنش متصاعد میگردد سمی و برای سلامتی انسان مضر میباشد.

پس از اضافه شدن اسید سولفوریک به محلول رنگ آن به صورت شیری رنگ در می آید در این حین محلول در حال رسوب است که در زمان کمی انجام میگردد .اگر به رسوب حاصل آب اضافه کنیم دیده میشود که رسوب در ابتدا به حالت تعلیق در آمده و دوباره رسوب میگردد که این حاکی از آن دارد که ماده رسوب حاصله غیر قابل حل میباشد

رزین های اوره- فرمالدهید به دلیل پایین بودن قیمت اوره به عنوان ماده اولیه ارزان تهیه میشوند .از خواص این رزینها میتوان به مقاومت حرارتی تا 90   مقاومت الکتریکی خوب ,مقومت در برابر ترک خوردگی ,مقاومت در برابرمواد شیمیایی را نام برد .

نتیجه آزمایش:

رزین اوره فرمالده یک پلیمر شبکه ای است که در هیچ حلالی حل نمیشود و کاربرد آن در صنعت در جایی است که احتمال خوردگی یا تخریب توسط مواد شیمیایی و حلالها میرود میباشد

 

 

 

 



نویسنده » محمد . ساعت 9:41 صبح روز شنبه 88 آبان 16


خصوصیات ویسکوالاستیک مواد پلیمر:

(این مواد حد واسط بین ویسکوزها و الاستیک ها است،

هم ذخیره کننده وهم اتلاف کننده  انرزی)

1پدیده تورم ،Die swelling:

سیال خروجی از حدیده قطر دو برابری پیدا میکند و دلیل این امر فشار بالای سیال ویسکوز است.

با افزایش طولDie،(  )Die swelling کاهش می یابد.

با افزایش جرم ملکولی،Die swelling کمتر میشود.

2پدیده شکست مذاب،melt fracture:

هنگامی که یک ماده ی مذاب در بالاتر از سرعت برشی

با افزایش دما، Die swelling کاهش می یابد.

با افزایش طولDie،(  )Die swelling کاهش می یابد.

با افزایش جرم ملکولی،Die swelling کمتر میشود.

2پدیده شکست مذاب،melt fracture:

هنگامی که یک ماده ی مذاب در بالاتر از سرعت برشی بحرانی خود از حدیده عبور کند،دیده شده که ماده ی خروجی اکسترودر شده دیگر سطح صافی ندارد و سطح ان پیج و تاب خورده و یا کاملا حلزونی میشود.

 

میتوان با افزایش(  )در اکسترودر و افزایش دمای ماده مقدار سرعت برشی بحرانی را افزایش داد،علت این پدیده:نتیجه ی لغزش یا چسبندگی بین مذاب و دیواره حدیده در سرعت برشی بالا می باشد.

3پدیده پوست کوسه،shark skin:

در داخل حدیده،لایه های پوستی مذاب تقریبا راکد و ثابت است در حالی که پس از خروج از حدیده شتاب زیادی در ان ها بوجود می اید و این لایه ها می خواهند با لایه های میانی مذاب انطباق سرعتی پیدا کنند و عمود بر جهت جریان شکست اتفاق می افتد.

دور مارپیچ چه اثری روی دبی خروجی مواد دارد؟

با افزایش دور مارپیج دبی خروجی افزایش پیدا می کند.

اگر سرعت اکسترودر افزایش یابد دیگر مواد خروجی از حدیده شکل و فرم منظم خود را حفط نمی کنند . بی نظم می شوند.

 



نویسنده » محمد . ساعت 9:38 صبح روز شنبه 88 آبان 16


 

مقدمه:به طور کلی محصولات ساخته شده از پلیمرها نارسا نا بوده و مقاومت زیادی در برابر عبور جریان الکتریسیته از خود نشان می دهند. به همین دلیل از مواد پلیمری درصنعت الکترونیک و الکتروتکنیک استفاده می شود برای مثال از پلیمرها برای عایق کاری کابلهای انتقال الکتریسته، صفحات انتقال الکتریسیته و روکش باطریها استفاده می شود، اما در بعضی موارد همین مقاومت زیاد در مقابل عبور جریان الکتریسیته باعث ذخیره شدن الکتریسیته می گردد که مجموعه ای از مشکلات ناخواسته را به دنبال دارد. مثلاً ایجاد الکتریسیته ساکن در خود تسمه ها و جعبه های حفاظ دستگاهای الکتریکی، کف پوشها، البسه وغیره که باعث تولید جرقه الکتریکی می شود و در بعضی موارد ایجاد آتش سوزی می کند . در این گونه موارد، هدایت الکتریسیته به محیط اطراف مورد نیاز است. یکی از روشهای رسانا ساختن پلیمرها امتزاج آنها با مواد رسانای الکتریسیته است. با توسعه وتولید بیشتر این نوع پلیمرها در سالهای اخیر استفاده از آنها در زمینه های گوناگون نیز افزایش یافته است برای مثال در دستگاهای استفاده از انرژی خورشیدی، تابلوهای برق، دستگاهای مصرف انرژی و موتورهای مکانیکی و قسمتهای الکتریکی اتومبیل ها از این پلیمرها استفاده می شود .موادی که جهت امتزاج با موادپلیمری مورد استفاده قرار می- گیرند عبارت اند از: دوده رسانا، پودر رسانا، پودر فلزات، الیاف شیشه یا الیاف فلز ( ? و?) و... میزان رسانندگی الکتریکی پلیمرهایی که از طریق امتزاج با مواد پیش گفته، رسانا شده اند حد ومرزی دارد که بیش از آن امکان پذیر نیست. علاوه بر آن مصرف بیش از حد این مواد در پلیمر باعث تخریب و تغییرات بسیار زیاد خواص فیزیکی و مکا نیکی خود پلیمر می گردد. از این رو جهت رفع این گونه نواقص، خواص رسانش الکتریکی را می توان به طور مستقیم در خود پلیمرها به وجود آورد.اگر از یک زنجیر پلیمری دارای پیوند ? که لایه های والانس مولکولهایی آن تکمیل شده است یک الکترون برداشته شود (اکسایش)، یا به آن یک الکترون اضافه گردد(کاهش )، در آن صورت با ایجاد یک آرایش مناسب شبیه به فلزات می توان خاصیت رسانش الکتریکی را در آن ایجاد کرد .پلیمرهایی که به این ترتیب رسانای جریان الکتریسیته شده اند را فلزات آلی نیز می نامند. در دماهای معمولی نیز می توان توسط ایجاد حا لت های فضایی مناسب از ماکرومولکولها ابر- رسانا به وجود آورد. البته جهت اثبات این نظر دلیل آزمایشگاهی مورد نیاز است.از لحاظ خواص فیزیکی، ساختار مولکولی و ویژگیهای فضایی در فرآیند رسانایی، رابطه نزدیکی بین پلیمرهای رسانای الکتریسیته و سرامیک های ابر رسانا وجود دارد که این موضوع در فیزیک مورد بررسی زیاد قرار گرفته است.- پلیمرهای رسانای الکتریسیته :در اینجا سنتز پلی استیلن را که یکی از مهمترین پلیمرهای رساناست و در مراکز تحقیقاتی وعلمی جهان بیشتر مورد مطالعه وبررسی قرار گرفته است مطرح می کنیم .البته کارهای تحقیقاتی وسیع انجام شده در این زمینه را می توان در کتب مرجع یافت. پلی استیلن برای اولین بار در اواخر سال ???? در آزمایشگاه "ناتا" به طور مستقیم از پلیمریزه شدن استیلن به دست آمد اما احتمالاً به علت حساسیت پودر سیاه رنگ حاصل ، در مقابل اکسایش و نبود تکنو لوژی مناسب جهت بهره- برداری از آن آزمایش های بیشتر روی آن انجام نشد و حتی در این مورد مطلبی هم نوشته نشد. اما چند سال بعد در سال ???? در اثر یک اتفاق ساده یکی ازدانشجویان انستیتو تکنولوژی توکیو به نام "شیراکاوا" ، پلی استیلنی را به دست آورد، که حاصل تلاش مشترک " شیراکاوا ، مک دایارمید و هیگر" بر روی پلیمر به دست آمده توسط عمل دوپه کردن بود. آنها توانستند برای اولین بار میزان رسانندگی الکتریکی پلی- استیلن را تقریباً تا ??میلیارد برابر حالت معمولی پلیمر افزایش دهند .بعد از کشف اثر دوپه کردن درپلی- استیلن از سال ???? به بعد توجه مؤسسات تحقیقاتی و مراکز علمی بسیاری به این نوع پلیمرها معطوف گردید و در این زمینه پیشرف های بسزایی حاصل شد. برای مثال تعداد زیادی از پلیمرهای حاوی پیوند های یگانه و دوگانه ی متناوب (سیستم مزدوج) کشف گردید. از آن تاریختاکنون تعداد نا محدودیکارهای نظری در این زمینهصورت گرفته است ولی از نظرتکنولوژی هنوز مشکلات فراوانی وجود دارد.- رابطه نظم فضایی وخواص فزیکی در پلیمرهای رسانای الکتریسیته :هر جامدی الکترون دارد؛ مسئله مهم در رسانش الکتریکی چگونگی پاسخ الکترونها به میدان ا لکتریکی اعمال شده است. ناحیه هایی از
7
انرژی که برای آنها هیچ اوربیتالالکترونی موج گونه وجود ندارد، نوارهای والانس و رسانش را از هم جدا می کنند. چنین نواحی ممنوعی را شکافهای نواری می نامند. این نواحی از بر هم کنش امواج الکترونهای رسانش با مغزهای یونی بلور، حاصل می شوند. در شکل? ، نوارهای انرژی مجاز و شکافهای انرژی (فاصله بین نوارهای والانس و رسانش) برای (ا لف) نارسانا (ب) نیمه رسانا و(ج) رسانا نشان داده شده است .اگر نوارهای ا نرژی مجاز کاملاً پر یا خالی باشند ماده مانند یک عایق رفتار می کند، زیرا در این صورت هیچ الکترونی نمی- تواند درمیدان الکتریکی حرکت کند.اگر کسری مثلاً ??تا ?? درصد از یک یا چند نوار پر باشند، ماده مانند فلز رفتار می کند. ا گر تمام نوارها به استثنای یک یا دو نوار که اندکی پر یا خالی اند، کاملاً پر باشند، ماده نیمه رسانا خواهد بود. همه پلیمرهای رسانا مجموعه ای از واحدهای ساختاری مشابه دارند. جهت شناور ساختن الکترون در طول زنجیر پلیمر، احتیاج به واحدهای ساختاری مناسب با شکاف انرژی کمتر می باشد. به عنوان مثال از پلی استیلن که فقط دارای پیوندهای یگانه و دو گانه متناوب است و یا سیستم های آروماتیکی می توان نام برد




