جستجو در تالارهای گفتگو

چكيده: پوشش هاي پودري شامل رنگدانه ها و افزودني هاي پخش شده در يك بايندر تشكيل دهنده فيلم ( رزين و عامل پخت) مي باشند كه بصورت پودرهاي ريز توليد مي شوند . چنين پودرهايي با يك تفنگ الكترواستاتيك بر روي سطوح مورد نظر پاشش مي‌گردند. ذرات پودر در تفنگ باردار شده و لايه نازك چسبناكي را روي سطح مورد نظر تشكيل مي‌دهند و پس از عبور از يك كوره در اثر حرارت ، ذرات پودري ذوب شده و پس از ايجاد چسبندگي و باند عرضي يك پوشش سخت ، بادوام و غيرقابل انحلال را ارائه مي‌دهند. لغت پوشش پودري به هر دو پوشش پخت شده و حالت پودري اطلاق مي‌شود و هيچ گونه ابهامي در بكار بردن آن وجود ندارد ولي ترم پودر پوششي فقط براي حالت پودري استفاده مي‌شود . دانلود

مقدمه : نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر بهبود فوق‌العاده‌اي در بسياري از خواص فيزيکي و مهندسي پليمرهايي که در آنها از مقدار کمي پرکننده استفاده مي‌شود، ايجاد مي‌کند. اين تکنولوژي که امروزه مي‌تواند کاربرد تجاري نيز پيدا کند، توجه زيادي را طي سالهاي اخير به خود جلب کرده است. عمدة پيشرفت‌هايي که در اين زمينه بوقوع پيوسته، طي پانزده سال اخير بوده و در اين مقاله به اين پيشرفتها و همچنين مزيتها، محدوديتها و برخي مسايل و مشکلات آن خواهيم پرداخت. هر چند اخيراً پيشرفتهاي عمده‌اي در توسعة روشهاي سنتزي و کاربرد آنها در پليمرهاي مهندسي صورت گرفته و تحقيقاتي نيز در مورد خيلي از خواص مهندسي آنها صورت گرفته، ولي با اينحال، براي فهميدن مکانيزم‌هايي که باعث افزايش کارايي در نانوکامپوزيتهاي مرسوم به الياف تقويت مي‌شوند، مزيتها و امتيازاتي دارد، ولي هنوز نتوانسته تاثيري در بازار کامپوزيتهايي که در آنها جزء اليافي درصد بالايي دارد، ايجاد کند. موضوع فناوري نانو طي سالهاي اخير بطور فزاينده‌اي مطرح شده است. عرصة نانو، محدوده‌اي بين ابعاد ميکرو و ابعاد مولکولي است و اين محدوده‌اي است که دانشمندان مواد و شيميدان‌ها در آن به مطالعاتي پرداخته‌اند و اتفاقاً مورد توجه آنها نيز قرار گرفته است، مانند مطالعه در ساختار بلورها. ولي تکنولوژي که توسط علوم مواد و شيمي توسعه يافته و به نانومقياس معروف است، نبايد به عنوان نانوتکنولوژي تلقي شود. هدف اصلي در نانوتکنولوژي ايجاد کاربردهاي انقلابي و خواص فوق‌العاده مواد، با سازماندهي و جنبش آنها و همچنين طراحي ابزار در مقياس نانو مي‌باشد. تعريف نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر يک مثال موردي از نانوتکنولوژي هستند. در اين نوع مواد، از خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت (Smectite-type) از قبيل هکتوريت، مونت موريلونيت و ميکاي سنتزي، به عنوان پرکننده براي بهبود خواص پليمرها استفاده مي‌شود. خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت، ساختاري لايه‌اي دارند و هر لايه، از اتمهاي سيليسيم کوئورانيه شده بصورت چهار وجهي که به يک صفحه هشت وجهي با لبه‌هاي مشترک از Al(OH) 3 يا Mg(OH) 2 متصل شده، تشکيل شده است. با توجه به طبيعت پيوند بين اين اتمها، انتظار مي‌رود اين مواد خواص مکانيکي فوق‌العاده‌اي را در جهت موازي اين لايه‌ها نشان دهند ولي خواص مکانيکي دقيق اين لايه‌ها هنوز شناخته نشده‌اند. اخيراً با استفاده از روشهاي مدل‌سازي تخمين زده شده که ضريب يانگ در راستاي لايه‌ها، پنجاه تا چهارصد برابر بيشتر از يک پليمر عادي است. لايه‌ها نسبت صفحه‌اي (aspect ratio) بالايي دارند و هر لايه تقريباً يک نانومتر ضخامت دارد، در حاليکه شعاع آن از سي نانومتر تا چند ميکرون، متفاوت مي‌باشد. صدها يا هزاران عدد از اين لايه‌ها بوسيله يک نيروي واندروالسي ضعيف، روي هم انباشته مي‌شوند تا يک جزء رسي را تشکيل دهند. با يک پيکربندي مناسب اين امکان وجود دراد که رس‌ها را به اشکال و ساختارهاي گوناگوني، درون يک پليمر، به شکل سازمان‌يافته قرار دهيم. در گذشته، عمدتاً به اين شکل از دانه‌هاي رسي براي افزايش کارايي پليمر استفاده مي‌شود که آنها را در حد ميکروني خرد مي‌کردند تا از آنها در توليد پليمرهاي تقويت شده بوسيله پرکننده‌هاي در اندازه ميکرون، استفاده کنند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده. مي‌توان تصور کرد که خواص مکانيکي فوق‌العاده لايه‌هاي منفرد در اجزاي خاک­رس نتوانند در يک سيستم به طرز موثري عمل کنند و پيوندهاي ضعيف بين دو لايه منشاء ايراد در اين کار مي‌باشد. معمول است که از ميزان بالايي از خاک­رس استفاده شود تا به بهبود کافي هر ضرايب دست يابيم، در حاليکه اين کار باعث کاهش استحکام و سختي پليمر مي‌شود. شکل 1: اصول کاربردي متفاوت در ساخت ميکرو و نانوکامپوزيت‌هاي رايج اصلي که در نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر رعايت مي‌شود، اين است که نه تنها دانه‌هاي رسي را از هم جدا مي‌کنند، بلکه لايه‌هاي هر دانه را نيز از هم جدا مي‌کنند (همانطور که در شکل 1 بصورت شماتيک نشان داده شده است) با انجام اين عمل، خواص مکانيکي فوق‌العاده هر لايه نيز بطور موثر بکار مي‌آيد و اين در حالي است که در اجزاي تقويت­شده نيز بطور چشمگيري افزايش پيدا مي‌کند، زيرا هر جزء رسي خود از صدها تا هزارات لايه تشکيل شده است. ويژگيها نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر يکي از دستاوردهاي تحقيقات اين است که مشخص شده که بسياري از خواص مهندسي هنگاميکه از ميزان کمي معمولاً چيزي کمتر از 5% وزني، پرکننده استفاده شود، بهبود قابل توجهي مي‌يابد. در پليمرهايي چون نايلون (nylon-6) 6 هرگاه از چنين ميزان کمي پرکننده استفاده شود، يک افزايش 103 درصدي در ضريب يانگ، 49 درصدي در قدرت کشساني و 146 درصدي در مقاومت در برابر تغيير شکل بر اثر گرما، از خود نشان مي‌دهد. ساير خواص فيزيکي بهبود يافته عبارتند از: مقاومت در برابر آتش، مقاومت بارير (barrier resistance) و هدايت يوني. امتياز ديگر نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر اين است که تاثير قابل توجهي بر خواص اپتيکي پليمر ندارند. ضخامت يک لايه رس منفرد، بسيار کمتر از طول موج نور مرئي است، بنابراين نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر که خوب ورقه شده باشد، از نظر اپتيکي شفاف مي‌باشد. ميکرو نانوکامپوزيت‌هايي که تصويرشان در شکل 1 نشان داده شده، از ترکيب خاک­رس و پلي­پروپيلن و با استفاده از روش سرد کردن سريع جهت به حداقل رساندن اثر کريستاليزاسيون، ساخته شده‌اند. ميکروکامپوزيت‌هاي مرسوم، قهوه‌اي و مات به نظر مي‌رسند، در حاليکه نانوکامپوزيت‌ها تقريباً شفاف و بيرنگند. با اين دلايل، نتيجه مي‌گيريم که نانوکامپوزيتهاي خاك­رس/ پليمر نمايش خوبي از نانوتکنولوژي مي‌باشد. با سازماندهي و چينش ساختار کلي در پليمرها در مقياس نانومتر، مواد جديد با خواص نو يافت شده‌اند. نکته ديگر در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين است که اين تکنولوژي، فوراً مي‌تواند کاربرد تجاري پيدا کند، در حاليکه بيشتر نانوتکنولوژي‌هاي ديگر، هنوز در مرحله مفاهيم و اثبات هستند. كاربردهاي نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر اولين کاربرد تجاري اين مواد با استفاده از نانوکامپوزيت خاك­رس / نايلون 6 بعنوان روکش نوار زمان‌سنج براي ماشينهاي تويوتا در همکاري با ube در سال 1991 بود. به فاصله کمي بعد از آن Unikita نانوکامپوزيت نايلون6 را بعنوان محافظ روي موتورهاي GDI شرکت ميتسوبيشي معرفي کرد. در آگوست 2001، ژنرال موتورز و باسل، کاربرد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را بعنوان جزء مکمل COMC ساخاري و شورلت اکستروژن‌ها به همگان اعلام کرد. اين امر با کاربرد اين نانوکامپوزيت‌ها در درب‌هاي شورلت ايمپالاز (Impalas) صورت گرفت. اخيراً شرکت نوبل پليمرز (Noble/Polymers) نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پلي‌پروپيلن را براي استفاده در صندلي‌هاي هندا آکورد ساخته است و اين در حالي است که Ube دارد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / نايلون12 (clay/nylon-12) را براي استفاده در اجزاي سيستم سوخت‌رساني، توليد مي‌کند. علاوه بر کاربرد در صنعت خودرو، نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، به صنايع نوشيدني‌ها نيز راه يافته‌اند. Alcos CSZ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر چندلايه را در کاربردهاي جديد خود (بعنوان مواد خطي – سدي) (barrier liner materials) بکار مي‌برد. شرکت Honey well محصولات نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري Aegis TM NC resin را در بسته‌بندي نوشيدني‌ها بکار مي‌برد و اخيراً شرکت‌هاي Mitsubishi Gas Chemical و Nano car ، نانوکامپوزيتهاي Nylon-MXD6 را براي ساخت بطري‌هاي چند لايه (polyethylene terephtalate) PET ساخته است. تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اگرچه تحقيقات در مورد ترکيب خاك­رس/ پليمر به قبل از 1980 برمي‌گردد، ولي کارهايي که در آن زمان صورت گرفت را نبايد در تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر به حساب آورد، چرا که هيچگاه به نتيجه چشمگيري براي بهبود خواص فيزيکي و مهندس آنها ختم نشد. در حقيقت مي‌توان منشاء نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر را کارهاي شرکت تويوتا که تلاش براي لايه‌لايه کردن دانه‌هاي رسي در نايلون6 شروع شد، دانست. آنها فاش ساختند که توانسته‌اند بهبود قابل توجهي در خواص پليمرها، با تقويتشان بوسيله خاک رس در مقياس نانومتر، ايجاد کنند. از آن موقع به بعد تحقيقات وسيعي در اين زمينه در سطح جهان انجام شده است. در حال حاضر اين بهبودها به ساير پليمرهاي مهندسي از جمله پلي­پروپيلن (PP) ، پلي­اتيلن، پلي­استايرن، پلي­وينيل کلريد،­ آکريلونيتريل، پليمرهاي بوتا اي ان اسنايرن (ABS) ، پلي­متيل متاکريلات، PET ، کوپليمرهاي اتيلن سوينيل استات، پلي­اکريلونيتريل، پلي­کربنات، پلي­اتيلن اکسيد (PEO) ، اپوکسي رزين، پلي­اميد، پلي­لاکتيد، پلي­کاپرولاکتون، فنوليک رزين، پلي­پي­فنيلن وينيلن، پلي­پيرول، لاستيک، استارک (آهار)، پلي­اوراتان، پلي­وينيل پيريدين، سرايت کرده. تکنولوژي ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر مرحله نهايي در ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، جدا جدا کردن لايه‌هاي رسي و پخش آن در پليمر مي‌باشد. استراتژي کار بستگي دارد به سازگاري و همگون بودن رس و پليمري که استفاده مي‌شود. اين تعيين مي‌کند که آيا نياز به عمليات مقدماتي روي خاك­رس يا پليمر قبل از مخلوط کردن هست يا نه. اگر سطح لايه‌هاي سيليکاتي با پليمر، سازگار و همگون باشد، اختلاط مستقيم بين اين دو مي‌تواند اتفاق بيفتد، بدون اينکه نياز به عمليات مقدماتي باشد. چنين مواردي بيشتر وقتي اتفاق مي‌افتد که پليمر قابل حل در آب، مانند PEO يا PVP استفاده کنيم، چرا که اين پليمرها و سطح لايه‌هاي سيليکات، هر دو آبدوست هستند و نيروهاي دوقطبي يا وان‌دروالسي بين لايه‌هاي سيليکات، باعث سهولت جذب مولکولهاي آبدوست و ايجاد فشارهاي عمودي روي لايه مي‌شود که در نتيجه باعث جداکردن تک‌تک لايه‌هاي رسي در اين پليمرها مي‌گردد. اما به هر حال، بيشتر پليمرها آب گريز و در نتيجه با دانه‌هاي رسي آبدوست، ناسازگار هستند. در اين موارد نياز به يکسري عمليات مقدماتي روي خاک­رس يا پليمر داريم. پرکاربردترين روش‌هاي براي اصلاح دانه‌هاي رسي، استفاده از آمينواسيدها، نمکهاي آمونيم آلي و يا فسفونيم تترا ارگانيک‌هاست تا سطح آبدوست رس‌ها را به آب گريز تبديل کنيم. دانه‌هاي رسي که به اين روش اصلاح مي‌شوند، ارگانوکلي ناميده مي‌شوند. در مورد پليمرهايي که فاقد هرگونه گروه عاملي مي‌باشند، مانند پلي­پروپيلن (PP) ، معمولاً از تکنيک­هاي افزودن گروه عاملي قطبي روي زنجيره پليمري استفاده مي‌شود و يا اينکه در طي فرآيند ساخت، پليمرهاي پيوند خورده را بصورت مستقيم وارد مي‌کنند. مثلاً در نانوکامپوزيت­هاي رسي / پلي­پروپيلن (clay PP) از مالئيک اسيد پيوند خورده به پلي­­پروپيلن، بصورت مستقيم استفاده شده است. در طي پيشرفتهاي اخير، از مخلوطي که پلي پروپيلن، پروپيلن پيوند خورده با مالئيک ايندريد و ارگانوکلي استفاده شده است. روشهاي زيادي در توليد نانوکامپوزيتها استفاده شده، ولي سه روشي که از ابتداي کار توسعه بيشتري يافته‌اند عباراند از: پليمريزاسيون insitu ، ترکيب محلول القاشدن و فرآيند ذوبي . روش اينسيتو عبارت است از وارد نمودن يک پيش ماده پليمري بين لايه‌هاي رسي و آنگاه پهن کردن و سپس پاشيدن لايه‌هاي رسي درون ماده زمينه (matrix) با پليمريزاسيون. ابتکار اين روش بوسيله گروه تحقيقاتي شرکت تويوتا بود و زماني رخ داد که مي‌خواستند نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر6 را بسازند. اين روش قابليت و توانايي توليد نانوکامپوزيتهايي با لايه لايه شدگي خوب را دارد و در محدوده وسيعي از سيستم­هاي پليمري، کاربرد دارد. اين روش براي کارخانه‌هاي پليمر خام مناسب است تا در فرآيندهاي سنتزي پليمر، نانوکامپوزيت‌هاي رسي / پليمر بسازند و مخصوصاً براي پليمرهاي ترموستينگ (پليمرهايي که در برابر گرما مستحکم‌تر مي‌شوند) بسيار مفيد است. روش ترکيب محلول القا شده (solution induced interceletion) از يک حلال براي بارگيري و پخش رس‌ها در محلول پليمري استفاده مي‌شود. اين روش هنوز مشکلات و موانع زيادي را در راه توليد تجاري نانوکامپوزيت‌ها پيش رو دارد. قيمت بالاي حلالهاي مورد نياز و همچنين مشکل جداسازي فاز حلال از فاز محلول توليد شده، از جمله اين موانع هستند. همينطور در اين روش، نگرانيهايي از نظر امنيت و سلامتي وجود دارد . با اين وجود اين روش در مورد پليمرهاي محلول در آب قابل اجرا و مقرون به صرفه است، بخاطر قيمت پايين آب که بعنوان حلال استفاده مي‌شود و همچنين امنيت بيشتر و خطر کمتر آن براي سلامتي. در روش فرآيند ذوبي، ترکيب خاك­رس و پليمر در حين ذوب شدن انجام مي‌شود. بازده و کارآيي اين روش به اندازه روش اينسيتو نيست و کامپوزيتهاي توليد شده، ورقه‌ورقه شدگي کمي دارند. به هر حال اين روش مي‌تواند در صنايع توليد پليمر قديمي که در آنها از روشهاي قديمي مانند قالبگيري و تزريق (Extrution and injection molding) استفاده مي‌شود، بکار رود و اتفاقاً نقش مهمي در افزايش سرعت پيشرفت توليد تجاري نانوکامپوزيت‌هاي رس / پليمر ايفا کرده است. علاوه بر اين سه روش با روش‌هاي ديگر نيز در حال توسعه هستند که عبارتند از: ترکيب جامد، کوولکانيزاسيون و روش سل-ژل. اين روشها بعضاً در مراحل ابتدايي توسعه هستند و هنوز کاربرد وسيع پيدا نکرده‌اند. رقابت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر با کامپوزيتهاي اليافي با پيدا شدن سروکله تکنولوژي نانوکامپوزيت، جهشي در زمينه تقويت پليمرها بوجود آمده، و معقول به نظر مي‌رسد که فکر کنيم نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، بتوانند جاي کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف مرسوم را بگيرند. از نظر تئوري، تقويت پليمرها در مقياس نانويي، امتيازات برتري نسبت به کامپوزيتهاي تقويت­شده با الياف دارند. ضعف کامپوزيت­هاي تقويت شده با الياف، در واقع يک شکست در راه استفاده مفيد از خواص ذاتي و طبيعي مواد است. مثلاً سعي مي‌کنيم که با بکارگيري پيوندهاي قوي کووالانسي و استفاده از صفحه‌هاي آروماتيک ساختار گرافيتي، مواد کربني را مستحکم‌تر کنيم. در حاليکه الياف کربني که امروزه استفاده مي‌شود، تنها 3 تا 4 درصد استحکام نظري صفحات آروماتيک را به دست مي‌دهند. عدم اتصال داخلي بين صفحات آروماتيک در ساختار الياف کربني، مانع دستيابي به استحکام مطلوب مواد مي‌شود، در حاليکه اين مشکل در مورد نانوکامپوزيتهاي تقويت­شده با پرکننده‌هاي لايه‌اي وجود ندارد. هنگاميکه از پرکننده‌هاي لايه‌اي و ورقه‌اي در زمينه پليمري استفاده مي‌شود، اتصالات و پيوندهاي داخلي بوجود آيد و بنابراين حداکثر استفاده از خواص ذاتي و طبيعي لايه‌هاي منفرد مي‌شود. در حقيقت خواص مکانيکي بدست آمده، در بهترين نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر بسيار کمتر از کامپوزيتهايي است که از درصد بالايي الياف، براي تقويت استفاده مي‌کنند. در حال حاضر بيشترين پيشرفتها و بهبودها در خواص مکانيکي نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 بدست آمده که در آنها 4 درصد وزني از خاك­رس بارگذاري شده است. شکل 2 ضريب و قدرت کشساني اين نانوکامپوزيت را با نايلون 60 و نايلون 60 تقويت شده با 48 درصد وزني، الياف خرده شيشه‌اي نشان مي‌دهد. مشاهده مي‌شود که بهترين نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري، هنگاميکه حجم بالايي از جز را تقويت‌کننده اليافي مطرح باشد، نمي‌تواند با کامپوزيتهاي اليافي همساني و رقابت کند. به منظور دستيابي به خواص مکانيکي بهتر عناصر تقويت‌کننده بيشتري در نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مورد نياز است، در حاليکه چنين کاري غيرممکن است. زيرا هنگاميکه عمل لايه لايه شدن اتفاق مي‌افتد، سطح تماس لايه‌هاي رسي صدها و بلکه هزاران برابر مي‌شود و اين باعث مي‌شود که مولکولهاي پليمر کاني، براي خيس کردن تمام سطح تقويت‌کننده‌هاي رسي نداشته باشيم. شکل 2 در هر حال، هنگاميکه بحث استفاده از درصد پايين پرکننده مطرح باشد، در اين حالت نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را با کامپوزيتهاي تقويت شده بوسيله الياف، مقايسه کنيم، مي‌بينيم که نانوکامپوزيتها تقويت بهتري را نسبت به کامپوزيتهاي اليافي مرسوم، نشان مي‌دهند. اطلاعات بدست آمده بوسيله تحقيقات Fornes و Panl در مورد ضريب يانگ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 و کامپوزيت­هاي نايلون6 تقويت شده با الياف شيشه‌اي در محدوده استفاده از 10 درصد وزني پرکننده، در شکل 3 رسم شده است. مي‌توان مشاهده نمود که نانوکامپوزيتها کارآيي بيشتري را در بهبود ضريب يانگ نسبت به کامپوزيتهاي اليافي نشان مي‌دهند. شکل 3 از مقايسه بالا مشهود مي‌گردد نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر در محدوده بارگذاري درصد پايين از الياف، امتيازاتي نسبت به کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف دارند و مطمئناً بازار کامپوزيتهاي اليافي مرسوم با حجم پايين از جزء اليافي، با پيشرفت نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمري تحت تاثير قرار خواهد گرفت، ولي فعلاً تابحال، پيشرفت در نانوکامپوزيت­ها تاثير کمي روي بازار کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف گذاشته است. مشكلات توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر علاوه بر پرکننده‌ها، عمده مشکلات پيش­روي پيشرفت نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر عبارتنداز: عدم شناخت مکانيزمهاي موثر در افزايش کارايي، به کاربردي پليمرهاي ترموستينگ و عدم پايداري ارگانوکلي‌ها در برابر حرارت. اگرچه مدل‌سازي‌هاي زيادي در جهت پيشبرد درک از مکانيزم افزايش کارايي عمده خواص فيزيکي و مهندسي در استفاده از نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر انجام شده، ولي هنوز مسافت زيادي را پيش­رو داريم. به­عنوان مثال، هنوز خواص فيزيکي مهندسي لايه‌هاي منفرد سيليکات، دقيقا شناخته نشده‌اند. از اين رو مشکل است که يک مکانيزم تقويت‌کننده ايجاد کنيم، و از طرفي، ساختار ذغال باقيمانده ناشي از احتراق نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمر هنوز روشن نيست. بدون آن ممکن نيست مکانيزمي براي ايجاد مقاومت در برابر آتش، براي آن طراحي کنيم. مدل‌سازيها و تحقيقات تجربي اساسي، بايد در جهتي هدايت شود که در آينده اين موانع برطرف شوند. به کاربردن پليمرهاي ترموستينگ، مشکل عمده ديگري در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مي‌باشد. ترکيب خاک­رس با يک پيش ماده پليمر ترموستينگ مي‌تواند عامليت يک پليمر را تغيير دهد. تغيير در عامليت بر ميزان اتصالات عرضي تاثير مي‌گذارد و بخوبي مشخص است که عمده خواص مهندسي پليمر‌هاي ترموستينگ، تابعي از ميزان تعداد اتصالات عرضي است. با اين وجود گزارش‌هايي هم وجود داشته مبني بر بهبود خواص مکانيکي سيستمهاي پليمري تروستينگي که ميزان اتصالات عرضي آن پايين بوده است، از جمله اپوکسي رزين با T g پايين و پلي اوراتان‌ها. آخرين مسئله مستقيماً بر مي‌گردد به نگراني در مورد تجاري‌سازي نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر، کمبود ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما و نيز از نظر تجاري در دسترس، از موانع ثبت شده در اين مسير هستند. بيشتر ارگانوکلي‌هاي در دسترس، از جايگزيني کاتيون فلزي درون ساختار رس، با نمکهاي آمونياک آلي تهيه مي‌شوند. اين نمکهاي آمونيم در مقابل گرما ناپايدارند و حتي در دماهاي کمتر از 170 درجه سانتيگراد از بين مي‌روند. مسلماً چنين مواد فعال سطعي (سورفکتنت) براي بيشتر پلاستيکهاي مهندسي هنگاميکه از تکنولوژي فرآيند ذوب شدن براي ساختن نانوکامپوزيت‌ها استفاده شود، صاحب نيستند و ساخت نانوکامپوزيتهايي که در آن از ارگانوکلي‌هاي اصلاح شده بوسيله نمکهاي آمونيم بکار رفته، با استفاده از تکنيک‌هاي ديگر، به يک معضل تبديل شده است. اگرچه تعداد زيادي سورفکتنت پايدار در برابر گرما، مثل فسفونيم شناخته شده‌اند، ولي اين سورفکتنت‌ها براي کاربرد تجاري، مقرون به صرفه نيستند. نوآوري‌هايي در جهت اصلاح رس‌هاي آبدوست با استفاده از پليمرها و اليکومرهاي چند عاملي انجام شده تا ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما براي توليد نانوکامپوزيتهاي رس / پليمر بسازند. خلاصه و نتيجه‌گيري: پيشرفت‌هاي عمده در توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر به پانزده ساله اخير بر مي‌گردد و مزيتها و محدوديتهاي اين تکنولوژي روشن شده است. با اين حال، تا شناخت مکانيزم‌هاي افزايش کارايي و بهبود خواص مهندسي آنها و اينکه بتوانيم ريزساختارهاي آنها را سازماندهي و چينش کنيم تا به خواص مهندسي ويژه دست پيداي کنيم، راه طولاني در پيش رو داريم. در مواقعي که از درصد پايين پرکننده استفاده شود، نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين پتانسيل را دارند تا جايگزين کامپوزيتهاي مرسوم تقويت شده با الياف شوند.

ماده‌ای زیست فعال و زیست سازگار به کمک نانوذرات و با توانایی بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی به دست مهندسان پلیمر ‏پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران طراحی و ساخته شد. این ماده علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، می‌تواند ‏تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید.‏ اگرچه اثبات شده است که ذرات هیدروکسی آپاتیت باعث افزایش تکثیر و تمایز سلولی در شرایط برون تنی می‌شوند، اما ‏تاکنون مطالعه چندانی در رابطه با اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت قرار گرفته در بستر پلیمری پلی هیدروکسی آلکانوآت روی ‏پاسخ‌های سلولی انجام نگرفته است. واضح است که تعیین اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر رفتار سلولی بستر پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت اولین و مهمترین مرحله برای توسعه کاربردهای این نانوکامپوزیت‌ها است. ‏ در این کار تحقیقاتی اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت کامپوزیت شده با پلی‌استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری ‏بر روی تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آنالیزهای بافت‌شناسی و محتوای ‏DNA، ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده قادر بودند که به طور معنی داری تمایز و تکثیر سلول‌های استخوانی را القا نمایند و از این جهت ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده به عنوان یک گزینه مناسب برای مهندسی بافت استخوان معرفی شدند.‏ مهدی سادات شجاعی هدف این تحقیقات را توضیح داد: «در تحقیقات حاضر، هدف ساخت یک ماده زیست فعال و زیست ‏سازگار بود که علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، بتواند تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید و در ‏نتیجه امکان بهبود سریع‌ترآسیب‌های استخوانی را فراهم کند.»‏ دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر ادامه داد: «در این تحقیق نانوذرات هیدروکسی آپاتیت با روش هیدروترمال ‏ساخته شدند و پس از کامپوزیت کردن با پلی استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری (پلی هیدروکسی آلکانوآت‌ها)، ‏خواص ساختاری (شامل خواص حرارتی و رئولوژیکی) و زیستی (شامل زیست فعالیت، چسبندگی سلولی، پخش شدگی سلولی، ‏تکثیر سلولی و تمایز سلولی) آنها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نیز سازوکار‌های بهبود در پاسخ‌های سلول‌های استخوانی ‏تجزیه و تحلیل گردید.»‏ یکی از مهمترین نتایج تحقیق حاضر را شاید بتوان بهبود چشمگیر در خواص زیستی نانوکامپوزیت‌های پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت/هیدروکسی آپاتیت در مقایسه با پلیمر خالص دانست. سادات شجاعی در تکمیل نتایج به‌دست آمده گفت: «بر اساس ‏بررسی‌های فعالیت متابولیکی و همچنین بررسی غلظت ‏DNA‏ سلول‌ها، یک افزایش معنی‌دار و شدید در فعالیت متابولیکی و ‏تکثیر سلولی برای سلول‌های استخوانی روی سطح نانوکامپوزیت‌های ساخته شده در مقایسه با پلیمر خالص مشاهد شد. همچنین ‏بر اساس بررسی‌های بافت‌شناسی، در حالیکه هیچ تمایز سلولی معنی داری روی سطح پلیمر خالص قابل مشاهده نبود، روی ‏سطح نانوکامپوزیت‌های با غلظت پرکننده زیاد، سلول‌های پیش استئوبلاست به طور موثری به سلول‌های استئوبلاست بالغ تمایز ‏یافتند که دلالت‌کننده نقش موثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت در القای تمایز سلول‌های استخوانی است.»‏ با توجه به اینکه نانوکامپوزیت‌های فوق دارای زیست فعالیت افزایش یافته بوده و به طور همزمان تکثیر سلول‌های استخوانی ‏و تمایز سلول‌های پیش استخوانی به سلول‌های استخوانی بالغ را تحریک می‌کنند، لذا به کارگیری نانوکامپوزیت‌های فوق برای ‏ترمیم آسیب‌های استخوانی می‌تواند سرعت ترمیم استخوان را چندین برابر نسبت به نمونه‌های سنتی افزایش دهد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر مهدی سادات شجاعی دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر و دکتر محمدتقی ‏خراسانی و دکتر احمد جمشیدی اعضای هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران صورت گرفته است، در مجله ‏ ‏Materials Science and Engineering C‏ (جلد 33، شماره 5، 1 جولای سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان که آلما نام دارد به طور رسمی در کشور شیلی راه اندازی گردید.این تلسکوپ رادیویی برای بهتر رصد کردن فضا ساخته شده است و در صحرای آتاکاما (واقع در کشور شیلی) نصب شده است. خاک قرمز این صحرا منظره سیاره مریخ را برای بینندگان تداعی میکند. تلسکوپ رادیویی آلما 50 آنتن دارد و برای کشف اسرار کهکشان به کار میرود این تلسکوپ رادیویی، نور ساطع شده از ستاره هایی که در حال تولد هستند را دریافت میکند . طول موج این نور در حدود چند میلیمتر یا کمتر از یک میلیمتر است و بین امواج مادون قرمز و امواج رادیویی قرار دارد. آنتن های این تلسکوپ رادیویی میتوانند یک مسیر 150 متر تا 15 کیلومتری را طی کنند، به این ترتیب میتوان بزرگ نمایی آلما را تغییر داد. تلسکوپ رادیویی مذکور میتواند طول موج های بلندتری که از فواصل دورتر به زمین میرسند را جمع آوری کند. بنابراین کارایی آن از نمونه های قبلی بیشتر است. 30 سال بود که برای احداث یک رصدخانه رادیویی در صحرای آلما برنامه ریزی می شد و سرانجام با صرف 3/1 میلیار دلار هزینه و 10 سال وقت، این پروژه به بهره برداری رسید. در حال حاضر میتوان با استفاده از این تلسکوپ رادیویی به سوی ناشناخته های کهکشان دریچه ای گشود و اجرام آسمانی که قرن های پیش در نقاط دور دست کهکشان متولد شدند را رصد نمود. رصدخانه مذکور در ارتفاع 5000 متری از سطح زمین قرار دارد بنابراین اختر شناسان برای نفس کشیدن در آن ارتفاع باید با خود اکسیژن حمل کنند. در مراسم راه اندازی تلسکوپ رادیویی آلما عنوان شد که با استفاده از این نوآوری میتوان هم به عمق حیات در کهکشان دست یافت و هم از سابقه حیات در زمین اطلاعات بیشتری به دست آورد. در پایان مراسم نیز رئیس جمهور کشور شیلی از دانشمندان اخترشناس دعوت کرد که همگی بشقاب های سفید تلسکوپ رادیویی خود را با یک حرکت قوسی به سمت مرکز کهکشان بچرخانند. در این مراسم که از طرف ایستگاه فضایی بین الملی برگزار شده بود دانشمندانی از ناسا و آژانس فضایی کانادا نیز دعوت داشتند تا به دست اندرکاران این اختراع جدید تبریک بگویند. کار گروهی برای تلسکوپ رادیویی آلما تلسکوپ رادیویی آلما از 66 بشقاب تشکیل شده است که قطر بیشتر آنها 12 متر میباشد. تصویری که توسط این بشقاب ها گرفته میشود به قدری دقیق است که گویا توسط یک تلسکوپ نوری به قطر 16 کیلومتر گرفته شده است در حال حاضر این تلسکوپ امواجی با طول موج میلیمتری یا زیر یک میلیمتر را دریافت میکند اما در آینده کارایی آن به گونه ای ارتقاء می یابد که وضوح فضایی (قدرت تفکیک پذیری زاویه ای) آن از تلسکوپ فضایی هایل نیز بیشتر شود. قدرت جذب امواج با طول موج یک میلیمتر یا کمتر از آن باعث میشود که تلسکوپ رادیویی آلما بتواند از پدیده هایی که در فضا رخ میدهند اما به علّت وجود گاز و گرد و غبار در روشنایی روز قابل رویت نیستند، تصاویری تهیه نماید. ذرات گرد و غبار موجود در فضا نور مرئی به طول موج میلیمتری با کمتر از یک میلیمتر را جذب میکنند و آن را منعکس مینمایند بنابراین ابرهایی از گاز و گرد و غبار که در محل تولد ستاره های جدید تشکیل میشود و حلقه هایی از غبار که ستارگان را در بر گرفته اند و منشاء تشکیل سیارات هستند توسط آلما شناسایی میگردند. اخترشناسان معتقدند که تلسکوپ رادیویی آلما از راز تشکیل و نابودی ستارگان پرده بر میدارد به نظر آنها با این تلسکوپ رادیویی عملاً مراحل و محل تشکیل سیارات قابل مشاهده است. این پروژه حاصل همکاری آمریکای شمالی، اروپا، کشورهای شرق آسیا و شیلی میباشد. هر یک از این همکاران حدود یک سوم آنتن های تلسکوپ رادیویی آلما را تولید کردند و بقیه کارهای این پروژه را نیز بین خود تقسیم نمودند. در این پروژه به کشور شیلی کمتر از همکاران دیگر کار واگذر شده بود. بنابراین به عنوان پاداش، در روز افتتاحیه به اخترشناسان شیلی 10% شرکای دیگر فرصت دادند تا با استفاده از این تلسکوپ رادیویی به رصد فضا بپردازند. همکاری این کشورها در تولید تلسکوپ رادیویی آلما سبب شد که دانشمندان آنها بتوانند برای رصد فضا به تجهیزات قوی تری دست یابند. اگر این کشورها میخواستند به طور انفرادی عمل کنند. نمی توانستند چنین تلسکوپ رادیویی با عظمتی بسازند. صحرای آناکاما برای رصد فضا منطقه مناسبی است زیرا در این منطقه خالی از جمعیت، آسمان صاف تر است و امواج الکترومغناطیسی منتشر شده از رادیو و تلویزیون کمتر در یکدیگر تداخل کرده و در نتیجه میتوان امواج رادیویی ستاره ها و کاوشگرها را به راحتی دریافت نمود. ضمناً از آنجا که این تلسکوپ رادیویی در ارتفاع بالایی از سطح زمین نصب شده است، رطوبت موجود در جو زمین نمی تواند جلوی رسیدن امواج رادیویی به این تلسکوپ رادیویی را بگیرد. تلسکوپ رادیویی مذکور بسیار پیشرفته تر از نمونه های موجود میباشد و میتواند طول موجهای یک میلیمتری را نیز دریافت کند. همیشه برای تجهیزات جدیدی که ساخته میشود رقیبی به صحنه می آید که دیگران انتظار آن را ندارند اما میتوان با اطمینان گفت که تا چندین سال دیگر برای این تلسکوپ رادیویی رقیبی پیدا نخواهد شد. تلسکوپ رادیویی آلما در عین سبکی از استحکام بالایی برخوردار است در حال حاضر تلسکوپ رادیویی آلما مجهز به 57 بشقاب است ولی قرار است که به زودی با 66 بشقاب کار کند. این بشقاب های عظیم الجثه از فولاد و پلاستیک تقویت شده با الیاف کربن ساخته شده اند. بنابراین از چنان استحکامی برخوردار میباشند که وزن آنها موجب تغییر شکل این سازه نمی گردد. آنتن های مذکور با فناوری پیشرفته ای ساخته شده اند. قطر این آنتن 12 متر و دقت سطحی آن بهتر از 25 میکرون (معادل قطر موی انسان) میباشد. برای پردازش اطلاعاتی که توسط 66 بشقاب جمع آوری میشود، ابررایانه جدیدی ساخته شده است که میتواند در هر ثانیه 10× 17 تصویر گرفته شده را تجزیه و تحلیل کند. این ابررایانه در رصدخانه ای نصب گردید که بنابر اظهارات دانشمندان، بعد از ایستگاه را آهن تبت، دومین سازه مرتفع جهان میباشد. حدود 10 سال پیش که مدیر پروژه آلما به این محل آمده بود هیچ نشانه ای از چنین فناوری وجود نداشت اما در روز افتتاح با دیدن پنجاه بشقاب این تلسکوپ رادیویی واقعاً شگفت زده شد و دستخوش احساسات گردید. الته نباید از نظر دور داشت که برای دیدن چنین روز باشکوهی دانشمندان سختی های زیادی را تحمل کردند. احداث رصدخانه آلما در کشور شیلی باعث شد آنچه که دور از چشم و در فضا رخ میدهد قابل رویت شود.منبع : مجله بسپار

چندسازه های چوب- پلاستیك بسیاری از تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی مواد سازگار با محیط زیست ایجاد كردند كه موافق CPSIA بوده و با چند سازه های چوب- پلاستیك باعث كاهش وابستگی این مواد به پلاستیك های پتروشیمیایی میشود. یك گروه جدید از مواد كه در تولید اسباب بازی كاربرد پیدا كرده اند زیست چندسازه های گرمانرمی هستند كه توسط شركت كانادائی JER به همراه انجمن علمی محققان كانادا (NRC) برای اولین بار ایجاد شده است. این اختراع از مواد زاید و یا محصولات جانبی صنایع مانند لیف های چوب یا پوش برنج برای تولید گروهی از مواد سازگار با محیط زیست استفاده می كند و دوام پلاستیك را با كارایی و ظاهر چوب دارا است. فناوری زیست چندسازه های JER موادی با عمر طولانی و مقاوم در برابر پوسیدن، قالب گیری، حشرات و آب دارا میباشد. درحالیكه چندسازه های چوب پلاستیك (WPC) یكی از شاخه های در حال رشد در صنایع پلاستیك امروزی میباشد، اغلب محصولات رایج WPC (ازآنجایی كه این مواد قابلیت قالب گیری تزریقی ندارند) در مواردی مانند عرشه كشتی و یا نرده به كار میروند. برعكس، تركیبات مهندسی شده زیست چندسازه گرمانرم JER میتواند با تزریق به شكل های موردنظر قالب گیری شوند. فناوری ثبت شده JER و فرآیندهای خاص تولید به آن این اجازه را می دهد كه برای قالب گیری تزریقی فرمول هایی با 30 تا 50 درصد الیاف و یا فرمول های با مقدار 60 درصد الیاف مستربچ تهیه شود. وابسته به نیازهای كاربری نهایی ضایعات یا مواد جانبی، یا مواد الیافی پوست بلوط، كاج یا برنج با گرمانرم اولیه یا گرمانرم بازیافت شده شامل پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن پرچگالی (HPE)، پلی استایرن (PS)، یا الفین گرمانرم (TPO) تركیب میشوند. برای قالب گیری این محصولات، دمای قالب گیری كمتری موردنیاز میباشد كه امكان ذخیره انرژی تا 30 درصد را برای مشتری فراهم می كند. راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی نیز به سوی استفاده از مواد پلاستیكی بازیافت شده سازگار با محیط زیست متمایل هستند. برای یاری كردن مشتری ها، PolyOne Corporation ماده ای تهیه كرده كه محصولات را از نظر رسیدن به استانداردهای قابلیت نوسازی، بازیافت، كار مجدد و تركیبات تعیین می كند. رسیدن به رنگهای مختلف كه معمولاً در اسباب بازیها یا لوازم خانگی به كار می روند، میتواند یك نكته قابل رقابت در كاربرد پلاستیك های بازیافتی باشد. رنگ های رایج طراحی شده توسط PolyOne به مشتریان كمك می كند كه به رنگ های موردنظر خود برسند. اسباب بازی ها و لوازم خانگی زیست چندسازه قطعات بازی زیست چندسازه Rolco تولیدكننده قطعات بازی خاص Rolco اخیراً یك خط تولید قطعات بازی تخته تشكیل شده از تركیبات زیست چندسازه گرمانرم فناوری JER راه اندازی كرده است. Rolco بخش تحقیق و توسعه را در ارتباط با مواد و خصوصاً رنگ و قالب گیری تزریقی چندگانه، برای ایجاد قابلیت های بیشتر در تولید با مواد جدید هدایت می كند. Rolco به دنبال رسیدن به تعدادی از مزایای استفاده از زیست چندسازه های گرمانرم JER بعنوان جایگزین بسپارهای خالص میباشد. زیست چند سازه ها نسبت به بسپارهای خالص بسیار در قیمت مؤثرند و ضربه پذیری تولیدكننده را با بی ثباتی شدید قیمت نفت خام كاهش می دهد. قطعات بازی می توانند در دماهای كمتری قالب گیری شوند كه منجر به كاهش مصرف انرژی تا 30 درصد میشود. این قطعات سازگار با محیط زیست همچنین محصولاتی با ویژگی هایی یكنواخت ارائه می دهند كه میتواند قطعات بازی Rolco را از بقیه رقیبان متمایز سازد. مشابه دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی صنعت بازی صفحات تخت نیز از طرف مشتریان و فروشندگان برای سازگاری بیشتر با محیط زیست تحت فشار میباشد. توجه به مسائل زیست محیطی توسط انجمن صنایع اسباب بازی به عنوان یكی از پنج نكته كلیدی رقابت در زمینه فروش اسباب بازی در آمریكای شمالی میباشد. اسباب بازی های سازگار با محیط زیست Sprig شركت اسباب بازی Sprig از ابتدا بر تولید اسباب بازی های بدون باتری، سازگار با محیط زیست و بدون رنگ برای بچه ها متمركز بود. انرژی درصورت لزوم با حركت خود كودك یا پمپ اسباب بازی تولید میشود. علاوه بر این، كمپانی میخواست از یك زیست چندسازه پلی پروپیلن قابل قالب گیری تزریقی استفاده كند كه آنها چوب Sprig را برای تولید اسباب بازی های سازگار با محیط زیست و بدون رنگ ابداع كردند. آنها برای ایجاد مواد موردنیاز براساس فناوری محیطی JER و برای قالب گیری انواع اسباب بازی به سمت فنآوری Bay متمایل شدند. محصولات محیط زیستی Sprig از سری پیشرفته با بهترین فروش اسباب بازی و كامیون های اسباب بازی جدید سازگار با محیط زیست از چندسازه های چوبی Sprig ساخته شده است كه خود چندسازه متشكل از ضایعات محصولات چوبی و پلاستیك های بازیافتی میباشد كه از رزانه ها (dyes) برای حذف استفاده از پوشرنگ های تزئینی كمك می گیرد. برای محصولات سازگار با محیط زیست حداقل بسته بندی استفاده میشود كه آن هم از كاغذ و مقوای بازیافتی میباشد. JER فرمول بندی مواد برای خطوط جدید تولید اسباب بازی توسط Sprig را ادامه داد و جایگزین هایی براساس بسپارهای مختلف را به منظور تولید ماده ای برای Sprig كه بیشترین محتوای مواد بازیافتی را داشته باشد، امتحان كرد. اسباب بازی های اخیر Sprig مربوط به بازی با شن، آب و باغچه قادر به استفاده از 10 تا 20 درصد چوب بیشتر نسبت به سری های قبلی میباشند. لوازم خانگی مبتنی بر پلاستیك های زیست محیطی شركت Coza شركت Coza از برزیل خطی از محصولات آشپزخانه و حمام را از مخلوط پلی پروپیلن و 40 تا 50 درصد از چوب یا الیاف نارگیل به ترتیب با عنوان Bios و Native ایجاد كرده است. تمام محصولات در گروه محصولات Bios كه هم زیستی بین چوب و پلاستیك میباشد شامل lignin نیز میباشند. محصولات گروه Native از 40 درصد الیاف نارگیل تهیه شده است و توجه Coza به آنها جلب شده است. این لوازم خانگی زیست پایه كه در برزیل به خوبی فروش رفتند، توجه دیگران را نیز به خود جلب كردند. اسباب بازی های با پلاستیك بازیافتی و لوازم خانگی "سبز" اسباب بازی های سبز محصولات HDPE بازیافت شده موفق را ارائه می دهد. شركت اسباب بازی های سبز، اسباب بازی های سازگار با محیط زیست (برای مثال وسایل بچه، وسایل پخت، ظروف غذاخوری و چای خوری، وسایل بازی با شن و ماشین های اسباب بازی)تولید می كند كه در ایالات متحده آمریكا از HDPE بازیافتی از پاكت های شیر و بسته های غذای ساخته شده از مقوا بدون استفاده از مواد سلفون قالب گیری میشود. هیچگونه BPA فتالات یا رنگ مصوبه در این اسباب بازی های مطابق CPSIA استفاده نمی شود، همچنین استانداردهای غذایی FDA نیز در آنها رعایت شده است. لوازم خانگی سبز در نمایشگاه بین المللی اخیر لوازم خانگی در شیكاگو ظروف پلاستیك زیست و بر پایه غلات از طرف طراح لوازم خانگی نیویورك كازابلا به نمایش گذاشته شد و به خرده فروشان معرفی شد. طراحی لوازم خانگی كازابلا از نظر ظاهری بسیار مدرن میباشد. منبع : بسپار

