1-6-3-کاربردهاي ديگر کامپوزيت ها…………………………………………………………………16
1-8-4- ساخت کامپوزيت……………………………………………………………………………….17
1-8-5-روش هاي ساخت نانوکامپوزيت……………………………………………………………….18
1-9-کاربرد تکنولوژي غشا…………………………………………………………………………….19
1-10-محورهاي اصلي کاربرد غشاها…………………………………………………………………19
1-10-1صنعت آب و فاضلاب………………………………………………………………………….19
1-10-2-صنايع غذايي…………………………………………………………………………………..20
1-10-3-صنايع دارويي و پزشکي……………………………………………………………………..20
1-10-4-تصفيه هوا و خالص سازي گازها……………………………………………………………20
1-10-5-کاربردهاي ديگر………………………………………………………………………………21
1-11-غشاهاي بستر آميخته……………………………………………………………………………..21
1-12-انواع غشاها……………………………………………………………………………………….22
1-13-مدل حلاليت نفوذ………………………………………………………………………………….22
1-14-تجهيزات لازم بررسي ساختار عملکرد غشاها…………………………………………………25
1-15-تاريخچه گسترش غشا…………………………………………………………………………….25
1-16-تاريخچه غشاهاي بستر آميخته…………………………………………………………………..26
بخش دوم: مواد، تجهيزات و کارهاي تجربي…………………………………………………………..28
2-1-انتخاب مناسب فاز پليمري…………………………………………………………………………29
2-1-1-غشاي پليمر پلي سولفون………………………………………………………………………..29
2-1-2-دلايل انتخاب نانوکلي و نانوسيليکا و پليمر…………………………………………………….31
2-2-کارهاي تجربي……………………………………………………………………………………..33
2-2-1-مواد و تجهيزات…………………………………………………………………………………33
2-2-2-ساخت غشا……………………………………………………………………………………….33
2-2-2-1-ساخت فيلم غشاي پليمري اولترافيلتراسيون PSf…………………………………………..33
2-2-2-2-ساخت غشاهاي نانوکامپوزيتي………………………………………………………………34
2-2-3-شار آب خالص…………………………………………………………………………………..35
2-2-3-1-مدول غشايي………………………………………………………………………………….35
2-2-3-2-آزمون تراوش…………………………………………………………………………………35
2-2-3-3-نحوه انجام آزمايش ها………………………………………………………………………..35
2-2-3-4-محاسبه ميزان آب خالص عبوري غشا……………………………………………………..36
2-3-روش هاي ارزيابي ساختاري……………………………………………………………………..36
بخش سوم: نتايج و بحث…………………………………………………………………………………37
3-1-ارزيابي ساختاري………………………………………………………………………………….38
3-1-1-طيف سنجي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) ……………………………………………..38
3-1-2-آناليز ميکروسکوپ الکتروني روبشي (FESEM)………………………………………….39
3-1-3-ميکروسکوپ نيروي اتمي(AFM) …………………………………………………………..42
3-2-نتايج آزمايش هاي جداسازي مايعات……………………………………………………………..45
3-2-1-آزمون تراوايي………………………………………………………………………………….45
بخش چهارم: نتيجه گيري و پيشنهادات…………………………………………………………………51
4-1-نتيجه گيري…………………………………………………………………………………………52
4-2-پيشنهادات…………………………………………………………………………………………..54
مراجع…………………………………………………………………………………………………….55
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1-نمونه هايي از غشاهاي سراميکي…………………………………………………………….7
شکل 1-2-غشاي فلزي…………………………………………………………………………………….8
شکل 1-3-نمونه اي از غشاي مارپيچي…………………………………………………………………..9
شکل 1-4-فرآيند جداسازي نانوفيلتراسيون……………………………………………………………..12
شکل 1-5- فرآيند جداسازي اولترافيلتراسيون………………………………………………………….13
شکل 1-6-فرآيند جداسازي ميکروفيلتراسيون………………………………………………………….14
شکل 1-7-تقسيم بندي مواد………………………………………………………………………………15
شکل 1-8-فاز پيوسته و پراکنده در ساختار غشاهاي بستر آميخته……………………………………24
شکل 1-9- ساختار شيميايي پلي سولفون……………………………………………………………….27
شکل 2-1- آون مورد استفاده بهمنظور ساخت و خشک کردن غشا…………………………………..34
شکل 2-2- حمام آب و سيستم بازگشتي در ساخت غشا………………………………………………..34
شکل2-3- حمام اولتراسونيک مورد استفاده براي پخش کردن يکنواخت ذرات……………………..34
شکل2-4- مدول غشايي استفاده شده جهت اندازهگيري ميزان تراوايي……………………………….35
شکل3-1- طيف FTIR پلي سولفون خالص…………………………………………………………..38
شکل3-2- طيف FTIR نانوسيليکا………………………………………………………………………38
شکل3-3- طيف FTIR نانوکلي………………………………………………………………………..39
شکل3-4- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با 5/0% وزني نانوکلي………………….40
شکل 3-5- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با 1% وزني نانوکلي…………………..40
شکل 3-6- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با 2% وزني نانوکلي……………………41
شکل 3-7- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با 5% وزني نانو سيليکا………………..41
شکل 3-8- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با10% وزني نانو سيليکا………………41
شکل 3-9- تصوير FESEM از پلي سولفون آميخته شده با15% وزني نانو سيليکا……………….42
شکل 3-10- تصوير FESEM از پلي سولفون خالص……………………………………………….42
شکل 3-11- ريخت شناسي سطح غشاي پلي سولفون خالص توسط AFM ………………………..43
شکل 3-12- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 5/0% وزني نانوکلي توسط AFM…….43
شکل 3-13- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 1% وزني نانوکلي توسط AFM..43
شکل 3-14- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 2% وزني نانوکلي توسط AFM…44
شکل3-15- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 5% وزني نانو سيليکا توسط AFM…………44
شکل 3-16- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 10% وزني نانوسيليکا توسط AFM…….44
شکل 3-17- ريخت شناسي سطح غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون با 15% وزني نانوسيليکا توسط AFM……..45
جدول3-1-اثر حضور نانو کلي و نانو سيليکا بر تراوايي آب خالص در غشاي نانو کامپوزيتي پلي سولفون … 46
شکل 3-18- نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-نانوسيليکا با 5% وزني……….46
شکل 3-19-نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-نانوسيليکا با 10% وزني…….47
شکل3-20- نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-نانوسيليکا با 15% وزني…….47
شکل3-21- نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-خاک رس با 5/0%وزني……..48
شکل3-22- نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-خاک رس با 1% وزني……….48
شکل 3-23- نمودار مقايسه تراوايي بين پلي سولفون با غشاي پلي سولفون-خاک رس با 2% وزني…….49
چکيده
در حال حاضر غشاها جايگاه ويژه اي در صنايع جداسازي مختلف پيدا کرده اند و کاربردهاي وسيعي در زمينه هاي گوناگون جداسازي اعم از محلول هاي مايع و گازهاي مختلف دارا ميباشند. تکنولوژي غشا يکي از تکنولوژي هاي پرکاربرد در صنعت امروز است که حوزه کاربرد آن از صنعت آب و فاضلاب تا صنايع غذايي و دارويي گسترده است. بيشتر غشاهايي که اخيرا در فرايندهاي جداسازي غشايي گازها مورد استفاده قرار مي گيرند غشاهاي پليمري و غير متخلخل هستند و پايه عملکرد آنها مکانيسم حلاليت – نفوذ است. اين مکانيسم در مقياس مولکولي تراوش مولکولها از غشاء پليمر است. در اين مکانيسم فرض مي شود مولکول در يک طرف غشا جذب مي شود و از ميان فضاهاي خالي زنجيرهاي پليمر نفوذ مي کند و در سطح ديگر دفع مي شود.پليمر پلي سولفون به دليل دارا بودن خواص خوب مکانيکي، مقاومت شيميايي بالا و دماي تبديل شيشه اي بالا ، به مقدار زيادي در تهيه غشاهاي نامتقارن (معمولا در محدوده اولترافيلتراسيون و ميکروفيلتراسيون) مورد استفاده قرار ميگيرد.غشاهاي اولترا فيلتراسيون پلي سولفوني، ترشوندگي سطحي بسيار پاييني دارند.به واسطه برهمکنشهاي هيدروفوبي بين غشا و حل شونده هاي آبگريز، اين خاصيت در غشاهاي پلي سولفوني مشکلات انسداد زيادي را در پي خواهد داشت.همچنين غشاهاي پليمري نمي توانند به مشکل تناقض بين انتخابگري و تراوايي چيره شوند.به منظور افزايش آبدوستي غشاهاي پلي سولفون و بهبود خواص ساختاري غشا ، روشهاي متعددي وجود دارد ولي چند روشي كه از ابتداي كار توسعه بيشتري يافته‌اند عباراند از: پليمريزاسيون درجا ، تركيب محلول القا شدن، فرآيند ذوبي و روش بستر آميخته. در اين پژوهش نانو ذره خاک رس در آماده سازي اين غشاي نانوکامپوزيتي به روش بستر آميخته استفاده شده است.با غشاهاي بستر آميخته مي توان به انتخابگري بالا با همان مقدار تراوايي يا تراوايي بيشتر در مقايسه با غشاهاي پليمري موجود دست يافت. با اضافه کردن نانو ذرات معدني مي توان خواص جداسازي را بهبود بخشيد.
کلمات کليدي: غشاي نانوکامپوزيتي, اولترافيلتراسيون, نانوکلي, غشاهاي بستر آميخته
مقدمه
پيشرفت هاي کنوني در صنايع شيميايي و صنايع مشابه به سمت افزايش سرعت انجام فرآيندها و کاهش مصرف انرژي در طول فرآيند معطوف شده است. يکي از فرآيندهاي مهم و پرکاربرد در چنين صنايعي، جداسازي مواد مختلف مي باشد. براي انجام فرآيندهاي صنعتي اغلب بايد اجزاي ماده ي خام اوليه از هم جدا شده و محصول بدست آمده از اين فرآيندها نيز تفکيک و تخليص شود. از طرفي در اکثر صنايع، با درنظر گرفتن قوانين محيط زيستي، لزوم انجام فرآيندهاي جداسازي بيش از پيش به چشم مي خورد.
در حقيقت، اهميت فرآيندهاي جداسازي و دستگاه ها و تجهيزات مربوطه، به اندازه اي است که در بسياري از صنايع، بخش اعظم قيمت تمام شده ي يک محصول، مربوط به هزينه هاي جداسازي و خالص سازي آن محصول است. به همين دليل يافتن يک روش جداسازي ساده تر و با هزينه ي کمتر، مي تواند قابل تأمل باشد. در انتخاب يک روش جداسازي مناسب، بايد بازده آن روش ها، دسترسي به تجهيزات هزينه هاي جداسازي، هزينه ي ساخت و هزينه هاي انرژي، با در نظر گرفتن مسايل زيست محيطي و مسايل سياسي مورد ارزيابي کامل قرار بگيرد. همچنين بايد اهداف جداسازي در فرآيند مشخص شود، در يک فرآيند جداسازي، اهداف متفاوتي مانند تغليظ، تخليص، تفکيک و جابجايي تعادل واکنش مي تواند مدنظر باشد. در اين راستا غشاها براي جداسازي گونه هاي مختلفي از مواد در حالات جامد، مايع و گاز توسعه يافته اند. با اينکه روش جداسازي با غشاها نسبت به روش هاي ديگري چون تقطير، جذب سطحي، کريستاليزاسيون و استخراج مايع- مايع جديدتر است ولي با توجه به کارايي و سهولت استفاده طي دو دهه ي اخير، گسترش چشمگيري در استفاده از آن مشاهده شده است [1].
بيشتر غشاهايي که اخيرا در فرآيندهاي جداسازي غشايي مورد استفاده قرار مي گيرند غشاهاي پليمري و نامتخلخل اند و پايه عملکرد آنها سازوکار حلاليت-نفوذ است. اين سازوکار در مقياس مولکولي، تراوش مولکول ها از غشا پليمر است. در اين سازوکار فرض مي شود مولکول در يک طرف غشا جذب مي شود و از ميان فضاهاي خالي زنجيرهاي پليمر نفوذ مي کند و در سطح ديگر دفع مي گردد. مطابق مدل حلاليت-نفوذ، نفوذ مولکول ها از ميان غشا با دو پارامتر اصلي کنترل مي شود ضريب نفوذ و ضريب حلاليت. ضريب حلاليت برابر نسبت دو پتانسيل جذب مثل فشار جزيي تعريف مي شود [2]. براي عملکرد خوب غشا، هم تراوايي و هم گزينش پذيري بايد بالا باشد. هرچه تراوايي بالا باشد سطح مورد نياز غشا براي تصفيه گاز کمتر مي شود و گزينش پذيري بالا، خلوص گاز بالايي را در شرايط تراوايي يکسان مي دهد. در پليمرهاي شيشه اي (پليمرهايي که زير دماي گذار شيشه اي خود قرار دارند) مولکول هاي ريز مانند H2 و He سريع و مولکولهاي بزرگ مانند هيدروکربن ها به آهستگي از غشا عبور مي کنند. پليمرهاي تراوا گزينش پذيري پاييني دارند [2]. با وجود تمام اين مزايا غشاهاي پليمري نمي توانند به مشکل تناقض بين گزينش پذيري و تراوايي چيره شوند. در واقع غشاهاي غيرآلي مانند غشاهاي کربني داراي گزينش پذيري و تراوايي بالايي هستند اما در مقياس بزرگ ساخت آنها مشکل است با توجه به نياز بازدهي بالاي غشاها در غشاهاي پليمري و غيرآلي نوع جديد غشاها اخيرا به نام غشاهاي بستر آميخته گسترش يافته است. غشاهاي بستر آميخته غشاهاي ترکيبي هستند که در آنها جامد يا مايع يا هر دو به عنوان پرکننده در بستر پليمر جاسازي شده اند [3]. پژوهش برروي غشاهاي بستر آميخته از سال 1980 با سرعت قابل ملاحظه اي به صورت پيوسته رو به افزايش است. اکنون يافته هاي تجربي و آزمايشگاهي، برتري نسبي جداسازي غشاهاي بستر آميخته نسبت به غشاهاي پليمري خالص را نمايانگر ساخته است. با توجه به جديد بودن اين نوع از غشاها، فضاي کاري زيادي براي مطالعات آينده پيش رو قرار دارد [3]. در اين پژوهش برروي ساخت غشاهاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون به روش بستر آميخته و بررسي عملکرد اين غشاها تمرکز شده است. به منظور بررسي عملکرد غشا در شرايط مختلف، آزمايش هاي تراوش و آناليزهاي ساختاري صورت گرفته است. در اين پژوهش، اثر پارامترهاي مختلف بر عملکرد غشا و اثر فشار بر تراوايي و گزينش پذيري غشا بررسي شده است. لازم به ذکر است که ساخت غشاهاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون به روش بستر آميخته، جديد و براي اولين بار مي باشد.
اين پايان نامه در چهار بخش تنظيم شده است. در بخش اول، مقدمه اي در مورد غشاها و انواع آنها، فرآيندهاي غشايي از جمله اولترافيلتراسيون، کامپوزيت ها، ويژگي هاي غشاهاي بستر آميخته ارايه شده است. همچنين در اين بخش اهداف تحقيق و فرضيه هاي ممکن نيز بيان شده است.
در بخش دوم، مواد و تجهيزات مورد استفاده در انجام اين پژوهش بيان شده و روش ساخت غشاي پليمري اولترافيلتراسيون پلي سولفون و غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون توضيح داده مي شود.
در بخش سوم، نتايج حاصل از ارزيابي هاي ساختاري انجام شده برروي غشاها بيان مي گردد و در ادامه نتايج حاصل از آزمون هاي تراوايي مورد بررسي قرار مي گيرد.
در بخش چهارم، نتيجه گيري و پيشنهادات جهت انجام پروژه هاي آينده ارايه گرديده است.
بخش اول
مطالعات کتابخانه اي
1-1-اهداف تحقيق
ساخت غشاي نانوکامپوزيتي پلي سولفون آميخته با خاک رس به روش بستر آميخته
دستيابي به يک غشاي نانوکامپوزيتي با ماهيت اولترافيلتراسيون جهت جداسازي و تصفيه مايعات
بهبود خواص غشا از جمله تراوايي و انتخاب پذيري
ارزيابي و بررسي غشاي ساخته شده
1-2-فرضيه ها
با استفاده از پليمر پلي سولفون مقاومت مکانيکي و شيميايي غشا افزايش مي يابد.
با استفاده از خاک رس آبدوستي غشاي پلي سولفوني افزايش مي يابد.
با اين روش تراوش پذيري و مقاومت غشا افزايش مي يابد.
جداسازي يونها و نمک ها از آب امکان پذير مي باشد.
با غشاهاي بستر آميخته مي توان به انتخابگري بالا دست يافت.
تعاريف و مفاهيم
1-3-غشا
غشا به عنوان يک فاز که اجزاي خوراک به صورت انتخابي از آن عبور مي کنند تعريف مي گردد. به عبارت بهتر، غشا به صورت فازي که اجزاي جداشونده با سرعت هاي متفاوت از آن عبور مي کنند عمل مي کند. در فرآيندهاي غشايي، جزيي که از غشا عبور مي کند به نام تراوش کرده1 و بخشي که نتواند از غشا عبور کند، نگه داشته شده2 ناميده مي شود که بر اساس هدف جداسازي هر کدام از آنها مي توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند. در حالت کلي، روش هاي غشايي در مواقعي که غلظت مواد کم باشد، کارايي بسيار زيادي دارند [4]. نيروي محرکه لازم در فرآيندهاي غشايي مي تواند بصورت اختلاف غلظت، فشار، دما و پتانسيل الکتريکي باشد. ساده ترين نوع غشاها براساس اختلاف اندازه ذرات عمل مي کنند که از اين نظر مشابه فيلترها هستند، ولي غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزيع اندازه ي آنها و نيز نحوه ي جريان، با فيلترها تفاوت دارند. کارايي غشاها با دو پارامتر تعيين مي گردند که شامل دبي عبور کرده از غشا و گزينش پذيري غشاها است. فرآيندهاي غشايي با داشتن مزايايي چون کاهش مصرف انرژي به دليل عدم تغيير فاز، حجم کم و عدم نياز به فضاي زياد، تنوع در شکل و اندازه، افت فشار کم و انتقال جرم زياد، بالا بودن راندمان جداسازي براي محلول هاي رقيق، نياز کم به مواد افزودني و حلال ها، ساده بودن طراحي غشاها و سهولت کاربرد آنها در مقياس هاي صنعتي و همچنين به دليل اينکه دوست دار محيط زيست هستند، از ساير روش هاي جداسازي متمايز شده اند. با اين حال اين روش معايبي از قبيل قطبش غلظتي و گرفتگي غشاها، طول عمر کوتاه غشا، انتخاب پذيري و دبي کم عبوري از غشاها و هزينه بالاي ساخت را دارد [2]. غشاها و فرآيندهاي غشايي جايگاه مهمي در تکنولوژي شيميايي بدست آورده اند و در طيف گسترده اي از برنامه هاي کاربردي استفاده مي شود.
1-4-تقسيم بندي غشا
به دليل کاربردهاي وسيع و جهت سهولت شناخت و استفاده از غشاها، تقسيم بندي آنها ضروري به نظر مي رسد که در اين بخش تقسيم بندي غشاها براساس معيارهاي مختلف آورده شده است.
1-4-1-تقسيم بندي بر اساس مکانيسم حاکم بر جداسازي
اگر جداسازي بر اساس اختلاف فشار باشد، به کمک روش هايي مانند ميکروفيلتراسيون، اولترافيلتراسيون، نانوفيلتراسيون و اسمز معکوس مي توان جداسازي را انجام داد. روش هايي که بر پايه اختلاف غلظت هستند شامل جداسازي گازي، غشاي مايع و دياليز مي باشد. در الکترودياليز، اختلاف ولتاژ و در روش تقطير غشايي نيز اختلاف دما به عنوان عامل جداسازي عمل مي کند.
1-4-2-تقسيم بندي بر اساس جنس غشا
غشاها به دو صورت عمده، غشاهاي بيولوژيکي (طبيعي) و غشاهاي سنتزي هستند که غشاهاي سنتزي شامل غشاهاي پليمري، سراميکي، فلزي و مايع مي باشد[5] که در ادامه، هر کدام از موارد توضيح داده مي شوند.
1-4-2-1-غشاهاي پليمري
از جمله غشاهاي پليمري مي توان به غشاهاي ساخته شده از جنس پلي پروپيلن، تفلون، پلي آميد، پلي ايميد و پلي سولفون اشاره کرد [6]. هر کدام از اين مواد بر اساس ساختار شيميايي خود، دما و pH محيط، حلاليت مواد و مقاومت آنها مورد استفاده قرار مي گيرند. تخلخل بالا يکي از ويژگي هاي مهم در غشاهاي پليمري است [7]. غشاهاي پليمري در بازيافت هيدروکربن ها و گازهايي به کار مي روند که در فرآيندهاي مربوطه وارد اتمسفر شده و يا سوزانده مي شوند، بنابراين از نظر کاهش آلاينده هاي محيطي مي توانند بسيار با ارزش باشند. غشاهاي پليمري که قابليت عبور ذرات بزرگتر مانند هيدروکربن هاي سنگين گازي را در مقايسه با ذرات کوچکتر مانند متان و ازت دارند، به صورت پيوسته تهيه مي شوند، قابليت انتخاب پذيري معکوس و عبوردهي بالاي اين غشاها، مزيت بسيار مهمي است که در کاربردهايي مانند خالص سازي گاز طبيعي که بخش عمده آن را متان تشکيل مي دهد، نياز به تقويت فشار مجدد گاز خالص شده را برطرف مي کند [7]. از غشاهاي تهيه شده مي توان در کاربردهاي ديگر مانند خالص سازي هيدروژن در پالايشگاه ها، بازيافت مونومر در واحدهاي پلي اولفين، بازيافت بخارات بنزين در انبارها و جايگاه هاي سوخت رساني و بسياري از کاربردهاي ديگر با ارزش افزوده بالا استفاده کرد. نياز به غشاهايي با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوري بالا، انتخاب پذيري بالا، پايداري شيميايي، مکانيکي و حرارتي مناسب، محققين را به سمت توسعه غشاهاي هيبريدي نانوکامپوزيتي (شامل مواد معدني پخش شده در ماتريس پليمري) سوق داده است [7].
1-4-2-2-غشاهاي مايع

غشا فازي است بين دو فاز ديگر که انتقال جرم بين آنها را کنترل مي کند. اگر اين فاز مياني يک مايع امتزاج ناپذير با دو فاز ديگر باشد، نقش يک غشا مايع را خواهد داشت. غشاهاي مايع به صورت غشاهاي امولسيوني، پايه اي و جرياني هستند. در غشاهاي امولسيوني از عوامل فعال کننده سطحي براي توليد امولسيون استفاده مي کنند. در غشا نوع دوم از مايعي در داخل يک جامد متخلخل با حفراتي در حد ميکرون استفاده مي کنند. در غشا جرياني هم، جريان مايع-مايع به صورت پيوسته برقرار بوده و حفرات را همواره پر نگه مي دارد [1].
1-4-2-3-غشاهاي سراميکي
اين غشاها که شامل اکسيد هاي آلومينيوم، زيرکونيوم، تيتانيوم و سيلسيوم مي باشند، داراي مزايايي مانند مقاومت حرارتي، مکانيکي و شيميايي بالا، طول عمر زياد، مقاومت خوردگي و باکتريايي بالا، امکان احيا، امکان تميز کردن کنترل مطلوب اندازه حفرات هستند.در اين غشاها، هيچ افزودني مورد نياز نبوده و محدوديتي در دماي فرآيند وجود ندارد. فيلتراسيون به کمک سراميک، يک فرآيند با انتخاب پذيري بالاست که بدون تبديلات فازي است. ولي در کنار اين مزايا، معايبي مانند هزينه ي زياد ساخت و مشکل بودن انجام اصلاحات بعدي بر روي غشا نيز وجود دارد [8].