نویسنده » محمد . ساعت 12:15 عصر روز سه شنبه 88 شهریور 31


معرفی و تقسیم‌بندی پلیمرهای هوشمند

مواد هوشمند در آینده­ایی نچندان دور بازار خوبی را به خود اختصاص خواهند داد و با توجه به خواص خوبی که از خود نشان می­دهند، کاربردهای زیادی در آینده پیدا خواهند کرد. مطلب زیر که به معرفی پلیمرهای هوشمند پرداخته است، توسط دکتر هاشمی مدیرعامل شرکت گسترش مواد پیشرفته (وابسته به سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران) به شبکه ارسال گردیده است

هوشمندی در مواد، خاصیتی است که مختص به گروه خاصی نبوده و در اغلب گروه­های مواد دیده می­شود. پلیمرها نیز از این قضیه مستنثنا نیستند و در برابر محرک­های مختلف مثل دما، میدان­های الکتریکی و میدانهای مغناطیسی، عکس‌العمل­های متفاوتی از خود نشان می‌دهند. این پلیمرها به گروه‌های مختلفی تقسیم ‌می‌شوند و دارای خواص و کاربردهای متفاوتی می‌باشند. در ذیل به معرفی، تقسیم‌بندی، کاربردها و بازار این مواد به طور مختصر اشاره شده است:

 

1) پلیمرهای فعال الکتریکی (EAP)

 


مکانیزم هوشمندی در این مواد، عکس‌العمل‌ در برابر تحریکات الکتریکی خارجی است. این عکس‌العمل، تغییر در ابعاد و هندسه ماده را شامل می شود.

این پلیمرها که در سال 1990 شناخته شده­اند، کاربردهای زیادی در پزشکی، صنعت و مهندسی عمران دارند. این پلیمرها به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند:

الف)پلیمرهای فعال الکتریکی الکترونیکی که به منظور حفظ تغییر مکان ایجاد شده در اثر اعمال ولتاژ DC مورد استفاده قرار می‌گیرند و کاربردهای زیادی در رباتها دارند. این دسته خود از جنبه کاربردی به دو گروه تقسیم می‌شود که عبارتند از: گروهی که در حسگری خود از رسانایی و هدایت الکتریکی بهره می‌برند و گروهی که از فعالیت الکتریکی خود در اثر تحریک خارجی به عنوان محرک استفاده می‌کنند.

کاربردهای این پلیمرها در صنایع مختلفی است که می‌توان از جمله آنها مواد الکترواستاتیک در لباسهای ضد الکتریسیته، چسب‌های رسانا، حفاظ‌های الکتریکی و مغناطیسی، تخته‌های مدار چاپی الکترونیکی، رشته‌های اعصاب مصنوعی، سازه‌های هواپیما و پیزوسرامیک­ها را نام برد.

ب)پلیمرهایفعالالکتریکییونی هستند که در غشاهای مبادله­گر یونی، محرک‌های الکترومکانیکی، سنسورهای حرارتی- شیمیایی، الکترولیت­های جامد، باطری‌های قابل شارژ و سیستم‌های رهایش دارو در پزشکی کاربرد دارند.

پلیمرهای فعال الکتریکی به عنوان دی­الکتریک نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان نمونه پلیمرهای که دارای سفتی (Stiffness) و ثابت دی­الکتریک بالا می‌باشند، در محرک­های(Actuator) با کرنش بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند که به طور نمونه در پیزوالکتریک­ها کاربرد دارند.

قابل ذکر است که الاستومرهای بلور مایع، الاستومرهای الکتروویسکوالاستیک، پلیمرهای فروالکتریک، نانولوله‌های کربن و پلیمرهای رسانا که بعنوان شناساگرهای گازهای سمی (حسگرهای یونی) در پالایشگاهها و صنایع نظامی کاربرد دارند، نیز در این گروه قرار می‌گیرند
.

 

2) سیالات مغناطیسی و رئولوژیکی (MRF)<\/h1>



در این نوع از پلیمرهای هوشمند، با تغییر میدان مغناطیسی، ویسکوزیتة آنها تغییر می‌کند و عملکرد آنها مشابه سیالات الکتریکی رئولوژیکی می‌باشد.

 

3) سیالات الکتریکی رئولوژیکی (ERF)<\/h1>



این سیالات اساس پلیمری دارند و در برابر میدان الکتریکی از خود تغییر ویسکوزیته نشان می‌دهند که می­توان با این تغییر ابعاد را تحت تاثیر قرار داد. به طور مثال این مواد در کمک فنرهای خودرو در خودروهای جدید کاربرد دارند و با تغییر جریان می‌توان ارتفاع خودرو را تنظیم نمود.

این نوع پلیمرها در راه‌سازی، پل‌سازی و صنعت ساختمان نیز استفاده می‌شود و امروزه در تکیه‌گاه خیلی از پل‌ها خصوصاً پل‌های معلق از این مواد استفاه می‌شود.

سیالات ERF دارای سه نوع مثبت، منفی و مواد نوری الکتریکی هستند. اگر با اعمال میدان الکتریکی، ویسکوزیته افزایش یابد ERF مثبت است، اگر با افزایش میدان الکتریکی ویسکوزیته کاهش یابد ERF منفی است و اگر با تاباندن اشعه ماوراء بنفش ویسکوزیته تغییر کند ERF از نوع نوری و الکتریکی می‌باشد.

 

4) ژل‌های پلیمری هوشمند<\/h1>



با تغییر در زنجیره پلیمرها می‌توان ژل­ها را ساخت که این کار با تعویض بعضی از مونومرهای زنجیره با مواد شیمیایی صورت می‌گیرد. تفاوت اصلی ژل­ها با پلیمرها سازگاری شیمیایی و ترمودینامیکی آنها با حلال‌ها می‌باشد و نیز خاصیت رطوبت‌گیری که در آنها وجود دارد.