نوشتار حاضر، گزارش نهایی یك پروژه تحقیقاتی در زمینه بازیافت مواد كامپوزیتی است. هدف كلی این برنامه پژوهشی ، افزایش كاربرد كامپوزیت های پلیمری گرما سخت، از طریق توسعه فن آوری بازیافت مواد دور ریز بوده است. برای انجام این پروژه دو روش به كار گرفته شد : - روش كار در دانشگاه برونل به كار گیری مجدد كامپوزیت های گرما سخت خرد شده به عنوان پر كننده درپلیمرها و فن آوری مروبطه بود. یك فن آوری با فرآیندهایی كه به تولید محصولاتی با ارزش افزوده بالا منجر می شود. این فرآیندها به ویژه برای بازیافت قراضه های تقریبا تمیز و غیر آلوده كامپوزیتی مناسب هستند. - در دانشگاه ناتینگهام كار بر روش های حرارتی بستر سیال متمركز شده بود كه انرژی و الیاف را به شكلی مناسب برای تهیه محصولات با ارزش بازیافت می كنند. این فرآیند برای قراضه های آلوده و مخلوط با سایر مواد، حاصل از قطعات صنایعی همچون صنعت خودرو مناسب است. - این گزارش نتایج كارهای انجام شده در دانشگاه ناتینگهام را بیشتر مورد بررسی قرار می دهد. در این دانشگاه یك فرآیند بستر سیال به كار گرفته شد. فرآیندی كه بای بازیافت ماده تقویت كننده و انرژی از طریق سوزاندن زمینه پلیمری مواد كامپوزیتی مناسب است. سپس الیاف بازیافتی مشخصه سازی شده و كاربرد آنها درجاهایی كه ارزش افزوده بالایی دارند نشان داده شده است. - هدف اصلی این مطالعه، كامپوزیت های گرما سختی بود كه درحجم بالا به كارگرفته می شوند. كامپوزیت هایی با زمینه پلی استر، و فنلیك كه با الیاف شیشه تقویت شده و با مواد معدنی پر شده اند. كامپوزیت های الیاف كربن نیز مورد مطالعه قرار گرفته اند. فرآیند بستر سیال به كارگیری بستر سیال برای بازیافت الیاف و شیشه و انرژی از مواد كامپوزیتی، بر مبنای یك كار قبلی در دانشگاه ناتینگهام انجام شد كه درآن فرآیندهای گوناگون احتراق به عنوان روش بازیابی انرژی از كامپوزیتها مورد مطالعه قرار گرفته بودند. زمینه پلیمری كامپوزیت هنگام ورود به بستر سیال دما بالا تجزیه شده و این امر منجر به آزاد شدن الیاف و پركننده و خروج آنها از بستر به وسیله جریان گاز می شود. یك بستر سیال دراندازه های آزمایشگاهی و به قطر 315 میلی متر ساخته شده و هوای سیال ساز به صورت الكتریكی پیش گرم شد تا بستر در دمایی بیش از 750 درجه سانتی گراد كار كند. الیاف و پركننده ها پس از ترك بستر سیال به وسیله چرخانه از جریان گاز جدا شدند. پژوهشهای نخستین روی یك نمونه صنعتی پایه پلی استری انجام شد كه به روش قالب گیری ورقه ای ساخته شده بود. نتایج نشان دادند كه استحكام الیاف شیشه در طول فرایند با افزایش دما كاهش می یابد. با این وجود حداقل دمایی برای تجزیه پلیمر و آزاد شدن الیاف مورد نیاز بود. به این ترتیب دمای بهینه فرایند تعیین شد. در دمای 450 درجه سانتی گراد ، سوختن كامل نمی شد و به محفظه ای برای احتراق ثانویه نیاز بود كه در آن، گازهای بستر سیال، پس از جدا شدن از الیاف و پركننده ها بسوزند. پس از این محفظه، یك مبدل گرمایی قرارداده شد كه در آن از سوزاندن پلیمر انرژی به دست آید. بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف سیستم جریان گردبادی الیاف و پركننده نصب شده، نمی توانست الیاف را به طور كامل از پركننده جدا كند و برای دستیابی به الیافی با كیفیت بالاتر، به سیستم جداساز بهتری نیاز بود. به همین علت، یك توری چرخان روی مجرای بستر سیال نصب شد. با عبور گازهای خروجی بستر سیال از توری، الیاف در سوراخ های توری گیر می كنند. با چرخش توری، الیاف از جریان گاز خروجی جدا شده و داخل یك جریان هوای مخالف قرار می گیرند كه الیاف را از توری گذرانده و وارد مجرای جمع كننده می كند. ذرات پركننده روی شبكه توری جمع نمی شوند. این توری چرخان قادراست الیاف شیشه را با خلوص 80 در صد جمع آوری كند. آماده سازی مواد برای بازیافت قراضه های كامپوزیتی از داخل یك قیف و به وسیله یك ماردون به درون بستر سیال تغذیه می شوند. موثرترین روش آماده سازی، به كار گیری آسیاب چكشی برای خرد كردن ضایعات است، تا حدی كه از یك توری با شبكه های 5 تا 10 میلی متری عبور كنند. نتایج نشان دادند كه با كوچك تر شدن ابعاد مواد ورودی، روند فرایند بستر سیال سریع تر می شود و مواد باقی مانده دركف بستر در هر مرحله، كاهش می یابد. با این وجود درچنین شرایطی متوسط طول الیاف بازیافتی كوتاه تر است. علاوه بر قطعات SMC ، دیگر ضایعات كامپوزیتی تقویت شده با الیاف شیشه نیز از روش بستر سیال بازیافت شدند، از جمله قطعه ای از وینیل استر/ شیشه با پركننده سیلیس. هر دوی این كامپوزیت ها با روشی مشابه به روش ذكرشده برای قطعات SMC فرآوری شدند، اگر چه تجزیه رزین وینیل اسر بسیار كند تر از پلی استر انجام شد. یك صفحه فنلیك/ شیشه نیز بازیافت شد. رزین فنلیك زمان بیشتری برای تجزیه نیاز داشت و قطعات باقی مانده از الیاف شیشه با سختی به رشته های جداگانه تبدیل می شدند. بازیافت قطعات خودرو هدف اصلی این پروژه، نمایش امكان بازیافت قطعات كامپوزیتی كهنه و اسقاطی از طریق بستر سیال بود، به ویژه ضایعات صنعت خودرو كه در صورت ورود كامپوزیت به صنعت خودرو حجم زیادی خواهند داشت. این ضایعات اغلب به مواد دیگر چسبیده اند و قطعه انتخاب شده برای این آزمایش نیز درصندوق عقب یك خودرو- سازه ای ساندویچی متشكل از دو لایه پلی استر تقویت شده با شیشه و یك مغزی از فوم پلی اورتان – بود. این قطعه رنگ شده بود و تعدادی قطعه فلزی داخل آن قرار داشت. این قطع ابتدا با برش و سپس آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر خرد شد. سپس تمام محصولات آسیاب شده به درون بستر سیال تغذیه شد و دردمای 450 درجه سانتی گراد فراری شد. خلوص محصول به دست آمده 80 درصد بود. پس از آزمایش مقدار كمی زغال (ناشی از فوم پلی اورتان) و تعدادی قطعه فلزی در بستر سیال باقی مانده بود. بازیافت كامپوزیت های الیاف كربن چندین آزمایش نیز برای تحقیق در زمینه فرایند بازیافت الیاف كربن ازمواد كامپوزیتی انجام شد. ماده مورد آزمایش، قطعه ای اپوكسی- الیاف كربن بود كه به روش پیچش الیاف ساخته شده و با آسیاب چكشی به قطعاتی كوچك تر از 10 میلی متر رد شده بود. آزمایش های بستر سیال تا دمای 5 درجه سانتی گراد انجام شدند و نتایج نشان دادند كه تا این دما، اپوكسی از الیاف جدا شد ولی اكسیداسیون زیادی در سطح رخ نداد. الیاف كربن بازیافتی با میكروسكوپ الكترونی روبشی (SEM) بررسی شدند. این الیاف در شرایط مناسب قرار داشتند. مشخصه سازی الیاف شیشه بازیافتی الیاف شیشه بازیافتی به شكل تك رشته های كوتاه بودند. استحكام كششی، مدول یانگ و توزیع طول آنها مورد بررسی قرار گرفت. مدول این الیاف تغییری نداشت ولی كاهش محسوس در استحكام آنها مشاهده شد كه دلیل آن دمای بالای بستر سیال بود. استحكام الیاف بازیافتی در دمای 450 درجه سانتی گراد، نصف استحكام الیاف شیشه اولیه بود. این كاهش استحكام در مقالات نیز گزارش شده است. آزمایش های كنترل شده در كوره آزمایشگاهی ، نشان دادند كه این اثر به علت افزایش دمای فرایند است و به نظر میرسد كار مكانیكی در بستر سیال ، تاثیر محسوسی بر استحكام ندارد. اندازه گیری توزیع طول الیاف بازیافتی بسیار دشوار بود. پس از چندین مرحل تحقیق و بررسی، روش پردازش تصویری با به كار گیری چندین نرم افزار دقیق مورد استفاده قرار گرفت. به این ترتیب میانگین طول الیاف بازیافتی 5-3 میلی متر گزارش شد. بررسی تصویرهای میكروسكوپی الیاف نیز نشان دهنده كیفیت خوب الیاف و آلودگی سطحی بسیار كم بود. به این ترتیب فرایند بستر سیال روشی مناسب برای جداكردن الیاف از زمینه های پلیمری است. به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی الیاف شیشه بازیافت شده تك رشته های كوتاهی بودند كه سفتی آنها برابر سفتی الیاف شیشه اولیه اما استحكام آنها كم تر بود. بر پایه شكل و اندازه آنها، امكان به كار گیری این الیاف دركاربردهای مورد بررسی قرار گرفت كه استحكام الیاف درآنها به اندازه سفتی مهم نبود. دو كاربرد با جزئیاتی كه درپی خواهد آمد مورد بررسی قرار گرفتند. در هر دوی این كاربردها الیاف بازیافتی مستقیما به جای الیاف نو به كار گرفته شدند. بنابر این می توان گفت الیاف بازیافتی این توان بالقوه را دارند كه به صورت موادی ارزشمند مورد توجه قرار گیرند. 1. تهیه پارچه سوزنی پارچه سوزنی الیاف شیشه كربرد های بسیاری ، در صنعت كامپوزیت و چه در دیگر صنایع دارد. این نوع پارچه ها به روش های گوناگون تهیه می شوند و متداول ترین روش، فرایندی تر مشابه روش شبیه به صورت تك رشته هایی درون یك مایع پراكنده شده و سپس روی یك پارچه توری یا الك خوابانده می شود تا بافت مورد نظر به دست آید. از آنجائی كه در بسیاری از كاربردها استحكام پارچه ویژگی زیاد مهمی نیست، این فرایند، فرایندی ایده آل به ویژه برای به كارگیری دوباره الیاف شیشه بازیافتی است. پارچه های تهیه شده با نسبت های گوناگون الیاف بازیافتی، از روش های متفاوتی ارزیابی شدند. به عنوان مثال مناسب بودن بافت سطحی این پارچه ها برای فراهم كردن سطح پرداخت نهایی خوب هم در آزمایشگاه (اندازه گیری زبری سطح) و هم بصورت صنعتی (به كار گیری به عنوان پوشش یك یا چند لایی) آزمایش شد و در هر دو آزمایش ، پارچه نو عمل كرد. آزمایش های محیطی نیز به این صورت انجام شد كه پارچه به عنوان بافت پوششی یك یا چند لایه به كار گرفته شد و سپس قطعه درمعرض محیط فرساینده مناسبی قرار گرفت و مجددا مشاهده شد كه كارایی پارچه تهیه شده از الیاف بازیافتی، تفاوتی با پارچه های نو نداشت. استحكام پارچه سوزنی بازیافتی، به علت كاهش استحكام تك تك الیاف، عمدتا كم تر از پارچه سوزنی نو بود، اگر چه طول كوتاه تر الیاف نیز تاثیر گذار بود. 2. قالب گیری تركیبات گرما سخت ساخت تركیبات گرم سخت به روش قالب گیری نیز فرصت مناسبی برای به كار گیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی است. این مواد معمولا ركاربردهای نیازمند استحكام زیاد به كارگرفته نمی شوند و فرایند تركیب سازی آنها با كمی اصلاح، می تواند برای الیاف بازیافتی تغییر داده شود. آزمایش های انجام شده روی یك تركیب قالب گیری خمیری (DMC) درآزمایشگاه نشان دادند كه جایگزینی الیاف شیشه بازیافتی به جای الیاف معمولی تا 50 درصد تاثیر قابل ملاحظه ای بر ویژگی های مكانیكی ماده-استحكام كششی، مدول و استحكام ضربه ندارد. به دنبال این آزمایش ها، یك قطعه آزمایشی توسط یكی از شركتهای همكار در پروژه ساخته و به كار گرفته شد. برای ساخت این قطعه با كاربرد الكتریكی، 17 كیلوگرم تركیب خمیری شكل تهیه شد كه در آن 50 در صد الیاف شیشه با الیاف بازیافتی جایگزین شده بود. فرایند تركیب سازی وعملیات قالب گیری تحت تاثیر این جایگزینی قرار نرگفت و تركیب تولید شده از نظر ظاهری تفاوتی با سایر تركیبات نداشت. ویژگی های مكانیكی و الكتریكی قطعه DMC تولید شده با الیاف بازیافتی درمحدوده قابل قبولی قرار داشت. تحلیل اقتصادی به منظور ارزیابی چشم انداز احتمالی توسعه بیشتر فرایند بستر سیال و تعیین حوزه هایی كه اصلاح آنها می تواند به بیشتر عملی شد این فرایند منجر شود، یك برآورد اقتصادی ازاین فرایند انجام شد. برای انجام این تحلیل ابتدا یك كارخانه بازیافت د رمقیاس واقعی طراحی شده و تجهیزات مورد نیاز ، اندازه تجهیزات و شرایط كار آنها (دما، فشار، سرعت، جریان سیال و...) مشخص شد. نتایج نشان دادند كه برای سر به سر شدن هزینه های این كارخانه، توان بازیافت آن باید 10000 تن در سال باشد. برای این كه كارخانه پس از 10 سال، سالانه 3 درصد سود داشته باشد، توان بازیافت آن باید 15000 تن در سال باشد. تغییر و بهبود فرایند بستر سیال ممكن است به افزایش توان تولید و عملی تر شدن چنین طرح هایی منجر شود. تحلیل هزینه های مشابهی برای كارخانه بازیافت الیاف كربن شیشه ارزش بیشتری دارد، تاسیس چنین كارخانه ای با توان تولید چند صد تن الیاف در سال امكان پذیر خواهد بود. منبع : انجمن کامپوزیت ایران

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

به منظور اتصال قطعات پلاستیکی به قطعات دیگر که یا بسیار بزرگند یا بسیار پیچیده، از چسب و چسباندن حلالی، بست مکانیکی و انواع روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود. در تمام این موارد هدف، تشکیل یک قطعه مونتاژ شده‌ی یکپارچه است. سامانه‌های چسب کاری، چند کاره هستند و در مواقعی که نیازمند اتصالات محکم و بادوام هستیم، نتایجی پایدار و قابل پیش بینی به بار می‌آورند. جوشکاری، تنها برای گرمانرم‌ها (و نه گرماسخت‌ها) مناسب است. در این روش سطوح مورد اتصال در محل تماس ذوب می‌شوند تا پیوندهای مولکولی قوی تشکیل گردند. جوشکاری پلاستیک در صنعت پلاستیک و به منظور درزگیری بسته‌بندی‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو روش استفاده از چسب و جوشکاری پلاستیک در صنعت خودرو به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. پشتیبانی فنی توسط متخصصان سازندگان بسپار پیشنهادات و پشتیبانی‌های فنی لازم برای اتصال و مونتاژ قطعات ساخته شده از موادشان را ارائه می‌کنند. شرکت Lanxess در راهنمای محصولاتش به این موضوع می‌پردازد که مهندسان طراح در ابتدا باید توجه کنند که چگونه می‌خواهند با اتصال اجزای مجزا، آن ها را به واحدهای عملیاتی تبدیل کنند. در این نوشته بست‌های مکانیکی شامل پیچ‌ها و میخ‌پرچ‌‌ها یکی از ارزان‌ترین و معمول‌ترین روش ها برای مونتاژهایی که می‌بایست قابل جداشدن باشند معرفی شده است. هم چنین جهت اتصال دائمی، چسب‌های حلالی در زمره‌ی ارزان‌ترین روش‌های اتصال ذکر شده است. در روش اتصال توسط چسب، چسب‌های دو جزیی اپوکسی و پلی‌یورتان می‌توانند استحکام پیوندی عالی ایجاد کنند. در این راهنما آمده است: چسب‌های بر پایه‌ی سیانو اکریلات‌ها می‌توانند پیوندهای سریعی ایجاد کنند ولی از طرفی به بسپار‌های پلی‌کربنات می‌توانند صدمه وارد کنند مخصوصاً اگر قطعات تنش درونی زیادی داشته باشند یا در فشار کاری زیادی قرارگیرند. چسب‌های اکریلیک دوجزیی استحکام پیوندی بالایی را نشان می‌دهند اما اغلب شتاب هنده‌شان به آمیزه‌های پلی کربناتی صدمه وارد می‌کنند. Lanxess توصیه می‌کند تمام قطعات برای تعیین یک چسب مناسب قبلاً آزموده و مدل شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان هم به روش حرکت مکانیکی مانند ارتعاش جوش داد و هم با به کارگیری حرارت به منظور ذوب کردن محل اتصال. مونتاژ فراصوتی یکی از روش‌های پرکاربرد در گرمانرم‌ها است که به اتصالات دائمی، زیبا و دل پذیری می‌انجامد. ارتعاش مکانیکی با بسامد زیاد برای ذوب سطوح محل اتصال در اغلب روش‌های فراصوتی (جوشکاری، ردی (staking) ، جوشکاری نقطه‌ای و درونه ی فراصوتی (ultrasonic inserts)) استفاده می‌شود. هم چنین در این راهنما آمده است مقادیر کم از پرکننده‌ها، مانند الیاف شیشه مانع جوشکاری نخواهند شد. اگر مقدار الیاف شیشه‌ای از 30% فراتر برود منجر به یک پیوند ضعیف می‌شود و می‌تواند در وسایل جوشکاری فرسایش ایجاد کند. عوامل رها کننده‌ی قالب، روان کننده ها