دانلود پایان نامه

پلییورتان ۱۰۰% جامد جهت مصارف داخلی وخارجی قابل استفاده هستند. این پوششها بعنوان یکی از انتخابهای ارجح در صنعت پوشش لوله در آمریکا پذیرفته شده اند. پیش بینی میشود. در چند سال آینده کلیه سیستمهای نوارپیچی بهسمت پوششهای پلییورتان ۱۰۰%جامد سوق نمایند. نظر به مزایای فوق العاده PUR (پلییورتان ) و PUA(پلییوریا) نسبت به سایر سیستمهای پوشش، اکثر مصرفکنندگان در اقصی نقاط جهان در حال تغییر موضع و رویکرد مثبت نسبت به پوششهای نوین هستند [۷۳].
موارد استفاده از پوششهای پلییورتان ۱۰۰% جامد
پوشش داخلی و خارجی خطوط لوله، مخازن، شیر آلات و اتصالات مدفون ، تعمیر لولههای قدیمی، پروژههای حفاری افقی ، پوشش سرجوشها در خطوط لوله، پوشش سکوهای حفاری ساحلی ، پوشش پایلها در نواحی ساحلی ، لاینینگ داخلی سیستمهای آب دریا ، تصفیه خانه های آب و فاضلاب ، پوشش لولهها واتصالات چدنی ، پوشش سازههای در معرض مواد شیمیایی خورنده .

شکل ۳-۱ نمودار شاخهای اجزاء کلی تشکیل دهندهی پلییورتان [۳۰]

