علوم و تکنولوژی پلیمر
سال:1387 | دوره:21 | شماره:4 (پیاپی 96) |تعداد مقالات:8

گستره کاربرد پلیمرها در علوم و فناوری های نوین و پیشرفته در حال افزایش است و در این میان، پلیمرهای نوری جایگاه ویژه ای یافته اند. در بررسی ساز و کار استفاده از پلیمرهای نوری در کاربردهای فوتونیکی، برهم کنش مولکول های رنگینه با محیط میزبان مورد توجه قرار گرفت. نمونه هایی تهیه شد که به شیوه ای شبیه ساختارهای خود سامان، از این برهم کنش برای افزایش قابل توجه شدت پاسخ و بهبود عملکرد غیر خطی قطعه فوتونیکی بهره گیرند. این افزایش به دلیل ازدیاد تعداد پیوندهای غیر کووالانسی و در نتیجه، امکان افزایش نسبت مولی رنگینه به پلیمر است. پاسخ زمانی این نمونه ها نیز بررسی شد و تفاوت کیفی محسوسی مشاهده نشد. در مطالعات از اندازه گیری های طیفی و پدیده شکست مضاعف القایی لیزری استفاده شد. با بررسی نتایج مشخص شد نمونه های بسیار دوپه شده از لحاظ کیفی هم چنان عملکرد صحیحی در کاربردهای نوری غیر خطی دارند. از لحاظ کمی نیز در مقایسه با بهترین گزارش های بین المللی که تاکنون در این باره منتشر شده اند، بهبود قابل توجهی در نتایج حاصل مشاهده شد. در مجموع، با توجه به تغییرات طیفی گسترده و افزایش قابل ملاحظه میزان شکست مضاعف القایی این روش راهی موثر برای ساخت قطعات فوتونیکی بهبود یافته شناخته شد.

اثر جای گزینی بخشی از کائوچوی طبیعی با کائوچوهای مصنوعی، سیس بوتادی ان و استیرن- بوتادی ان، بر خواص استحکامی و شکست آمیزه رویه تایر بایاس بر پایه آمیخته NR/BR در سامانه های پخت موثر و معمولی و آمیخته دوده های مختلف مطالعه شد. با بررسی نتایج مشاهده شد. چنان چه تغییری در فرمول بندی آمیزه جای گزین اعمال نشود. خواص شکست شامل مقاومت پارگی و مقاومت در برابر رشد ترک در آمیزه های جای گزین به مقدار قابل توجهی تضعیف می شود. هم چنین، اثر نوع و مقدار چگالی اتصالات عرضی سامانه پخت گوگردی با تغییر مقدار و نسبت گوگرد و شتاب دهنده مطالعه شد. بررسی ها نشان می دهد، مقادیر رشد ترک و مقاومت پارگی با کاهش نسبت گوگرد به شتاب دهنده در مقدار مساوی چگالی اتصالات عرضی به مقدار قابل توجهی بهبود می یابد. ضمن آن که مقدار گرمااندوزی و سایر خواص فیزیکی- مکانیکی نیز حفظ می شود. به طوری که آمیزه جای گزین NR/BR/SBR خواص معادل با آمیزه شاهد نشان می دهد. هم چنین، نتایج استفاده از آمیخته دوده ها در آمیزه های جای گزین با کائوچوی بوتادی ان نشان می دهد. استفاده از دوده نیمه تقویت کننده در کنار دوده تقویت کننده اصلی مقاومت در برابر رشد ترک را بهبود می دهد. نتیجه آن که با اصلاح سامانه پخت و استفاده از آمیخته دوده N330/N660 کاهش نسبت کائوچوی طبیعی به کائوچوی بوتادی ان در آمیخته NR/BR میسر می شود.