ژل­ها براساس ویژگی‌هایی نظیر طبیعت گروه‌های تشکیل­دهنده، خواص مکانیکی، ویژگی‌های ساختاری و شکل شبکه تقسیم‌بندی می‌شوند و در برا بر محرک‌های مختلف فیزیکی و شیمیایی نظیر دما، میدان الکتریکی و مغناطیسی، نور، فشار و PH، از خود عکس‌العمل‌ نشان می‌دهند و در صنایع دفاعی، زیستی، داروسازی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرند.

 

5) پلیمرهای با حافظه شکلی<\/h1>



مشابه آلیاژهای حافظه‌دار هستند به این ترتیب که در اثر تغییرات دمایی از خود تغییرات ابعادی نشان می‌دهند که علت آن تغییر در مورفولوژی زنجیره‌ها است. این پلیمرها در مواردی مثل جیگ و فیکسچرهای ماشینکاری کاربرد دارند.

 

بررسی بازار <\/h1>

پلیمرهای هوشمند هنوز خیلی تجاری نشده‌اند، بنابراین بازار خیلی بزرگی را به خود اختصاص نمی‌دهند. البته 5 تا 15 سال آینده این بازار رشد بسیار خوبی خواهد داشت زیرا کاربردهای آینده این مواد که در حوزه‌های مختلفی چون پزشکی، کامپیوتر، خودرو، تلویزیون، پول الکترونیکی، کنترل­کننده‌های بهداشتی، هوافضا، بیوتکنولوژی، صنایع نظامی، الکترونیک و فناوری نانو خواهد بود، نویددهنده بازار بزرگی برای این مواد است.

در بین سال­های 2010-1992 بر اساس پیش­بینی­های انجام شده، در برخی از کاربردهای اصلی این مواد مثل غلافها و پوششهای سیم و کابل، باطری‌های ذخیره انرژی با ظرفیت بالا و سپرهای تجهیزات الکترونیک که در فضاپیماها و محافظ‌های الکترونیک کاربرد دارند، روند مصرف رو به افزایش است و بازار خوبی را به خود اختصاص خواهند داد. مثال­های زیر به صحت این ادعاها اشاره دارد:

از سال 2000-1992 مصرف این مواد رو به افزایش بوده بطوری که مصرف پلیمرهای هادی استفاده در باطری‌ها در سال 2000 معادل 500 هزار پوند بالغ بر 50 میلیون دلار بوده است
.

بازار سپرهای الکترونیک در سال 1988، 116 میلیون دلار و در سال 1993، 165 میلیون دلار بوده است و امروزه پوشش­های هادی و صفحات پلیمری 75 درصد بازار مواد مشابه را به خود اختصاص داده­اند.

هزینه پوشش­های پلاستیکی نسبت به سایر مواد پایین‌تر است و 1.25 تا 2.5 دلار به ازای هر فوت مربع ذکر شده است.

البته عمده بازار مواد هوشمند پلیمری در کشورهای پیشرفته است و باید این بازار را به کشورهای در حال توسعه گسترش داد و این نیاز را برای این کشورها به وجود آورد. پیش‌بینی انجام­شده در مورد بازار این مواد تا سال 2010 بالغ بر 457 میلیون دلار خواهد بود.



 



نویسنده » محمد . ساعت 12:11 عصر روز سه شنبه 88 شهریور 31


نانوالیاف؛ معرفی و فرصت ها

نانوالیاف

اصطلاح نانوالیاف به رشته های نسبتاً کوتاهی با قطر کمتر از 500 نانومتر اطلاق می شود و مانند نانوسیم ها از انواع ساختارهای تک بعدی می باشند. این مواد در زمینه های گوناگون از جمله: تولید لباس های محافظ، تولید آینه های قابل استفاده در فضا، فیلتراسیون هوا و از همه مهم تر به عنوان تقویت کننده در نانوکامپوزیت ها کاربرد دارند. نانوالیاف به سه گروه طبقه بندی می شوند که عبارت اند از:

1. نانوالیاف پلیمری

2. نانوالیاف کربنی

3. نانوالیاف معدنی

در ادامه به بررسی برخی از روش های تولید، خواص و کاربردهای مهم نانوالیاف پرداخته می شود.

1. نانوالیاف پلیمری

ریسندگی الکتریکی (الکتروریسی) electro spinning روشی برای تولید الیاف پلیمری با قطر زیر نانومتری است. این روش به جهت سادگی و همچنین تولید در مقیاس نانو بسیار مورد توجه قرار گرفته است. این ایده را اولین بار زلنی(zeleny )  مطرح، سپس در سال 1934 فرماهالز  آن را ثبت و در سال 1990 دکتر رنکر (Reneker)  آن را بازسازی کرد.

در روش الکتروریسی هم از مذاب و هم از محلول پلیمری می توان استفاده کرد. در این روش پلیمرهای مختلفی از جمله پلی استیرن ریسیده شده اند که فطر آن ها در حدود چند نانومتر بوده است.

شمایی از دستگاه الکتروریسی
شکل1

مطابق شکل 1 در این روش محلول پلیمری توسط یک سرنگ که سر آن به یک نازل با قطر نانومتری وصل است، به طرف سطح جمع کننده مواد تزریق می گردد. بین نازل و سطحی که الیاف روی آن تولید می شود؛ اختلاف پتانسیلی در حدود هزار ولت ایجاد می شود. این امر علاوه بر باردار کردن محلول پلیمری و پلیمریزه کردن الیاف، سبب خارج شدن سریع پلیمر از نازل و تولید نانوالیاف پلیمری می گردد.

در این روش می توان مواد دیگر مانند نانوذرات یا نانولوله ها را جهت بهبود خواص نانوالیاف، درون نانوالیاف جاسازی کرد.

برای دیدن عملکرد فرآیند الکتروریسی اینجا کلیک کنید

2. نانوالیاف کربنی

نانوالیاف کربنی عمدتاً بر اساس روش های تولید نانولوله های کربنی تولید می شوند. با این توضیح که در برخی روش ها نانولوله ها و در برخی روش های دیگر نانوالیاف کربنی درصد بیشتری از محصول را شامل می شوند.

به عنوان مثال در روش های تخلیه قوس الکتریکی و سایش لیزری، عمدتاً نانولوله های کربنی تولید می شوند، این در حالی است که در روش CVD این درصد خیلی کمتر خواهد بود.

3. نانوالیاف معدنی

این الیاف با فرایند سل- ژل و حرارت دهی تولید می شوند. هنگامی که سل در یک قالب ریخته شود، ژلی مرطوب شکل می گیرد که این ژل پس از خشک کردن به صورت ذرات سرامیکی متراکم می شود. در این راستا با تنظیم کردن ویسکوزیته سل در یک محدوده مطلوب می توان الیاف سرامیکی نانومتری به دست آورد. بدین ترتیب فیلتری به دست می آید که دارای خلل و فرج نانومتری است.

شرکت Argonide Nanomaterial   نانوالیاف آلومینا را با قطر 2 نانومتر و طول دهها و صدها نانومتری ساخته است. این الیاف به دلیل داشتن نیروهای الکترواستاتیک، ویروس ها و دیگر ذرات را به خود می چسبانند و لذا برای دفع آلودگی به کار می روند. مزیت فیلترهای ساخته شده با این روش این است که چون فیلتراسیون آنها فقط بر راهکار غربالگری مبتنی نیست، ذرات در بین فیلتر و نه روی سطح آن جمع شده و بنابراین کمتر با انسداد مواجه می شوند (این قسم فیلتر، فیلتر عمقی خوانده می شود).

فرصت ها در نانوالیاف

نانوالیاف به سبب استحکام بیشتر نسبت به همتاهای بزرگ مقیاس خود و همچنین نسبت سطح به حجم بالاتر (خصوصیتی که نانوذرات را برای کاتالیز ارزشمند می سازد) قابلیت استفاده به صورت بستر واکنش را دارند.

