جستجو در تالارهای گفتگو

نویسندگان: بابک مریدی، سیروس رضوی چکیده: mfiيكي از مشخصه ها ي اساس ي پلي اليفينها ميباشد، لذا كنترل آن بسيار مهم بوده وتاثير زيادي بر خواص فيزيكي- مكان يكي پليمر دارد. محدودهmfi قابل توليد در واحدهاي توليدي پلي پروپيلن دقيقا " به تكنولوژي فرآيند توليد و همچنين نوع كاتاليست مورد استفاده وابسته است يكي از تكنيكهاي بسيار مفيد جهت افزايش توانمندي و گستره رزينهاي توليدي در واحدهاي قديمي و همچنين بهينه سازي محصولات توليدي از طريق كاهش ضايعات حين توليد استفاد ه از روش كنترل رئولوژيكي رزينها با استفاده از پراكسيدهاي آلي مي باشد در اين تحقيق كنترلmfi با استفاده از پراكس يدهاي آلي مورد بررسي قرارگرفته و آزمايشهاي لازم روي رزينهاي توليدي در واحد پلي پرو پيلن پتروشيمي بندر امام با استفاده از 301trigonox و براساس شرايط فرآيندي انجام شده است . نتايج حاصل بيانگر عملكرد مناسب اين پراكسيد جهت توليد گريدهايcrpp در واحد پلي پروپيلن پتروشيمي بندر امام مي باشد. پسورد: www.noandishaan.com 13240.rar

کاربردهای مکانیکی نانولوله‌های کربنی با توجه به گسترش روز افزون فناوری نانو و ایجاد تحولات بزرگ در صنایع مختلف توسط این فناوری لازم است که هر کسی بسته به تخصص خود اطلاعی هر چند کلی از کاربردها و قابلیت‌های فناوری نانو داشته باشد. در این مقاله ابتدا توضیحی کلی راجع به فناوری نانو داده شده است و با توجه به اهمیت و نقش گسترده نانولوله‌کربنی در فناوری نانو این ماده معرفی و خواص آن ذکر شده‌است، در ادامه به توضیح برخی از کاربردهای نانولوله‌ها در صنایع مرتبط با مهندسی مکانیک چون کامپوزیت‌ها، محرک‌ها و فیلترها پرداخته شده است. مقدمه یک نانومتر يک ميليونيوم يک متر است بنابراین علم نانو آن بخش از است که ماده را در مقياسی بسيار کوچک بررسی می‌کند؛ و فناوری نانو به تولید و ساخت در مقیاس مولکولی و اتمی می‌پردازد، یا به عیارت دیگر با اجسام و ساختارها و سیستم‌هایی سر و کار دارد که حداقل در یک بعد اندازه‌ای کمتر از100 نانومتر دارند. با پیشرفت و گسترشی که علم و فناوری نانو طی چند سال اخیر داشته است انتظار می‌رود که به زودی تمامی زمینه‌های علم و فناوری را تحت تاثیر خود قرار دهد. نانوفناوری صنایع مرتبط به مهندسی مکانیک را نیز بی بهره نگذاشته است و تحولات زیادی را از تولید کامپوزیت‌ها با استفاده از نانومواد تا تولید شتاب‌سنج هایی در اندازه نانو، ایجاد نموده است. در صنایع خودروسازی در قسمت‌های مختلف ماشین کاربردهای نانوفناوری را می‌بینیم، از شیشه‌های خود تمیز شو و بدنه‌های ضدخش گرفته تا باتری‌هایی با طول عمر بیشتر و وزن کمتر. در این میان نانولوله‌هاي کربني[1] یکی از مواد اولیه‌ای هستند که به علت ویژگی ساختمانی‌، دارای کاربردهای مکانیکی مختلف و ویژه‌ای هستند. نانولوله‌های کربنی نانولوله‌هاي کربني يکي ازمهم ترين ساختارها در مقياس نانو هستند.این مواد اولین بار در سال 1991 توسط دانشمندي ژاپني به نام ايجما[2] در درون دوده‌هاي حاصل از تخليه الکتريکي کربن در يک محيط حاوي گاز نئون کشف شد.[] اين ترکيبات شيميايي ، با ساختار اتمي شبيه صفحات گرافیت، از استوانه‌هايي با قطر چند نانومتر و طولي تا صدها ميکرومتر تشکيل شده‌اند. نانولوله‌ها داراي مدول يانگي تقريباً 6 برابر فولاد ( 1TPa) و چگالي برابر 1.4 g/cm3 هستند. [[ii]] اين مواد در جهت محوري مقاومت کششي بسيار زيادي دارند و اين مزيت بسيار خوبي براي ساخت سازه‌هايي با مقاومت بالا در جهت خاص است. دليل اين مقاومت بالا از يک طرف استحکام پيوند كربن-كربن در ساختار نانولوله‌کربنی و از طرف ديگر شکل شش ضلعی اين ساختار است که به خوبي بار را در میان پیوندها توزيع مي‌کند. از طرف دیگر پایداری حرارتی نانولوله‌ها نیز بسیار بالا است. این خواص منحصربه فرد مکانیکی در نانولوله‌‌ها امکان استفاده از آن‌ها را در کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. از جمله این کاربردها می توان از الکترونیک در مقیاس نانو، استفاده در کامپوزیت‌ها و نیز به عنوان وسایل ذخیره کننده گازها نام برد. مقاومت نانولوله‌ها رفتار مکانیکی نانولوله‌های کربنی به عنوان یکی از بهترین فیبرهای کربنی‌ای که تا کنون ساخته شده اند، بسیار شگفت انگیز است. فیبرهای کربنی معمول دارای مقاومتی تا 50 برابر مقاومت مخصوص (نسبت مقاومت به چگالی) فولاد هستند و از طرف دیگر تقویت کننده‌های خوبی در برابر بار در کامپوزیت‌ها هستند. بنابراین نانولوله‌ها یکی از گزینه‌های ایده‌آل در کاربرد ساختمانی[3] هستند. در نانولوله‌های کربنی چندلایه مقاومت حقیقی در حالات واقعی بیشتر تحت تاثیر لغزیدن استوانه‌های گرافیتی نسبت به هم قرار دارد. در واقع آزمایشاتی که به تازگی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی[4] جهت اندازه گیری تنش‌های نانویی صورت گرفته است مقاومت کششی نانولوله‌های کربنی چندلایه مجزا را اندازه گیری کرده اند.[[iii]] نانولوله‌ها بر اثر شکست sword-in-sheath می‌شکنند. این نوع شکست مربوط به لغزش لایه‌ها در استوانه‌های هم محور نانولوله چندلایه ونیز شکست استوانه‌ها به طور مجزا است. مقاومت کششی دیده شده در نانولوله‌های چندلایه حدود اندازه‌گیری مقاومت یک نانولوله تک‌لایه مجزا مشکلات زیادی دارد. به تازگی روشی جهت این اندازه‌گیری پیشنهاد شده است: در این روش از یک میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده می کنند تا خمشی را در نانولوله ایجاد کنند سپس با اندازه‌گیری مقدار جابجایی می توان ویژگی‌های مکانیکی آن را با مقادیر عددی بیان کرد.[[iv]] اکثریت آزمایشاتی که تاکنون صورت گرفته مقدار تئوری پیش‌بینی شده برای مدول یانگ نانولوله(1TPa) را تایید می‌کنند؛ ولی در حالی که پیش‌بینی مقاومت کششی در تئوری حدود 300GPa بوده است، بهترین مقادیر تجربی نزدیک به 50GPa می باشد. که اگرچه با تئوری فاصله‌ دارد اما هنوز هم تا ده برابر بیشتر از فیبرهای کربنی است. شبیه سازی‌ها در نانولوله های تک لایه نشان می‌دهد که رفتار شکست و تغییر شکلی بسیار جالبی در آن‌ها وجود دارد. نانولوله‌ها در تغییر شکل‌های بسیار بالا با آزاد کردن ناگهانی انرژی به ساختار دیگری تبدیل می شوند. نانولوله‌ها تحت بار دچار کمانش و پیچش می شوند و به شکل مسطح تبدیل می‌گردند. آن‌ها بدون نشانی از کوچکترین شکست و خرابی دچار کرنش‌های خیلی بزرگی (تا 40%) می شوند. بازگشت پذیریِ تغییر شکل‌ها، مثلا کمانش، مستقیما در نانولوله های چندلایه با استفاده از میکروسکوپ عبور الکترون[5] ثبت شده است.[[v]] به تازگی نظریه جالبی برای رفتار پلاستیکی نانوتیوب‌ها ارائه شده است.