مقاله استفاده از فناوری نانو برای دیر سوزکردن پلیمرها

[*mishi* 11920]

یکى از کاربردهاى مهم فناورى نانو بهبود خواص مواد پلیمرى از نظر آتش‌گیرى و بالابردن مقاومت این مواد در برابر آتش است. این مواد عموماً در دماهاى بالا ایمن نیستند؛ اما با استفاده از فناورى نانو امکان دیرسوز نمودن آنها وجود دارد. در این مطلب، نظرات مهندس صحرائیان،‌ عضو هیأت علمى پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمى ایران، در زمینة استفاده از فناورى نانو در این زمینه آورده شده است:

 

 

 

نانوکامپوزیت‌هاى دیرسوز:

 

با توجه به این که امروزه حجم وسیعى از کالاهاى مصرفى هر جامعه‌اى را پلیمرهایى تشکیل مى‌دهند که به‌راحتى مى‌سوزند یا گاهى در مقابل شعله فاجعه مى‌آفرینند، لزوم تحقیق در خصوص مواد دیرسوز احساس مى‌شود. بر همین اساس، در کشورهاى صنعتى، تلاش گسترده‌اى براى ساخت موادى با ایمنى بیشتر در برابر شعله آغاز شده است و در این زمینه نتایج مطلوبى هم به دست آمده است.

 

بر همین اساس و با توجه به تدوین استانداردهاى جدید ایمنى، به نظر مى‌رسد استانداردهاى ساخت مربوط به پلیمرهاى مورد استفاده در خودروسازى، صنایع الکترونیک،‌ صنایع نظامى و تجهیزات حفاظتى و حتى لوازم خانگى، در حال تغییر به سوى مواد دیرسوز است.

 

از طرف دیگر مدتى است که نانوکامپوزیت‌هاى پلیمر – خاکرس به عنوان موادى با خواص مناسب مثل تأخیر در شعلهورى، توجه بسیارى از محققان را به خود جلب کرده است. بنابراین بهنظر مى‌رسد که نانوکامپوزیت‌هاى پلیمر – خاکرس مى‌توانند جایگزین مناسبى براى مواد پلیمرى معمولى باشند؛

 

براى تهیه پلیمرهاى دیرسوز، علاوه بر رفتار آتش‌گیرى، عوامل زیادى باید مورد توجه واقع شوند؛ از جمله اینکه:

 

از افزودنى‌هایى استفاده شود که قیمت تمامشده محصول را خیلى افزایش ندهد. (مواد افزودنى باید ارزان قیمت باشند.)

 

مواد افزودنى به پلیمرها باید به آسانى با پلیمر فرآیند شود.

 

مواد افزوده‌شده به پلیمر نباید در خواص کاربردى پلیمر تغییر قابل ملاحظه ایجاد کند.

 

زباله‌هاى این مواد نباید مشکلات زیستمحیطى ایجاد کند.

 

با توجه به این موارد، خاکرس از جمله بهترین مواد افزودنى به پلیمرها محسوب مى‌شود که مى‌تواند آتش‌گیرى آنها را به تأخیر بیندازد و سبب ایمنى بیشتر وسایل و لوازم ‌شود. مزیت دیگر خاک‌ رس فراوانى آن است که استفاده از این منبع خدادادى را آسان مى‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ویژگى‌هاى نانوکامپوزیت‌هاى پلیمر – خاکرس:

 

خواص مکانیکى نانوکامپوزیت‌هاى پلیمر-نایلون6 که از نظر حجمى فقط حاوى پنج درصد سیلیکات است، بهبود فوق‌العادهاى را نسبت به نایلون خالص از خود نشان مى‌دهد. مقاومت کششى این نانوکامپوزیت 40 درصد بیشتر، مدول کششى آن 68 درصد بیشتر، انعطاف‌پذیرى آن 60 درصد بیشتر و مدول انعطاف آن 126 درصد بیشتر از پلیمر اصلى است. دماى تغییر شکل گرمایى آن نیز از 65 درجه سانتیگراد به 152 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. در حالیکه در برابر همة این تغییرات مناسب، فقط 10درصد از مقاومت ضربه آن کاسته شده است.