و عوامل تأخیر اندازنده‌ی آتش اثر منفی بر کیفیت جوش دارند. شرکت Sabic Innovative Plastics در کتاب مرجع خود در مورد جوشكاري پلاستيك‌ها نوشته است که جوشكاري ارتعاشی، که به نام‌های جوشكاري خطی و جوشكاري مالشی خطی نیز نامیده می‌شود، برای جوش قطعات گرمانرم در طول شکاف صاف مناسب است. در این فرآیند، قطعاتی که می‌بایست به هم متصل شوند بر روی يكديگر تحت فشار مالیده می‌شوند. در ماشین‌های جوشکاری ارتعاشی تجاری، نیمی از قطعه توسط القاء یک سامانه جرم دار و فنری سفت که به خوبی تنظیم شده، و به وسیله‌ی یک نیروی نوسانی تحمیلی خارجی مرتعش می‌شود. انواع دیگر جوشکاری مالشی شامل جوشکاری چرخشی، ارتعاشی زاویه‌ای و جوشکاری دورانی می‌باشد. شرکت Sabic نشان می‌دهد که پلاستیک‌ها و چندسازه‌های پلاستیکی به طور فزاینده‌ای در ساختارهای پیچیده که در آن ملاحظات اتصال و قیمت مهم هستند استفاده می‌شوند. بسپار های گرمانرم پرشده و پرنشده ی قابل جوشکاری در بسیاری از کاربردهای ساختاری پرتقاضا که نیازمند اتصالاتی با توان تحمل فشارهای خستگی و ساکن هستند استفاده می‌شوند. شرکت Sabic مثالی از یک سپر خودرو را ذکر می‌کند که از بسپارSabic's Xenoy@ 1102 که یک ترکیب نه کاملاً گرمانرم است ساخته شده است. این سپر توسط جوشکاری ارتعاشی دو قطعه‌ی قالب‌گیری شده به روش تزریق تولید شده است. به گفته‌ی این شرکت، فناوری جوش پلاستیک به دلیل ورود چندسازه‌های گرمانرم بسیار کارا، مهم‌تر شده است که این موضوع انقلاب روش‌های مونتاژ در کاربردهای فضایی را نوید می‌دهد. در کتاب راهنمای مذکور آمده است: به تازگی توجه به برگشت‌پذیری مواد، موضوع جوشکاری را پراهمیت‌تر کرده است زیرا بر خلاف چسب‌ها در جوشکاری، مواد اضافی وارد مونتاژ قطعات نمی‌شود. انواع دیگر جوشکاری استفاده شده در گرمانرم ها شامل جوشکاری توسط لیزر و جوش مقاومتی و القایی می‌باشد. در جوشکاری لیزری امواج رادیویی لیزر یا نور از میان قطعه‌ی پلاستیکی اول عبور داده می شود تا جایی که قطعه‌ی دوم آن را جذب کند و منجر به ایجاد حرارت و ذوب در محل تماس شود. در جوشکاری مقاومتی با به کارگیری یک مقاومت الکتریکی کاشته شده بین سطوح مورد اتصال، حرارت مورد نیاز برای اتصال جوش تامین می‌گردد. در جوشکاری القایی از یک پیچه (کویل) برای تولید میدان مغناطیسی متناوب استفاده می‌شود که منجر به القاء جریان در سطوح اتصال می‌شود. مقاومت ماده در برابر این جریان باعث تولید حرارت می‌شود. اجزای جوشکاری فراصوتی مونتاژ فراصوتی از ارتعاشی که توسط یک مبدل تولید شده است استفاده می‌کند. این مبدل انرژی الکتریکی را با استفاده از یک شیپور صوتی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. انرزی از میان قطعه به محل اتصال انتقال داده می‌شود، در آن جا از طریق مالش گرما تولید می‌شود و پس از آن با ذوب پلاستیک پیوند تشکیل می‌گردد. شرکت Branson Ultrasonics که در زمینه اتصال مواد و تمیزکاری دقیق، یک رهبر جهانی است؛ سامانه های فرا صوتی کاملاً دیجیتال را توسعه داده است. سامانه های Branson's 2000X در بسامدهای 20، 30 و 40 کیلو هرتز همراه با توان خروجی افزایش یافته برای تمام بسامدها قابل استفاده می‌باشد. این شرکت معتقد است انعطاف پذیری و محدوده‌ی این سامانه‌های جوشکاری، دست مصرف‌کنندگان را در انتخاب قطعات تشکیل دهنده باز می‌گذارند تا بتوانند قطعه‌ی مونتاژ شده‌‌ای با مصارف خاص تولید کنند. دستگاه‌های "خود کنترل شونده‌ی رومیزی" جهت تولید دستی و تک ایستگاهی و ابزار کمک- دستی جهت مونتاژ قطعات بزرگ و به منظور استفاده در سطوح اتصالی که به سختی قابل دستیابی هستند از جمله‌ی آنهاست. مجزا بودن قطعات تشکیل دهنده‌ی این دستگاه شامل سامانه محرک و منبع انرژی ضمیمه شده‌ی جداگانه از شاخصه‌های این سامانه است. تمام محصولات Branson را می‌توان جهت اتوماسیون خطوط و ایجاد سامانه‌های تولید کاملاً جامع جهت مونتاژ به کار برد. همچنین قطعات OEM (تولید کننده‌ی تجهیزات اصلی(قطعات اصلی)) جهت استفاده در اتوماسیون را می‌توان از کارخانه‌ای که فناوری‌های اتصال آن به جوشکاری خطی، دورانی و ارتعاشی- حرکتی قابل برنامه‌ریزی، صفحه داغ (hot plate) و جوشکاری چرخشی گسترش داده باشد به دست آورد. محصولات سری 40 شرکت Branson، سامانه‌های فرا صوت خود کنترل شونده‌ی به نسبت خودکار با تکیه بر قابلیت شکل پذیری و سرعت تولید بالا جهت مونتاژ پلاستیک‌ها هستند. این دستگاه‌ها دارای قابلیت جوشکاری، ردی، درونه گذاری، سنبه کاری یا جوش نقطه‌ای گرمانرم‌ها هستند. محصولات سری 40 می‌توانند شامل ایستگاه‌های فراصوتی چندگانه باشند یا می‌توانند با سامانه‌های فراصوتی دیگر مثل جوش دهنده‌های چرخشی یا عملیات ثانویه‌ی دیگر مثل آزمون نشت‌یابی ترکیب شوند. شرکت Herrmann Ultrasonics، یک تولیدکننده‌ی آلمانی دارای شرکت‌های تابعه در آمریکا و چین، فناوری های پیشرفته ای در زمینه‌ی اتصال فراصوتی به دست آورده است. این سازنده اخیراً ماشین جوشکاری فراصوتی تکامل یافته‌ی HiQ را تولید کرده است که دارای مشخصه‌ی تغییر سریع ابزار (quick-tool-change) و ابداعات دیگری است تا بتواند تولید را افزایش دهد و زمان بیکاری و مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. این سامانه همراه با ژنراتورهای دیجیتالی 20، 30 و 35 کیلوهرتزی در مدل‌های محدوده‌ی 1200 تا 6000 وات قابل استفاده است. شرکت مذکورMedialog را در فضاهای عاری از آلودگی پیشنهاد می‌دهد که برای سازندگان تجهیزات پزشکی و هم چنین کاربری‌های دیگری که نیازمند فرآیند تولید بدون حضور آلودگی هستند مناسب می‌باشد. هوای ورودی به یک استاندارد بالاتری تصفیه شده و هوای خروجی جمع آوری می‌شود که می‌توان آن را از میان یک سامانه ی تهویه موجود هدایت کرد. واحدهای Medialog در دو اندازه موجودند: HS در 20 و 30 کیلوهرتز و PS در 35 کیلوهرتز. ژنراتورهای دیجیتال تا 5000 وات بالا می‌روند. پردازش اطلاعات سریع شرکت Dukane Corp. سامانه‌های پرس فراصوتی سری iQ برای جوش گرمانرم‌ها تولید کرده است. این شرکت یک تامین کننده‌ی جهانی جوش‌دهنده‌های فراصوتی، چرخشی، لیزری، ارتعاشی و صفحه داغ و همچنین دستگاه‌های پرس حرارتی، ابزارآلات و نرم افزارها برای بازارهای مونتاژ محصولات پلاستیکی تجاری و OEM می‌باشد. گفته می‌شود دستگاه پرس فراصوتی سری iQ به دلیل معماری فرآیندی چند هسته‌ای دارای سرعت پردازش اطلاعات بالاتری در صنعت است (سرعت به روز شده‌ی 0.5 میلی ثانیه). به گفته‌ی Dukane این سامانه اطلاعات جوش شامل توان، انرژی، فاصله، نیرو، بسامد و زمان را در سرعتی معادل دو برابر تجهیزات سری قدیمی‌تر و با دقت و استحکام جوش بالاتر پردازش می‌کند. دستگاه پرس فراصوتی سری iQ برای جوشکاری گرمانرم‌ها، پردازش اطلاعات بسیار سریع و استحکام و دقت جوش بالاتری را نسبت به تجهیزات سری قدیمی‌تر شرکت Dukane فراهم می‌کند. سری iQ دارای سامانه پرس 30/40 کیلوهرتزی با مکانیزم لغزشی سبک و دقیق می‌باشد و جهت کاربردهای کوچک، حساس و دارای رواداری کم طراحی شده است. به علاوه دستگاه‌های پرس 20 کیلوهرتزی توسط Dukane Ultra ridged H-frame support جهت کاربری‌های دقیق و با نیروی زیاد قابل دسترس است.پیکربندی این محصول با توجه به نیازهای استفاده کننده به صورت پودمانی طراحی شده و قابل اضافه و کم کردن است. کنترل گر‌های این محصول از ابتدایی (فقط زمان) تا پیشرفته (زمان، انرژی، فاصله، نیرو و حداکثر قدرت فرستنده) متنوع هستند و دارای اعتبار و واسنجی شده (کالیبراسیون) جهت کاربردهای پزشکی می‌باشند. فشار دوگانه در واحد اصلی استاندارد می‌شود. واحدهای پیشرفته دارای مبدل نیرو و شیر فشار شکن الکترونیکی حلقه بسته می‌باشند که هنگامی که با کنترل گر سرعت هیدرولیک Dukane جفت می‌شوند قادر به کنترل دقیق سرعت ذوب خواهند بود. شرکت Sonics & Materials, Inc. یک تولید کننده‌ی تجهیزات جوش از دستگاه‌های قابل حمل و دستگاه‌های پرس مدل رومیزی تا سامانه‌های کاملاً خودکار می‌باشد. این شرکت خودش را در زمینه‌ی فناوری جوش فراصوتی متمایز کرده است. ابداعات اخیر شامل دستگاه‌های قابل حمل جوش فراصوتی 40-20 کیلوهرتز همراه با کنترل گرهای بر پایه زمان دیجیتال یا انرژی ثابت می‌شود. ابزارها مشخصاً جهت کاربری‌های جوشکاری، ردی(staking)، درونه گذاری (inserting) و جوش نقطه‌ای طراحی شده‌اند. یک بست تپانچه‌ای اختیاری جهت حمل و نقل آسان‌تر تعبیه شده است. لوازم یدکی دیگر شامل یک پرس دستی و یک پدال پایی می‌شود. جوشکاری قطعات مدور جوشکاری چرخشی روشی برای جوش قطعات گرمانرم با استفاده از یک حرکت چرخشی دایره‌ای و فشار کاربردی است. یک قطعه توسط یک فک ثابت نگه داشته می‌شود تا قطعه‌ی دیگر حول آن بچرخد. حرارت تولید شده توسط مالش مابین دو قطعه منجر به ذوب محل تماس دو قطعه شده و در نتیجه یک آب بندی محکم و سحرآمیز ایجاد شود. شرکت Brandson Ultrasonics سامانه جوش چرخشی خود تنظیم SW300 را جهت جوشکاری قطعاتی با محل تماس دایره‌ای را پیشنهاد می‌کند. گفته می‌شود جوش دهنده‌های چرخشی رومیزی همراه با یک صفحه‌ی نمایش لمسی 6 اینچی دارای دقت موتور خود تنظیم برابر با 1/0± درجه می‌باشند. SW300 را می‌توان در حالت های عملکردی دستی، نیمه خودکار و کاملاً خودکار به کار برد. حداکثر بار کاربردی 142 کیلوگرم است. سامانه جوشکاری چرخشی خود تنظیم SW300 از شرکت Brandson Ultrasonics برای جوش قطعاتی با محل تماس دوار طراحی شده است. شرکت ToolTex جوش دهنده های چرخشی رومیزی ای ساخته است که دارای گشتاور بالایی برای قطعات تا قطر 5/63 سانتی متر می‌باشد. این شرکت در زمینه‌ی سازگاری محصولاتش با خطوط ماشین ‌کاری مشتری متبحر شده است و می تواند دستگاه‌های جوش خود را در خطوط موجود مشتری جای دهد. هم چنین آن‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را به صورت مستقل راه‌اندازی کنند. جوش‌دهنده‌های چرخشی خود تنظیم SW750 این شرکت دارای گردش با دقت 1/0 درجه و تحمل بار 5/90 کیلوگرم هستند. این دستگاه مجهز به یک کنترل گر صفحه‌ی نمایش لمسی است. شرکت PAS (Plastic Assembly Systems)، تجهیزات جوشکاری استفاده شده و جدید شامل محصولات جوش چرخشی خودتنظیم، جوش دهنده‌های فراصوتی و سامانه‌های مونتاژ حرارتی را ارائه می‌کند. مدل STS2000 یک سامانه حرارتی خودتنظیم است که مجهز به فناوری جدید خود تنظیم جهت کنترل دقیق کاربردهای حرارتی در تماس مستقیم با ابزارهای گرم شده می‌باشد. STS2000 می‌تواند به عنوان یک دستگاه مستقل یا همراه با خطوط اتوماسیون به کار برده شود. خط تولید PAS برای قطعات کوچک، متوسط و بزرگ و جهت کاربری با دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری قابل استفاده است. فنون جوشکاری لیزری فناوری جوش لیزری یک روش اتصال انعطاف پذیر و غیر تماسی است که جوش‌های قوی و تمیز با کمترین تکانه (شوک) حرارتی در نقاط اتصال ایجاد می‌کند. در این روش هیچ ذره‌ای در محل اتصال رها نمی‌شود. این روش دارای دقت زیاد بدون سایش ابزارآلات است و در آن هیچ ماده‌‌ی مصرفی جوشکاری استفاده نمی‌شود. شرکت Stanmech Technologies که با شرکتLeister Process Technologies ادغام شده طرز ساخت پلاستیک‌ها و تجهیزات جوشکاری را شامل سامانه‌های اتصال لیزری بر اساس خواست مشتری ابداع کرده است. چهار سامانه جوش لیزریNovolas™ جهت برآوردن نیازهای خاص قابل دستیابی است. سامانه اصلی اجازه می‌یابد در سامانه‌های ساخت همراه با کنترل گرهای فرآیندی خودشان ادغام شود. مدل‌های دیگر، OEMها جهت ادغام پیشرفته، WS (ایستگاه کاری( جهت ایستگاه کاری دستی کمی خودکار و maskwelding Micro برای اتصال قطعات باریک و ریز می‌باشند. این شرکت یک آزمایشگاه کاملاً کاربردی جهت ارزیابی نیاز مشتریان ارائه کرده است. پیشرفت جدید در این زمینه، تولید دستگاه Leister Weldplast $2 hand-extruder است که یک وسیله‌ی کامل طراحی شده جهت تولید محصولات اکسترود شده‌ی تا 5/2 کیلوگرم (5/5 پوند) در ساعت جهت اتصال قطعات گرمانرم است. این دستگاه مجهز به یک کفشک جوش چرخشی 360 درجه جهت تسهیل کار کردن در بالای سر است. هم چنین از این شرکت ابزار دستی هوای داغ از سبک وزن Hot Jet S و قلم جوش تا مدل‌های بزرگ‌تر مانند Diode و Triac S در دسترس است. این ابزارها برای دمیدن هوای داغ مستقیم به شکاف اتصال و الکترود جوشکاری استفاده می‌شوند. شرکت Laser and electronics specialist LPKF در آلمان سامانه‌هایی جهت جوش لیزری پلاستیک‌ها همراه با سامانه‌های تولید پودمانی (modular) ساخته است. جوش لیزری انتقالی، قطعات گرمانرمی را که دارای مشخصات جذب متفاوت هستند را متصل می‌کند. لیزر در لایه‌ی بالایی که نسبت به آن طول موج شفاف است نفوذ می‌کند اما به وسیله‌ی لایه‌ی پایینی جذب می‌شود، این عمل منجر به تولید حرارت و پیوند سطوح به یکدیگر می‌شود. خطوط تولید جوش لیزری LPKF شامل LQ-Power جهت عملیات دستی و LQ-Integration با فناوری یکپارچه‌سازی بدون درز در خطوط تولید می‌شود. فناوری جوش لیزری ثبت اختراع شده با نام Clearweld®، توسط شرکت‌های Gentex Corp. و TWI, Ltd. که گروه‌های تحقیق و توسعه‌ی صنعتی انگلیسی هستند ابداع شده است. فرآیند Clearweld که توسط Gentex تجاری شده است، از پوشش‌های ویژه و افزودنی‌های بسپار با قابلیت جوش لیزری استفاده می‌کند تا بتواند رنگ یکنواخت و انعطاف پذیری طراحی در جوش پلاستیک‌های با ارزش و پشت پوش ایجاد ‌کند. این فناوری، اختصاصاً برای وسایل و لوله‌های پزشکی ساخته شده است زیرا این ابزارها با به کارگیری چسب‌ها و ذرات ناشی از استفاده از جوشکاری فراصوتی آلوده می‌شوند. LPKF یک شریک در شبکه‌ی جهانی Gentex شامل سازندگان تجهیزات، integrators، تامین کنندگان مواد و مونتاژکاران پلاستیک می‌باشد. شریک دیگر Branson Ultrasonics است که یک سامانه لیزری انحصاری جهت فرآیندهای Clearweld ابداع کرده است. این سامانه به گونه‌ای طراحی شده است که لوله‌های پزشکی را بدون چرخش آن‌ها جوش دهد. کمک از لیزر برای قطعات ترکیبی فرآیند ابتکاری کمک از لیزر برای اتصال پلاستیک‌ها و فلزات توسط موسسه Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) در آلمان ابداع شده است. در این فرآیند طبق ثبت اختراع انجام شده Liftec®، امواج لیزر از میان یک قطعه‌ی پلاستیکی عبور می‌کنند تا جزء فلزی که در مقابل آن پرس شده است داغ شود. پس از آن که پلاستیک ذوب شد، فشار مکانیکی روی قطعه‌ی فلزی اعمال می‌شود و آن را به درون پلاستیک هل می‌دهد. شکل هندسی مناسبی برای قطعه‌ی فلزی طراحی شده است و یک پیوند مثبت و جامد پس از سرد شدن تشکیل می‌دهد. سرامیک‌ها و پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت نیز می‌توانند در این فرآیند به کار گرفته شوند. شرکت Kamweld Technologies یک متخصص در زمینه‌ی محصولات جوش پلاستیک، تفنگ هوای داغ صنعتی و وسایل خمش صفحه‌ی پلاستیکی و متعلقاتش است که اخیراً جوش-دهنده‌های سری Fusion با وزن کم و قابل حمل توسط دست را همراه با کنترل گرهای دیجیتال دقیق جهت کنترل دمای جریان هوا ابداع کرده است. چهار مدل از دستگاه FW-5 قابل دسترس اند، که همگی دارای گرم کن های خطی هستند. مدل‌های FW-5C و FW-5D دستگاه‌های کامل با کمپرسورهای داخلی هستند. چسب‌های ساختاری محکم چسب‌های پیشرفته جهت پیوند پلاستیک‌ها از طیف گسترده‌ای از سازندگان قابل دسترس هستند. شرکت ITW Plexus، سردمدار فناوری‌های چفت و بست زدن، اتصال، درزبندی و پوشش، چسب‌های ساختاری ثبت شده Plexus® را برای پیوند گرمانرم‌ها، مواد چندسازه و فلزات ساخته است. چسب‌های ساختاری یا اجرایی معمولاً در کاربردهای تحمل بار استفاده می‌شوند زیرا آنها به استحکام محصولات پیوندخورده می‌افزایند. ITW Plexus راهنمایی برای اتصال پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات ارائه کرده است که در پایان این متن آورده شده است.سه چسب ساختمانی جدید Plexus® انعطاف پذیری در موقع عملکرد از خود نشان می‌دهند و برای کاربردهای ساخت قایق و دیگر مونتاژهای بزرگ بسیار مناسب اند.