سیر تحول پلاستیک ها و روش های نوین در تولید و بازیافت

فهرست مطلب:

عنوان صفحه

مقدمه ای بر پلاستیک ها _______________________________ 3

تاریخچه پلاستیک ها ___________________________________ 3

سیر تکاملی پلاستیک ها ________________________________ 4

پلیمرها ______________________________________________ 6

دسته بندی پلیمر ها _____________________________________ 7

لاستیک ______________________________________________ 7

آزمون‌های پلاستیک ‌ها ___________________________________ 7

ماشینکاری و عملیات پرداخت نهایی روی قطعات پلاستیکی کامپوز ___11

فرآیند های قالبگیری __________________________________ 12

قالب گیری مواد ترموست دانه ای و صفحه ای ________________ 15

انواع محصولات پلاستیکی اکسترود شده ___________________ 17

اصول پایه در طراحی محصولات پلاستیکی ___________________ 18

فهرست بعضی از اصطلاحات فنی ________________________21

سازمان‌های مربوط به صنعت پلاستیک ___________________ 23

جدول تاریخچه زمانی پلاستیکها _______________________24

مقدمه ای بر پلاستیک ها

واژه پلاستیک دارای ریشه یونانی و مشتق از واژه یونانی Plastikos به معنی "شکل دادن یا جای دادن درون قالب برای قالبگیری" می باشد. انجمن صنعت پلاستیک SPI یک توضیح بسیار دقیق تر و مشخص تری را در این خصوص ارائه می کند. این انجمن پلاستیک ها را به شرح زیر مشخص و تعریف می کند: "هر یک از گروههای بزرگ و متفاوتی از مواد به طور کامل یا در بخشی از ساختار شیمیایی خود شامل ترکیباتی از کربن با اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن و یا سایر عناصر آلی و معدنی می باشند به طوری که در حالت نهایی خود، حالت جامد به خود می گیرند و در چند مرحله از فرایند ساخت و تولید خود نیز، شکل مایع به خود می گیرند و درنتیجه قادر به تشکیل اجسامی سه بعدی در شکل های گوناگون می باشند که فرایند شکل دادن آ نها، نتیجه استفاده از گروه های مواد به طور منفرد یا متصل شده به هم در کنار یکدیگر تحت تأ ثیر حرارت و فشار می باشد." ‏یک شیمیدان انگلیسی به نام جوزف پریستلی (Joseph Priestley)، اولین باو واژه لاستیک Rubber ‏را متداول کرد، پس از اینکه او متوجه شد که تکه ای از لاتکس طبیعی بخوبی نوشته های مدادی را پاک می کند. لاستیک طبیعی را در گروه بزرگی از پلیمرها موسوم به "الاستومرها یا کشپارها Elastomers " می توان جای داد. الاستمرها،مواد پلیمری طبیعی یا سنتتیک می باشند که تا حد %200 طول اولیه خود و در دمای اتاق می توانند کشیده شوند و تقریبا به طور سریعی به طول اولیه خود برگردند.

تاریخچه پلاستیک ها

امروزه تصور زندگی کردن بدون وجود پلاستیک ها بسیار ‏سخت و دشوار می باشد.درفعالیت های روزمره به کالاهای پلاستیکی همانند بطریها، شیشه های عینک، تلفن ها، نایلون ها و بسیاری از اشیا پلاستیکی دیگر وابسته ایم. درهر صورت، بیش از یکصد سال از تاریخچه پلاستیک ها به شکل کنونی در زندگی ما نمی گذرد و صد سال پیش آ نها به صورت امروزی وجود نداشتند. تا مدتها قبل از توسعه پلاستیک های تجاری، برخی از مواد موجود، خواص منحصر به فردی را از خود به نمایش گذارده اند. اگر چه پلاستیک ها قوی، نیمه شفاف، دارای وزن سبک می باشند وقابلیت قالبگیری دار‏ند، فقط تعداد بسیار اندکی از مواد وجود دارند که چنین خواصی را به صورت درهم آمیخته با هم و با کیفیت مطلوب ازخود نشان می دهند. امروزه از این مواد، به عنوان پلاستیک های طبیعی نامبرده می شود.‏پلاستیک های طبیعی در طی قرون متمادی از ترکیب و تلفیق خواص زیر بهره مند شده اند: وزن سبک، استحکام مکانیکی، مقاومت در برابر نفوذ آب، مات بودن و نیم شفافیت و قابلیت قالبگیری. توانایی بالقوه آ نها آ شکار بود ولیکن آ نها موادی بودند که جمع آوری شان دشوار بود یا فقط در حجم ها و یا ابعاد محدود در دسترس بودند. در سرتاسر دنیا، افراد بسیاری تلاش کردند تا پلاستیک های طبیعی را بهبود بخشیده، بهینه سازند و یا اینکه جایگزینها یی را برای آ نها پیدا کنند. ‏در فرایند ساخت و تولید پلاستیک های طبیعی اصلاح شده، مواد خام طبیعی همانند بذرهای پنبه یا کتان یا لاستیک صمغی به شکل های جدید و بهتری مبدل شدند. سلولوئید مزایا و کیفیت افزون تری نسبت به شاخ داشت که برتری آ ن را در عمل نشان می داد. ولیکن مواد اصلاح شده هنوز دو نخستین جزء تشکیل دهنده شان بر پایه منابع طبیعی استوار بودند.تا قبل از توسعه باکلیت امکان ساخت ماده ای که بتواند در کارخانه تهیه و ساخت شود و در عین حال با طبیعت رقابت کند، وجود نداشت. باکلیت، دریچه های توسعه گروهی از پلیمرهای سنتتیک را باز کرد که برای فراهم کردن شرایط خاص، تنظیم و طراحی شدند. ‏کاوش و تحقیق برای مواد بهبود یافته تا به امروز ادامه دارد. بسیاری از الیاف جدید نتیجه تلاش برای ساخت ابریشم مصنوعی(Artificial silk) می باشد. مواد مرکب (Compositematerials) هم اکنون در کلیه کاربردها یی که قبلا مخصوص فلزات بود، مورد استفاده قرار می گیرد. امکانات برای یافتن جانشین های جدید به نظر بی انتها و پایان ناپذیر می ایند.

