سفارش تبلیغ
صبا

 ¬¬¬¬¬هولوگرافی

 

نویسنده: حمید وثیق زاده انصاری
منبع: راسخون



 

مقدمه
از نظر ثبت اطلاعات مربوط به یک صحنه یا منظره، هولوگرافی به عکاسی معمولی شباهت دارد اما شیوه‌ها و وسایل کار برای ایجاد تصویر، هم‌چون خودِ تصاویرِ به دست آمده، کاملاً متفاوتند.
در عکاسی متعارف، تصویر به دست آمده از یک صحنه، اعم از عکس یا اسلاید، تصویری است بر یک صفحه‌ی دوبعدی و فاقد عمق یا برآمدگی. در هولوگرافی، در تصویری که نهایتاً به دست می‌آید و ما آن را هولوگرام می‌نامیم، اطلاعات مربوط به هر سه بعد ثبت شده است و ناظر از تماشای هولوگرام احساس بعد و برجستگی می‌نماید حتی بیش از آن‌چه در استروسکوپی متداول است. بُعد در استروسکوپی بُعد کاذب است زیرا فقط از یک زاویه‌، که همان زاویه‌ی استقرار دوربین‌ها به هنگام عکس‌برداری است، تصویر قابل مشاهده است، در حالی که در هولوگرافی منظره‌ی بازسازی شده را از زوایای متعدد می‌توان دید و ناظر با حرکت دادن سر خود، اثر ناشی از اختلاف منظر (یعنی جابه‌جایی ظاهری دو شیئ نسبت به هم در اثر جابه‌جایی ناظر) را حس خواهد کرد.

 ¬¬¬¬¬هولوگرافی

لیزر و نور همدوس (لیزر و نور همدوس (Coherent)
نور مرئی موجی الکترومغناطیسی در محدودهی مشخصی از تواتر است که با سرعت تقریباً سیصد هزار کیلومتر بر ثانیه منتشر می‌شود. فاصلهی بین دو قلهی متوالی موج، طول موج، و تعداد قلههایی که در هر ثانیه از نقطهای معین میگذرند تواتر یا فرکانس یا بسامد موج نامیده میشود. سرعت موج از ضرب بسامد موج در طول موج به دست میآید. چون سرعت انتشار موج ثابت است پس در فرکانسهای بالا طول موجها کوتاهترند.
منابع نوریای که در عکاسی معمولی مورد استفاده قرار میگیرند نور خورشید یا روشنایی حاصل از لامپهای برق است. بسامد امواج نوری حاصل از این منابع، بسیار گسترده است و نواحی طیفی فرابنفش تا فروسرخ را در بر میگیرد. به علاوه، به دلیل حرکتهای کاتورهای گرمایی، مولکولهای ارتعاش کننده که چشمههای گسیل امواج الکترومغناطیسیاند ثباتی در ادامهی گسیل یک طول موج معین ندارند و هر لحظه ممکن است طول موج دیگری را گسیل نمایند. چنین نور نامنظمی، ناهمدوس خوانده میشود. از این نوع نورهای سفید نامنظم نمیتوان در ثبت اطلاعات مربوط به عمق منظره یا صحنه استفاده کرد. نور مورد استفاده برای ثبت اطلاعات مربوط به عمق منظره یا صحنه باید از نوع تک فرکانس همدوس باشد یعنی تکرنگ باشد و هر موج با موجهای دیگر همفاز یا همدوس باشد. در چنین منبع نوری، در یک تابهی نور، اختلاف فاز هر دو موج نور همواره ثابت میماند. چنین تابهی نوری را لیزر تولید میکند.
ثبت هولوگرام
از آنجا که تابهی لیزری، بسیار منظم، یعنی تکرنگ و همدوس است، جزئیات صحنهای که چنین تابهای آن را روشن میکند با دقت تمام روی فیلم عکاسی منتقل میشود. موجی که از بخشهای دورتر صحنه به فیلم میتابد نسبت به موج مربوط به بخشهای نزدیکتر صحنه، تأخیر خواهد داشت. همین تأخیر روی فیلم ثبت میشود.
برای ثبت اینگونه اطلاعاتِ جزئی، یک تابهی مبنا (reference beam) مورد نیاز است تا روابط فازی تابهها با هم مقایسه شوند. برای تهیهی چنین تابهای، پرتو لیزر به دو بخش تقسیم میشود. بخشی از تابه به سمت صحنهی مورد نظر هدفگیری میشود و تابهی بازتاب شده از هدف با بخش دیگر تابهی اولیه که مستقیماً به فیلم عکاسی میتابد مقایسه میشود. دو تابه در محلی که به هم میرسند با هم تداخل میکنند. هنگامی که دو موج در فاز یکسان به هم برسند شدت یا دامنهی انرژی موج افزایش مییابد. این حالت را تداخل سازنده مینامند. وقتی آنها در فاز متقابل به هم برسند شدت یا دامنهی انرژی موج کاهش مییابد. این حالت را تداخل ویرانگر مینامند.
گرچه هر کدام از این دو موج در زمان تغییر میکند، دامنهی به دست آمده از تداخل آنها در صفحهی هولوگرافی، با زمان تغییر نمیکند. این به این معناست که الگوی امواج ساکن پدید میآید و همین امواج ساکن هستند که بر فیلم عکاسی ثبت میشوند. علاوه بر این، الگوی ثبت شده شامل اطلاعات دامنه و فاز تابهی شیئ است. در یک عکس متعارف، تنها دامنههای نوری که به فیلم میرسند ثبت میشوند.

 ¬¬¬¬¬هولوگرافی

هولوگرام
فیلم هولوگرافیک ظاهر شده یا هولوگرام، زیر نور معمولی شباهتی به منظرهی اصلی یا موضوع اصلی ندارد. مثلاً اگر موضوع مورد عکاسی، صفحهای صاف و منعکس کنندهی نور باشد، تصویرِ روی فیلم، مجموعهای از رشتههای روشن و تاریک خواهد بود، و تصویر هولوگرافیک یک نقطه، به صورت تعدادی دایرهی هممرکز خواهد بود. درواقع، هولوگرامِ یک منظره به شکل دوایر تیره و روشنی است که با پیچیدگی خاصی بر روی هم قرار گرفتهاند.
بازسازی صحنه
تصاویر هولوگرافیک به شیوههای گوناگونی ثبت میشوند. معمولاً از روش ثبت هولوگرام به صورت شفافه (فیلمی مانند اسلاید) استفاده میشود. برای ایجاد و بازسازی منظرهی اصلی، لازم است یک پرتو نور همدوس، مشابه تابهی مبنا که در ثبت تصویر مورد استفاده قرار گرفته است، بر شفافه تابانده شود. هرگاه در سمت چشمهی لیزر به این شفافه نگاه کنیم تصویر همان منظره یا صحنه را به صورت سه بعدی واقعی خواهیم دید. یعنی گویا شفافه هم‌چون پنجره‌ای است باز شده به روی منظره که نه تنها از درون آن منظره را به صورت سه بعدی واقعی می‌بینیم بلکه با تغییر موقعیت خود قسمتهایی از منظره که قیلاً توسط چارچوب این پنجره پوشیده مانده بود برایمان قابل رؤیت می‌شود. جالب است که اگر شفافه به تکه‌های کوچک شکسته شود هر تکه هم‌چنان حاوی تمام اطلاعات منظره است یعنی هر کدام حکم پنجره‌ی کوچک‌تری باز شده به روی منظره را خواهد داشت.
درواقع، پرتو لیزری که تصویر را بازسازی می‌کند باید عیناً مانند پرتو اولیه‌ی شیئ باشد. این پرتو به محض عبور یا بازتاب از شفافه‌ی هولوگرام دچار تغییر در دامنه و فاز می‌شود و تصویری مجازی در سمت چشمه‌ی لیزر تشکیل می‌دهد که تنها توسط ناظر واقع در این سمت قابل رؤیت است. علاوه بر آن، تصویری حقیقی در سمت دیگر تشکیل خواهد شد که برای مشاهده‌ی آن لازم است پرده‌ای در ناحیه‌ی کانونی قرار داده شود تا تصویر روی آن تشکیل شود.
از آن جا که رنگ به فرکانس نور مربوط می‌شود هر هولوگرامی که با استفاده از یک تابه‌ی لیزری به وجود می‌آید تک‌رنگ خواهد بود. البته با استفاده از سه تابه‌ی لیزری که بسامد آنها مربوط به نور رنگ‌های اصلی قرمز و سبز و آبی باشد می‌توان تصویری تمام رنگی ایجاد کرد.