ابداعات اخیر Plexus شامل سه نوع چسب متاکریلات ساختاری دو جزیی است که در دمای اتاق پخت می‌شوند و پیوندهای استثنایی و البته انعطاف‌پذیری را بر روی چندسازه‌ها، بدون آماده سازی سطح یا با آماده سازی سطح کم ایجاد می‌کنند. MA530 با زمان عملکردی 40-30 دقیقه، برای پر کردن شکاف‌هایی تا 78/17 میلی‌متر طراحی شده است. MA560-1 دارای زمان عملکردی بالاتری است (تا 70 دقیقه) و برای پر کردن شکاف‌هایی تا 14/25 میلی متر مناسب است. MA590 با زمان عملکردی تا 105 دقیقه بسیار مناسب برای قایق‌های الیاف شیشه ای بزرگ است. به گفته‌ی شرکت مذکور، این چسب‌ها هم چنین پیوندهایی عالی روی فلزات و دیگر کارپایه ها ایجاد می‌کنند. بر خلاف دیگر چسب‌ها و بتونه‌ها، این چسب‌ها به طور شیمیایی FRPها، چندسازه‌ها و تقریباً تمام بسپار‌های پلی استر و ژل‌پوشه ها را درهم می‌آمیزد. این شرکت یادآور می‌شود به دلیل این‌ که چسب‌هایش نیازی به آماده‌سازی سطح ندارند، بنابراین می‌توانند زمان مونتاژ را تا 60% کاهش دهند. این‌ شرکت اضافه می‌کند چسب‌های مذکور پیوندهای بسیار قوی‌ای ایجاد می‌کنند به طوری که کارپایه ها (substarates) قبل از اینکه پیوند ایجاد شده خراب شود لایه لایه می‌شوند. گفته می‌شود این چسب‌ها انعطاف پذیری استثنایی، استحکام ضربه و مقاومت در برابر سوخت، مواد شیمیایی و آب از خود نشان می‌دهند. شرکت مذکور، دستگاه های پخش کننده‌ی چسب با نام Fusionmate™ بهینه شده برای چسب‌های متاکریلات Plexus را نیز ارائه کرده است. این سامانه با هوای کارگاهی در فشار psi 100 کار می‌کند و پمپاژ حجمی مثبت مداومی با نسبت‌های حجمی با دقت از 6:1 تا 15:1 را فراهم می‌کند. خروجی از سرعت جریان 38/0 تا 92/4 لیتر بر دقیقه قابل تنظیم است. گیربکس‌های زنجیری مستقل برای پمپ‌های چسب و فعال کننده به صورت جداگانه طراحی شده است که پاکسازی آنها را به طور مجزا امکان‌پذیر می‌سازد. چسباندن قطعات خودرو سالیان متمادی است که چسب‌ها در کاربردهای خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند و با پیشرفت فناوری چسب، اهمیت آن‌ها نیز افزون شده است. شرکت Dow Automotive که تولید کننده‌ی چسب برای خودرو است گزارش می‌دهد که فناوری چسب در کاربردهای‌گسترده‌تری همراه با پشتیبانی قطعات اصلی خودرو (OEM) جهت حصول اطمینان و کاهش وزن کلی استفاده می‌شود. چسب با دوام در برابر ضربه با عنوان Betamate™ از این شرکت توسط شرکت خودروسازی Audi جهت استفاده در پروژه‌ی A8 که یک خودرو جدید با بدنه‌ی آلومینیومی است انتخاب شده است. فناوری Betamate در کاربردهایی که نیازمند کارایی زیاد هستند می‌تواند استفاده شود و جهت پیوند قطعات گرمانرمی، چندسازه‌ها، شیشه، آهن‌آلات، تزئینات خودرو، و آلیاژهای فولاد، آلومینیوم و منیزیم قابل استفاده است. چسب‌های ساختمانی می‌توانند جای گزین جوشکاری و چفت و بست‌های مکانیکی در اتصال انواع زمینه‌های مشابه و غیر مشابه شوند و اثرات شکست و فرسودگی پیدا شده در اطراف جوش های نقطه‌ای و بست‌ها را حذف کنند. به گفته‌ی شرکت Dow این چسب عملیات درزگیری را در برابر شرایط آب و هوایی که منجر به خوردگی می‌شود نیز می‌تواند انجام دهد. این شرکت هم چنین سامانه‌های پیوند شیشه Betaseal™ را ساخته است که برای نصب شیشه‌های خودکار در خودروها استفاده می‌شود. شرکت IPS سازنده‌ی چسب‌های ساختمانی بسیار قوی متاکریلات WeldOn® اخیراً چسبWeld-On SS 1100 را جهت چسباندن قطعات گرمانرم، چندسازه و فلزی و هم چنین کارپایه هایی که به سختی چسبانده می‌شوند مانند نایلون و فلزات گالوانیزه شده ساخته است. این چسب ها دو جزیی بوده و جهت اتصال فلزات به پلاستیک‌ها بسیار مناسب هستند و دارای زمان عملکردی 4 تا 17 دقیقه می‌باشند. به گفته‌ی شرکت مذکور، این محصول دارای کاربردهای گسترده‌ای شامل حمل و نقل، دریایی، ساختمانی و مونتاژ محصول است و نیازی به آماده‌سازی سطح ندارد (یا نیازمند آماده سازی سطح کمی است). پروژه‌های چسباندن بزرگ شرکت Gruit توسعه دهنده و سازنده‌ی مواد چندسازه، چسب‌های اپوکسی Spabond را ارائه کرده است که جهت ایجاد اتصالات بسیار محکم و با دوام طراحی شده است که اغلب قوی‌تر از خود مواد مورد اتصال است. این چسب در اندازه‌ها و درجه‌بندی‌های گوناگون به منظور پاسخگویی به نیازهای مختلف عرضه شده است. چسب بسیار کارای Spabond340LV برای چسباندن سازه‌های بزرگ مانند تنه‌ی قایق‌ها و پره‌های توربین‌های بادی طراحی شده است. گفته می‌‌شود این چسب دارای قیمت مناسب به نسبت کاراییش و هم چنین خواص مکانیکی و حرارتی خوبی است. به منظور چسباندن سازه‌های بزرگی که هندسه‌ی سطح ناصافی دارند، شرکت Gruit چسب Spabond 345 را پیشنهاد می‌دهد که دارای غلظت بالا و خمیر مانند است و می‌تواند بدون شره کردن به کار رود. چسب اپوکسیSpebond 5-Minute در موارد سریع خشک، کاربردهای عمومی و کارهای تعمیری در طیف گسترده‌ای از کارپایه ها با جنس های مختلف استفاده می‌شود. در مواردی که امکان به کارگیری گیره‌های مرسوم نیست این چسب در ترکیب با محصولات دیگر Spabond به عنوان سامانه "جوش نقطه‌ای" می‌تواند استفاده شود. چسب‌های Spabond در کارتریج‌ها، ظروف و درام‌های دستگاه‌های اختلاط و پراکنش گر‌ قابل استفاده است. چسب‌های ویژه شرکت Dymax سازنده‌ی طیف گسترده‌ای از چسب‌های صنعتی و محصولات قابل پخت توسط امواج فرابنفش از جمله چسبUltra-Red™ Fluorescing 1162-M-UR، جهت چسباندن پلاستیک به فلز در کاربردهای پزشکی است. ترکیب ثبت شده‌ی Ultra-Redاز آن سبب است که این چسب‌ها تحت نور کم شدت "black"، قرمز قهوه‌ای به نظر می‌رسند که به شدت با اغلب پلاستیک‌ها که به طور طبیعی نور آبی پس می‌دهند تمایز دارند. این تضاد رنگی به بازرسی خط چسب کمک می‌کند. کارپایه های قابل چسباندن شامل پلی-کربنات، فولاد ضدزنگ، شیشه، PVC و ABS می‌باشد. شرکت Master Bond تولیدکننده‌ی چسب‌ها، درزگیرها، پوشش‌ها، بتونه‌ها، ترکیبات دربرگیری (encapsulation) و بسپار‌های سیرشده، به تازگی تولید یک نوع چسب دوجزیی اپوکسی را اعلام کرده است که گفته می‌شود این چسب رسانائی گرمائی بسیار استثنایی ایجاد می‌کند. چسب EP21AN، گفته‌ می‌شود یک عایق الکتریکی عالی است که چسبندگی بسیار خوبی روی کارپایه های گوناگون از جمله بسیاری از پلاستیک‌ها، فلزات، سرامیک‌ها و شیشه ایجاد می‌کند. هم چنین به گفته‌ی شرکت مذکور، پیوندها ثبات ابعادی مناسبی از خود نشان می‌دهند و پدیده‌ی جمع شدگی بعد از پخت به طور استثنایی پایین است. چسب جدید اپوکسی EP21AN از شرکت Master Bond که یک عایق الکتریکی عالی است، هدایت گرمایی زیاد و چسبندگی بسیار خوبی در بسیاری از کارپایه‌ها ایجاد می‌کند. شرکت Flexcon، چسب اکریلیک حساس به فشار V-778 را ارائه می‌دهد که گفته می‌شود مناسب پلاستیک‌هایی با انرژی سطحی کم مانند TPO است. این محصول نیاز به آماده‌سازی سطح TPO (به روش آستری زدن یا استفاده از شعله) را حذف می‌کند و در نتیجه در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود. به گفته‌ی این شرکت، آزمایش ها نشان می‌دهد که این چسب، چسبندگی و دوامی عالی روی TPOها و آلیاژهای پلی اولفینی و سطوح پوشش داده شده با رنگ پودری از خود نشان می‌دهد. شرکت مذکور نوارچسب‌های انتقالی از جنس اکریلیک و بسیار کارا را نیز ارائه می‌کند. شرکت Evonik Cyro LLC تولید کننده‌ی محصولات اکریلیک ویژه، به تازگی Acrifix™ از انواع عوامل چسباننده‌ی ویژه (SBAs) را تولید کرد که محصولات چسباننده‌ی جدیدی جهت استفاده با گرمانرم‌ها هستند. به گفته‌ی شرکت مذکور این چسب‌ها به طور خاص جهت چسباندن محصولات اکریلیکی Acrylite™ طراحی شده‌اند و شامل انواع زیر است: Acrifix 2R 0190 فعال‌ترین SBA چند کاره، Acrifix 2R 0195 عامل چسباننده‌ی فعال با جلای نهایی و Acrifix 1S 0117 تنها عامل چسباننده در بازار آمریکای شمالی که در متیلن کلرید حل نمی‌شود. SBAها نوعاً جهت چسباندن قطعات در معرض دید از جمله در نمایشگاه‌ها، موزه‌ها، قاب‌های عکس، روشنایی‌ها و آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند. آماده‌سازی جهت اتصال بهتر جهت پیوند مناسب چسب، به سطوح تمیز و عاری از چربی، گریس و آلودگی‌های دیگر نیاز است. در صنایع خودرو و پزشکی به منظور بهبود اتصال قطعات به هم به آماده‌سازی سطح جهت زدودن گرد و غبار، روغن و چربی نیاز است. طبق توضیحات سامانه‌‌های آماده‌سازی سطح Enercon، حلال‌های تمیز کننده مثل تولوئن، استن، متیل اتیل کتون و تری کلرواتیلن می‌توانند استفاده شوند ولی آنها پس از تبخیر یک باقی مانده‌ی فیلم از خود به جای می‌گذارند که چسباندن را به تأخیر می‌اندازد. این شرکت محصولاتی را جهت آماده‌سازی سطح پلاستیک‌ها و مواد دیگر ارائه می‌کند تا به وسیله‌ی آنها چسبانندگی چسب‌ها، برچسب‌ها، چاپ و پوشرنگ‌زنی بهبود یابد و در موارد اکستروژن و روکش قطعات قالبی نیز کاربرد دارد. شرکت Enercon محصول جدیدی را تولید کرده است که به منظور حکاکی، تمیز کردن، فعال سازی، سترون کردن و عامل دار کردن انواع سطوح رسانا و نارسانایی که به سختی آماده می‌شوند، طراحی شده است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده-سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion و سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring جهت انواع فرآیندها است. این سامانه ی پودمانی قابل توسعه با چهار نوع آماده سازی سطح است که منجر به قابلیت اتصال/قطع سریع می‌شود. این محصول یک تخلیه‌ی الکتریکی blown-ion متمرکز شده تولید می‌کند به طوری که سطح ماده با سرعت بالای تخلیه‌ی الکتریکی یون‌ها بمباران می‌شود. گفته می‌شود این روش در آماده سازی و تمیزکاری سطح بسیاری از بسپارهای گرمانرم‌ و گرماسخت، لاستیک ها، شیشه و حتی سطوح رسانا بسیار مؤثر است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion جهت بالا بردن چسبندگی چسب‌ها است. یک سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring تمام انواع فرآیندها را به دنبال دارد. فهرست راهنمای چسباندن چسب‌های شرکت Plexus کتابچه‌ی منتشر شده توسط شرکت ITW Plexus، راهنمایی جهت چسباندن پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات است که ده خانواده‌ی چسب معمول که به عنوان چسب‌های ساختاری نامیده می‌شوند را فهرست کرده است: اکریلیک، بی هوازی، سیانواکریلیک، اپوکسی، ذوبی (hot-melt)، متاکریلات‌ها، فنولیک، پلی یورتان، چسب حلالی و نوارچسب‌ها. به گفته‌ی این راهنما هفت مورد زیر معمول‌ترین آنهاست؛ راهنمای مذکور، مشخصات اولیه‌ی این چسب‌ها را به شرح زیر مورد تاکید قرار داده است: • چسب‌های اپوکسی، که نسبت به دیگر چسب‌های مهندسی بیشتر در دسترس هستند، پرکاربردترین چسب ساختاری هستند. پیوندهای اپوکسی استحکام برشی خیلی زیادی دارند و معمولاً صلب هستند. سامانه‌های دوجزیی بسپار/عامل پخت شکاف‌های ریز را به خوبی و بدون جمع شدگی پر می‌کنند. • چسب‌های اکریلیک سطوح کثیف‌تر و کمتر آماده ای که اغلب متصل به فلزات هستند را تحمل می‌کنند. آن‌ها با اپوکسی‌ها در استحکام برشی رقیب هستند و پیوندهایی انعطاف‌پذیر همراه با مقاومت ضربه و مقاومت در برابر ورکنی(peeling) خوبی ارائه می‌دهند. این چسب‌های دوجزیی خیلی سریع پیوند تشکیل می‌دهند. • چسب‌های سیانواکریلات سرعت پخت بسیار زیادی دارند و جهت موارد دقیق بهترین هستند. آن‌ها جزء سیالاتی با گرانروی‌ به نسبت کم بر پایه‌ی تکپارهای اکریلیک و مناسب چسباندن سطوح کوچک هستند. مقاومت ضربه‌ی ضعیفی دارند و در برابر حلال‌ها و رطوبت آسیب‌پذیرند. • چسب‌های بی‌هوازی با فقدان اکسیژن پخت می‌شوند. بر پایه‌ی بسپار‌های پلی-استر اکریلیک هستند و با گرانروی‌هایی از مایعات رقیق تا خمیرهای تیکسوتروپ و گرانرو قابل دسترس اند. • چسب‌های ذوبی (hot-melt) در حدود 80% استحکام پیوندی را در همان ثانیه‌های اول به دست می‌آورند و مواد نفوذپذیر و نفوذناپذیر را می‌توانند بچسبانند. آن‌ها معمولاً نیازی به آماده‌سازی سطحی دقیقی ندارند. این چسب‌ها به رطوبت و بسیاری از حلال‌ها غیرحساسند اما در دماهای زیاد نرم می‌شوند. • چسب‌های متاکریلات تعادلی بین کشش پذیری زیاد، استحکام برشی و استحکام در برابر پوسته شدن به علاوه‌ی مقاومت در برابر ضربه، فشار و تصادف ناگهانی در طیف دمایی گسترده ایجاد می‌کنند. این مواد فعال دوجزیی بدون آماده‌ سازی سطح در پلاستیک‌ها، فلزات و چندسازه‌ها می‌توانند استفاده شوند. آن‌ها در برابر آب و حلال‌ها مقاومت می‌کنند تا یک پیوند نفوذناپذیر ایجاد شود. • چسب‌های پلی یورتان نوعاً دوجزیی هستند و به ویژگی‌های انعطاف پذیری و چقرمگی حتی در دماهای کم معروفند. آن‌ها مقاوت برشی خوب و همچنین مقاومت عالی در برابر آب و رطوبت هوا دارند، اگرچه یورتان‌های پخت نشده در برابر رطوبت و دما حساسند. واژه‌های اختصاصی چسب Adhesive چسباندن Bonding اتصال دادن – پیوند دادن Jointing جوش دادن – جوشکاری Welding چسب بر پایه‌ی سیانو اکریلات Cyanoacrylate-based adhesive مونتاژ فراصوتی Ultrasonic assembly جوشکاری ارتعاشی Vibration welding جوشکاری خطی Linear welding جوشکاری مالشی خطی Linear friction welding جوشکاری چرخشی Spin welding ارتعاش زاویه‌ای Angular vibration جوشکاری دورانی Orbital welding جوشکاری لیزری Laser welding جوشکاری مقاومتی و القایی Resistance and induction welding تولیدکننده‌ی تجهیزات اصلی Orginal Equipment Manufacturer (OEM) عوامل چسباننده‌ی ویژه Specialty Bonding Agents (SBAs) سامانه‌های توزیعِ سنجش-اختلاط Meter-mix dispensing system چسب‌های ساختاری Structural adhesives برگردان: مهندس احسان قنادیان

محققان سوئیسی مواد کامپوزیتی مشابه صدف حلزونی تهیه کرده اند. برای این منظور آنها روشی ارائه کردند که با آن می‌توان عناصر ساختاری بسیار کوچک درون ماتریکس پلیمری را با استفاده از میدان مغناطیسی تراز کرد. با این روش می‌توان یک کامپوزیت پلیمری را در سه بعد تقویت کرد، کاری که با استفاده از روش‌های تقویت کننده رایج امکان پذیر نیست. “آندره استوارت” از موسسه فناوری فدرال سوئیس ETH در زوریخ که محقق این پروژه است، می‌گوید: طبیعت در تولید موادی که در سه بعد تقویت شده‌اند، بسیار باهوش است. در صدف‌های حلزونی شکل، پوسته‌ای دولایه وجود دارد؛ پوسته درونی شامل صفحات ریز کربنات کلسیم است که به‌ صورت موازی با سطح تراز شده‌اند، و پوسته بیرونی که دارای کربنات کلسیم به ‌شکل میله است که عمود بر سطح هستند. این کار موجب می‌شود استحکام و مقاومت در برابر خستگی پوسته بیرونی افزایش یافته و همچنین مانع از وارد شدن ترک‌ها از این پوسته به پوسته درونی شود. دستیابی به یک چنین آرایش سه بعدی مشابهی در کامپوزیت های پلیمری دشوار است. با استفاده از الیاف تنها می‌توان به ‌صورت دو بعدی کامپوزیت‌های پلیمری را تقویت کرد، اما این میزان کافی نیست و باید تراز شدن سه بعدی نظیر آنچه که در صدف اتفاق می‌افتد، در اینجا نیز تحقق یابد. در گام اول محققان باید مقادیر بسیار کمی از نانوذرات اکسید آهن را به سطح صفحات میکرونی آلومینیوم اضافه کنند تا با این کار به آلومینیوم قابلیت مغناطیسی شدن اعطا شود. میله‌های سولفات کلسیم نیمه آبدار را نیز با این روش بایستی مغناطیسی نمود. در قدم بعد باید این صفحات یا میله‌ها را درون محلولی حاوی پیش ماده‌های پلیمر نظیر پلی‌یورتان، رزین‌های اپکسی و آکریلات وارد کرد. زمانی که میدان مغناطیسی به این سیستم اعمال می‌شود، ساختارهای موجود در آن به‌ صورت خاصی تراز می‌شوند و به‌ همان صورت باقی می‌مانند تا پلیمریزاسیون انجام ‌شود. برای این که تقویت به ‌صورت سه بعدی انجام شود، ساختار می‌تواند در یک جهت در یک لایه از ماتریکس پلیمری تراز شده و در لایه بعدی در جهتی دیگر تراز شود. همچنین می‌توان دو نوع ذره را درون یک نوع پیش ماده قرار داده، به شکلی که میزان اکسید آهن در ذره اول بیشتر از ذره دوم باشد. در این حالت اگر میدان مغناطیسی قوی اعمال شود، همه ذرات در یک جهت تراز می‌شوند. اگر در ادامه، میدان کمتری در جهت دیگری اعمال شود، ذرات دارای اکسید آهن بیشتر، به این میدان پاسخ می‌دهند. آزمایشات نشان می دهد استحکام و مقاومت پارگی کامپوزیت های حاصل نسبت به پلیمر معمولی به مراتب بیشتر است. همچنین میدان مغناطیسی لازم برای آرایش ذرات بسیار پایین بوده و بنابراین به راحتی می توان این روش را در مقیاس های بزرگ به کار برد. نتایج این تحقیقات در مجله Science به چاپ رسیده است. البته طبق نظر یک متخصص کامپوزیت در دانشگاه امپریال کالج لندن، یکی از نقایص این روش استفاده از تقویت کننده های ذره ای است که به طور کلی بهترین نوع تقویت کننده نمی باشند. بنابراین ممکن است مواد خاصی با این روش تهیه شود، اما به طور کلی نمی توان مواد کامپوزیتی با کارایی بالا را توسط این مواد جایگزین نمود. در ادامه فیلمی از آرایش پذیری ذرات در میدان مغناطیسی ارائه شده است.