[[vi]] طبق این نظر بسته‌های 5و7 تایی کربن( پنتاگون-هپتاگون) تحت کرنش زیاد دچار عیب در شبکه مولکولی می شوند و این ساختار ناقص در طول جسم حرکت می‌کند و این حرکت باعث کاهش قطر مقطعی خواهد شد. جدایش این نقصان‌ها گلویی شدن در نانولوله را به همراه خواهد داشت. علاوه بر گلویی شدن مقطعی، در آن مقطع آرایش شبکه کربنی نیز تغییر خواهد کرد. این تغییرات در آرایش باعث می شود که میزان رسانش نانولوله کربنی تغییر یابد، این ویژگی می‌تواند منجر به کاربردی منحصر به فرد از نانولوله شود: نوع جدیدی از پروب، که با تغییرات در ویژگی‌های الکتریکی اش به تنش‌های مکانیکی پاسخ می‌دهد.[[vii]] نانولوله‌های کربنی و کامپوزیت‌های پلیمری مهم‌ترین کاربرد نانولوله‌های کربنی، که بر اساس ویژگی‌های مکانیکی آن‌ها باشد، استفاده از آن‌ها به عنوان تقویت کننده در مواد کامپوزیتی است. اگرچه استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری پرشده با نانولوله یک محدوده کاربردی مشخص از این مواد است، اما آزمایشات موفقیت آمیز زیادی در تایید مفیدتر بودن نانولوله‌های کربنی نسبت به فیبرهای معمول کربنی، وجود ندارد؛ مشکل اصلی برقرار نمودن یک ارتباط خوب بین نانولوله و شبکه پلیمری و رسیدن به انتقال بار مناسب از شبکه به نانولوله‌ها در حین بارگذاری است. دلایل آن دو جنبه اساسی دارد: اول نانولوله‌ها صاف بوده و نسبت طولی‌ای[6] (طول به قطر) برابر با رشته‌های پلیمری دارند. دوما نانولوله‌ها تقریبا همیشه به صورت توده‌های به هم پیوسته تشکیل می‌شوند که رفتار آن‌ها در مقابل بار، نسبت به نانولوله‌های مجزا، کاملا متفاوت است. گزارشات متناقضی از مقاومت اتصال در کامپوزیت‌های پلیمر-نانولوله وجود دارد.[[viii],[ix]] نسبت به پلیمر استفاده شده و شرایط عملکرد، مقاومت اندازه‌گیری شده متفاوت است. گاه گسست در لوله‌ها دیده شده است که نشانه‌ای از پیوند قوی در اتصال نانولوله-پلیمر است، و گاه لغزش لایه‌های نانولوله‌های چند لایه و جدایش آسان آن‌ها دیده شده که دلیلی بر پیوند اتصال ضعیف است. در نانولوله‌های تک لایه سر خوردن لوله‌ها بر روی یکدیگر را عامل کاهش مقاومت ماده می‌دانند. برای ماکزیمم کردن اثر تقویت کنندگی نانولوله‌ها در کامپوزیت‌های با مقاومت بالا، بایستی که توده های نانولوله در هم شکسته شده و پخش شوند و یا اینکه به صورت شبکه مربعی[7] درآیند تا از سرخوردن جلوگیری کنیم. علاوه برآن بایستی سطح نانولوله‌‌ها تغییر داده شود، ضابطه‌مند[8] گردند، تا اتصال محکمی بین آن‌ها و رشته‌های پلیمری اطرافشان ایجاد شود. استفاده از نانولوله‌های کربنی در کامپوزیت‌هایی با ساختار پلیمری فواید مشخص و روشنی دارد. تقویت کنندگی با نانولوله به خاطر جذب بالای انرژی طی رفتار انعطاف‌پذیر الاستیک آن‌ها میزان سفتی[9] کامپوزیت را افزایش می دهد؛ این ویژگی مخصوصا در شبکه‌های سرامیکی کامپوزیتی برپایه نانو اهمیت می‌یابد. چگالی کم نانولوله‌ها ، در مقایسه با استفاده از فیبرهای کوچک کربنی، یک ویژگی بسیار خوب دیگری در این کامپوزیت‌ها می‌باشد.نانولوله‌ها در مقایسه با فیبرهای کربنی معمول، تحت نیروهای فشاری کارایی بهتری ازخود نشان می‌دهند، که به خاطر انعطاف‌پذیری و عدم تمایل به شکست آن‌ها تحت نیروی فشاری است.تحقیقات تازه نشان داده اند که استفاده از کامپوزیت نانولوله‌کربنی چندلایه و پلیمر کاهنده زیستی[10] (مانند PLA[11]) در رشد سلول‌های استخوانی[12]، بخصوص در تحریک الکتریکی کامپوزیت، بسیار کارآمدتر ازفیبرهای کربنی هستند.

در این پست مقالات مختلف مربوط به کامپوزیت‌ها قرار داده شده است: تا پست اخر مطالب و مقالات ارائه شده به ترتیب عبارتند از: (در صورت اضافه شدن مطلب بعد از آخرین پست عناوین به لیست اضافه می‌شود) - كامپوزیت ها در صنایع نظامی -ساخت كامپوزیت های ایمن در برابر آتش از روش rtm -كاربرد كامپوزیت در صنعت برق -تنش های باقی مانده در کامپوزیت پلیمری روش لایه گذاری دستی در تولید کامپوزیت -کاربرد کامپوزیت در آسفالت -چشم انداز كامپوزیت های چوب پلاستیك -كامپوزیتهای گرمانرم -چوب ها هم كامپوزیتی میشوند -دريلهاي كامپوزيتي -کامپوزیت -کاربرد نانو کامپوزیت پلیمری -کاربرد کامپوزیت در صنعت برق و الكترونيك -كاربرد كامپوزیت ها در صنعت خودرو سازی -نانوکامپوزيت هاي پليمري -كامپوزیت های چوپ پلاستیك -الیاف کربن و کامپوزیت آنها -اثر تنش هاي پس ماند گرمايي ناشي از پخت بر تغيير شکل چند لايه اي هاي کامپوزيتي تخت و استوانه اي -نانو کامپوزيت ها، تحولی بزرگ در مقياس کوچک -سنتز و تعیین مشخصات لاتکس نانوکامپوزیت پلی(‌استیرن- کو- بوتیل‌آکریلات)- خاک رس به روش پلیمرشدن رادیک -بررسی اثر کیتوسان و نانوهیدروکسی آپاتیت بر خواص فیزیکی و شیمیایی ریزگوی های نانوکامپوزیتی بر پایه ژل -بررسی اثر کیسه خلاء تنها و سامانه پخت اتوکلاو بر خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های فنولی شبیه‌سازی فرایند ساخت پولتروژن کامپوزیت شیشه- پلی‌استر -اثر شرایط اختلاط بر خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه‫های نانوکامپوزیتی بر پایه‫ NBR/PVC/Nanoclay -مطالعه خواص و عملکرد عایق کامپوزیتی بر پایه رزین اپوکسی- الیاف پنبه بررسی اثر وجود افزودنی پلیمری بر شکل شناسی و کارایی لایه های غشای نانو***** کامپوزیتی بر پایه پلی ات -بررسی اثر نوع سازگارکننده بر خواص نانوکامپوزیت پایه الاستومر sbr - نانورس اصلاح شده -آیا کامپوزیت گزینه مناسبی برای صنعت خودروسازی کشور است؟ -سازگار كردن ذرات رس و ماتريس پلي‌پروپيلن براي توليد نانوکامپوزيت پلي پروپيلن كامپوزیت ها در صنایع نظامی رویدادهای 11 سپتامبر 2001، توجه جهانیان را به شكل كاملاً جدیدی به مسئلۀ امنیت معطوف كرده و مایۀ نگرانی های شدیدی در سطح بین المللی شده است. مسائل امنیتی در گذشته و حال متفاوت هستند. هنگام جنگ سرد (دهه های 50 و 60 میلادی) نگرانی اصلی جهان، بمب ها و موشك های هسته ای بود. در جنگ جهانی دوم، خرابكاری موضوعی نگران كننده در آمریكا بود و این بسیار شبیه نگرانی های امروزی است. آنچه به نظر متفاوت می آید این است كه امروزه مسئلۀ امنیت بسیار شخصی ترشده است و جالب است كه بسیاری از كاربردهای كامپوزیت ها در اسلحه ها و محافظ ها نیز شخصی و فوری است. برخی از این كاربردها عبارتند از: اسلحه های شخصی به كارگیری كامپوزیت ها در تسلیحات نظامی روند رو به رشدی داشته است و در این بین تفنگ های تمام كامپوزیتی به تعداد محدودی ساخته می شوند ولی كامپوزیتی كردن بخشی از اسلحه معمول تر است. برای مثال ضخامت لوله فولادی تفنگ را كاهش می دهند و روی آن یك پوشش كامپوزیتی می پیچند. برتری های پوشش كامپوزیتی روی لوله تفنگ حیرت آور است. جنس لوله تفنگ، فولاد زنگ نزن 416 است كه به دقت ماشینكاری و نازك شده است. لوله تفنگ و خان های آن معمولاً با نوعی فولاد كه كمترین تغییر را در مسیر فشنگ ایجاد می كند ساخته میشود. با تركیب فولاد و پوشش میتوان تفنگ هایی مناسب