تبلیغات
اصفهان کامپوزیت - مطالب 3.2. انواع الیاف
 
اصفهان کامپوزیت
متنوع ترین، باکیفیت ترین و ارزانترین محصولات کامپوزیتی را از ما بخواهید.


الیاف طبیعی كارآمد

بكارگیری الیاف طبیعی برای تقویت پلیمرها، امری متداول است. با توجه به توسعه و در دسترس بودن گونه هایی از پلیمرهای با منشاء طبیعی (biopolymer)، هم اكنون ساخت كامپوزیت های طبیعی (biocomposites) نیز امكان پذیر شده است. ساخت این مواد از مواد اولیه تجدیدشدنی، برجای گذاشتن اثرات زیست محیطی كمتر و قابلیت تبدیل به كود گیاهی (compost) در پایان عمر كاری خود، برخی از برتری های این مواد محسوب میشوند. برتری دیگر این مواد، قابلیت ذخیره كربن در قطعات ساخته شده از آنهاست.

كاربران بالقوه الیاف طبیعی در صنعت كامپوزیت، اغلب از ویژگی های مكانیكی این مواد و از پراكندگی و قابلیت بازآفرینی این ویژگی ها و همچنین میزان دسترسی و بهای این مواد شگفت زده میشوند. غیرمنطقی نیست كه به دنبال گیاهی ایده آل هستند كه الیافی با بهترین تركیب ویژگی ها را فراهم كند. باید توجه داشت كه در بین گونه های مختلف الیاف طبیعی، آنهایی كه بهترین ویژگی ها را دارند نقشی سازه ای در طبیعت ایفا می كنند.

 

ساختار الیاف طبیعی

الیاف گیاهی مشابه مواد كامپوزیتی هستند. این مواد با تارچه های سلولزی (fibril) تقویت میشوند. این تارچه ها با زاویه ای موسوم به زاویه میكروفیبریلار (microfibrillar) به صورت مارپیچی جهت یافته اند. در مواد كامپوزیتی، معمولاً ویژگیهای كشسانی و شكستی ماده تابعی از میزان تقویت كننده و جهت گیری الیاف است. به طور مشابه، در الیاف گیاهی نیز ویژگیهای فیزیكی عمدتاً با تركیب فیزیكی و شیمیایی، ساختار، میزان سلولز، زاویه میكروفیبریلار، سطح مقطع و درجه پلیمریزاسیون تعیین میشوند. به طور خلاصه، برای مقدار مشخصی از سلولز، هرچه زاویه میكروفیبریلار كوچكتر باشد الیاف قویتر و سفت تر خواهند بود و هرچه زاویه میكروفیبریلار بزرگتر باشد الیاف درصد افزایش طول بیشتری در شكست خواهند داشت.  فیبریل های سلولزی در جهت زنجیره درشت ملكول خود دارای مدول یانگی برابر 138 گیگاپاسكال (سلولز I) و استحكام كششی تقریبی 8/17 گیگا اسكال هستند. بالاترین مدول یانگ الیاف گیاهی با میزان سلولز بالا و زاویه میكروفیبریلار كوچك كه فاقد هرگونه عیب و نقص است حدود 128 گیگیپاسكال تخمین زده میشود. زاویه میكروفیبریلار الیاف كتان 11 درجه و در الیاف رامی (عضوی از خانواده گزنه) این زاویه حدود 3 درجه است.

نگاهی دقیق تر به دیواره سلولهای گیاهی نشان میدهد كه ساختار این الیاف از یك دیواره اولیه و یك دیواره ثانویه تشكیل شده است كه دیواره ثانویه خود سه لایه S3,S2,S1 دارد. لایه S2 ضخیم ترین لایه است و رفتار الیاف را در كل تعیین می كند. باتوجه به این ساختار، این ماده به شدت ناهمسانگرد است.

اطلاعات بیشتر را در ادامه مطلب ملاحظه فرمایید.



ادامه مطلب


نوع مطلب : 3.2. انواع الیاف، 
برچسب ها : الیاف طبیعی، biopolymer، microfibrillar، میكروفیبریلار، الیاف سلولزی،
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 5 تیر 1393

اشكال مختلف الیاف شیشه

 

الیاف شیشه مشهورترین تقویت كننده مورد استفاده در صنعت كامپوزیت می‌باشد و انواع مختلفی از آن بصورت تجاری وجود دارند كه برخی از آنها عبارتند از:

 

 R,E، S،C،ECR،AR. تركیبات شیمیایی این الیاف با هم متفاوت است و هر كدام برای كاربرد خاصی مناسب است.

