محققان مؤسسه پژوهشی علوم و فناوری رنگ و پوشش با همکاری یک شرکت تولیدی ایرانی برای افزایش مقاومت خطوط انتقال نفت و گاز در برابر خوردگی موفق به تولید چسب‎های حساس به فشار ضد خوردگی با خواص فیزیکی و مکانیکی بهبود یافته شدند. خوردگی در صنایع نفت و گاز، از اهمیت زیادی برخوردار است، با توجه به حجم زیاد لوله‎های مورد استفاده در این صنایع و نیز انتقال مواد به کمک این لوله‎ها، تعویض آنها بسیار مشکل و انرژی بر است، به همین دلیل افزایش مقاومت لوله‎ها در مقابل خوردگی امری ضروری است که صنایع زیادی خواهان رفع این مشکل هستند. جهت رفع این مشکل، طرحی در قالب یک پایان نامه مبتنی بر نیاز صنعت انجام شده که به طور اختصاصی به افزایش مقاومت به خوردگی لوله‎های مدفون انتقال نفت و گاز به کمک عایق کاری آنها با چسب‎های حساس به فشار پرداخته است، در طراحی این چسب‎ها از فناوری نانو استفاده شده است.

سید ادریس حسینی، مجری طرح، نوار چسب‎های حساس به فشار ضد خوردگی به دلیل برخورداری از ویژگی‎هایی همچون قابلیت اعمال آسان (در محل پروژه و کارگاه) و نداشتن محدودیت‎های مکانی جهت استفاده از این نوع پوشش، باعث شده بازار جهانی همواره تمایل بیشتری به استفاده از آنها در صنایع مختلف داشته باشد. حسینی ادامه داد: این چسب‎ها به عنوان پوشش اصلی و یا تعمیری در خطوط اصلی و علمک‎ها (در معرض دمای بالا) مورد استفاده قرار می‎گیرند، پوشش‎های نواری ضد خوردگی موجود در کشور دارای محدودیت دمای سرویس هستند و ممکن است از سطح جدا شوند، لذا با توجه به پایین بودن طول عمر مفید پوشش‎های موجود، نیاز به افزایش کیفیت آنها و پایین آوردن هزینه‎های هنگفت تعمیر و تعویض لوله‎ها، به صورت جدی وجود دارد. به گفته این محقق، تا کنون محصولات تولیدی شرکت‎های بزرگ آلمانی و آمریکایی در اختیار صنعت نفت، گاز و آب قرار گرفته است، از این رو در این طرح تلاش شده با تکیه بر دانش فنی متخصصین داخلی و علم رنگ و پلیمر، گامی به سوی ایجاد دانش فنی تولید این محصول با کارایی بالاتر و قابل رقابت با نمونه‎های خارجی برداشته شود.

حسینی بیان کرد: در واقع تلاش ما برای دستیابی به محصولی با گستره دمایی منفی ۱۰ درجه سانتی‎گراد تا ۸۰ درجه سانتی‎گراد بوده است، این محصول، باید تا دمای سرویس ۵۰ درجه سانتی‎گراد رفتاری مبتنی بر ساختار ترموپلاست و در بازه‎ی دمای سرویس ۵۰ تا ۸۰ درجه سانتی‎گراد رفتاری مبتنی بر ساختار ترموست را دارا باشد و بیشترین چسبندگی و پیوستگی (ارتقای خواص مکانیکی) ممکن را از خود نشان دهد. وی افزود: این امر با تغییر در فرمولاسیون این چسب‎ها و استفاده از نانو ذرات خاصی دنبال شده است، طبق نتایج آزمایش‎های صورت گرفته، این نانو ذرات انسجام چسب و به طبع آن دمای سرویس محصول نهایی را بالا می‎برند.

