فایل تحقیق : سمینار ارشد مهندسی نساجی علوم الیاف: بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند تولید الیاف کربن از الیاف PAN

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را در شماره بندی انتهای صفحه بخوانید              

با عنوان : مطالعه تاثیر پارامترهای فرآیند تولید الیاف کربن از الیاف PAN

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب

دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

مهندسی نساجی – شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان:

مطالعه تاثیر پارامترهای فرآیند تولید الیاف کربن از الیاف PAN

برای رعایت حریم خصوصی اسامی استاد راهنما،استاد مشاور و نگارنده درج نمی گردد

تکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)

چکیده:

الیاف کربن، به الیافی اتلاق می گردد که حداقل شامل 92% کربن و قطری معادل 10-6 میکرون و با آرایشی کاملا جهت دار از اتم های کربن باشند.

توسعه الیاف کربن از دهه شصت آغاز گردیده، به طوری که در حدود 30 سال پیش تولید الیاف کربن در ژاپن به عنوان ماده ای جدید گسترش پیدا نمود. مزایای این الیاف شامل استحکام کشش و مدول الاستیک بالا، وزن مخصوص کم، پایداری حرارتی و ابعادی بالا و… سبب شده می باشد که امروزه الیاف کربن در صنایع مختلف مانند صنایع هوا و فضا، حمل و نقل، پزشکی، ساختمان، ورزشی و… مورد بهره گیری قرار می گیرد.

شما می توانید مطالب مشابه این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید                     

روش اصلی تولید الیاف کربن، پیرولیز ترکیبات آلی می باشد که از میان این گونه ترکیبات، مناسب ترین ماده، الیاف پلی اکریلونیتریل می باشند.

الیاف پلی اکریلونیتریل، الیافی سفید رنگ و مشابه به ابریشم می باشند، این الیاف با فرمول مولکولی n [C3H3N، از حداقل 85% وزنی ماکرومولکول ها، واحدهای اکریلونیتریل تشکیل شده و دارای دانسیته ای تقریبا 1/17gr/cm3 و ساختاری مولکولی شامل زنجیرهای بلند و آرایش یافته می باشد.

اساس تکنولوژی تولید الیاف کربن از الیاف PAN، شامل سه مرحله اصلی، پایدارسازی حرارتی یا اکسیداسیون، کربنیزاسیون و عملیات حرارتی دمای بالا یا گرافیته کردن می باشد.

در مرحله پایدارسازی، ساختار الیاف به نحوی تغییر می یابد که زنجیر مولکولی ترموپلاستیک به واسطه واکنش های اکسیداسیون، حلقوی سازی و آب زدایی به پلیمر نردبانی غیرقابل ذوب تبدیل شده تا حین اعمال حرارت در مراحل بعدی ذوب نگردد.

مرحله کربنیزاسیون منجر به حذف عناصر غیر کربنی موجود در ماکرومولکول اولیه الیاف PAN می گردد و مرحله گرافیتیزاسیون جهت بهبود خواص فیزیکی الیاف کربن تولیدی به کار برده می گردد که کاربرد این مرحله در فرآیند تولید الیاف کربن، اختیاری می باشد.

از الیاف کربن با استحکام و مدول بالا می توان در تولید کامپوزیت ها همراه با رزین بهره گیری نمود. می توان با بکارگیری روش های مختلف و اعمال میزان بهینه از عملیات سطحی روی الیاف کربن، باعث تغییر در خواص سطحی، تهیه پیوندهایی مناسب جهت انتقال تنش بین تقویت کننده ها و رزین و با بهره گیری از عملیات سطحی می توان به افزایش سطح تماس مولکولی، واکنش پذیری سطحی آنها، کاهش ترک ها و نقایص به واسطه ایجاد خصوصیات جدید که از این عملیات به دست می آید، دست پیدا نمود.

امروزه کامپوزیت های الیاف کربن توانسته اند در زمینه های مختلف تجاری و صنعتی نظیر هواپیماهای تجاری، صنایع حمل و نقل، تجهیزات پزشکی، صنایع الکتریکی، وسایل ورزشی – تفریحی و ساختمان، جانشین بسیاری از مواد و مصالح مرسوم شوند زیرا که در کنار خواص مطلوب الیاف کربن، قیمت آن نیز نسبتا کاهش یافته می باشد. به بیانی دیگر، در حال حاضر کاربردهای گسترده ای برای الیاف کربن وجود دارند به طوری که میزان مصرف این الیاف در زمینه های غیر هوا و فضایی و نظامی افزایش قابل توجهی یافته می باشد.

