دمه:
در طبقه بندی مواد پلیمری دسته ای از مواد تحت نام لاستیک جای میگیرند كه هم منشاً طبیعی دارند وهم
به صورت مصنوعی تولید می شوند؛ كه تولید آنها در حجم انبوه نشان از اهمیت این مواد دارد.لاستیک خام در
سطح جهان سالانه بالغ بر 25 میلیون تن تولید می شودكه حدود % 75 آن صرفاٌ در صنعت تایر سازی مورد
استفاده قرار می گیرد؛كه این میزان بطور طبیعی رشد سالانه خودرا در حد رشد صنعت خودرو به دنبال دارد.
اما آیا صنعت تایر نیز به صورت گسترده تحت تأثیر فناوری نانو قرار خواهد گرفت؟ در آینده با توجه به رشد
روزافزون نانو در عرصه الكترونیك، نور و… احتمالاً بتوان تمام مراحل تولید تایر را در ابعاد نانو مشاهده و
كنترل كرد. اما بازار امروز صنعت تایر نیز با جایگزینی مواد متداول با موادنانو ساختار میتواند از خواص و
مزیتهای آنها بهره گیرد. به عنوان مثال شركت Goodyear پروژه هایی را بر پایه فناوری نانو و با بهرهگیری از
روش های مكانیكی و شیمیایی دنبال میكند كه هدف از آنها كنترل ساختار، خواص مكانیكی و پاسخ
الاستومرهای پخت شده به فركانسهای مختلف است.آنها در نظر دارند تقویت كنندگی و پخت را در ابعاد زیر
میكرون كنترل كرده و بهبود دهند تا كارآیی تایرها، هم با مواد جدید و هم با مواد سنتی، ارتقاء یابد. آنها مواد
بسیار جدید را نیز بررسی نمودهاند. آئروژلهای سیلیكاتی یكی از این مواد هستند. نانو ایروژلها از 98% هوا
(به صورت حبابهای نانو) در بستر سیلیكا ساخته شدهاند كه علاوه بر سبك بودن، مقاومت حرارتی بسیار
بالایی دارند. محققان دانشگاه میسوری
آمریكا ادعا كردهاند كه نانوآئروژل خاصی ساختهاند كه میتواند به
جای تایرهای لاستیكی استفاده شود. شركت Goodyer نیز از این نانو آئروژلها در ساخت تایر استفاده كرده،
نتایج تحقیق خود را به صورت اختراع ثبت كرده است.و بالاخره یكی از بهترین این تحقیقات را شركت Cabot
صورت داده است. در سال 2003 شركت Cabot یک نمونه از پركننده های نانو، تولید شركت nano products

با نام تجاری PüreNano را در تایر به كار برده است. استفاده از پركننده نانو سیلیكون كاربید منجر به بهبود
و كاهش 50 درصدی سایش شده است كه در نهایت منجر به تولید تایرهایی با 2 قابل توجه مقاومت لغزندگی
ایمنی بسیار بالا و طول عمر 2 برابر تایرهای متداول خواهدشد.

هدف
اخیراً آلیاژكردن دو یا چند ماده پلیمری جهت دستیابی به خواص مطلوبتر هم از لحاظ پژوهشی و هم از لحاظ
تجاری مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است.آلیاژهای پلیمری چه در حالت پخت شده و چه در
حالت پخت نشده خواص فیزیكی و فرایند پذیری بهبود یافته ای از خود نشان می دهند.[1-3] پلیمرها در
اكثركاربردها بدون تقویت كننده استفاده میشوند.اما در آلیاژ NR/EPDM به منظور بهبود مدول،استحكام
كششی و پارگی و افزایش مقاومت سایشی از تقویت كننده استفاده میشود. اضافه كردن تقویت كننده به