اصلاح پارچه پلی استر دوجداره به وسیله بتاسیکلودکسترین می تواند ویژگی های جدیدی در آن به وجود آورد. در این پژوهش، از سیتریک اسید به عنوان تصال دهنده استفاده شده است. سیتریک اسید با بتاسیکلودکسترین واکنش داده و شبکه ای منسجم تولید می کند که می تواند روی ساختار پارچه پلی استر تثبیت شود. شبکه ایجاد شده (بتاسیکلودکسترین و اسید سیتریک با پارچه دوجداره پلی استر هیچ نوع واکنش شیمیایی نمی دهد و تنها از راه پیوند فیزیکی در ساختار پارچه دوجداره قرار می گیرد و خواص ویژه ای در آن ایجاد می کند. در این پژوهش، از مقادیر مختلف غلظت سیتریک اسید و بتاسیکلودکسترین استفاده شد. تا نسبت بهینه غلظت بتاسیکلودکسترین به اسید سیتریک برای تکمیل پارچه دوجداره به دست آید. برای این منظور تغییرات وزن، درصد رطوبت باقی مانده، زمان پخش قطره آب روی سطح پارچه، جذب یون کروم و جذب رنگ زای واکنش پذیر بررسی شده است. هم چنین شکل شناسی سطح به وسیله تصاویر میکروسکوپی الکترونی و ساختار شیمیایی آن به کمک FTIR مطالعه شده است. در ادامه نیز پایداری شست و شویی پارچه اصلاح شده بعد از 10 مرتبه شست و شو ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت سیتریک اسید و بتاسیکلودکسترین به نسبت معین سبب بهبود پایداری ترکیب روی پارچه پلی استر شده است هم چنین این پارچه می تواند به عنوان جذب برای یون کروم نیز به کار گرفته شود.

هدف اصلی این پژوهش، ارایه روشی جدید برای تولید لایه های حجیم تشکیل شده از نانوالیاف است. در این روش اثر برخی از عوامل الکتروریسی از قبیل سرعت برداشت، ولتاژ اعمالی و غلظت محلول پلیمری بر چگالی لایه و هم چنین ارزیابی خواص فشاری لایه تولید شده در شرایط بهینه الکتروریسی بررسی شد. با افزایش غلظت محلول پلیمر، چگالی لایه کاهش یافت و افزایش ولتاژ و سرعت برداشت سبب افزایش چگالی لایه شد. در این پژوهش، سبک ترین لایه با چگالی 0.000374215g/cm3 و 99.98 درصد تخلخل از محلول پلیمری با غلظت 15 درصد و سرعت برداشت 4.24m/min در ولتاژ 8kV به دست آمد.

امروزه کامپوزیت های لایه ای فلز- الیاف به واسطه دارابودن خواص مکانیکی خوب و وزن کم بسیار مورد توجه طراحان به ویژه در صنایع هوافضا، قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر، نمونه های کامپوزیتی آلومینیوم- شیشه به روش لایه گذاری دستی ساخته شد و اثر تغییر زاویه الیاف، چگونگی لایه گذاری و مقاومت به ضربه آنها به طور عملی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه ها طبق استاندارد ASTM D256-93a ویژه پلاستیک ها و استاندارد ASTM E23-01، که برای فلزات است، در دو اندازه کوچک و بزرگ تهیه و در دو دستگاه آزمون ضربه با ظرفیت انرژی کم و زیاد آزمایش شدند. نتایج حاصل از آزمون ضربه چارچی نشان می دهد که وجود لایه کامپوزیتی با زاویه الیاف صفر درجه خواص ضربه ای را به شدت بهبود می بخشد. از سوی دیگر محل قرارگیری لایه ها نیز بسیار مهم است. درباره جنس لایه ها نیز می توان گفت، وجود لایه های آلومینیومی بیش از لایه های کامپوزیتی خواص مکانیکی را بهبود می بخشد و نیز مقدار جذب انرژی نمونه ها در دستگاه با ظرفیت انرژی زیاد، بیشتر از مقدار انرژی جذب شده در دستگاه با ظرفیت انرژی کم است.

یکی از روش های ساخت قطعات کامپوزیتی، فرایند قالب گیری انتقالی زرین به کمک خلا است که زیر مجموعه قالب گیری انتقالی رزین است. با توجه به پیش رفت صنعتی این فرایند، روش های اصلاحی مختلفی برای بهبود فرایند و افزایش سرعت تولید پیشنهاد شده است. در این میان استفاده از قالب های با نیمه انعطاف پذیر و نیمه دیگر صلب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله به منظور بررسی نحوه گسترش رزین از روزنه تزریق به داخل بستر الیاف، معادلات حاکم بر مرحله پر شدن الیاف پیش شکل داده شده در قالب مزبور در مختصات قطبی، به شکل تحلیلی حل شده است. بر اساس حل انجام شده، برای پارامترهای مختلف از جمله تغییرات ضخامت الیاف پیش شکل داده شده، فشار رزین، سرعت رزین و کسر حجمی الیاف، به عنوان توابعی از دو متغیر  فاصله از روزنه تزریق و زمان، پاسخ بسته ارایه شده است. پس از نشان دادن صحت روش حل، نتایج حاصل از آن ارایه شده و عوامل موثر بر افزایش کیفیت و سرعت تولید مورد مطالعه قرار گرفته است.

