چکیده
امروزه نانو کامپوزیت ها در مقایسه با پلیمرهای مشابه خالص و کامپوزیت های متداول، به دلیل داشتن خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مطلوب تر، کاربرد وسیعی در زمینه های مختلف صنعتی و تحقیقانی یافته اند. نانو کامپوزیت های پلیمری نسل جدیدی از مواد هستند که شامل یک ماتریس پلیمری و درصد کمی از یک تقویت کننده نانو متری هستند. تقویت کننده های نانو متری به علت داشتن نسبت طول به قطر زیاد ابعاد بسیار کوچک و میزان سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت کننده های معمولی باعث بهبود خواص پلیمر میشود. وزن کمتر قطعه نهایی در مقایسه با کامپوزیت های معمولی، استحکام مکانیکی بالاتر، مقاومت بالا در برابر نفوذ گازها و بخارات، سطح ظاهری بهتر، فرایند پذیری راحت تر و تحمل حرارتی بالاتر، از ویژگی های این مواد است. از طرف دیگر نانو کامپوزیت ها به دلیل داشتن خواص مکانیکی مناسب نسبت به مواد پلیمری مشابه، دارای طول عمر بالاتر بوده و لذا مشکلات زیست محیطی مربوط به پسماند آنها نیز کاهش میابد.
مقدمه
کامپوزیت به ماده مرکبی اطلاق می شود که از دو یا چند فاز مشخص تشکیل شده، به نحوی که فاز ها به صورت مجزا خواص کاملاً متفاوتی با یکدیگر داشته باشند. هدف از تهیه کامپوزیت ها، تقویت یکی از فازهای تشکیل دهنده این مواد است به فاز تقویت شونده اصطلاحاً فاز ماتریس (فاز زمینه یا پیوسته) و به فاز تقویت کننده، فاز ناپیوسته گفته می شود. کامپوزیت های زمینه پلیمری که در آن فاز زمینه ، ماده پلیمری است. از جمله مهمترین دسته های کامپوزیت ها به شمار میروند. کامپوزیت های زمینه پلیمری از نظر نوع فاز تقویت کننده به سه گروه کامپوزیت های لیفی، پودری، این فاز به صورت پودر یا ذرات ریز است.
با وجود کارایی مطلوب فناوری کامپوزیت در تهیه مواد با خواص مطلوب در اغلب موارد مواد کامپوزیتی پاسخگوی نیازهای صنعتی نبوده اند. در سال های اخیر، پژوهشگران دریافته اند که چنانچه بتوان مواد را در مقیاس کوجک تر تهیه کرد، پیوندهایی که ماده با ابعاد کوچک با فازهای اطراف خود برقرار میکند، به مراتب قویتر از مقیاس های بزگتر است. بر این اساس شاخه جدیدی از کامپوزیت ها به نام نانو کامپوزیت ها، ارائه و توسعه یافته است. نانو کامپوزیت ماده مرکبی است که حداقل یکی از فازهای تشکیل دهنده آن دارای ابعاد نانو (بین 1 تا 100 نانو متر) باشد. نانو کامپوزیت ها در مقایسه با سایر کامپوزیت ها، به دلیل داشتن خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی مطلوب تر، کاربردهای وسیع تری دارند. برخی از کاربردهای این مواد عبارتند از: صنایع هوانودری، اتومبیل سازی، لاستیک، ارتباطات، صنایع شیمیایی، متالوژی، داروسازی، بهداشت و علوم بیولوژیکی و فناورهای انرژی.
بهبود ویژگی های نانو کامپوزیت ها در مقایسه با پلیمرهای خاص ( به ویژه بهبود خواص مکانیکی) از دیدگاه های مختلف قابل توجه است. از دیدگاه زیست محیطی، نانو کامپوزیت ها به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی مطلوب تر نسبت به مواد پلیمری مشابه خالص، دارای طول عمر و زمان مصرف بلند مدت بوده و از این رو معضل ضایعات و دورریز این مواد و به دنبال آن، مشکلات زیست محیطی آن نیز کاهش می یابد. با توجه به این مزایا، بررسی بیشتر این مواد می تواند حائز اهمیت باشد.
