منبع پایان نامه با موضوع اکسیداسیون، مصرف مواد

دانلود پایان نامه ارشد

بسياري از قطعات صنعتي لاستيكي، پلاستيكي، سراميكي، و حتي فلزي شود.
خاصيت استحكام كششي و مقاومت در مقابل پاره‌گي ازدياد طول بالا و سايش ناچيز اين پليمر كه قابل دستيابي در سختيهاي مختلف مي‌باشد، مصرف آنرا در صنايع گوناگون مثل صنايع فولاد، معدن، چاپ و ريسندگي الزامي نموده است.
پلي‌يورتان‌هاي ترموپلاستيك داراي خواص مكانيكي خوب نظير استحكام كششي، چقرمگي، مقاومت به سايش و مقاومت به تخريب شدن، به علاوه زيست سازگاري خوب مي‌باشند كه آنها را در گروه مواد مناسب جهت كاربردهاي پزشكي قرار مي‌دهد.
یکی از کاربردهای پلی یورتانها، استفاده به عنوان پوشش لوله‌های مدفون در خاک با هدف حفاظت در برابر خوردگی می باشد. پلی یورتان مورد استفاده در این روش، از نوع ۱۰۰% جامد و با مواد اولیه ۲ جزئی است ولی نبایستی چسبندگی زیادی به سطح لوله از این پوشش توقع داشت. پلی اورتان‌ها در شرایط کاربری خاص مانند دمای بالای خط لوله و یا تعمیرات پوشش اصلی کاربرد دارند و کمتر به عنوان پوشش اصلی خطوط انتقال استفاده می شوند. استفاده از پوشش‌های پلی اورتان جهت پوشش داخلی خطوط انتقال کاربرد بسیار محدودی داشته و به علت آزادکردن ترکیبات سمی ایزوسیانات جهت پوشش داخلی توصیه نمی‌گردد. کاربرد پلی ن ترکیبات نیز به طور پیوسته رو به توسعه است.
با استفاده از پلي اترها به عنوان پلي‌ال، در سنتز پلي يورتان مي‌توان كاشتني‌هاي طولاني مدت تهيه نمود، كه در قلب مصنوعي، کليه مصنوعي، ريه مصنوعي، هموپرفيوژن، لوزالمعده مصنوعي، فيلترهاي خوني، کاتترها، عروق مصنوعي، باي‌پس سرخرگ‌ها يا سياهرگ‌‌ها، کاشتني‌هاي دندان و لثه، بيماريهاي ادراري، ترميم زخم، رساندن يا خارج كردن مايعات، نمايش فشار عروق، آنژيوپلاستي، مسدود کردن عروق، جراحي عروق آئورت و كرونري، دريچه‌هاي قلب ‌سه‌لَتي و دو لَتي كاربرد دارند.