 ¬¬¬¬¬هولوگرافی

موارد استفاده از هولوگرافی
هولوگرام‌ها دارای ویژگی‌های فراوانی هستند، لذا موارد استفاده‌ی زیادی برای آنها در صنعت و مهندسی وجود دارد. یکی از این ویژگی‌ها این است که می‌توان چندین هولوگرام را روی یک فیلم ثبت کرد. جهت تابه‌ی مبنا یا مرجع نسبت به فیلم، در عکسبرداری‌های گوناگون متفاوت است، از این رو الگوهای تداخلی با یک‌دیگر اشتباه نخواهند شد. بازسازی و ایجاد تصویر هنگامی امکان دارد که فیلم را پس از ظهور و ثبت، در برابر پرتو بازسازنده قرار دهیم. این پرتو باید دقیقاً در همان جهتی بر فیلم بتابد که تابه‌ی مبنا بر آن تابیده است. درواقع به همین دلیل است که می‌توان با تغییر دادن زاویه‌ی تابش نور، تصاویر متعددی را بر یک فیلم ثبت کرد و ناظر می‌تواند با چرخاندن فیلم در برابر تابه‌ی ثابت نور، کلیه‌ی تصاویر ثبت شده را یک به یک ببیند. بدین ترتیب می‌توان از هولوگرافی در تمام زمینه‌های مربوط به ذخیره و نگهداری اطلاعات استفاده کرد.
کاربرد دیگرِ هولوگرافی در بررسی اندازه‌ی اشیایی است که از روی آنها مدل بدلی دیگری ساخته شده است. از اصل شیئ و نسخه‌ی بدل با استفاده از لیزر هولوگرام تهیه می‌کنند. به هنگام بازسازی تصویر در صورتی‌که اندازه‌ی اصل و بدل با یک‌دیگر متفاوت باشد از الگوهای تداخلی ویژه‌ی این تفاوت پی به اختلاف برده می‌شود. در این شیوه، اختلافی در حد سه ده هزارم میلیمتر قابل مشاهده و بررسی است.
برخی از موزه‌های بزرگ، اشیاء گران‌قیمت خود را برای نمایش به نقاط مختلف جهان نمی‌فرستند و به جای آن هولوگرام‌هایی از آنها تهیه کرده و آنها را ارسال می‌نمایند. این تصاویر سه بعدی، بهترین جایگزینِ این اشیاء قیمتی در نمایشگاه‌ها می‌باشند.
پدر هولوگرافی
دنیس گابور به عنوان پدر هولوگرافی شناخته می‌شود. او در پنجم ژوئن 1900 میلادی در بوداپست به دنیا آمد. گابور پس از آن‌که در جنگ جهانی اول، در ارتش مجارستان خدمت کرد، به تحصیل در رشته‌ی مهندسی برق پرداخت. زمانی که به استخدام کارخانه‌ی زیمنس آلمان درآمد به تکمیل لامپ کوارتز-جیوه، که امروزه در روشن سازی خیابان‌ها از آن استفاده می‌شود، پرداخت. در دهه‌ی 1930، به دلیل مخالفت با سیاست‌های نازی‌ها آلمان را ترک کرد. دنیس گابور در مورد منشأ فکر هولوگرافی گفت «از ناخودآگاهم سرچشمه گرفت». درواقع در آن موقع، گابور روی بهبود قدرت تفکیک میکروسکوپ الکترونی تحقیق می‌کرد. گابور به خاطر تحقیقاتش در زمینه‌ی هولوگرافی، در سال 1969 مدال رامفورد انجمن سلطنتی و در سال 1971 جایزه‌ی نوبل فیزیک را گرفت. او در سال 1979 درگذشت.
درواقع گابور در سال 1947 هولوگرافی را پیش‌بینی و پیش‌گویی کرد ولی نتوانست آن را عملاً به نمایش درآورد. این کار به اجبار تا اوایل سال‌های 1960، یعنی زمان اختراع لیزر، به تعویق افتاد.
منبع: فصلنامه حکومت اسلامی شماره






تاریخ : دوشنبه 91/8/1 | 8:47 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

مقدمه
چسباندن یکی از روش های مهم ایجاد اتصال در موارد زیر است:
• یک ماده و یک پوشش مانند جوهر و پوشرنگ که کاربردی عمومی دارند.
• قطعاتی که در دو مرحله تهیه می شوند, مانند چراغ عقب تزریق شده ی خودرو در دو یا سه رنگ
• محصولات چند جزئی به منظور ایجاد یک وسیله ی واحد, مانند بدنه ی کامیون و اتوبوس
تشکیل پیوند به وسیله ی یکی از موارد زیر قابل دست یابی است:
ادامه مطلب...




تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

چسب های ترموپلاستیک
ترموپلاستیک ها که با استفاده از آنها صدها چسب فرموله شده است. پلیمر هایی با وزن مولکولی متوسط بالا و ساختمان مولکولی خطی و یا شاخه ای می باشند.
در فرمول هر چسب یک ترموپلاستیک با تعدادی از مواد شیمیایی وجود دارد که هرکدام نقشی را دارا هستند.
از بین چسب های ترموپلاستیکی در اینجا تنها چسب های پلی (ونییل استات) ، پلی(ونییل استال) و پلی اکریلیت ها پلی (میتل متا کریلات) و پلی (سیانواکریلیت) و مشتقات سلولز معرفی می شوند.
ادامه مطلب...




تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

تاریخچه استفاده از چسبها


پیشینه بهره گیری از چسب توسط انسان را می توان از عصر سنگ و دوران غارنشینی در تهیه تیروکمان ویا نقاشی حیوانات بر روی تخته سنگها با استفاده از رنگدانه ها دانست. بدون شک خون اولین ماده ای بود که از آن به عنوان چسب استفاده شده است که البته چسبی بسیار بدون کیفیت بوده است و به صورت وسیع مورد استفاده قرار نگرفت.به تدریج بشر به وجود مواد چسب دار طبیعی پی برد ،به طور واقع اولین مواد چسب داری که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته بوده اند مواد نشاسته ای ،قندی، صمغ ها و شیره برخی گیاهان بوده است.
حدود سه هزار سال پیش چسبها حالتی قیرگونه داشته اند .اما تا قرن بیستم تکنولوژی چسب ها پیشرفت کمی داشته است . در جنگ جهانی دوم قدمهای بزرگی برای اتصال فلزات به یکدیگر و به سایر مواد به علت نیاز شدید به آنها برداشته شد. برای این منظور از مخلوط رزین فنلی با پلی کلروپرن ویا نیتریل رابر، چسبهای مفیدی ساخته شد.
ادامه مطلب...




تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
چسب های رابری
به جز رابر طبیعی ، رابرهای مصنوعی مانند بوتیل، پلی بوتادین ، sbr، پلی ایزو پرن ، نیتریل نئو پرن و پلی سولفید بعنوان چسب بکار میروند.
در اینجا در مورد چسبهای نیتریل نئوپرن و پلی سولفید که اهمیت بیشتری دارند مطالبی ذکر میکنیم.
چسب های مصنوعی دو نوع هستند:
الف) چسب های حاوی حلال را در یک حلال یا مخلوطی از حلال های آلی حل میشود بطوریکه مقدار جامد در این چسبها بین ده تا هفتاد درصد تغییر می نماید.
ب) چسب های نوع امولسیونی – که با افزودن مواد شیمیایی لازم بر حسب طرح فرمول (مانند رزین تقویت کننده ، نرم کننده ) به لاتکس رابر بدست می آیند چسبهای امولسیونی مسئله اشتعال پذیری و سمیت نوع حلال را نداشته و ارزانتر هستند اما درجه چسبندگی و سرعت تشکیل پیوند و خشک شدن آنها کمتر است. چسب های اخیر فقط برای چسباندن اجسام متخلخل مثل چوب بکار میروند.
ادامه مطلب...




تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
 چسب
به مفهوم واقعی چسب تکنولوژی های مختلفی را به یکدیگر مربوط ساخته است. امروزه در ساخت خانه ها، اتومبیل ها، هواپیماها، لوازم الکتریکی، کیفها، کفش ها، تایرها، کتابها، لباسها و حتی جاده ها، چسب ها کاربردی زیاد دارند.
چسبها بازار مصرف متنوعی دارند. حدود یک سوم کل ارزش چسب تولیدی چسب در ساخت ساختمان ها ومحصولات چوبی مصرف می شود که بزرگترین بازار محسوب می شود چسبهای فنولیک و اوره فرمالدئید در محصولات چوبی و نئوپان سازی و تخته های چند لایه مصرف زیادی دارند. چسبهای رزول سینول-فنول-فرمالدئید در الوار لایه کاری شده مصرف می شوند. چسبهای الستومری در چسباندن کف پوشها و فریم های چوبی به کار می روند، مثل SBR لاستیک طبیعی و نئوپرن. چسبهای پایه وینیل استات و نشاسته معمولاً در چسبهای مایع کاغذ دیواری وتابلوهای گچ کاربرد دارند. فرش با چسب الاستومری یا چسب های مذاب داغ، مثل پلی اتیلن نصب می گردد. اینها مثالهایی از کاربردهای چسب در صنعت ساختاری هستند.
تاریخ : یکشنبه 89/12/29 | 9:0 صبح | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

صنعت رنگ سازی     
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند.
انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها ، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر ، نقاشی ، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد . بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود .


تاریخچه
سابقه استفاده از مواد رنگی توسط انسان به دوران غارنشینی می رسد. اولین کاربرد واقعی و عملی مواد رنگی را می توان در ساختن کشتی نوح مربوط دانست که برای جلوگیری از نفوذ آب و پوسیدگی آن از مواد رنگی استفاده شده بود. بعدها از مواد رنگی برای حفاظت چوب از پوسیدگی در بناهای چوبی و زمانی که استفاده از وسایل آهنی متداول شد. برای جلوگیری از زنگ زدن آنها استفاده می شد .

اجزای تشکیل دهنده رنگ ها
هر رنگ اصولا از دو قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:

رنگ دانه :
که ماده رنگی نامحلول در آن است ( خاک رس ناخالص رنگی و پودر برف از سنگهای رنگی به عنوان اولین رنگ دانه ها مورد استفاده انسان قرار می گرفتند ).

محمل رنگها:
مایعی است که با رنگ دانه مخلوط شده کاربرد آنرا آسان می کند و در چسبیدن آن کمک می کند ( از سفیده تخم مرغ چسب عسل محلول قند به عنوان محمل های رنگ استفاده می شد. امروزه متداول ترین محمل های رنگ دانه ها را آب یا روغن تشکیل می دهد. از اینرو رنگ ها را به دو دسته رنگ‌های روغنی و رنگ‌های آلی تقسیم می کنند.

انواع رنگ دانه ها

اکسید ها :

لیمونیت ( Fe2O3.2H2O ) برای تهیه رنگ قرمز مصرف می شود و یکی از قدیمی ترین رنگ دانه هاست.

هماتیت ( Fe2O3 ) برای تهیه رنگ قرمز روشن بکار می رود.

دی اکسید تیتان ( TiO2 ) برای تهیه رنگ سفید روشن و بسیار مرغوب که در هوا تیره نمی شود به کار می رود. معمولا آن را با سولفات باریم مخلوط می کنند.

ZnO که از مهم ترین رنگ دانه های سفید است و از تجزیه کربنات روی و یا سوزاندن فلز روی در هوا حاصل می شود.

سرنج ( Pb2O3 ) که رنگ سرخ یا قرمز تیره دارد و بیشتر برای پوشانیدن سطح قطعات فو لادی به منظور حفاظت آن ها از زنگ زدن ، کاربرد دارد.

سولفید روی و لیتوپن :
سولفید روی برای تهیه رنگ سفید مات مصرف می شود و از مزایای آن این است که بر خلاف سفید اب سرب در هوا سیاه نمی شود. این رنگ دانه معمولا در تجارت بصورت مخلوطی از سولفید روی و سولفات باریم به نام لیتوپن مصرف دارد که رنگ سفید بسیار مرغوب است.

سفید اب سرب :
این رنگ دانه عمدتا شامل Pb(OH)2 , pbCO3 که از قرن ها پیش شناخته شده بود . قدرت پوشش آن ها زیاد است ولی در هوا به علت وجود H2O به مرور سیاه می شود . برای تبدیل مجدد آن به رنگ سفید می توان از تاثیر پر اکسید هیدروژن بر آن استفاده کرد.

دوده چراغ و زغال استخوان :
یکی از اجزایی رنگ سیاه و مرکب است و برای تغییر رنگ سفید به میزان دلخواه نیز مصرف می شود.

رنگ دانه های فلزی :
مانند پودر آلومینیم در روغن جلا که که از آن برای حفاظت وسایل آهنی و فولادی استفاده می شود.
برنز آلومینیم ( آلیاژ AL,CU) در روغن جلا که از آن برای ایجاد رنگ بسیار زیبای طلایی برای دور قاب ها و ... استفاده می شود.

رنگ دانه های الوان :

رنگ دانه های آبی :
مهم ترین این این رنگ دانه ها آبی پروس و آبی نیلی یا لاجورد است. آبی پتروس که یکی از مهم ترین رنگ های آبی است . لاجورد نیز یکی از رنگ های آبی مرغوب است که از حرارت دادن مخلوط کائولین ، کربنات سدیم ، گوگرد و زغال سنگ در غیاب هوا حاصل می شود.

رنگ دانه های زرد :
مهم ترین این رنگ دانه ها کرومات روی و کرومات سرب است . از قطران زغال سنگ نیز رنگ دانه های الوانی بصورت نمک های نامحلول فلزات به دست می آید که در هیدروکسید آلومینین بصورت ژله می بندد. این ژله را پس از خشک کردن به صورت پودر با رنگ دانه های نظیر کربنات کلسیم و سیلسس مخلوط می کنند و در انواع رنگ های مورد نیاز به کار می برند.

رنگ‌های روغنی
در این نوع رنگ‌ها ، رنگ دانه را در یک روغن خشک شونده که استر گلیسیرین با اسیدهای چرب نظیر اسیدهای اولیک و یا لینولنیک می باشد حل می کنند. این روغن‌‌ها در هوا اکسیده شده و به ترکیبات سیر شده تبدیل می شوند و لایه‌ای سخت مقاوم و محافظ تشکیل می دهند که از نفوذ آب در رنگ دانه جلوگیری می کنند.

رقیق کننده :
برای رقیق کردن و سهولت کاربرد رنگ به کار می رود و معمولا یک حلال هیدرو کربنی نظیر ترپنتین است که به روغن تربانتین شهرت دارد.

خشک کننده :
یکی از اجزای رنگ‌های روغنی است که در حقیقت نقش کاتالیزور در تسریع اکسیداسیون و خشک شدن رنگ ها را دارد و معمولا مخلوطی از اکسید های سرب ، منگنز و کبالت در ( روغن بزرک )بصورت استر مصرف می شود.

رنگ‌های پلاستیکی
با اضافه کردن رزین های سنتزی نظیر رزین حاصل از فنل و فرمالدئید که خاصیت پلاستیکی دارد در روغن جلا رنگ های پلاستیکی حاصل می شود. این نوع رنگ ها به خاطر دوام و قابل شستشو بودن اهمیت و کاربردهای زیادی دارد.

رنگ‌های لعابی یا مات
با اضافه کردن رنگ هایی نظیر TiO2 به روغن جلا آن را به صورت مات درآورده و بعد برای مات کردن هر نوع رنگی به کار می رود .

رنگ اتومبیل
این نوع رنگ ها باید این ویژگی را داشته باشند که به سرعت در هوا خشک شوند. برای این منظور رنگ دانه را در حلال های آلی بسیار فرار نظیر استات آمیل ، استات اتیل یا استات بوتیل حل می کنند . برای رنگ‌های متالیک ( فلزی ) از رنگ دانه های فلزی استفاده می شود .

رنگ‌های محلول در آب
این نوع رنگ ها از معلق کردن رنگ دانه ها در آب مخلوط با یک چسب محلول در آب تهیه می شوند. از رنگ‌های روغنی ارزانترند و قابل شستشو نمی باشند .

 


 






تاریخ : شنبه 89/10/18 | 2:59 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

رزین‌پلی‌استر

 

رزینهای پلی استرغیر اشباع بطور گستردهای در سراسر دنیا استفاده میشوند. زنجیر اصلی پلیمری این رزین دارای اتصالات استری میباشد که از واکنش تراکمی یک ترکیب الکلی چند عاملی و یک اسید چند عاملی مانند گلیکول و اسید فوماریک تهیه میشود. در مثال اخیر بدلیل استفاده از یک اسید غیر اشباع، پیوندهای دوگانه در فواصل منظمی در زنجیر بوجود میآیند. این پیوندهای دوگانه، سایتهای دارای امکان شبکهای شدن توسط استایرن هستند و میتوانند موجب سخت شدن رزین و پخت شدن آن شوند. بنابراین با طراحی فرمول و کنترل اسیدهای اشباع و غیر اشباع، کاتالیستها، دما وزمان واکنش، مجموعه کاملی از رزینها را میتوان تولید نمود که برای کاربردهای مختلف مناسب باشند.

