خبر

سقوط
No announcement yet.

رشته مهندسي پليمر

سقوط
X
  • فیلتر
  • Time
  • نشان دادن
پاک کردن همه
پست های جدید

  • رشته مهندسي پليمر

    مهندسي پليمر (به انگليسي: Polymer engineering) نسبت به رشته هاي مهندسي ديگر تقريبا جوان است و شكوفايي آن از زمان جنگ جهاني دوم آغاز شده است. اما به دليل كاربرد روزافزون پليمر در صنايع مختلف، اين رشته به سرعت رشد كرده و امروزه جزو يكي از رشته هاي مهم كشورهاي صنعتي پيشرفته مي باشد.
    هدف رشته مهندسي صنايع پليمر توليد كليه محصولات پليمري از قبيل لاستيك، پلاستيك، الاستومر، چسب ها، رزين و ساير مواد مورد نياز صنعت است. براي مثال طراحي و توليد تاير ماشين در صنايع لاستيك، لوله هاي پلي اتيلن در صنايع پلاستيك و انواع #الياف شيشه فايبرگلاس ها در كامپوزيت به ياري متخصصان مهندسي صنايع پليمر انجام مي گيرد يا حتي در اين رشته شكل دهي رزين ها نيز مطرح است كه براي مثال مي توان به ساخت ملامين اشاره كرد.حتي كيسه هاي پلاستيكي و روكش ظروف نچسب ( تفلون ) از مواد پليمري مي باشند. در واقع در رشته مهندسي صنايع پليمر هر آنچه كه به اين مواد بر مي گردد، مورد مطالعه و بررسي قرار مي گيرد. البته پليمرها فقط كاربرد صنعتي ندارند بلكه كاربرد پزشكي نيز دارند. مثلا اگر كشكك زانوي يك نفر آسيب ببيند و ترميم آن امكان پذير نباشد، شبيه به همان كشكك زانو را با مواد پليمري درست مي كنند و بر روي زانو قرار مي دهند و يا دندان مصنوعي و لنزهاي چشمي همه از مواد پليمري ساخته مي شوند كه به اين مواد پليمري «پليمرهاي زيستي» مي گويند.

    فرصت هاي شغلي:
    در صنعت پوشاك پليمرها در توليد پاپوش ها، تن پوشها و كف پوش ها بسيار موثر هستند. در صنايع حمل و نقل زميني (خودروسازي، قطار و... )، هوايي ( هواپيما و بالگرد) و دريايي (كشتي ها و...) پليمرها حضوري چشمگير دارند، و بالاخره در صنايع نظامي، پزشكي، كشاورزي و بسته بندي كاربرد مواد پليمري بسيار گسترده است.بدر صنعت پوشاك نيز پليمرها در توليد پاپوش ها، تن پوشها و كف پوش ها بسيار موثر هستند. در صنايع حمل و نقل زميني (خودروسازي، قطار و... )، هوايي ( هواپيما و بالگرد) و دريايي (كشتي ها و...) پليمرها حضوري چشمگير دارند، و بالاخره در صنايع نظامي، پزشكي، كشاورزي و بسته بندي كاربرد مواد پليمري بسيار گسترده است. باتوجه به كاربرد وسيع پليمرها در صنايع، فارغ التحصيلان اين رشته توانايي هاي كافي در زمينه هاي ايجاد و برنامه ريزي واحدهاي توليدي تبديل پليمر خام به مواد مصرفي و اشتغال در مجتمع هاي بزرگ توليد پليمر خواهند داشت.
    همچنين انجمن علمي دانشكده ي پليمر و رنگ دانشگاه صنعتي اميركبير با ايجاد ايده بازار مهندسي پليمر، اقدام به جمع آوري ايده هاي سودآور در زمينه ي پليمر نموده است. در اين طرح ايده هاي برتر از لحاظ سودآوري از حمايت مالي دانشگاه برخوردار مي شوند.

