Transcript کارخانجات خمير کاغذ : پالايشگاه مواد ليگنوسلولزی

‫کارگاه آموزشی‬
‫نانوفناوری مواد لیگنوسلولزی‬
‫دکتر ربیع بهروز‬
‫گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ‬
‫دانشگاه تربیت مدرس‬
‫‪[email protected]‬‬
‫ویژگی ها و کاربرد‬
‫نانو ذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها‬
‫مرفولوژی‬
‫‪NFC‬‬
‫منشاء الیاف سلولزی‬
‫تهیه آن از الیاف سلولزی غیرچوبی آسانتر از چوب است‬
‫ذراتی طویل با طولی چند میکرون و پهنایی در محدوده نانو‬
‫‪ NFC‬حاصل از گیاهان غیر چوبی باریکتر و طویلتر از چوب است‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها‬
‫مرفولوژی‬
‫‪NCC‬‬
‫منشاء الیاف سلولزی‬
‫شرایط هیدرولیز‬
‫طولی در حدود چند صد نانومتر و پهنایی در حدود چند نانومتر‬
‫پراکنش طول معموألکم اما پراکنش قطر بسته به نوع اسید متفاوت است‬
‫استفاده از اسید سولفوریک پراکنش قطر کمتر است نسبت به اسید کلریدریک‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها‬
‫به واسطه شکل فیبری ذرات (دارا بودن نسبت باالی طول به قطر) ‪Aspect ratio‬‬
‫افزایش مدول ماده مرکب نهایی تا‬
‫انتقال تنش از ماتریس به فاز آرمه کننده‬
‫بیش از سه برابر‬
‫‪ Aspect ratio‬یا ضریب الغری بسته به منشاء الیاف سلولزی متفاوت است‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫ویژگی ها‬
‫ویژگی های مکانیکی‬
‫مدول و مدول ویژه باال‬
‫مدول کریستال سلولز به طور متوسط بین ‪ 100‬تا ‪ 160‬گیگا پاسکال‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫کاربردها‬
‫مزایا‬
‫زیست تخریب‬
‫پذیری‬
‫قابلیت تجدید‬
‫شوندگی‬
‫سطح ویژه و‬
‫ضریب الغری‬
‫زیاد‬
‫مقاومت ویژه‬
‫زیاد‬
‫فراوانی ماده‬
‫اولیه‬
‫فعالیت شیمیایی‬
‫سطجی زیاد‬
‫کاربردها‬
‫ توليد مواد مرکب با ویژگی های تقويت شده در ترکیب با پلیمرهای طبیعی یا نفتی‬‫ استفاده در پوشش دهي كاغذ و توليد كاغذ هايي ویژه با كيفيت باال‬‫ توليد مواد غذايي و آرايش ي‬‫‪ -‬لوازم پزشكي و داروسازي‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫تولید نانوکمپوزیت‬
‫مشکل یا مهم ترین چالش در ساخت نانوکمپوزیت های سلولزی‬
‫کمک به تشکیل‬
‫شبکه نانو ویسکر‬
‫سخت با قابلیت‬
‫انتقال تنش‬
‫توزیع یکنواخت نانوذرات سلولزی‬
‫در ماتریس پلیمری‬
‫ایجاد تجمع در‬
‫نانوذرات و توزیع‬
‫غیر یکنواخت‬
‫ویژگی ها و کاربرد نانوذرات سلولزی‬
‫تولید نانوکمپوزیت‬
