فصلنامه بسپارش
سال دوم شماره 3 (پیاپی 4، پاییز 1391)

بازگشت موفقیت آمیز دستگاه های پرنده هوافضایی به جو زمین بستگی زیادی به حفاظت حرارتی سازه آنها در برابر گرمایش آیرودینامیکی دارد. در شرایط شوکهای گرمایی ناگهانی، استفاده از عایقهای گرمایی غیرفعال، به ویژه کامپوزیتهای فداشونده زغال گذار نسبت به سایر روش ها موثرتر و به صرفه تر است. مهمترین محدودیتهای این کامپوزیت ها، سرعت نسبتا زیاد خوردگی ناشی از جریان گاز داغ و پایین بودن مقاومت مکانیکی زغال تشکیل شده ناشی از فداشدن است. در این پژوهش برای رفع این مشکلات از نانو فناوری استفاده شده است. نتایج آزمون های شعله اکسی استیلن نشان می دهد در شرایط شار گرمایی و زمان یکسان، کارایی فداشدن عایق نانوکامپوزیتی، از راه کاهش درجه حرارت پشت عایق، 30 تا 40 درصد افزایش یافته است. تشکیل لایه سرامیکی روی زغال ناشی از تخریب گرمایی در نانوکامپوزیتهای فداشونده در درجه دمای بالا، علاوه بر افزایش مقاومت مکانیکی زغال و کاهش خوردگی سطح، به عنوان سپر گرمایی ثانویه عمل کرده، از باقیمانده عایق زیرین محافظت می کند. این پدیده با اعمال شار گرمایی خارجی تابشی معادل 2-W.m 104×8 روی سطح نمونه در آزمون گرماسنج مخروطی تایید می شود.

متخصصان پلیمر با الهام از مکانیسم های هوشمند موجود در طبیعت و همگام با سایر زمینه ها سعی در ستنز و تولید پلیمرهای هوشمندیداشته اند که قابلیت پاسخگویی به یک محرک خارجی معین را برای کاربردهای ویژه و نوظهور جهت رفع نیازهای تخصصی دارا باشد. این محرک ها به سه دسته عمومی فیزیکی مانند نور، دما، میدان الکتریکی و شیمیایی مانند pH، حلال و زیستی مانند آنزیم ها تقسیم می شوند. طبق یک دسته بندی، پلیمرهای هوشمند نیز بر اساس حالت فیزیکی به سه حالت زنجیر آزاد در حالت محلولی، ژل های سه بعدی و زنجیرهای سطحی تفکیک شده اند. بسته به نوع پاسخ به محرک همچون تغییر شکل یا حجم، ظهور تغییرات فیزیکی مانند تغییر رنگ یا انحلال پذیری و تغییرات ساختاری در زنجیره پلیمر، هر یک از این پلیمرهای هوشمند در صنایع مختلف همچون پزشکی، نساجی، الکترونیک، مکانیک، هوافضا و یا سایر صنایع کاربرد یافته اند. این کاربردها امروزه به طور چشمگیری در حال پیشرفت هستند.

آجر معمولی وزن زیادی دارد و باعث سنگین شدن ساختمان و در نتیجه آسیب پذیری آن در برابر نیروهای زلزله می شود. از این رو لازم است تا با کاهش چگالی، افزون بر سبک کردن آجر، ویژگی های عایقکاری گرمایی آن نیز بهبود یابد. از موادی که به عنوان افزودنی تخلخلزا به مواد اولیه آجر اضافه می شود دانه های پلی استیرن منبسط است. در این مقاله بخشی از یافته های طرح پژوهشی تولید آجر سبک با استفاده از دانه های پلی استیرن منبسط ارائه می شود. در این طرح دانه بندی اسفنج، تعیین نسبت و چگونگی اختلاط و دمای پخت بررسی شده است. بررسی ها نشان میدهد با افزودن 5/1 درصد وزنی دانه های پلی استایرن منبسط به خاک آجرپزی، چگالی بدنه به 98/0 گرم بر سانتیمتر مکعب و مقاومت فشاری به حدود 8/9 مگاپاسکال می رسد. چنین آجری به عنوان آجر معمولی باربر قابل استفاده است. با افزودن 2 درصد وزنی دانه های پلی استایرن منبسط به خاک، چگالی بدنه به حدود 9/0 گرم بر سانتیمتر مکعب کاهش یافت در حالیکه مقاومت فشاری به حدود 9/6 مگاپاسکال رسید. این نوع آجر را می توان به عنوان آجر معمولی غیرباربر استفاده نمود. ضریب هدایت حرارتی آجرهای سبک ساخته شده با 5/1 درصد وزنی دانه های پلی استایرن منبسط 36/0 وات بر متر بر درجه کلوین به دست آمد که در مقایسه با آجرهای معمولی به میزان یک سوم کاهش یافته است. تولید آزمایشی آجرهای سبک با افزودنی دانه های پلی استایرن منبسط در کارخانه آجر ماشینی موفقیت آمیز بود به طوری که آجرهای ساخته شده دارای مقاومت و جذب آب استاندارد و کیفیت مناسب بودند.

