مقاله بررسی فرآیند تولید و کاربرد الیاف فوق ظریف و نانو


دنلود مقاله و پروژه و پایان نامه دانشجوئی

مقاله بررسی فرآیند تولید و کاربرد الیاف فوق ظریف و نانو مربوطه  به صورت فایل ورد  word و قابل ویرایش می باشد و دارای ۱۴۳  صفحه است . بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دانلود مقاله بررسی فرآیند تولید و کاربرد الیاف فوق ظریف و نانو نمایش داده می شود، علاوه بر آن لینک مقاله مربوطه به ایمیل شما نیز ارسال می گردد

 فهرست

چکیده  ۱
فصل اول : نانو تکنولوژی و تاریخچه تولید الیاف نانو
۱-۱)مقدمه  ۳
۲-۱)نانو مواد و طبقه بندی آنها   ۴
۱-۲-۱)نانو فیلمهای نازک  ۵
۲-۲-۱)نانو پوششها  ۶
۳-۲-۱)نانو خوشه ها  ۷
۴-۲-۱)نانو سیمها ونانو لوله ها  ۸
۵-۲-۱)روزنه های نانو  ۹
۶-۲-۱)نانو ذرات  ۹
۳-۱)الیاف نانو  ۱۰
۴-۱)تاریخچه تولید الیاف نانو  ۱۱
فصل دوم : روشهای تولید الیاف نانو
۱)تهیه الیاف نانو به روش کا تا لیزور شناور  ۱۸
اثر سولفور  ۲۱
اثر دمای تبخیر ماده خام  ۲۳
اثر هیدروژن  ۲۵
۲)ریسندگی الکترو اسپینینگ  ۲۷
۱-۲)تئوری و فرایند ریسندگی الکترو اسپینینگ  ۲۷
۲-۲)ریسندگی الکترو اسپینینگ  ۲۹
۱-۲-۲)ریسندگی الکترو اسپری  ۲۹
۲-۲-۲)ریسندگی الکترو مذاب  ۳۰
۳-۲-۲)ریسندگی الکترو محلول  ۳۲
۳-۲)شروع جریان سیال پلیمری وتشکیل مخروط تیلور   ۳۵
۴-۲)ناپایداری خمشی  ۳۶
۵-۲)ریسندگی الیاف نانو پلیمری  ۳۸
۶-۲)ساختار ومورفولوژی الیاف نانو پلیمری  ۳۸
۷-۲)پارامترهای فرایند و مورفولوژی لیف  ۳۹
۱-۷-۲)ولتاژ اعمال شده  ۳۹
۲-۷-۲)فاصله جمع کننده-نازل  ۴۰
۳-۷-۲)شدت جریان پلیمر  ۴۱
۴-۷-۲)محیط ریسندگی  ۴۱
۸-۲)پارامترهای محلول  ۴۲
۱-۸-۲)غلظت محلول  ۴۲
۲-۸-۲)رسانایی محلول  ۴۳
۳-۸-۲)فراریت حلال  ۴۳
۴-۸-۲)اثر ویسکوزیته  ۴۴
۹-۲)خواص الیاف نانو  ۴۵
۱-۹-۲)خواص حرارتی  ۴۵
۲-۹-۲)خواص مکانیکی  ۴۶
۱۰-۲)مزایای ریسندگی الکترو  ۴۶
۱۱-۲)معایب ریسندگی الکترو  ۴۸
۱۲-۲)بررسی اهداف ایده ال در ریسندگی الکترو  ۴۹
۱۳-۲)ریسندگی الیاف دو جزئی پهلو به پهلو  ۵۱
۱۴-۲)خصوصیات الیاف الکترو ریسیده شده  ۵۳
۱۵-۲)ریسندگی الکتریکی الیاف نانو از محلولهای پلیمری  ۵۴
۱۶-۲)ریسندگی الکترو الیاف پر شده با نانو تیوبهای کربن  ۵۸
۱۷-۲)تعیین خصوصیات مکانیکی و ساختاری الیاف کربن الکترو ریسیده شده  ۶۸
فصل سوم : کاربردهای مختلف الیاف نانو و نانوتکنولوژی در صنعت نساجی
مقدمه  ۸۴
۱-۳)الیاف نانو گرافیت و کربن  ۸۵
۲-۳)نمونه بافت و تزریق دارو  ۸۵
۳-۳)الیاف نانو با خاصیت کا تا لیزوری  ۸۷
۴-۳)فیلتراسیون  ۸۸
۵-۳)کاربرد های کامپوزیتی  ۹۰
۶-۳)کاربرد های پزشکی  ۹۱
۱-۶-۳)پیوندهای شیمیایی  ۹۱
۲-۶-۳)نمونه بافت  ۹۲
۳-۶-۳)پوشش زخم  ۹۳
۴-۶-۳)تزریق دارو  ۹۴
۵-۶-۳)دندانپزشکی  ۹۴
۷-۳)مواد آرایشی  ۹۵
۸-۳)لباس محافظتی  ۹۶
۹-۳)کاربرد الکتریکی و نوری  ۹۷
۱۰-۳)کشاورزی  ۹۷
۱۱-۳)کاربردهای نانو تکنولوژی در نساجی  ۹۸
۱-۱۱-۳)دفع آب(ابگریزی)  ۹۸
۲-۱۱-۳)محافظت در برابر اشعه uv  ۱۰۰
۳ -۱۱-۳)ضد باکتری  ۱۰۱
۴-۱۱-۳)آنتی استاتیک  ۱۰۳
۵-۱۱-۳)ضد چروک  ۱۰۴
۱۲-۳)کنترل کیفیت در تولید کامپوزیتهای الیاف نانو الکترو اسپان  ۱۰۵
توزیع یکنواختی الیاف نانو  ۱۰۶
سنجش الیاف بصورت اتوماتیک  ۱۰۸
آزمایش مقاومت در برابر عوامل محیطی  ۱۰۹
دستگاه آزمایش خمیدگی DL  ۱۱۰
۱۳-۳)الیاف نانو کامپوزیت الکترو اسپان برای تشخیص بیو لوژیکی اوره  ۱۱۱
۱۴-۳)تاثیر افرودن الیاف کربن بر روی خواص مکانیکی و کریستالی شدن پلی پروپیلن  ۱۱۶
ضمیمه   ۱۲۵
نتیجه   ۱۲۹
منابع و مآخذ  ۱۳۱