دد که افت خواص را به دنبال خواهد داشت . بررسی ها ی ا نجام شده در ایـن حـوزه بیـ شتر بـه سـال هـای
2002 تا 2008 باز میگردد که در اکثر آنها تاثیر پارامتر های موادی (تغییر درصد عامل فوم زا، نوع عامل فوم زا ،
درصد پودر چوب، تغییر درصد پودر چوب و .. بر روی خواص فیزیکـی ،مکـانیکی و مورفولـوژیکی .) و فراینـدی
(سرعت پیچ اکسترودر، تغییرات درجه حرارت د ای و ….) مورد بررسی قرار گرفته اسـت .عـدم بررسـی همزمـان
پارامتر های موادی و فرایندی به طور همزمان از مواردی است که کمتر توجهی به آن شده است.
مقدمه:
اصطلاح WPC یا کامپوزیت های چوب – پلاستیک بـه دو گـروه متفـاوت از مـواد مرکـب
اطلاق می شود. در گروه اول مونو مر در داخل چوب با روش های متداول اشباع چـوب تزریـق شـده و
پلیمریزاسیون مونومر با بهره گرفتن از روش های مختلف به انجام می رسد. مـاده حاصـل دارای ظـاهری
مانند چوب با دانسیته و ثبات ابعاد بیشتری بوده و خواص مکانیکی آن از چوب بهتر است .در گـروه
دوم اختلاط مذاب پلیمرهای گرمانرم و چوب که می تواند به صورت پودر یا الیاف کوتاه باشد در یک
سیستم اختلاط انجام می شود. ماده حاصل بیشتر شبیه پلاسـتیک بـوده و در گـروه پلاسـتیک هـای
تقویت شده طبقه بندی می شود. پلیمرهای پلی وینیـل کلرایـد،پلی اتـیلن و پلـی پـروپیلن و الیـاف
طبیعی نظیر پودر چوب، ک تان، کنف، باگاس، پوسته برنج و غیره در ساخت اینگونه مواد کـامپوزیتی
مورد استفاده قرار می گیرند. این دسته از مواد زمانی متولـد شـدند کـه بحـث بازیافـت کیـسه هـای
پلیاتیلن مطرح شد و گروهی از محققین به تولید کامپوزیتهای پلی اتیلن بازیافتی با چـوب اقـدام
نمودند. همچنین با توجه به محدودیت های ایجاد شده توسـط سـازمان محـیط زیـست جهـانی، در
ارتباط با کاهش قطع درختان و استفاده از منابعی با دوره تجدیدپذیری کوتاه، استفاده از محصولات

جانبی صنایع دیگر از جلمه کارخانه های چوب بری و تولید مبلمان مثل پودر چوب مورد توجـه قـرار

گرفت. پیش از آن خرده چوب های بازیافتی یا پودر چوب همراه با چـسب بـرای کاربردهـای خـاص
 مانند نئوپان یا نئوپان با دانسیته متوسط استفاده میگردید.
پیشینه تحقیق
ازجمله مزایای کامپوزیت های چوب پلاستیک میتوان به قیمت پایین، سفتی و مقاومت ویژه بـالا،
دانسیته پایین، تجدیدپذیری الیاف وتخریبپذیری کامپوزیت اشاره نمود [1،2].

وپیلن به آن اضافه می شود بهترین خواص مكانیكی را بدست می آوریم. تصاویر میكروسـكوب الكترونـی
نیز در این حالت سازگاری مناسب فاز پلاستیک و لاستیک را نشان می دهد.
كلید واژه: پلی الفین ، نانو كامپوزیت سه جزئی،اكسترودر دو مارپیچه،خاك رس آلی دوست
مقدمه:
پلی الفین ها ، پلیمرهای مناسب و ارزان قیمتی هستند كه خواص مناسبی دارا می باشـند ولـیكن تعـداد
آنها اندك بوده و خواص مكانیكی مناسبی ندارند لذا به منظور تقویت خواص آنها تدابیری توسط محققین
اندیشیده شده است كه شامل تقویت، كوپلیمریزاسیون و آلیاژسازی مـیباشـد. روش كوپلیمریزاسـیون بـا