شكار و كاربردهای نظامی ساخت. استحكام بالاتر تفنگ كامپوزیتی به علت طبیعت جهت دار الیاف كربن است. بیشتر الیاف را میتوان به صورت های گوناگونی به دور یك محور پیچاند. بنابراین درمورد تفنگ این امكان وجود دارد كه الیاف را به گونه ای دور لوله جهت داد كه استحكام بالاتری حاصل شود. بهبود استحكام، افزایش امنیت را به دنبال خواهد داشت؛ زیرا احتمال شكافتن لوله كاهش می یابد. سفتی بالای تفنگ های كامپوزیتی و درنتیجه افزایش دقت آنها نیز از جهت انتخابی برای الیاف ناشی می شود. تركیب سفتی و استحكام، منجر به كاهش وزن تفنگ میشود. برای مثال وزن تفنگ های كامپوزیتی معمولی حدود 40 درصد كمتر از M-1 است. هنگامی كه لوله فولادی ساخته میشود ایجاد سوراخ و خان در لوله، تنش هایی را در لوله به وجود می آورند. برخی از این تنش ها در محصول نهایی باقی می مانند. بنابراین وقتی تفنگ به هنگام شلیك های پیاپی گرم می شود تنش های باقی مانده باعث میشود كه در بعضی نقاط، لوله تفنگ از حالت طبیعی خارج شود و در نتیجه انحرافی در مسیر گلوله به وجود آید و در پی آن دقت شلیك كاهش یابد. استحكام و سفتی بالای پوشش كامپوزیتی از انحراف لوله جلوگیری می كند و بنابراین حتی هنگامی كه اسلحه خیلی سریع و به طور پیاپی شلیك می كند، دقت بالایی خواهد داشت. فرایند ایجاد پوشش كامپوزیتی هیچ تنشی را در تفنگ ایجاد نمی كند، پس مسیر حركت گلوله همواره صاف و مستقیم خواهد بود. یك ویژگی بی نظیر كامپوزیت های الیاف كربنی، ضریب انبساط حرارتی نزدیك به صفر آنهاست. بنابراین تغییرات دمایی، اثر مشخصی روی ابعاد لوله نمی گذارد. افزون بر آن به خاطر اتصال محكم بین پوشش كامپوزیتی و لایه فلزی، فلز و كامپوزیت یكپارچه می شوند و هیچ لغزشی در امتداد سطح آنها وجود ندارد. پوشش كامپوزیتی به علت طبیعت غالبش، از تغییر ابعاد لوله در اثر گرم شدن لایه فلزی به علت تكرار شلیك جلوگیری می كند؛ زیرا جرم و استحكام پوشش كامپوزیتی از جرم و استحكام لایه نازك فلزی بسیار بیشتر است. هنگامی كه تغییر ابعادی رخ دهد، مشهودترین عیب، كاهش دقت است كه با افزایش فاصله تا هدف بروز می كند؛ زیرا كوچكترین تغییر در مسیر گلوله انحراف قابل توجهی را در برد زیاد از خود نشان می دهد. هدایت حرارتی كامپوزیت الیاف كربنی، كاملا غیرعادی است و نوید برتری های دیگری را می دهد. انتقال حرارت در درون كامپوزیت درجهت عمود بر الیاف بسیار ضعیف است. بنابراین بخش خارجی پوشش كامپوزیتی پس از حدود 20 بار شلیك، فقط كمی گرم میشود. حال آنكه گرمای ایجاد شده در چنین حالتی در یك نمونه فولادی قابل توجه خواهد بود. مدت زمان طولانی پس از تیراندازی، كامپوزیت گرم می شود. توانایی بالای انتقال حرارت الیاف كربن در امتداد طولی آنها باعث میشود كه گرما بسیار سریع به انتهای لوله منتقل شده و در آنجا پخش شود. نتیجه نهایی این كه دمای سطح خارجی لوله كامپوزیتی كم تر شده و طول عمر لوله افزایش می یابد. در نهایت سبكی لوله كامپوزیتی ، به طور مطلوبی مركز توازن تفنگ را به سمت ماشه منتقل می كند و این موضوع باعث می شود كه بتوان چندین بار به طور مشابه به یك هدف كوچك شلیك كرد. بهای تفنگ های شكاری از جنس كامپوزیت تقریباً بالا و بین 1000 تا 3000 دلار است. تفنگ های جنگی بهایی در حدود 10،000 دلار دارند. جنگ افزارهای بزرگ با توجه به برتری های مواد كامپوزیتی استفاده از آنها در جنگ افزارهایی چون توپ ها، موشك اندازها و جز آن در دست پژوهش است. استفاده از فنآوری تقویت لوله توپ با پوشش كامپوزیتی هنوز مورد پذیرش سیستم استاندارد جنگ افزاری قرار نگرفته است. مشكلی كه در اینجا وجود دارد، اختلاف ضریب انبساط حرارتی كامپوزیت و لوله فولادی است. درمورد تفنگ، لوله فولادی نسبتاً نازك بود و انبساطش تحت تأثیر كامپوزیت قرار می گرفت. حل این مشكل، موضوع پژوهش در این زمینه است. موشك ها كاربرد كامپوزیت ها در صنایع موشكی در عرض 40 سال تجربه شده است و به طور چشمگیری گسترش یافته است. به علت هزینه های بالای حركت یك جسم در فضا، شرایط ایجاب می كند كه وزن آن كم باشد. به همین علت، كامپوزیت ها نامزد مناسبی برای این كاربرد هستند. كاربرد كامپوزیت در لانچر موشك انداز نیز به همان اندازه مهم است. این لوله ها باید سبك باشند تا به راحتی حمل شده و بر روی خودرو یا هواپیما نصب شوند. همچنین باید خیلی سفت باشند تا پرواز موشك دقیق باشد. كامپوزیت ها این بازار را تحت كنترل خود درآورده اند. هواپیماها نوشتارهای زیادی در مورد كاربرد كامپوزیت ها در هواپیماها- چه نظامی و چه غیر نظامی- نوشته شده است. به نظر می رسد هرساله كاربرد نوینی برای كامپوزیت ها د رمدل های جدید ایجاد می شود. این كاربردها به منظور كاهش وزن و بهبود استحكام صورت می گیرد. هواپیماهای بدون سرنشین میتوانند برای شناسایی منطقه و همچنین برای پرتاب موشك ها به كار روند. بیشتر این هواپیماها از كامپوزیت ساخته میشوند. منبع : انجمن کامپوزیت ایران

الیاف پلی پروپیلن که از طریق پلیمریزاسیون پروپیلن به صورت یک پلیمر خطی تهیه می گردند و به اختصار پ-پ نامیده می شوند بعد از پیدا شدن کاتالیست زیگلرناتا تولید شدند این کاتا لیست تولید پلی پروپیلن ایزو تاکتیک که قادر به متبلور شدن می باشد را امکان پذیر ساخت . این الیاف در سال 1960در ایتالیا با نام تجاری مراکلون به صورت صنعتی تولید شده وبه بازار عرضه گردیدند . خصوصیات پروپیلن باعث رشد سریع آن در سطح بین المللی گردید وبعد از مدتی نسبتاً کوتاه ، پلی پروپیلن توانست از نظر مقدار تولید ، چهارمین مقام را بعد از پلی استر ، نایلون وآکریلیک کسب نماید . عدم امکان رنگررزی الیاف پروپیلن به روشهای متداول برای دیگر الیاف ، باعث جلو گیری از رشد بیشتر این لیف مصنوعی گردیده است. الیاف و نخ های نواری که دو کاربرد پلی پروپیلن را تشکیل می دهند نسبتاً به آسانی به روش ذوب ریسی تهیه می گردند و آسان بودن تولید این نوع الیاف و پائین بودن هزینه تولید استقبال بسیار گستردهای از آن را به همراه داشته است . با بکار گیری مواد بالا برنده مقاومت در مقابل اشعه ماوراء بنفش سعی شده است عیب کم بودن مقاومت پلی پروپیلن در مقابل این اشعه مرتفع گردد. پلی پروپیلن دارای دمای ذوب بالا تر (175-165درجه سانتیگراد)در مقایسه با پلی اتیلن می باشد . از نقطه نظر استحکام ومقاومت در مقابل سایش ،پلی پروپیلن با پلی اتیلن تفاوت زیاد ندارد . همانطور که گفته شد پلی پروپیلن هم مثل پلی اتیلن با روش های معمول قابل رنگرزی نبوده و به روش رنگرز ی توده که در آن قبل از تشکیل الیاف ، به پلیمر مذاب اضافه می شود رنگرزی می گردد. لازم به ذکراست که الیاف الفینی اصلاح شده به روش شیمیایی که قادر به رنگرزی شدن با روشهای معمولی می باشند تولید شده اند . به عنوان مثال پلی پروپیلن حاوی پلی ونیل پیریدین به صورت پخش شده ویا ونیل پیریدین که جزئی ماکرو مولکول را تشکیل می دهد با رنگینه های اسیدی قابل رنگرزی است و به هر حال قیمت تمام شده این نوع الیاف باعث گردیده است که از رنگرزی توده به عنوان مهم ترین روش برای رنگرزی این نوع الیاف استفاده گردد. تولید الیاف پلی پروپیلن ماده اولیه تولید الیاف پلی پروپیلن را پروپیلن(3CH2=CHCH)تشکیل می دهد که به صورت یک تولید جانبی در تولید اتیلن به روش شکستن مولکول نفت درصنعت پتروشیمی شکل می گیرد .