مقدمه از آنجا كه برآورده شدن تمام ملزومات با بهترین شرایط، با یك آلیاژ میسر نیست برای ساخت شبكه، تعدادی از آلیاژها را با هم تركیب می كنند. این آلیاژها كه در صنعت به صورت آلیاژ سه تایی سرب- كلسیم – قلع و یا آلیاژهای چهارتایی سرب- كلسیم- قلع- آلومنیوم وجود دارند، دارای مزایای بهتر و كیفیت بالاتری هستند. اخیراً تحقیقات نشان داده است افزودن باریم به آلیاژ چهارگانه فوق، باعث افزایش سختی و استحكام شبكه و كاهش خوردگی شبكه مثبت می شود. علاوه بر این، با بكارگیری باریم، عمر باتری در دماهای بالا افزایش پیدا می كند كه این موضوع در باتری های استارتی حائز اهمیت است. زیرا باتری های استارتی معمولاً در محیط هایی با دمای بالا، از قبیل خودروها كه در زیر كاپوت آنها و در مجاورت باتری حرارت زیادی وجود دارد، به كار گرفته می شوند. تا چند سال پیش از این، برای باتری های صنعتی مورد استفاده در مراكز مخابراتی، از آلیاژهای آنتیموآن استفاده می شد. اما با شناخته شدن مزایای آلیاژهای كلسیم، این آلیاژها به تدریج جایگزین آلیاژهای آنتیموانی شدند و سپس با پیدایش آلیاژهای تركیبی، انتظار می رود ساخت باتری با آلیاژهای تركیبی ادامه یابد. تنها ایراد آلیاژهای سه تایی نرمی آنهاست كه به این ترتیب حمل و نقل و جابجایی آن دقت بیشتری می طلبد. در ساخت تمامی آلیاژهای مورد بحث، احیای سرب از مواد قراضه از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرف است. سرب- اكسیدها و تركیبات آن را از باتری های استارتی جدا می كنند و در یك كوره دوار همراه با شن، آهك، ذغال و نیترات سدیم حرارت می دهند تا كاملاً ذوب شود و سپس دوباره در مراحل ساخت باتری از آن استفاده می كنند. بهبود ویژگی های شبكه های تركیبی در باتری های سربی – اسیدی شبكه های تركیبی چند لایه ای ساخته شده اند كه به شكل شبكه ای واحد و بسیار كارآمد و طی چند مرحله گالوانوتكنیك (گالوانیزه كردن) تولید می شوند. این مواد تركیبی از لایه هایی با ساختار متفاوت و ویژگی های متفاوت تشكیل شده اند كه برای عملكرد مكانیكی و فنی، عملكرد الكتریكی، مقاومت در برابر خوردگی، تركیبی از ویژگی های موثر و كارآمد دارند. این مقاله به شرح و تفصیل این ویژگی ها پرداخته و مهندسی و طراحی همزمان تولید ماده ی شبكه را مورد بررسی قرار می دهد. معرفی باتری های شبكه ای كنونی از مواد آلیاژی واحدی (تك آلیاژ) تشكیل شده اند و دارای ویژگی های مكانیكی، فنی و الكتریكی می باشند كه زیر حد مطلوب هستند. مواد متداول بكار برده شده در شبكه، بر پایه ی آلیاژهای سرب – قلع یا سرب – كلسیم – قلع ساخته شده اند كه از لحاظ تكنیكی ناقص به شمار می آیند زیرا هم ویژگی های آنها زیر حد مطلوب است و هم ساختارهای میكروسكوپی خاصی دارند كه به روش های متداول ریخته گری و قالب گیری، نوردزنی، منبسط شدن و سوراخ كاری تولید می شوند. خصوصیات دیگری نظیر افزایش درجه حرارت باتری حین عملیات، چگالی بیشتر آلیاژها، نیازهای چرخه ی عمر و دیگر مسائل، مستلزم وجود مواد شبكه ای اصلاح شده هستند. برای جبران ویژگی هایی كه با مواد تك آلیاژ و از طریق فرآیندهای رایج تولید نمی شوند، باید آنها را مهندسی و طراحی كرد. برای پاسخ به این چالش های جدید، شركت دی اس ال درسدن شبكه های تركیبی چند لایه ی ابتكاری و نوین را به عنوان مواد مهندسی شده ای ساخته است كه به شكل شبكه ای واحد و بسیار كارآمد و طی چند مرحله گالوانیزه كردن، تولید شده اند. نحوه تغییر ویژگی های شبكه و چگونگی بهینه سازی آن ویژگی ها به صورت جداگانه و تركیب كردن ویژگی های مذكور در شبكه ی تركیبی، از موضوعاتی هستند كه در این بخش به آنها اشاره شده است. فرآیند تولید الكترون كه از طریق فنآوری شركت در سدن صورت گرفت، به ایجاد مواد تركیبی چند لایه منجر شد و این به آن معنی است كه تركیب لایه های گوناگون با ساختارها و ویژگی های متفاوت می توانند تركیبی از ویژگی های متفاوتی را ایجاد كنند كه در موارد زیر به كار می روند: ● رفتار فنی (مكانیكی) ● عملكرد الكتریكی ● مقاومت در برابر خوردگی ● تعائل چرخه ای به علاوه، این تركیب بی نظیر و تلفیق ابتكاری ماده و فرآیند تولیدی، بسیار سودمند است و با تمام فرآیندهایی كه در حال حاضر برای ساخت شبكه باتری ها مورد استفاده قرار می گیرند، قابل رقابت است. رفتار مكانیكی بهینه سازی رفتار مكانیكی شبكه های تركیبی یعنی اجرا و به انجام رساندن چندین نیاز متفاوت: ◄ سخت گردانی بخشی از سطح مقطع شبكه به منظور فراهم كردن بازدهی كافی. ◄ ساختن لایه هایی با بازدهی متفاوت به منظور مقاوم كردن فشارهای كششی كه باعث بهبود شبكه می شوند. ◄ كنترل كردن سفتی و سختی ماده ی انعطاف پذیر (ارتجاعی – لاستیك)، به شكلی كه برای سفتی و سختی خمش موجود در فرآیند تولید باتری موثر باشد. بازدهی به دلیل اینكه ذرات غنی شده از مس بسیار كوچك، مجزا و بسیا رقیق هستند، هیچ اثر شیمیایی مضری بر عملكرد باتری ندارند چرا كه هیچ میزان مشخصی از انحلال مس و ته نشینی آن بر صفحه ی منفی وجود ندارند. برای تعیین ویژگی های كششی هسته و لایه های خارجی می توان از قانون ساده ی ماده ی افزایشی استفاده كرد. اما با استفاده از مدل سازی و شبیه سازی عددی كه بر اساس روش اجزاء محدود است می توان به نتایج قطعی تری رسید. عملكرد الكتریكی عملكرد الكتریكی باتری را می توان از دو جهت بهبود بخشید: ◄ مقاومت مؤثر ماده ی شبكه. ◄ مقاومت مؤثر حاصله از طرح شبكه. مقاومت مؤثر ماده در آلیاژهای تجاری كه لزوماً محلول های رقیق جامد از جنس سرب هستند، ناخالصی ها باعث مقاومت مواد ته نشینی می شود. واضح است كه این اثر برای قلع كمتر از كلسیم است. از آنجا كه شبكه های ساخت شركت دی اس ال فاقد كلسیم هستند و قسمت اعظم سطح مقطع آنها از عناصر دوتایی سرب – قلع تشكیل شده است، آنها حدود 5% مقاومت مؤثر كمتری نسبت به شبكه های سرب – كلسیم – قلع رایج دارند. از طریق وارد كردن لایه های مس خالص به ساختار تركیبی، می توان این مقاومت را كاهش داد. این مشخصه ی بی نظیر را می توان به تنهایی از طریق فرآیند ساخت و تولید شركت دی اس ال در نظر گرفت كه به سادگی نیازمند افزودن حمام آبكاری مس به خط گالوانیزه كردن شبكه است. چون مقاومت الكتریكی مس خالص 16.8 nΩm است، سطح مقطع سیمی كه 3% آن با لایه ی مس پوشیده شده، مقاومت مؤثر را حدود 55% كاهش می دهد و آن را از مقدار nΩm 208 به nΩm 155 می رساند. باید به این مسئله توجه كرد كه این نوع تغییر مقاومت جزئی شبكه ی تركیبی را می توان بدون هیچ محدودیتی برای صفحات مثبت ایجاد كرد چرا كه لایه ی مس به طور كامل توسط یك لایه ی خارجی سرب – قلع خالص كه در برابر خوردگی مقاوم است پوشانده و كپسول بندی شده است كه طی زمان عمر باتری، مس را از حل شدن در الكترولیت باتری محافظت می كند. واضح است كه شبكه های تركیبی سرب/مس كه از طریق تولید چند مرحله ای الكترون ساخته شده اند، برای انتشار جریان درون شبكه ها طراحی باتری های سربی – اسیدی پرقدرت، شرایط بی نظیری را فراهم می كنند. مقاومت در برابر خوردگی استراتژی اساسی برای به دست آوردن مقاومت بالا در براب خوردگی در باتری های شبكه ای فراهم آوردن موارد ذیل است: ◄ یك تركیب ماندگار مقاوم در براب خوردگی، حداقل در یك لایه ی خارجی اصلی. ◄ ساختار میكروسكوپی ای كه منجر به یك شروع ناگهانی می شود. این دو وضیعت را می توان تا حد مطلوبی از طریق شبكه های تركیبی ساخت دی اس ال ایجاد كرد. لایه های مقاوم در برابر خوردگی می توانند به صورت لایه های اصلی بیرونی ته نشین شوند. این امر طی عمر باتری به صورت تابعی باقی می ماند. در دو مورد فوق، مقاومت در برابر خوردگی به دو علت ایجاد می شود: ◄ استفاده از عنصر دوتایی سرب – قلع كه در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارند. ◄ كنترل و بررسی ساختار میكروسكوپی خرده كریستال های ستونی با ساختار چند لایه ای كه در میزان قلع تفاوت كمی دارند و بدون اینكه شكاف های عمیقی ایجاد كنند، به شكل لایه لایه خورده می شوند. چنین مخلوطی از تركیب های شیمیایی مناسب و مطلوب و چنین ساختار میكروسكوپی را تنها می توان تحت شرایط خاص گالوانیزه كردن فراهم كرد. ضمناً در آزمایش های خوردگی كارخانه های تولید باتری، مقاومت برتر شبكه های تركیبی شركت دی اس ال به اثبات رسیده است. كاهش در سرعت خوردگی شیمیایی شبكه های شركت دی اس ال امكان ایجاد شبكه هایی را فراهم می كند كه 30-20% باریك تر از مواد شبكه ای آلیاژی مس هستند اما طول عمر آنها مانند باتری است. بهینه سازی كلی شبكه واضح است كه در ساختار لایه ای شبكه های تركیبی، برای بهینه كردن ویژگی های شبكه از طریق تركیب و تشكیل لایه های متفاوت، نكات زیر مورد توجه قرار می گیرد: ◄ ویژگی درونی و طبیعی آنها ◄ ضخامت و میزان ترك خوردگی آنها ◄ موقعیت یا توالی در تركیب ◄ ارزیابی نسبی فنی و اقتصادی شبكه های متداول و شبكه های ساخت شركت دی اس ال همانطور كه به طور خلاصه، استنتاج شده اند. نتایج ساختار تركیبی این شبكه ها امكان بهینه سازی ویژگی های آنها را به طور همراه و جداگانه فراهم می كند. در نتیجه ممكن است تركیبی از ویژگی های بهینه سازی شده به دست آید كه نمی توان آنها را از طریق شبكه های تك آلیاژی امروزی فراهم كرد. باتری های تك قطبی بر مبنای تكنولوژی ایبونكس در این قسمت كار مداوم انجام شده توسط شركت آتراوردا بر روی تولید نوعی از ورقه های تركیبی ماده ی ابونكس كه می تواند به ارزانی برای شكل دادن صفحه های زیر لایه ای باتری های سربی – اسیدی تولید شود، شرح داده شده است. ابونكس نام تجاری ثبت شده ی طیفی از مواد سرامیكی نظیر اكسید تیتانیوم و به خصوص Ti4o7 و Ti5o9 است كه با وجود مقاومت در برابر خوردگی و اكسیداسیون بالا هادی الكتریسیته نیز می باشد. در این نوشته جزئیات ساختار تركیبی، روش ها و تكنیك های ساخت باتری مورد بحث قرار گرفته است، به علاوه اطلاعاتی در مورد عمر مفید باتری آورده شده كه توسط آزمایشگاه باتری ها و سلول های اسید – سرب شركت آتراوردا به دست آمده است. همچنین تكنیك های تولید باتری های تك قطبی و دو قطبی آورده شده است. یافته ها نشان می دهند كه تولید باتری های دو قطبی در مقایسه با انواع رایج، از لحاظ مالی مقرون به صرفه است. این امر به خاطر مراحل ساخت كمتر و پربازده تر است. نتایج نشان می دهد كه استفاده از ماده ی تركیبی ابونكس به عنوان یك زیر لایه دوقطبی باتری های سربی – اسیدی، ولتاژ بالا و بادوامی را ایجاد می كند كه برای كاربردهای وسیعی نظیر: ساخت اتومبیل های پیشرفته و تجهیزات الكتریكی ثابت و متحرك مناسب است. معرفی اخیراً در مورد باتری های دوقطبی دارای صفحه های ابونكس اطلاعات اولیه ای ازائه شده است. مزایای عملكرد باتری های دوقطبی و به خصوص باتری های اسید – سرب به خوبی مستند سازی شده و مورد تایید قرار گرفته اند ولی مانع بزرگ برا یپیشرفت در زمینه عملكرد باتری های اسید – سرب، شناسایی یك ماده ی زیر لایه دوقطبی است كه بتواند در محیط اسیدی و اكسیدی باتری پایدار باشد. در مورد ماده ی زیر لایه ی جدید ابونكس كه به افزایش طول عمر و دوام باتری های اسید – سرب كمك می كند، تحقیقات بیشتری صورت گرفته كه در این گزارش به آن اشاره شده است. این گزارش همچنین روش های تولید باتری اسید – سرب را مرور كرده و برای تولید محصول دوقطبی روش جدیدی ارائه می كند. سرامیك ابونكس یك رسانای فلزی است كه رسانایی آن مانند كربن بوده ولی در برابر اكسیداسیون، از كربن مقاوم تر است. خصوصیات اصلی یك ماده ی زیر لایه ای برای یك دو قطبی عبارتند از: رسانای الكتریكی، مقاوم در براب خوردگی، محیط الكتروشیمیایی خنثی، نفوذ ناپذیری نسبت به اسید، چسبندگی خوب و مقاومت مكانیكی در برابر جابجایی. این مقاله در مورد آزمایش زیرلایه و باتری های دوقطبی تحت شرایط چرخه ی عمر و شرایط بیش بار اطلاعات جامع تری ارائه می دهد. تولید صفحه ابونكس دو نوع صفحه برای ساخت یك باتری دو قطبی مورد نیاز است. هر باتری به دو صفحه انتهایی یا صفحه های دوقطبی گیره دار برای اتصالات خارجی و نیز تعدادی صفحه های دو قطبی میانی نیاز دارد. هر دونوع صفحه ابونكس با یك تكنیك ساده ی پرس كاری گرم تولید می شوند. صفحه ابونكس تركیب ورقه شده ای شامل ذرات ابونكس در یك ماتریس پلیمری است كه یك لایه ی خارجی از جنس آلیاژ سرب نیز دارد. پودر ابونكس با مقدار مشخصی از مواد ماتریسی مخلوط می شود و بین فویل های نازكی از آلیاژ سرب قرار می گیرد، سپس ساندویچ به دست آمده به مدت كوتاهی بین قالب شكل دهی پرس گرم می شود تا به صورت صفحه درآید. آنگاه روی سطح صفحه خمیری كشیده می شود. صفحات تك قطبی فقط از یك سطح مشبك می شوند و برای ایجاد اتصالات خارجی، روی صفحه ی مقابل خود گیره دارند. به منظور كنترل ضخامت خمیر، می توان ارتفاع شبكه را تغییر داد. آزمایش تخلیه صفحه به منظور ارزیابی درجه ی تخلخل سرتاسری در یك صفحه ی دوقطبی آزمایشی طراحی شده است. وجود تخلخل سرتاسری می تواند باعث خود تخلیه شدن صفحه ی رطوبت پذیر شود. هر منفذ سرتاسری در الیاف پلیمری و كمبود یا نبود چسبندگی به ذرات ابونكس كه به محلول اجازه ی ورود و ایجاد پلی بین دو صفحه ی مجاور را بدهد، باعث جاری شدن جریان می شود. با آزمایش مواد می توان دوام ماتریس پلیمری را ارزیابی كرد. نتایج و بحث و بررسی ساختار صفحه ورقه های باتری تركیبی با ذرات رسانای ابونكس رزین به وسیله ی آلیاژ سرب، لامینت (laminate) می شوند. هدف از وجود سرب بهبود چسبندگی جرم ها به سطح است، به خصوص بر روی سطح مثبت. به منظور ارتباط خوب به صفحه مثبت وجود یك لایه خوردگی روی سطح شبكه های سربی حائز اهمیت است. به علت خنثی بودن تیتانیوم نسبت به اكسیداسیون و شرایط اسیدی موجود در یك باتری اسید – سرب، نیاز نیست كه مواد زیر لایه دوقطبی توسط سرب محافظت شود، همانطور كه در انواع قبلی باتری های اسید – سرب نیز چنین محافظتی نیاز نبود. صفحه های دو قطبی روی یك سطح، خمیر مثبت و روی سطح دیگر خمیر منفی دارد. هر دو خمیر به ضخامت حدود یك میلیمتر روی هر سطح مالیده شده اند، ولی می توان به منظور اطمینان از اینكه خمیر منفی بیش از حد استفاده نشود آن را به دقت تنظیم كرد. سطوح مثبت و منفی نشان می دهند كه جرم ها به سطح چسبیده اند. اندازه گیری دقیق ضخامت فویل ها پس از تركیب نشان می دهد كه ورقه ی روی سطح مثبت به میزان 5-7 میكرومتر كاهش ضخامت داشته، در حالیكه ورقه ی روی سطح منفی دست نخورده و بدون تغییر مانده است. بنابراین ساختار دوقطبی از 3 ماده تشكیل شده است: پودر ابونكس، ماده ی ماتریس، رزین و آلیاژ سرب. هر كدام از این مواد باید نسبت به شرایط اسیدی و اكسیداسیون موجود در ماده ی مقاوم باشند. برای بررسی دوام هر كدام از اجزاء موجود در یك باتری اسید – سرب آزمایش هایی طرح ریزی شدند و اطلاعات مربوط به باتری های اسید – سرب كه حاوی صفحه های دو قطبی ابونكس بودند نیز این آزمایش ها را پشتیبانی كردند و نتایج مربوطه در زیر بیان شده و مورد بحث قرار گرفته اند. نتیجه گیری شرح آزمایش های انجام شده بر روی زیر لایه های دوقطبی تركیبی ابونكس در باتری های شبیه سازی شده و واقعی در دست است. آزمایش ها برای ارزیابی دوام الیاف پلیمری طراحی شده بودند كه در نهایت گروهی از مواد پلیمری كه دارای پایدار كافی، تولید آسان و قابلیت آب بندی هستند، شناسایی شدند. اگر چه نیازی به محافظت زیر لایه ی تركیبی پر شده با سرامیك ابونكس احساس نمی شود، ولی ثابت شد كه در افزایش طول عمر باتری های دارای زیر لایه های ابونكس، سرب نقش مهمی ایفا می كند. زیرا به علت تشكیل اكسیدهای سرب كم رسانا ظرفیت كاهش می یابد. این امر با آزمایش باتری های 6 ولتی كه با استاندارد B56290 نیز مطابقت داشتند به تایید رسید. كارهای بیشتری بر روی چرخه ی عمر در حال انجام است و نتایج در زمان مقتضی ارائه می شود. مروری بر عملیات تولید نشان داده است كه برای تولید باتری های دوقطبی عملیات كمتری نسبت به طرح تك قطبی مرسوم مورد نیاز است كه باعث كاهش زمان و هزینه تولید می شود. منبع : موسسه كامپوزیت ایران- نشریه كامپوزیت