به بافتن نانوالیاف دست یافته ایم، اما مثلاً سر و صورت دادن این ساختارهای ظریف به صورت کتان کاملاً چالش برانگیز است. البسه ساخته شده از نانوالیاف به عبور هر چیزی غیر از مولکولهای بسیار کوچک مقاوم اند و لذا مصارف گسترده ای در پوشاک مقاوم به مواد شیمیایی دارند. همچنین توانایی آنها در اجتناب از آب، روغن و .. می تواند به لباس های ضد لک تجاری منتهی شود. کما اینکه شرکت Nano-Tex   هم اکنون تولید کننده تجاری موادی است؛ که از روکش دهی الیاف بافتنی معمولی با نانوالیاف تولید شده و به همین علت نسبت به لک مقاوم می باشند.

یکی از مهمترین کاربردهای نانوالیاف پلیمری استفاده ی آنها در فیلتراسیون هوا است که در صنایع هوایی کاربرد فراوان دارند. به عنوان مثال می توان نانوالیاف پلی استیرن را با الیاف شیشه ای مخلوط و نانو وب هایی  ساخت که بتوانند عمل فیلتراسیون را در فیلترهای هوا انجام دهند. نمونه ای از یک نانو وب (nanoweb) در شکل 2 نشان داده شده است.

نانووب
شکل2

مصارف ادعا شده ی دیگر نانوالیاف پلیمری عبارتست از استفاده به عنوان محیط دارورسانی و استفاده در مصارف سنسور و نانوالکترونیک.

همان طور که ذکر شد، اولین کاربرد نانوالیاف آلومینا در فیلتراسیون ویروس ها و باکتری ها از منابع آبی یا هوایی یا سیالات زیستی می باشد. واضح است فیلتراسیون منابع آبی بازار بزرگی دارد، اما این الیاف ابتدا باید برتری خود را بر فناوری های موجود نشان دهند.

 

 

منابع:

1. K. Graham, M. Ouyang, T. Raether, T. Grafe, B. McDonald, Paul Knauf Polymeric Nanofibers in Air Filtration Applications, Donaldson Co Inc.,PO Box 1299 Minneapolis., MN 55440, 2003.

2. http://www.nanophase.com

3. http://www.nanocor.com

4. فتح الله کریم زاده، احسان قاسمعلی، سامان سالمی زاده، "نانومواد؛ خواص، تولید و کاربرد"، جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان، 1384. 

 



نویسنده » محمد . ساعت 12:4 عصر روز سه شنبه 88 شهریور 31


نانوپلیمرها؛ معرفی و کاربرد

1. مقدمه

 

خواص مواد پلیمری به شدت وابسته به اندازه و مورفولوژی آنهاست. تفاوت رفتار پلیمرهای آلی در مقیاس نانومتر نسبت به نمونه های توده و مشخصه های طیفی این مواد، گواه این مدعاست. همچنین وابستگی طیف های UV و IR به اندزه ذرات، به دفعات مشاهده شده است. با توجه به وابستگی ذاتی خواص مکانیکی و ترموفیزیکی (خواص فیزیکی وابسته به دما نظیر: کشش، سختی و...) پلیمرها به ابعادشان، قابلیت تهیه و کنترل مواد پلیمری در مقیاس نانومتر برای بهبود خواص و گسترش کاربردشان در طیف وسیعی از صنایع  از رهایش دارو در پزشکی تا صنایع الکترونیکی شامل: سلولهای فتوولتائیک، باتریهای پلاستیکی و دیودهای نشر نور حائز اهمیت است. به همین دلیل، روش های مختلفی پلیمریزاسیون اعم از شیمیایی و الکتروشیمیایی همگی مترصدند تا ساختارهای نانوذره، نانو و میکرولوله و نانوالیاف را از پلیمرها تهیه نمایند.

 

اندازه کوچک‌ترین بعد یک نانوساختار پلیمری می‌بایست در محدوده 1 تا 100 نانومتر قرار گیرد و این در صورتی‌ است که اندازه مارپیچ یک زنجیر پلیمری در محلولی رقیق، در این محدوده قرار دارد. هرچند که این مارپیچ‌ها از نظر ساختاری چندان پایدار نبوده و با زمان محتمل تغییرات می‌شوند.

 

از جمله پلیمرهایی که در بحث نانومواد جایگاه ویژه‌ای دارند، پلیمرهای رسانا می‌باشند. پلیمرهای رسانا که در طول سه دهه اخیر توجه زیادی را به خود معطوف داشته‌اند، به سبب تغییر در خواص نوری و الکتریکی‌شان در ابعاد نانومتر، محتمل‌ترین سیستم‌ها برای کاربردهای نانوالکترونیک می‌باشند. خانواده پلی‌آنیلین نمونه‌ای از این پلیمرهاست. نظر به این‌که پلی‌آنیلین می‌تواند مورفولوژی‌های تک‌بعدی نظیر نانولوله، نانوسیم، نانوذرات کلوئیدی و نانوالیاف را تولید نماید؛ تحقیقات زیادی متوجه آن است.

2. کاربردهای نانوپلیمرها

 

1-2) روکش دارو

 

یکی از طبقه‌های بزرگ سیستم رهایش دارو، موادی هستند که جهت محافظت دارو به هنگام انتقال در بدن به صورت روکش، دارو را دربرمی‌گیرند. این مواد عبارتند از: لیپوزوم و پلیمرها که در ابعاد میکرو به کار می‌روند.

 

هنگامی که مواد روکش به صورت نانوذرات ساخته شوند، دارای سطحی بزرگ‌تر با همان حجم، اندازه منافذ ریزتر، حلالیت بهتر و خواص ساختاری متفاوت خواهند بود. این عوامل سبب نفوذ و تخریب بهتر غلاف خواهد شد.

 

اخیراً دانشمندان در حال بررسی ساخت سیستم‌های رهایش دارو بر اساس نانوذارت می‌باشند. به طور مثال آن‌ها در درمان تومورهای مغزی؛ از نانوذرات استفاده کرده‌اند. داروی ضدتومور به ذرات یک نانوپلیمر به نام بوتیل‌سیانو‌ (PBCA) می‌چسبد و با پلی‌سوربات 80 روکش می‌شود.

 

2-2) حامل‌های دارو

 

طبقه دیگری از سیستم‌های رهایش دارو که فناوری نانو راه‌کارهای جالبی در آن ارائه داده است؛ نانوموادی هستند که دارو را به محل مورد نظر در بدن هدایت می‌کنند.

 

یکی از نانوموادی که مورد توجه می‌باشد؛ درخت‌سان است. درخت‌سان یک مولکول پلیمری با شاخه‌های جانبی می‌باشد که اولین بار توسط دون تومالیا (Don tomalia) کشف شد. محققان از این ماده جهت رسیدن به مواد ژنتیکی یا از بین بردن تومور درون سلول‌ها بدون نیاز به پاسخ سریع، استفاده می‌کنند. این ویژگی به دلیل اندازه کوچک درخت‌سان‌ها و ساختار شاخه‌ای آن‌هاست.

 

3-2) مواد قابل کاشت در بدن

 

یکی از کاربردهای نانوپلیمرها، تهیه مواد زیست‌سازگار جهت ترمیم و جای‌گذاری بافت‌های انسانی می‌باشد. به طور مثال؛ نانوپلیمرهایی مانند پلی‌وینیل‌الکل (PVA) را می‌توان جهت روکش دستگاهایی که در بدن کاشته می‌شوند در تماس با خون هستند؛ مانند قلب مصنوعی و رگ‌ها به کار برد تا از تشکیل لخته جلوگیری کند یا لخته‌های تشکیل شده را پراکنده کند.

 

هم‌چنین، اکنون سلول‌های اپیتلیای قرنیه به صورت دانه‌هایی درون ساختار هیدروژنی PVA در دست بررسی هستند. این ماده پلیمری می‌تواند بیش از 20? وزن خود، آب جذب کند، در حالی‌ که ساختار سه‌بعدی خود را نیز حفظ کند.

 

4-2) دیوارهای ضد زلزله

 

مؤسسه Leeds Nano Manufacturing، در حال ساخت دیوارهای مخصوصی برای منازل است که دارای نانوذرات پلیمری می‌باشد. این ذرات تحت فشار به مایع تبدیل شده و درون ترک‌های دیوار جریان یافته و به ماده‌ای سخت تبدیل می‌شود.