‫تکنیک های اصلی تهیه نانوکمپوزیت های سلولزی‬
‫مخلوط کردن(آب یا حالل آلی)‬
‫قالب ریزی‬
‫تبخیر‬
‫تهیه نانوکمپوزیت از طریق روش مذاب‬
‫(‪)Extrusion method‬‬
‫پمپ سوسپانسیون نانوذرات به درون پلیمر‬
‫مذاب در هنگام فرایند اکستروژن‬
‫پوشش دهی یا اصالح سطح‬
‫نانوذرات‬
‫کاهش انرژی سطحی و افزایش سازگاری و پراکنندگی با‬
‫محیط غیرقطبی‬
‫تولید نانوکمپوزیت‬
‫نشاسته‪ ،‬پلی وینیل‬
‫الکل‪ ،‬پلی اتیلن اکسید‬
‫و ‪...‬‬
‫ابعاد ذرات‬
‫توزیع اندازه ذرات‬
‫ثبات باالی نانوذرات‬
‫سلولزی در آب‬
‫بار سطحی‬
‫پلیمرهای‬
‫محلول در‬
‫آب‬
‫حل پلیمردر آب‬
‫مخلوط کردن‬
‫قالب ریزی‬
‫نانوویسکر در آب (سوسپانسیون)‬
‫تبخیر‬
‫پلیمرهای غیرمحلول در آب‬
‫حل پلیمردر حالل آلی‬
‫پخش یکنواخت نانوذرات در حالل آلی‬
‫‪DMF or DMSO‬‬
‫پوشش دادن سطح نانو ذرات با یک فعال کننده سطحی‬
‫(پلی اتیلن اکسید نونیل فنیل فسفریک استر‪،)PEPNP ،‬‬
‫(‪)Beycostat A B09‬‬
‫اصالح شیمیایی سطح نانوذرات از طریق واکنش با گروه های‬
‫هیدروکسیل فعال با گروههای هیدروفوب (ایزوسیانات ها‪ ،‬انیدریدها‪،‬‬
‫سیالن ها و ‪)...‬‬
‫تولید نانوکمپوزیت‬
‫ویژگی های مکانیکی‬
‫ابعاد نانویی‬
‫سطح ویژه زیاد (نسبت سطح به حجم)‬
‫ضریب الغری زیاد (نسبت طول به قطر)‬
‫مقاومت باالی ویسکرهای سلولزی (بوسطه‬
‫حذف نقاط ضعف)‬
‫مقاومت مکانیکی زیاد‬
‫افزایش مقاومت‬
‫مکانیکی‬
‫نانوکمپوزیت‬
‫تولید نانوکمپوزیت‬
‫کمپوزیت های مقاوم با کاربردهای‬
‫گسترده‬
‫افزایش ویژگی های مقاومتی‬
‫کاربردهای نانو کمپوزیت های سلولزی‬
‫تولید صفحات نمایشگر تجهیزات الکترونیکی‬
‫ایجاد صفحات انعطاف پذیر با ضریب انبساط‬
‫حرارتی پایین‬
‫کاربردهای نانو ذرات سلولزی‬
‫تقویت کننده چسب‬
‫افزایش سختی ومقاومت برش ی‬
‫کاربردهای نانو کمپوزیت های سلولزی‬
‫تولید نانو کمپوزیت های سلولزی سازماندهی شده‬
‫ایجاد الیاف با سطح کرکی و قابلیت در گیر شدن بیشتر‬
‫نانو کمپوزیت های تمام سلولزی‬
‫حل کردن ماتریس سلولزی‬
‫در محلول های یونی‬
‫اشباع الیاف سلولزی‬
‫حل کردن جزئی سطح‬
‫الیاف سلولزی‬
‫اتصال الیاف به یکدیگر‬
‫کاربردهای نانو ذرات سلولزی‬
‫در پزشکی‬
‫‪ Gengiflex‬در دندانپزشکی‬
‫بخش ی از استخوان یا پوست‬
‫‪ Biofill‬ماده ای برای جایگزینی موقت برای‬
‫پوست‬
‫به عنوان بانداژ برای زخم و سوختگی های درجه‬
‫دو و سه‬
‫)‪BASYC (Bacterial Synthesised Cellulose‬‬
‫لوله ای به عنوان جایگزین رگ خون در جراحی‬
‫های کوچک‬