 

پلی استر غیر اشباع با استایرن مخلوط می‌شود و میتواند از طریق پیوندهای دوگانه موجود در هر دو جزء، شبکه‌ای شود. معمولا رزین به هنگام مصرف با استایرن مخلوط بوده و برای رسیدن به خواص مختلف دارای اجزای ذیل می تواند باشد:
 -    سیتم پخت؛ به منظور شروع و تسریع واکنش شبکهای شدن، در دمای محیط یا دمای بالا
 -   عوامل کنترل جریان پذیری؛ به منظور کنترل جریان رزین و جلوگیری از شُرّه کردن رزین در لایه گذاری سطوح عمودی و ریخته گری رزین
 - جاذب uv به منظور افزایش مقاومت در برابر نور خورشید
 -  فیلر به منظور کاهش جمع شدگی و قیمت و ایجاد خواصی چون مقاومت شعله و آتش
 -  پیگمنت؛ به منظور رنگ دادن به قطعه و زیبایی آن- تغلیظ کننده‌ها؛ به منظور تغلیظ کردن فرمولاسیونهای مورد استفاده در SMC و BMC
 -    عوامل آغشته سازی؛ به منظور بهبود آغشته سازی فیلرها و الیاف با رزین به منظور حصول چسبندگی مناسب
 - رها ساز حباب؛ به منظور سهولت در خروج حباب از رزین و کاهش حفره در محصول نهایی
 -     رها سازی قالب؛ به منظور تسهیل جدا شدن قطعه از قالب و جلوگیری از تابیدگی و صدمه به سطح قطعهرزینهای پلی استردر فرایندهای مختلفی از قبیل لایه گذاری دستی، پاشش رزین، RTM، ریخته گری، پلتروژن، SMC و BMC قابل استفاده‌اند.
 کامپوزتهای پلی استر-شیشه به لحاظ حجم مصرف، بیشترین اهمیت را دارا هستند و یافتن نمونههایی از این مواد در محل کار و زندگی ما بسیار آسان است.کامپوزیتهای پلی استری تا دمای حدود 250 درجه سانتیگراد مقاومند ولی مداومت حضور در این دما و دماهای بالاتر موجب افت خواص آن میشود. همچنین بعد از پخت، حدود 5 تا 8 % حجمی جمع شدگی (Shrinkage) دارند. در مورد کاربرد الیاف شیشه به همراه رزین پلی استر باید از ژل کوت مناسب استفاده کرد تا از نفوذ رطوبت به فصل مشترک الیاف و رزین جلوگیری شود. بدلیل طبیعت قطبی ساختار پلیمری، کاربرد آنها در نزدیکی وسایل الکتریکی با فرکانس بالا محدودیت دارد.


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
رزین اپوکسی

 

رزینهای اپوکسی به عنوان رزینهای اپوکسید نیز شناخته میشوند. ویژگی شناسه این رزینها دارا بودن بیش از یک گروه epoxy-2و1 در ساختار مولکولی است. این گروه ممکن است در بدنه زنجیر باشد ولی معمولاَ در انتها قرار دارد.
 در شرایط مناسب واکنش، گروه اپوکسی میتواند با اسیدها، ایندرید اسیدها، آامینها و الکل واکنش تراکمی به همراه جابجایی هیدروژن به گروه اتیلن اکسید، بدهد. این واکنشها امکان افزایش طول زنجیر یا شبکهای شدن را بدون آزاد کردن مولکولهای کوچک مانند آب فراهم میکند. بنابراین محصولات اپوکسی در مقایسه با اکثر رزینهای گرما سخت، جمع شدگی کمتری در اثر پخت نشان میدهند.
 باید متذکر شد که محدوده وسیعی از رزینهای اپوکسی و محصولات شبکهای شده متنوعی وجود دارد. ساختار شیمیایی رزینهای اپوکسی شامل دو بخش اپوکسی و غیر اپوکسی میباشد. بخش غیر اپوکسی ممکن است آلیفاتیک، سیلکوآلیفاتیک و یا هیدروکربن شدیداَ حلقوی باشد. در عمل محصول واکنش بیس-فنل A و اپی کلروهیدرین اغلب رزینهای اپوکسی متداول را تشکیل میدهند. این محصولات 80 تا 90% سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند.

 

 

قبلا رزین اپوکسی تقریبا تنها به عنوان پوشش سطح استفاده میشد. قبل از جنگ جهانی دوم، بالا بودن هزینههای تولید بیس فنل A و اپی کلروهیدرین مانع از تجاری شدن کاربرد رزین اپوکسی شده بود. تلاشهای بعدی و ابداع روشهای تولید جدید، موجب پیدایش مقبولیت اقتصادی این رزینها شد. در حال حاضر نیمی از رزینهای تولید شده در کاربردهای روکش سطح استفاده میشوند. باقیمانده در صنایع الکتریکی و الکترونیک، هوا فضا و ساختمان و سایر کاربردها، استفاده میشوند. بر حسب تناژ، مصرف اپوکسی حدود یک دهم پلی استر میباشد.
اپوکسی گروههای عاملی فعال زیادی دارد و میتواند در حضور عوامل پخت وهاردنرها، یک ساختار شبکهای را تشکیل دهد. خواص محصولات پخت شده اپوکسی بستگی دارد به:
-     نوع اپوکسی
-      نوع و مقدارهاردنر
-      میزان شبکهای شدن
-       طبیعت و حجم مواد افزودنی

در بازار عوامل پخت متنوعی با ویژگیهای طول عمر، انعطاف، پخت سریع و سمیت کم وجود دارند.
ساختار مولکولی و خواص رزین پخت شده، بستگی به طبیعت سیستم پخت دارد. اگر چه سیستمهای پخت مختلفی وجود دارد، ولی میتوان آنها را به دو گروه آمینها و انیدریدها تقسیم کرد.
رزینهای اپوکسی و عوامل پخت تنها اجزاء یک فرمولاسیون نیستند. برای برخی کاربردها، ممکن است اپوکسی اصلاح نشده دارای خواص نامطلوبی از قبیل ویسکوزیته بالا، گران قیمت بودن و مقاومت ضربه پایین در برخی کاربردهای ویژه باشد. بنابراین باید دراغلب موارد توسط موادی چون رقیق کننده، چقرمه کننده، فیلر و تقویت کننده همراه شود. انتخاب صحیح رزین،هاردنر و افزودنیها اجازه میدهد که خواص مورد نظر تامین شود. این تنوع عامل عمده رشد پایه اپوکسیها در مدتهای طولانی است.

علاوه بر این ساختار متنوع، اپوکسیها دارای ویژگیهای ذیل نیز هستند:
-   مقاومت شیمیایی عالی (بویژه در محیطهای قلیایی)
-   چسبندگی خوب به مجموعهای از بسترهای مختلف
-    استحکام کششی، فشاری و خمشی بسیار بالا
-      پایین بودن جمع شدگی پخت
-   پایداری ابعادی
-   عایق عالی الکتریسیته
-    دوام بالا در پیری و شرایط سخت محیطی
-     قابلیت پخت در دماهای مختلف
-  مقاومت خستگی ممتاز
-    بی بو و بی مزه

رزینهای اپوکسی در کاربردهای مختلفی از قبیل پوشش سطح، چسب، روکش دهی، ابزار سازی و کامپوزیتها، استفاده میشوند.
چند لایههای رزین اپوکسی از اهمیت فوق العادهای در صنایع هواپیماسازی برخوردارند. بسیاری از قطعات ساختاری از جنس الیاف کربن و رزین اپوکسی جایگزین آلیاژهای فلزی مرسوم شده و نتایج مطلوبی نیز داشتهاند. همچنین از این رزین به همراه الیاف آرامید، در ساخت موتور راکت و کپسولهای تحت فشار به روش رشته پیچی استفاده میشود.
علاوه بر آن رزینهای اپوکسی بطور وسیعی به همراه الیاف و ساختارهای لانه زنبوری برای ساخت ملخ هلی کوپتر استفاده میشود. رزینهای اپوکسی تقویت شده با الیاف کربن و آرامید در ساخت قایقهایی که در آنها ضمن حفظ وزن، استفاده بیشتر از فضا در همان استحکام مورد نظر است، بجای پلی استر- شیشه استفاده می‌شوند.
همچنین کامپوزیتهای آرامید - اپوکسی برای جایگزین فولاد در کلاه خودهای جنگی استفاده میشوند.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

رزین‌وینیل‌استر

وینیل استرها محصول واکنش رزینهای اپوکسی با اسیدهای غیر اشباع اتیلنی میباشند بجز حالات خاص، معمولا رزینهای وینیل استر دارای انتهای غیر اشباع میباشند. این انتها میتواند واکنش شبکهای شدن را انجام دهد و نیز میتواند پلیمریزاسیون زنجیرهای وینیل استر را انجام دهد و یا اینکه به همراه استایرن کوپلیمر شود.
 اکثر وینیل استرهای مرسوم با استریفیکاسیون یک رزین دی اپوکسید با یک اسید مونوکربوکسیلیک غیر اشباع، ساخته میشوند. میتوان آنها را به تنهایی با واکنش رادیکال آزاد پخت نمود و یا در مونومری مانند استایرن حل نمود و رزین مایع بدست آورد. در این صورت، وینیل استر را میتوان مانند رزین پلی استر استفاده نمود.

 

رزینهای وینیل استر خواص چقرمگی و مقاومت شیمیایی بسیار بهتری نسبت به رزینهای پلی استر دارند. زنجیر اصلی اپوکسی سازنده وینیل استر، موجب پیدایش چقرمگی و ازدیاد طول کششی بالاتر میشود. جرم مولکولی رزینهای وینیل استر به انتخاب نوع اپوکسی بکار رفته بستگی دارد. به این دلیل، استحکام کششی، ازدیاد طول، نقطه نرمی و واکنش پذیری رزین نهایی توسط جرم مولکولی و ساختار اولیه تعیین میشود. این موضوع، این امکان را بوجود میآورد که برای کاربردهای مختلف خواص مختلف طراحی شود.
 رزینهای وینیل استر در مقایسه با پلی استرهای غیر اشباع مقاومت شیمیایی خوبی دارند.
 بخشی از این ویژگی مربوط به عدم حضور پیوندهای استری در زنجیره اپوکسی میباشد. اتصالات اجزاء پلیمر، توسط پیوندهای فنیل استری انجام میگیرد. این اتصالات درمقایسه با اتصالات استری در برابر اکثر محیطهای شیمیایی بویژه در شرایط قلیایی شدید مقاومترند.
 اتصال استری تنها در انتهای زنجیر وینیل استر وجود دارد. این امر حملات عوامل شیمیایی را به حداقل می‌رساند.


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

رزین فنولیک


رزینهای فنولیک از واکنش تراکمی فنلها و فرم آلدهید تهیه میشوند. مکانیزم واکنش بین فنل و فرم آلدهید هنوز بطور کامل شناخته شده نیست. با این وجود این مشخص است که واکنش شروع توسط فعال شدن حلقه بنزنی با گروههای هیدروکسیل مانند متیلول صورت میگیرد. در واکنش فنل-فرم آلدهید سه مرحله اصلی وجود دارد:


A مرحله : اغلب محصولات اولیة تراکم، الکلها هستند. رزین در این مرحله، گرمانرم است و در حلالهای غیر آلی (معدنی) حل میشود.

B مرحله :پیشرفت بیشتر واکنش تراکمی و شبکهای شدن جزئی به همراه افزایش جرم مولکولی و ویسکوزیته و کاهش انحلال. در این حالت رزین پخت کامل نشده و گرمانرم و ذوب میشود ولی به هنگام سرد شدن، سخت و شکننده میشود.

C مرحله : میزان پلیمریزاسیون و شبکهای شدن بسیار زیاد است. رزین غیر قابل ذوب و انحلال میباشد.

این واکنش دو نوع رزین فنولیک تولید میکند که رزول و نوالاک نامیده میشوند. رزینهای رزول در حضور یک کاتالیست قلیایی مانند آمونیاک، کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تولید میشوند. واکنش پخت محصول توسط گرما دادن در یک قالب با دمای بالاتر از نقطه ژل قابل انجام است. رزینهای رزول دارای گروههای فعال متیلول و هیدروکسیل هستند.
در دمای بالاتر، رزولها بدون افزودن عامل پخت، مولکولهای بزرگتر و با شبکههای متیلنی تشکیل میدهند. در این حالت واکنش فنل- آلدهید یک نوع واکنش تراکمی است چون آب به عنوان محصول جانبی خارج میشود.

 


پلیمریزاسیون فنل- فرم آلدهید به رزین نوالاک با حضور یک کاتالیست اسیدی انجام میشود. اسید اکسالیک و اسید سولفوریک دو کاتالیست مرسوم در این واکنش هستند. معمول است که نسبت فنل به فرم آلدهید 1 به 8 /0 باشد، محصول مذاب حاصل سرد میشود و به تدریج شیشهای میگردد. این ماده شیشهای به دقت خرد شده، پودر حاصل با کاتالیست پخت هگزامتیلن تترامین (HMTA )، فیلر و تقویت کننده مخلوط میگردد تا یک ترکیب قالبگیری بدست آید.

 

رزینهای فنولیک معمولا کدر هستند و رنگ آنها از کهربایی (amber) کم رنگ و قهوهای تیره تا سیاه تغییر میکند. رنگ تیره رزینهای فنولیک کاربرد آنها را محدود میکند. رزینهای فنولیک در اشکال پولک، فیلم مایع و پودر موجودند.
رزینهای فنولیک جزء رزینهای با کاربرد عمومی محسوب میشوند ولی میتوان آنها را برای سازههای مهندسی آمیزهسازی نمود. فنولیکها دومین رتبه را در رزینهای گرما سخت پر مصرف دارا هستند.
رزینهای فنولیک بدون فیلرها شکننده هستند و کاربرد فیلرها و سایر افزودنیها به منظور ایجاد خواص مطلوب در آنها عادی است. رزینهای فنولیک بدلیل تفاوتهای فیزیکی و شیمیایی اجزاء خواص متنوعی را در بر میگیرند. برخی از انواع رزینهای فنولیک عبارتند از:

- گرید کاربرد عمومی(پر شده با خرده چوب)
- گرید Non Bleeding رزول مایع، پر شده با شیشه
-   گرید مقاوم دربرابردما(پر شده با میکا و مواد معدنی)
-    گرید مقاوم در ضربه(پر شده با سلولز،لاستیک،شیشه و الیاف)
-    گریدویژه یا الکتریکی(پر شده با میکا و شیشه)


رزینهای قالبگیری فنولیک از نوالاک ساخته میشوند اگر چه رزول نیز در برخی موارد بکار میرود. خواص رزینهای قالبگیری فنولیک عبارتند از:
-    سهولت قالبگیری
-     پایداری ابعادی بسیار خوب و دقیق
-     مقاومت در برابر خزش
-     مقاومت بالا در برابر تغییر شکل
-     مقاومت حرارتی خوب
-     مقاومت الکتریکی خوب
-     مقاومت شیمیایی خوب
-     مقاومت در برابر شرایط آب و هوایی خوب
-     جذب آب پایین
-     کیفیت مناسب در ماشینکاری


کاربردهای مرسوم از این مواد عبارتند از: سازه های عایق برای ولتاژ بالا، چرخ دنده ها،water  lubricater bearing   ، مغزی میز دکوری.
از دیگر کاربردهای رزینهای فنولیک، ساخت فوم است. البته فوم فنولیک در مقایسه با فوم پلی پورتان و پلی استایرن، گرانتر است ولی بدلیل خود خاموش کن بودن و سمیت پایین گازهای حاصل از سوختن، خواص برتری دارد.
دسته دیگری از رزینها با نام آمینو رزین نیز میتوانند همراه رزینهای فنولیک دسته بندی شوند. این رزینها کم مصرفند. رنگ سفید آنها باعث طرح امکان جایگزینی بجای فنولیکها شد. رزینهای فنولیک بدلیل تیرگی رنگ، فقط در ساخت قطعات تیره کاربرد دارند.
رزینهای آمینو، گرما سختهایی هستند که از واکنش گروه آمینو یک ماده با فرم آلدهید ساخته میشوند. دو آمینوی معروف و مرسوم اوره و ملامین  و رزینهای حاصل اوره-فرم آلدهید و ملامین- فرم آلدهید میباشند.
در مقایسه با فنولیکها رزینهای اوره- فرم آلدهید ارزانترند و رنگ آنها روشنتر است. همچنین مقاومت آنها در برابر ترک خوردگی الکتریکی بیشتر است ولی مقاومت حرارتی کمتری دارند.
محدوده کاربرد فیلرها معمولا محدود به فیلرهای سفید کننده برای پودر چوب و الیاف خرد سلولز و نیز امکان کاربرد تقویت کنندههای معدنی یا لیفی است.
رزینهای ملامین فرم آلدهید در مقایسه با فنولیکها و اوره-فرم آلدهید عملکرد بهتری دارند ولی گرانترند. ویژگیهای مطلوب آنها عبارتند از: جذب آب پایین، مقاومت حرارتی و لکه پذیری، سختی و عایق الکتریکی.
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

سایر رزین‌ها

پلی ایمیدها:

صنعت هوافضا پس از جنگ جهانی دوم رشد سریعی داشت. و موجب افزایش تقاضا برای کامپوزیتهای مهندسی در تکنولوژیهای جدید شد. فلزات موسوم و کامپوزیتهای معمول در آن زمان نمیتوانستند نیازهای فنی جدید را تامین نمایند.