 

در صورت موفقیت‌آمیز بودن این آزمایش، در مناطق زلزله‌خیز جهان خانه‌هایی مقاوم در برابر لرزش ساخته خواهد شد. این دیوارها از جهت دیگری نیز ممتاز هستند؛ آن‌ها دارای حسگرهای بی‌سیم و فاقد باتری و برچسب‌های شناسایی فرکانس رادیویی هستند که اطلاعات وسیعی از قبیل هرگونه فشار و لرزش، حرارت، رطوبت و سطح گاز را در طول زمان در اختیار ما قرار می‌دهند

 لطفا نظراتتونو برام ارسال کنید:saeidi.polyeng@yahoo.com
saeidi.polyeng@gmail.comمؤدب



نویسنده » محمد . ساعت 12:0 عصر روز سه شنبه 88 شهریور 31


آینده صنایع پلیمری و مواد پلیمری

یکی از روندهای مؤثر بر صنایع پلیمری آن است که شرکتها از کسب و کار (Business) مواد به سوی کسب و کار علوم زندگی(Life sciences) در حال سوق یافتن هستند.روند دیگر حرکت به سمت تولید قطعات و محصولات پلیمری به طور انبوه است؛ در واقع صرف مواد پلیمری تولید نمی­شوند بلکه محصولات پلیمری به صورت قطعات ساخته شده ارائه می­شوند. در این میان تولید پلیمرهای با کارایی بالا (High performance) و پلیمرهای عامل­دار (Functional) که نقش تعیین­کننده­ای در صنایع شیمیایی دارند، همچنان مورد توجه زیاد شرکت­ها هستند ولی روندی که در مورد این دسته از پلیمرها مشاهده می­شود نیز آن است که توسعه آنها توسط صنایعی که این مواد را به کار خواهند گرفت نظیر صنایع الکترونیک، صنایع پزشکی و غیره صورت می­پذیرد. بنابراین در جمع­بندی مطالب بالا می­توان گفت که در آینده سود حاصل از کسب و کار پلیمرها، از قطعات ساخته شده از آنها حاصل می­شود و نه لزوماً از خود مواد پلیمری.



نویسنده » محمد . ساعت 4:9 عصر روز دوشنبه 88 شهریور 23


الیاف شیشه با استحکام بالا (1)

 

چکیده

شروع تولید الیاف شیشه برای اولین بار در سال 1935 در شهر نوارک ایالت اوهایو انقلابی در تقویت مواد کامپوزیتی بود به طوریکه تولید الیاف شیشه در سال 2000 به 6/2 میلیون تن در سال رسید. در سال 1942 کامپوزیتهای تقویت شده با الیاف شیشه برای اولین بار در سازه های هوافضایی استفاده گردید. در اوایل دهه 1960 الیاف شیشه با مقاومت بالا، S-Glass، باعث بوجود امدن همکاری میان نیروهای هوایی ایالات متحده و شرکت اونز کورنینگ گردید. در سال 1968 الیاف نوظهور S-2 Glass کاربردهای تجاری بالایی پیدا کرد. الیاف شیشه با استحکام بالا الیافی هستند که ترکیبی از مقاومت در برابر دماهای بالا، پایداری، شفافیت و حالت ارتجاعی را دارا میباشند و در عین حال ازنظر قیمت، وزن و عملکرد قابل توجیه هستند. سودمندی الیاف شیشه با استحکام بالا از نظر خواص فیزیکی، مکانیکی، الکتریکی، حرارتی، صوتی، اپتیکی و تشعشعی سنجیده میشود.

1- معرفی

مصریان باستان با استفاده از گرما، بوسیله الیاف خشنی از شیشه نرم شده ظروف شیشه ای میساختند. در قرن 18 میلادی دانشمند فرانسوی، ریمور، ملاحظه کرد الیاف شیشه نرم قابلیت شکل پذیری برای تبدیل شدن به پارچه شیشه ای تابیده شده را دارد. الیاف شیشه اولین بار در مقدار قابل ملاحظه توسط شرکت اونز کورنینگ در دهه 1930 برای کاربردهای الکتریکی در دمای بالا تولید شد. مواد خام اولیه ازجمله سیلیکات، سودا، خاک رس، سنگ آهک، اسید بوریک، فلور اسپاریا اکسیدهای فلزی مختلف آمیخته شده تشکیل شیشه می دهند که آن را د رکوره ذوب کرده و در یک مسیر افقی به سمت تقسیم کننده جریان می یابد.

شیشه مذاب به سمت بوشینگ های از آلیاژ پلاتونیوم/ رادیوم جاری شده سپس از داخل بوشینگ های مجزا و اریفیس ها با قطر 03/2-76/0 میلیمتر می گذرد سپس برای جلوگیری از تشکیل کریستال به سرعت بوسیله هوا خنک شده و الیاف با قطر مطلوب 3 تا 35 میکرومتر بدست می آید. الیاف شیشه که برای مصارف و کاربردهای مختلف با آهار مناسب آهارزنی شده است بوسیله یک قرقره مکانیکی حداکثر با سرعت m/s 61 جمع می گردد. الیاف شیشه با استحکام بالا مانند S-2 Glass ترکیبی از آلومینو سیلیکات میباشند که در دمای بالا به صورت رشته های با قطر مطلوب 5 تا 24 میکرون درمی آیند. انواع مختلف دیگر از شیشه های سیلیکاتی برای تولید پارچه و صنعت کامپوزیت تولید میشوند. ترکیبات شیمیایی گوناگون که در زیر توضیح داده شده براساس استاندارد ASTM C 162 برای بدست آوردن ویژگی ها و خواص و کاربردهای مختلف ایجاد شده است.

-A- Glass شیشه های سودا- آهک- سیلیکات در جایی کاربرد دارند که مقاومت، ماندگاری و مقاومت الکتریکی خوب E- Glass موردنیاز نمی باشند.

-C- Glass شیشه های کلسیم- بروسیلیکات به علت پایداری شیمیایی در محیطهای خورنده اسیدی استفاده می گردند.

-D- Glass شیشه های بوروسیلیکات ثابت دی الکتریک پایین جهت کاربردهای الکتریکی استفاده می گردند.

-E- Glass شیشه های آلومینا-کلسیم- بوروسیلیکات با حدأکثر درصد وزنی قلیایی 2% برای مصارف عمومی مقاومت و مقاومت الکتریکی بالا مورد نیاز می باشد.

-ECR Glass شیشه های کلسیم-آلومینا سیلیکات با حداکثر درصد وزنی قلیایی 2% برای مصارفی که مقاومت، مقاومت الکتریکی و مقاومت د ربرابر خوردگی در محیط های اسیدی مطلوب میباشد.

-AR- Glass شیشه های قلیایی پایدار که از زیر کنیوم سیلیکات ساخته شده و در لایه های سیمانی در بتن کاربرد دارد.

-R- Glass شیشه های کلسیم- آلومینو سیلیکات که برای تقویت و افزایش مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی اسید کاربرد دارند.

- S-2 Glass شیشه های منیزیوم- آلومینو سیلیکات که در لایه های پارجه ای یا در تقویت سازه های کامپوزیتی کاربرد دارند که نیاز به استحکام بالا و پایداری در دماهای خیلی بالا و مقاومت در برابر اسید حس میشود.

2- ترکیبات شیمیایی الیاف شیشه

تفاوت ترکیبات شیمیایی در انواع شیشه ناشی از تفاوت در مواد خام اولیه یا در فرآیند فرم دهی یا در قیود محیطی در سایت تولید میباشد. این نوسانات شیمیایی تغییر قابل توجهی در خواص شیمیایی و فیزیکی انواع شیشه ایجاد نمی کند. کنترل سخت گیرانه باعث دستیابی به ترکیبات ثابت در تولید شیشه می گردد.

3- خواص الیاف شیشه

خواص الیاف شیشه ازجمله مقاومت کششی، مدول یانگ و ماندگاری شیمیایی مستقیماً از الیاف اندازه گیری میشود. خواص دیگر مانند ثابت دی الکتریک ضریب اتلاف مقاومت دی الکتریک، مقاومت حجم/ سطح و انبساط حرارتی از توده های انباشته نمونه آنیل شده به دست می آید. خواصی ازجمله چگالی و ضریب و ضریب شکست در هر دو حالت اندازه گیری می گردد.