    دروس تخصصي مهندسي پليمر- صنايع پليمر:
    از دروس اصلي مهندسي پليمر مي توان از موازنه انرژي و مواد، مكانيك سيالات، انتقال جرم و حرارت، شيمي و سينتيك پليمريزاسيون، فرآيندهاي پليمريزاسيون، مهندسي پلاستيك، تكنولوژي الياف مصنوعي و تكنولوژي كامپوزيت ها نام برد.
    رئولوژي پليمرها: سيالات از جهت خواص و عكس العمل در برابر نيروي وارد به آنها به گروه تقسيم مي شوند گروه اول سيالات نيوتني ناميده مي شوند و گروه دوم سيالات غير نيوتني نام دارند. درس مكانيك سيالات، روابط خواص سيالات نيوتني را بررسي مي كند. از آن رو كه پليمرها جز سيالات غير نيوتني هستند در درس رئولوژي روابط خواص سيالات غير نيوتني از جمله پليمرها مورد بررسي قرار مي گيرد.
    مهندسي الاستومر: برخي از مواد در اثر نيروي وارد به آنها تغيير شكل داده پس از برداشتن نيرو مجددا به حالت اوليه خود بر مي گردند به اين مواد الاستومر يا لاستيك مي گوييم بخش عمده اي از مواد پليمري داراي خاصيت الاستومري هستند كه از جمله آنها مي توان به تايرهاي اتومبيل واشرهاي لاستيكي و لرزه گيرهاي اتومبيل اشاره كرد مهندسان پليمر با گذراندن اين درس ضمن آشنا شدن با اين گونه مواد با نحوه طراحي فرمولاسيون و تركيب صحيح لاستيك ها همچنين با فرآيندهاي ساخت، پخت و شكل دهي الاستومرها آشنا مي شوند.
    مهندسي پلاستيك: در مقابل لاستيك ها گونه ديگري از مواد پليمري وجود دارند كه بر اثر اعمال نيرو تغيير شكل مي دهند و اگر ميزان نيروي وارد شده بيش از حد مقاومت آنها باشد ديگر با حذف نيرو به حالت اوليه خود باز نمي گردند. به اين مواد پلاستيك مي گويند. انواع مواد پلاستيكي را مي توانيم در اطراف خود مشاهده كنيم. در اين درس دانشجويان ضمن اشنايي با اين مواد و خواص آنها با نحوه تهيه پخت پلاستيكها آشنا مي شوند.
    تكنولوژي كامپوزيت ها: گاهي پليمرها به تنهايي خواص مطلوب را براي هدف مورد نظر ندارند. در اين گونه مواقع با اضافه كردن مواد خاصي شرايط مطلوب حاصل مي شود كامپوزيت ها موادي هستند كه از تركيب فيزيكي يك يا چند ماده به پليمرها حاصل مي گردند. از اين گونه مواد مي توان به فايبر گلاس ها اشاره كرد در اين درس دانشجويان با انواع كامپوزيت ها روش هاي ساخت و خواص فيزيكي و مكانيكي آنها آشنا مي شوند.
    تكنولوژي و خواص فيزيكي الياف: الياف كه عمدتا به صورت مصنوعي ساخته مي شوند گاهي داراي منابع طبيعي بوده از الياف طبيعي ساخته مي شوند و گاهي از مواد شيميايي به دست مي آيند. در اين درس دانشجويان ضمن آشنايي با انواع الياف پليمري خواص و نحوه ساخت آنها را نيز فرا مي گيرند.
    لازم به ذكر است رشته مهندسي شيمي تا حدودي واحدهاي مشترك با اين رشته دارد.
    گفتني است نبايد رشته مهندسي پليمر- صنايع پليمر را كه در دفترچه راهنماي آزمون ورودي تحصيلات تكميلي با كد ۱۲۸۶ مشخص گرديده است، با مهندسي پليمر- صنايع رنگ كد۱۲۵۵ كه آن هم جزو رشته هاي شناور است يك رشته با دو گرايش مختلف دانست.

    مواد امتحاني و ضرايب دروس در رشته مهندسي پليمر- صنايع پليمر:
    ۱) زبان عمومي و تخصصي با ضريب3
    ۲) شيمي پليمر(شيمي پليمر، اصول مهندسي پليمريزاسيون) با ضريب۲
    ۳) رياضيات مهندسي با ضريب ۳
    ۴) تكنولوژي پليمر(الاستومر، پلاستيك، كامپوزيت) با ضريب۲
    ۵) شيمي فيزيك پليمرها خواص فيزيكي و مكانيكي پليمرها با ضريب3
    ۶) پديده هاي انتقال(رئولوژي، انتقال حرارت، انتقال جرم) با ضريب3
    ۷) كنترل فرآيندهاي پليمري با ضريب3
    ۸) مكانيك سيالات با ضريب 3

    پلاستيك ها، الاستومرها و ترموپلاستيك الاستومرها
    پلاستيك ها

    درگيري هاي فيزيكي همچون گره خوردگي هاي بين زنجيري (Entanglements) باعث عدم شارش زنجيرها مي شود و نيروهاي بين زنجيري مانند پيوندهاي هيدروژني اين درگيري ها را تشديد مي كنند و باعث مستحكم تر شدن ساختار ماده و بهبود خواص آن مي شوند. يك چنين ساختاري در ترموپلاستيك ها سبب مي شود كه ماده، توانايي ذوب شدن را داشته باشد و درنتيجه قابل بازيافت تلقي شود. دليل اين امرنيز ضعيف تربودن نيروهاي بين زنجيري نسبت به نيروي كووالانسي درون زنجيري ميان مونومرهاي تشكيل دهنده زنجير پليمر است كه با افزايش دما مي توانيم براين نيروي بين زنجيري غلبه كرده و پليمر را ذوب كنيم كه اين مسئله بيانگر فرآيند پذيري آسان و همچنين وجود صرفه اقتصادي است. پليمرهاي مشهوري چون PC، PMMA، PS، پلي پروپيلن، پلي اتيلن و... جزﺀ اين خانواده هستند.

