معرفی نانو کامپوزیت

[mim-shimi 25686]

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:

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام