واکنش چند جزیی:

2-1- معرفی واکنش­های چندجزیی

دوملینگ[1]و یوگی برای سنتز ایده­آل ترکیب­ها آلی طی واکنش­های چند­­جزیی چندین شاخص معرفی کرده ­اند که در (شکل۱-۲) نشان داده شده است [۲].

الف) بازده واکنش صددرصد باشد.

ب) واکنش ساده باشد.

ج) مواد اولیه به آسانی در دسترس قرار بگیرد.

د) واکنش از نظر محیط زیستی مشکل آفرین نباشد.

ه) فراورده طی یک مرحله از سه جزء یا بیشتر از مواد اولیه بدست آید.

1-2-1- طبقه بندی واکنش­های چندجزیی

واکنش­های چندجزیی به سه دسته تقسیم می­شوند:

دسته اول- واکنش­های چندجزیی که در آن کلیه مراحل واکنش ، تعادلی و برگشت­پذیر است. بهره واکنش در این دسته از واکنش­های چندجزیی پایین بوده و فراورده­های با

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 خلوص بالا بدست نمی­آید. البته می­توان واکنش­های این دسته را با بیرون کشیدن فراورده نهایی به واکنش­های چندجزیی دسته دوم تبدیل کرد. واکنش سه­جزیی مانیخ از جمله واکنش­های چندجزیی دسته اول محسوب می­ شود.

ⁿP ↔ —- D+^۲P ↔ C +^۱P ↔ B+A

دسته دوم- واکنش­های چندجزیی که در آنها کلیه مراحل واکنش، به جز مرحله آخر، تعادلی و برگشت­پذیر می­باشد. با توجه به اینکه مرحله آخر یک طرفه است فراورده­ای با خلوص و بهره نسبتا خوب بدست می­آید. واکنش سه­جزیی پاسرنی و چهارجزیی یوگی در این دسته از واکنش­های چندجزیی قرار می­گیرند.

ⁿP → O—- ↔ D+^۲P ↔ C+^۱P ↔ B+A

دسته سوم- به واکنش­هایی اطلاق می­ شود که همه مراحل، یک طرفه باشد و غیرقابل برگشت­اند. این دسته از واکنش­های چندجزیی در شیمی سنتزی[1] کمتر رخ می دهد .اغلب واکنشهای بیوشیمیایی در دنیای حیات[2] ازاین دسته می­باشند.

ⁿP → O —- → D+^۲P → C+^۱P → B+A

3-1- معرفی کومارین ومشتق های آن

مشتق­های کومارین به طور گسترده در طبیعت به ویژه در گیاهان وجود دارند، به طوری­که بیش از۱۰۰۰مشتق آن در۸۰۰ گونه گیاهی یافت و شناسایی شده است. این مواد در روغن اسطوخودوس، روغن کاسیا، روغن­های مرکبات و گیاه نعناع و دارچین موجودند[۴]. کومارین­ها، ماده اساسی بو در یک­سری از گونه­ های گیاهی را تشکیلمی­دهند، امادر بیشتر موارد گیاهان بی­بو هستند، زیرا کومارین به صورت یک کمپلکس ترکیبی با قندها و اسیدها در گیاهان در آمده است. ترکیب­ها گلیکوزید حاصله، به وسیله اسیدها آنزیم­ها و یا تابش نور فرابنفش شکسته می­شوند. مثلا بوی یونجه تازه درو شده، تنها بعد از خشک شدن آن گسترش می­یابد. بیوسنتز کومارین در گیاهان، از طریق هیدروکسیل کردن، گلیکولیزشدن و حلقه­شدن سینامیک­اسید صورت می­گیرد.

[1]Tonekabon

[1]Preparative chemistry                                                                                                

[2]Living World

[1]Domling

[1]Strecker

[2]Biginelli

[3]Mannich

[4]Passerini

1-1- نانوفناوری

رفتار­های جدیدی که در مقیاس نانو مشاهده می‌­گردند، لزوماً بر­اساس رفتار­های مشاهده شده در ابعاد بزرگ­‌تر قابل پیش­‌بینی نیستند. تغییرات مهم رفتاری که عمدتاً ناشی از اثرات کوانتومی کاهش ابعاد هستند، به ‌علت نزدیکی و قابل مقایسه بودن اندازه­ ذرات یا ریزساختار­ها، با مقیاس طولی میانگین پدیده­‌های فیزیکی و شیمیایی، رخ می­‌دهد. خصوصیات موجی­شکل الکترون­‌ها (مکانیک کوانتومی) در درون مواد و اتم­ها، توسط تغییرات مواد در مقیاس نانو­متری تحت­‌تأثیر قرار می­‌گیرد. با ایجاد ساختار­های نانو­متری، کنترل خصوصیات اساسی مواد، مانند دمای ذوب، رفتار مغناطیسی، ظرفیت شارژ و حتی رنگ آن­ها بدون تغییر ترکیب شیمیایی مواد، ممکن خواهد بود[1].

2-1- تاریخچه نانوفناوری

استفاده از نانوفناوری توسط انسان، برخلاف تصور عمومی، دارای سابقه­ تاریخی طولانی می­باشد. در این رابطه شواهدی مبنی بر نانوساختاری بودن رنگ آبی به کار برده شده توسط قوم مایا، وجود دارد. پس از آن رومی­ها از این مواد در ساخت جام­هایی با رنگ­های زنده استفاده کردند، به این صورت که آن­ها از ذرات طلا برای رنگ آمیزی این جام­ها بهره می­گرفتند. نمونه ­ای از این جام­ها که برای اولین بار کشف شد، جام لیکورگوس[1] می­باشد؛ که متعلق به قرن چهارم قبل از میلاد بوده و دارای ذرات نانومتری طلا و نقره است که در هنگام قرار گرفتن در نورهای مختلف رنگ­های گوناگونی را از خود نشان می­دهد. بعدها در قرون وسطی از این روش برای ساخت شیشه کلیساها استفاده می­کردند.

3-1- اهمیت نانو تکنولوژی

شاید این ﺳﺆال در ذهن پدید آید که چه چیزی در مقیاس نانو­متری وجود دارد که یک تکنولوژی بر پایه آن بنا نهاده­شده­است. آن­چه باعث ظهور نانو­تکنولوژی شده، نسبت سطح به حجم بالای نانو­مواد است. این موضوع یکی از مهم­ترین خصوصیات مواد تولید شده در مقیاس نانو می­باشد. در مقیاس نانو، اشیاء شروع به تغییر رفتار می­ کنند و رفتار سطوح بر رفتار توده­ای ماده غلبه می­ کند. در این مقیاس برخی روابط فیزیکی که برای مواد معمولی کاربرد دارند، نقض می­شوند؛ برای مثال، یک سیم یا اجزای یک مدار در مقیاس نانو لزوماً از قانون اهم پیروی نمی­ کنند. قانون اهم، به جریان، ولتاژ و مقاومت بستگی دارد، اما در مقیاس نانو وقتی عرض سیم فقط به اندازه یک یا چند اتم باشد، الکترون­ها لزوماً باید در صف و به ترتیب و یک به یک از سیم رد شوند، بنابراین ممکن است قانون اهم در این مقیاس تا حدودی نقض شود. در حقیقت در این مقیاس، قوانین فیزیک کوانتوم وارد صحنه می­شوند و امکان کنترل خواص ذاتی ماده بدون تغییر در ترکیب شیمیایی ماده وجود خواهد داشت[3].

4-1- نانومواد

نانو­مواد دروازه­ی ورود به دنیای نانو، و اولین گام برای رسیدن به اهداف بعدی نانو­تكنولوژی می­باشند و بدون توسعه­ مواد جدید نانو­متری، ورود به عرصه­ نانو­تكنولوژی غیرممكن خواهد بود. طبق یک تعریف، نانو­مواد، موادی هستند كه حداقل یكی از ابعاد آن­ها كوچك­تر از ١٠٠ نانومتر باشد.. در حالت کلی بنابر دلایل زیر خواص نانو­مواد به ابعاد­شان وابسته اند:

– نسبت سطح به حجم بالا

– تغییر در ساختار كریستالی

– كاهش نقص­های شبكه[4].

5-1- تقسیم ­بندی نانو­مواد

نانو­مواد را می­توان برحسب ابعاد آن­ها به صورت زیر تقسیم ­بندی نمود:

الف- نانو­مواد صفر­بعدی[1](0D)

نانو­موادی هستند كه هر سه بعد آن­ها كمتر از ١٠٠ نانو­متر می­باشد، و شامل نانو­پودرها[2] و نانو­ذرات[3] می­شوند. اگر نانو­مواد صفر­بعدی، نیمه­هادی باشند، به آن­ها نقطه كوانتومی[4] می­گویند.

ب- نانو­مواد یک ­بعدی(1D)

نانو­موادی هستند كه دو بعد آن­ها زیر ١٠٠ نانو­متر بوده و در بعد دیگر بیش از 100 نانو­متر می­باشند. برخی از نانو­مواد یك­بعدی عبارتند از: نانو­لوله­ ها[5]، نانو­سیم­ها[6]،

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 نانو­میله­ها[7]، نانو­تسمه­ها[8]، نانو­نوار­ها[9]، نانو­كابل­ها[10] و نانو­فنر­ها[11].

ج- نانو­مواد دو­بعدی(2D)

نانو­موادی هستند كه فقط یک بعد آن­ها زیر ١٠٠ نانومتر بوده و دو بعد دیگرشان بیش از ١٠٠ نانومتر می­باشد. مانند نانولایه ­ها[12] و نانو­حلقه­ها[13]

د- نانو­مواد سه­ بعدی(3D)

نانو­ساختار­هایی هستند كه اجزاء آن­ها نانو­مواد صفر، یك، و یا دو­بعدی می­باشند. مثل؛   نانو­كامپوزیت­ها، مواد نانو­كریستالی و قطعاتی كه نانو­ذرات در آن­ها پراكنده شده ­اند[5].

6-1- نانو­مواد و انواع روش­های تولید آن

باید خاطر­نشان کرد که روش­های ساخت مواد نانو بسیار گسترده می­باشد، اما به طور كلی فرایند­های مختلفی كه برای تولید مواد نانو ارائه شده­ اند دو رویكرد عمده را تعقیب می­كنند که رویكرد از بالا به پایین و رویكرد از پایین به بالا می­باشد و سایر روش­ها به صورت زیر­مجموعه ­هایی از دو رویکرد ذکر شده در­نظر­گرفته می­شوند.

1-6-1- روش بالا به پایین

در رویکرد بالا به پایین برای تولید محصول، یک ماده توده­ای را شکل­دهی[1] و اصلاح می­ کنند، به عبارت دیگر، اگر اندازه­ یک ماده­ توده­ای به طور متناوب کاهش داده شود تا به یک ماده با ابعاد نانو­متری برسد، از رویکرد بالا به پایین استفاده­شده­است. این کار اغلب، ولی نه همیشه، شامل حذف بعضی از مواد به شکل ضایعات است، مانند ماشین­کاری یک بخش فلزی از یک موتور. در ادامه نمونه­های مختلف روش بالا به پایین معرفی می­گردد[6,1]:

الف- لیتوگرافی

الف-1- لیتوگرافی مستقیم (بدون ماسک)

الف-2- لیتوگرافی پروب پیمایشی

الف-3- لیتوگرافی نرم

الف-4- لیتوگرافی غیر مستقیم (مبتنی بر ماسک)

ب- فرآوری مکانیکی

ب-1- تغییر شکل­دهی پلاستیکی شدید[2]

ب-2- اختلاط شدید

ب-3- فشرده­سازی پودر

ب-4- آسیاب­های پرانرژی

ج- فرآوری حرارتی

ج-1- روش زینتر[3]

ج-2- روش آنیلینگ[4] (متبلور­سازی مواد آمورف)

د- ریسندگی

د-1- ریسندگی الکتریکی

د-2- ریسندگی مذاب

[1] Deformation

[2] Serve Plastic Deformation Processing

[3] Sinter

[4]Annealing

[1] Dimension

[2] Nanopowders

[3] Nanoparticles

[4] Quantum dot

[5] Nanotubes

[6] Nanowires

[7] Nanorods

[8] Nanobelts

[9] Nanoribbons

[10] Nanocables

[11] Nanosprings

[12] Nanolayers

[13] Nanorings

[1] Lycurgus

[2] Michael Faraday

[3] Richard Feynman

[4] “There are plenty of rooms at bottom.”

[5] Norio Taniguchi

:

امروزه در جهان بسیاری از مردم به دلایل بلاهای طبیعی، جنگ و زیر ساختهای ضعیف خالص سازی آب، به آبی بهداشتی دسترسی ندارند. بر طبق آمارهای موجود و به نقل از سازمان جهانی بهداشت، حدود یک میلیارد نفر به منابع آبی سالم و بهداشتی دسترسی نداشته و این میزان چیزی حدود یک ششم جمعیت کره زمین را در بر می گیرد.

روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آبهای صنعتی به كار می­روند از جمله : رسوب دهی شیمیایی، انعقادو ته نشینی، انعقاد الكتریكی، كاربرد رزین های تبادل یون، فرایند های جداسازی غشایی (اسمز معکوس، نانو فیلتراسیون، الکترو دیالیز)، جذب سطحی(جاذب های متداول اصولاً شامل کربن فعال، زئولیت، خاک رس، موادپلیمری و زیست توده می باشد.) وجداسازی مغناطیسی.

آنچه در این مبحث، بیش از بیش دنبال آن هستیم، ایجاد بستری مناسب، برای دستیابی به آبی سالم، با کیفیت و مقرون به صرفه است. به یمن استفاده از شیوه های جدید مخصوصاٌ نانوتکنولوژی در تصفیه آب، شرایط ذکر شده برای ما میسر گردیده است، بطوریکه با توجه به حذف موثر آلاینده ها و کاهش هزینه های تمام شده تولید آب سالم، استفاده از این فناوری ها، نسبت به روش های قدیمی بیشتر مورد توجه و استقبال قرار گرفته است. از میان تکنولوژی های متداول به منظور جداسازی یون های فلزی سنگین از محلول های آبی، برای برطرف کردن نواقص و کاستی های این روش ها، جاذب نانو ذرات مغناطیسی آهن پوشیده شده با هیدروکسی آپاتیت که در آن تکنولوژی جداسازی مغناطیسی با فرایند جذب سطحی ترکیب شده به کار رفته است.

  هیدروکسی آپاتیت به دلیل ظرفیت جذب بالای فلزات سنگین، جذب سریع، حلالیت کم در آب، زیست- سازگاری، در دسترس بودن، سهولت تهیه، هزینه ی پایین و پایداری در مقابل ترکیبات اکسنده و کاهنده یک ماده ی  ایده ال برای جداسازی فلزات سنگین می باشد.

 تثبیت HAP بر سطح نانو ذرات مغناطیسی منجر به رفع مشکل برگشت ناپذیری، افزایش بازده فرایند جذب و بازیافت جاذب،  جذب انتخاب پذیر و اختصاصی، بالا رفتن سرعت جذب، جلوگیری از اکسیداسیون سریع هسته اکسید آهن در محیط آبی شده وامکان جداسازی سریع و ساده ی جاذب با اعمال یک میدان مغناطیسی را فراهم می کند. بنابراین می توان انبوهی از فاضلاب را در دوره ی زمانی خیلی کوتاه بدون تولید هیچ آلودگی، با عملیات ساده، اقتصادی و راندمان بالا تصفیه نمود.

در این پایان نامه در فصل اول به توضیح  نانو فناوری، نانو ذرات، نانو ذرات مغناطیسی، طبقه بندی مواد از لحاظ مغناطیسی، نانو ذرات اکسید آهن، روش های سنتز  و

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 کاربرد نانو ذرات اکسید های آهن، اصلاح سطح، هیدروکسی آپاتیت،  خواص هیدروکسی آپاتیت، روش های سنتز و کاربرد هیدروکسی آپاتیت، پرداخته شده است. در فصل دوم اثرات فلزات سنگین بر روی انسان و محیط زیست، ضرورت جداسازی فلزات سنگین از آب، کاربرد فناوری نانو در صنعت آب، روش های جداسازی فلزات سنگین، جاذب γ-Fe₂O₃@HAP، مروری بر مطالعات قبلی مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل سوم مواد، تجهیزات مورد استفاده و روش کارهای انجام شده بیان شده. در فصل چهارم به تجزیه و تحلیل و بیان نتایج حاصل از تحقیق و پیشنهادات پرداخته شده است.

فصل اول: کلیات

1-1- ضرورت انجام تحقیق

2-1- بیان مسئله

روش های مختلفی برای حذف فلزات سنگین از آبهای صنعتی به كار می­روند از جمله : رسوب دهی شیمیایی، انعقاد و ته نشینی، انعقاد الكتریكی، كاربرد رزین های تبادل یون، فرایند های جداسازی غشایی (اسمز معکوس، نانو فیلتراسیون، الکترو دیالیز)، جذب سطحی (جاذب های متداول اصولاً شامل کربن فعال، زئولیت، خاک رس، موادپلیمری و زیست توده می باشد.) وجداسازی مغناطیسی.

هیدروكسی آپاتیت)₂   Ca₁₀(PO4)₆(OHمهمترین عضو خانواده ی معدنی آپاتیت است كه ماده ی ایده ال برای تصفیه ی آلودگی های طولانی مدت است. این ماده دارای مزایایی همچون ظرفیت بالا برای جذب سطحی فلزات سنگین، انحلال پذیری كم در آب، مقاومت بالا تحت عوامل اكسنده و كاهنده، در دسترس بودن و هزینه ی پایین می باشد. امروزه نانو ذرات به علت خواص متفاوتشان جذابیت زیادی در جوامع علمی دارند. سطح ویژه ی بزرگ و سایت های فعال زیاد نانو ذرات آن ها را قادر می سازد تا ظرفیت جذب بالاتری در مقایسه با میكرو جاذب ها و میكرو ذرات داشته باشند. بنابراین جاذب های نانو مغناطیسی پوشش داده شده بسیار مفید و جالب توجه می باشند[148، 95 ، 87].

وایت[1] و همکاران در سال 2008 برای جداسازیZn²⁺،Pb²⁺،Cu²⁺،Cd²⁺،Ni²⁺ ،As³⁺  توسط نانوذرات         γ-Fe₂O₃ پوشیده شده توسط پلیمر پلی سیستین آزمایشاتی انجام دادند[210].

یانگ چوانگ چنگ [2] و همکارانش در سال 2005 نانوذرات مغناطیسی پوشیده شده با کیتوسان را برای جذب یون های کبالت به کار گرفتند ]53.[

3-1- اهداف پژوهش

در این تحقیق برای اندازه گیری غلظت باقیمانده ی یون های كبالت II)) و روی (II) روش طیف سنجی جذب اتمی شعله، به دلیل حساسیت زیاد، حد تشخیص مناسب، هزینه ی تجزیه ی كم مورد استفاده قرار گرفته است[32].

[1] – White

[2] – Yang Chuang Chang

­ا ی بر پلی ­یورتان­ها

از زمان كشف پلی­یورتان­ها در اواخر دهه­ سی قرن بیستم تاكنون، این پلیمرها همواره به دلیل خواص ویژه و منحصربه‌فرد خود مورد توجه جدی بوده‌اند. تا اواسط دهه­ 70 میلادی پلی­یورتان به دلیل قیمت بالای آن‌ ها در كاربردهای ویژه­ای مصرف می‌شدند ولی پس از آن دامنه‌ی تولید آن‌ ها به‌سرعت گسترش یافت و در زمینه‌های مختلف صنعتی مورد بهره‌برداری قرار گرفته‌اند [6-1].

اعتبار كشف پلی‌یورتان‌ها متعلق به پروفسور بایر آلمانی در سال 1937 می‌باشد. وی با انجام واكنش بین دی­ایزوسیانات آلیفاتیک و دی­ال­آلیفاتیک (گلیكول) و 1،4 بوتان­دی­ال تحت شرایط رفلاكس نوعی پلیمر خطی با وزن مولكولی بالا و ویسکوزیته­ی ذوب پایین به دست آورد كه هم‌اکنون به آن پلی­یورتان گفته می‌شود. این پلی­یورتان به روش مذاب تهیه شد[11-1].

واژه­ی پلی­یورتان به معنی پلیمری است كه دارای پیوند یورتانی می‌باشد. درواقع، پلی‌یورتان‌ها در ساختمان مولكولی خود دارای گروه‌های یورتانی با توجه به تركیبات شیمیایی زنجیره می‌باشند. پلی‌یورتان به‌طورمعمول علاوه بر گروه یورتانی شامل گروه‌های هیدروکربنی آروماتیک و آلیفاتیك، استرها، اترها، آمیدها، اوره و گروه‌های ایزوسیاناتی هم می‌باشد[8،1].

پلی­یورتان­ها در كاربردهای وسیعی مورداستفاده قرار می‌گیرند. شكل (1-1) نشان‌دهنده‌ی كاربردهای وسیع آن‌ ها می‌باشد كه به هفت گروه: قالب انعطاف‌پذیر، فوم سخت، ورقه­ های انعطاف‌پذیر، الاستومرهای جامد، قالب‌گیری تزریقی واکنشی (RIM)[3]، ماده پوششی و دوجزئی تقسیم می­ شوند[8،1].

2-1- شیمی پلی­ یورتان­ها

گروه ایزوسیانات می ­تواند با موادی كه دارای هیدروژن فعال هستند و هم‌چنین با خود واکنش دهد[11،1]. زمانی كه ایزوسیانات­ها با موادی شامل حداقل دو هیدروژن فعال در هر مول واكنش می‌دهند، یک پلیمر به صورت فوم نرم یا سخت، الاستومرها، پوشش‌ها و چسب­ها تولید می­ شود[9]. طرح (1-1) نشان‌دهنده‌ی تشکیل پیوند

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 یورتانی می­باشد. بر اثر واکنش میان گروه ایزوسیاناتی با گروه هیدروکسیلی پیوند یورتانی به وجود می­آید.

پلی­یورتان می ­تواند ساختار شیمیایی ترموپلاستیک یا ترموست و یا ساختار فیزیكی مانند فوم و الاستومر نرم را به خود بگیرد. تركیب شیمیایی پلی‌یورتان بر اساس نوع ایزوسیانات و پلی­ال می ­تواند متفاوت باشد[8].

مهم‌ترین مزیت پلی‌یورتان، استحكام بالا در دمای پایین، خاصیت فوم شوندگی سریع و مقاومت در برابر ساییدگی، ازن، اکسیژن و مقاومت در حضور رطوبت می‌باشد[8].

3-1- ترموپلاستیک پلی‌یورتان و کاربرد آن

ترموپلاستیک پلی­یورتان­ها، پلی­یورتان­هایی هستند كه اخیراً درزمینه‌ی فنّاوری یورتان­ها توسعه‌یافته‌اند. این پلیمرها معمولاً از واكنش یک دی­ایزوسیانات، یک پلی­ال (پلی­اتر یا پلی­استر) كه در انتهای زنجیر پلیمری خود عامل -OH دارد و یک زنجیرگستراننده مانند 1و4 بوتان‌دی‌ال، با وزن مولكولی کم‌ به دست می­آید[1].

ترموپلاستیک الاستومرها دارای سیستم دوفازی هستند، فاز سخت و جامد و فاز نرم و الاستومری كه با پیوند شیمیایی به هم ارتباط دارند. فاز سخت استحکام به این پلیمرها می­دهد و در برابر آن نیز، فاز نرم و الاستومری حالت انعطاف‌پذیری و الاستیکی به پلیمر می­دهد. فاز سخت شامل زنجیرگستراننده (مانند بوتان‌دی‌ال) و دی­ایزوسیانات‌ها (مانند MDI) می­باشد. فاز نرم شامل پلی‌ال پلی‌اتری یا پلی‌ال پلی‌استری می­باشد. هر دو فاز دمای ذوب و انتقال شیشه ­ای متفاوتی دارند كه به طور طبیعی، فاز سخت دمای ذوب بالاتری دارد. به همین دلیل، پلیمر در دمای بالاتر از دمای ذوب به صورت مذاب ویسكوز همگنی تبدیل می­ شود كه باعث فرایند شدن به روش­های مختلف می‌گردد[15،10].

قسمت ­های سخت زنجیر پلی­یورتان که در زنجیر تكرار می­شوند، قطبی هستند و به علت نیروی جاذبه قوی دوطرفه، تجمع پیدا کرده و به صورت بلوری و یا نیمه بلوری در ماتریس پلیمری درمی‌آیند. قسمت ­های نرم دارای ویژگی الاستومری به همدیگر به صورت خطی از طریق پیوند عرضی متصل شده ­اند[13].

این پلیمرها دارای خواص فوق‌العاده خوبی ازجمله: خاصیت ضد ساییدگی عالی، مقاومت مكانیكی بالا، انعطاف‌پذیری در دمای پایین، قدرت تحمل وزن زیاد، مقاومت در برابر آب، روغن­ها و حلال­ها، قابلیت تراش و خواص كشسانی زیاد هستند. از كاربردهای آن می‌توان به جایگزین بسیار مقاوم چرم برای استفاده در صنعت كفش، وسایل ورزشی، لوازم پزشكی، پوشش كابل­ها، استفاده در هرجایی كه براثر برخورد اجسام تیز به مقاومت سایش و مقاومت پارگی بالا نیاز باشد، تسمه‌نقاله‌ها، ضربه‌گیرها، عایق­های صدا، در سازه­های بتنی، شیلنگ نوار زهی پنجره­ها، انواع واشرها و نظایر آن اشاره نمود[1].

روش­های مورد استفاده در فرایند ترموپلاستیك­های پلی­یورتان همانند دیگر ترموپلاستیك­ها شامل تزریق، اكستروژن، غلطک­زنی و شکل‌دهی حلالی می‌باشد و این ترموپلاستیك­ها دارای خواص الاستومری بسیار خوب، مقاومت كششی، سایشی و مقاومت در مقابل عوامل محیطی بسیار عالی هستند[1].

[1] Naphthalene-1,5-Diisocyanate

[2] Methylene Diphenyl Diisocyanate

[3] Reaction Injection Molding

:

در اواخر دهه 1950 و اوایل 1960، برنامه های فضایی آمریکا و شوروی سابق زمینه را برای تهیه پلاستیکهای گرما مقاوم فراهم کرد. به تازگی تولید کنندگان وسایل نقلیه زمینی نیز می­کوشند در وزن صرفه جویی کنند. در این راستا مصرف سوخت را با جایگزین کردن قطعات فلزات سنگین با پلاستیکهای سبک پایین می­آورند. در بسیاری از محصولات پلاستیک­ها را به سبب مزیت سادگی قالب­پذیری آنها به شکل­های پیچیده به کار می­برند. در بیشتر این موارد نیز لازم است پلیمرها در مقابل گرما مقاوم باشند؛ بنابراین پلیمرهای مقاوم در برابر گرما انتخاب خواهند شد، اگر چه کاربردهای الکتریکی و حمل و نقل بیشترین تقاضا را برای بکارگیری این مواد دارند اما مواد مقاوم در برابر گرما بطور روز افزون در کاربردهای مختلفی که در آنها مواد در معرض دمای بالا قرار دارند مانند سشوار، اتو، نان برشته­کن، «آون» خانگی، مایکروویو و موارد مشابه بکار برده می­شوند ]37[.

1-1- پلیمرهای با عملکرد بالا

در نتیجه، تحقیقات کاربردی اخیردر این راستا متمرکز شد تا فرایندپذیری و حلالیت آنها را به منظور وسعت قلمرو تکنولوژی کاربرد این نوع پلیمرها، افزایش دهند. اخیراً تلاشهای بسیار زیادی برای توسعه­ خواص با عملکرد بالای پلی­آمید­ها برای دسترسی به پلیمرهای الکترو یا فتولومینسانس، اسمزمعکوس، غشاءهای تبادل یون و یا تبادل گاز، پلیمرهای فعال نوری، نانوکامپوزیت­ها، با دارا بودن عملکرد مافوق بالای ترمومکانیکی، انجام گرفته است]34[.

2-1- پلی آمیدها

پلی­آمیدها در طبیعت بصورت پروتئین‌ها و الیاف طبیعی مانند ابریشم و پشم و بصورت سنتزی در الیاف مصنوعی و پلاستیك‌ها یافت می‌شوند. اولین توسعه مربوط به پلی‌آمیدها با كار كاروترز^[1] پدر شیمی پلیمر در آمریكا، در سال 1935 میلادی آغاز شد. كاروترز، با بهره گرفتن از واكنش هگزا متیلن دی‌‌آمین و آدیپیک اسید موفق به تهیه پلی‌(هگزا متیلن آدیپامید) شد كه بعدها توسط کمپانی دوپونت^[2] نام تجاری نایلون-6،6 بر روی این پلی‌آمیدها نهاده شد [23].

خرید اینترنتی فایل کامل :

 

 

پلیمر نامبرده از نظر استحكام، سختی، انعطاف­پذیری، مقاومت سایشی و حرارتی، قابلیت رنگ­پذیری و مقاومت در برابر حلالهای آلی بسیار ممتاز شناخته شده است. چند سال بعد الیاف نایلون بصورت تجاری به تولید بی‌سابقه خود رسید. تقریباً سالانه 150000 تن از این پلیمر در كاربردهای خاصی نظیر پلاستیك­ها، ظروف آشپزخانه، الیاف بافته شده ، قطعات الكتریكی و مصارف دیگر استفاده می‌شود. در آن زمان پلی‌آمیدی كه از پنتا متیلن دی‌آمین و سباسیک اسید تهیه شد بدلیل استحكام بیشتر نسبت به ابریشم و بی­اثر بودن نسبت به رطوبت و حلالهای آلی، جایگزین مناسبی در الیاف مصنوعی شناخته شد. بعد از آن در سال 1939 میلادی در آلمان، اشکلاك^[1] و همكارانش با بهره گرفتن از كاپرولاکتام موفق به سنتز نایلون 6 شدند.

 هر چند كه سایر نایلونهای مثل نایلون -6,4 ، 10,6 ، 12,6 ، 12,8 و غیره نیز بصورت خاص سنتز شده‌اند، اما حدود 80% از بازار كلی پلیمرهای نایلونی توسط نایلونهای 6 و 6،6 اشباع شده است [6].

[1] . Schlack

[1] . Carothers

[2] . Dupont

[1] .Aramids

[2] .Arimids

[3]. kevlar

[4]. kapton