منابع و مآخذ :

۱- Wong, y, yuen.c, Leury, M. ku, s. lam, selected Applications of Nanotechnology in Textile, Autex Research Journal, vol 6, No. 1, March 2006.

 ۲- Thandavamoorthy subbiah, G. S. Bhat, R. W. Tock, S. Parameswaran, S. S. Ramkomar, Electrospinning of Nanofibers 2004.

3- Jamila showon, M. S, Eleetrospinning of polycarbonate fibers with solvent ixtures THF and DMF, University of Massachvsetls, 2003.

 ۴- Zheng- Ming Huang, y-z Zhaug, M. Kotaki, S. Ramakrishna, A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nano Composites, Composites science and technology 2003

 ۵- رقیه دمرچلی، سمینار کارشناسی ارشد، روشهای پیشرفته ریسندگی الیاف، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، سال ۱۳۸۳ .

 ۶- W. D. Bates, C. P. Barnes, Z. ounaies and G. E. whek; Electrostatic Processing of  PVDF, Polymer Perprints 2003.

 ۷- Jason lyons, christopher pastor, and frank Ko, Developments in Melt Electrospinning of thermoplastic polymers, polymer preprints 2003.

 ۸- Dufei Fang, BenJamin S. Hsiao and BenJamin chv, Multiple-Jet Electrospinning of non- woven nanofiber Articles, 2003.