موفقیت انجام گرفت، اما از لحاظ مسایل اقتصادی، تولید كوپلیمرهای جدید با مشكل روبرو بود. لذا روش

دیگر كه برای بهبود خواص مواد پلیمری مورد توجه قرار گرفت، اختلاط دو یا چند پلیمر و سـاخت آلیـاژ
پلیمری میباشد. آلیاژسازی شامل اختلاط عمدتاً فیزیكی دو یا چند پلیمر با یكدیگر میباشـد كـه در اثـر
این اختلاط خواص آلیاژ نسبه به پلیمرهای اولیه بهتر مـی باشـد. امـروزه آلیاژهـای پلیمـری %16 از كـل
مصرف پلیمرها را تشكیل میدهد. نرخ رشد متوسط مصرف آلیاژهای پلیمری دو برابر نـرخ رشـد مصـرف
پلیمرهای معمولی است و حتّی برای آلیاژهای پلیمری مهندسی با كارآیی بالا، این رقم به سـه برابـر هـم
میرسد. بطور كلی مهمترین دلایل اصلی آلیاژسازی پلیمرها كه جنبه اقتصادی دارند عبارتند از:
1- كاهش قیمت تمام شده محصول از طریق اختلاط آن با یک پلیمر ارزان قیمت
2- تهیه و تولید موادی با كلیه خواص مورد نظر
3- تولید مواد با كارآیی بالا از طریق تولید پلیمرهایی كه بر هم كنش هم افزا (Synergistic) دارند.
4- استفاده مجدد و بازیافت مواد پلیمری

 سالهای اخیر با رشد روزافزون و شتابان صنایع مختلف و پیشرفتهتر شدن دسـتگاههـای صـنعتی و توسـعه
موتورهای پرقدرت صنایع هوافضا، توربینها و راكتورها و دیگر ماشینها نیاز بـه مـوادی بـا مقاومـت حرارتـی بـالا و
مقاومتر از لحاظ مكانیكی احساس شده است. در سالهای قبل در صنایع هوافضـا از مـواد سـرامیكی خـالص جهـت
پوشش و روكش قطعات با درجه كاركرد بالا استفاده میشد. این مواد عایقهای بسـیار خـوبی بودنـد ولـی مقاومـت
زیادی در برابر تنشهای پسماند نداشتند. تنشهای پسماند در این مواد مشكلات زیادی از جمله ایجاد حفره و ترك
مینمود. بعدها برای رفع این مشكل از مواد كامپوزیت لایهای استفاده شد. تنشهای حرارتی در این مواد نیز موجـب
پدیده لایهلایه شدن میگردید. با توجه به این مشكلات طرح مادهای مركب كه هم مقاومت حرارتی و مكـانیكی بـالا

داشته و هم مشكل لایهلایه شدن نداشته باشد، ضرورت پیدا كرد.

