نیاز روز افزون بشر به مواد با كیفیت و خواص مطلوب باعث شده كه توجه او به مواد پلیمری (كه تـا حـدود زیـادی در
رفـــع ایـــن نیـــاز موفـــق بـــوده انـــد) بیشـــتر شـــده و روز بـــه روز بـــر دامنـــه اســـتفاده از آنهـــا افـــزوده
می گردد. واضح است كه با افزایش مصرف ، هر روز بر تعداد پلیمرهای جدید افزوده شده به طوری كه آغاز تولد صنعت
پلیمر تاكنون پلیمرهای زیادی با خواص متنوعی منتشر شده اند . معهذا بعضی اوقات با توجه به نیازهای جدید صنعت
و بازار ، خواصی لازم است كه هیچ یک از پلیمرهای موجود به تنهایی جوابگوی خصوصیات نمی باشند
بطور كلی برای طراحی فرمول یک ماده پلیمری جدید با خواص مشخص لااقل چهار راه وجود دارد :
– ساخت منومرهای جدید
– استفاده از روشها و تكنیک های جدید پلیمریزاسیون
– ساخت كوپلیمرهای بلاك یا گرافت
– آلیاژ نمودن پلیمرهای موجود
در طی دو دهه اخیر مشخص گردیده است كه استفاده از آلیاژهای پلیمری معمولاً خیلی اقتصادی تر بوده و سـریعتر از
سایر روشها به نتیجه مطلوب می رسد . هم اكنون سالانه بـیش از 4500 ، اختـراع (Patent) و لااقـل 10 برابـر ایـن
تعداد مقالات علمی در این زمینه به چاپ می رسد و در حالیكه استفاده از پلیمرها در كامپوزیت ها و پلاستیک های پر
شده ، به حدود 29 درصد رسیده است ، استفاده از پلیمرهای خالص به كمتر از 50 درصد تقلیل یافته اسـت . در طـی
درصد سایر پلیمرها به صورت مخلوط های پلیمری فروخته شده اند . در طی دهه 80 رشد سالانة صنعت پلاسـتیک 2
تا 4 درصد بوده است در حالیكه رشد تولید آلیاژ 9 تا 11 درصد و رشد تولیـد و آلیاژهـای سـاخته شـده از پلیمرهـای
مهندسی در مدت مشابه به 13 تا 17 درصد رسیده است . این نرخ رشد هم اكنون نیز با سرعت زیادی ادامـه داشـته و

در هفته و حتی هر روز آلیاژهای جدید با خواص متنوع و مطلوب ساخته می شوند .

خرید متن کامل این پایان نامه :

هدف
از لحاظ تاریخی اولین آمیزه ای كه از اختلاط دو پلیمر متفاوت بدست آمد، نوریل می باشد كه از اختلاط پلی فنیلن
اتر و پلی استایرن در سال 1960 توسط شركت جنرال الكتریک بدست آمد. در سال 1970 میلادی تكنولوژی مربوط
و آمیزه های پلیمری از 30% وزنی مصارف پلیمر را دربر می گیرند و آهنگ رشدی برابر با 9 درصد در سال را دارا می
باشد و این نقش رو به ازدیاد است . با توجه به این موضوع كه هزینه تولید آمیزه های پلیمری نسبت به تولید مواد
پلیمری جدید بسیار پایین تر است روش آمیزه كاری یک تكنیک اقتصادی و مقرون به صرفه می باشد. دلایل زیر علت
این امر را مشخص می كنند:
1- افزایش كارائی پلیمرهای مهندسی از طریق رقیق كردن آنها با پلیمرهای ارزانتر
2- بدست آوردن آمیزه با كارائی بالا از طریق واكنش پلیمرها با یكدیگر
3- تنظیم اجزاء آمیزه جهت حصول خصوصیات مورد نظر مشتری
4- تهیه مواد با كلیه خواص مطلوب
5- بازاریابی پلاستیک های صنعتی و یا شهری
در حدود 65% از آمیزه ها و آلیاژهای پلیمری بتوسط سازندگان رزین ، 25% توسط كمپانی های آمیزه ساز و بقیه
توسط واسط های این صنعت تولید می شوند.

