اين اختراع در زمينه ساخت ماده روان‌ساز بين تاير و بلادر پخت مي‌‌باشد. بطور كلي اين روان‌ساز يكي از مواد ضروري و مورد نياز صنايع تاير سازي است و به حركت بلادر بر روي سطح داخلي تاير هنگام متورم شدن بلادر و جدا شدن آن از تاير پس از پخت تاير كمك مي‌كند. اهميت اين روان‌ساز تا حدي است كه در صورت نبودن آن، احتمال چسبيدن سطح داخلي تاير به بلادر بسيار زياد است كه اين موجب ضايع شدن تاير و بلادر مي‌گردد. در اين اختراع با استفاده از روغن‌هاي پلي‌سيلوكسان، آب و امولسيفاير فرمولاسيون‌هاي مختلفي براي روان‌ساز ارائه و ساخته مي‌شود. روان‌ساز مي‌تواند داراي مقادير مختلفي از پركننده نيز باشد. در اين فرمولاسيون‌ها امكان تغيير هركدام از اجزاي تشكيل دهنده اين روان‌ساز وجود دارد. ويسكوزيته، pH، مقدار ماده جامد اين روان‌ساز قابل تغيير و تنظيم است. زمينه فني مربوط به اختراع: ساخت تاير، شيمي پليمر، لاستيك مشكل فني و بيان اهداف اختراع: اصطكاك بين بلادر و سطح داخلي گرين تاير يكي از عوامل مهم در چسبندگي بلادر به سطح داخلي بعد از پخت تاير ‌مي‌باشد. و موجب ضايع شدن تاير پخت شده و كاهش عمر بلادر مي‌گردد. روان ساز بين تاير و بلادر پخت با قرار گرفتن بين سطح داخلي تاير و بلادر موجب كاهش اصطكاك و افزايش طول عمر بلادر و كيفيت تاير توليدي مي‌گردد.

ساخت نانو كامپوزيت هاي الاستومري NR/SBR تقويت شده با الياف كوتاه نايلون و نانو صفحات سيليكاتي كلي

استفاده از الياف كوتاه ضايعاتي نايلون (بازيافتي از تاير خودرو و نساجي) در ساخت نانو كامپيوزيت هاي الاستومري تقويت شده با نانو صفحات سيليكاتي

جهت تقويت و افزايش خواص نانو كامپوزيت، از نانو فيلرها استفاده مي شود. يكي از اين نانو فيلرها كه در دهه ي اخير مورد توجه فراوان قرار گرفته است، نانو لوله كربن مي باشد. ولي نانو لوله هاي كربني به دليل دارا بودن مساحت سطح زياد و همچنين بالا بودن فعاليت سطحي آن تمايل به تجمع و كلوخگي داشته و در نتيجه هنگام استفاده از اين نانو فيلر در ماتريس، خواص نانو كامپوزيت حاصل كاهش مي يابد. يكي از روش هاي غلبه بر اين مشكل، بهبود و اصلاح روش بخش نانو لوله در ماتريس مي باشد . در اين اختراع از نانو لوله كربن چند ديواره كربوكسيله شده استفاده شد كه در ماتريس لاستيكي اتيلن- پروپيلن دي ان منومر بكار رفت. براي حل مشكل پخش نانو لوله در لاستيك از عامل جفت كننده وينيل متوكسي سيلان استفاده گرديد. فرايند اختلاط در مخلوط كن داخلي انجام شد و وينيل سيلان به عنوان يك پل از يك سمت با مانريس EPDM و از سمت ديگر با نانو لوله كربوكسيل شده پيوند كوالانسي برقرار كرد. ادامه فرايند اختلاط و افزودن ساير اجزاء مثل سيستم پخت و شتاب دهنده بر روي غلتك صورت گرفت. پس از تهيه آميزه نانو كامپوزيت، براي تاييد عملات پيوند زني آزمون طيف سنجي FT-IR انجام گرفت. در ادامه مطالعه خواص مكانيكي، مورفولوژيكي (آزمون SEM) و رئولوژيكي (آزمون RPA) صورت گرفت . بررسي ها نشان داد كه با افزودن عامل جفت كننده وينيل سيلان، توانسته ايم به برهم كنش يكنواخت و همگن نانو لوله در بستر ماتريس دست يابيم و در نتيجه خواص فيزيكي- مكانيكي نانو كامپوزيت بهبود يافت. عمليات پيوند زني نيز باعث شد كه مورفولوژي سطح شكست زبرتر شود كه به معني ايجاد برهم كنش قوي بين نانو لوله و ماتريس مي باشد .