مهمترین واکنش در تولید پلی یورتان ها که به لحاظ اهمیت شالودهی اصلی این مواد میباشد، واکنش بین پلیال و ایزوسیانات میباشد.تعداد این گروه ها در یک ساختار مولکولی و همچنین نحوه قرار گیری آنها در کنار ساختمان اصلی شیمیایی هر یک از مواد در تعیین خواص بسیار مهم است. از این رو در این قسمت برای آشنایی بیشتر به شرح هر یک می پردازیم:
۳-۱-۲- ایزوسیانات ها
ایزوسیاناتها شامل گروه وسیع و متنوعی هستند. در شیمی غیر آلی اسیدسیانیک و به ویژه املاح فلزی آن تحت نام سیاناتها شناخته شده و در دسترس میباشد، در حالیکه ترکیب به نام ایزوسیانیکاسید حتی برای زمان بسیار کوتاه نیز فاقد موجودیت است. در صورتیکه در شیمی آلی در صورت عدم وجود رطوبت در محیط، ترکیباتی که دارای یک یا چند گروه فعال ایزوسیانات باشند به فراوانی قابل تهیه، نگهداری و استفاده می باشد. ایزوسیانات میتواند آلیفاتیک، آروماتیک، هیدروآرماتیک (سیکلو آلیفاتیک) باشد. گروه NCO_ (عامل ایزوسیانات) واکنش گرائی بسیار بالائی دارد. عمده دلیل این ویژگی در خصلت غیر اشباع اتصال دو گانه مضاعفی است که کربن را از دو طرف توسط اکسیژن و ازت با الکترونگاتیویته قابل توجه احاطه میکند. بررسی کیفی نحوه تمرکز الکترونی در چهار چوب تئوری اوربیتال مولکولی واکنش گرائی بالای ایزوسیانات را دقیقا توجیه میکند. تراکم الکترون روی اتم اکسیژن در بیشترین حد و روی کربن در کمترین حد میباشد و اتم ازت از این نظر دارای وضعیت میان این دو است [۷۱].
همانگونه که بیان شد، ایزوسیانات با تمام ترکیبات حاوی هیدروژن فعال به سرعت وارد واکنش میگردد ( مانند آب، الکل و آمین ها و غیره). در ضمن از ترکیبات ایزوسیانات باآب در تمام موارد، گاز کربنیک حاصل میگردد که غالبا هنگام خروج از سطح لایه نواقصی را در آن ایجاد میکند.
ایزوسیانات ها به دو دسته کلی اشباع و غیر اشباع قابل تقسیم بندی هستند.دسته اشباع عمدتا در رنگها و همین طور تولید قطعاتی کاربرد دارد که مقاومت در برابر نور خورشید بسیار حائز اهمیت است. دسته غیر اشباع مصرف بسیار گسترده تر و متنوعتری را دارا هستند. تقریبا تمامی محصول های فومی پلی یورتان با استفاده از ایزوسیانات های غیر اشباع تولید می شوند. مرسوم ترین ایزوسیانات اشباع، هگزا متیلن دی ایزوسیانات(HDMI) می باشد و مرسومترین ایزوسیانات غیر اشباع تولوئن دی ایزوسیانات(TDI ) و ۴و’۴ دی فنیل متیلن دی ایزوسیانات(MDI) می باشد. بنا به شرایط مصرف انواع TDIو MDI قابل تولید و مصرف هستند. ترکیباتی که دارای گروه ایزوسیانات هستند عبارتند از:
(۲و۴ یا ۲و۶ تولوئن دی ایزوسیانات)، (۴و۴ یا ۲و۴ دی فنیل متان دی ایزوسیانات)و (۱و۶ هگزا متیلن دی ایزوسیانات)علاوه بر موارد ذکر شده، ترکیبات ایزوسیاناتی دیگری نیز وجود دارند.
۳-۱-۳- پلی ال ها
پلیال ها به طور کلی در اغلب موارد جز محصولات پترو شیمیایی میباشد.آنها به دو دسته کلی پلی اترها و پلی استرها تقسیم میشوند. البته دسته دیگری شامل روغن های گیاهی اصلاح شده با گروه های مختلف شیمیایی نیز به طور جداگانه مورد بررسی قرار میگیرد. پلیاترها محصول پلیمریزاسیون اتیلن اکساید، پروپیلن اکساید، کاپرولاکتون و تتراهیدروفوران میباشد. بسته به ماده اولیه، جرم مولکولی، عاملیت شیمیایی۴۴ واینکه آیا گروه دیگری به آن اضافه می شود یا خیر، انواع گسترده پلی اتر ها با خواص متنوع وجود دارند.پلی اتر های بر پایه اتیلن اکساید به عنوان پلی اتیلن گلیکون شناخته می شوند و در گستره وسیعی از جرم مولکولی قابل تولید و مصرف هستند. البته از این نوع پلی اتر بیشتر در صنایع دارویی بهره گرفته میشود و در صنعت پلییورتان یا به میزان کم در فراوردهها استفاده میشود و یا اینکه در هنگام پلیمریزاسیون همزمان با پروپیلن اکساید ترکیب شده و یک کوپلیمر (پلیمر با دو واحد تکرار شونده)ساخته می شود. دلیل این امر مقاومت ضعیف پلی اتیلن گلیکول و همچنین پلی یورتان ساخته شده از آن در برابر آب و تمایل به هیدرولیز شدن میباشد. پلی پروپیلن گلیکول اغلب در تولید فوم های منعطف و بلوکی(پیوسته و ناپیوسته) کاربرد دارد. مقاومت مناسب در شرایط محیطی و تامین خواص مورد انتظار از محصولات ساخته شده، این پلی ال را تبدیل یه یکی از پر مصرف ترین پلی ال ها در پلی یورتان نموده است.
