‏خلاصه: ‏به دليل پيشرفت علم و تكنولوژي در زمينه هاي مختلف نياز به مواد قابل استفاده در فرآيندهاي خاص جهت توليد محصولات گوناگون قابل لمس مي باشد . فيلم هاي پليمري بدليل سطح زياد قطر كم و قابليت پوشانندگي بالا در كاربردهاي گوناگون بسيار مور د ‏توجه قرار گرفته است پلي پووپيلن يكي از پرمصرف ترين پليمرهاي مورد استفاده در صنعت پليمر و نساجي مي باشد كه بواسطه خصوصيات خاص مهندسي ، فرآيند پذيري راحت و قيمت مناسب توجه بسياري را به خود جلب كرده است . يكي از مشكلات عمده پليمر پلي پروپيلن مشكل رنگ پذيري اين ماده مهندسي مي باشد كه براي استفاد ه آن محدوديت هاي فراواني ايجاد نموده است . ساختار پليمري فشرده ، درصد كريستالي بالا ، عدم وجوه گروه هاي قطبي نظم درون ساختاري و عواملي ديگر باعث شده است امكان نفوذ رنگ و جذب آن براي فيلم پلي پروپيلن امكان پذير نباشد د ر اين اختراع بواسطه استفاده از دانش مهندسي مواد ، مهندسي پليمر و نانوتكنولوژي فيلم خاصي اختراع گرديده كه بسيار رنگ پذير بوده به نحوييكه از پليمرهاي متداول ديگر مانند پلي استر و پلي آميد رنگ پذيرتر بوده كه بواسطه اين خصوصيات طيف وسيعي از كاربردها براي آنها متصور مي شود . در اين اختراع بوسيله استفاده از نانوذرات معدني خاك رس اصلاح شده با آلكيل آمونيوم كه داراي بار قابل توجه مي مي باشد و همچنين وجود سايت هاي جاذب رنگ كه بواسطه سطح زياد آن نانوذرات كه منجر به ايجاد نيروي سطحئ قابل توجه مانند واندروالسي مي شود و همچنين حفرات ايجاد شده درساختار درصد بالاي از رنگ به درون ساختار وارد شده و در آن فيكس مي شود . از طرف ديگر بواسطه حضور جزء ديسپرس پلي استري كه درصدي از آن در ساختار پخش شده و در طي فرآيند توليد فيلم به نانو و ميكرو فيبريل هايي تبديل شده ميزان زيادي رنگ جذب مي شود . در اين فيلم سه جزيي آلياژي نانوكامپوزيتي بواسطه حضور نانوذرات و سازگاركننده براي بخش يكنواخت آن در ساختار و همچنين جزء ديسپرس كه گروه هاي جذاب رنگ در آن موجود مي باشد فيلم پلي پروپيلن رنگ شونده اختراع شد . تمام فرآيندهاي توليد اين اختراع در حالت مذاب بوده و به دليل عدم افزايش هزينه چشم گير اين محصول ،قابليت توليد اين فيلم در مقياس بالا وجود دارد .

پلي كربنات (PC) از جمله پلاستيك هاي مهندسي با رفتاري از نوع داكتيل با چقرمگي بسيار بالا مي باشد با اين حال، حساسيت نسبتا بالاي اين پليمر نسبت به حضور شكاف هاي ريز (notch) استفاده از اين پليمر را در بسياري از كاربردها محدود مي نمايد. به همين دليل در طول دو دهه ي اخير از آلياژسازي pc با پليمرهاي ديگر بخصوص آكريلونيتريل بوتادين استايرن (ABS) به عنوان يك روش براي برطرف كردن ضعف مذكور استفاده مي گردد.

‏اختراع الياف سه جزيي آلي- معدني با ساختار ميكرو و نانو فيبريلار،تهيه شده از پلي پروپيلن،پلي بوتيلن ‏ترفتالات و نانوذرات كلي مورد توجه قرار گرفته است . در اين اختراع بوسيله پروسه هاي اختلاط مذاب سه جز مختلف با يكديگر به صورت هموژن و يكنواخت مخلوط شده و به صورت يك فاز پيوسته در آمده و سپس ماده حاصل تحت شرايط خاص به الياف نساجي تبديل شده است . بواسطه تنش زياد بر روي قطر كمي از ماده تاكنون كسي موفق به توليد اين الياف از ماده سه جزيي كه حاوي مواد معدني با فرمولاسيون پليمر غير قطبي پلي پروپيلن پليمر قطبي پلي بوتيلن ترفتالات و نانوذرات كلي نشده است . در اين اختراع فاز ديسپرس به كمك تقويت فصل مشترك بوسيله نانو ذرات كلي به شكل فيبريل درآمده كه اين فيبريلهاي پلي بوتيلن ترفتالات علاوه بر ارتقا خصوصيات كلي ليف خواص حرارتي مطلوبي به ليف حاصل مي دهد.