شکل1-1- نمونه هايي از غشاهاي سراميکي
در غشاهاي سراميکي جريان يا محيطي که بايد تصفيه شود، از داخل کانال هاي حامل غشا عبور داده مي شود. ذرات در صورتيکه بزرگتر از شعاع حفرات غشا باشند، باقي مانده و نشست مي کنند و ماده ي تغليظ شده اي را ايجاد مي کنند. ماده صاف شده از درون حفرات نفوذ کرده و وارد مراحل مختلف فرآيند مي شود [8]. پايه غشاهاي سراميکي، متشکل از اکسيد آلومينيوم يا کربيد سيليکون با حفرات باز است. اين ماده نه تنها مي تواند نفوذپذيري را بالا ببرد بلکه نيازهاي مربوط به پايداري مکانيکي را نيز مرتفع مي سازد. در ابتدا غشاهاي سراميکي در تکنولوژي تصفيه فاضلاب به کار مي رفت. اما امروزه، کاربردهاي آنها تمامي صنايع را پوشش مي دهد که اين صنايع مي تواند صنايع شيميايي مانند جداسازي پاک کننده ها و کاتاليست ها، صنايع فلزي مانند بازيافت فلزات سنگين صنايع نساجي و صنايع کاغذ و خمير چوب مانند جداسازي، تغليظ و آب زدايي بيومس و خزه ها، صنايع غذايي و آشاميدني مانند تغليظ آب ميوه، استريليزاسيون شير و آب پنير و صنايع بازيافتي و محيط زيستي مانند کاهش BOD/COD بازيابي آب از استخرهاي شنا و بازيافت داروها و آفت کش ها را در بر مي گيرد.
1-4-2-4-غشاهاي فلزي
اين غشاها که در حال حاضر بيشتر در آزمايشگاه هاي تحقيقاتي مورد استفاده قرار مي گيرند معمولا از جنس فولاد ضد زنگ، سيليس، آلومينيوم، نقره، نيکل و برخي از آلياژها هستند. خصوصيت برجسته اي که در رابطه با اين غشاها مطرح است، مقاومت آنها در برابر خوردگي است. در زمينه جداسازي گاز که بيشتر به تخليص گاز هيدروژن براي پيل هاي سوختي مربوط مي شود، دسته اي از غشاهاي فلزي توسعه يافته اند. البته در تصفيه آب آشاميدني و حذف مواد آلي طبيعي به روش لخته سازي و ميکروفيلتراسيون نيز از غشاهاي فلزي همراه با هوادهي يا تزريق گاز ازون به عنوان يک روش جديد براي حذف آلودگي هاي آب باران استفاده شده، و ثابت شده است که غشاهاي فلزي براي کاهش ميکروبها و ذرات آلوده کننده از آب باران کافي است. براي حصول غشاي فلزي با خواص ويژه، جنس پايه و روش ساخت و پوشش دهي آن اهميت بسياري دارد. تقريبا اکثر روش هاي ساخت شامل ايجاد شرايط خاص دما و فشار و همچنين انجام برخي عمليات اصلاحي، برروي پايه يا غشاي ساخته شده مي باشد. در اين راستا خواص غشاها نظير نفوذپذيري، ظرفيت عبور سيال، مقاومت شيميايي، مقاومت مکانيکي و حرارتي بايد مد نظر قرار گيرد[9].
شکل1-2- غشاي فلزي
در رابطه با عملکرد اين غشاها، مطالعات اخير برروي ساخت غشاهاي فلزي متراکم مرکب با ضخامت حدود زير ميکرون تا چند ده ميکرون و ويژگيها و کاربردهاي آنها متمرکز شده است توسعه غشاهاي فلزي پايه دار يا مرکب بيشتر به دليل کاهش هزينه هاي مواد، بهبود استحکام مکانيکي و امکان نفوذ بيشتر مواد مي باشد. غشاهاي مرکب فلزي داراي پايه هايي از جنس فلز، سراميک يا پليمر هستند البته در اکثر موارد استفاده از فولاد ضدزنگ به عنوان پايه غشاي فلزي پيشنهاد شده است. ساخت غشا با اين فلز هزينه کم و استحکام مکانيکي بالايي داشته و در اکثر فرايندهاي صنعتي توليد و خالص سازي هيدروژن، از لحاظ شيميايي بي اثر است [9]. از جمله روش هاي متداول در ساخت غشاهاي فلزي روش ترسيب شيميايي، ترسيب الکترو شيميايي و فيزيکي بخار، روش پاشش پودر خيس و غلطک کاري مي باشد [9].
1-4-3-تقسيم بندي بر اساس شکل هندسي غشا

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

غشاها را ميتوان براساس شکلشان به انواع غشاهاي: صفحه اي، لوله اي، مارپيچ و الياف ميان تهي تقسيم بندي کرد. غشاهاي مارپيچ را مي توان بر حسب نياز در دماها و فشارهاي بالا مورد استفاده قرار داد. غشاهاي لوله اي در غلظت هاي بالايي از جامد مورد استفاده قرار مي گيرد. در فرايند فيلتراسيون جريان متقاطع نيز الياف ميان تهي را مي توان تحت عمليات شستشوي معکوس قرار داد[4].

شکل1-3- نمونه اي از غشاي مارپيچي
غشاها در داخل محفظه اي قرار مي گيرند که تحت عنوان مدول اطلاق مي شود نوع جريان در سطح غشا و نيز نحوه حرکت سيال بستگي به نوع مدول انتخابي دارد. در واقع مدول به منظور نگهداري غشا کنترل حرکت سيال و افزايش نسبت سطح به حجم بکار ميرود. در هر مدول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پايه هاي خود در يک شکل هندسي خاص قرار مي گيرند که داراي مجراهايي براي ورود خوراک و همچنين جمع آوري مواد مي باشد. انواع مدول هايي که بکار مي رود شامل مدول هاي لوله اي، صفحه و قاب، مارپيچي و موئينه اي است که بر اساس ويژگي ها و مزايايي که دارند مي توانند کاربردهاي متفاوتي داشته باشند [4].