پلی کاپرولاکتون و پلی THF جز پلی اتر هایی است که در محصولات با خواص مکانیکی بالا استفاده
میشود. سیستم های دوجزئی ریختگی۴۵ پلی یورتان که اغلب برای روکش غلتک و یا چرخ های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند، هر گاه خواسته باشیم که آنها بیشترین تحمل را در رطوبت دارا بوده انعطاف خوبی در دمای پایین داشته باشند ، پلی ال های مصرفی پلی کاپرولاکتون و پلی THF خواهند بود. البته امروزه بنا به نیاز مصرف کنندگان ،شرکت های تولید کننده مواد اولیه ، محصول هایی اعم از پلیال های مصرف شده ساختاری و پلی ال های مقاوم در برابر شعله را تولید و عرضه میکنند [۷۱].
پلیال های پلی استری نظیر پلی اتیلن ادیپات محصول واکنش یک اسید دو عاملی با یک یا بیشتر از ساختار های دارای هیدروکسیل هستند.خانواده پلی استرها به خودی خود خواص مکانیکی بسیار مناسبی را دارا هستند. به عنوان مثال پلی اتیلن ترفتالات (PET) در تولید ظروف نوشابه های و آب معدنی و …. مورد استفاده قرار می گیرد.البته پلی استر پلی ال ها اغلب به صورت مایع در دمای محیط و یا دمای بالاتر میباشند که امکان فرایند کردن آن وجود داشته باشد. پلی یورتان های پلی استری خواص مکانیکی فوق العاده نظیر مقاومت سایش را دارا هستند.محصولاتی نظیر زیره کفش و فوم هایی با خواص فوق العاده بر پایه استر پلی ال ها ساخته می شود. دسته دیگری پلی استر پلی ال ها محصول بازیافت ظروف پلاستیکی نوشیدنی ها نظیر آب معدنی و نوشابه است. در این فرایند ابتدا ظروف را به صورت پرک در آورده و سپس آنرا می شویند. در این قسمت میتوان از این پرک ها در تولید نخ های پلی استری مورد مصرف در صنایع نساجی استفاده کرد.برای تولید پلی ال ، پرک ها در یک راکتور (محفظه واکنش) ریخته و با افزودن آب و قلیا و سایر افزودنی ها ، پلی استری به صورت مایع تولید کرد که بسته به میزان و نوع افزودنی این فرایند متنوع میباشد. بهترین کاربرد برای این پلی ال در تولید فوم های سخت است [۶۹].
پلی ال های بر پایه مواد طبیعی نظیر روغن های گیاهی نیز امروزه بخش قابل توجهی در صنعت پلی یورتان دارا هستند.برای قابل استفاده کردن این مواد به عنوان پلی ال، طی واکنش های مختلف شیمیایی به آنها گروه هیدروکسیل اضافه می شود تا قابلیت کاربرد در صنعت پلی یورتان را داشته باشد. از یک سو استفاده از منابع تجدید شونده طبیعی در تولید محصول ها قابل توجه است و از سوی دیگر قیمت بالای این دسته مواد و خواص مکانیکی نه چندان بالا مصرف آنها را محدود نموده است.
پس ترکیباتی که دارای دو گروه هیدروکسیل(OH) یا بیشتر باشند را پلی ال می نامند و بطور معمول از گونه های زیر استفاده می شود:
پلی اتر پلی ال، پلی استر پلی ال، پلی کربنات پلی ال و پلی کاپرولاکتون پلی ال. به علاوه، به جای گروههای هیدروکسیل، ترکیباتی مثل اسیدهای کربوکسیلیک و آمینها، که دارای هیدروژن فعال هستند نیز می توانند در ترکیب با ایزوسیاناتها مورد استفاده قرار گیرند [۳۷].
در انتخاب پلیال فاکتورهای مهمی ازجمله وزن ملکولی، ساختار زنجیرهای، عامل دار بودن و نوع فرمولاسیون شیمیایی باید در نظر گرفته شوند. در این پژوهش جهت ساخت پلییورتان سخت از پلی استر پلیال و پلی متیلن پلی فنیل ایزوسیانات که ساختار شبکهای (cross link) را ایجاد مینماید،به ترتیب به نسبتهای ۱ و ۵/۲ جهت ساخت پلییورتان خالص و نانوکامپوزیت پلییورتان با درصدهای وزنی مختلف از نانوسیلیکای هیدروفوبیک اصلاح شده در پلی یورتان خالص طبق مشخصات آورده شده در جدول ۳-۱ استفاده گردید [۷۳].
جدول ۳-۱ مشخصات اجزاء تشکیل دهندهی پلییورتان سخت
پلییورتان سخت
پلیاستر پلیال
پلی متیلن پلی فنیل ایزوسیانات
واحد
مشخصه