 ۹- Pankaj Gupta, Garth L. wilkes, some investigations on the fiber formation by utilizing a side- by- side biocomponeut electrospinning approach.

 ۱۰- Lijie ci, yanhuili, Bingqing wei, Ji liang, Dehai wu, Preparation of carbon nanofibers by the floating catalyst method 2000.

 ۱۱- A. L. yarin, E. Zvssman; Department of Mechanical Enginreering, Electrospinning of Nanofibers from polymer solutions.

 ۱۲- Frank ko, yory Gogotsi, Ashrat Ali, Nevin Naguib, Advanced Materials, Electrospinning of continuous carbon nanotube- filled nanofiber yarns 2004.

13- E. Zussman, X. chen, w. Ding, L. calabri, D. A. Dikin, Department of mechanicl Enginreeing, Mechanical and strudtural characterization of electrospun PAN- derived carbon nanofibers 2005.

14- Fabrication of ultrafine conducting fibers: Polyaniline polyethylene oxide’ blends, synthetic metals 2000.

 ۱۵- Kyoung- woo kim, young L. Joo, Emmanuel P. Gianulis, Effect of nanoclays on molecdar structure of Poly ( L- latic) Acid in Electrospinning 2003.

 ۱۶- Dimitry M. luzhansky, Donaldson Company, Quality Control in Manufacturing of Electrospinning Nanofibers Composites.

 ۱۷- Katarzyna sawicka, Pereva Govma, Sanford simon, Electrospun biocomposite nanofibers for urea bioseusing 2004.

18- Xin Tong, yong chen, Huiming cheng, Influence of carbon nanofiber Addition on Mechanical properties and crystallization Behavior of Polypropylene 2004.

 ۱۹- Hohman MM, shin M, Rotledge G. Brenner MP, Electrospinning electrically forced Jets I. Application, physics of fluids 2001.

 

۱-۱) مقدمه:

مفهوم نانوتکنولوژی جدید نمی باشد و از بیش از ۴۰ سال پیش آغاز گردیده است، بر اساس تعریفNNI نانو تکنولوژی عبارت است از بکار بردن ساختارهایی با حداقل یک بعد در اندازه نانومتر برای ساخت مواد، وسایل و سیستم هایی با خواص بدیع و قابل توجه که مربوط به اندازه نانو آنها می باشد. نانو تکنولوژی نه تنها ساختارهای کوچک تولید می کند بلکه تکنولوژی ساخت پیشرفته ای می باشد که می تواند کنترل کم هزینه ای برای ساختار ماده ایجاد نماید. نانوتکنولوژی در بهترین صورت به این گونه توصیف می شود که فعالیت هایی هستند در حد اتمها و مولکول ها که کاربردهایی در دنیای واقعی دارند. قطعات نانو که به طور معمول در محصولات تجاری استفاده می شوند، در حدود یک تا صد نانومتر هستند. [۱]

نانو تکنولوژی به صورت روزافزونی توجه دنیا را به خود جلب نموده چرا که به عنوان ارائه کننده پتانسیل بالایی از محدوده های وسیع، مصارف شناخته شده است. خواص جدید و
بی نظیر مواد نانو نه تنها دانشمندان و محققین بلکه تجارت را به خود جلب کرده که به دلیل پتانسیل بالای اقتصادی آن می باشد.[۱]