تهیه کنندگان: شادی جلوان (کارشناسی مهندسی فناوری صنایع شیمیایی، اصفهان موسسه اموزش عالی جهاد دانشگاهی، گروه صنایع شیمیایی)- وحید جوانبخت (کارشناس ارشد مهندسی شیمی، اصفهان موسسه اموزش عالی جهاد دانشگاهی، گروه صنایع شیمیایی)
امروزه نانو کامپوزیت ها در مقایسه با پلیمرهای مشابه خالص و کامپوزیت های متداول، به دلیل داشتن خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی مطلوب تر، کاربرد وسیعی در زمینه های مختلف صنعتی و تحقیقانی یافته اند. نانو کامپوزیت های پلیمری نسل جدیدی از مواد هستند که شامل یک ماتریس پلیمری و درصد کمی از یک تقویت کننده نانو متری هستند. تقویت کننده های نانو متری به علت داشتن نسبت طول به قطر زیاد ابعاد بسیار کوچک و میزان سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت کننده های معمولی باعث بهبود خواص پلیمر میشود. وزن کمتر قطعه نهایی در مقایسه با کامپوزیت های معمولی، استحکام مکانیکی بالاتر، مقاومت بالا در برابر نفوذ گازها و بخارات، سطح ظاهری بهتر، فرایند پذیری راحت تر و تحمل حرارتی بالاتر، از ویژگی های این مواد است. از طرف دیگر نانو کامپوزیت ها به دلیل داشتن خواص مکانیکی مناسب نسبت به مواد پلیمری مشابه، دارای طول عمر بالاتر بوده و لذا مشکلات زیست محیطی مربوط به پسماند آنها نیز کاهش میابد.
مقدمه
کامپوزیت به ماده مرکبی اطلاق می شود که از دو یا چند فاز مشخص تشکیل شده، به نحوی که فاز ها به صورت مجزا خواص کاملاً متفاوتی با یکدیگر داشته باشند. هدف از تهیه کامپوزیت ها، تقویت یکی از فازهای تشکیل دهنده این مواد است به فاز تقویت شونده اصطلاحاً فاز ماتریس (فاز زمینه یا پیوسته) و به فاز تقویت کننده، فاز ناپیوسته گفته می شود. کامپوزیت های زمینه پلیمری که در آن فاز زمینه ، ماده پلیمری است. از جمله مهمترین دسته های کامپوزیت ها به شمار میروند. کامپوزیت های زمینه پلیمری از نظر نوع فاز تقویت کننده به سه گروه کامپوزیت های لیفی، پودری، این فاز به صورت پودر یا ذرات ریز است.
با وجود کارایی مطلوب فناوری کامپوزیت در تهیه مواد با خواص مطلوب در اغلب موارد مواد کامپوزیتی پاسخگوی نیازهای صنعتی نبوده اند. در سال های اخیر، پژوهشگران دریافته اند که چنانچه بتوان مواد را در مقیاس کوجک تر تهیه کرد، پیوندهایی که ماده با ابعاد کوچک با فازهای اطراف خود برقرار میکند، به مراتب قویتر از مقیاس های بزگتر است. بر این اساس شاخه جدیدی از کامپوزیت ها به نام نانو کامپوزیت ها، ارائه و توسعه یافته است. نانو کامپوزیت ماده مرکبی است که حداقل یکی از فازهای تشکیل دهنده آن دارای ابعاد نانو (بین 1 تا 100 نانو متر) باشد. نانو کامپوزیت ها در مقایسه با سایر کامپوزیت ها، به دلیل داشتن خواص فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی مطلوب تر، کاربردهای وسیع تری دارند. برخی از کاربردهای این مواد عبارتند از: صنایع هوانودری، اتومبیل سازی، لاستیک، ارتباطات، صنایع شیمیایی، متالوژی، داروسازی، بهداشت و علوم بیولوژیکی و فناورهای انرژی.
بهبود ویژگی های نانو کامپوزیت ها در مقایسه با پلیمرهای خاص ( به ویژه بهبود خواص مکانیکی) از دیدگاه های مختلف قابل توجه است. از دیدگاه زیست محیطی، نانو کامپوزیت ها به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی مطلوب تر نسبت به مواد پلیمری مشابه خالص، دارای طول عمر و زمان مصرف بلند مدت بوده و از این رو معضل ضایعات و دورریز این مواد و به دنبال آن، مشکلات زیست محیطی آن نیز کاهش می یابد. با توجه به این مزایا، بررسی بیشتر این مواد می تواند حائز اهمیت باشد.
تهیه کنندگان: شادی جلوان (کارشناسی مهندسی فناوری صنایع شیمیایی، اصفهان موسسه اموزش عالی جهاد دانشگاهی، گروه صنایع شیمیایی)- وحید جوانبخت (کارشناس ارشد مهندسی شیمی، اصفهان موسسه اموزش عالی جهاد دانشگاهی، گروه صنایع شیمیایی)