    الاستومرها
    اما الاستومرها داراي اتصالات شيميايي ( كووالانسي ) بين زنجيره هاي خود هستند: چون نيروهاي بين زنجيري همچون نيروهاي درون زنجيري ازنوع كووالانسي است درنتيجه امكان ذوب شدن از ماده سلب شده و ديگرقابل بازيافت نيست. ازطرفي فرآيند كراسلينكينگ، فرآيندي هزينه براست و شكل دهي الاستومرها سخت بوده و همواره با محدوديت هايي همراه مي باشد ولي با تمام اين وجود به دليل خواص ويژه الاستومرها نيازمند كاربرد آنها مي باشيم و ترموپلاستيك ها نمي توانند اين كاربردها را به خود اختصاص دهند. رابرهاي مشهوري چون NBR، SBR، BR، NR جزﺀ اين خانواده مي باشند. كاربرد الاستومرها منتج از Tg بسيارپايين آنها است كه درترموپلاستيك ها وجود ندارد و از طرفي الاستومرها بدون وجود اتصالات عرضي خواص كاربردي خود را ازدست مي دهند و گفتيم كه وجود اين اتصال عرضي شيميايي يعني عدم توانايي درذوب كردن ماده و در نتيجه عدم توانايي در بازيافت آن.

    ترموپلاستيك الاستومرها
    با توجه به معايب و مزاياي پلاستيك ها و الاستومرها اين فكر مطرح شد كه بايد الاستومرها را با اتصالات قابل ذوب با يكديگر درگير كرد كه دردماي كاربرد خاصيت الاستومري را حفظ كرده و در دماهاي بالا بتوان آنها را ذوب كرد كه ايجاد يك چنين رفتاري يعني به وجود آوردن شرايط فرايندي پلاستيك ها براي الاستومرها همراه با حفظ خواص الاستومري. اين ايجاد اتصال عرضي غيرشيميايي مبناي به وجود آمدن علم ترموپلاستيك الاستومرها شد. تنيجه اي كه اين فكر دربرداشت، به وجود آوردن سيستم هاي چند فازي (Multi Phase Systems) بود كه يك فاز آن شامل ماده يا موادي است كه دردماي اتاق سخت (Hard) هستند كه توانايي جريان پيدا كردن با حرارت دهي را دارند و فاز ديگر شامل ماده يا موادي نرم تر (Softer Material) كه در دماي اتاق به صورت رابري (Rubber like) است تشكيل شده است.
    اين نكته را بايد مد نظر داشته باشيم كه بخش هاي Soft و Hard بايد از نظر ترموديناميكي ناسازگار باشند به طوريكه در داخل يكديگر حل نشوند بلكه همچون فازهاي جداگانه عمل كنند و مورفولوژي خاصي را بپذيرند.
    توجه به اين نكته ضروري است كه خواص ترموپلاستيك الاستومرها، شديدا تحت تاثيرمشخصات مورفولوژيكي آنها است. بسته به نوع بخش هاي سخت و نرم، انواع ترموپلاستيك الاستومرها را توليد ميكنند.خانواده هادي همچون: 1- TPE-U 2- TPE-S 3- TPE-E 4- TPE-A 5- TPE-O 6- TPE-V كه از شماره 1 تا 4 عضو گروه Block-Copolymers و شماره هاي 5 و 6 عضو گروه Polymer Blends مي باشند.
    اخيرا دو خانواده جديد به نام هاي radiation cross linked، TPE- Silicone كه اولي جزﺀ گروه Block-Copolymers و ديگري Polymer Blends است نيز مطرح شده اند ولي هنوز گسترده نشده اند و مرسوم نيستند ولي پيش بيني مي شود كه به زودي جايگاه خود را به دست مي آورند. ازلحاظ Hardness نيز دامنه آنها در رنج Shore A 35 - Shore D 60 مي باشد. آلياژ سازي پليمرها جهت ساخت ترموپلاستيك پليمر ها يكي از اقدامات نويني است كه صورت گرفته است. بسياري از صنايع پايين دستي پتروشيمي نيز در دنيا مشغول توليد اين دسته از آلياژهاي پليمري (پلي بلندها) هستند و كاربردهاي ويژه اي بخصوص در صنعت خودرو و... را توسط اين مواد جديد به وجود آورده اند.


خبر

سقوط
No announcement yet.
درحال پردازش...
X