 

استفاده از فناوری نانو برای دیر سوزکردن پلیمرها:

 

نتایج تحقیقات حاکى از آن است که میزان آتشگیرى در این نانو کامپوزیت پلیمرى حدود 70 درصد نسبت به پلیمر خالص کاهش نشان میدهد و این در حالى است که اغلب خواص کاربردى پلیمر نیز تقویت میشود. البته کاهش در میزان آتشگیرى پلیمرها از قدیم مورد بررسى بوده است. بشر با ترکیب مواد افزودنى به پلیمر میزان آتشگیرى آنرا کاهش داد ولى متاسفانه خواص کاربردى پلیمر هم متناسب با آن کاهش مییافته است. در واقع کاهش در آتشگیرى همزمان با بهبود خواص کاربرى پلیمرها ویژگى منحصر به فرد فناورى نانو است، خصوصاً اینکه تنها با افزودن 6 درصد ماده افزودنى به پلیمر تا 70 درصد آتشگیرى آن کاهش مییابد.

 

برخى نانوکامپوزیت‌هاى پلیمر – خاکرس پایدارى حرارتى بیشترى از خود نشان مى‌دهند که اهمیت ویژه‌اى براى بهبود مقاومت در برابر آتشگیرى دارد. این مواد همچنین نفوذپذیرى کمترى در برابر گاز و مقاومت بیشترى در برابر حلال‌ها از خود نشان مى‌دهند.

 

 

استانداردسازى؛ ابزار قدرت در دست کشورهاى پیشروى صنعتى:

 

تطابق با استانداردهاى جدید موضوعى است که همواره کشورهاى پیشرو بر کشورهاى پیرو دیکته کرده‌اند. در کشورهاى پیشرو صنعتى،‌ استانداردها همواره رو به بهبود است. در این کشورها براساس جدیدترین نتایج تحقیقات و مطالعات متخصصان، هر چند وقت یکبار، استانداردها دستخوش تغییر مى‌شوند و دیگر کشورها ناچار خواهند بود در مراودات تجارى خود با آنها این استانداردها را رعایت کنند و به این ترتیب، مجبور مى‌شوند که نتایج تحقیقات آنها را خریدارى کنند. مطلب زیر مثالى از این موارد است:

 

چندى پیش در جراید اعلام شد که بنا بر تصمیم جدید اتحادیه اروپا، هواپیماهایى که مجهز به سیستم جدید ناوبرى (مطابق با استاندارد جدید پرواز)‌ نباشند، اجازه پرواز بر فراز آسمان اروپا را ندارند. در آن زمان در کشور ما فقط تعداد معدودى از هواپیماهاى مجهز به این سیستم وجود داشت. اخیراً هم اتحادیه مزبور اعلام کرده است که ورود کامیون‌هاى فاقد استاندارد زیستمحیطى به خاک اروپا ممنوع است. در پى این اعلام، خودروسازان ایرانى به ناچار استانداردهاى خود را با شرایط جدید تطبیق دادند.

 

 

 

 

 

 

 

 

نکته ی پایانى؛ نتیجهگیرى:

 

هر چند ممکن است استفاده از برخى فناوریها در کشور ما در حال حاضر موضوعیت نداشته و یا اینکه مقرون به صرفه نباشد. ولى اگر جهتگیرى تحقیقات و پژوهشها در جهان را مد نظر قرار دهیم متوجه میشویم که در آینده نزدیک ناگزیر به استفاده از این فناوریها خواهیم بود. بنابراین لازم است از فرصتهاى موجود براى ایجاد این توانمندیها بهره بگیریم تا در زمان مناسب از این پتانسیلها استفاده کنیم.

 

بهعبارت دیگر لازم است مراکز پژوهشى و تحقیقاتى همواره لااقل یک نسل از صنعت جلوتر باشند. در این صورت ضمن امکان هدایت بخش صنعت به سمت و سوى معین، پاسخ به مشکلات صنعت نیز همواره قابل پیشبینى بوده و در این مراکز در دسترس خواهد بود.

 

 

منبع : بانک مقالات فارسی