 

منبع: فصلنامه کامپوزیت

 

 لطفا نظراتتونو برام ارسال کنید:saeidi.polyeng@yahoo.com
saeidi.polyeng@gmail.comمؤدب



نویسنده » محمد . ساعت 8:49 عصر روز پنج شنبه 88 شهریور 19


اصطلاحات رایج در صنعت نفت

اصطلاحات متداول در صنعت نفت
خواص فیزیکی و شیمیایی فرآورده های نفتی
چگالی
نسبت جرم مایع به حجم آن .
چگالی نسبی
نسبت چگالی فرآورده مورد نظر به چگالی سیال استاندارد در شرایط معین .
چگالی نسبی مایعات
نسبت جرم حجم معینی از مایع در دمای1 t به جرم همان مقدارحجم آب خالص دردمای2 tیعنی:
نسبت چگالی مایع در دمای1 t به چگالی آب خالص در دمای2t.
چگالی نسبی گازها
نسبت جرم حجم معینی گاز در دمای t و فشار p به جرم همان مقدار حجم هوای خشک در دمای t و فشار p یا بصورت دیگر نسبت چگالی گاز در دمای t و فشار p به چگالی هوای خشک
در همان دما و فشار
آب و رسوب
کل جامدات و محلول های آبی موجود در یک فرآورده نفتی که بصورت راکد ته نشین شده و یا با استفاده از روشهای تسریع شده استاندارد جدا می گردد .
فشار بخار
فشاری که توسط بخارهای حاصل از یک فرآورده نفتی در دستگاهی معین، تحت شرایط استاندارد آزمون بوجود می آید .

فشار بخار رید


فشار مطلق ایجاد شده یک مایع تحت شرایط خاص آزمون ( دمای آزمون، نسبت بخار به مایع و هوای اشباع تعریف شده در دستگاه رید و دستورالعمل های مشخص آزمون ) .
گرانروی
مقاومت درونی یک سیال در برابر جاری شدن .
گرانروی دینامیک
نسبت تنش برشی اعمال شده به شیب منحنی سرعت.
این اصطلاح معیاری از مقاومت مایع در برابر جاری شدن می باشد .
گرانروی کینماتیک
نسبت گرانروی دینامیک به چگالی مایع در دمایی که گرانروی اندازه گیری می گردد .
این اصطلاح معیاری ازمقاومت مایع دربرابرجاری شدن دراثرنیروی جاذبه زمین می باشد
گرانروی ظاهری
اصطلاحی برای مشخص نمودن مقاومت یک فرآورده غیر نیوتنی در برابر جاری شدن .
سیال نیوتنی
سیالی که گرانروی آن مستقل از اندازه تنش برشی می باشد .
منحنی تقطیر
نمایش ترسیمی درصد جرم یا حجم یک فرآورده نفتی تقطیرشده بر حسب دما .

نقطه جوش اولیه
دمای خوانده شده (در صورت نیاز تصحیح شده) در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون در لحظه چکیدن اولین قطره حاصل از میعان از نوک سرد کننده .
یادآوری ـ درصورت لزوم دمای خوانده شده از دماسنج نسبت به فشار اتمسفر تصحیح می گردد .
نقطه پایانی (نقطه جوش نهایی)
حداکثر دمای خوانده شده (در صورت نیاز تصحیح شده) در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون .
نقطه خشک شدن
دمای خوانده شده (در صورت نیاز تصحیح شده) در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون در لحظه ای که آخرین قطره مایع ته بالن تبخیر می گردد .
نقطه شکست مولکولی
دمای خوانده شده در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون که همزمان با اولین نشانه های شکست و تجزیه مولکولی ناشی از حرارت در مایع درون بالن مشاهده می گردد .
یادآوری ـ نشانه های ویژه شکست مولکولی ناشی از حرارت، ظهور بخارهای غلیظ نمونه[1] پس از افزایش ناگهانی دما است که معمولاً پس از شکست مولکولی دما کاهش می یابد .
درصد بازیافت شده
حجم حاصل از میعان که در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون در استوانه مدرج دریافت کننده مشاهده می شود و بصورت درصدی از حجم نمونه برداشته شده با قرائت همزمان دما بیان می گردد .
درصد تبخیر شده
مجموع درصد بازیافت شده و درصد تلف شده در طول انجام تقطیرتحت شرایط استانداردآزمون. درصد بازیافت
حداکثر درصد بازیافت شده در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون .

درصد بازیافت شده کل
مجموع درصد بازیافت شده و درصد باقیمانده در بالن در طول انجام تقطیر تحت شرایط استاندارد آزمون .
درصد تلف شده
اختلاف بین عدد100 ودرصد بازیافت شده کل درطول انجام تقطیرتحت شرایط استاندارد آزمون .
دامنه تقطیر (دامنه جوش)
محدوده دمایی که یک برش را با استفاده از نقاط جوش اولیه و پایانی مشخص می کند .
نقطه اشتعال
حداقل دمایی که فرآوده تحت شرایط استاندارد آزمون ، گرم می شود تا بخارهای ناشی از آن در حضور شعله ای بطور آنی مشتعل گردیده و سپس خاموش گردد .
نقطه آتشگیری
پایین ترین دمایی که یک فرآورده تحت شرایط استاندارد آزمون ، پس از تماس شعله کوچکی در سطح آن، شعله ور گشته و تا مدت زمان معینی به سوختن ادامه می دهد .
دمای احتراق خود بخود
دمایی که تحت شرایط استاندارد آزمون ، احتراق خود بخود یک فرآورده نفتی در غیاب شعله صورت می گیرد .
نقطه ریزش
پایین ترین دمایی که ماده روغنی ضمن سرد شدن تحت شرایط استاندارد، هنوز جاری می باشد .
نقطه ابری شدن
دمایی که در آن یک فرآورده نفتی مایع شفاف تحت شرایط استاندارد آزمون ، بعلت ظهور بلورهای موم ، مه آلود یا ابری می گردد .



برگشت نقطه ریزش
تغییر نقطه ریزش (معمولاً افزایش) یک فرآورده که حاصل از میزان تغییرات گرمایش و سرمایش می باشد و موجب تغییر در ساختار بلور موم ایجاد شده می گردد .
وضعیت ظاهری
ارزیابی چشمی یک فرآورده بطور مستقیم یا با استفاده از عدسی دستگاه خاص .
وضعیت ظاهری چشمی
ارزیابی یک فرآورده بر حسب رنگ و شفافیت آن بدون بکارگیری دستگاه .
فلوئورسانس
خاصیت فلوئورسانی یک فرآورده نفتی که در اثر بازتابش نور روز دیده می شود .
نقطه شبنم
دمایی که در آن بخار درون یک محفظه بسته تحت فشار معین پس از قطع حرارت، اولین قطره مایع را تشکیل می دهد.
دکتر تست
روش تشخیص برخی از ترکیبات گوگردی نظیر هیدروژن سولفاید یا مرکاپتان ها در فرآورده های نفتی بی رنگ یا جزئی رنگی ، توسط واکنش این ترکیبات با سدیم پلمبیت درحضور گل گوگرد.
- درجه آرام سوزی (عدد اکتان)
مقیاس قراردادی که بیانگر مقاومت در برابر کوبش سوخت در موتورهای درونسوز می باشد .
یادآوری ـ درجه آرام سوزی در موتورهای آزمون و مقایسه با سوختهای مرجع تعیین می گردد. چندین روش آزمون وجود دارد در نتیجه درجه آرام سوزی باید همراه با روش مورد استفاده گزارش گردد .
درجه آرام سوزی به روش موتور
درجه آرام سوزی بنزین موتور در یک موتور ویژه آزمایشگاهی تحت شرایط بسیار سخت تعیین می گردد و ملاک تقریبی خواص کوبش بنزین در سرعت بالا می باشد .
درجه آرام سوزی به روش تحقیق
درجه آرام سوزی بنزین موتور در یک موتور ویژه آزمایشگاهی تحت شرایط نسبتاً سخت تعیین می گردد و میزان تقریبی از خواص کوبش بنزین در سرعت پایین می باشد .
عدد کارائی
عددی که بیانگر کیفیت ضد کوبش بنزین های هوایی با درجه آرامسوزی بیشتر از 100 می باشد.
درجه آرام سوزی به روش جاده
درجه آرام سوزی بنزین موتور که طی آزمون در یک جاده واقعی تعیین می گردد .