اختراع نانو و ميكرو الياف تقويت شده بوسيله نانو ذرات معدني كلي انجام گرديد. در اين اختراع از پروسه هاي اختلاط مذاب جهت شكل گيري سيستم سه گانه با توزيع خاص نانو ذرات در فاز ماتريس ، ديسپرس و فصل مشترك آن دو استفاده گرديده است. بواسطه پروسه هاي خاص توليد الياف در حالت مذاب و سپس كشش گرم وارده نانو و ميكرو الياف تقويت شده با نانو ذرات معدني شكل مي گيرد كه چگونگي انتقال تنش و غلبه بر كشش سطحي موجود و شروع تغيير شكل و ميزان پيوستگي اجزا براي عدم پاره شدن احتياج به محاسبات پيچيده در مقياس نانو دارد . سپس جز انتقال تنش دهنده توسط خلال برطرف مي شود . نانو و ميكرو الياف تقويت شده بوسيله نانو ذرات معدني كلي بصورت دسته و يعني در غالب يك ليف ميكرو به صورت استوانه در يك سطح مقطع پخش شده مي باشد كه اين موضوع قابليت ريسيدن و توليد نخ و پارچه و يا هر منسوج ديگر را فقط براي اين گونه توليد نانو و ميكرو الياف اختراعي ايجاد مي كند . تاكنون توليد نانو و ميكرو الياف بواسطه پروسه هاي مذاب به سختي و فقط براي الياف تك جزيي و به مقدار كم بوسيله پروسه الكترواسپينيگ مذاب امكان پذير بوده ولي در اين اختراع نانو و ميكرو الياف در مقياس چندين تن در روز و با هزينه كم قابل توليد مي باشد. علت اينكه تاكنون كسي در دنيا موفق به اختراع اين شيوه و ماده نشده دانش فني خاص مورد نياز مي باشد.

در اين تحقيق به منظور بهبود خواص الكتريكي و حرارتي بر پليمر اكريلونيتريل - بوتادين - استايرن نانو كامپوزيت هاي ABS بر پايه نانو لوله هاي كربني در تركيب درصدهاي هاي مختلف تهيه شده است. رفتار و خواص ويسكولاستيك خطي نمونه هاي تهيه شده با استفاده از يك دستگاه رئومتري مكانيكي جهت مطالعه ريز ساختار و درجه يكنواختي پراكنش مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج حاصل نشان دهنده پراكندگي خوب و تشكيل ساختار سه بعدي در نمونه هاي نانو كامپوزيت مي باشد خواص الكتريكي نمونه هاي نانو كامپوزيت در درصدهاي مختلف اندازه گيري شده و نتايج آن نشان دهنده آنست كه با افزايش درصد نانو لوله كربني ساختاري سه بعدي از نانو لوله هاي كربني در ماتريس پليمري تشكيل شده و مقاومت الكتريكي به طور قابل ملاحظه اي كاهش مي يابد. همچنين نتايج آزمون آناليز مكانيكي حرارتي بيانگر افزايش دماي انتقال شيشه اي Tg پليمر با افزايش تركيب درصد نانو لوله كربني است به طوريكه افزودن 2٪ نانو لوله كربني به اين پليمر دماي انتقال شيشه يا آنرا به ميزان 20c افزايش داده و موجب پايداري حرارتي آن مي گرديد.

در دو دهه اخير نانو كامپوزيتها به دليل داشتن ويژگيهايي نظير پايداري ابعادي خواص حرارتي و مكانيكي خوب جايگاه ويژه اي را در صنايع خودروسازي و الكترونيك به خود اختصاص داده است نكته حائز اهميت در نانو كامپوزيتها پراكنش خوب ارگانوكلي در ماتريس است كه بيشتر تحقيقات انجام شده اين پراكنش خوب را متاثر از ميزان قطبيت ماتريس پليمري مي دانند.