فوم‌های پلی یورتان
به طور کلی فوم های پلی یورتان را می توان به 3 دسته کلی فوم های نرم، فوم های نیمه نرم و سخت تقسیم بندی نمود.
ضریب هدایت حرارتی فوم های سخت پلی یورتان از تمام فوم های پلیمری دیگر کمتر است و همین امر باعث شده است که از فوم های سخت پلی یورتان برای کاربردهای عایق بیشتر استفاده گردد.
پخش توده‌ای از حباب‌های گاز در یک محیط مایع و یا جامد، فوم نامیده می‌شود. فوم جامد را اسفنج یا ابر نیز می‌نامند. در واقع فوم‌ها توزیعی از گازها در مایعات یا جامدات هستند. فوم‌ها موارد کاربرد بسیاری دارند از جمله در ساختمان‌ها به عنوان عایق حرارت و صدا، عایقبندی لوله‌های انتقال سیالات، بسته‌بندی قطعات و لوازم الکتریکی. علاوه بر این فوم‌ها به دلیل دانسیته‌ی بسیار پایینشان در ساخت و ساز مورد توجه هستند.
تقریباً از تمام پلیمرها امکان تهیه فوم وجود دارد، ولی بدلیل سهولت در امر تولید، سادگی دستگاه‌های مورد نیاز و مرغوبیت کیفی فوم‌های تهیه شده، فوم‌های پلی‌یورتان بر سایر فوم‌های تهیه شده از دیگر پلیمرها برتری داشته و مورد استفاده‌ی بیشتری دارند.
مواد اولیه فوم های سرد پلی یورتان مانند سایر انواع فوم پلی یورتان شامل پلی ال و ایزوسیانات می باشد. ایزوسیانات‌های رایج مورد استفاده در فوم پلی‌یورتان معمولاً از دو نوع زیر هستند:
تولوئن دی ایزوسیانات(TDI) که مایعی بیرنگ با نقطه جوش 130 درجه سانتیگراد است و مخلوطی است از ایزومرهای 2 و 4 تولوئن دی ایزوسیانات(80%) و 2 و 6 تولوئن دی ایزوسیانات(20%). TDI در حجم بالا برای تولید فوم‌های نرم بکار می‌رود. فشار بخار TDI در دمای محیط حدود 2-10*3/2 میلیمتر جیوه است و تنفس آن باعث تنگی نفس می‌شود.
2و4و´4 دی فنیل متان دی‌ایزوسیانات(MDI) که در تهیه فوم‌های سخت به کار می‌رود. این منومر در 25 درجه سانتیگراد فشار بخاری در حدود 5-10 میلیمتر جیوه دارد و حریک کنندگی آن کمتر از TDI است. به طور کلی هنگام کار با این مواد لازم است از تهویه مناسب استفاده شده و واکنش در زیر هود انجام گیرد.

شکل ‏27: انواع ساختارهای ایزوسیانات
نوع ایزوسیانات به کار رفته در تولید فوم سرد از نوع MDI می باشد. در صنعت فوم‌های پلی یورتان نرم و انعطاف پذیر فوم دیگری به نام فوم گرم نیز داریم که ایزوسیانات به کار رفته در تولید آن از نوع TDI می باشد. به دلیل حضور ماده سمی تولوئن در ساختار ایزوسیانات فوم گرم و نیاز به حرارت دهی مواداولیه در حین تولید، فرایند تولید فوم گرم برای سلامتی پرسنل تولید بسیار مضر بوده و ترجیح صنعت به استفاده از فوم های سرد پلی یورتان می باشد.
در فوم سرد میزان سفتی و نرمی تا حدودی به نسبت وزنی ایزوسیانات به پلی ال تزریقی بستگی دارد. به گونه ای که با بالا بردن میزان ایزوسیانات در رنج خاصی از نسبت ها، فوم سفت تر شده و با پایین آوردن آن فوم نرم تر می گردد. البته این تنها عامل سفتی و نرمی فوم سرد نمی باشد زیرا عوامل دیگری چون دانسیته فوم و ساختار پلی ال نیز در این امر موثر می باشند.حین فرآیند تولید فوم، واکنشی میان گروه‌های ایزوسیانات و هیدروکسیل در منومرها اتفاق میافتد:

شکل ‏28:واکنش ایزوسیانات و پلی ال
دانسیته فوم‌ها
“یکی از مهمترین مشخصه های هرفومی، دانسیته آن می باشد که باعث تغییر خواص فیزیکی فوم می شود.
به علت ساختار فوم پلی یورتان که به صورت سلول های بسیار نزدیک به هم و فشرده می باشد (و در نتیجه بیشترین میزان مقاومت حرارتی در هر واحد را به ما می دهد). وسایل و تجهیزات گرمایشی- سرمایشی نیز بسیار کارآمدتر بوده و سوخت کمتری مصرف می کنند و نیز فوم پلی‌یورتان در مقایسه با سایر عایق ها دارای پایین ترین قابلیت هدایت حرارتی است.
– بیشتر انواع عایق های فوم شکل، به سختی آتش می گیرند ولی در صورتی که این اتفاق بیفتد، دودی سیاه، غلیظ و سمی تولید می کنند که در بعضی مواقع شامل گاز سیانید هیدروژن که کشنده است، می باشد. خاصیت آتشگیری همه فوم ها، بستگی به درجه احتراق آن ها دارد که آن هم با توجه به نوع فرمولاسیون هر فوم متغیر است. برای جلوگیری از آتشگیری می توان از مواد تاخیر انداز شعله در ترکیب فوم پلی یورتان استفاده کرد.

