اختراع حاضر حت عنوان\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\"ساخت قيرهاي اصلاح شده با استفاده از آلياژهاي نانوكامپوزيت پليمري PE/SBR/Nano clay/BITUMEN به روش پخت ديناميكي \\\\\\\\\\\\\\" بوده و همچنين اين اختراع در حوزه ي علم پليمر و عمران مي باشد. استفاده از قير هاي معمولي با توجه به راه سازي نوين ديگر ممكن نيست دليل اين امر ناتواني هاي ذاتي قير هاي معمولي در برابر خرابي هايي هم چون شيارشدگي و خستگي و ترك هاي حرارتي است از اين جهت اصلاح قير با پليمر ساخته شده مقاومت در برابر خرابي را افزايش داده و هزينه هاي تعمير و نگهداري را به شدت پايين مي آورد چرا كه دوام و عمر قير را بيشتر مي كند. هدف از اين اختراع استفاده از آلياژهاي نانوكامپوزيت PE/SBR/Nano clay/Bitumen به عنوان اصلاح كننده قير به جاي اصلاح كننده هاي متداول مانند SBS كه يك ماده ترموپلاستيك الاستومري كوپليمري داراي ساختار قطعه اي متشكل از قطعات سخت استايرن و قطعات نرم بوتادين مي باشد. كه اضافه نمودن آن به قير مي تواند به واسطه اين خاصيت دوگانه، خواص دماي بالا و پايين قير را تواما بهبود بخشد در اين اختراع سعي شده با استفاده از پليمر توليد داخل كشور (PE/SBR) و با به كارگيري فرآيند پخت ديناميكي، قيري طراحي و ساخته شود كه تا حدامكان ويژگي هاي آن مشابه قيرهاي اصلاح شده بر پايه SBS باشد.

خلاصه اختراع امروزه يكي از كاربردهاي مهم ذرات نانومتري رس، استفاده از آن به عنوان جاذب در جذب مواد آلي مي باشد. هدف اصلي در اين اختراع بررسي قابليت اين نانومواد جديد در پاكسازي مواد آلي از پسابهاي صنعتي مي باشد. ‏اساس كار بدين صورت است كه نانورس اصلاح شده بر اساس مكانيزم تبادل يوني بين نانورس و تركيب آمونيومي تهيه مي شود. اين عمل باعث ايجاد خاصيت آبگريزي يا آلي دوستي در سافختار نانورس مي شود. ‏در مرحله بعد ظرفيت جذب نانورس تهيه شده تخمين زده مي شود. نتايج نشان مي دهد كه نانورس حاصله مي تواند بسته به نوع ماده آلي تا ١٠ ‏برابر وزن خود جذب نمايد. ‏سپس پاكسازي پسابهاي صنعتي به صورت عملياتي به دو روش انجام مي گيرد. در روش اول متناسب با مقدار ماده آلي درون پساب، نانورس ريخته مي شود. نانورس با جذب ماده آلي از حالت مايع به حالت نيمه جامد در آمده كه به راحتي ‏قابل جداسازي است راندمان جذب بسيار بالا بوده بطوريكه بازاي هر گرم نانورس بيش از ١٠ ‏گرم نفت ماده آلي جدا مي شود. در روش دوم نانورس مورد استفاده بين لايه هاي بي بافت پلي استر و يا پلي پروپيلن ساندويچ شده و بلانكت حاصل درون پساب قرار مي گيرد. در اين روش ماده آلي با گذشتن از لايه بي بافت پليمري توسط نانورس جذب مي گردد. گرچه راندمان اين روش از روش مستقيم كمي پائين تر است ولي بواسطه سرعت جداسازي آن از محيط زيست ترجيح داده مي شود ‏.

اين نوع پوشش كه از نوعي رس و مواد ژئوسنتتيك ساخته شده است، عايق بسيار خوبي در برابر مواد آلي مانند نفت يا غير آلي مانند آب و يا هر نوع مايع ديگري مي باشد. در اين پوشش از دو نوع رس آلي و غير آلي و همچنين نانورس استفاده مي شود و كاربردهاي فراواني را شامل مي شود. رس ها در بين دو لايه ژئوتكستايل قرار گرفته به روش خاص needlepunch به يكديگر متصل شده اند.