گازهای مابع حاوی پروپیلن ، دیگر ماده این منبع را تشکیل می دهند . پلی پروپیلن از پلیمریزاسیون پروپیلن در شرایط دما و فشار نسبتاً ملایم ودر حضور کاتالیست معروف زیگلر – ناتا انجام می شود . وجود این کاتالیست ، پلیمری به صورت ایزوتاکتیک را تشکیل می دهد که قادر به متبلور شدن تا حدود 90 درصد می باشد . دیگر فرمهای آتاکتیک وسیندو تاکتیک پلی پروپیلن دارا ی خواص مناسب جهت تشکیل الیاف نمی باشند . با توجه به شرایط سرد شدن ، ساختار بلورین پلی پروپیلن دو شکل متفاوت پیدا میکند . چنانچه پلی پروپیلن مذاب سریعاً سرد گردد ، ساختار بلورین پایدار که پاراکریستالین و یاسمکتیک نام دارد شکل می گیرد . چنانچه پلی پرو پیلن مذاب به آرامی سرد گردد . ساختار بلورین معروف به منوکلینیک بوجود می آید.حرارت دادن پلی پروپیلن ازنوع پاراکریستالین به بیش از 80 درجه سانتیگراد باعث تغییر ساختار بلورین آن به شگل منوکلینیک می گردد در الیاف پلی الفینی ،پیوندهای شیمیایی ویونی بین ماکرو مولکول های پلی پروپیلن وجود نداشته ونیرو های بین زنجیره ای به نیرو های واندروالس محدودمی گردند . ازاین رو برای کسب خواص فیزیکی مناسب با وزن مولکولی الیاف پلی الفینی در مقایسه با الیاف دیگر بالاتر انتخاب گردد. با توجه به سرعت تولید و دمای پلیمر مذاب ، سرعت سرد شدن وکشش بعد از تولید ، الیاف پلی پروپیلن ازنظر جهت گیری بلورهای خود نسبت به محور لیف با یکدیگر تفاوت دارند و افزایش سرعت ریسندگی اولیه واعمال کشش بعد از تولید ، جهت گیری بلورها رادر جهت محور لیف افزایش می دهد. پلیمریزاسیون پروپیلن به سه روش امکان پذیر می باشد . در روش تعلیق که یک روش کلاسیک بحساب می آید پروپیلن در یک محیط رقیق کننده که معمولاً یک هیدرو کربن آلیفاتیک می باشد پلیمریزه می گردد مکمل این روش ، پلیمریزاسیون فاز گاز می باشند. شدر ذوب ریسی پلی پروپیلن ، مشابه دیگر الیاف ترموپلاستیک مثل پلی استر وپلی امید ، وزن مولکولی متوسط ، توزیع وزن مولکولی و همچنین شاخص جریان توده پلیمری مذاب (MFI) وخصوصیات الیاف تولید شده را تحت تأثیر خود قرار می دهند . بطور کلی افزایش وزن مولکولی پلیمر ، افزایش استحکام الیاف تولید شده را به همراه دارد. برای الیاف پلی پروپیلن که به منظور مصرف در صنعت نساجی تولید می گردندوزن مولکولی متوسط و برای الیاف پلی پروپیلن با استحکام زیاد که به عنوان الیاف با کارایی بالا تولید می کردند وزن مولکولی بالا انتخاب می گردد . باتوجه به مربوط بودن شاخص جریان مذاب و وزن مولکولی متوسط به یکدیگر ، شاخص جریان مذاب مناسب درتولید الیاف نساجی 25-15 گرم بر10 دقیقه وبرای الیاف باکارایی بالا 5-3 گرم بر10 دقیقه ذکرشده است آزمایشات نشان داده است که محدوده کوچکتر توزیع وزن مولکولی پلیمر ، به قابلیت ریسندگی اولیه بهتر ، کمک می نماید . باتوجه به بالابودن وزن مولکولی پلی پروپیلن که افزایش ویسکوزیته توده مذاب در ریسندگی اولیه آنرا به همراه دارد ، دمای پلی پروپیلن مذاب درریسندگی اولیه آنها70 تا120درجه بیش از دمای پلیمربوده ودرمحدوده 230 تا 280 درجه سانتیگراد انتخاب می گردد . شکل زیر ذوب ریسی رابه صورت شماتیک نشان می دهد دراین روش پلیمربه صورت گرانول از تغذیه کننده (هاپر) وارد مارپیچی ذوب کننده شده بر اثر گرمایش توسط مارپیچی ذوب می گردد . پلیمر مذاب سپس به کمک پمپ تغذیه از طریق ***** به رشته ساز تغذیه شده وپس از خروج از روزنه های رشته ساز تحت تاثیر نیروی کششی قرار می گیرد و با از دست دادن گرما به محیط خود جامد گردیده وسر انجام روی بسته ای پیچیده شده ویا آنکه به صورت مداوم به بخشی دیگر از خط تولید نهایی تغذیه می گردد . از آنجایی که پلی پرو پلین دارای گرمای ویژه بالا (KJ/Kg-K2-6/1) وضریب هدایتی کم (J/m.s.k3/0-1/0) می باشد ، لذا طول منطقه سرد کننده بعد از رشته ساز در مقایسه با الیافی مثل نایلون ویا پلی استر ، باید طویل تر انتخاب گردد . به همین ترتیب سرعت های تولید بالاتر به منطقه سرد کننده طویل تری احتیاج دارند . از این رو ، طول ستون ریسندگی ممکن است به 10متر برسد . با توجه به پائین بودن دمای ترانزیسیون ثانویه الیاف الفینی از دمای اطاق ، تبلور الیاف نه تنها در سرد شدن در ستون ریسندگی اولیه شکل می گیرد بلکه این فرآیند ممکن است بعداً هم روی بوبین ادامه پیدا می کند بنابراین شرایط انجماد در ستون ریسندگی و همچنین شرایط نگهداری بوبین پس از تولید ، تبلور الیاف الفینی را تحت تأثیر خود قرار می دهند تعداد روزنه های رشته سازهای تولید کننده نخهای فیلامنتی ممکن است با توجه فیلامنت های مورد احتیاج بین 150- 10 متغیر میباشد رشته سازهایی که برای تولید الیاف به منظور بریده شدن و مورد استفاده قرار گرفتن به صورت کوتاه ( استیپل) به کار گرفته میشوند ممکن است تا 20000 روزنه داشته باشند با توجه به سرعت تولید ، الیاف تولید شده ممکن است تا 6 برابر طول اولیه خود کشیده شوند تا خواص مکانیکی مطلوب را بدست آورند . درجه کشش قابل کسب برای پلی پروپیلن پاراکریستالین بیشتر از پلی پروپیلن منو کلینیک می باشد واین تفارت به مکانیک تغییر شکل مختلف برای ساختار منو کلینیک پاراکریستالین ربط داده شده است . پدیده های فیزیکی مهم در ذوب ریسی را می توان به صورت زیر خلاصه نمود: -رفتار توده مذاب از نقطه نظر رئولوژی -کاهش قطر جریان در روزنه رشته ساز -سرمایش جریان -تبلور وتشکیل ساختار لیف با اعمال کشش به الیاف بعد از ریسندگی اولیه ، نظم داخلی آنها افزایش یافته وتبلور بیشتری شکل می گیرد . با توجه به دمای تبدیل شیشه ای پائین این نوع الیاف ، کشش آنها با سرعت کم به مقدار 3تا8 برابر بدون گرمایش امکان پذیر است. کشش الیاف بدون گرمایش به کشش سرد معروف است.برای افزایش سرعت کشش ،الیاف پلی پروپیلن حرارت داده می شوند .کشش همراه با گرمایش به کشش گرم معروف است.ساختار جدید بعد از کشش ، معمولاً با سرد نمودن الیاف پایدار می گردد. الیاف پلی پروپیلن با توجه به قیمت ارزانتر انها نسبت به الیاف دیگر برای طیف گسترده ای از کاربرد ها مورد استفاده قرار گرفته اند .به عنوان مثال ،نخ کفپوش های از نوع تافتینگ،نخ خامه قالی ، الیاف کفپوشهای نمدی ،کاربردهای نساحی الیاف پلی پروپیلن را تشکیل می دهند.