تقریباَ 90 درصد الیاف مورد استفاده در كامپوزیتهای مهندسی، الیاف شیشه می‌باشد. الیاف شیشه استحكام و سختی مناسبی دارد، خواص مكانیكی خود را در دماهای بالا حفظ می‌كند، مقاومت رطوبت و خوردگی مناسبی دارد و نسبتاَ ارزان است . تقسیم بندی شش نوع الیاف شیشه و تركیب درصدهای آن در زیر نشان داده شده است:

glass- E       مصارف عمومی

glass- R       خواص مكانیكی بالاتر

         glass-S  خواص مكانیكی بالاتر

glass-C         مقاومت شیمیایی مناسب

glass-ECR     مقاومت اسید و باز خوب

glass-AR       مقاومت اسید و باز خوب

 

برای آشنایی با فرآیند تولید الیاف شیشه وتركیب شیمیایی انواع الیاف شیشه، به ادامه مطلب مراجعه فرمایید.



ادامه مطلب


نوع مطلب : 3.2. انواع الیاف، 
برچسب ها : الیاف کامپوزیت، الیاف شیشه، کامپوزیت، فرآیند تولید الیاف شیشه،
لینک های مرتبط :
پنجشنبه 5 تیر 1393


اگرچه اكثر الیاف مورد استفاده در صنعت كامپوزیت از جنس شیشه می‌باشد ولی مدول آن نسبتا پایین است. در سالهای پیش تلاشهای زیادی انجام گرفت تا تقویت كننده‌های جدیدی با تبدیل حرارتی الیاف آلی به الیاف كربن ساخته شود.

الیاف حاصل به سرعت كاربرد وسیعی در كامپوزیتهای فنولیكی به منظور استفاده در عایقهای فداشونده در صنایع نظامی پیدا كرد. مشخصه الیاف كربن، سبكی، استحكام و سفتی بالا می‌باشد. همه انواع الیاف كربن از پیرولیز الیاف آلی در یك محیط خنثی بدست می آید. سه منبع مهم عمده برای ساخت الیاف كربن وجود دارد:

پلی اكریلونیتریل (pan) رایون و قیر (كوپلیمر متیل اكریلات و ایتاكونیك اسید )

 

طرز تهیه:

اكسیداسیون الیاف اكریلیك، به منظور تثبیت شكل الیاف به هنگام فرآیند كربنیزه كردن است. این عمل در اتمسفر اكسیژن و دمای بالا صورت میگیرد.

 

سپس الیاف اكسید شده در یك محیط خنثی كربنیزه می‌شوند. و در نهایت الیاف كربنیزه وارد مرحله گرافیته كردن می‌شوند. این مرحله نیز در مرحله خنثی و در دمای حدود 400تا500 درجه سانتیگراد رخ می دهد.

 

شرایط مورد بحث در طول فرآیند پلیمریزاسیون تا ساختار گرافیتی، به دقت انتخاب و كنترل می‌شوند. در طول این فرآیند عناصر غیر كربنی بصورت گاز خارج شده، اجزاء كربنی باقی می‌مانند. مهمترین شكل الیاف كربن، پارچه است كه در بافتهای مختلف وجود دارد.

این شكلها عبارتند از:

1-‌ رشته‌های پیوسته برای فرایندهای، رشته پیچی




ادامه مطلب


نوع مطلب : 3.2. انواع الیاف، 
برچسب ها : الیاف کربن، الیاف کامپوزیت، کامپوزیت، طرز تهیه الیاف کربن،
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 4 تیر 1393


  

در برخی كاربردها ذرات معدنی به عنوان تقویت كننده پلیمرها استفاده می‌شوند.

ذرات معدنی به شرط دارا بودن نسبت طول به قطر كافی و چسبندگی مناسب به ماتریس پلیمری، خواص خوبی به پلیمر می‌دهند. این الیاف به راحتی فرآورش می‌شوند و كمتر می‌شكنند و فرسایش كمی در تجهیزات تولید ایجاد می‌كنند. گاهی اوقات طبیعت شیمیایی این مواد می‌تواند ویژگی‌هایی چون مقاومت شعله در پلیمر ایجاد می‌نماید.

علاوه بر محصولات طبیعی مانند ولاستونیت (wolastonite ) و آزبست، این الیاف شامل محصولات مصنوعی مانند كربنات كلسیمِ ته نشین شده و سولفات كلسیم نیز می‌باشد. همچنین گاهی الیاف بر پایه آلومینا و بر (boron) به منظور ایجاد خواص ویژه در كامپوزیت بكار برده می‌شوند. این سیستم‌ها نه تنها استحكام خوبی دارند، بلكه دارای خواص هدایت حرارتی و الكتریكی و مقاومت فرسایش نیز می‌باشند.