آنها به مواد جدیدی احتیاج داشتند که سبک باشند، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی خوبی داشته باشند و خواص مکانیکی خوبی داشتهباشند. تا آن زمان پلیمرهای جدیدی با خواص عالی حرارتی معرفی شده بودند ولی تنها عدهای از آنها موفقیت تجاری داشتند. علت این امر مشکلات فنی ساخت و قیمت بالای آنها بود.

 


اولین دسته پلی ایمیدهای تجاری اوایا سالهای دهه 60 معرفی شد.
تداوم موفقیت این پلیمرها حاصل از فراوانی و ارزانی مواد اولیه آنها و امکان ساخت و طراحی پلیمرهایی با خواص مورد نظر از آنها بود.
پلی ایمیدها از گروهی از مونومرهای دی ایندریدی و دی آمینی تهیه میشوند و مشخصه آنها واحدهای تکراری ایمید در زنجیر مولکول است. این ساختار موجب پایداری حرارتی و اکسیداسیونی آنها میشود. پایداری بالای اکسیداسیون حرارتی توسط مونومرهای با ساختار حلقوی، قابل دستیابی است.
پلی ایمیدها معمولا از طریق تبدیل یک اسید آمیک به یک ساختار ایمیدی شده با واکنش تراکمی، فرآیند میشوند و این امر فرایند آنها را مشکل میکند. استفاده از آنها به عنوان ترکیبات قالبگیری دشوار است. برای ساخت سازه های کامپوزیتی، فشار بسیار بالا و کنترل دقیق فرآیند پس- پخت برای خروج محصولات جانبیِ حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی ضروری است.
به منظور کاهش این مشکل الیگومرهای زنجیر کوتاه قابل ذوب و حل پلی ایمید ساخته و معرفی شدند. آنها با اعمال حرارت، پلیمریزاسیون را از طریق گروههای انتهایی انجام میدهند.
این پلیمرهای قابل پخت از طریق واکنش اضافی، مسایل ناشی از خروج محصول جانبی را حل کردند. برخی از انواع پلی ایمیدهای گرما سخت به موفقیتهای تجاری دست یافته اند.
اگرچه پلی ایمیدها به عنوان رزینهای گرما سخت دسته بندی میشوند (بدلیل شرایط خاص فرآیند و دمای ذوب بالای آنها)، یک دسته از پلی ایمیدها در گروه مواد گرمانرم قرار میگیرند. پلی ایمیدهای گرمانرم با روشهای مشابه سایر گرمانرمها، شکل داده میشوند، به دلیل آنکه پلی ایمیدهای ترموپلاستیک شبکه نمیشوند، میتوان آنها را در حلالهای منتخب حل کرد.
PEEk :
کامپوزیتهای گرما سخت تقویت شده با الیاف معمول، استحکام و سفتی بالایی از خود نشان میدهند ولی رفتار شکنندهای دارند.
این رزینها امکان جذب مقادیر بالای انرژی را بدون تخریب و صدمه و کاهش استحکام ندارند. حتی ضربه های با سرعت پایین میتواند کاهش شدیدی در استحکام فشاری این مواد ایجاد نماید. اخیرا کامپوزیتهای با ماتریس گرمانرم توسعه یافتهاند. شناخته شده ترین آنها کامپوزیتهای الیاف کربن و رزین پلی اتر اتر کتون ( PEEK ) میباشد.

 

PEEK یک پلیمر حلقوی است و Tg آن oC 143 و نقطه ذوب آن oC 334 میباشد. یک پلیمر نیمه کریستالی است و در شرایط عادی فرآیند به حداکثر درجه کریستالینیی 50 % میرسد. با این وجود معمولا میزان کریستالینیتی محصول پایین است و به حدود 30 % میرسد.
در دمای اتاق و سرعت پایین کرنش ، PEEK قادر به تغییر شکل پلاستیک و رسیدن به کرنش شکست تا 100% میباشد. کامپوززیتهای بر پایه PEEK با فرآیند قالبگیری فشاری ساخته میشوند.
پیش آغشته PEEk در چهار چوب قالب به صورت توده قرار میگیرد و تحت فشار در دمای oC 380 قالبگیری میشود. سایر روشها مانند قالبگیری اتوکلاو، فشاری و شکل دهی دیافراگمی نیز قابل استفاده است. محصولات حاصل کیفیت بسیار خوبی دارند و دارای حداقل حباب و سطح بسیار خوب نهایی میباشند.

رزینهای طبیعی

بدلیل نگرانیهای زیست محیطی، و امکان پایان ذخایر نفتی ساخت کامپوزیتهای با پایه رزینهای طبیعی از منابع قابل تجدید اهمیت یافته است. کم کردن وابستگی صنایع کامپوزیتهای پلیمری به نفت، با کاربری رزینهای طبیعی امکان پذیر است.
دانشمندان علاقه زیادی به تحقیق و توسعه پلیمرهای حاصل از منابع قابل تجدید کشاورزی به جای هیدروکربنها دارند. آنها تلاشهایی برای استفاده های روغن سویا(soybean) برای تولید کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر، ارزان و سبک، انجام داده اند.
اخیرا روشهایی برای ایجاد سایتهای فعال روی مولکولها و امکان ایجاد شبکه متراکم ابداع شده است. افزودن گروههای عاملی مختلف به مولکول میتواند شکل واکنشهای شیمیایی را تغییر دهد. خواص رزینهای بر پایه روغن سویا میتواند میتواند توسط دستکاریهای ژنتیکی در حال انجام توسط شرکتهایی مانند DUPONT وMONSANTO تغییر یابد.
دانشمندان آمریکایی قطعهای با ابعاد یک درب از مواد جدید ساختند. مغزی فومی این قطعه از دو طرف توسط کامپوزیت روغن سویا-الیاف شیشه روکش شده بود و با ابعاد 3 ´ 8 فوت تنها 25 پوند وزن داشت.
امروزه با کاربرد الیاف کنف، کتان، سیسال و سایر الیاف طبیعی با رزینهای طبیعی، امکان ساخت کامپوزیتهای کاملا زیست تخریب پذیر وجود دارد و قطعات حاصل در برخی قسمتهای داخلی خودروها بکار میروند






تاریخ : سه شنبه 89/7/13 | 11:16 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