همچنین نانو تکنولوژی پتانسیل تجاری واقعی برای صنعت نساجی دارد این امر به طور عمده به خاطر این واقعیت است که روش های مرسوم که برای دادن خواص مختلف به پارچه استفاده می گردند معمولا اثر دائمی ندارند و کارایی خود را بعد از شستشو و یا بر اثر پوشیدن از دست می دهند. نانو تکنولوژی می تواند دوام بالایی برای پارچه ها ایجاد کند چرا که قطعات نانو سطح بزرگی از نسبت مساحت به حجم و نیز انرژی سطحی بالایی دارند، بنابراین بستگی بیشتری با پارچه داشته و منجر به افزایش ماندگاری کاربردی آن می گردد. به علاوه پوششی از ذرات نانو روی پارچه بر خاصیت عبور هواو زیر دست آن اثری نمی گذارد بنابراین مزیت استفاده از نانو تکنولوژی در صنعت نساجی در حال افزایش است.خواصی که با استفاده از نانوتکنولوژی به پارچه داده می شود عبارتند از آب گریزی، ضد خاک،
ضد چروک، ضد باکتری، آنتی استاتیک، مقاومت در برابر اشعه یو وی، کند کردن توسعه آتش، بهبود در رنگ پذیری و غیره که در فصل های بعدی به آنها اشاره خواهد شد.[۱]

۲-۱ ) نانومواد:

مواد نانو ساختار در دهه گذشته به علت داشتن رفتار و ویژگیهای برجسته مورد توجه وسیع جامعه علمی و صنعتی جهان قرار گرفته است. ماده نانوساختاری به هر ماده ای اطلاق
می شود که حداقل یکی از ابعاد آن در مقایس نانومتر(زیر ۱۰۰ نانومتر) باشد این تعریف صریحا انواع بسیار زیادی‌از ساختارها اعم از ساخته‌دست بشر یا طبیعت را شامل می شود.[۱]

طبقه بندی نانو مواد: 

۱- نانو فیلم های لایه نازک 
۲- نانو پوششها 
۳- نانو خوشه ها

۴- نانو سیم ها و نانو لوله ها   
۵- روزنه های نانو
۶- نانو ذرات          

در این بخش به معرفی هر گروه از این طبقات می پردازیم:

۱-۲-۱) نانو فیلم های لایه نازک :

در دنیای کنونی اصلاحات سطحی به یک فرآیند مهم و اساسی تبدیل شده است. در سه دهه گذشته سطوح و لایه های روی آن ها و پوشش دهی سطوح، افزایش کارایی و محافظت سطوح را به دنبال دارد. در این مورد روشهایی شامل ایجاد لایه های نازک یا پوشش ها بر روی سطوح موجود می باشند که به این ترتیب یک سطح جدید ساخته می شود. رسوب یک لایه نازک (نانو لایه) برای پوشش دهی در اکثر صنایع جایگاه مهمی یافته است. در واقع نانولایه ها فیلم های بسیار نازک و نانو پوششها سطح جدیدی از فناوری لایه های نازک
می باشند. نانو لایه ها باعث افزایش ارزش افزوده زیادی برای صنعت پوشش ها می شوند. نانو لایه ها دارای یک ساختار نانوذره ای می باشند که این ساختار یا از توزیع نانو ذرات در لایه ایجاد می شود و یا به وسیله یک فرآیند کنترل شده یک نانوساختار در حین رسوب ایجاد می شود. با افزایش لایه ها می توان طبقاتی از لایه های دارای ضخامت یک مولکول ایجاد کرد و ماده روکش شده هم خود می تواند به عنوان زیر لایه ای برای لایه دیگری از یک ترکیب متفاوت باشد. تابه حال چندین راه کار متفاوت برای خلق فیلم های فلزی و سرامیکی ایجاد شده است ولی معمولا شرایطی دارند که در آن مولکول های عالی تخریب می شوند. یکی از روش های ایجاد این لایه های نازک، لیتوگرافی می باشد که جدیداً به نانولیتوگرافی مشهور شده است چون توانایی ایجاد لایه های نانومتری را پیدا کرده است. قابل ذکر است که نانولایه ها در الکترونیک کاربرد زیادی را پیدا کرده اند. یکی از بزرگترین زمینه های کاربردی در فیلم های نازک استفاده از این نانولایه ها در اجزا و قطعات الکترونیکی، نوری و الکترواپتیکی است. همانند زیر لایه ها، خازن ها،قطعات حافظه،آشکار سازی های مادون قرمز و راهنماهای موجی. [۱]

