این محصول در قالب پی دی اف و 166 صفحه می باشد.
پایان نامه کارشناسی ارشد نساجی تاثیر برخی پارامتر های بنیادی بر خواص مکانیکی و فیزیکی الیاف کربن تولید شده از پیش زمینه pAN
این پایان نامه جهت ارائه در مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی نساجی و علوم الیاف طراحی و تدوین گردیده است . و شامل کلیه مباحث مورد نیاز پایان نامه ارشد این رشته می باشد.نمونه های مشابه این عنوان با قیمت های بسیار بالایی در اینترنت به فروش می رسد.گروه تخصصی ما این پایان نامه را با قیمت ناچیزی جهت استفاده دانشجویان عزیز در رابطه با منبع اطلاعاتی در اختیار شما قرار می دهند. حق مالکیت معنوی این اثر مربوط به نگارنده است. و فقط جهت استفاده ازمنابع اطلاعاتی و بالابردن سطح علمی شما در این سایت ارائه گردیده است.
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 کرد. مزایای این الیاف شامل استحکام کشش و مدول الاستیک بالا، وزن مخصوص کم، پایداری حرارتی و ابعادی بالا و… سبب شده است که امروزه الیاف کربن در صنایع مختلف از جمله صنایع هوا و فضا، حمل و نقل، پزشکی، ساختمان، ورزشی و… مورد استفاده قرار می گیرد.
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 است.
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 است.
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 شود که کاربرد این مرحله در فرآیند تولید الیاف کربن، اختیاری است.
از الیاف کربن با استحکام و مدول بالا می توان در تولید کامپوزیت ها همراه با رزین استفاده 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 استفاده 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 یافت.
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 چرا که در کنار خواص مطلوب الیاف کربن، قیمت آن نیز نسبتا کاهش یافته است. به عبارت 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 است.
مقدمه:
سهم فراوانی از تولید الیاف بشر ساخت، مربوط به تقلید از نمونه های طبیعی می باشد که در این میان، 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 استفاده می شد، 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 ابتدا توسط ژاپنی ها و سپس به وسیله محققین انگلیسی توسعه یافت. در حدود 30 سال پیش تولید الیاف کربن در ژاپن به عنوان ماده ای جدید گسترش پیدا کرد و در حال حاضر، خصوصیات منحصر به فرد این الیاف باعث کاربرد زیاد آنها در صنایع ویژه ای گردیده است که این الیاف در اروپا و ایالات متحده به عنوان اصلی ترین ماده در صنایع هوا و فضا استفاده می گردند.
هم اکنون، الیاف کربن با گذر از یک دوره 40 ساله، در راستای گسترش و استفاده در کاربردهای خاص، به میزان گسترده ای به صورت تجاری درآمده است. این الیاف با سرعت زیادی در حال رشد هستند و با کاهش قیمت در طی سال 1990 میلادی، میزان کاربرد و قابلیت استفاده از آنها افزایش یافته است.
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 استفاده می شد) 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 است. 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 چون صنایع هوا و فضا، ورزشی و تفننی، صنایع الکترونیکی، تجهیزات پزشکی، صنایع اتومبیل، ساختمان و غیره به کار می روند.
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 است.
هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر پارامترهای فرآیند تولید الیاف کربن از پیش زمینه الیاف PAN می باشد. در فصل اول، با بیان تاریخچه ای از تولید الیاف کربن، روش های تولید را نام برده و با ذکر مرسوم ترین روش تولید، به بررسی 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 بررسی پارامترهای فرآیندی از جمله دما، کشش، اتمسفر، واکنش های شیمیایی رخ داده در مرحله پایدارسازی، مشکلات مراحل مختلف، محصولات جانبی تولید شده و… انجام می پذیرد. فصل چهارم، موارد کاربرد الیاف کربن و میزان تخمین مصرف الیاف کربن توضیح داده است.
پایان نامه کارشناسی ارشد نساجی تاثیر برخی پارامتر های بنیادی بر خواص مکانیکی و فیزیکی الیاف کربن تولید شده از پیش زمینه pAN