مزایا و معایب پوشش ھای پودری : ?
آنچھ کھ امروزه جایگزین رنگھای عادی کوره ای بر پایھ حلال صنعتی بعنوان پوشش ھای عاری از
حلال شده است ، پوشش ھای پودری می باشند کھ مرتبا با آنھا مقایسھ می شوند . با این وجود سیستمھای
روکش ھای سخت شونده با اشعھ ، (Water Base) مناسب " تکنولوژی پاک " مثل پوششھای بر پایھ آب
برای مقایسھ وجود دارد . (High Solid ) و پوشش ھای با درصد جامد بالا
از مزایای عمده ای کھ پوشش ھای پودری دارند بھ اختصار میتوان بھ موارد ذیل اشاره نمود :
1) آماده برای مصرف و کاربرد
2) سھولت استفاده
3) کاربرد تک لایھ ، لایھ ای ضخیم با یکنواخت بھتر با یکبار پاشش نسبت بھ رنگ مایع بدست می آید.
?) نمونھ برگشتی کمتر
?) سودمندی بالا ، بازیافت مطلوب پودرھای پاشیده شده اضافی بالای 9? % می باشد در حالی کھ برای
رنگھای بر پایھ حلالی کمتر از 1? % می باشد.
?) رسوب یا تھ نشینی ندارد .
7) عاری از حلال می باشد .
8) خطرات سلامتی کمتر ، بعلت عدم وجود حلال و مواد خطرناک آتشگیر و مسموم کننده .
معایب : ?
1) آلودگی ، مانند حضور ذرات خارجی کھ بعد از عمل پخت دیگر نمی توان از بین برد .
2) تغییر رنگ ، دقت در تمیز کاری دستگاھھای اعمال رنگ مثل کابین پاشش و مسیر بازیافت
ضروریست .
3) تنظیم مشخصات پودر در حین ساخت امکان پذیر نیست . برخلاف رنگھای مایع کھ اغلب بھ ھنگام
اعمال میتوان آنھا را تینت نمود ، این کار برای رنگھای پودری امکان پذیر نیست
.
بازار رنگھای پودری : ?
مصارف رنگ ھای پودری را می توان بھ دو گروه مجزا تقسیم کرد :
الف ) مصارف تزئینی :
پوشش تزئینی نھایی را در محصولات ساختھ شده ایجاد می نماید مانند : لوازم خانگی ، ابزار ماشین
الات و ...
ب) مصارف ویژه :
در اینگونھ مصارف کاربرد تزئینی نداشتھ و برای خواص اجرایی ویژه استفاده می شوند مانند: خواص
حفاظت برای لولھ ھا و شیرآلات و اتصالات و ...
فرایند ساخت پوشش ھای پودری ?
روش متداول برای ساخت رنگ ھای پودری ، روش اختلاط مذاب مواد اولیھ مورد استفاده در اکسترودر
می باشد کھ پس از آن بھ ذرات ریز تبدیل می شوند
.
ھشت مرحلھ مشخص برای روش ساخت معمولی ( اختلاط مذاب) وجود دارد :
1) وزن کردن مواد اولیھ
( Premix ) 2) پیش اختلاط
3) اکستروژن
?) سرد نمودن و خرد نمودن
?) آسیاب و کنترل اندازه ذرات
?) فیلتر نمودن ( الک کردن )
(Dry Blending ) 7) ھموژنھ کردن یا اختلاط خشک
8) بستھ بندی
تمامی مراحل فوق مھم است ولی سھ فرایند کلیدی پیش اختلاط ، اکستروژن و آسیاب ، از مراحل اصلی
تولید پوشش پودری م یباشند .
1) پیش اختلاط
ھدف از این مرحلھ ایجاد یک مخلوط ھموژن از مواد اولیھ قبل از مرحلھ اکستروژن می باشد کھ نھایتا
موجب ایجاد ھمرنگی و خواص ویژه در پودر می گردد . بنابر این در این مرحلھ بکمک اکستروژن
آزمایشگاھی ھمرنگی بایستی کنترل شود
2) اکستروژن
سھ نوع اکستروژن برای ساخت رنگ پودری وجود دارد :
- تک پیچھ
- دو پیچھ ھم دوران
Tooth Planetary Roller -
اینھا بگونھ ای طراحی شده اند کھ توزیع ماکزیمم ، حداقل زمان ماندگاری و کنترل دقیق دمای مذاب را
داشتھ باشند .
فرایند ھای متعددی در حین اکستروژن صورت م یگیرد کھ کلا بھ آنھا توزیع یا پراکندگی ذرات اطلاق
می شود . این فرایندھا بطور مجزا عمل نمی کنند و تا حدی ھمزمان صورت می گیرند.
این فرایندھا عبارتند از :
- ذوب ، اختلاط و یکنواختی اجزای رزین
رنگدانھ ھا توسط اجزای رزینی و توزیع افزودنی ھا در مذاب Wetting -
- شکست رنگدانھ ھای بھم چسبیده بطور ایده آل بھ ذرات اولیھ.
حرارت ابتدائی اکسترودر برای اطمینان از ذوب رزین نیاز است ، ولی در خلال تولید پیوستھ انرژی
مکانیکی حاصل از اصطکاک مواد برای تامین حرارت کفایت می کند و جداره داخلی اکسترودر برای
ثابت نگھداشتن دما بایستی سرد نگھ داشتھ شود .
مواد خروجی از اکسترودر باید بلافاصلھ بصورت ورقھ ای نازک سرد شده و بصورت چیپس برای
استفاده در آسیاب خرد گردند .
3) آسیاب و کنترل اندازه ذرات
0- رنگھای پودری الکترواستاتیک برای کاربردھای مرسوم معمولا توزیع اندازه ذراتی در محدوده 100
10 میکرون است . - میکرون دارند ، ولی محدوده ای کھ خواص کاربردی خوبی را ارائھ می دھند ?0
مقادیر زیاد ذرات ریز زیر 10 میکرون ، پودری با بارپذیری کم الکترواستاتیکی و خواص سیالیت
ارائھ م یدھند ، ھمچنین وجود ذرات درشت پوشش ھای با ظاھر نامطلوب (Flowability ) ضعیفی
ارائھ می دھند.
معمولا برای خرد کردن رنگ ھای پودری مورد استفاده قرار می گیرند . آنھا Pindisc آسیاب ھای
شامل یک کلاسیفایر داخلی برای کنترل ماکزیمم اندازه ذرات ھستند و ذرات درشت خارج از اندازه
دوباره بھ آسیاب یر می گردند . یک فن با حجم بالا، ھوا را بھ داخل آسیاب می کشاند ، این امر سبب
اتلاف حرارت ایجاد شده و ھمچنین انتقال ذرات پودر م یگردد . با کنترل زمان اقامت ذره در داخل
آسیاب و سرعت کلاسیفایر توزیع اندازه ذرات می تواند کنترل شود .
جمع آوری پودرھای حمل شده با جابجایی ھوا توسط سیکلون انجام میشود .ذرات بالای 10 میکرون و
مقدار جزئی از ذرات با اندازه کمتر بستھ بھ بازدھی سیکلون از آن خارج شده و بھ عنوان محصول جمع
آوری می شوند .
پودرھای خروجی از سیکلون قبل از ورود بھ محل بستھ بندی از میان یک الک پیوستھ ، عبور داده
از آن جدا گردد . جمع آوری مستقیم ھمھ پودرھا (over site ) میشوند تا ذرات بالای اندازه مورد نیاز
از فیلتر نیز ممکن است .
رزین ھای جایگزین در پوشش ھای پودری
داشت: پایداری اولین پوشش ھای پودری بھ دلیل مصرف زیاد رزین اپوکسی دو مشکل جدی وجود در
در مقابل نور UV رو کاربردھایشان بھ استفاده در داخل و مقاومت زردگرایی آن ھا ضعیف بود. از این
شد. برای غلبھ بر چنین مشکلاتی، تحقیقاتی توسط شرکت ساختمان و مصارف غیر تزئینی محدود می
با ھدف ساخت سامانھ ھای مقاوم تر صورت گرفت. این پژوھش ھا منجر بھ ھای متعدد در دھھ 1970
مورد استفاده قرار رزین ھای پلی استر اشباع شد کھ امروزه در ترکیبات مختلف رنگ ھای پودری تولید
.می گیرد
رزین ھایی با گروه فعال ھیدروکسیل بودند کھ با ھگزامتوکسی سامانھ ھای پلی استر در ابتدا بر پایھ
معایبی بود کھ شبکھ ای می شدند.اما آزاد کردن الکل بھ ھنگام پخت و پخت کند، از جملھ متیل ملامین
کربوکسیلیک بھ ھمراه تری گلیسیدیل مانع از انتخاب آن ھا گردید. در سال 1970 از رزین پلی استر
.شد ایزوسیانات بھ عنوان عامل پخت استفاده
کربوکسیلیک با رزین اپوکسی بیس یک نوآوری در سال 1971 منجر بھ ترکیب رزین ھای پلی استر
فنول A اپوکسی پلی استر شد. پیشرفت ھای بعدی بر پایھ رزین ھای برای تولید سامانھ ھیبرید یا پودر
.کاپرولاکتام بود ھیدروکسیلی پخت شونده با ایزوفورن دی ایزو سیانات بلوکھ شده با پلی استر
کربوکسیل برای پخت با عوامل پخت اکسازولین در ھمان زمان ، رزین ھای آکریلیکی با گروه فعال
بھ جز در بازار ژاپن، پودرھای آکریلیکی با موفقیت کمی ھمراه بودند، وارد بازار شدند. با این حال ،
.آغاز شده است در حال حاضر علاقھ بیشتری بھ استفاده از آن ھا بھ عنوان لایھ شفاف خودرو اگرچھ
در دھھ 1990 با توجھ بھ سمی بودن TGIC ھا در ساخت عوامل پخت جدید بوجود آمد ، برخی پیشرفت
شده بودند.سامانھ ھای پلی استری جدید کھ جنبھ تجارتی پیدا کردند، کھ نیازمند رزین ھای جدید یا اصلاح
لوریل و اکسیران آنھایی ھستند کھ عوامل پخت آن ھا بر پایھ ھیدروکسی الکیل آمید، گلیکول شامل
.آلیفاتیک می باشند
.مواد اولیھ پوشش ھای پودری
مواد اولیھ پوشش ھای پودری
:در ترکیبات پوشش ھای پودری رنگدانھ دار شش گروه مواد اولیھ وجود دارد
رزین پایھ کھ مھمترین آن ھا عبارتند از انواع اپوکسی ھای بیس فنول - 1 A نووالاک، پلی استرھای و
.گردند اشباع شده و آکریلیک ھا ، کھ بھ شکل جامد عرضھ می
:عوامل پخت کھ دارای خواص ذیل باشند - 2
.در دمای پخت با رزین خوب ترکیب شوند -
.در دمای محیط پایدار باشند - 3
.در دمای فرایند، بخصوص در طول فرایند اکستروژن تقریباً پایدار باشند -
.در حالت جامد بھ طور کامل قابل جاری شدن باشند -
.نقطھ ذوبی نزدیک بھ نقطھ ذوب رزین داشتھ و با آن امتزاج پذیر باشند -
.بھ عنوان یک ماده اولیھ در طول مدت اکستروژن یا پخت ، نبایستی مواد خطرناک یا فرار آزاد کنند -
رنگدانھ ھا- 4
عوامل جاری ساز- 5
سایر افزودنی ھا- 6
فیلر ھا- 7
با نام ھای پودری بھ طور مرسوم بر اساس نوع رزین و عامل پخت مصرفی بھ چندین گروه رنگ
آکریلیکتجاری اپوکسی، ھیبرید، پلی استر، پلی یورتان، ھیبرید آکریلیک، GMA و آکریلیک طبقھ بندی
.می گردند
پودرھای سخت شونده با پرتو UV
نظیر پلاستیک بودن دمای پخت در پوشش ھای پودری کاربرد آن ھا در روی مواد حساس بھ گرما بالا
سخت شونده با ھا، کامپوزیت ھای چوب و چوب طبیعی محدود می سازد. پوشش ھای UV این محدودیت
.را از بین می برند
شونده با در سامانھ ھای پخت UV دو نوع واکنش پخت آغازگر فتونی مطرح است:سامانھ ھای رادیکال
اترھا و یک اسید لوئیس آزاد و کاتیونی.برای سامانھ ھای کاتیونی، رزین ھای اپوکسی جامد و وینیل
استفاده می شود. در سامانھ رادیکال آزاد، پخت تولید شده بت فوتون جھت شروع واکنش شبکھ ای شدن
ھای پلی استر غیر اشباع یا مخلوط پلی استر با آکریلیتھا با رادیکال آزاد بر اساس پلیمرازیسیون رزین
برای شرایط مایع مناسب شده از تابش فوتون استوار است. از میان دو سامانھ فوق سامانھ رادیکال آزاد
.تر است
بعد از اعمال پوشش ، از آنجاییکھ پرتو UV نمی تواند گرما تولید کند بھ یک منبع گرمایی جھت ذوب
بھ چسبندگی آن بھ صورت یک لایھ مورد نیاز است، از این رو لامپ ھای مادون قرمز شدن پودر و
نقطھ ذوب موجب کاھش منظور افزایش دما استفاده می شوند. بالا بردن دمای پوشش دمای بالاتر از
گرانروی قبل از آغاز پخت توسط نور UV این حداکثر سیالیت و ھم سطحی اتفاق می می گردد. بنابر
.افتد
آغاز واکنش پخت تاثیر می گذارند کھ البتھ دلیل آن می تواند ناشی از جذب رنگدانھ ھا ، روی زمان
پرتوھای UV باشد. از این رو تا بھ امروز پوشش ھای پودری UV .رشد است بھ سرعت در حال
مزایا ی پوشش ھای پودری
:از میان مزایایی کھ پوشش ھای پودری دارند بھ اختصار می توان موارد زیر را نام برد
.سھولت استفاده: استفاده از پودر راحت تر از رنگ مایع بوده و نیاز بھ آموزش کارگر در آن کمتر است
ھای مایع مورد برای مصرف و کاربرد: ھیچ گونھ اختلاط، ھمزدن یا رقیق کردن بھ مانند رنگآماده
داخل بستھ مستقیماً مورد استفاده قرار نیاز نیست، تجھیزات کاربردی بھ راحتی می توانند پودر را از
.دھند
راحتی استفاده از پودر، ھم بھ شکل دستی و ھم بھ صورت خودکار، نمونھ :نمونھ ھای برگشتی کمتر
.غیر قابل قبول کمتری را نسبت بھ رنگ مایع می دھد ھای
.کاربرد تک لایھ: لایھ ای ضخیم با یکنواختی بھتر و تنھا با یکبار پاشش بھ دست می آید
سودمندی بالا: بازیافت پودرھای پاشیده شده اضافی بالای 95 % است، در حالیکھ برای رنگ ھای مایع
.کمتر از 15 % می باشد
.خطرات سلامتی: بھ علت عدم وجود حلال ھا یا مواد خطرناک فرار، خطرات سلامتی کاھش می یابد
.مواد غیر قابل بازیافت: رسوب یا تھ نشینی از رنگ پودری تولید نمی شود
تولید و نیز وجود حلال: حذف حلال در رنگ پودری منجر بھ کاھش آتش سوزی در سالن ھای عدم
جرقھ نیازی نیست. ھمچنان مشکلات مکان ھای کاربرد آنھا شده و بھ این خاطر بھ دستگاه ھای ضد
.زیست محیطی کمتری را بھ ھمراه دارند
نیازمندی جا و مکان: فضای کمتری جھت کاربرد مورد نیاز است