FGMها مواد كامپوزیتی با ریزساختار ناهمگن میباشند، كه خواص مكانیكی آنها بطور ملایم و پیوسـته از یـك
سطح به سطح دیگر جسم تغییر میكند. نوع رایج آن تركیب پیوسـتهای از سـرامیک و فلـز مـیباشـد. ایـن مـواد از
اختلاط پودر فلز و سرامیک بدست میآیند. تغییر فلز و سرامیک از یک سطح به سطح دیگر كاملاً پیوسته میباشـد؛
به گونهای كه یک سطح از جنس سرامیک خالص و یک سطح، فلز خالص است. بین دو سطح، تركیب پیوسـتهای از
هر دو ماده میباشد. خواص مكانیكی نیز با توجه به نوع تركیب تغییـرات پیوسـتهای در جهـت ضـخامت دارد. مـاده
ساختاری سرامیک به علت ضریب انتقال حرارت كم و مقاومت زیاد در مقابل دما، درجات حرارت بسیار بالا را تحمل
كرده و ماده ساختاری فلز انعطافپذیری لازم را فراهم میكند. بهعلاوه، اختلاط سرامیک و فلز با تغییرات پیوسـته از
یک سطح تا سطح دیگر در یک سازه به آسانی قابلساختن میباشـد. بـه علـت تغییـرات پیوسـته خـواص مكـانیكی
مشكلات عدم پیوستگـی كه در سازه های كامپوزیت وجود دارد؛ در مواد FGM به وجود نمیآید. این مواد ابتدا بـرای
در سازه های مختلف تولید شدند. مزیـت اسـتفاده از ایـن مـواد، ایـن 1 ایجاد سپر حرارتی و پوششهای عایق حرارتی
است كه قادر به تحمل درجات حرارت بسیار بالا و اختلاف درجه حرارت بسیار بالا بوده و مقاوم در مقابل خوردگی و
سایش میباشند و همچنین مقاومت بالایی در مقابل شكست دارند. در حال حاضر از این مواد برای سازه هایی كـه در
مقابل درجات حرارت بالا باید مقاوم باشند، استفاده میگردد. از نكات بسیار برجسته این مـواد، امكـان بهینـهسـازی

تدا به توضیح كلی در مورد انواع خطوط لوله می پردازیم:
 : جهت انتقال سیالات بین واحدهای فرایندی و واحدهای ذخیره 1 1- سیستم خطوط لوله فرایندی
و دیگر واحدها استفاده می شود . سیستم خطوط لولة سرویس ، جهت انتقال بخار ، هوا ، آب و
غیره برای انجام فرایند به نحو مطلوب استفاده می گردد .
2- سیستم خطوط لوله دریایی : اكثر قسمتهای آن از لوله های كربن استیل جوشی یا پیچی می
باشد و به طور گسترده در كشتی ها استفاده می گردد .
3- سیستم خطوط لوله انتقالی : معمولاً لوله هایی با قطر زیاد است كه برای انتقال سیالات ، آب
های نا خالص و گاز در طول صدها مایل بكار می رود . نفت های خام ، محصولات نفتی ، آب و مواد
جامدی همچون زغال سنگ ( حمل شده توسط آب ) ، از طریق این سیستم خطوط لوله انتقال
داده می شوند .
4- سیستم خطوط لوله عمرانی : جهت توزیع امكانات شهری (آب و گازهای سوختی ) و نیز جمع
آوری آب باران ، فاضلاب ، و پس آب های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد . اكثر این سیستم
خطوط لوله در زیر زمین واقع می شود .
5- سیستم خطوط لوله ساختمانی : شامل خطوط لوله در ساختمان های تجاری ، مدارس ،
بیمارستانها ، خانه های مسكونی و غیره ، به منظور توزیع آب و گاز سوختی ، جمع آوری فاضلاب و
سایر مقاصد می باشد .
 اساسا خطوط لوله به دو گروه سرد و گرم تقسیم می شوند . خطوط داغ آنهایی هستند كه
66 دارند . از آنجا كه سیستم خطوط لوله در دمای مرجع طراحی می o دمای طراحی بیشتر از C

شوند ، هنگامی كه سیال داخل لوله ها داغ باشد ، تغییر دما باعث انبساط حرارتی می گردد . اگر

انتهای سیستم خطوط لوله محدود باشد ، نیروها و ممانهایی در تكیه گاه لوله تولید می شوند كه
موجب تنشهای حرارتی در سیستم می گردند و تحلیل انعطاف پذیری خطوط لوله باید طوری
انجام پذیرد كه تنشها در همه نقاط سیستم در یک حد قابل قبولی باقی بمانند .
بطور كلی هدف از تحلیل تنش لوله ها كسب اطمینان از عملكرد مطمئن سیستم از نظر تحمل
فشارها و بارهای سازه ای وارد بر سیستم در طول عمر سیستم خطوط لوله می باشد . به این منظور