مقدمه:

سهم فراوانی از تولید الیاف بشر ساخت، مربوط به تقلید از نمونه های طبیعی می باشد که در این بین، الیاف کربن شایسته توجه خاصی هستند. توسعه الیاف کربن از دهه شصت آغاز گردیده، ولیکن در آن دهه، الیاف کربن در دسترس از نوع تجاری بوده و در مقایسه با الیاف بور که در همان زمان در ساختار هواپیماهای ایالات متحده بهره گیری می گردید، تنها مدول کمتر و مقاومت خیلی کمتری را از خود نشان می دادند.

پیشرفت غیر منتظره ای به واسطه جایگزینی الیاف کربن بر پایه رایون، با الیاف کربن بر پایه پلیمرهای تمام مصنوعی، به ویژه پلی اکریلونیتریل اتفاق افتاد که این ابتکار در آغاز توسط ژاپنی ها و سپس به وسیله محققین انگلیسی توسعه پیدا نمود. در حدود 30 سال پیش تولید الیاف کربن در ژاپن به عنوان ماده ای جدید گسترش پیدا نمود و در حال حاضر، خصوصیات منحصر به فرد این الیاف باعث کاربرد زیاد آنها در صنایع ویژه ای گردیده می باشد که این الیاف در اروپا و ایالات متحده به عنوان اصلی ترین ماده در صنایع هوا و فضا بهره گیری می گردند.

هم اکنون، الیاف کربن با گذر از یک دوره 40 ساله، در راستای گسترش و بهره گیری در کاربردهای خاص، به میزان گسترده ای به صورت تجاری درآمده می باشد. این الیاف با سرعت زیادی در حال رشد هستند و با کاهش قیمت در طی سال 1990 میلادی، میزان کاربرد و قابلیت بهره گیری از آنها افزایش یافته می باشد.

تغییرات در نسبت کارایی به قیمت، منجر به گسترش کاربرد الیاف کربن در کامپوزیت ها به عنوان تقویت کننده و جایگزین فلزات (سابقا از فلزات به عنوان تقویت کننده بهره گیری می گردید) گردید و کاربرد الیاف کربن، صنعت را در زمینه هایی که دستیابی به خصوصیات مورد نیاز توسط مواد و متریال موجود، امکان پذیر نمی باشد را توانمند ساخته می باشد. ضمنا به واسطه الیاف کربن، طراحی و تولید قطعاتی سبکتر، با استحکام بالاتر، با کارایی بیشتر سوخت مصرفی و با سرعت بالاتر در سیستم های متحرک، به صورت تجاری، امکان پذیر گردید و هم اکنون کامپوزیت های الیاف کربن در زمینه هایی زیرا صنایع هوا و فضا، ورزشی و تفننی، صنایع الکترونیکی، تجهیزات پزشکی، صنایع اتومبیل، ساختمان و غیره به کار می طریقه.

هم اکنون نیاز صنایع به الیافی سبک، با استحکام بالا، ظریف و همچنین خصوصیات منحصر به فرد مکانیکی، قیمت روبه کاهش و بهبود تدریجی خواص الیاف کربن بر اهمیت این الیاف افزوده می باشد.

هدف از پژوهش حاضر، مطالعه تاثیر پارامترهای فرآیند تولید الیاف کربن از پیش زمینه الیاف PAN می باشد. در فصل اول، با اظهار تاریخچه ای از تولید الیاف کربن، روش های تولید را نام برده و با ذکر مرسوم ترین روش تولید، به مطالعه پیش زمینه های مختلف پرداخته و خصوصیات مکانیکی و دیگر مشخصات آنها را با یکدیگر مقایسه کرده و در نهایت با مشخص شدن الیاف PAN به عنوان مناسبت ترین پیش زمینه، در فصل دوم، روش های پلیمریزاسیون و ریسندگی الیاف پلی اکریلونیتریل تشریح می گردد. در فصل سوم، فرآیند تولید الیاف کربن به روش پیرولیز توضیح داده شده و مروری بر آخرین تحقیقات تولید الیاف کربن و مطالعه پارامترهای فرآیندی مانند دما، کشش، اتمسفر، واکنش های شیمیایی رخ داده در مرحله پایدارسازی، معضلات مراحل مختلف، محصولات جانبی تولید شده و… انجام می پذیرد. فصل چهارم، موارد کاربرد الیاف کربن و میزان تخمین مصرف الیاف کربن توضیح داده می باشد.

تعداد صفحه : 110

قیمت : شش هزار تومان

 

***

—-

پشتیبانی سایت :        ———-        serderehi@gmail.com