در گذشته تنها دو محصول طبیعی، دارای صرفه اقتصادی بود كه آزبست و ولاستونیت نامیده می‌شوند. به دلیل شرایط زیست محیطی دیگر از آزبست به عنوان تقویت كننده استفاده نمی‌شود.

ولاستونیت در طبیعت بصورت سوزنی شكل وجود دارد و بیان شده كه دارای سمیت كمی است. این ماده پس از استخراج بصورت پودری سفید رنگ با نسبت طول به قطر ‌های مختلف بدست می‌آید. بالاترین نسبت قابل دستیابی در این الیاف20:1 می‌باشد. این امر پتانسیل تقویت كنندگی این ماده را كاهش می‌دهد. با این وجود، محدوده‌ای از محصولات با انجام اصلاح سطح به منظور بهبود چسبندگی وجود دارد. علیرغم پایین بودن نسبت طول به قطر ، ولاستونیت می‌تواند تلفیق خوبی از خواص با یك قیمت معقول ایجاد نماید، بویژه وقتی به همراه الیاف شیشه استفاده شود.

تعدادی از مواد معدنی می‌توانند به روش ته نشینی از محلول به صورت ذرات سوزنی شكل در آیند و به عنوان تقویت كننده‌های تجاری استفاده شوند. از جمله این مواد می‌توان به كربنات كلسیم تهیه شده به روش ته نشین، سولفات كلسیم، اكسی سولفات و فسفات منیزیم اشاره نمود. نسبت

 

نسبت طول به قطر این مواد بین 1 :20 تا1:100 می‌باشد.

برای آشنایی با الیاف آلومینا و بر به ادامه مطلب مراجعه فرمایید.



ادامه مطلب


نوع مطلب : 3.2. انواع الیاف، 
برچسب ها : الیاف بر، الیاف آلومینا، الیاف کامپوزیت،
لینک های مرتبط :
چهارشنبه 4 تیر 1393

الیاف طبیعی

الیافی كه از منابع طبیعی مانند معادن، حیوانات و گیاهان بدست می‌آیند، در گروه الیاف طبیعی قرار می‌گیرند. مصریان باستان از كامپوزیتهای الیاف طبیعی آجر، ظروف سفالی و قایقهای كوچك می‌ساختند. یك قرن پیش تولید تقریباً تمام وسایل و بسیاری از محصولات فنی از الیاف طبیعی ساخته می‌شد. پارچه، طناب، كرباس و كاغذ از الیاف طبیعی مانند كتان، شاهدانه، سیسال و كنف ساخته می‌شد.

می‌توان الیاف طبیعی را به سه دسته معدنی، حیوانی و گیاهی تقسیم نمود.

 

الیاف معدنی: الیاف این گروه از سنگهای معدنی بدست می‌آیند. به عنوان نمونه می‌توان به آزبست اشاره نمود. آزبست می‌تواند استحكام و سفتی كامپوزیت را بهبود ببخشد ولی استحكام ضربه را كاهش می‌دهد. علاوه بر این فرآیند آن مشكل است. امروزه استفاده از این الیاف بدلیل ایجاد سرطان ریه در طولانی مدت، محدود و ممنوع شده است.

 

الیاف حیوانی: الیاف بدست‌آمده از ارگانیسم‌های زنده، الیاف حیوانی نامیده می‌شوند. به عنوان مثال، پشم از گوسفند اهلی بدست آید. الیاف ابریشم را كرم ابریشم می‌سازد. ابریشم بر خلاف تمام الیاف طبیعی دیگر از قبیل پنبه، كتان و پشم، یك ساختار سلولی ندارد و روش ساخت آن، شبیه الیاف مصنوعی می‌باشد. از الیاف حیوانی در ساخت كامپوزیتها استفاده نمی‌شود.

 

الیاف گیاهی: در بین الیاف طبیعی، الیاف گیاهی بیشترین كاربرد را در كامپوزیتها دارند. بر اساس اینكه از كدام قسمت گیاه گرفته شده‌اند، به سه دسته تقسیم می‌شوند:

الیاف میوه: پنبه(cotton) نارگیل (coir ) وkapok

الیاف پوست یا ساقه: كتان،كنف،(jute )، بوته شاهدانه (hemp) و رامی

الیاف برگ: سیسال (sisal)،آناناس

جهت آگاهی از اطلاعات بیشتر در خصوص الیاف طبیعی به ادامه مطلب مراجعه فرمایید.



ادامه مطلب


نوع مطلب : 3.2. انواع الیاف، 
برچسب ها : الیاف طبیعی کامپوزیت، لیگنین، پكتین، واكس، الیاف گیاهی، الیاف معدنی، الیاف حیوانی،
لینک های مرتبط :


( کل صفحات : 2 )    1   2   


امکانات جانبی
بانك اهداكنندگان غیر خویشاوند
 
 
بالای صفحه