روش های متداول استفاده از فوم پلی یورتان
استفاده از فوم پلی یورتان به صورت ورقه ای
در این روش فوم پلی یورتان به صورت حجمی در کارخانه تولید می شود و سپس باضخامت مورد نیاز بریده می شود. بدلیل جلوگیری از پخش ذرات کریستالی فوم در هوا و دوام بیشتر فوم، می توان دو طرف این ورقه ها را با استفاده از کاغذ یا ورقه های آلومینومی پوشش داد. کاربرد این محصول بیشتر به صورت عایق های حرارتی و صوتی بین دیوارها و سقف های کاذب است.

استفاده از فوم پلی یورتان به صورت پانل های فشرده (ساندویچ پانل)
در این روش قطعات کامپوزیتی با پوشش های ورقه ای در دو طرف و فوم پلی یورتان بین ورقه ها در کارخانه تولید می شوند. عامل چسبندگی بین دو ورقه، فوم می باشد و با توجه به موارد مصرف، جنس ورقه ها متفاوت است. ورقه های آهنی گالوانیزه و سیاه و آلومینیومی، متداول ترین پوشش برای ساخت پانل های ساندویچی هستند. با استفاده از همین روش کانتینر و یا بعضی از ساختمان های پیش ساخته تولید می شوند و نیز از همین روش برای ساخت درهای چوبی (با قابلیت جذب صوت بالا) استفاده می شود.
استفاده به عنوان پرکننده بین درزها و شکاف ها
در این روش مخلوط مواد ترکیبی فوم، پس از خروج از مخزن، به داخل شیارها و شکاف های مورد نظر تزریق می شود و سپس با افزایش حجم باعث انسداد درزها و شکاف‌ها می‌گردد. از این روش برای درزبندی اطراف پنجره ها، درها، درزهای انقطاع و به منظور عایق‌کاری حرارتی، رطوبتی و صوتی استفاده می‌شود.

استفاده به صورت پاشش برروی سطوح
در این روش مواد تشکیل دهنده فوم، از مخازن جداگانه خارج و در یک کلگیّ با هم ترکیب می شوند و به سطح مورد نظر پاشیده می شوند. بیشترین استفاده از این روش- با هدف محافظت از خوردگی سطوح فلزی – در مناطق مرطوب انجام می‌شود. همچنین به دلیل یکپارچگی و پوشش بیشتر سطوح، جایگزین مناسبی برای ورق های پلی یورتان است. ولی به دلیل مشکلات اجرایی و صعوبت استفاده از دستگا ه های تزریق فوم، این روش کمتر به کار می‌رود.