از سال هاي پيش استفاده از كوپليمر SBSدر بسياري از صنايعي كه دوام محصول توليد شده مطرح بوده از جمله صنايع لاستيك ،كفش،قير و ...مورد توجه قرار گرفته است .در اين اختراع با توجه به اين كه پليمر SBSيك كوپليمر توليد خارج از كشور مي باشد و ساخت آن در كشور مقدور نبوده و واردات اين محصول نيز صرفه اقتصادي در بسياري از صنايع موجود را ندارد سعي شده با پليمر هاي توليد داخل كشور (PE/SBR)به روش پخت ديناميكي پليمري طراحي و ساخته شود كه تا حدالامكان خواصي مشابه به نمونه خارجي را داشته و قيمت تمام شده آن به مراتب پايين تر از SBSباشد. پليمر هاي مورد استفاده در اين پژوهش پلي اتيلن و استايرن بوتادين رابر مي باشدو براي بهبود خواص پليمر از نانو رس نيز استفاده شده است اين مخلوط با افزودن شتاب دهنده ها و فعال كننده ها و حضور قير پخت ديناميكي شدند . پخت ديناميكي كه در اين پژوهش مد نظر بوده است فاز لاستيكي SBRرا در بستر PEپخت مي كندكه اين فرآيند باعث به دام افتادن زنجيره هاي PEدر شبكه SBRمي شود ودر نهايت باعث ايجاد مرز مشترك قوي خواهد شد كه اين موضوع مي تواند خواص مطلوبي را به آلياژ PE/SBRببخشد وجود نانو رس نيز مي تواند باعث افزايش مدول آلياژPE/SBRو استحكام آن گردد. وجود قير در اين نانو كامپوزيت نيز مي تواند مشكل سازگاري رادر بسياري از صنايع از جمله قير برطرف سازد .

در تهيه نانو الياف شيشه از فرآيند الكتروريسي بهره گرفته شد . در اين روش محلول پليمري از پلي وينيل پيروليدون (PVP ) و تترا ارتو سيلسكات (TEOS) در حلال بوتانول تحت اختلاف ولتاژ بسيار زياد قرار گرفت و اين محلول به صورت جت از سرنگ حاوي محلول خارج شده و روي جمع كننده جمع شد در حين فرآيند الكترو ريسندگي ولتاژ منبع تغذيه براي تمام دپ ها در محدوده kV۱۴ - ۱۶ ، فاصله نوك سوزن تا جمع كننده cm۱۵ ، سرعت چرخش جمع كننده rpm ۱۰ ، سرعت پمپاژ ml/ hr0.1، سوزن با گيج ۱۸ ، ثابت نگه داشته شد. پس از پايان فرآيند الكترو ريسندگي به منظور تبخير حلال اضافي، الياف را به مدت ۲۴ ساعت در معرض هواي آزاد قرار داده. در مرحله بعد الياف حاصله وارد كوره شده و تحت عمليات حرارتي قرار گرفتند تا مواد هيدروكربني از الياف خارج شده و باقيمانده همان نانو الياف شيشه حاصل شد نانو الياف شيشه كاربردهاي بسياري را دارا مي باشد، به عنوان مثال در حوزه داربست ها براي مهندسي بافت هاي زنده و همچنين زير لايه ها در كشت سلولي بسيار مطلوب مي باشد كه اين بدان علت است كه نانو الياف شيشه از تركيب پايداري برخوردار بوده و همچنين اين نانو الياف قابليت استرليزه شدن در كوره را نيز دارا مي باشند. همچنين نانو الياف شيشه در تهيه نانو كامپوزيت هاي دنداني كاربرد گسترده اي دارند. از ديگر خواص نانو الياف شيشه تهيه شده مي توان به عايقي عالي براي الكريسيته، هدايت گرمايي ضعيف، قابليت حمل مواد كاتاليستي، خنثي بودن شيميايي و غير سمي بودن، مقاومت استثنايي در مقابل شوك حرارتي اشاره كرد.

نتايج بدست آمده در اين پژوهش كه براي اولين بار در كشور انجام شده است نشان داد كه با استفاده رس هاي موجود در معادن كشور مي توان با به كارگيري فرايندهاي مناسب خالص سازي و اصلاح به نتايجي بهتر از نمونه هاي تجاري دست يافت. نتايج بررسي توزيع اندازه ذرات نمونه خالص شده با فرايند بكار گرفته در اين فرايند نشان داد كه تمام ذرات بالاي 5 ميكرون جدا شده اند و كسر ذرات زير 1 ميكرون بيش از 70 درصد مي باشد. اين نتايج نشان مي دهند كه نانو رس خالص شده در اين پروژه در مقايسه با نمونه هاي تجاري خارجي (گريد+ Na توليدي شركت Nanocor و همچنين گريد DKO از شركت چيني PCC از نقطه نظر توزيع اندازه ذرات از كيفيت بالاتري برخوردار است. فرايند بكار گرفته شده در اين پروژه توانسته تا درصد مونتموريلونيت را از 51 درصد در خوراك به بالاتر از 90 درصد در نمونه خالص شده برساند كه در مقايسه با نمونه چيني كه درصد مونتموريلونيت آن حدود 50 درصد است بسيار بهتر است اما تا رسيدن به خلوص نمونه آمريكايي كه بيش از 95 درصد مونت موريلونيت دارد لازم است فرايند مورد بررسي دقيق تري قرار گيرد. نانو رس بدست آمده را مي توان براي كاربردهاي زيادي از جمله نانوكامپوزيتهاي پليمري جذب فلزات سنگين و مواد آلي موجود در پسابهاي صنعتي گريسهاي مقاوم به حرارت جوهر و رنگها و همچنين در گل حفاري بكار برد.