۲-۲-۱) نانو پوششها: 

پوششها دارای کاربردهای مختلف و متنوعی می باشند. پوشش ها برای محافظت، افزایش یا تزیین محصولاتی چون شیشه ها، فلزات، پلاستیک ها، کاغذ، کفشها، عینک های آفتابی، لوازم ورزشی، مبلمان، وسایل آشپزی، آلات پزشکی، الکترونیک و اتومبیل ها به کار می روند با این وجود هم پوشش ها و هم سطوحی که در مورد پوشش ها به کار می روند در معرض آسیب هایی از محیط اطراف مثل باران، برف، نمک ها ، رسوب های اسیدی، اشعه ماوراء بنفش نور آفتاب و رطوبت می باشند. ضمنا پوشش ها قابلیت خش برداشتن، تکه تکه شدن و یا آسیب دیدگی در زمان استفاده ، ساخت و حمل ونقل را دارند. با یافتن راههایی می توان از آسیب دیدن روکش ها جلوگیری کرد. همانطور که گفته شده فناوری نانو قادر به جلوگیری از خش برداشتن، تکه تکه شدن و خرده شدن روکش ها می باشد. از موارد استفاده نانو روکش ها
می توان به روکش های ضد انعکاس در مصارف خودرو سازی و سازه ای، روکش های محافظ (ضد خش، غیرقابل رنگ آمیزی و قابل شستشو آسان) و روکش های زینتی اشاره کرد. فناوری های روکش دهی پیشرفته همانند مواد مبتنی بر نانو ذرات سرامیکی می تواند منجر به مقاومت حرارتی بهبود یافته ومصارفی با مقاومت حرارتی بالاتر شود.[۱]

از کاربرد این روکش ها در صنایع خودرو سازی و حمل و نقل می توان به نانوروکش های سرامیکی که موجب پایداری حرارتی و مقاومت به فرسایش در قطعات موتور می شوند، اشاره کرد.[۱]

۳-۲-۱ ) نانو خوشه ها:

در اوایل دهه ۸۰ میلادی دانشمندان فیزیک کشف کردند که اتم های گازی، فلزی به شکل حباب های پایدار وبا تعداد اتم های مشخصی مجتمع می شوند. در دهه ۹۰ آنها اثر مشابهی را در کار بر روی سطوحی مشاهده کرده اند که اتم های گازی می توانند به شکل خوشه هایی با   اندازه های ویژه روی سطح بچسبند. یک گروه با رهبری Qi- kue xueاز دانشگاه علوم چین سعی کردند که این فرآیند را با دقت بیشتر و با استفاده از اتم های سطحی سیلیکون به عنوان یک الگو کنترل کنند. آنها اتم های فلزی بر روی سطح بسیار منظم کریستال Si را بصورت بخار در آورده و با استفاده از میکروسکوپ SEM مشاهده کردند که خوشه یکنواخت در ۵/۱ تا ۴ میلیمتر از سطح کریستال تشکیل شده است. همچنین مشاهده کردند که هر خوشه در نصف واحد شبکه کریستال Si تشکیل می شود و نیمی دیگر از کریستال را خالی می گذارد. با توجه به محاسبات انجام شده به این نتیجه رسیدند که اتم ها سطح را برای پیدا کردن مکانی که به کمترین مقدار انرژی برسند، جستجو می کنند. اگر خوشه ها دارای خاصیت آهن ربایی شوند می توانند برای وسایل، ذخیره اطلاعات که بسیار فشرده هستند و کاتالیست ها برای واکنش های شیمیایی استفاده شوند.[۱]