مدلسازی پاسخ حرارتی کامپوزیت در شعله98
مقدمه
زمانیکه یک ماده تحت یک فلاکس حرارتی قرار می‌گیرد دمای اولیه بعنوان تابعی از میزان هدایت حرارتی به ماده و تحت شرایط مرزی افزایش می‌یابد. پاسخ حرارتی برای این نوع گرمایش اولیه و این بازه حرارتی خاص بدون هیچگونه واکنش شیمیایی اتفاق خواهد افتاد. وقتیکه دمای سطح به اندازه کافی افزایش یافت و به مقدار لازم رسید(حدود C°300-200) رسید؛ واکنش شیمیایی شروع به اتفاق میافتد و رزین شروع به تخریب میکند و تبدیل به گاز خواهد شد. این گازها درون ساختار متخلخل ذغال باعث هدایت حرات درون منطقه واکنش می‌شوند. بطور همزمان ماده تحت انبساط و انقباض حرارتی-شیمیایی قرار می‌گیرد. با گذشت زمان و پیشرفت فرآیند، ناحیه پیرولیز گسترده‌تر می‌شود و به نواحی دیگر نفوذ می‌کند. با مصرف مواد فعال موجود در سطح، بقایای خنثی حاوی گازهای تجزیه به جا می‌گذارد.
با افزایش مقدار انرژی دریافتی توسط نمونه، کربن باقیمانده از واکنش پیرولیز با پرکننده سیلیکا (در کامپوزیت‌های پرشده با شیشه) در دماهای بالاتر از C°1000 واکنش خواهد داد.
نکته‌ی حائز ااهمیت این است که واکنش پیرولیز موجب تغییرات زیادی در خواص ماده خواهد گذاشت. بویژه؛ تغییرات ترکیب شیمیایی ماده و انبساط حرارتی-شیمیایی موجب تغییرات زیادی در خواص حرارتی و انتقالی ماده می‌گذارد. بعلاوه این فرآیندها بسیار وابسته به نرخ گرمایش هستند. با افزایش میزان نرخ گرمایش؛ واکنش‌ها و انبساط حرارتی-شیمیایی مربوطه و دیگر خواص مرتبط به دماهای بالاتر منتقل خواهند شد. زمانیکه فرآیند تجزیه آغاز می‌شود؛ رفتار حرارتی ماده بوسیله واکنش‌های شیمیایی؛ انبساط شیمیایی-حرارتی؛ تغییرات حرارتی و خواص انتقال و حضور گازهای تجزیه تغییر خواهد کرد.
بطور طبیعی برای مدلسازی پاسخ ماده پلیمری به حرارت اعمال شده، تأثیرات این فرآیندها باید در نظر گرفته شود. مدل‌های تحلیلی مختلفی برای توصیف و در نظر گرفتن انتقال حرارت در فرآیند تجزیه مواد کامپوزیتی پیشنهاد شده‌اند که براساس فرآیند تجزیه چوب و و ساختار ذغال باقیمانده از آن بدست آمده‌اند. بطور کلی این مدل‌ها شبیه به هم هستند و تنها اختلاف اولیه آنها در شکل هندسی، شرایط مرزی و روش حل آنهاست.
در برخی از این مدل‌ها فرض شده است که خواص حرارتی ثابت و واکنش تجزیه مرتبه اول اتفاق میافتد. بعد از آن مدل‌هایی بر اساس تغییر خواص حرارتی و فیزیکی ماده در حین تجزیه ارائه شدند.
برخی دیگر مدلی را پیشنهاد کردند که نه تنها به بررسی تغییرات خواص ماده بلکه به بررسی تأثیر جریان گاز در ساختار ذغال و وابستگی دمایی گرمای تجزیه و تبخیر پرداختند. در نهایت مدل‌هایی پیشنهاد شد که ماده را به دو بخش فعال و بخش باقیمانده تقسیم نمود.
تجزیه حرارتی پلیمرهای تقویت شده با الیاف در شعله یکی از پیچیده‌ترین مفاهیم و عنوان‌هایی است که ترکیبی از اثرات فرایندهای حرارتی، شیمیایی و فیزیکی است. فرایندهای حرارتی شامل هدایت حرارتی99 از سمت آتش به طرف کامپوزیت با گرمای تولید شده یا جذب شده از طرف واکنش تجزیه ماتریس پلیمری، الیاف آلی و ماده هسته ای100 ، گرمای تولید شده به وسیله احتراق و واکنش گازهای قابل اشتعال حاصل از تجزیه و گرمای جابه جایی هدر رفته101 ناشی از خروج گازهای داغ واکنش و همچنین بخارات آب از درون کامپوزیت به درون آتش می باشد.
فرایندهای شیمیایی شامل نرم شدگی حرارتی102، ذوب103، پیرولیز و ناپایدار شدن104 ماتریس پلیمری، الیاف آلی با ماده هسته با هم و تشکیل گازهای ناپایدار، رشد و اکسیداسیون ذغال می‌باشد.
فرایندهای فیزیکی شامل، انبساط حرارتی و انقباض حرارتی، افزایش فشار داخلی به دلیل تشکیل گازهای ناپایدار و تبخیر رطوبت105، کرنش های ناشی از حرارت106، صدمات ناشی از جدا شدن لایه ها107، ایجاد شیار در ماتریس108، فرسایش سطح109، نرم شدگی، ذوب و اتصال فیزیکی110 الیاف می

پایان نامه
Previous Entries منبع مقاله درمورد قرآني، كريم، ياد Next Entries منبع مقاله درمورد كريم، پيش، امري