1-4-4-تقسيم بندي بر اساس ساختار غشا
براساس ساختمان غشاها مي توان آنها را به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسيم کرد. در دو سمت غشاهاي متقارن، ابعاد حفرات و توزيع آنها يکسان مي باشد. ضخامت اين نوع غشاها بين 100تا 200 ميکرون است. هرقدر ضخامت غشاها زيادتر باشد مقاومت در برابر انتقال جرم زياد بوده و از طرف ديگر با کاهش ضخامت مقاومت مکانيکي آن کاهش مي بايد که براي حل اين مشکلات از غشاهاي نامتقارن که در آنها ابعاد حفرات و توزيع آنها يکسان نيست استفاده مي کنند. اين غشاها از دو لايه تشکيل يافته اند، در آن يک لايه فعال با ضخامت کمتر و متراکم تر وجود دارد که در آن جداسازي صورت ميگيرد. لايه ديگر که به صورت پايه عمل مي کند و حفرات بزرگتري دارد بر مقاومت مکانيکي لايه اول مي افزايد. البته در اين نوع غشاها هر دو لايه از يک ماده تشکيل مي شوند. يکي ديگر از انواع غشاهاي نامتقارن که تحت عنوان غشاهاي مرکب يا کامپوزيتي هستند دو لايه از دو جنس متفاوت بوده و روش ساخت و اتصال آنها نيز تفاوتهايي با يکديگر دارند. علاوه بر اين مواد، غشا را از لحاظ تخلخل مي توان به دو دسته متخلخل و غير متخلخل تقسيم کرد. کارايي سيستم موفق تا حدود زيادي به تخلخل محيط بستگي دارد. بنابراين تخلخل انواع غشاها برحسب محيط کاربرد شامل: فيلترهاي ليفي، غشاهاي متخلخل پليمري، مواد متخلخل سراميک مواد موبينه و …. مي باشد [4].
1-5- ويژگيهاي غشاها
به منظور پيش بيني چگونگي انجام فرايندهاي جداسازي بايد ويژگي هاي مختلف غشاها را مورد بررسي قرار داد. خواص غشاها را مي توان به دو دسته فيزيکي و شيميايي تقسيم بندي نمود. خواص فيزيکي غشا شامل اندزه حفرات، تعداد حفرات، ضخامت، تخلخل و چروک خوردگي غشا مي باشد خواص شيميايي غشا نيز شامل بار سطحي، هدايت الکتريکي، قابليت جذب، واکنش پذيري و آبدوستي آنها است که با توجه به نوع فرايند بايد تأثير اين عوامل را مورد بررسي قرار داد [10].
1-6- کاربردهاي غشا
امروزه جداسازي غشايي در بسياري از صنايع مانند: دارويي، بيوتکنولوژي، صنايع غذايي، پتروشيمي، پالايش، نساجي، کاغذسازي، اتومبيل سازي، تصفيه آب و فاضلاب و…. مورد استفاده قرار مي گيرد. با توجه به اينکه با بالا بودن ريسک سرمايه گذاري يکي از موانع اصلي براي صنعتي کردن و توليد انبوه غشاها در ايران است. سرمايه گذاري براي اين امر منوط به وجود بازارهاي داخلي است. استفاده از غشاها در بعضي از فرايندهاي جداسازي مانند: شيرين سازي آب که در سطح وسيعي انجام مي شود ممکن است توجيه اقتصادي براي سرمايه گذار در اين حوزه داشته باشد. اين تکنولوژي در برخي از حوزه ها در دنيا هنوز در مقياس آزمايشگاهي است و به مرحله صنعتي نرسيده است، در اين زمينه دستيابي به تکنولوژي فرايند در زمينه هاي تصفيه پساب هاي صنعت نفت، شيرين سازي گازهاي ترش و ارتقاي کيفيت حلالها و برشهاي نفتي با استفاده از غشاها در حال انجام است [1].
1-7- فرآيندهاي غشايي
غشاهاي سنتزي با داشتن بازارهاي در حال رشد و فراهم کردن قابليتهاي جداسازي بالا در بسياري از صنايع توانسته اند پيشرفت هاي زيادي داشته باشند. صنايع و کارخانجات سرمايه گذار خود را در فرايندهاي جداسازي برروي غشاها متمرکز کرده اند تا معايب ساير روشها مانند: تبخير، تقطير و يا استخراج را مرتفع سازند. هفت فرايند جداسازي عمده شامل: ميکروفيلتراسيون، الترافيلتراسيون، نانوفيلتراسيون، اسمز معکوس، الکترودياليز، جداسازي گازي و تراوش تبخيري، در بسياري از زمينه هاي مورد استفاده قرار مي گيرند که توجه و تمايل بيشتر به حفاظت از محيط زيست، تقاضا براي آب تميز و بازده انرژي بالا استفاده از اين فرايندهاي غشايي را افزايش داده است [11].
1-7-1- اسمز معکوس(RO)
فرايند اسمز معکوس، قادر به حذف جامدات حل شده، باکتري، ويروس و ساير مواد ميکروبي داخل آب مي باشد. اسمز معکوس اساساً يک فرآيند غشايي نفوذي است که بر اساس نيروي محرکه فشاري عمل مي کند. اين فرآيند عمداً براي شيرين سازي آب دريا مورد استفاده قرار مي گيرد. ويژگي برجسته روش اسمز معکوس اين است که هيچ تغيير فازي در آن وجود نداشته و مصرف انرژي نسبتاً پاييني دارد. تقريباً تمامي غشاهاي اسمز معکوس از جنس پليمرهايي با ترکيبات پلي آميد و استات سلولز مي باشد غشاهاي فرآيند اسمز معکوس معمولاً در دو نوع غشاهاي نامتقارن و غشاهاي کامپوزيتي نازک فيلمي هستند. اين غشاها کوچکترين ساختار حفرات با اندازه قطر حفرات در محدوده ي 0.5 الي 1.5 نانومتر را دارا هستند. در اين غشاها بيشتر 95 تا 99 درصد از نمکهاي معدني و ترکيبات عالي باردار شده بدليل دافعه بارالکتريکي سطح غشا دفع مي شود. کاربرد اين روش در صنايع آب آشاميدني، صنايع غذايي، صنايع الکترونيکي، کاغذسازي و بسياري از موارد ديگر است [1].
1-7-2- نانو فيلتراسيون(NF)
نانوفيلتراسيون شکلي از فيلتراسيون است که غشاها را به منظور جداسازي سيالات يا يونهاي گوناگون بکار مي گيرد. نانوفيلتراسيون يه صورت اسمز معکوس ملايم تري عنوان مي گردد، چرا که حفرات غشايي بزرگتري در مقايسه با غشاهاي اسمز معکوس دارد. بدليل اينکه اين غشاها در فشارهاي بسيار پايين تري کار کرده و برخي از مواد معدني را از خود عبور مي دهند، نانو فيلتراسيون مي تواند در مواردي که حذف بالاي مواد آلي مورد نياز است و همچنين در حذف متوسط مواد معدني کاربرد داشته باشد. اين روش قادر به تغليظ شکر، نمکهاي دو ظرفيتي و پروتيينها مي باشد. مزيت اين روش بر اسمز معکوس اين است که نانوفيلتراسيون معمولاً در بازيافتهاي بالاتري کار ميکند در نتيجه در آب کل مصرفي صرفه جويي خواهد شد که ناشي از سرعت جريان با غلظت پايين تر است ولي اين روش در مورد ترکيبات آلي با جرم ملکولي پايين مانند متانول موثر نيست. نانوفيلتراسيون از نظر هزينه انرژي و دفع يون و ابعاد حفرات در بين روشهاي ديگر شرايط بهينه اي را ايجادکرده است. با يک نانوفيلتر مي توان ميزان غلظت يک باکتري را در يک محصول غذايي محلول به صفر رساند [1].