پرسش "نانو كامپوزیت چیست؟" در حال حاضر همانند پرسش كامپوزیت چیست؟ در دهه 1950 است. نانو كامپوزیت ها راهی نوین برای دستیابی به ویژگی های فوق العاده ارایه می كنند. این مواد توان بالقوه ای برای تغییر همه چیز دارند. نانو كامپوزیت ها دسته ای بزرگ از رزین های پر شده هستند. نخستین چیزی كه آن ها را از رزین های پر شده معمولی متمایز می كند اندازه ذرات پركننده است. اندازه این ذرات در مقیاس نانومتر است. برای درك ابعاد نانومتر باید گفت كه یك متر معادل یك میلیارد نانومتر است. یك نانومتر طولی تقریباً برابر با قطر 10 اتم است. طول موج نور مرئی حدود 700 نانومتر است. هنگام بحث راجع به كامپوزیت ها، گاهی درباره سازه های كامپوزیتی صحبت می شود كه در طبیعت یافت می شوند. سدهایی كه سگ های آبی می سازند مثالی از سازه ای كامپوزیتی از شاخه های درخت و گل و لای است. بد نیست اگر توصیفی هم از یك نانو كامپوزیت طبیعی داشته باشیم. پوسته نوعی صدف دریایی به نام آبالون (abalone) از كربنات كلسیم تشكیل شده است. هنگامی كه آبالون پوسته خود را می سازد لایه های متناوبی از یك پلیمر طبیعی بین لایه های كربنات كلسیم ایجاد می كند. به این ترتیب پوسته به دست آمده دو برابر سخت تر و هزاران بار چقرمه تر از اجزای سازنده اش است. نانو پركننده ها یكی از پر مصرف ترین نانو پركننده های امروزی رس ها هستند؛ اگر چه گاهی نانو لوله های كربنی، فلزهای بلورین و بعضی نانو پركننده های دیگر نیز به كار گرفته می شوند. این پر كننده ها با یكی از رزین های پلیمری گرماسخت یا گرمانرم تركیب می شوند. كامپوزیت های به دست آمده عموماً دارای استحكام كششی و مدول بالاتر، دمای اعوجاج حرارتی بیشتر و دیگر ویژگی های مطلوب هستند. در آغاز، بهبود ویژگی ها منجر به توسعه سریع این فن آوری شد. با این وجود نانو پركننده ها در حال حاضر بازار چندان گسترده ای ندارند ولی ممكن است در آینده ای نزدیك جهشی بزرگ داشته باشند. در بیشتر كاربردهای نانو كامپوزیتی، نانو رس ها به كار می روند و نانو لوله های كربنی و فلزات نانو بلورین تنها در كاربردهای بسیار ویژه به كار گرفته می شوند. رس ها فراوان و ارزان هستند. در بسیاری از محصولات به عنوان پر كننده به كار می روند و بهای تمام شده فراورده را كاهش می دهند. ولی نانو رس ها به روشی متفاوت عمل كرده و می توانند ویژگی های مطلوب رزین ها و محصولات كامپوزیتی را چند برابر كنند. این بهبود ویژگی ها در پوسته آبالون شگفت انگیز است. رزین ها تاكنون بیشتر كارهای انجام شده در حیطه نانوكامپوزیت ها، بر روی رزین های گرمانرم بوده است. ولی مشاهده می شود كه بسیاری از بهبود ویژگی ها، منجر به تغییر ویژگی های رزین های گرمانرم به سمت رزین های گرماسخت شده است. به علاوه این نانو كامپوزیت ها ویژگی های رزین های گرمانرم را به حدی بهبود داده اند كه بعضی از آنها در حوزه هایی وارد شده اند كه پیش از این فقط رزین های گرماسخت متداول بودند. نانو كامپوزیت ها به عنوان دیرسوز كننده FAA بودجه بسیاری صرف پژوهش در زمینه اثر دیرسوز كنندگی ذرات رس با اندازه نانومتری بر رفتار پلاستیك ها كرده است. در آغاز تنها دانشگاه كرنل (Cornell) در این زمینه با FAA همكاری می كرد. سپس دانشگاه ماركو (Marquette) و چندین دانشگاه دیگر نیز برنامه های پژوهشی خود را در زمینه نانو رس ها و اثرات دیر سوزكنندگی آنها فعال كردند. آزمایش گرماسنجی مخروطی، اثر دیر سوز كنندگی این ذرات را به طور كلی تایید كرده است. رزین های پر شده نیز پایداری بهتری در برابر حرارت از خود نشان دادند. این مقاومت حرارتی بالا و ویژگی دیرسوز كنندگی نانو رس ها آینده خوبی برای این فن آوری رقم خواهد زد. آلومیناتری هیدرات (ATH) یكی از پر كننده های دیرسوز كننده متداول در بسیاری از پلاستیك ها است. گاهی اوقات اثر دیرسوز كنندگی این ماده به حدی می رسد كه پلیمر خود اطفاء كننده (Self extinguishing) می شود. روند كار به این صورت است كه وقتی ATH در معرض حرارت قرار می گیرد، تری هیدرات بخار آب ازاد كرده و منجر به كاهش حرارت آتش و كند كردن عمل سوختن می شود. اما افزایش میزان ATH افزوده شده به رزین منجر به افت استحكام كششی و خمشی پلیمر می شود و وقتی مقدار پر كننده به یك حد بحرانی معین می رسد، افت ویژگی ها ناگهانی و قابل توجه خواهد بود. روش كار نانو رس ها سیلیكات های رسی نانومتری در پلیمر مذاب لایه لایه می شوند و ماده رس – پلاستیك را خلق می كنند. این ذرات رسی تقریباً به اندازه خود مولكول های پلیمر هستند بنابراین كاملاً با هم مخلوط شده و به طریق شیمیایی پیوند برقرار می كنند. این امر پایداری حرارتی و ویسكوزیته پلاستیك را افزایش و انتشار گازهای سوختنی را كاهش می دهد. نانو رس ها به مقدار خیلی كمی – گاهی اوقات 6 درصد وزنی یا كم تر – به رزین افزوده می شوند. این مواد تقریباً در سطح مولكولی با رزین ها پیوند برقرار می كنند. به نظر می رسد وجود تركیبات آهن در نانو رس ها، پایداری حرارتی پلیمر را افزایش می دهد . این مواد هم دمای تغییر شكل و هم دمای ذوب رزین را افزایش می دهد. نانو رس ها به مقدار خیلی كمی – گاهی اوقات 6 درصد وزنی یا كم تر – به رزین افزوده می شوند . این مواد تقریباً در سطح مولكولی با رزین ها پیوند برقرار می كنند. به نظر می رسد وجود تركیبات آهن در نانو رس ها، پایداری حرارتی پلیمر را افزایش می دهد . این مواد هم دمای تغییر شكل و هم دمای ذوب رزین را افزایش می دهند. این مواد همچنین به عنوان پلاكت هایی عمل می كنند كه تبلور پلیمر را شتاب می بخشند. نانو رس ها مانعی در پلیمر ایجاد می كنند كه از مهاجرت اجزای فرار پلیمر درون ماده جلوگیری می كند. علاوه بر این، یك مانع زغالی نیز در سطح ایجاد می كنند كه در برابر سوختن بیشتر ماده مقاومت می كند. این امر باعث می شود ذرات نانو رس در سطح افزایش یابند و این افزایش حركت مواد پلیمری اضافی را به سطح به تاخیر می اندازد. تشكیل یك سطح زغالی، از مشخصه های دیرسوز كنندگی رزین های فنلیك است. اگرچه نانو رس ها نیز یك مانع زغالی در سطح ایجاد می كنند ولی ساز و كار تشكیل آنها نسبت به فنلیك ها متفاوت است. تحقیقاتی در زمینه به كارگیری نانو رس ها به همراه هالوژن و بعضی دیگر از دیرسوز كننده های متداول انجام شد. نتایج نشان دادند كه در بعضی از كاربردها حتی با كاهش میزان افزودنی های دیرسوز كننده به مقداری قابل توجه، دیرسوزی رزین های پر شده با نانو ذرات برابر یه بهتر بود. در عین حال نانو رس ها منجر به افزایش استحكام فیزیكی ماده نیز می شوند.موادی كه به این طریق به دست می آید وزن مخصوصی كم تر و استحكام فیزیكی بیشتری دارند. كاهش میزان هالوژه ها در نانو كامپوزیت ها به معنی ارزان تر شدن رزین به دست آمده است. اورتان تاكنون كار زیادی در زمینه اثر دیر سوز كنندگی نانو رس ها در پلی استرهای گرماسخت انجام نشده است. اگر چه دلایل نشان می دهند كه این مواد در پلی استرها نیز باید همین طور عمل كنند. با این وجود كارهایی در زمینه پلی اورتان ها انجام شده است. نانو رس ها آینده روشنی برای بهبود دیرسوزی فوم های اورتانی ترسیم كرده اند. با پیشروی اورتان های سازه ای در بازار كامپوزیت های تقویت شده با الیاف متداول، دیر سوزی این مواد برای كاربردهای بیشتری جذاب خواهد بود. اگر سیستم های رزینی اورتانی دارای شرایط UL 94 Vo با بهای كم تری عرضه شوند . بازار بزرگ جدیدی به روی این مواد گشوده خواهد شد. یكی از فواید پرداختن به نانو رس ها برای دیرسوز كردن رزین ها، قابلیت تركیب این ویژگی با دیگر برتری های رزین هاست. یكی از كاستی های معمول رزین ها یا پوشش های ژلی دیرسوز، زرد یا بی رنگ شدن آنها هنگام قرار گرفتن در معرض نور فرابنفش است كه این مشكلات هنگام به كارگیری نانو رس ها رخ نمی دهند.

با توجه به اين که امروزه حجم وسيعي از کالاهاي مصرفي هر جامعه‌اي را پليمرهايي تشکيل مي‌دهند که به‌راحتي مي‌سوزند يا گاهي در مقابل شعله فاجعه مي‌آفرينند، لزوم تحقيق در خصوص مواد ديرسوز احساس مي‌شود. بر همين اساس، در کشورهاي صنعتي، تلاش گسترده‌اي براي ساخت موادي با ايمني بيشتر در برابر شعله آغاز شده است و در اين زمينه نتايج مطلوبي هم به دست آمده است. بر همين اساس و با توجه به تدوين استانداردهاي جديد ايمني، به نظر مي‌رسد استانداردهاي ساخت مربوط به پليمرهاي مورد استفاده در خودروسازي، صنايع الکترونيک،‌ صنايع نظامي و تجهيزات حفاظتي و حتي لوازم خانگي، در حال تغيير به سوي مواد ديرسوز است. از طرف ديگر مدتي است که نانوکامپوزيت‌هاي پليمر – خاک‌‌‌‌‌‌رس به عنوان موادي با خواص مناسب مثل تأخير در شعله‌‌‌‌‌‌وري، توجه بسياري از محققان را به خود جلب کرده است. بنابراين به‌‌‌‌‌‌نظر مي‌رسد که نانوکامپوزيت‌هاي پليمر – خاک‌‌‌‌‌‌رس مي‌توانند جايگزين مناسبي براي مواد پليمري معمولي باشند؛ براي تهيه پليمرهاي ديرسوز، علاوه بر رفتار آتش‌گيري، عوامل زيادي بايد مورد توجه واقع شوند؛ از جمله اينکه: از افزودني‌هايي استفاده شود که قيمت تمام‌‌‌‌‌‌شده محصول را خيلي افزايش ندهد. (مواد افزودني بايد ارزان قيمت باشند.) مواد افزودني به پليمرها بايد به آساني با پليمر فرآيند شود. مواد افزوده‌شده به پليمر نبايد در خواص كاربردي پليمر تغيير قابل ملاحظه ايجاد كند. زباله‌هاي اين مواد نبايد مشکلات زيست‌‌‌‌‌‌محيطي ايجاد کند. با توجه به اين موارد، خاک‌‌‌‌‌‌رس از جمله بهترين مواد افزودني به پليمرها محسوب مي‌شود که مي‌تواند آتش‌گيري آنها را به تأخير بيندازد و سبب ايمني بيشتر وسايل و لوازم ‌شود. مزيت ديگر خاک‌ رس فراواني آن است که استفاده از اين منبع خدادادي را آسان مي‌کند. ويژگي‌هاي نانوکامپوزيت‌هاي پليمر – خاک‌‌‌‌‌‌رس خواص مکانيکي نانوکامپوزيت‌هاي پليمر-نايلون6 که از نظر حجمي فقط حاوي پنج درصد سيليکات است، بهبود فوق‌العاده‌‌‌‌‌‌اي را نسبت به نايلون خالص از خود نشان مي‌دهد. مقاومت کششي اين نانوکامپوزيت 40 درصد بيشتر، مدول کششي آن 68 درصد بيشتر، انعطاف‌پذيري آن 60 درصد بيشتر و مدول انعطاف آن 126 درصد بيشتر از پليمر اصلي است. دماي تغيير شکل گرمايي آن نيز از 65 درجه سانتي‌‌‌‌‌‌گراد به 152 درجه سانتي‌‌‌‌‌‌گراد افزايش يافته است. در حاليکه در برابر همة اين تغييرات مناسب، فقط 10درصد از مقاومت ضربه آن کاسته شده است. نتايج تحقيقات حاكي از آن است كه ميزان آتشگيري در اين نانو كامپوزيت پليمري حدود 70 درصد نسبت به پليمر خالص كاهش نشان مي‌‌‌‌‌‌دهد و اين در حالي است كه اغلب خواص كاربردي پليمر نيز تقويت مي‌‌‌‌‌‌شود. البته كاهش در ميزان آتشگيري پليمرها از قديم مورد بررسي بوده است. بشر با تركيب مواد افزودني به پليمر ميزان آتشگيري آنرا كاهش داد ولي متاسفانه خواص كاربردي پليمر هم متناسب با آن كاهش مي‌‌‌‌‌‌يافته است. در واقع كاهش در آتشگيري همزمان با بهبود خواص كاربري پليمرها ويژگي منحصر به فرد فناوري نانو است، خصوصاً اينكه تنها با افزودن 6 درصد ماده افزودني به پليمر تا 70 درصد آتشگيري آن كاهش مي‌‌‌‌‌‌يابد. برخي نانوکامپوزيت‌هاي پليمر – خاک‌‌‌‌‌‌رس پايداري حرارتي بيشتري از خود نشان مي‌دهند که اهميت ويژه‌اي براي بهبود مقاومت در برابر آتش‌‌‌‌‌‌گيري دارد. اين مواد همچنين نفوذپذيري کمتري در برابر گاز و مقاومت بيشتري در برابر حلال‌ها از خود نشان مي‌دهند. استانداردسازي؛ ابزار قدرت در دست کشورهاي پيشروي صنعتي تطابق با استانداردهاي جديد موضوعي است که همواره کشورهاي پيشرو بر کشورهاي پيرو ديکته کرده‌اند. در کشورهاي پيشرو صنعتي،‌ استانداردها همواره رو به بهبود است. در اين کشورها براساس جديدترين نتايج تحقيقات و مطالعات متخصصان، هر چند وقت يکبار، استانداردها دستخوش تغيير مي‌شوند و ديگر کشورها ناچار خواهند بود در مراودات تجاري خود با آنها اين استانداردها را رعايت کنند و به اين ترتيب، مجبور مي‌شوند که نتايج تحقيقات آنها را خريداري کنند. مطلب زير مثالي از اين موارد است: چندي پيش در جرايد اعلام شد که بنا بر تصميم جديد اتحاديه اروپا، هواپيماهايي که مجهز به سيستم جديد ناوبري (مطابق با استاندارد جديد پرواز)‌ نباشند، اجازه پرواز بر فراز آسمان اروپا را ندارند. در آن زمان در کشور ما فقط تعداد معدودي از هواپيماهاي مجهز به اين سيستم وجود داشت. اخيراً هم اتحاديه مزبور اعلام کرده است که ورود کاميون‌هاي فاقد استاندارد زيست‌‌‌‌‌‌محيطي به خاک اروپا ممنوع است. در پي اين اعلام، خودروسازان ايراني به ناچار استانداردهاي خود را با شرايط جديد تطبيق دادند.