 

چاه های نفت هوشمند

 


 

آنچه امروزه ذهن بسیاری از تولیدکنندگان نفت جهان را به خود مشغول کرده، چگونگی افزایش عرضه است. تولیدکنندگان عمده ناچارند برای برطرف ساختن نیازهای بازار- که برآورد شده از حجم کنونی85 میلیون بشکه در روز به120 میلیون بشکه تا سال2030 می رسد- از تجهیزات و امکانات به مراتب پیچیده تری استفاده کنند.
بسیاری از میدان های عمده نفت و گاز جهان، چندین دهه است که به طور مداوم مورد بهره برداری قرار گرفته اند. از این رو استخراج نفت و گاز بیشتر از این میدان ها، مقوله ای بس پیچیده و دشوار می نماید. علاوه براین، انتظار می رود آن دسته از میدانهایی که در دست اکتشاف قرار دارند یا بناست توسعه یابند، استحصال و خروجی کمتری داشته باشند. اینجاست که مبحث جدیدی به نام »چاههای هوشمند« و »استخراج هوشمندانه نفت و گاز« مطرح می شود. کارشناسان انرژی معتقدند بازار آینده نفت و گاز در دست تولیدکنندگانی خواهد بود که از فناوری های هوشمند در امر اکتشاف و استخراج بهره بگیرند.
چندی پیش »یاپ فان بالگوین« مدیر برنامه میدان های هوشمند در کمپانی شل، طی یک کنفرانس شبکه ای زوایای جدیدی از این فناوری را نمایان ساخت.
بالگوین در بخشی از سخنانش گفت: خبر خوش این است که ما می دانیم بخش عمده نفت، کجا خوابیده است. این نفت درهمان محل هایی قرار دارد که سالیان سال مورد استخراج و بهره برداری قرار داشته است.
به گفته بالگوین، کمپانی نفتی شل استفاده از نسل جدیدی از تجهیزات ویژه چاههای نفت را با هدف افزایش توان بازیابی و استخراج و توسعه میدان های حاشیه ای با هزینه های به صرفه و اقتصادی آغاز کرده است. این امر با ارایه اطلاعات واقعی و دقیق از جریان استخراج، کمپوزیسیون سیالات ساختاری و فشار و دمای داخل چاه به مهندسان و اپراتورها میسر شده است.
براساس تحقیقات»مجمع پژوهشی انرژی کمبریج« (CERA) ،با بهره گیری از این فناوری می توان حجم بازیابی و استخراج (ریکاوری) از میدان های نفتی را تا8 درصد افزایش داد که البته حجم بسیار کلانی است.
بالگوین در رابطه با برآورد این مجمع پژوهشی گفت: شرکت شل دریافته است که این ادعا، صحت دارد. در بهره گیری از فناوری جدید، ما حتی به منافعی دست یافته ایم که هرگز پیش بینی نکرده بودیم. البته باید اذعان داشت که کسب بهترین نتیجه منوط به کنار هم گذاشتن تمام عناصر لازم از جمله مقیاس، نمونه سازی، تصمیم گیری و اجراست. شاخص های بهره برداری هوشمند از یک میدان نفت و گاز این است که ابتدا ذخایر میدان را اندازه بگیرید، سپس از محتویات، فعل و انفعالات و هر آنچه در این میدان ممکن است در جریان باشد نمونه سازی کنید، آنگاه مجموعه تصمیم های خود را اتخاذ کنید و سپس وارد مرحله اجرای تصمیمات شوید.
در حقیقت دستاورد کمپانی شل از فناوری جدید بسیار فراتر از آماری است که مجمع پژوهشی انرژی کمبریج تخمین زده. توان استخراج ذخایر نفتی در حوزه عملیاتی شل در کشور کوچک اما نفت خیز برونئی، پس از به کارگیری فن آوری هوشمند20 درصد افزایش یافته است. امروزه در برونئی تمام چاههای نفتی تحت فناوری هوشمند فعال هستند.
به خاطر پیچیدگی مطالعات زمین شناسی در برونئی، تا چندین سال بعد از اکتشاف نفت در این کشور سال(1975)، هیچ استخراجی صورت نگرفت. در واقع حفر چاههای هوشمند بود که صنعت نفت را در این کشور احیا کرد.
دامنه امتیازهای فناوری چاههای هوشمند بسیار گسترده است و بخشهای مختلف از جمله اکتشاف، حفاری و استخراج را در بر می گیرد.


به لطف این فناوری، سکوهای نفتی کمتری ساخته می شوند و حجم تردد و آمد و شد نیروی انسانی نیز کاهش محسوسی پیدا می کند. در نتیجه دخالت و نقطه تماس انسان با محیط زیست هم کاهش می یابد. بنا به آمار رسمی، شرکت شل تا پایان سال2004 میلادی، بالغ بر900 میلیون دلار از محل
بهره گیری از چاههای هوشمند در خلیج مکزیک، برونئی، مالزی و دریای شمال اضافه درآمد کسب کرد. بخش عمده این اضافه درآمد در پی کاهش هزینه های انسانی، کاهش دخالت فیزیکی، صرفه جویی دروقت به ویژه در چاههای آب عمیق و جبران ضرر ناشی از تأخیر در تحویل(به سبب دشواری های استخراج) حاصل شده است.
در حال حاضر فناوری چاههای هوشمند با عناوین مختلفی در اختیار شرکت های نفتی عمده و مطرح قرار گرفته است. به عنوان مثال سیستم استخراج هوشمند در کمپانی پتورو(PETORO) با عنوان Smart Operations (عملیات هوشمند) شناخته می شود. شرکت »هایدرو« (Hydro) نام
»eOperations« (عملیات الکترونیکی) را برای سیستم خود انتخاب کرده و کمپانی »اسکلومبرگر« (Schlumberger) نیز عنوان چاههای هوشمند را روی سیستم خود گذاشته است، ولی ماهیت کار در تمامی این سیستم ها یکسان و مشابه است. هوشمندی یک چاه برگرفته از عملکرد حسگرهایی است که بر جریان مایعات داخل چاه، به ویژه از نظر ترکیب آب و نفت نظارت می کنند. نسبت و حجم جریان، فشار و دمای داخل چاه توسط این سنسورها چک می شود و تصویری دقیق از آنچه صدها متر زیرزمین در جریان است، در اختیار اپراتور قرار می گیرد.
اوج رقابت سیستم های هوشمند، اما، در فلات قاره نروژ نمود دارد. جایی که با3/9 میلیارد متر مکعب ذخیره نفت برآورد شده، به عرصه ای برای جولاندهی غول های نفتی جهان تبدیل شده است. برای مثال، کمپانی»استت اُیل« که هم اکنون با متوسط ضریب استخراج45 درصدی از چاههای دریایی فلات قاره نروژ بهره برداری می کند اعلام کرد با سیستم های هوشمند خود این ضریب را تا سال2008 به55 درصد خواهد رساند. در خاورمیانه عربستان سعودی پیشگام استفاده از چاههای هوشمند است. در همین حال عمان نیز اعلام کرده که با فن آوری هوشمند حجم استخراج نفتی خود را تا50 درصد افزایش داده است.
اگر چه فن آوری جدید با کاهش تداخل انسانی در عملیات اکتشاف و استخراج، سود فراوانی را عاید شرکتهای نفتی کرده است اما به عقیده تمام کارشناسان هنوز با ایده به »صفر رساندن تداخل انسانی« فاصله فراوان دارد.
ممکن است تجهیزات هوشمند امروزی از حضور فیزیکی انسان در محل پروژه کاسته باشند، اما نباید فراموش کرد، همین تجهیزات ابتدا نیاز به اپراتور و سپس نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. »یاپ فان بالگوین« معتقد است:
»روزی خواهد رسید که تمام تجهیزات و دستگاهها را به طور اتوماتیک کنترل کنیم. اما فعلاً هنوز به حضور و مداخله فیزیکی نیروی انسانی نیاز داریم.«
فناوری هوشمند در صنعت نفت البته تنها به چاههای نفتی محدود نمی شود. بنا است این فناوری در آینده نزدیک به خطوط لوله هم سرایت کند. آنچه در این عرصه مطرح است، به کارگیری سنسورهایی است که بتوانند روی خطوط لوله زیرزمینی سوار شده و به صورت چهار بعدی بر اتفاقات زیر زمین نظارت کنند. توسط این سنسورها می توان دریافت که در کدام قسمت، آب با نفت تلاقی دارد، آن گاه می توان جریان آب را با لوله های هوشمند از مسیر نفت دور کرد. همچنین می توان اعماق چاههای قدیمی را از نظر حجم آب ترکیبی با نفت بررسی کرد و دریافت که آیا دور کردن مسیر آب از نفت میسر است یا خیر.
طبیعی است که روشن شدن این مسأله نقش مهمی در آینده بهره برداری از چاههای نفتی دارد. شرکتهای نفتی اگر دریابند که چاه مورد نظر آنها دیگر غنا و بهره دهی گذشته را ندارد، اقدام به توقف استخراج و بستن چاه می کنند که این امر، به نوعی با کاهش ضرر و افزایش خالص درآمد مترادف است.
ترجمه: فرهاد فرجاد
منبع: مجله پایپ لاین (Pipeline) ، جولای2007