شکل1-4- فرآيند جداسازي نانوفيلتراسيون
1-7-3- اولترا فيلتراسيون(UF)
تکنولوژي جداسازي توسط غشا، با بهره گيري از توانايي هاي خاص خود جايگاه ويژه اي در فرآيندهاي جداسازي پيدا کرده است. اولترافيلتراسيون يکي از مهمترين فرآيندهاي اين تکنولوژي است که در زمينه جداسازي ذرات، بويژه پروتئين ها قابليت فراواني دارد. غشاهاي مورد استفاده در اين فرآيند از نوع غشاهاي متخلخل بوده و عمدتا پليمري مي باشند. نيروي محرکه لازم براي انتقال جرم، اختلاف فشار بوده که در محدوده بين 2 تا 10 بار اعمال مي شود. در مصارف صنعتي غشاها در بسته هاي خاصي که مدول ناميده مي شود مورد استفاده قرار مي گيرند. در استفاده از اين غشاها يک سري محدوديت هايي وجود دارد که مهمترين آنها پديده گرفتگي است. بروز اين پديده موجب کاهش راندمان و عمر مفيد غشا مي گردد. از اولترافيلتراسيون براي جداسازي ماکرومولکول ها، کلوئيدها و مواد جامد سوسپانسيوني با اندازه 10-1000 آنگستروم استفاده مي گردد. اساس کار غشاهاي اولترافيلتراسيون تحت فشار، برطبق اندازه مولکولي استوار است معمولا مواد کوچکتر از غشا عبور نموده در حاليکه قطعات بزرگتر محلول باقي مي مانند و تغليظ مي شوند. مهمترين عامل محدوديت استفاده از غشاهاي اولترافيلتراسيون پديده گرفتگي است. بطوريکه اين پديده بيشترين حجم تحقيقات را به خود اختصاص داده است. پديده گرفتگي غشا ناشي از تجمع رسوب برگشت پذير مواد از جمله کلوئيدها، ماکرومولکول ها و نمک برروي سطح غشا و يا درون ساختار آن است، اين پديده تابع خواص شيمي-فيزيکي خود غشا و اجزاي موجود در سيال است. نتايج حاصل از وقوع گرفتگي عبارتند از: کاهش عمر غشا، افزايش فشار لازم براي فرآيند، تغيير قدرت نگهدارندگي غشا براي اجزاء و در نهايت کاهش شار تراوه فرآيند جداسازي. اولترافيلتراسيون بيشتر در جداسازي محلولي که بصورت مخلوطي از مواد مطلوب و نامطلوب است بکار مي رود. اولترافيلتراسيون تا حدي بستگي به عواملي چون بار و اندازه ذره دارد. انواع گونه هايي که از اين غشاها برگشت داده مي شوند شامل: بيوملکولها، پليمرها و ذرات کلوئيدي است. نيروي محرکه براي انتقال از غشا اختلاف فشار مي باشد، فرآيندهاي الترافيلتراسيون در 2-10 بار کار مي کند که البته در بعضي از موارد امکان کار در فشارهاي بالاي 20-30 بار نيز وجود دارد. در اين فرايندها زلال سازي خوراک، تغليظ حل شونده برگشت داده شده و جز به جز کردن حل شونده انجام مي شود. اين روش در جداسازي جريانهاي آلي روش چندان موثري نيست و غشاهاي اولترا فيلتراسيون قادر به نگهداري گونه هايي هستند که داراي وزن مولکولي در محدوده 300-500000 دالتون و اندازه حفرات از 10-1000 آنگستروم باشد. اين روش معمولاً در جداسازي ماکرومولکولهايي نظير: پروتيئنها از حلالهايي با جرم ملکولي پايين کاربرد دارند. حفرات لايه پاييني غشا به طور نسبي بزرگتر از لايه سطحي بوده و هنگامي که حلال در درون غشا جريان مي يابد گونه هاي باقي مانده برروي سطح غشا متمرکز شده و مقاومتي در برابر جريان ايجاد مي کنند. در فرآيند سوسپانسيوني نيز به صورت رويه متخلخل برروي سطح غشا جمع مي شوند. فرآيند اولترا فيلتراسيون بستگي به خواص فيزيکي غشا مانند: نفوذ پذيري، ضخامت، متغيرهاي فرآيندي مانند: مصرف خوراک، غلظت خوراک، فشار سيستم، سرعت و دما دارد. محدوده کاربردي اين روش در تصفيه زايدات امولسيوني نفت، تغليظ ماکرومولکولي بيولوژيکي و تغليظ پروتيئنهاي حساس به حرارت براي افزودنيهاي غذايي است [1].
شکل1-5- جداسازي اولترا فيلتراسيون
1-7-4- ميکروفيلتراسيون(MF)
ميکروفيلتراسيون فرايندي است که در آن اندازه حفرات بين 1-10 ميکرون بوده و ميکرو ارگانيزم ها نمي توانند از آن عبور کنند. اين فرآيند براي جداسازي موادي با سايز ملکولي مي باشد که از مکانيسم غربالي براي باقي ماندن ذرات بزرگتر از اندازه قطر حفرات استفاده مي کند. در اين فرآيند از پليمرهاي طبيعي و سنتزي مانند: نيترات يا استات سلولز، پلي آميدها و پلي سولفون ها استفاده مي شود. علاوه بر آن مواد معدني مانند اکسيدهاي فلزي، شيشه و کربن با پوشش زيرکوين نيز براي توليد اين غشاها بکار مي روند. اين غشاها در صنايع دارويي و غذايي کاربرد وسيعي دارند.