مواد نانوکامپوزیتی به آن دسته از موادی اطلاق می‌شود که فاز تقویت‌کننده آن دارای ابعادی در مقیاس یک تا صد نانومتر باشد که شامل نانوکامپوزیت‌های پلیمرـ سرامیک، پلیمرـفلز، سرامیک ـفلز و سرامیک ـ سرامیک هستند. تقویت‌کننده نانومتری به‌دلیل داشتن ابعاد بسیار کوچک و سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت‌کننده‌های معمولی در سطح بارگذاری کمتر باعث بهبود خواص مورد نظر شده و جایگزین خوبی برای کامپوزیت‌های معمولی هستند؛ چراکه کارآیی بهتر و وزن کمتری ‌دارند. محصولات تهیه‌شده از نانوکامپوزیت‌های پلیمری قابلیت استفاده در صنایع شیمیایی، خودروسازی، ساختمان، نظامی، پزشکی، لوازم خانگی، ورزشی، کشاورزی و الکترونیکی را داشته و استفاده از آن‌ها در این صنایع، کاهش مصرف سوخت و انرژی، افزایش مقاومت و ایمنی در برابر زلزله و آتش‌سوزی، افزایش عمر سازه‌ها، کاهش خسارات ناشی از زمان نگهداری مواد غذایی و محصولات کشاورزی‌،‌ کاهش خسارات ناشی از خوردگی و به‌طور خلاصه، استفاده بهینه از منابع موجود را می‌تواند به‌همراه داشته‌باشد. با توجه به حجم گسترده استفاده از کامپوزیت‌های معمولی در داخل کشور و با عنایت به حجم بالای تولید پلیمرها در سال‌های آتی از‌سوی شرکت ملی صنایع پتروشیمی و لزوم افزایش کاربری این پلیمرها‌، تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری یکی از مناسب‌ترین راه‌های پاسخ‌گویی به نیاز بازار و بهبود خواص و گسترش دامنه کاربرد پلیمرهای داخلی است. در‌حال‌حاضر، میزان مصرف کل آمیزه‌های پلیمری در داخل کشور حدود صد و پنجاه هزار تن در سال است که بخشی از آن، از طریق واردات از کشورهایی مثل هلند‌،‌ ایتالیا‌، تایوان‌، سوئد، آلمان و بخش دیگر به‌وسیله تولیدکنندگان داخلی تامین می‌شود. این آمیزه‌ها عمدتا در صنایع خودرو‌، لوازم خانگی و اداری‌، لاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به خواص برتر نانوکامپوزیت‌های پلیمری در مقایسه با آمیزه‌های معمولی پلیمری و با عنایت به روند نزولی قیمت جهانی نانوذرات و در نتیجه امکان رقابت این محصولات از نظر قیمت‌،‌ انتظار می‌رود با تولید نانوکامپوزیت‌ها در داخل کشور می‌توان آن‌ها را جایگزین بخش عمده‌ای از آمیزه‌های معمولی پلیمری کرد. کاربرد بیشترین کاربرد کامپوزیت‌ها در بدنه خودرو و پیکره ساختمان‌ها می‌باشد. مهندسین به این نتیجه رسیده‌اند که بهترین راه کاهش وزن برج‌های مسکونی و تجاری، استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری است؛ کامپوزیت‌هایی که از الیاف پلی‌استر و رزین‌های اپوکسی و یا وینیلی ترکیب شده‌اند. پنل‌های ساخته شده به صورت ساندویچی بوده که ممکن است از تركیب چندین پلیمر ساخته شده باشند. یکی از فناوری‌های کامپوزیت در صنعت ساختمان، خانه‌های پیش ساخته است. از ویژگی‌های این خانه‌ها؛ عایق‌بودن و مقاومت بالا در برابر رطوبت، حرارت و زمین لرزه و مهم‌ترین خصوصیت آنها؛ سبک بودن و آسان ساخته شدن است. یکی از دغدغه‌های ساختمان‌سازان و انبوه‌سازان، كه استاندارد وزارت مسكن و شهرسازی نیز می‌باشد؛ نزدیکی استانداردها به سبک‌سازی ساختمان‌ها است. جهت نیل به این هدف، ساخت فوم و ترزیق آن به داخل بلوک‌های ساختمانی پیشنهاد شده است، كه موارد زیر از مزیت‌ آن می‌باشد: 1- سبکی وزن: ورق های کامپوزیت دارای وزن کمی حدود 8-5 کیلوگرم در هر مترمربع می باشند که در مقایسه با دیگر مصالح از قبیل سنگ، شیشه و سیمان دارای پایین ترین وزن ممکن می باشد. 2- سطح هموار و یکنواختی رنگ: سطح ورق های کامپوزیت در مقایسه با ورقهای خالص آلومینیومی به واقع صاف است ورمز آن در پروسه ساخت آن نهفته است. مراحل لایه سازی توامان صافی سطح را میسر می سازد. لایه های آلومینیومی با ضخامت حدود 5/0 میلیمتر و فن آوری Coil Coating بهترین کیفیت رنگی را فراهم می کند به صورتی که هیچگونه رگه رنگ نا خالصی در سطح آن قابل رویت نیست . 3- شکل پذیری: بوسیله ابزار زوایای مختلف با لبه تیز تا 135 درجه را می توان با این ورقها ایجاد کرد در حالیکه برای مصالح رایج دیگر مانند سیمان، سنگ و شیشه این امر امکان پذیر نمی باشد. 4- تنوع رنگ : با توجه به وجود تنوع رنگ ورق ها طراحان می توانند از رنگ های بسیار متنوع و مختلف از جمله رنگ های متالیک در طرحهای خود استفاده کنند. 5- مقاومت در برابر آتش سوزی : از لحاظ مقاومت در برابر آتش سوزی این مصالح در بسیاری از کشورها بعنوان مصالح ضد احتراق شناخته شده و مورد استفاده قرار می گیرد و پس از آتش سوزی نیز برای محیط زیست آلودگی ایجاد نمی کند زیرا تمامی مواد بکار رفته در ساخت آن بدون CFC هستند. 6- عملکرد غیر یکپارچه در زلزله : با توجه به اینکه این ورق ها بصورت ثابت به نمای ساختمان متصل نمی شوند، هنگام وقوع زلزله ورق ها در جای خود حرکت کرده و امکان فرو ریختن آن به حداقل می رسد. 7- امکان آب بندی نما : از ویژگی های نمای کامپوزیت، امکان آب بندی آن می باشد به گونه ای که امکان نفوذ آب به زیر نما وجود نداشته باشد و آب ناشی از باران و برف پس از هدایت به شیارهای تعبیه شده از محل معینی خارج می شوند. همچنین این ورق ها در مقابل خوردگی ناشی از آب و هوا و باران های اسیدی کاملاً مقاوم است و عوامل جوی هیچگونه تأثیری بر زیبایی و کیفیت نما نخواهد داشت. 8- بی نیازی به شستشو : از دیگر ویژگی های این ورق ها تمیز ماندن آن است. دلیل این امر نوع رنگ مصرفی است که در اثر جریان هوا الکتریسیته ساکن در ورق ایجاد نمی شود که گرد و غبار معلق در هوا جذب نشده لذا سطح آن تمیز مانده و هرگونه گرد و غبار احتمالی نیز با اولین باران از روی سطح کاملاً شسته می شود. 9- قابلیت تعویض پانل ها : در صورت بروز هرگونه مشکل در یکی از پانل ها به دلایل مختلف، این قابلیت وجود دارد که بتوان بدون خرابی کل نما تنها پانل آسیب دیده را عوض کرده و یک پانل نو جایگزین آن کرد. 10- خواص آکوستیک : فضای خالی پشت ورق های کامپوزیت باعث ایجاد خاصیت آکوستیک می شود. بعنوان مثال وقتی از یک ورق کامپوزیت در یک ساختمان با دیوارهای ساخته شده از بتن سبک استفاده می شود خاصیت عایق بودن صوت آن دو برابر می شود. این خانه‌ها دارای بخش‌های زیر هستند: 1- استخرهای پیش ساخته 2- حمام‌های پیش ساخته 3- نمای داخلی و خارجی ساختمان 4- آشپزخانه 5- اتاق‌های پیش ساخته در ساخت این قطعات از پنل ساندویچ‌های کامپوزیت كه از چندین لایه مواد پلیمری ترکیب شده، استفاده می‌شود؛ بدین ترتیب، لایه پلیمری از جنس الیاف پلی‌استر و یا کربنی را با رزین‌های اپوکسی ترکیب كرده که حاصل آن یک ماده مرکب با قابلیت‌های ویژه است. اصولاً یک ماده مرکب؛ از یک ماتریس (همان فاز پیوسته) و یک فاز ناپیوسته تشکیل شده است. فاز پیوسته، الیاف و فاز ناپیوسته، رزین است که خاصیت چسبندگی دارد. آنچه که اهمیت دارد سازگاری این دو فاز است؛ به عبارت دیگر الیاف و رزین به لحاظ شیمیایی با یکدیگر ترکیب نشده بلکه اتصال برقرار می‌کنند که این اتصال باید پایدار باشد. اگر اتصال به هر دلیلی پایداری خود را از دست بدهد، لایه‌های کامپوزیت از هم جدا می‌شوند. بنابراین اولین و مهم‌ترین مسئله در ساخت یک پنل ساندویچ، سازگاری لایه‌ها و البته فازهای پلیمری، و بعد از آن طراحی صحیح و اصولی این قطعات است. باید قطعات در ساز‌های مناسب ساخته شود تا در هنگام چیدمان، صحیح و درست کنار هم قرار گیرد؛چیدمان صحیح در ابعاد مناسب به زیبایی کار می‌افزاید. مرحله نهایی به هم وصل کردن این قطعات است که در نهایت ساختمان پیش ساخته، شكل می‌گیرد. منبع: پایگاه تخصصی شیمی رادون Rn

عملیات برش برای دستیابی به ابعاد موردنظر و یا ساخت اجزای گوناگون از یك ماده خام به كار میرود. گاهی اوقات از عملیات برش برای ساخت اجزایی به شكل تور (شبكه) استفاده میشود. بیرون زدگی ها، راه گاه ها و لبه های برش حاصل از فرآیند ریخته گری، با عملیات برش از بین میروند. به عنوان مثال، در فرآیند ریخته گری تحت فشار قطعات الكترونیكی یا قطعات خودرو، لبه های برش در حالی كه هنوز قطعه داغ است به وسیله سوهان صاف میشوند. عملیات برش با اره آهن بر دستی، كمان اره، اره گرد، سوهان ساینده، صاف كننده سطح و غیره انجام میشود. برای افزایش مقاومت در برابر سایش، ابزار برش با الماس پوشش داده میشود. در عملیات ماشین كاری، سرعت برش باید تا حدی باشد كه زمینه ماده تحمل برش با كیفیت بهتر را داشته باشد. سرعت برش بالاتر به مفهوم اعمال نیروهای برشی عمودی كمتر در قطعه است كه باعث كاهش مقدار صدمات حاصل از فرآیند ساخت میشود. امروزه برش با جریان سریع آب (water jet) و لیزر اهمیت بیشتری پیدا كرده است. برش با جریان سریع آب برش با جریان سریع آب، روشی برای ماشین كاری كامپوزیت ها و همچنین ماشین كاری صفحات فولادی و آلومینیومی است. در این روش، آب با سرعت زیاد از یك سوراخ با قطر كمبه سمت بیرون پاشیده میشود. با پاشش آب به صورت فواره روی سطح قطعه، در اثر ایجاد تنش های موضعی و سایش، قطعه بریده میشود. در روش برش با جریان سریع آب، از فشارهای بالای 400 مگاپاسكال استفاده میشود. معمولاً سرعت آب حدود m/s 800 و قطر افشانك در حدود 25/0 میلی متر است. برای افزایش سرعت برش و همچنین فراهم كردن امكان برش لایه های ضخیم كامپوزیتی، معمولاً ذرات ساینده كوچكی به آب اضافه میشود. نازل خروج آب (افشانك آب) ثابت است و قطعه به وسیله جك هیدرولیك حركت می كند. عوامل مؤثر بر برش در این روش عبارتند از: - فشار جریان آب - سرعت برش - ضخامت لایه (نمونه) - قطر سوراخ افشانك به منظور بررسی كارایی روش برش با جریان سریع آب، این روش روی كامپوزیت های دوجهته گرافیت/اپوكسی و بور/اپوكسی، گرافیت/اپوكسی و شیشه/اپوكسی، گرافیت/اپوكسی و كولار/اپوكسی مورد آزمایش قرار گرفته است. در تمام این آزمایش ها، فاصله نازل از سطح ثابت و در حدود 175/3 میلی متر بود. نتایج حاصله نشان می دهند كه برش كاری با قطر دهانه نازل كمتر، برش های ظریف تر و تمیزتری ایجاد می كند ولی برای برش قطعات با ضخامت بیشتر به قطر دهانه نازل بزرگتری نیاز است. همچنین مشخص شد كه فشار نازل بیشتر و سرعت عبور كمتر، برش بهتری ایجاد می كند. در این آزمایش برای كامپوزیت كولار لبه صافی به دست آمد، در حالیكه كامپوزیت بور، خشن ترین كیفیت برش را داشت. تمایل بیشتر رشته های قوی و سخت بور به شكستن تا بریده شدن، باعث میشود كه الیاف بور از سطح برش بیرون زده و سطح زبری را تشكیل دهند. نتایج این آزمایش ها نشان دادند كه نمونه های كامپوزیتی را میتوان بدون تولید هرگونه گرد و خاك و با شدت صدایی كمتر از 80 دسی بل، با استفاده از جریان سریع آب برید؛ البته از احتمال جذب آب نباید چشم پوشی كرد. مقداری از آب خروجی از افشانك در اطراف قطعه راكد می ماند و از كنار به بین لایه های الیاف نفوذ می كند و باعث لایه ای شدن در امتداد طول شكاف میشود. برش با لیزر در برش كاری با لیزر، یك اشعه نور تك رنگ تقویت شده رد نقطه ای به اندازه 1-1/0 میلی متر روی قطعه كار متمركز میشود. عملیات برش از طریق ذوب موضعی، تبخیر و تجزیه شیمیایی اتفاق می افتد. به علت خطر قرار گرفتن در برابر تشعشعات ولتاژ بالا و بخارات خطرناك، كار كردن با لیزر به تخصص نیاز دارد. معمولاً اشعه لیزر در مناطق برش به رزین صدمه می زند و ممكن است بر میز كار هم تأثیر بگذارد. سیستم تهویه مناسب، در حین عملیات برش با لیزر ضروری است. برش گرمانرم ها و گرماسخت های تقویت نشده بسیار آسان تر از كامپوزیت های تقویت شده است. برش گرمانرم ها با لیزر باعث ذوب موضعی میشود، در حالی كه برش گرما سخت ها سبب تبخیر موضعی و تجزیه شیمیایی خواهد شد. وقتی كه تقویت كننده ها درون رزین باشند، درجه حرارت بسیار بالایی برای تبخیر الیاف لازم است. دمای تبخیر الیاف كربن 3300 درجه سانتی گراد، الیاف شیشه نوع E معادل 2300 درجه و الیاف آرامید 950 درجه سانتی گراد است. نیاز به دمای بالا برای بریدن پلاستیك های تقویت شده، سبب از بین رفتن موضعی زمینه میشود. برش با لیزر الیاف پیش آغشته، لبه ای تیز و تمیز با تغییر رنگ كم را در سرعتی غیرقابل رقابت نسبت به روش های دیگر برش ایجاد می كند. با به كارگیری امواج پیوسته لیزرهای CO2 با قدرت 250 وات، سرعت برشكاری یك لایه بور/اپوكسی شكل داده نشده در حدود 5/7 متر در دقیقه و برای الیاف پیش آغشته تك لایه كولار حدود 10 متر در دقیقه خواهد بود. برش كامپوزیت های شكل داده شده، به قدرت لیزر بالاتری نیاز دارد و معمولاً در لبه ها حالت زغالی (تیره رنگ) مشاهده میشود. در مواد با ضخامت كمتر میتوان حالت زغالی شدن (تیره شدن) را با افزایش سرعت برش كاری كاهش داد. لیزری با قدرت یك كیلووات میتواند یك لایه كولار/اپوكسی با ضخامت پنج میلی متر را برش دهد. اگر ضخامت لایه 6/7 میلی متر باشد، زغالی شدن بیشتر خواهد بود. منبع : فصلنامه کامپوزیت

نانو کامپوزیت تحول بزرگ در مقیاس کوچک مواد و توسعهٔ آنها از پایه‌های تمدن به شمار می‌روند. به طوری که دوره‌های تاریخی را با مواد نامگذاری کرده‌اند: عصر سنگ، عصر برنز، عصر آهن، عصر فولاد، عصر سیلیکون و عصر کربن. ما اکنون در عصر کربن به سر می‌بریم. عصر جدید با شناخت یک مادهٔ جدید به وجود نمی‌آید، بلکه با بهینه کردن و ترکیب چند ماده می‌توان پا در عصر نوین گذاشت. دنیای نانومواد، فرصتی استثنایی برای انقلاب در مواد کامپوزیتی است. کامپوزیت ترکیبی است از چند مادهٔ متمایز، به طوری که اجزای آن به‌آسانی قابل تشخیص از یکدیگر باشند. یکی از کامپوزیت‌های آشنا بتُن است که از دو جزء سیمان و ماسه ساخته می‌شود. برای تغییر دادن و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد، آنها را کامپوز یا ترکیب می‌کنیم. به طور مثال، پُلی اتیلن{۱} که در ساخت چمن‌های مصنوعی از آن استفاده می‌شود، رنگ‌پذیر نیست و بنابراین، رنگ این چمن‌ها اغلب مات به نظر می‌رسد. برای رفع این عیب، به این پلیمر وینیل استات می‌افزایند تا خواص پلاستیکی، انعطافی‌ و رنگ‌پذیری آن اصلاح شوند. در واقع، هدف از ایجاد کامپوزیت، به دست آوردن ماده‌ای ترکیبی با خواص دلخواه است. نانوکامپوزیت، همان کامپوزیت در مقیاس نانومتر (۹-۱۰) است. نانوکامپوزیت‌ها در دو فاز تشکیل می‌شوند. در فاز اول ساختاری بلوری در ابعاد نانو ساخته می‌شود که زمینه یا ماتریس کامپوزیت به شمار می‌رود. این زمینه ممکن است از جنس پلیمر، فلز یا سرامیک باشد. در فاز دوم ذراتی در مقیاس نانو به عنوان تقویت‌کننده{۲} برای استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی و... به فاز اول یا ماتریس افزوده می‌شود. بسته به اینکه زمینهٔ نانوکامپوزیت از چه ماده‌ای تشکیل شده باشد، آن را به سه دستهٔ پُلیمری، فلزی و سرامیکی تقسیم می‌کنند. کامپوزیت‌های پلیمری به علت خواصی مانند استحکام، سفتی و پایداری حرارتی و ابعادی، چندین سال است که در ساخت هواپیماها به کار می‌روند. با رشد نانوتکنولوژی، کامپوزیت‌های پلیمری بیش از پیش به کار گرفته خواهند شد. تقویت پلیمرها با استفاده از مواد آلی یا معدنی بسیار مرسوم است. از نظر ساختاری، ذرات و الیاف معمولاً باعث ایجاد استحکام ذاتی می‌شوند و ماتریس پلیمری می‌تواند با چسبیدن به مواد معدنی، نیروهای اعمال‌شده به کامپوزیت را به نحو یکنواختی به پُرکن یا تقویت‌کننده منتقل کند. در این حالت، خصوصیاتی چون سختی، شفافیت و تخلخلِ مادهٔ درون کامپوزیت تغییر می‌کند. ماتریس پلیمری همچنین می‌تواند سطحِ پُرکن را از آسیب دور نماید و ذرات را طوری جدا از هم نگه دارد که رشد تَرَک به تأخیر افتد. گذشته از تمام این خصوصیات فیزیکی، اجزای مواد نانوکامپوزیتی می‌توانند بر اثر تعامل بین سطح ماتریس و ذرات پُرکن، ترکیبی از خواصّ هر دو جزء را داشته باشند و بهتر عمل کنند. کامپوزیت‌هایی که بستر فلزی دارند، کم‌وزن و سبک‌اند و به علت استحکام و سختیِ بالا، کاربردهای وسیعی در صنایع خودرو و هوا ـ فضا پیدا کرده‌اند. اما این کاربردها به لحاظ ضعف در قابلیت کشیده شدن در چنین کامپوزیت‌هایی، محدود شده‌اند. تبدیل کامپوزیت به نانوکامپوزیت سبب افزایش بازده استحکامی و رفع ضعفِ بالا می‌شود. ● نانوکامپوزیت ‌های نانوذره‌ای در این کامپوزیت‌ها از نانوذراتی همچون (خاک رس، فلزات، و...) به عنوان تقویت‌کننده استفاده می‌شود. برای مثال، در نانوکامپوزیت‌های پلیمری، از مقادیر کمّیِ (کمتر از ۱۰درصدِ وزنی) ذرات نانومتری استفاده می‌شود. این ذرات علاوه بر افزایش استحکام پلیمرها، وزن آنها را نیز کاهش می‌دهند. مهمترین کامپوزیت‌های نانوذره‌ای، سبک‌ترین آنها هستند. ● نانوکامپوزیت‌های نانو‌لوله‌ای نانولوله‌های کربنی در دو گروه طبقه‌بندی می‌شوند: نانولوله‌های تک‌دیواره و نانولوله‌های چنددیواره. در این نوع از کامپوزیت‌ها، این دو گروه از نانولوله‌ها در بستری کامپوزیتی توزیع می‌شوند. در صورتی که قیمت نانوله‌ها پایین بیاید و موانع اختلاط آنها رفع شود، کامپوزیت‌های نانولوله‌ای موجب رسانایی و استحکام فوق‌العاده‌ای در پلیمرها می‌شوند و کاربردهای حیرت‌انگیزی همچون آسانسور فضایی برای آن قابل تصور است. تحقیقات در زمینهٔ توزیع نانولوله‌های کربنی در پلیمرها بسیار جدید هستند. علاقه به نانولوله‌های تک‌دیواره‌ و تلاش برای جایگزین کردن آنها در صنعت، به علت خصوصیات عالیِ مکانیکی و رسانایی الکتریکی آنها است. (رسانندگی الکتریکی این نانولوله¬ها در حد فلزات است.) اما در دسترس بودن و تجاری بودن نانولوله‌های چنددیواره، باعث شده است که پیشرفت‌ بیشتری در این زمینه صورت بگیرد. تا حدی که اکنون می‌توان از محصولاتی نام برد که در آستانهٔ تجاری شدنِ تولید هستند. برای نمونه، نانولوله‌های کربنیِ چنددیواره در پودرهای رنگ به کار رفته‌اند. استفاده از این نانولوله‌ها باعث می‌شود که رسانایی الکتریکی در مقدار کمی از فاز تقویت‌کننده به دست آید. از نظر نظامی نیز فراهم کردن هدایت الکتریکی فرصت‌های انقلابی به وجود خواهد آورد. به عنوان مثال، از پوسته‌های الکتریکی ـ مغناطیسی گرفته تا کامپوزیت‌های رسانای گرما و لباس‌های سربازان آینده‌!