ایرنا

محققان دانشگاه صنعت نفت آبادان با حمایت شرکت واکنش صنعت پارت، اثر استفاده از نانو ذرات آئروژل را در ساختار پوشش‌ها بررسی کرده‌اند. در این طرح یک نمونه‌ آزمایشگاهی از پوششی بر پایه‌ رزین اپوکسی تولید شده که افزون بر خاصیت عایق حرارتی، از خواص ضد خوردگی مناسبی نیز برخوردار باشد. آئروژل‌ها موادی با ساختار نانو، تخلخل بالا، تراکم کم و ضریب انتقال حرارت بسیار پایین هستند. این ماده هیچ گونه اثر مخربی برای محیط زیست و انسان نداشته و همچنین خواص آب گریزی بسیار بالایی دارد. این ویژگی‌ها سبب شده که از آئروژل‌هایی همچون آئروژل سیلیکا، به وفور در ساخت عایق‌های حرارتی و صوتی استفاده ‌شود. به گفته‌ کاظم اکبرزاده، مجری طرح، با وجود استفاده‌ گسترده از این ماده در ساخت عایق‌ها، تاکنون تحقیقاتی در خصوص استفاده از آنها به عنوان یک نانو ذره‌ی ضد خوردگی در پوشش‌ها صورت نگرفته است. لذا در این طرح تلاش شده تا رفتار پیشگیری از خوردگی پوشش نانو کامپوزیتی آئروژل سیلیکا / اپوکسی بر روی فولاد کربنی با استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی بررسی شود.

اکبرزاده در ادامه افزود: پوشش‌های آلی مانند پوشش اپوکسی، به طور گسترده‌ برای جلوگیری از خوردگی سازه‌های فلزی استفاده می‌شود. دلیل این امر این است که اعمال کردن این پوشش‌ها در سازه‌ها آسان است و هزینه‌ معقولی دارد. عملکرد رزین‌های اپوکسی می‌تواند با انتخاب رنگدانه‌ها، پر کننده‌ها و مواد افزودنی مناسب بهبود یابد. همانگونه که بیان شد هدف این طرح ساخت پوششی بود که هم خاصیت خوردگی و هم خاصیت عایق حرارتی داشته باشد. برای این منظور از نانو ذرات آئروژل سیلیکا به عنوان مواد افزودنی استفاده شد و علاوه بر خواص مدنظر، استحکام چسبندگی این پوشش به سطح قطعه، در اثر افزودن نانو ذرات آئروژل نیز مورد بررسی قرار گرفت. به گفته‌ این محقق، نتایج آزمایش‌های صورت گرفته نشان داده که استفاده از نانو ذرات آئروژل باعث بهبود خواص خوردگی، خواص چسبندگی و خواص مکانیکی پوشش نسبت به نمونه‌ بدون نانو ذرات می‌شود. به عنوان مثال افزودن مقدار بهینه‌ این نانو ذرات، مقاومت در برابر خوردگی پوشش را حدود ۹ برابر افزایش می‌دهد.

با تکمیل آزمایش‌ها و دستیابی به تولید انبوه، می‌توان از این پوشش در خطوط لوله، مخازن ذخیره و مخازن تحت فشار، جهت پوشش دادن قطعات در معرض خوردگی و دمای بالا، استفاده کرد. همچنین می‌توان از این پوشش در صنایع هوا فضا جهت پوشش دادن هواپیماهای نظامی نیز استفاده کرد. اکبرزاده در توضیح اقتصادی بودن هزینه‌ ساخت این پوشش عنوان کرد: رزین اپوکسی، رزینی مقرون به صرفه، همراه با خواصی فوق العاده است. نانو ذره‌ آئروژل نیز ماده‌ای غیر سمی و کم هزینه است. پس تهیه‌ مواد اولیه مشکل نیست. همچنین روش ارائه شده در این طرح برای ساخت نمونه نیز ساده بوده و هزینه‌ چندانی نداشته است. این طرح به سفارش شرکت واکنش صنعت پارت در قالب پایان نامه‌ کارشناسی ارشد کاظم اکبرزاده و با همکاری دکتر محمدرضا شیشه ساز، دکتر داوود زارعی و دکتر ایمان دانایی از دانشکده‌ نفت دانشگاه صنعت نفت آبادن انجام شده است. این پایان نامه توسط ستاد ویژه‌ توسعه فناوری نانو، به عنوان یک پایان نامه‌ مورد نیاز صنعت تایید شده است.