 

 

 لطفا نظراتتونو برام ارسال کنید:saeidi.polyeng@yahoo.com
saeidi.polyeng@gmail.comمؤدب



نویسنده » محمد . ساعت 8:47 عصر روز پنج شنبه 88 شهریور 19


نانو ذرات سیلیس

مقدمه:
.
دانشمندان در دهههای گذشته نیز با فناوری تولید نانوذرات آشنا بودند، اما از آنجا که ابزارهای آزمایشگاهی لازم هنوز اختراع نشده بود، نمی‌توانستند به اقدامات عملی در این زمینه دست بزنند. در دهة 1990، محققانی که ذرات میکرومتری را تهیه میکردند، در گزارش توزیع اندازة ذرات آزمایش‌شده، به وجود ذرات نانومتری نیز اشاره نموده‌اند
.
سؤال جالب این است که دانشمندانِ یادشده، در چه شرایطی و با چه ابزاری ذرات نانومتری را سنتز کرده‌اند. شما در کتابهای شیمی خود با مفاهیم «هیدرولیز» (هیدرولیز واکنشی است که در محیط آبی منجر به یونیزاسیون ماده میشود) و «پلیمراسیون» آشنا شده‌اید. این دو فرآیند وقتی با هم صورت می‌گیرند، فرآیند ترکیبی جدیدی را ایجاد می‌کنند که «روش سُل ـ ‌ژِل» نامیده می‌شود. این روش مدتهای طولانی برای تولید سرامیکهای غیرآلی و شیشه‌ای مورد استفاده قرار میگرفت و تا اواسط دهة 90 همچنان روشی مقرون به صرفه به نظر میرسید. از آن به بعد دانشمندان مختلف توانستند این نانوذرات را از روشهای گوناگون تهیه کنند. بنابراین، دیگر این روش اقتصادی به نظر نمیرسید. از آنجا که بسیاری از دانشمندان توانستند نانوذرات سیلیس را از منابع طبیعی تهیه کنند، از آن پس دیگر نیازی به استفاده از این روش با موادّ اولیة گران‌قیمت نبود.
نانوذرات به علت کاربردهای متعدد در صنایع مختلفی مانند صنایع آرایشی ـ بهداشتی، صنایع اُپتیکی و الکترونیکی، مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته‌اند

کاربرد نانوذرات سیلیس
سیلیس در ایران به‌وفور یافت می‌شود. این ماده از دو عنصر سیلیسیوم و اکسیژن تشکیل شده و از لحاظ ساختاری شبیه ساختار مولکول آب است.
ذرات سیلیس در صنایعی چون الکترونیک، کاتالیزورها، پوششها و رنگدانهها کاربرد وسیعی دارند. اما استفادة بسیار از این ماده خطرناک است و برای کسانی که در معرض آن قرار می‌گیرند مشکلات تنفسی به وجود می‌آورد.

  ذرات سیلیس

 روشهای شیمیایی سنتزِ نانوذراتِ سیلیس پرهزینه‌اند، زیرا مواد مورد نیاز در این روش‌ها گران‌قیمت‌اند. بنابراین، دانشمندان تلاش می‌کنند تا روش‌ها و منابع مقرون به‌صرفه بیابند.
در سال 2004 زونگ هرنگ لیو (Tzong Horng Liou)، پژوهشگر تایوانی، برای اولین‌بار این ذرات را از شلتوک برنج سنتز کرد که از روش‌های بسیار ارزان‌قیمت به شمار می‌رود
.
همان‌طور که گفته شد، در ایران معادن متعددی وجود دارند که کلوخههای سیلیس را می‌توان از آنها استخراج کرد. برای تبدیل این کلوخه‌ها به ذرات ریز چه می‌توان کرد؟ شاید تصور کنید که با آسیابهای پرقدرت می‌شود این کلوخهها را آن‌قدر ریز کرد تا به اندازة نانومتری برسند. گرچه این روش به نظر معقول و مقبول می‌آید، ولی تا به حال آسیابی ساخته نشده است که بتواند پیوندهای کووالانسی بسیار قوی سیلیس را بشکند. بنابراین، برای ریز کردن کلوخة سیلیس باید چارة دیگری کرد. اعضای گروه شیمی دانشگاه تربیت مدرس موفق شده‌اند با استفاده از پراکندههای شیمیایی به ذرات نانومتری سیلیس دست یابند. پراکندهها موادی هستند که مانندِ پلی میان اتمها و مولکولها قرار میگیرند و از ایجاد پیوندهای قوی بین آنها جلوگیری میکنند.

 کاربردهای نانوذرات سیلیس
اکنون سراغ کاربردهای نانوذرات سیلیس میرویم. سیستم کلوئیدی پراکنده‌ها، یعنی محلول حاوی ذرات پراکندة سیلیس، در صنایع مختلف از جمله در رنگدانهها و کاتالیزورها کاربرد دارد. همچنین از نانوذرات سیلیس می‌توان برای سختی و استحکام پوششهای صنعتی استفاده کرد.
یک شرکت ژاپنی با استفاده از این نانوذرات در محصولات مرطوب‌کنندة خود، مشاهده کرد که کرمهای جدید خشکی پوستِ مشتریان را درمان می‌کند. بنابراین، یکی دیگر از زمینه‌های کاربرد این نانوذرات میتواند داروها و لوازم آرایشی و بهداشتی باشد
.
کاربرد دیگر نانوذرات، در عایقهای حرارتی و عایقهای الکتریکی است. با اعمال شرایط خاص، میتوان از این ذرات که به صورت پودر هستند، ساختارهای متخلخل به دست آورد. ساختار متخلخل کاربردهای جالبی دارد و از جمله میتوان از آنها به عنوان تصفیه‌کننده استفاده کرد.

  سیلیس با ساختار متخلخل

 امروزه توانسته‌اند از نانوپودر سیلیس با توزیع اندازة ذرات کم، پولیشرهای مکانیکی و شیمیایی تولید کنند. در این روش، مشکلاتی که در پولیش سطوح با استفاده از اسیدها و پولیشرهای دیگر وجود داشت، رفع شده است.

  



پولیشر چیست؟
معمولاً برای اینکه سطوح، صاف و صیقلی شوند، از پولیشر استفاده می‌کنند که معروفترین آنها سُمباده است که فکر می‌کنم همه این نوع پولیشر را دیده باشند. پولیشرِ سیلیس فناوریِ بالایی دارد و در پولیش کردن صفحة تلویزیون، مانیتور و لیزر به کار می‌رود. ذرات سیلیس بسیار سخت و محکم‌اند و کمتر تغییر شکل می‌دهند. برای پولیش و زدودن لایة روییِ برخی از مواد هم که سطحشان فعال است و واکنش نشان می‌دهند، از این پولیشر استفاده می‌شود. تا به حال از اسید برای زدودن این لایه استفاده می‌کردند که روش چندان مناسبی به شمار نمی‌رفت.

  لطفا نظراتتونو برام ارسال کنید:saeidi.polyeng@yahoo.com
saeidi.polyeng@gmail.comمؤدب



نویسنده » محمد . ساعت 5:18 عصر روز سه شنبه 88 شهریور 17


<      1   2   3   4   5      >