در اين اختراع براي اولين‌بار در دنيا به تشكيل پوشش دوستدار محيط زيست، آنتي باكتريال، زيست سازگار و زيست تخريب پذير كيتوسان/ پلي وينيل الكل بعنوان پوشش مقاوم به خوردگي بر روي آلياژ AA8011 پرداخته شد و در ادامه تاثير افزودن PVA بعنوان بازدارنده بر روي مورفولوژي، چسبندگي و رفتار خوردگي و خودترميم شوندگي پوشش مورد مطالعه قرارگرفت. بررسي‌ها نشان داد كه افزودن PVA تا مقدار 5/ درصد وزني سبب كاهش زبري سطح و افزايش يكنواختي پوشش شد و افزايش بيش از اين مقدار پلي وينيل الكل سبب افزايش زبري سطح گرديد. همچنين نتايج چسبندگي نشان داد كه بطور كلي افزودن PVA سبب افزايش چسبندگي پوشش كيتوسان به زير لايه آلياژ آلومينيوم شد. نتايج آناليزهاي پلاريزاسيون ديناميكي و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) نشان داد كه پلي وينيل الكل داراي مكانيزم بازدارندگي آندي مي‌باشد و با جذب بر روي نواحي آندي و مسدود ساختن آنها سبب افزايش مقاومت به خوردگي پوشش مي‌گردد. رفتار خوردگي پوشش كيتوسان 5/0درصد وزنيPVA در زمانهاي طولاني نشان داد كه پوشش تشكيل شده داراي رفتار خود ترميم شوندگي است. در واقع كيتوسان بعنوان منبعي براي نگهداري بازدارنده پلي وينيل الكل عمل مي‌كند. با ايجاد عيب در پوشش و خورده شدن آلومينيوم، يون آلومينيوم وارد محلول شده و در ادامه پلي وينيل الكل از پوشش كيتوسان رها شده و با يون آلومينيوم تشكيل كمپلكس داده و سبب خود ترميم شوندگي پوشش مي‌گردد. كاربردپوشش‌هاي كامپوزيتي زيست سازگار و خود ترميم شونده كيتوسان/پلي وينيل الكل به سبب خاصيت آنتي باكتريال، زيست سازگاري و زيست تخريب پذيري مناسب و همچنين خواص عالي تشكيل فيلم در صنايع مختلف همچون بيوتكنولوژي، داروسازي، بسته‌بندي مواد و همچنين پوشش دوستدار محيط زيست مقاوم به خوردگي مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

در اين اختراع از پيروليز پلاسمايي پودر تايرسواري وباري ضايعاتي، نانولوله هاي كربني تهيه شد. نانولوله حاصل به عنوان يك تقويت كننده نانويي كاربرد‌هاي فراواني در صنايع پليمري و غير پليمري دارد. لاستيك ضايعاتي عمدتا" از تايرهاي مستعمل خودرو سواري وباري تهيه شدند. اين تايرها با دستگاه هاي خاص تا اندازه مش 30 (حدود 0.6 ميليمتر) در كارخانه ريكليم يزد (ايساتيس) پودر شدند. پودر تهيه شده از اين كارخانه براي شناسايي مواد سازنده تحت آناليز‌هاي FTIR و TGA قرار گرفتند. نتايج حاصل از آناليز نشان داد كه پودر ضايعاتي حاوي 35درصد لاستيك طبيعي(NR) )، 23درصد لاستيك استايرن بوتادي ان(SBR)، 7 درصد روغن، 30درصد دوده و 5 درصد خاكستر باقيمانده از مواد پخت است. فرآيند پيروليز پلاسمايي براي تبديل پودرلاستيك به مواد با ارزش استفاده شد. اين فرايند در يك راكتور صورت مي گيرد. راكتور پلاسماي آرك حرارتي استفاده شده در اين پروژه، متشكل از يك محفظه ي استوانه اي از جنس فولاد ضد زنگ، الكترود گرافيتي-كربني، بوته ي گرافيتي، سيستم خنك كننده ي آبي كاتد، لوله¬¬ي كوارتزي، درب محفظه از جنس فولاد ضد زنگ، بست هاي فولادي، لولهي ورودي خوراك و لوله هاي خروجي گاز است. براي تهيه نمونه توان اعمال شده بين 8000-9000 وات و جريان در محدوده 175-190 آمپر تنظيم شد. آزمون‌هاي مختلفي بر روي محصول بدست آمده از پيروليز پلاسمايي انجام شد. بر اساس نتايج آزمون BET ، نمونه تهيه شده داراي مساحت سطح ويزه 84 متر مربع برگرم است. نمونه هاي پودري حاصل از پيروليز پلاسمايي پودر تايرضايعاتي تحت آناليز SEMقرارگرفت. نتايج حاصل از آناليز SEM نشان داد نانوذرات به صورت تقريبا يكنواخت تهيه شده است و قطر نانو لوله¬ها در تصوير47، 53 و 57 نانومتر است. نتايج آناليز EDX نشان داد ميزان كربن موجود بسيار بالاست. 96 درصد وزني نمونه به¬دست آمده، فقط عناصر كربن و اكسيژن است و كم تر از 4 درصد عناصر ديگر حضور دارند. حضور اكسيژن مي¬تواند نشانه عاملدار بودن نانوذرات كربني باشد. براي تعيين گروه هاي عاملي از طيف سنجي FTIR استفاده شد.