ایسنا

برای رسانا کردن پلیمر ها سه روش وجود دارد:

 -  1  ایجاد پلیمری با زنجیر اصلی نیمه رسانا که دارای باند دوگانه یک درمیان باشد که با عملیاتی به نام دوپینگ رسانایی آن افزایش می یابد.
در این روش پلیمرها بدون اضافه کردن مواد هادی رسانای الکتریسته می شوند. وجه مشترک تمامی پلیمرهایی که با این روش، قابلیت هدایت الکتریکی پیدا می کنند، این است که پیوندهای ساده و دوگانه در ساختار مولکول آنها به صورت یک در میان قرار دارند. در حالت دوپینگ شده برخی از پیوندهای دوگانه آزاد می شوند و ابرهای الکترونی در طول زنجیر تحرک پیدا می کنند. در این حالت هدایت الکتریسته برای برخی از پلیمرها تا 400 هزار زیمنس بر سانتی متر هم می رسد.

عمده ترین مشکل در این نوع رسانا سازی پایداری کم حالت هدایت الکتریکی است. برای برخی پلیمرها پس از چند هفته، هدایت به میزان توانهایی از ده کاهش می یابد. مشکل دیگر این نوع هادی سازی این است که پلیمرهای دوپینگ شده، غیر قابل ذوب و نامحلول هستند و در نتیجه فرایند آنها در صنعت تقریباً غیر ممکن است.این روش مستلزم طراحی و ساخت راکتور و بدست آوردن دانش فنی تولید این مواد است که مانع استفاده گسترده از این روش شده است.


-2    قرار دادن پوشش رسانای الکتریسته بر روی پلیمر
در این روش روکش کاری ضمینه پلیمری با فلزات، اکسیدهای فلزی یا نیمه هادی ها انجام می شود.مهمترین مشکل در این نوع رسانا سازی این است که روکش ها اغلب با استفاده از فرآیند (نشت بخارات در خلاء) بر روی سطح پلیمر کشیده می شوند ، اغلب یا از نظر شیمیایی- در اثر اکسایش در هوا- ویا از نظر مکانیکی- مقاومت سایشی و چسبندگی – ناپایدار هستند. همچنین گران بودن برخی فرآیند های فیزیکی که برای این منظور استفاده می شود و عدم کارایی در برخی از کاربردها ازمشکلات استفاده از این روش است.


  - 3افزودن ماده رسانای الکتریسته به آمیزه پلیمری 
امروزه مواد افزودنی گوناگونی برای ایجاد هدایت الکتریکی پلیمرها در دسترس است از جمله می توان به: نیکل، نقره ، فولاد ضد زنگ و نیز کربن در شکل و اندازه های مختلف مانند پودر، پولک و الیاف کوتاه و بلند اشاره کرد. استفاده از فیبریل ها به تازگی در کاربردهای مختلف نظیر رنگ آمیزی الکتروستاتیک و تلف کننده های بار الکتریسته ساکن رواج یافته است. از فیبریلها بیشتر در قطعات پلاستیکی قالب گیری شده داخلی و خارجی خودروها استفاده می شود. از دیگر موارد کاربردی می توان به سپرهای حفاظتی در برابر امواج الکترومغناطیسی یا امواج رادیوی(EMI/RFI) ، تلف کنده ای بار الکتریسته ساکن(ESD) و پلیمرهای هادی حساس به دما یا فشار اشاره کرد.

در میان افزودنیها مختلف برای ایجاد هدایت الکتریکی، دوده، به دلیل ارزان تر و سبک تر بودن در مقایسه با دیگر مواد، متداول ترین و موثر ترین ماده برای ایجاد هدایت الکتریکی تلقی می شود. با افزودن دوده به پلیمر ، میزان هدایت افزایش می یابد اما به موازات آن، فرایند اختلاط و تولید مشکل تر شده و خواص مکانیکی کاهش می یابد. همچنین به دلیل گران تر بودن دوده های هادی نسبت به پلیمرها ، استفاده مقدار زیاد آنها هزینه نهایی تولید را افزایش می دهد.

کاربردها

قاب عینک، مسواک، دسته ابزار، روکش های شفاف، قطعات فلزی شده (انعکاس دهنده ها و غیره)، لوله جوهر خودکار.

ویژگی ها

سخت، شفاف، محکم (حتی در دماهای پایین)، جذب الکتریسیته ساکن پایین، به راحتی قالب گیری می شود و قیمت پایین....

ادامه مطلب...