:
در طبقه بندی مواد پلیمری دسته ای از مواد تحت نام لاستیک جای میگیرند كه هم منشاً طبیعی دارند وهم
به صورت مصنوعی تولید می شوند؛ كه تولید آنها در حجم انبوه نشان از اهمیت این مواد دارد.لاستیک خام در
سطح جهان سالانه بالغ بر 25 میلیون تن تولید می شودكه حدود % 75 آن صرفاٌ در صنعت تایر سازی مورد
استفاده قرار می گیرد؛كه این میزان بطور طبیعی رشد سالانه خودرا در حد رشد صنعت خودرو به دنبال دارد.
اما آیا صنعت تایر نیز به صورت گسترده تحت تأثیر فناوری نانو قرار خواهد گرفت؟ در آینده با توجه به رشد
روزافزون نانو در عرصه الكترونیك، نور و… احتمالاً بتوان تمام مراحل تولید تایر را در ابعاد نانو مشاهده و
كنترل كرد. اما بازار امروز صنعت تایر نیز با جایگزینی مواد متداول با موادنانو ساختار میتواند از خواص و
روش های مكانیكی و شیمیایی دنبال میكند كه هدف از آنها كنترل ساختار، خواص مكانیكی و پاسخ
الاستومرهای پخت شده به فركانسهای مختلف است.آنها در نظر دارند تقویت كنندگی و پخت را در ابعاد زیر
میكرون كنترل كرده و بهبود دهند تا كارآیی تایرها، هم با مواد جدید و هم با مواد سنتی، ارتقاء یابد. آنها مواد
بسیار جدید را نیز بررسی نمودهاند. آئروژلهای سیلیكاتی یكی از این مواد هستند. نانو ایروژلها از 98% هوا
(به صورت حبابهای نانو) در بستر سیلیكا ساخته شدهاند كه علاوه بر سبك بودن، مقاومت حرارتی بسیار
بالایی دارند. محققان دانشگاه میسوری

خرید متن کامل این پایان نامه :

آمریكا ادعا كردهاند كه نانوآئروژل خاصی ساختهاند كه میتواند به
جای تایرهای لاستیكی استفاده شود. شركت Goodyer نیز از این نانو آئروژلها در ساخت تایر استفاده كرده،
نتایج تحقیق خود را به صورت اختراع ثبت كرده است.و بالاخره یكی از بهترین این تحقیقات را شركت Cabot
صورت داده است. در سال 2003 شركت Cabot یک نمونه از پركننده های نانو، تولید شركت nano products
با نام تجاری PüreNano را در تایر به كار برده است. استفاده از پركننده نانو سیلیكون كاربید منجر به بهبود
و كاهش 50 درصدی سایش شده است كه در نهایت منجر به تولید تایرهایی با 2 قابل توجه مقاومت لغزندگی
ایمنی بسیار بالا و طول عمر 2 برابر تایرهای متداول خواهدشد.

هدف
اخیراً آلیاژكردن دو یا چند ماده پلیمری جهت دستیابی به خواص مطلوبتر هم از لحاظ پژوهشی و هم از لحاظ
تجاری مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است.آلیاژهای پلیمری چه در حالت پخت شده و چه در
حالت پخت نشده خواص فیزیكی و فرایند پذیری بهبود یافته ای از خود نشان می دهند.[1-3] پلیمرها در
اكثركاربردها بدون تقویت كننده استفاده میشوند.اما در آلیاژ NR/EPDM به منظور بهبود مدول،استحكام
كششی و پارگی و افزایش مقاومت سایشی از تقویت كننده استفاده میشود. اضافه كردن تقویت كننده به
پلیمر منجربه ایجاد رنج وسیعی از برهم كنش ها در فصل مشترك پلیمر/تقویت كننده میشود. ذرات تقویت
كننده كه در ماتریس پلیمری پراكنده میشوند خواص كامپوزیت را تحت تاثیر قرار میدهند. كربن و سیلیكا
تقویت كننده های متداولی هستند كه برای مواد لاستیكی بكار گرفته میشوند.كربن یک تقویت كننده مناسب
میباشد، زیرا برهم كنش خوبی با زنجیرهای رابری ایجاد میكند.اما در درصدهای بالا از این تقویت كننده
،فرایند پذیری آمیزه لاستیكی به میزان زیادی كاهش می یابد.. یكی از مواد تقویت كننده كه كاربردهایی در
صنعت لاستیک پیدا كرده است و اكنون شركت های بزرگ لاستیک سازی از آن در محصولات خود استفاده
می كنند، ذرات نانومتری خاك رس است كه با افزودن آن به لاستیک خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود
پیدا می كند كه از جمله می توان به موارد زیر اشاره كرد :1) افزایش مقاومت لاستیک در برابر سایش،2)
افزایش استحكام مكانیكی،3) افزایش مقاومت گرمایی،4) كاهش قابلیت اشتعال،5) بهبود بخشیدن اعوجاج
گرما.