سیلیکات های لایه ای اصلاح شده با زنجیرهای آلی (خاک رس اصلاح شده) به دلیل ساختار لایه ای، در صورت پراکنش خوب می توانند سبب بهبود قابل توجه خواص مکانیکی کامپوزیت ها شوند. در این پژوهش، برای بهبود خواص آمیزه رویه تایر، از سامانه پرکننده هیبریدی کلویزیت 15A و دوده استفاده شد. رفتار آمیزه ها با اندازه گیری خواص پخت، آزمون های کشش، سایش و مقاومت در برابر رشد ترک بررسی شد. برای بررسی مقدار پراکنش لایه های رس در بستر آمیزه از بررسی الگوهای XRD و میکروسکوپی الکترونی عبوری استفاده شد. نتایج نشان دادند که بهبود در خواص چون استحکام کششی، ازدیاد طول تا پارگی و مقاومت پارگی با جای گزینی 5 قسمت وزنی دوده با خاک رس اصلاح شده به دست می آید. با وجود این، بهبود در خواصی چون مدول و مقاومت سایشی با جای گزینی 3 قسمت وزنی توده با خاک رس اصلاح شده به دست می اید. بنابراین خواص بهینه مورد نیاز برای آمیزه رویه تایر با جای گزینی 3 قسمت وزنی دوده با خاک رس اصلاح شده حاصل می شود. هم چنین، نتایج به دست آمده نشان دادند که با تغییر شرایط اختلاط و دادن زمان کافی پس از اختلاط آمیزه برای ایجاد پراکنش بهتر لایه های رس، بهبود در خواص مکانیکی و سایشی نمونه ها مشاهده شد. الگوهای XRD و تصاویر TEM نشان دادند که با تغییر شرایط اختلاط و دادن زمان پس از اختلاط آمیزه، فاصله بین صفحات خاک رس اصلاح شده از 5.5 به 13.5mm افزایش یافته است.

در این پژوهش، روشی جدید برای تعیین تنش های پس ماند در لایه های زیری چند لایه های کامپوزیتی ارایه شده است. در این روش، با انجام متوالی عملیات سوراخ کاری یک چند لایه کامپوزیتی در مرکز روزت و ثبت کرنش ها پس از سوراخ کاری هر لایه از چند لایه کامپوزیتی، تنش های پس ماند در هر لایه معین شد. در روش انتگرال ارایه شده، عمق پیش روی هر گام برابر ضخامت تک لایه است و با توجه به اصل سن و نان عملیات سوراخ کاری مرحله ای تا عمق برابر قطر سوراخ قابل پیش روی است. در این پژوهش، توزیع تنش های پس ماند در ضخامت چند لایه متغیر  است و این تغییرات به شکل انتگرالی محاسبه شده است. هم چنین برنامه رایانه ای برای شبیه سازی فرایند سوراخ کاری مرحله ای چند لایه های کامپوزیتی و محاسبه کامل ضرایب تطابق ارایه شده است. ضرایب تطابق، کرنش های رها شده روش سوراخ کاری مرحله ای را به تنش های پس ماند محبوس در چند لایه تبدیل می کند. کرنش های رها شده در سوراخ کاری هر لایه را می توان به دو بخش تقسیم کرد. بخش اول، کرنش های رها شده ناشی از افزایش عمق و تغییر هندسه سوراخ است، که بیان گر اثر تنش های پس ماند لایه های بالایی در سوراخ کاری لایه های زیری چند لایه است. بخش دوم، کرنش های رها شده ناشی از آزادسازی تنش های پس ماند محبوس در هر لایه پس از سوراخ کاری هر لایه از چند لایه کامپوزیتی است. در روش ارایه شده در این پژوهش، با محاسبه ضرایب تطابق به شکل انتگرالی و با استفاده از روش اجزای محدود، کرنش های پس ماند در هر لایه از کرنش های اندازه گیری شده در هر مرحله سوراخ کاری جدا و تنش های پس ماند در هر لایه محاسبه می شوند.