کاربردهای صنعتی پلی پروپیلن را طناب، منسوجات کشاورزی و***** ، منسوجات عمرانی (کاربرد در عمران)گونی ،توری وموارد دیگری تشکیل می دهند . برای کاربردهای صنعتی هم از الیاف پلی اتیلن استفاده می شود سبک بودن پلی اتیلن وپلی پروپیلن از آب وهمچنین عدم جذب آب توسط این الیاف ودر نتیحه عدم تغییر در خواص مکانیکی انها بر اثر تماس با رطوبت از خصوصیات بارز این دو نوع لیف در مقایسه با الیاف دیگر است. الیاف الفینی علاوه بر داشتن نهایت خاصیت آبگریزی ،در مقابل تعداد زیادی از اسیدهای غیر آلی ، بازها وحلال های آلی در دمای اطاق مقاوم باشند . این خواص تا حدودی به وزن مولکولی بسیار بالای این الیاف مربوط می گردد. سولفوریک ونیتریک اسید وهمچنین دیگر اسیدهای قوی در دماهای بالا قادر به تخریب پلی الفین ها می باشند.پلی پروپیلن معمولی که به بازار عرضه می گردد دارای مقدار زیادی مواد افزودنی می باشد .نمونه هایی از این مواد که به منظور امکان پذیر ساختن تولید پلی پروپیلن به ان اضافه می گردند به قرار زیر است : ضد اسید مواد ضد اسید مثل کلسیم ویا سدیم استئارت نقش خنثی سازی بقایای کاتالیست مورد استفاده قرار گرفته در مرحله پلیمریزاسیون را به عهده دارند.در غیر اینصورت امکان تشکیل اسید وجود دارد که می تواند مشکلاتی مثل اثر سوء بر دستگاههای تبدیل را به همراه داشته باشد. ضد اکسیداسیون مواد ضد اکسیداسیون به عنوان محافظت از پلیمر در مقابل شکسته شدن ماکرومولکول در حین تولید و بعد از آن مورد استفاده قرار می گیرند.فنل با ممانعت فضایی نمونه ای از مواد ضد دی اکسیداسیون (آنتی اکسیدان )می باشد . لازم به ذکر است که علیرغم به همراه داشتن این مواد افزودنی ،پلی پروپیلن به عنوان اصلاح شده در نظر گرفته نمی شود. علیرغم مزایای چشمگیر ، الیاف پلی پروپیلن دارای سه مشکل عمده در رابطه با کاربرد خود بصورت زیر می باشند : الف : دمای ذوب نسبتاً پائین: تفاوت زیاد بین دمای ذوب الیاف پلی پروپیلن و دیگر الیاف مثل پلی استر و پلی آمید ، کاربرد وسیعتر پلی پروپیلن را محدود ساخته است . ب : تخریب بر اثر اکسیداسیون وجود پیوند C-H نوع سوم د رپلی پروپیلن تخریب آنرا بر اثر اکسیداسیون شدت می بخشد . گرما ونور به عنوان یک کاتالیست برای واکنش اکسیداسیون عمل می نماید . از این رو ، مقاومت کم الیاف پلی پروپیلن معمولی در مقابل نور و گرما ، عیب بزرگی برای آنها بشمار می آید . جذب اکسیژن توسط این پلیمر ، باعث شکستن ماکرومولکول و در نتیجه کاهش درجه پلیمریزاسیون بر اثر تشکیل هیدروپراکسیدها در دمای بالا می باشد . به همین علت ، در پلیمریزاسیون آن از مواد ضد اکسید کننده استفاده می شود. از نقطه نظر تخریب بر اثر گرما ، پلی پروپیلن به علت دارا بودن کربن نوع سوم در معرض خطر بیشتر نسبت به پلی اتیلن قرار دارد . نور خورشید هم از طریق مکانیزم فتواکسیداسیون با اثری مشابه گرما باعث تخریب پلی الفین ها می گردد . بخش ماورای بنفش نور خورشید نقش عمده ای در تخریب به عهده دارد . الیاف ظریف سریعتر از الیاف ضخیم تحت تأثیر نور خورشید قرار می گیرند . ج : عدم امکان رنگرزی با روشها متداول برای دیگر الیافهمان طور که قبلاً گفته شد با توجه با عدم وجود گروههای قطبی در پلی پروپیلن ، این لیف بدون اصلاح شدن قادر به قبول تعداد زیادی از رنگینه های مختلف نبوده و رنگرزی نوع معمولی آن امروزه به کمک رنگرزی توده انجام می شود . برای کاهش کمبودهای پلی پروپیلن سعی شده است که این نوع لیف ترموپلاستیک با توجه به هدف خاص اصلاح گردد . این اصلاح ممکن است که خواص دیگری را نیز تحت تأثیر خود قرار دهد . اصلاحات برای بهبود و حتی کسب خصوصیات دیگر ممکن است از طریق اصلاح شیمیایی پلیمر و یا اصلاح فیزیکی در مرحله تولید و یا بعد از آن انجام شود منبع

کربنات کلسیم در پلی‌الفین‌ها در این مقاله کاربردهای مهم کربنات کلسیم در LDPE/LLDPE، HDPE و PP توضیح داده شده و مراحل فرآیندی مورد نیاز و خواص مکانیکی محصول نهایی حاوی کربنات کلسیم مورد بحث قرار خواهد گرفت. 1- مقدمه اصلاح‌کننده‌های معدنی گزینه‌های فراوانی را برای بهبود قیمت محصولات در اختیار فرآیندکنندگان پلی‌الفین‌ها قرار می‌دهند. اصلاح‌کننده‌های معدنی اغلب به شکل پودر هستند، در حالی¬که پلی‌الفین‌ها معمولاً به شکل دانه (گرانول) تولید می‌شوند. بنابراین، مواد معدنی هم¬چون کربنات کلسیم، تالک یا میکا باید در وهله اول با استفاده از یک مرحله آمیزه‌کاری در داخل بسپار پخش شوند. آمیزه‌کاری در حدود 100 تا 250 یورو به ازای هر تن هزینه دارد. از این رو استفاده از مواد معدنی همواره منجر به صرفه اقتصادی نمی‌شود، اما با این وجود به دلیل ایجاد مزایای فنی سبب افزایش بازده می‌گردد. اکستروژن مستقیم یک مورد خاص است. در این روش، مرحله آمیزه‌کاری حذف شده و مواد معدنی به عنوان ماده‌ای با قیمت کمتر به کار گرفته می‌شوند. 2- کربنات کلسیم‌های طبیعی کربنات کلسیم به دلایل زیر برای فرآیندکنندگان پلی پروپیلن دارای جذابیت است: - فاقد فلزات سنگین است. - غیرسمی، بدون بو و مزه و مورد تأیید سازمان‌های غذایی(FDA/BgVV) است. - توزیع اندازه ذرات و اصلاحات سطحی خاص از آنها در دسترس است. - شکل کروی، سختی کم و میزان کوارتز پایین میزان خوردگی دستگاه¬ها را حداقل می‌کند. انتخاب کربنات کلسیم مناسب بستگی به این دارد که کدامیک از خواص محصول نهایی باید بهبود یابد. تنها MILLICARB® OG اصلاح‌سطحی نشده و دلیل آن توزیع اندازه ذرات (با سطح ویژه کم) بوده که اغلب در مقادیر کم و به عنوان عامل ضدخشک¬چسبی در فیلم‌ها، عامل ضد¬رشته‌ای شدن در الیاف رافیا (raffia) و مستربچ‌های فیلم‌های براق مورد استفاده قرار می‌گیرد. اصلاح سطحی مزایای زیر را به دنبال دارد: - سطح آب گریز - تنظیم کشش سطحی ماده معدنی و پلی الفین‌ها و در نتیجه پخش بهتر (حتی در مورد ریزترین ذرات) - عدم جذب عوامل ضد پیرشدگی فنولی و نسبتاً اسیدی - بهبود سطحی (جلا) قطعه نهایی 3- مزایای استفاده از کربنات کلسیم در پلی‌الفین‌ها 3-1- هدایت حرارتی به دلیل بالاتر بودن قابل ملاحظه هدایت حرارتی کربنات کلسیم نسبت به بسپار ، حرارت ایجاد شده در حین فرآیند از داخل آمیزه سریع¬تر انتقال پیدا می‌کند. گرما در حین سرمایش نیز سریعتر خارج می‌شود. بنابراین، زمان هر چرخه کاهش یافته و در نتیجه توان عملیاتی افزایش می‌یابد. در فرآیند اکستروژن نیز میزان خروجی افزایش می‌یابد. 3-2- مدول کشسان کربنات‌کلسیم سفتی پلی پروپیلن و پلی اتیلن را در مقایسه با ماده پرنشده افزایش می‌دهد 3-3- رفتار ضدخشک¬چسبی "خشک¬چسبی" به معنای چسبیدن فیلم‌ها و ورق‌ها به هم روی قرقره جمع¬کننده است که مانع از بازکردن فیلم‌ها می‌شود . خواص "لغزشی" در واقع بیان کننده لغزش فیلم‌ها و ورق‌ها بر روی یکدیگر و در حین برهم¬چینی کیسه‌هاست. 3-4- رفتار جمع شدگی از آنجائی¬که کربنات کلسیم ساختار کروی دارد، آرایش یافتگی ذرات در یک جهت خاص نسبتاً غیرممکن است. این موضوع تنش‌های