شکل1-6- جداسازي ميکروفيلتراسيون
1-8- کامپوزيت
کامپوزيت ها موادي که حاصل هوش و فراست و پژوهشهاي هزاران دانشگرند که هرروز بيشتر مايه شگفتي مي شوند: سبکترند و در برابر ضربه،خوردگي و دماهاي بسيار بالا مقاومت بيشتري دارند، يعني همان موادي هستند که انسان هميشه آرزوي آنرا داشته است.
در آغاز کامپوزيت ها را براي بهبود کيفيت کار موشکهاي نظامي مي ساختند و بعد در تسخير فضا به کارگرفته شد و امروزه همه عرصه هاي صنعت و زندگي روزمره را فتح کرده است. از اتوميبل سازي تا پل و ساختمان سازي، هليکوپتر، جليقه ضدگلوله، وان حمام، کپسول هواي فشرده آتش نشاني، زندگي امروزه بدون استفاده از کامپوزيت ها نا ممکن است.
1-8-1- کامپوزيت چيست؟
واژه کامپوزيت کامپوزيت را مي توان چنين معني کرد: مرکب، مخلوط، آميزه يا چند سازه .
اما همين جا بايد تأکيد کرد که کامپوزيت ها گرچه ترکيبي از چند ماده هستند اما ترکيب شيميايي نيستند بلکه در واقع مخلوط و آميزه اي از چند ماده هستند. مي دانيم که در دانش شيمي “ترکيب” و”مخلوط” دو مفهوم جداگانه هستند و تفاوتهاي بنيادي با هم دارند از جمله اينکه اجزاي تشکيل دهنده مخلوط ماهيت خود را حفظ مي کنند و مولکولهايي از انواع گوناگون هستند اما اجزاي تشکيل دهنده ترکيب خواص اوليه خود را از دست مي دهند و ترکيب ها و مولکولهايي يکسان دارند.
بطور کلي مواد (در علم مواد) به سه دسته تقسيم مي شوند: 1- فلزات 2- سراميک 3- مواد مصنوعي(پليمرها) چهارمين گروهي که مي توان به اين سه اضافه کرد کامپوزيتها هستند.کامپوزيتها موادي هستند که از دو يا چند ماده ياد شده در بالا تشکيل شده اند و داراي خواص جديدي هستند که منحصر به خود آنهاست [12].
آن چرا که در مورد تقسيم بندي مواد گفتيم در شکل مقابل مي توان خلاصه کرد
شکل 1-7-تقسيم بندي مواد
1-8-2- از کاهگل تا کامپوزيتهاي پيشرفته:
در فرهنگ متالورژي کامپوزيت را مواد مرکب و مواد چندسازه معني کرده اند يعني موادي که از اتصال دو يا چند ماده ساخته شده اند مثل: سراميک و فلز، فيبر و فلز، پلاستيک و الياف شيشه، الياف کربن و پلاستيک و ….. ماده جديدي که در اين اتصال بوجود مي آيد (يعني کامپوزيت) معمولاً از چند جنبه کيفيت بهتري نسبت به اجزاي سازنده خود دارد. مثلاً مقاومتش در برابر ضربه يا حرارت بيشتر است. اولين کامپوزيت ساخت بشر کاهگل است که مخلوطي از کاه و گل براي اندود بام و ديوار به کار رفته است. در نواحي مختلف ايران تنورهاي يافت شده اند که در ساختن آنها گل را با پودر شيشه و پشم بز در آميخته اند تا مقاومت تنور در برابر گرما و ضربه افزايش يابد. در معماري خشتي ايران (که ارگ بم نمونه اي از شاهکار آن است) نيز براي افزايش مقاومت خشتها خاک رس را با کاه، خرده سنگ، خاکستر، موي بز، پوست برنج، الياف خرما و حتي فضولات چهارپايان در مي آميختند. اينها در واقع کامپوزيتهاي ابتدايي بوده اند اما کامپوزيتهاي پيشرفته جديد ثمره نيازهاي پيشرفته جديد هستند. سازندگان اتوميبل، موشک يا سفينه هاي فضايي همواره مي کوشند استحکام را با سبکي آشتي دهند و کامپوزيتها هم مقاومت زيادي در برابر فشار دارند و هم سبکترند .ابتدا از کامپوزيتها فقط در ساختن هواپيما ، موشک و ماهواره استفاده مي کردند اما امروزه نقش کامپوزيتها در زمينه هاي ساختمان سازي ، حمل و نقل، الکترونيک، صنايع دريايي و دهها زمينه ديگر بسيار افزايش يافته است و هر سال در جهان 6/4 ميليون تن کامپوزيت توليد مي شود. کامپوزيتها را معمولاً به سه دسته تقسيم مي کنند:
1- کامپوزيت هاي پايه پليمري(ترکيبي از الياف شيشه و رزين) پيش از 90% کامپوزيتهايي که در صنايع و موارد مختلف مصرف مي شوند از کامپوزيتهاي پايه پليمري هستند.
2- کامپوزيتهايي پايه فلزي: که در آنها يک فلز با فلز ديگري همراه مي شوند. مثلاً الياف تنگستن را بصورت تور مي بافند و با آلومينيوم اندود مي کنند، حاصل کار کامپوزيتي است که نه مانند تنگستن سنگين است و نه مانند آلومينيوم شکننده.
3- کامپوزيتهايي پايه سراميکي: از اين کامپوزيت ها بيشتر در صنايع نظامي استفاده مي شود اگر چه در صنعت خودرو نيز مصارفي دارند ولي هنوز چندان تجاري نشده اند و عمده ترين مشتري اين کامپوزيتها به شرح زير مي باشند:
صنعت ساختمان : 42%
صنعت حمل و نقل: 30%
صنعت برق: 17%
ساير صنايع: 10%
صنعت هوا و فضا (گرچه خود بنيانگذار کامپوزيت است): 1% [12].
1-8-3- کاربردهاي ديگر کامپوزيت ها:
صنايع دريايي: کامپوزيت ها بدليل پايداري بسيار خوب آنها در محيط هاي خوردنده کاربردهاي وسيعي در صنايع دريايي پيدا کرده اند از جمله: ساخت بدنه قايق ها، کشتي ها، تأسيسات فراساحلي، لوله ها و نرده هاي کامپوزيتي [12].


پاسخ دهید