سیر تکاملی پلاستیک ها

 پلاستیک های طبیعی

 مواد طبیعی اصلاح شده

 پلاستیک های سنتتیک یا مصنوعی قدیمی

 پلاستیک های سنتتیک تجاری

پلاستیک های طبیعی • شاخ • لاک شیشه ای • گوتاپرشا(نوعی از کائوچوی طبیعی با ساختار ترانس)‏مواد طبیعی اصلاح شده قدیمی • لاستیک • ‏سلولوئید پلاستیک های مصنوعی یا ساخته شده قدیمیپلاستیک های مصنوعی تجارتی

پلاستیک های طبیعی

نقطه شروع این پلاستیک ها در انگلستان قرون وسطی بود. • شاخ • لاک شیشه ای یا شلاک (shellac) :در حوا لی سال های 1290 میلادی وقتی که مارکوپولو از سفر خود به آ سیا، به اروپا بازگشت، لاک شیشه ای را با خود به همراه آورد. او لاک شیشه ای را در هندوستان پیدا کرد، جایی که مردم، قرن ها بود که از آن استفاده می کردند. آنها خواص بی نظیر یک پلیمر طبیعی را که از حشرات به جای شاخ گاو به دست می آمد، کشف کرده بودند.حشره ای که پلیمر را تولید می کرد، بچه حشره ساس مانندی بود که Lac ‏نامیده می شد که در نواحی هندوستان و آسیای جنوب شرقی زندگی می کند. • گوتا وپرشا Gutta percha یا لاستیک طبیعی با ساختار ترانس:گوتا پرشا، یک پلیمر طبیعی با خواص قابل ملاحظه می باشد. آن از طریق درختان گوتا پلاکوئیوم ( Palaquium gutta trees‏) که یک درخت بومی مخصوص منطقه شبه جزیره مالایا می باشد، تهیه می شود. در سال 1843، William montgomeria گزارش کرد که درMalaya، از گوتا

پرشا برای ساختن دستگیره های چاقو استفاده می شود.

کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

1- مقدمه
امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.
تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.
در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد.
تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:
آسفالت با مشکلاتی نظیر ترک خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمکها، جمع شدن بر اثر گرما یا شکننده شدن بر اثر سرما و … روبروست.
توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد که اصطکاک لازم را ایجاد کرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.
طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی که تا کنون برای این منظور به کار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.
در این مقاله سعی شده است به دو کاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:
1- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.
2- استفاده از شبکه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.
3- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2
قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به کار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشکیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یک ماده ویسکو الاستیک عمل می‌کند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد. با این همه، برخی از مشکلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، کنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و … مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.
یکی از راههای اصلاح یک ماده اضافه کردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.
پلیمرها از اولین مواد اصلاح کننده ای بودند که برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:
منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.
با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه کرد (تنوع).
پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).
اواسط دهه 70 میلادی یک شرکت نفتی توانسته با اضافه کردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد کمی‌بعد با کشف 4SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.
EVA ها پلاستیک5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.
اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

فهرست مطالب

1- مقدمه 1
2-1 بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر 3
2-2 مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری 5
2-3 مشکلات استفاده از قیر پلیمری 7
3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت 8
3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟ 9
3-2 مشخصات فیزیکی مشهای تسیلح 10
3-3- موارد استفاده 11
3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح 12
4- نتیجه گیری 12مراجع 13
ژوتکستایل 14
1- مقدمه 14
2- کاربرد ژئوتکستایلها در جداسازی لایه های خاک (separation) 17
3- کاربرد ژئوتکستایلها در تسلیح خاک 18
3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتکستایل 19
3-2 پایداری شیروانیهای خاکی توسط ژئوتکستایل 22
3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتکستایل 24
3-4 افزایش شیب مجاز شیروانیها 25
3-5 پایداری شیروانیهای خاکی بوسیله ژئوتکستایل 26
4- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان فیلتر 27
5- کاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر 28
6- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان زهکشی 31