حرارتی باقیمانده را کاهش می‌دهد و در نتیجه قطعه نهایی دچار تاب نخواهد شد 4- کاربردهای عمده کربنات کلسیم در پلی‌الفین‌ها 4-1- اکستروژن فیلم‌ها و ورق‌ها در عمل، مقادیر زیر از کربنات کلسیم مورد استفاده قرار می‌گیرد: - ضدخشک¬چسبی در فیلم‌ها و ورق‌ها 3-1% - کیسه‌های حمل مواد سنگین 10-4% - فیلم‌های جمع شونده 4-3% - کیسه‌های زباله 10-7% - فیلم‌ها و ورق‌های صنعتی 20-4% - فیلم‌های بسته بندی 12-7% - فیلم قابل تنفس 60-40% ¬استفاده از کربنات کلسیم اقتصادی‌ترین راه برای اثرگذاشتن بر روی رفتار خشک¬چسبی و لغزشی فیلم‌هاست. جداول 3 و 5 تأثیر کربنات کلسیم بر خواص فیلم و ورق LDPE، LLDPE و HDPE با ضخامت‌های مختلف را نشان می‌دهد. مزایای زیر در مورد فیلم‌ها و ورق پلی‌اتیلن دیده شده است: - سطح ماده که به راحتی می‌تواند مورد چاپ قرار گیرد. - رنگ سفید مات و کاهش مصرف رنگدانه‌های گران¬قیمت سفید - امکان به کارگیری همانند دستمال کاغذی - سفتی بهبود یافته - خواص تا‌خوردگی بهبود یافته نوارهای بافته و ریسمان‌ها بزرگترین مزیت کربنات کلسیم این است که تنها 3 تا 4% از آن برای کاهش رشته‌ای شدن نامطلوب (چند دسته‌ای‌شدن غیرقابل کنترل فیلم پلی پروپیلن کشیده شده) کافی است. سایر مزایا عبارتند از: - افزایش خروجی که با افزایش نرخ کشش امکان پذیر خواهد بود - تمیز کردن خود به خود اکسترودر و دای¬ها - افزایش طول عمر چاقوهای برش به دلیل استفاده کمتر از دی‌اکسید‌تیتانیوم ساینده - بهبود مقاومت لغزشی و فراهم‌کردن امکان پیچش کابل کربنات کلسیم در کابل پلی‌اتیلنی شبکه‌ای شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. کربنات کلسیم را می‌توان در اکستروژن کابل‌های عایق و همراه با پلی اتیلن خالص استفاده کرد. 35-25% کربنات کلسیم را می‌توان بدون تأثیرات قابل ملاحظه بر روی خواص مکانیکی استفاده کرد. لوله، پروفیل‌ها و صفحات کربنات کلسیم را می‌توان در لوله، پروفیل‌ها و صفحات در مقادیر 7 تا 45% استفاده کرد. سفتی بهبود یافته امکان کاهش ضخامت لوله‌ها، صفحات و پروفیل‌ها را فراهم و در نتیجه قیمت را نیز کاهش می‌دهد. از آنجائی¬که مواد معدنی هدایت حرارتی بالاتری دارند، می‌توان با طول ناحیه سردکردن مشابه، اکستروژن را سریعتر انجام داد. بازده را می‌توان با اکستروژن مستقیم حتی بیشتر هم کرد، چرا که کربنات کلسیم و بسپار را می‌توان بدون نیاز به مرحله آمیزه‌کاری گران بلافاصله فرآیند نمود. افزودنی‌هایی همانند کربنات کلسیم که شامل ذرات کروی هستند نمی‌توانند بهبود سفتی (افزایش مدول) را همانند افزودنی‌های صفحه‌ای مثل تالک یا میکا در پی داشته باشند. از طرف دیگر، کربنات کلسیم مقاومت ضربه قاچ¬دار (notched) پلی¬پروپیلن را چندان کاهش نمی‌دهد. گرانروی مذاب نیز بسیار کمتر است. 4-2- قالب گیری تزریقی آمیزه‌ها یا مستربچ‌هایی که تا 88% کربنات کلسیم دارند را می‌توان به راحتی پس از رقیق کردن توسط پلی¬پروپیلن خالص قالب‌گیری تزریقی کرد. استفاده تا مقادیر 50% را می‌توان بدون تغییر در تنظیمات دستگاه فرآیند کرد. مزایای عمده استفاده از کربنات کلسیم عبارتند از: سفتی بیشتر، جمع شدگی کمتر، دمای تغییر شکل حرارتی تحت بار بالاتر و زمان چرخه کمتر (به لطف هدایت حرارتی بالاتر) به همراه مقاومت ضربه مناسب . پلی‌پروپیلن پرشده توسط کربنات کلسیم به تدریج کاربردهای فراوانی را در صنایع مبلمان و لوازم منزل و همچنین در بخش خودرو پیدا کرده است. این آمیزه همچنین بازارهای جدیدی را به عنوان جایگزین پلی‌استایرن و ABS و در کاربردهای بدون نیازبه مقاومت خراشیدگی پیدا می‌کند. 4-3- مخازن قالب‌گیری دمشی در کاربردهای قالب‌گیری دمشی، هدایت حرارتی بالاتر مواد معدنی سبب کوتاهتر شدن زمان‌های سرمایش و در نتیجه برونداد (سرعت تولید) بالاتر می‌شود. مقادیر کربنات کلسیم معمولاً 25-7% است. 4-4- گرماشکل¬دهی کربنات کلسیم گرانروی بسیار کم پلاستیک‌های نیمه بلورین را بهبود می‌دهد. در غیراین¬صورت منجر به نازکشدن در هنگام گرماشکل‌دهی در لبه‌های تیز می‌گردد. انتقال انرژی بهبود یافته، فرآیندهای گرمایش و سرمایش را سرعت بخشیده و در نتیجه میزان تولید را افزایش می‌دهد. گونه‌های اصلاح سطحی شده را می‌توان به راحتی تا مقادیر 40% فرآیند نمود. افزودن کربنات کلسیم سفتی و خواص سوراخ شوندگی فیلم‌ها و ورق‌ها را بهبود می‌دهد. 5- نتیجه‌گیری مزایای فراوانی در استفاده از کربنات کلسیم در پلی‌الفین‌ها وجود دارد که در بسیاری از کاربردها، قیمت بالاتر آمیزه‌کاری را توجیه می‌کند. فرآیند مستقیم گرانول‌های پلی الفین‌ها با پودر کربنات کلسیم حتی قیمت قطعات تولید شده را کاهش می‌دهد. این موضوع سبب کاربردهای جدید و جذابی می‌شود. اکسترودرهای آمیزه‌کاری در آینده برای اکستروژن مستقیم لوله، ورق‌های قالب‌گیری حرارتی، فیلم و کابل‌ها و غیره و به منظور فراهم‌کردن امکان فرآیند مجدد مواد بازیافتی بدون تحمیل هزینه‌های اضافی، ساخته می‌شوند. بسپار

بهبود خواص محصولات پلي پروپيلن با افزودنی¬های هسته‌گذار بتا برگردان: مهندس هاله عبدی زاده عوامل هسته‌گذار در بهبود خواص فيزيكي پلي پروپيلن، به خصوص افزايش سختي و استحكام محصولات قالب‌گيري شده مصرف گسترده‌اي دارند. از طرفي، اين عوامل موجب افزايش شفافيت و كاهش تعداد چرخه‌هاي فرايند مي‌شوند. دسته خاصي از عوامل هسته‌گذار به نام هسته‌گذارهاي بتا، سبب تشكيل ساختار بلوري متفاوتي مي‌شوند كه اين ساختار طي خنك‌شدن مذاب اكسترود شده يا قالب گيري شده بدست مي‌آيد. برخي از خواص پلي پروپيلن با تغيير ساختار بلوري به شدت تغيير مي‌يابند. فيل جاكوبي از كارخانجات Mayzo چگونگي بهره‌برداري از اين تغيير ساختار بلوري در محصولات پلي پروپيلنی را شرح مي‌دهد. طبق توضیحات وی، از اين خاصيت مي‌توان در توليد فيلم‌هاي متخلخل، لوازم گرماشکل¬دهی سبك و محصولات قالب ‌گيري شده با استحكام ضربه بالا بدون كاهش سختي استفاده كرد. بنابراين مستربچ حاوي عوامل هسته‌ساز بتا به بخش خوراك‌دهي اكسترودر به بسپار پلي پروپيلن فاقد عوامل هسته‌ساز اضافه مي‌شود و مي‌توان از مزاياي آن استفاده كرد. پلي پروپيلن(PP) يك بسپار نيمه بلوري مي‌باشد كه به علت خواص فيزيكي مناسب و قيمت پايين كاربرد فراوان دارد. خواص پلي پروپيلن متأثر از مقدار بلورينگي آن است كه طي خنك شدن از مذاب تعيين مي‌شود. دسته خاصي از افزودني‌ها به نام عوامل هسته‌گذار تأثير بسياري بر درصد بلورينگي و ساختار بلور و ریخت¬شناسی بلور دارند. به هنگام خنك شدن مذاب پلي¬پروپيلن طي عمليات اکستروژن يا قالب‌گيري مذاب، بلورها در مناطق حاوي هسته‌ رشد مي‌كنند. اين مناطق هسته‌گذاري معمولاً ناخالصي‌هاي موجود در مذاب بسپاري هستند. با گذشت زمان بلورها در جهت شعاعي و به مركزيت اين ناخالصي‌ها رشد مي‌کنند و گوي¬بلورها به وجود مي‌آيند. در نهايت، اين