۴-۲-۱ )نانو سیم ها و نانو لوله ها:(Nano Tubes & Nano Wires

نانو ساختارهای فعلی همانند نانو سیم ها، نانو لوله ها و یا نانو میله ها از موادی همانند نیمه     هادی ها، فلزات و یا کربن از طریق روش های مختلفی تولید می گردند. یکی از مشکلات بر سر راه تولید نانو لوله های کربنی خطی این است که می توانند در فرآیند تولید به صورت  شکل های متعددی در آید. (منفرد، چند لایه، پر شده و یا اصلاح سطحی شده) . لفظ نانو لوله در حالت عادی در مورد نانو لوله های کربنی به کار می رود که مورد توجه فراوانی از سوی محققان در دهه ۹۰ قرار گرفته است. این دسته از نانومواد خواص جالب توجهی را به همراه خود دارند. یک خصوصیت مشهور آنها استحکام کششی برجسته آنهاست که نزدیک به ۱۰۰ گیگاپاسکال یعنی بیش از ۱۰۰ برابر استحکام فولاد است. نانو لوله های کربنی دارای خواص الکتریکی جالبی نیز می باشند. آنها بسته به Chirality می توانند رسانا، نانو لوله های فلزی و یا نیمه رسانا باشند و به دلیل توانمندی آنها در نانو الکترونیک جامعه پژوهشی توجه فوق العادی به آنها مبذول داشته است. نانو لوله های کربنی تک دیواره در مصارف الکترونیکی با بیشترین توجه روبرو شده اند. نانو لوله های کربنی خواص برجسته حرارتی را نیز در جهت لوله ها و نه عمود بر آن نشان داده اند. [۱]

از کاربرد نانو لوله های کربنی می توان به بیوسنسورها برای تشخیص قند خون استفاده کرد همچنین نانو لوله های کربنی به عنوان پر کننده ای برای نانو کامپوزیت ها استفاده می گردند.

ویژگیهای جدیدی بخصوص از لحاظ استحکام در کامپوزیت شاهد باشیم. امروزه نانو لوله های کربنی با روش تولیدی CVD   از مقدار زیادی تا مقادیر چند گرمی به دست می آید.[۱]

۵-۲-۱ )روزنه های نانو :

مواد با روزنه هایی در محدودة نانو کاربردهای صنعتی جالبی را نشان می دهد. به علت ویژگیهای برجسته آنها با توجه به عایق حرارتی بودن، تحلیل مواد و کاربرد آنها به عنوان پر کننده هایی برای کاتالیزور در علم شیمی مورد توجه زیادی می باشند.این گروه از مواد پتانسیل بالایی در کاتالیست ها، عایق های حرارتی، موادالکترودی، فیلترهای محیطی و غشاها، به عنوان محل های تحویل داروی کنترل شده دارا می باشد.[۱]

۶-۲-۱) نانو ذرات:

 

120,000 ریال – خرید

تمام مقالات و پایان نامه و پروژه ها به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد.

 جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید. 

 

مطالب پیشنهادی:
  • مقاله انگلیسی سطح نانو و نانوتکنولوژی از دید مهندسی عمران با ترجمه فارسی
  • مقاله کاربرد نانو در صنایع دریایی
  • مقاله فناوری نانو
  • مقاله نانو
  • مقاله نانو تکنولوژی
  • برچسب ها : , , , , , , , , , , , , , ,
    برای ثبت نظر خود کلیک کنید ...

    براي قرار دادن بنر خود در اين مکان کليک کنيد
    به راهنمایی نیاز دارید؟ کلیک کنید
    

    جستجو پیشرفته مقالات و پروژه

    سبد خرید

    • سبد خریدتان خالی است.

    دسته ها

    آخرین بروز رسانی

      چهارشنبه, ۱۷ آذر , ۱۳۹۵
    
    اولین پایگاه اینترنتی اشتراک و فروش فایلهای دیجیتال ایران
    wpdesign Group طراحی و پشتیبانی سایت توسط دیجیتال ایران digitaliran.ir صورت گرفته است
    تمامی حقوق برایdjkalaa.irمحفوظ می باشد.