اين اختراع در زمينه ساخت كامپوزيت لاستيكي تقويت شده با الياف كربن مي باشد. الياف كربن داراي مدول كششي، استحكام كششي و پايداري ابعادي فوق العاده عالي مي باشد، ولي در ماتريس لاستيكي به دليلي نرمي ماتريس داراي ضعف است. با بهبود انتقال تنش به طور يكنواخت از ماتريس به الياف سخت كربن از طريق اتصال و چسبندگي خوب الياف به ماتريس بر اين ضعف غلبه مي شود كه معيار اصلي براي خواص مكانيكي بالا مي باشد. بنابرين در اين اختراع، سطح الياف كربن طي سه مرحله اصلي (اصلاح شيميايي، پيوند زدن و آهار زني) اصلاح مي گردد. در مرحله اول اصلاح شيميايي سطح از طريق اكسيداسيون محلولي به روش هامر براي الياف كوتاه و روش اكسيداسيون الكتروشيميايي براي الياف پيوسته انجام مي گيرد. در مرحله دوم از طريق پيوند زدن (يا گرافتينگ) ماكرومولكول سازگار با ماتريس لاستيكي (مثل BTESPT) بر سطح الياف اكسيد شده اصلاح اتفاق مي افتد. در مرحله آخر براي سازگاري بيشتر و كاركرد راحت تر برروي سطح الياف عامل آهار بر پايه لاستيك (از جمله SBR) اعمال مي گردد. بعد از اصلاح نهايي الياف كربن، كامپوزيت لاستيكي (SBR) تقويت شده با الياف تهيه و پخت مي گردد. الياف كربن به عنوان يك جزء در آميزه لاستيكي به صورت الياف كوتاه نه تنها هدايت الكتريكي را بهبود مي بخشد تا بتواند تخليه الكتريسيته ساكن از تاير به سطح تماس جاده با ردپا اعمال كند، بلكه علاوه برآن مسافت ترمز خشك و مرطوب را توسط اثر انتهاي تيز الياف برروي سطح جاده كاهش مي دهد. به منظور افزايش خواص مكانيكي (دوام قطعه)، كاهش مقاومت غلتشي (مصرف انرژي كمتر) و كاهش گرماي ايجاد شده در آج تاير مي توان به جاي درصدي از دوده ويا سيليس از الياف كوتاه كربن استفاده كرد. الياف كربن هدايت حرارتي را بهبود مي دهد، كه مي تواند باعث افزايش اتلاف گرما گردد.

اين پژوهش صنعتي براي اولين بار در كشور ايران انجام شده و مالكان اين اختراع حق ثبت و امتياز اين پژوهش را براي خود محفوظ مي دانند. خلاصه در اين كار تحقيقاتي ابتدا nanoclay با آب و محلول IPPD در HCL مخلوط شده تا سطح آن اصلاح شود. nanoclay اصلاح شده بعد از شستشو با آب مقطر در درجه حرارت 50 الي 60درجه سانتي گراد خشك و آماده اضافه شدن به آميزه لاستيكي شد در نهايت آميزه هاي لاستيكي بر پايه SBR مطابق فرمولاسيون جدول 1 تهيه گرديد. در مرله بعد خواص مكانيكي آميزه تهيه شده با اين آنتي اكسيدانت مورد بررسي دقيق قرار گرفت. هدف از اين مطالعه ايجاد اتصالات قوي بين آنيت اكسيدانت IPPD با nanoclay بوده كه در نتيجه پايداري و مقاومت در برابر خروج آن از پليمر بيشتر شود. بدين منظور مقاومت در برابر تخريب لاستيك SBR تهيه شده با آ«تي اكسيدانت قوي و IPPD خالص در زمانهاي مختلف با يكديگر مورد مقايسه قرار گرفت.