گوی¬بلور‌ها با يكديگر برخورد مي‌كنند و بسپار تبديل به يك جامد بلوري مي‌شود. به علت اينكه، گوی¬بلور‌ها نور را پخش مي‌كنند، محصولات پلي پروپيلن‌ مات هستند و شفافيت اندكي دارند. مناطق غيربلوري هم در ميان گوی¬بلور‌ها حضور دارند. بنابراين درصد بلورينگي كلي در حدود 40 تا 60 درصد است. مدول(سختي) و استحكام نهايي به درصد بلورينگي وابسته است و درصد بيشتر بلورينگي منجر به استحكام و مدول بيشتر مي‌شود. يك روش افزايش درصد بلورينگي، افزايش غلظت عوامل هسته‌ساز است. به اين ترتيب بلورينگي سريع¬تر آغاز مي‌شود و زودتر به درصد خاصی از بلورينگي مي‌رسيم، قبل از اين¬كه دما به حدي كم شود كه ديگر هيچ بلوري قادر به رشد نباشد. افزودن عوامل هستة‌گذار به شدت سرعت بلورينگي را افزايش مي‌دهد و سبب كاهش تعداد چرخه‌ها در طي فرآيند قالب‌گيري تزريقي مي‌شود. تاكنون عوامل هسته‌گذار بسياري مورد آزمايش قرار گرفته‌اند. اين عوامل شامل بنزوات سديم تا نمك‌هاي آلی¬فسفات و شفاف¬كننده‌هاي سوربيتول مي‌باشند. عوامل هسته‌¬گذار پر كاربرد نظير شفاف كننده‌هاي سوربيتول سبب كوچك‌تر شدن اندازه گوی بلور‌ها از طول موج نور مي‌شوند بنابراين پخش نور به شدت كاهش مي‌يابد و شفافيت محصول افزايش مي‌يابد. هيچ يك از عوامل هسته‌گذار سنتي نوع بلورهاي پلي پروپيلن را تغيير نمي‌دهند. اين نوع بلور به نام فاز آلفا شناخته مي‌شود. از طرفي، پلي پروپيلن مي‌تواند به شكل ديگري بلور شود. اين خاصيت كه به نام چندریختی شناخته شده است، در مواد بسيار ديگري نيز وجود دارد. يكي از معروف‌ترين اين مواد كربن است كه مي‌تواند به شكل گرافيت ياالماس بلوري شود. فرم بلوري آلفا متداول‌ترين شكل مشاهده شد براي پلي پروپيلن است. شكل ديگري از بلورها به نام فاز بتا با افزودن عوامل هسته‌¬گذار مناسب به دست مي‌آيد. عوامل هسته-گذار مشخص جهت توليد بلورهاي بتا تحت شرايط فرآيندي مشخص، توليد شده‌اند. در ادامه مقاله به بررسي خواص منحصر به فرد بلورهاي بتا و چگونگي استفاده از اين خاصيت در توليد محصولات مختلف پرداخته مي‌شود. بلورهاي بتا: بلورهاي بتا در چند مورد با بلورهاي آلفا تفاوت دارند. اول اينكه، فاز بتا از لحاظ‌ ترموديناميكي پايداري كمتري دارد و دماي ذوب آن 15-12 كمتر از فاز آلفا مي‌باشد. هم چنين اگر يك ورق اكسترود شده حاوي بلورهاي بتا براي ساخت يك فيلم جهت يافته كشيده شود، يا اين ورق گرماشکل¬دهی شود، بلورهاي بتا به بلورهاي آلفا تبديل مي‌شوند. ممكن است اين تغييرات زير دماي ذوب بلورهاي بتا اتفاق بيفتد. با توجه به اينكه چگالي بلورهاي بتا كمتر از بلورهاي آلفا مي‌باشد، طي اين انتقالات، فضاهاي خالي كوچک به وجود مي‌آيند كه كاهش حجم در اثر تبديل فاز بتا به فاز آلفاي فشرده‌تر را جبران كنند. اين فضاهاي خالي سبب پخش نور مي‌شوند و ظاهري سفيد رنگ را به محصول مي‌بخشند. در ادامه بحث خواهيم ديد كه چگونه توليد اين فضاهاي خالي سبب صرفه‌جويي اقتصادي و توليد محصولات منحصر به فرد مي‌شود. فاز بتا تفاوت‌هاي عميقي با فاز آلفا طي عمليات كشيده شدن نشان مي‌دهد. تنش تسليم كششي فاز بتا كمتر از فاز آلفا بوده و چگالي فاز بتا بيشتر از فاز آلفاست كه سبب كرنش شكست زیادی مي‌شود. به دليل چگالي زیاد، استحكام ضربه¬ای پلي¬پروپيلن به شدت افزايش مي‌يابد، بدون اينكه مدول خمشي آن تغييري كند. استحكام ضربه بهبود يافته: در همگن¬بسپارهاي پلي پروپيلن حضور بلورهاي بتا موجب دو برابر شدن استحكام ضربه Izod در دماي اتاق مي‌شود و استحكام ضربه همبسپارها (ICP)‌ نيز به شدت افزايش مي‌يابد. اين شرايط با شرايطي كه طي آن يك بسپار ضربه¬گير جهت افزايش استحكام ضربه به پلي پروپيلن افزوده مي‌شود تفاوت بسيار دارد. در اينجا حضور ذرات را بر پراكنده شده در همبسپار موجب افزايش ضربه‌گيري مي‌شود اما در مقابل مدول كاهش مي‌يابد. هسته‌گذاري بتا به تنهايي بر شكنندگي ذاتي پلي¬پروپيلن در دماهاي پايين غلبه نمي‌كند ولي همبسپار‌هاي فاز بتا افزايش مشخص استحكام ضربه در دماي 20- درجه سانتيگراد نسبت به همبسپارهاي فاقد هسته¬گذار‌ها بتا نشان مي‌دهند. بهبود قابليت گرماشکل¬دهی: پلي¬پروپيلن مزاياي بسياري جهت استفاده در بسته‌بندي‌هاي غذايي نظير صلبيت مناسب، سبكي، عملكرد مناسب در دماهاي زیاد و هزينه اندك دارد. به طور كلي، پلي‌پروپيلن به علت دماي ذوب یگانه و استحكام مذاب کم در مقايسه با ساير مواد بی¬ریخت عمليات گرماشکل¬دهی پيچيده‌تري دارد كه در نتيجه بازه دمايي كوچك آن است. مسئله استحكام ضربه براي محصولات ضخيم مثل آستري در يخچال مشكلات بيشتري ايجاد مي‌كند. تلاش‌هاي بسياري در زمينه افزايش استحكام مذاب پلي¬پروپيلن با افزودن پلي¬پروپيلن پرشاخه يا شبكه‌اي شده انجام شده است كه به علت هزينه بالا و تأثير منفي بر رفتار جريان‌پذيري با موفقيت رو به رو نشده است. از طرفي در سال‌هاي اخير تلاش‌هاي بسياري در جهت كاهش مقدار پلاستيك‌ها در بسته‌بندي براي صرفه‌جويي در مواد خام و كاهش هزينه‌ها و كاهش اتلاف پلاستيك‌ها انجام شده است. هسته‌گذاري بتا موجب بهبود فرآيندپذيري و كاهش وزن بسته‌بندي‌هاي پلي¬پروپيلني بدون كاهش صلبيت بسته نهايي شده است. همان¬طور كه قبلاً اشاره شد، فاز بتا دماي ذوب كمتري نسبت به فاز آلفا دارد، اگر از نمونه پلي¬پروپيلن حاوي دو فاز آلفا و بتا آزمايش گرماسنجی تفاضلی روبشي(DSC) گرفته شود، دو دماي ذوب، مربوط به فاز آلفا( 164) و فاز بتا ( 151) مشاهده خواهد شدبراي پلي¬پروپيلن حاوی بلورهاي بتا دماي كمتري جهت عمليات گرماشکل-دهی لازم است و بازه دمايي نسبت به پلي¬پروپيلن فقط حاوي فاز آلفا وسيع‌تر مي‌شود. به علت چگالی بيشتر فاز بتا، عمليات گرماشکل¬دهی قبل از اينكه تمامي بلورها ذوب شود، انجام مي‌شود، بدون اينكه نيازي به فشارهاي زیاد باشد. بنابراين مشكل خم شدن ورق كه به علت ذوب كامل ورق اتفاق مي‌افتد قابل كنترل خواهد بود و بلورهاي ذوب نشده به عنوان تقويت كننده عمل خواهند كرد. طي عمليات اكستروژن عوامل هسته¬ساز بتا هيچ تأثيري بر جريان‌پذيري مذاب ندارند، چه بلوري در مذاب وجود ندارد. بنابراين مزيت ديگري نسبت به ساير افزودني‌هاي افزاينده استحكام مذاب كه بر خواص فرآيندی مذاب تأثير مي‌گذارند به دست مي‌آيد. اگر يك ورق اكسترود شده در دماي کم‌تر از دماي ذوب فاز بتا گرماشکل¬دهی شود فضاهاي خالي كه قبلاً به آنها اشاره شده به وجود مي‌آيند. اگر درصد اين فضاهاي خالي زياد باشد محصول ظاهر سفيد رنگي پيدا مي‌كند حتي اگر رنگدانه سفيد به آن اضافه نشده باشد. علت اين ظاهر سفيد رنگ، پخش نور از فضاهاي خالي مي‌باشد. بار ديگر متذكر مي‌شويم كه چگالي زیاد فاز بتا موجب مي‌شود تا ظروف پلاستيكی يكنواخت بدون استفاده از فشار زیاد به دست آيد. معمولاً براي گرماشکل¬دهی پلي¬پروپيلن فشارهاي زیاد مورد نياز است. در واقع، تنش باقي¬مانده در ظروف