۲۴/۱
۳۳/۱
gr / cm3
چگالی

۱
۵/۲

نسبت اختلاط وزنی
۰
۰
۰
%
محتوی حلال

۲۴
۲۴
ماه
زمان مجاز نگهداری مواد
۷۰+ تا ۴۰-


C▫
محدودهی دمایی کاربرد
۸۵ +تا ۲۰-


C▫
دمای سرویس
۱۵۰


C▫
نقطهی اشتعال

۱۵۶
۱۲۰
cSt
گرانروی در ۴۰▫ C

مطلب مشابه :  پایان نامه ارشد با موضوعدوره قاجار، دارالفنون، نقاشی قاجار

3-1-4- نانوسیلیکا
امروزه پر اهمیت ترین نانوذرات از نظر تجاری اکسیدهای ساده فلزی چون آلومینا، سیلیکا، تیتانیا، اکسیدهای آهن، اکسید روی و زیرکونیا میباشد. بر اساس اطلاعات بدست آمده نانو پودرهای فلزی آلومینا و سیلیکا در حال حاضر به میزان بیشتر و به صورت معمولتر مورد استفاده قرار میگیرند به همین علت تولید این نانو پودرها دارای جاذبه کافی برای تولید در بازار نانو مواد میباشند. ایروژل یا همان سیلیکای ناشی از فاز گاز به عنوان محصولی شناخته شده در بازار ایران و در صنایعی چون رنگ، لاستیک، تولید فایبر گلاس و تولید خمیر دندان مورد استفاده قرار میگیرد. این نوع از سیلیکا به علت مساحت سطح بالا و گروههای فعال سطحی زیاد دارای خصوصیات بسیار برتری نسبت به ذرات میکرو سیلیس است. نانوسیلیکا از روشهای شیمی مرطوب چون رسوب گذاری، امولسیون و سل ژل نیز امکان تولید دارد. نانوسیلیکا خود به عنوان یک پایدارکننده در بسیاری از رنگها تولیدی بکار میرود چرا که دارای توزیعپذیری و پایداری خوب درون فاز مایع در اغلب پیشپلیمرها و پلیمرهای پوششی است، همچنین افزودن این نانوذره به خصوص به شکل اصلاح شده به تناسب مورد مصرفی و خصوصیات مد نظرو به شرط توزیعپذیری و امتزاج بالا، برای مثال در امر پوشش دهی، همانگونه که در فصل دوم آورده شده، موجب بهبود بسیاری از خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی میشود. با توجه به تعدد گروههای هیدروکسی بر روی سطح نانو سیلیکای اصلاح نشده
، این نانوذرات در حالت طبیعی به شدت آب دوست۴۶ هستند، پس باید جهت کاربردهای آب گریزی، سطوح آنها اصلاح شیمیایی شود [۱۵]. انتخاب نانوسیلیکای هیدروفوبیک به دلیل تولید از اکثر روشهای تولیدی، سطح ویژه و انرژی سطحی بالا، تقویت کننده خواص مکانیکی و فیزیکی ، انعطاف پذیری در شکل و اندازه ذرات، پذیرندهی گروههای عاملی جهت اصلاح سطح، قیمت مناسب نسب به سایر نانوذرات، به عنوان پرکننده پایدار و توزیع و امتزاج پذیری بالا، در دسترس بودن، افزایش دوام بر اثر اشعه uv به دلیل تبدیل از حالت شفاف به کدر و خواص اختصاصی نانوذرات سیلیکای هیدروفوب استفاده شده در این پژوهش از جمله توزیع و امتزاج پذیری بالاتر از نانوسیلیکای هیدروفیل، کروی شکل و سطح ویژه و انرژی سطحی بالاتر، وجود گروه عاملی C=O روی سطح این نوع نانوسیلیکا، خاصیت آب گریزی به جای آب دوستی صورت گرفت.
نانوسیلیکای کروی شکل مورد استفاده با متوسط اندازه ذرات ۲۰-۳۰ نانومتر با مساحت سطحی ویژه (/ gr

مطلب مشابه :  تحقیق رایگان دربارهانتخاب سرنوشت، زندگی روزمره، اراده آزاد، ناخودآگاه
دسته بندی : پایان نامه ها

دیدگاهتان را بنویسید