:
اصطلاح WPC یا کامپوزیت های چوب – پلاستیک بـه دو گـروه متفـاوت از مـواد مرکـب
اطلاق می شود. در گروه اول مونو مر در داخل چوب با روش های متداول اشباع چـوب تزریـق شـده و
پلیمریزاسیون مونومر با بهره گرفتن از روش های مختلف به انجام می رسد. مـاده حاصـل دارای ظـاهری
مانند چوب با دانسیته و ثبات ابعاد بیشتری بوده و خواص مکانیکی آن از چوب بهتر است .در گـروه
دوم اختلاط مذاب پلیمرهای گرمانرم و چوب که می تواند به صورت پودر یا الیاف کوتاه باشد در یک
سیستم اختلاط انجام می شود. ماده حاصل بیشتر شبیه پلاسـتیک بـوده و در گـروه پلاسـتیک هـای
تقویت شده طبقه بندی می شود. پلیمرهای پلی وینیـل کلرایـد،پلی اتـیلن و پلـی پـروپیلن و الیـاف
طبیعی نظیر پودر چوب، ک تان، کنف، باگاس، پوسته برنج و غیره در ساخت اینگونه مواد کـامپوزیتی
مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از مواد زمانی متولـد شـدند کـه بحـث بازیافـت کیـسه هـای
پلیاتیلن مطرح شد و گروهی از محققین به تولید کامپوزیتهای پلی اتیلن بازیافتی با چـوب اقـدام
نمودند. همچنین با توجه به محدودیت های ایجاد شده توسـط سـازمان محـیط زیـست جهـانی، در
ارتباط با کاهش قطع درختان و استفاده از منابعی با دوره تجدیدپذیری کوتاه، استفاده از محصولات

جانبی صنایع دیگر از جلمه کارخانه های چوب بری و تولید مبلمان مثل پودر چوب مورد توجـه قـرار

خرید متن کامل این پایان نامه :

گرفت. پیش از آن خرده چوب های بازیافتی یا پودر چوب همراه با چـسب بـرای کاربردهـای خـاص
 مانند نئوپان یا نئوپان با دانسیته متوسط استفاده میگردید.
پیشینه تحقیق
ازجمله مزایای کامپوزیت های چوب پلاستیک میتوان به قیمت پایین، سفتی و مقاومت ویژه بـالا،
دانسیته پایین، تجدیدپذیری الیاف وتخریبپذیری کامپوزیت اشاره نمود [1،2].
استفاده می کنند ، بنابراین تنش های وارده بر روی مواد کامپوزیتی از طریق فـصل مـشترك مـابین
ماتریس و الیاف به الیاف تقویتی، انتقال می یابد که سبب افزایش چقرمگی و استحکام می شود.این
در حالیستکه خواص مقاومتی پایین ،دانسیته و شـکنندگی بـالا از رسـیدن ایـن مـواد بـه پتانـسیل
عملکردی واقعیشان جلوگیری به عمل می آورد [3]. کمپانی های تولید کننده کامپوزیت های چوب
(برای مثال مقاومت در برابر رطوبت و حشرات ) نگاه می کنند . فرایند کاران پلاستیک به چـوب بـه
افزودن چقرمگی و سرعت اکستروژن در تولید پروفیل (چـون چـوب نـسبت بـه پلاسـتیک سـریعتر
خنک می شود ) می گردد ، نگاه می کنند .خواص مکانیکی مثل مقاومـت، سـختی، مقاومـت ضـربه،
دانسیته و رنگ مهمترین فاکتورهای مورد توجـه در کاربردهـای کامپوزیـت هـای چـوب پلاسـتیک
میباشد کاربردهای مختلف، خ واص و ویژگیهای مورد نیاز خود را میطلبد.

:
پلی الفین ها ، پلیمرهای مناسب و ارزان قیمتی هستند كه خواص مناسبی دارا می باشـند ولـیكن تعـداد
آنها اندك بوده و خواص مكانیكی مناسبی ندارند لذا به منظور تقویت خواص آنها تدابیری توسط محققین
اندیشیده شده است كه شامل تقویت، كوپلیمریزاسیون و آلیاژسازی مـیباشـد. روش كوپلیمریزاسـیون بـا
موفقیت انجام گرفت، اما از لحاظ مسایل اقتصادی، تولید كوپلیمرهای جدید با مشكل روبرو بود. لذا روش
دیگر كه برای بهبود خواص مواد پلیمری مورد توجه قرار گرفت، اختلاط دو یا چند پلیمر و سـاخت آلیـاژ
پلیمری میباشد. آلیاژسازی شامل اختلاط عمدتاً فیزیكی دو یا چند پلیمر با یكدیگر میباشـد كـه در اثـر
این اختلاط خواص آلیاژ نسبه به پلیمرهای اولیه بهتر مـی باشـد. امـروزه آلیاژهـای پلیمـری %16 از كـل
مصرف پلیمرها را تشكیل میدهد. نرخ رشد متوسط مصرف آلیاژهای پلیمری دو برابر نـرخ رشـد مصـرف
پلیمرهای معمولی است و حتّی برای آلیاژهای پلیمری مهندسی با كارآیی بالا، این رقم به سـه برابـر هـم
میرسد. بطور كلی مهمترین دلایل اصلی آلیاژسازی پلیمرها كه جنبه اقتصادی دارند عبارتند از:

1- كاهش قیمت تمام شده محصول از طریق اختلاط آن با یک پلیمر ارزان قیمت

خرید متن کامل این پایان نامه :

2- تهیه و تولید موادی با كلیه خواص مورد نظر
3- تولید مواد با كارآیی بالا از طریق تولید پلیمرهایی كه بر هم كنش هم افزا (Synergistic) دارند.
4- استفاده مجدد و بازیافت مواد پلیمری
5- تنظیم تركیب و خواص آلیاژ براساس نیاز مشتری
با بهره گرفتن از فرایند آلیاژسازی به پلیمرهای دست یافته شده است كه دامنه خواص وسیعی دارنـد كـه مـی
توان بعضا از انها در كاربردهای مهندسی هم استفاده نمود. پلی پـروپیلن و پلـی اتـیلن پركـاربردترین پلـی
الفین ها هستند كه با آلیاژسازی مـی تـوان در صـنایع مختلـف از آنهـا اسـتفاده نمـود. پیشـرفت علمـی و
اقتصادی در زمینه آلیاژهای پلیمری طی دو دهه اخیر بسیار زیاد بوده است. علت این امـر در آن اسـت كـه
اولاً پلیمرهای موجود هیچ گاه تمامی خواص مورد نظر را در خود ندارنـد و همـواره در كنـار مزایـای آنهـا،
معایبی نیز وجود دارد، ثانیاً مولكولهای جدید پلیمری همواره نیاز به مواد جدید با خواص معـین را بـرآورد
نمیسازند. همچنین اختلاط مواد موجود میتواند سریعتر و اقتصادیتر از تولید یک مونومر جدید باشد.
بدلیل همین جذابیت ها است كه 97% مقالات در دهه اخیر به بحث در مورد آلیاژهـا مـی پـردازد.ایـن امـر
نشان دهنده عمق فواید آلیاژسازی و مزایای گسترده آن دارد.در ادامه به روش هـای مختلـف آلیاژسـازی و
پارامترهای تاثیر گذار در این حوزه می پردازیم.

علوم و تکنولوژی پلیمرها طی چند دهه اخیر گسترش و توسعه یافته اسـت. ایـن توسـعه ابتـدا فقـط
محدود به تولید مونومرهای جدید بود، اما با پیشرفت تکنولوژی در زمینه های متفاوت، موارد کاربردی
زیادی حاصل شد بطوریکه پلیمرهای تولید شده هیچکدام به تنهایی قابلیت کاربردی لازم را نداشتند.

همچنین تولید مونومرهای جدید مستلزم کار آزمایشگاهی و تحقیقاتی طـولانی و طراحـی روشهـای

خرید متن کامل این پایان نامه :

تولید صنعتی جدید میباشد، که فرایندی بسیار وقتگیر و هزینهبر میباشد. روش های دیگری کـه در
این زمینه مطرح گردید شامل تقویت، کوپلیمریزاسیون و آلیاژسازی میباشد. روش کوپلیمریزاسیون با
موفقیت انجام گرفت، اما از لحاظ مسایل اقتصادی، تولید کوپلیمرهای جدید با مشکل روبرو بـود. لـذا
روش دیگر که برای بهبود خواص مواد پلیمری مورد توجه قرار گرفـت، اخـتلاط دو یـا چنـد پلیمـر و
ساخت آلیاژ پلیمری میباشد. آلیاژسازی شامل اختلاط عمدتاً فیزیکی دو یـا چنـد پلیمـر بـا یکـدیگر
میباشد که در اثر این اختلاط خواص ویژهای از آلیاژ حاصل بهبود مییابد.به عنـوان مثـال مـی تـوان
اختلاطPVCخالص با ذرات لاستیکی را ذکر کرد که در نتیجه آن آلیاژی چقرمه حاصـل مـی گـردد.
امروزه آلیاژهای پلیمری %16 از کل مصرف پلیمرها را تشکیل میدهد. بطـور کلـی مهمتـرین دلایـل
اصلی آلیاژسازی پلیمرها که جنبه اقتصادی دارند عبارتند از:
1- کاهش قیمت تمام شده محصول از طریق اختلاط آن با یک پلیمر ارزان قیمت
2- تهیه و تولید موادی با کلیه خواص مورد نظر
3- تولید مواد با کارآیی بالا از طریق تولید پلیمرهایی که بر هم کنش هم افزا (Synergistic) دارند.
4- استفاده مجدد و بازیافت مواد پلیمری
5- تنظیم ترکیب و خواص آلیاژ براساس نیاز مشتری