پلي¬پروپيلن كه در دماهاي کم گرماشکل¬دهی شده‌اند در محصولات حاوي فاز بتا بسيار كمتر است. بنابراين از اين ظرف مي‌توان در دماهاي بالا استفاده كرد. مزيت دیگر هسته‌گذاري بتا در عمليات گرماشکل دهی رفتار کششي يكنواخت فاز بتا همراه با كاهش چگالي در اثر وجود فضاهاي خالي در مقايسه با فاز الفا منجر به تشكيل ديواره‌هاي ضخيم‌تر در وزن يكسان مي‌شود. صلبيت يك ظرف با استفاده از آزمون استحكام شكست Top-load آزمايش مي‌شود و مقدار معيني جهت يك كاركرد مشخص به دست مي‌آيد. ديواره‌هاي ضخيم‌تر موجب افزايش چشمگير استحكام شكست مي‌شود كه علت آن وابستگي توان سوم صلبيت ديواره به ضخامت آن است. از اين افزايش صلبيت مي‌توان در كاهش وزن كلي ظرف در عين استحكام شكست يكسان با ظروف حاوي فاز آلفا استفاده كرد. مطالعات نشان داده‌اند كه استفاده از فاز بتا موجب كاهش 15 درصدي وزن ظروف شده است. مقدار رنگدانه‌هاي سفيد اضافه شده نيز 50-30درصد كاهش مي‌يابد، چه حضور فضاهاي خالي موجب رنگ سفيد ظروف مي‌شود. مزيت اقتصادي ديگر استفاده از بتا افزايش توليد محصول همراه با كاهش زمان چرخه‌هاي عمليات است. در يك دستگاه توليد محصول را مي‌توان تا 20% افزايش داد. فيلم‌هاي جهت يافته فيلم‌هاي پلي¬پروپيلن ورق‌هاي اكسترود شده که در حالت جامد كشيده مي‌شوند در بسته‌بندي مواد غذايي، نوارها، برچسب‌ها و محصولات بهداشتي كاربرد دارند. كشش فيلم‌ها در يك جهت (فيلم‌هاي جهت¬يافته يك¬بعدي MOPP) يا در دو جهت (فيلم‌هاي جهت-يافته دو بعدي BOPP) انجام مي‌گيرد. با استفاده از هسته‌سازي بتا بدون استفاده از پر كننده مي‌توان فيلم‌هاي حاوي ریزحفره توليد كرد. همان¬طور كه مي‌دانيم افزودن پركننده نظير كربنات كلسيم سبب ايجاد حفره‌هاي خالي به هنگام كشيدن ورق بسپاري مي‌شود كه علت آن حفره¬زائی بسپار روی سطح پركننده است. به اين ترتيب فيلم به رنگ سفيد در مي‌آيد (به علت پخش نور از حفره‌هاي خالي) و چگالي هم كاهش مي‌يابددر اين مثال، هسته¬سازهاي بتا موجب سفيدي شديد نمونه وكاهش چگالي تا 12% شده¬اند. با توجه به اين¬كه حفره‌هاي خالي ناشي از هسته‌سازي¬هاي بتا بسيار كوچكند(كمتر ازميكرون)، فيلم داراي خواص فيزيكي بسيار عالي خواهد بود. حفره‌هاي ناشي از عوامل حفره‌ساز 10 تا 50 بار بزرگ‌تر از اين حفره‌ها هستند و موجب افت شديد خواص فيزيكي مي‌شوند. تخلخل ايجاد شده در اين فيلم‌ها موجب بهبود خاصيت چاپ‌پذيری مي‌شود چرا كه سطح‌ حفره‌هاي كوچك شكاف‌هايي را روي فيلم به وجود مي‌آورند كه جوهر مي‌تواند در آن نفوذ كند. در فيلم‌هاي جهت¬يافته دو بعدي سطح تخلخل بسيار بالا مي‌رود كه موجب افزايش سرعت انتقال بخار يا تنفس فيلم مي‌شود. كاربرد اين فيلم‌ها در لباس‌هاي ضد آب و غشاها مي‌باشد. مستربچ هسته سازهاي بتا : زماني كه مصرف¬كننده قصد استفاده از بسپار پلي¬پروپيلن فاز آلفا را داشته باشد مي‌تواند گرانول‌هاي PPحاوي فاز آلفا را مستقيماً از فروشنده تهيه نمايد، اما متاسفانه در مورد بسپار‌ حاوي هسته‌ سازهاي بتا اين امكان وجود ندارد. علت اين است كه تنها يك توليدكننده از اين نوع بسپار توليد كرده و آن هم بسپار MFR PP 3/0 است كه تنها براي توليد لوله‌هاي اكسترود شده استفاده مي‌شود. معمولاً افزودن مستقيم هسته‌¬ساز بتا به بسپار پلي-پروپيلن فاقد هسته¬ساز و اختلاط در اكستروژن جهت دست‌يابي به پراكنش يكنواخت بسيار گران تمام مي‌شود. كارخانجات Mayzo فناوری اختصاصي افزودن هسته¬سازهاي بتا را به دست آورده است. بنابراين مي‌توان مستربچ‌ها را مستقيماً به بخش خوراك¬دهي اكسترودر اضافه كرد. اين روش دقيقاً مشابه و به آساني افزودن مستربچ‌هاي رنگي به محصول مي‌باشد. مقدار متداول مستربچ استفاده شده 3-2% وزني بسپار پلي¬پروپيلن فاقد هسته¬ساز بتا مي‌باشد و به ماردان اختلاط اضافي جهت اختلاط يكنواخت نيازي نمي‌باشد. مستربچ‌هاي بتا را مي‌توان در مصارف غذايي كه تحت شرايط A-H مي‌باشند، استفاده كرد. نتيجه‌گيري : پلي¬پروپيلن حاوي عوامل هسته‌ساز بتا سبب دست يابي به خواص منحصر به فرد و توليد محصولات قالب‌گيري تزريقي، گرماشکل¬دهی شده و فيلم‌هاي جهت¬يافته مي‌شود. مستربچ‌هاي جديد بتا به مصرف كننده امكان استفاده مستقيم از هسته¬سازهاي بتا را در فرآيند مي¬د‌هند و به كاهش هزينه كمك مي‌كنند. ايران پليمر

ساخت و بهبود خواص غشاهای مهم مانند پلی پروپیلن با حفظ خواص درازمدت در برابر هیدروکربن های سنگین و مقاوم از نظر کاربردی جداسازی گاز طبیعی از مایعات مهم ترین نیاز صنایع نفت، گاز و پتروشیمی است که اولویت اصلی برای پژوهشگاه صنعت نفت محسوب می شود. یکی از ضروری ترین بخش های صنایع شیمیایی صنعت نفت جداسازی گاز از مایعات آن است، اساس کار پالایشگاه های گاز جداسازی گاز از مایع است؛ بنا بر این فرآیند بسیار هزینه بر جداسازی گاز از مایع، بخش جدایی ناپذیر صنایع شیمیایی صنعت نفت به شمار می آید. هزینه و انرژی بالای اجرای دو روش رایج جداسازی تقطیر و جذب و همچنین ایجاد مشکلات زیست محیطی این دو روش و فناوری غشایی به عنوان یک رقیب، مزایای زیادی دارد که مهم ترین آنها سهولت کار با غشاها، بحث زیست محیطی و نیاز به انرژی اندک است. قابل انعطاف بودن کاربرد فناوری غشایی در مناطق عملیاتی حتی سکوهای نفتی و استفاده از انواع خوراک های اولیه برای توسعه این فناوری از دیگر مزایای آن است. غشاها را بر اساس نوع کاربرد، قدرت جداکنندگی گازها، جداکنندگی مایعات، جداکنندگی بخارات و مواد سازنده غشا طبقه بندی می کنند. عمده غشاهای رایج غشاهای پلیمری هستند که به دلیل مزایای پلیمر از نظر ارزان بودن و شکل دهی کاربرد فراوانی دارند، اما بعضی کاربردها، کاربرد مواد غشایی را محدود می کنند، مانند کاربردهایی که برای جداسازی اکسیژن و تولید گاز سنتز است که نیاز به دمای بالا دارند و پلیمرها این تحمل را ندارند. در بخش پتروشیمی جداسازی خوراک از محصول، جداسازی الفین ها و پارافین ها از نیتروژن و در پالایشگاه ها جداسازی هیدروژن از هیدروکربن ها و در بحث جداسازی و تصفیه پساب ،جداسازی حلال ها، از موارد مختلف کاربرد غشا در صنعت است. پژوهشگاه صنعت نفت بر اساس اولویت موارد یادشده، کار کرده است و هم اکنون نیز، در بخش غشاهای پلیمری در پژوهشکده پلیمر حدود شش نفر در حال کار هستند. با بیان این که در زمینه به دست آوردن غشا از دو مسیر توسعه و ساخت غشاهای پلیمری و توسعه کاربرد غشاها می توان فعالیت کرد و غشاهای پلیمری با ویژگی های برتر در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده سپس به صورت یک "مدول" به تولید انبوه رسانده و در قالب یک مجموعه واگذار می شود. یکی از جداسازی هایی که به وسیله غشا انجام می شود، جداسازی دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن از گاز طبیعی یا همان شیرین سازی گاز است که کار عمده پالایشگاه های گاز کشور است.