تاریخ : دوشنبه 89/6/29 | 10:11 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()

در سالهای اخیر ، رنگدانه های آلی مورد توجه فزاینده ای قرار گرفته اند . مهمترین علت آن ، افزایش مصرف انواع مرکب های رنگی ، پلاستیک های رنگی و رنگ های نقاشی بوده است . در سایر زمینه ها نیز مصرف رو به افزاشی رنگدانه های آلی مشهود است : رنگرزی در ضمن ریسندگی الیاف سنتزی و بازسازی شده ، چاپ نقش ها و تصویر ها بر روی پارچه  با استفاده از رنگدانه ها ، تهیه انواع مواد آرایشی ، وسایل رنگی و کاغذ و چرم رنگی و غیره.

?

برای کاربرد های فوق ، انواع ترکیب ها از گروه ها و طبقات متفاوت را می توان مورد استفاده قرار داد : رنگ های مونوآزو ، مشتق از بتا - نفتول و بتا - نفتول آریلید ها ، رنگ های مونوآزو از دسته استیل استانیلید و پیرازولن ، رنگ های مونوآزوی تبدیل شده به مایع رنگرزی ، و رنگ های دیازوی مبتنی بر 3 ، 3- دی کلروبنزیدین ، نفتالن تتراکربوکسیلیک اسید ، تیوایندیگو کوینا کریدونها ، کربازولها تتراکلروایزوایندولینون ، تری فنیل آریل متانهای سولفو دار شده ، و غیره.

علاوه بر ساختار شیمیایی رنگ ها ، حالت فیزیکی آنها ( شکل بلوری ، اندازه ذرات و چگونگی توزیع آن ) نیز در تکنولوژی استعمال آنها موثر است. در فرایند تولید رنگدانه ها ، به این موضوع توجه می شود. فرایند تولید به گونهای کنترل می شود که بلورین های رنگدانه ، با قابلیت پاشندگی ، جلوه ، مقاومت ، ثبات ، و خواص جریانی بهینه تشکیل شوند . در شرایط مورد استفاده برای خشک کردن رنگدانه ی جدا شده از محیط آبی بلورین ها گرد هم می آیند و مجموعه های سستی را به وجود می آورند. در جریان پراکنده سازی دوباره ی رنگ در آسیاب های سه غلتکی ، آسیاب های گلو له ای ، یا حل کننده ها ، این مجمو عه ها به آسانی باز می شوند و به ذرات ریز اولیه تبدیل می شوند.

2

اندازه ذرات اولیه بین      m? 1     و     m? 0.01         است ، سطح ویژه رنگدانه ها ، بین 8 تاm   100 با ازای هر گرم ( 2400 تا 30000    به ازای هر اونس ) متغیر است.

اگر تولید کننده رنگدانه فرمول بندی و روش تهیه رنگدانه را اعلام کند برای صنایع فراورش رنگدانه ، پراکنده سازی و آماده سازی رنگدانه کار آسانی خواهد بود. رنگدانه ممکن است توسط فرایند های شستشو تهیه شده باشد که در این صورت مرحله خشک کردن حذف می شود ، یا اینکه اثر انبوهش مرحله خشک کردن را می توان با یک مرحله پیش – پاشیدگی در محیطی مناسب ، خنثی کرد. در سالهای اخیر ، چند رنگدانه با ویژگی قابلیت پاشیدگی آسان ، وارد بازار شده است. در این رنگدانه ها ، با اندود کردن سطح ذرات رنگدانه با مواد مناسب در ضمن تولید ، تمایل به انبوهش و تراکم کاهش یافته است. در همه این موارد ، فقط با هم زدن کافی رنگدانه در یک مایع مناسب ، رنگدانه جهت استعمال و رنگ آمیزی آماده می شود

منبع:دانشنامه






تاریخ : شنبه 89/3/1 | 10:36 عصر | نویسنده : مهندس سجاد شفیعی | نظرات ()
.: Weblog Themes By BlackSkin :.