سیلیکون ها دسته خاصی از پلیمرها هستند که به طور گسترده به صورت سیالات سیلیکونی، رزین ها و شبکه های سیلیکونی استفاده می شوند. مقاومت حگرمایی و گرما اکسایشی از مهمترین ویژگی های پلی سیلوکسان ها است. روغن دی متیل سیلیکون در خلاء یا محیط های بی اثر قابلیت تحمل دما را تا 300 درجه سانتیگراد در یک بازه زمانی محدود دارد. پایداری گرمایی سیالات سیلیکونی با افزایش مقدار استخلافات های فنیل دار افزایش می یابد. متیل فنیل سیلیکون های با وزن مولکولی زیاد قابلیت تحمل دماهای تا حدود 250 درجه سانتیگراد را در هوا برای چند صد ساعت دارند. آنها مدت زمان کوتاهی تا دمای 450 درجه ساتیگراد در مجاورت گازهای بی اثر تاب می آورند. در مقاله حاضر نحوه پایداری گرمایی و سازوکارهای تخریب این دسته از مواد بررسی می شود.

کاتالیزور های متالوسن به علت کومونومر پذیری زیاد نسبت به کاتالیزور های زیگلر ناتا برتری دارند، تحلیل مناسب پارامترهای تاثیرپذیر از شرایط پلیمریزشدن بر محصول نهایی بسیاراهمیت دارد. در این مقاله پارامترهای هزینه، کیفیت، محصول دهی و زمان پخت توسط متخصصان معین و با استفاده از روش AHP وزن دهی شده اند سپس 16 محصول نهایی توسط روش TOPSIS رتبه بندی گردید که پلیمر A10 بدست آمده در نسبت خوراک 67/33 و دمای پلیمریزاسیون 60 درجه سانتیگراد به عنوان مناسبت ترین پلیمر انتخاب شد.

ویژگی های وابسته به خواص فیزیکی و شیمیایی و رفتار زیست محیطی سامانه های پلیمری به ویژگی های ریزساختاری زنجیرهای درشت مولکولی بستگی دارند. نسبت های واکنش پذیری از ویژه ترین پارامترهای سینتیکی اند که دیدگاه روشنی را در اتباط با ترکیب میانگین و توزیع توالی مونومرها در سامانه های کوپلیمری ایجاد می کنند. در بخش اول این مقاله به بررسی نسبت های واکنش پذیری به روش درمسیر پرداخته می شود. در بخش دوم نسبت های واکنش پذیری به روش های خطیخارج مسیرکه شامل روش های مایو- لوئیس، فاینمن- راس، فاینمن- راس معکوس، یرزلیوف-بروخینا-راسکین، جوشی- جوشی، کلن- تادوس، کلن- تادوس توسعه یافته و مائو- هوگلین می باشد با استفاده از روش های حداقل مربعات تعمیم یافته و معمولی بررسی می شوند.

پلیمرشدن وینیل استات با کمپلکس لیگاند دی متیل فرمامید(DMF) و کاتالیزورهای کبالت استواستونات (Co (acac)2)، روی کلرید (ZnCl2)، قلع کلرید (SnCl2)، ذرات میان تخلخلی MCM-41 و SPB در حضور آغازگر بنزوئیل پراکسید در پلیمرشدن توده ای بررسی شد. درصد شاخه ای شدن نسبی پلی وینیل استات حاصل در حضور کاتالیزورهای مختلف با استفاده از طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن محاسبه شد که حاکی از خطی بودن پلی وینیل استات حاصل در حضور کاتالیزور Co (acac)2 و کاتالیزور های بر پایه تیتانیوم است. سینتیک واکنش با درجه شاخه ای شدن پایین تر در حضور کمپلکس کاتالیزور/ لیگاند بیانگر نقش مهم و کلیدی الکترونگاتیویته فلزات انتقالی و نفوذ هموژن کاتالیزور با لیگاند دی متیل فرمامید در حالت بالک است. ساختمان پلیمرها، خواص حرارتی و تبدیل پلی وینیل استات حاصل از پلیمرشدن در حضور کاتالیزورها و ذرات میان تخلخلی بررسی شده است.