هدف اصلي از ساخت نانو كامپوزيت تركيب حداقل دو ماده و رسيدن به ماده جديدي با خواص بهتر از خواص هر يك از مواد تشكيل دهنده مي باشد نانو لوله هاي كربني از جمله مواد تقويت كننده مناسب براي اختلاط پلي اولفين هاي ترموپلاستيك مي باشند. قطر كوچك رسانايي الكتريكي و حرارتي سطح جداره صاف با چگالي بالا و خواص مكانيكي منحصر به فرد من جمله مدول يانگ استحكام و مقاومت كششي بسيار بالا از جمله مزاياي اين مواد مي باشد. براي اين مواد مصارف بسيار زيادي در صنايع الكترونيك همچون ترانزيستورها، حسگرها، نمايشگرها و حافظه ها و صنايع پليمري و نساجي به خصوص كامپوزيت هاي و همچنين باتري ها، پيل هاي سوختي و خورشيدي و جليقه هاي ضد گلوله سبك و مستحكم و ديگر صنايع سراميكي و غيره وجود دارد. استفاده از نانو لوله هاي كربني به عنوان مواد افزودني براي صنايع پلاستيك به سرعت در حال افزايش مي باشد. استفاده از عوامل سازگار كننده ميان نانو ذرات و پلاستيك ها جهت ايجاد اتصال مناسب ضروري مي باشد. يك عامل سازگار كننده مناسب مي تواند اتصال بين ماتريس پليمر و نانو مواد را بهبود بخشد يكي از مواد سازگار كننده اي كه در نانو كامپوزيت هاي پلي پروپيلن / نانو لوله هاي كربني چند جداره PPMWCNT مورد استفاده مي باشد. انيدريد مالييك پلي پروپيلني MAPP است.

ايروژل‌هاي پلي‌ساكاريدي، به عنوان يكي از مواد زيستي مهم، پتانسيل بالايي براي استفاده در مهندسي محيط زيست، به ويژه براي جذب آلاينده‌هاي آبي دارند. با اين حال، خواص مكانيكي ضعيف اين ايروژل‌ها كاربردهاي آن‌ها را بطور جدي با محدوديت رو به رو كرده است، از اين رو توسعه يك جاذب پلي‌ساكاريدي با خواص مكانيكي قابل توجه يك چالش اساسي است. بنابراين، در اختراع حاضر، نوعي جديد از ايروژل يكپارچه نانوكامپوزيت شبكه دوگانه شامل كاراجينان، پلي‌آكريل‌آميد و گرافن‌اكسايد از طريق فرايند خشك‌كردن انجمادي تهيه شد. نانوكامپوزيت ايروژل ساخته شده (در تركيب درصد بهينه)، استحكام فشاري عالي (90/25 مگاپاسكال در كرنش فشاري 95%)، چقرمگي مطلوب، تغيير فرم باقيمانده كم، خاصيت ارتجاعي و بازيابي شكل مناسب و كاهش حجم حداقل را به طور همزمان نشان داد. همچنين براساس نتايج، ايروژل نانوكامپوزيت شبكه دوگانه تهيه شده مي‌تواند به طور موثر و با بارده بالا رنگ‌هاي كاتيوني و آنيوني را از محلول‌هاي آبي حذف كند (حداكثر ظرفيت جذب: متيلن بلو = 2/97 ميلي‌گرم بر گرم، كنگو رد = 9/38 ميلي‌گرم بر گرم). بدين ترتيب ايروژل يكپارچه تهيه شده را مي‌توان به عنوان جاذبي با خواص مكانيكي مطلوب براي تصفيه و پالايش منابع آبي مورد استفاده قرار داد.

اختراع حاضر مربوط به يك دستگاه آزمون شعله با قابليت شبيه سازي ديناميكي محيط حين فرآيند فداشوندگي كامپوزيتها براي تست فداشوندگي عايق هاي گرمايي مي باشد كه مي تواند با چرخش نمونه ها در دو زاويه 90 تا 180 درجه، آزمون نمونه هاي نامتقارن را ممكن سازد. براي اين منظور با استفاده از يك مكانيزم فيكسچر قابل تنظيم با حداقل سه بازو قابليت نگهداري نمونه فراهم شده است و چرخش فيكسچر توسط يك موتور با دور قابل تنظيم كه از پشت به آن متصل شده، تأمين شده است. اين اتصال به نحوي است كه به نمونه در حال چرخش از يك مشعل اكسي- استيلن، شار حرارتي در فاصله ي معيني اعمال مي شود و دماي سطح نمونه توسط يك پيرومتر نوري و دماي داخل و پشت آن توسط ترموكوپل هاي نوع k ثبت شده و به صورت آنلاين بر حسب زمان در محيط گرافيكي برنامه مربوط به آن نمايش داده ميشود.