روش هاي ساخت فرآورده هاي شيميايي

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
در میان دانشجویان عمران، آنهایی که برای مسابقات ساخت بتن سبک کار می کنند به خوبی این سنگ را می شناسند.

وزن مخصوص فضایی بتن سبک بستگی به روش ساخت، مقدار و انواع اجزای متشکله آن دارد.تمام بتن‌های سبک، وزن مخصوص کم خود را مدیون وجود هوا در ساختمان داخلیشان هستند. بتن سبک، با وزن مخصوص ۳۰۰ تا ۱۰۰۰ کیلوگرم در متر مکعب را برای سیستمهای عایق بندی و همچنین به عنوان پرکننده و همچنین برای تحمل بارها می‌توان مورد استفاده قرار داد.

پرلیت نوعی سنگ آتشفشانی با ترکیب اسیدی تا حد واسط است که در محیط آب و یا مرطوب تشکیل می‌شود. پرلیت دارای بافت شیشه‌ای است و به سبب همراه داشتن آب ، اشکال کروی در آن ایجاد شده است. میزان آب همراه با پرلیت در حدود ۲ تا ۵ درصد است.

بعضی از دانشمندان معتقدند پرلیت از هیدراسیون اسبیدین عامل گردیده است و آب موجود در آن به صورت مولکولی و هیدروکسیل است. نسبت مقدار این دو نوع آب در پرلیت به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد. پرلیتها ناپایدارند و با گذشت زمان شروع به تبلور می‌کنند و سپس خاصیت اصلی خود را از دست می‌دهند. بیشتر پرلیتهای مرغوب به دوران سوم و چهارم زمین شناسی تعلق دارند. چنانچه پرلیت آلتره گردد، به مونتموریلونیت ، اوپال و کلسدونی تبدیل می‌گردد.

طرز تهیه و کاربرد پرلیت منبسط شده:

سنگ پرلیت را نخست خرد و سپس دانه بندی می‌نمایند. پرلیت دانه بندی شده ابتدا به بخش پیش گرم و از آنجا به داخل کوره هدایت می‌گردد. دمای داخل کوره میان ۷۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد و بر پایه ترکیب شیمیایی و میزان آب موجود در پرلیت تنظیم می‌شود. پرلیت در داخل کوره منبسط و به کمک جریان هوا به طرف بالا رسانده می‌شود. مواد زاید به طرف پایین کوره سقوط می‌کنند.

کاربرد پرلیت منبسط شده:

مصارف مهم پرلیت منبسط شده عبارت است از تهیه بتن سبک وزن ، پرکنندگی ، عایق حرارتی و صوتی ، کشاورزی و به عنوان صافی و ساینده است. پرلیت را می‌توان به نسبتهای مختلف با سیمان مخلوط کرد و از آن قطعه‌های سبک وزن تهیه کرد. ملات پرلیت از ملات سیمان سبکتر ، هدایت گرمایی آن کم جذب صدای آن بیشتر است.

در رنگ سازی ، پلاستیک ، لاستیک و عایق بندی فضای خالی دیوارهای دو جداره بکار می‌رود. صفحات پرلیتی را به کمک پرلیت و یک ماده چسباننده نظیر گچ می‌توان تهیه نمود. این صفحات وزن کم دارند و به عنوان عایقهای خوب حرارتی و صوتی بکار می‌روند. صفحات جذب صدا ، از مخلوط پرلیت و آزبست پرس شده تهیه می‌گردند.

* عایق حرارتی : مخلوط پرلیت ، آزبست و یک ماده چسباننده نظیر گچ به صورت عایق حرارتی بسیار خوبی به مصرف می‌رسد که از آن به منظور عایق بندی مخازن و لوله‌ها تا دمای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد استفاده می‌شود.
* مصارف باغبانی : اضافه کردن پرلیت به خاک مزایای مهمی دارد، از جمله میزان جذب و نگهداری آب آن زیاد است که این موضوع سبب می‌گردد تا از تبخیر آب ، جلوگیری شود و آب به مدت طولانی در خاک باقی بماند. مرطوب بودن خاک ، موجب می‌شود تا نیاز خاک به آب کمتر باشد و بدین ترتیب از شسته شدن مواد غذایی خاک جلوگیری می‌شود. وجود خلل و فرج در پرلیت همراه با خاک ، تبادل مواد و خاک را فزونی می‌بخشد و ریشه گیاهان به سهولت در خاک رشد می‌نمایند.

کاربرد پرلیت خام:

پرلیت خام در صنایعی همچون سرامیک ، سانیره‌ها ، ساخت الکترود ، تهیه سیمان ، مواد منفجره ، متالوژی ، تولید زیولیت مصنوعی ، ***** و صافی و ساخت فیبر شیشه‌ای کاربرد دارد.

* سرامیک : برای تهیه عناصر سیلیس ، آلکانی و آلومینیوم مورد نیاز برای سرامیکها می‌توان ترکیب همگن و یکسان پرلیت خام را جایگزین کوارتز و فلدسپارت در تهیه چینی نمود. در تهیه لعابهای رنگی از پرلیت می‌توان استفاده نمود. در کاشی کف و سرویسهای بهداشتی ، پرلیت به میزان ۱۲ تا ۳۵ درصد جایگزین فلدسپارت می شود. سرامیکهای الکتریکی و فیبر شیشه‌ای پرلیتها مناسب تشخیص داده شده‌اند.
* سیمان : برای تهیه سیمان پوزولان و بتن بکار می‌رود.
* زیولیت‌ها : ماده اولیه مناسب برای تهیه انواع زیولیتها با استفاده از محلولهای گرمایی.
* ساینده‌ها : پرلیت با داشتن سختی ۵ الی ۶ به عنوان ماده ساینده استفاه می‌شود.
* متالوژی : پرلیت خام اگر به صورت لایه روی مواد مذاب قرار گیرد مانع اکسیده شدن ماده مذاب ، کاهش لفت دما و جمع آوری سرباره می‌شود.

میزان تولید پرلیت:

میزان پرلیت مصرفی جهان در سال ۱۹۹۷ ۱.۸ تا ۱.۹ میلیون تن گزارش شده است. کشورهای مهم تولید کننده پرلیت عبارتند از : آمریکا ، روسیه ، یونان ، ایتالیا ، ژاپن و … .

منابع پرلیت ایران:

ذخایر بزرگی از پرلیت در شرق جاده میانه - تبریز در ناحیه سفید خانه (۴۶ کیلومتری شمال شرقی میانه) ، اطراف آبادی طارم (در غرب میانه) کشف گردیده است. میزان ذخیره معدن سفید خانه در حدود ۵۰ میلیون تن گزارش گردیده است. با اکتشافات انجام شده توسط اداره کل معادن و فلزات خراسان ، ذخایر با ارزشی در اطراف بیرجند ، فردوس و طبس کشف گردیده است. در دیگر نقاط ایران و از جمله در استان سیستان و بلوچستان و شهرهای نایین و کاشان نیز ذخایر پرلیت کشف شده است.




 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
مواد سازنده عدسی عینک

مواد سازنده عدسی عینک

امروزه در بیشتر کشورهای پیشرفته چیزی حدود ۹۵ در صد عدسیهای عینک از مواد پلاستیکی ساخته می شود.

پلاستیک بدلیل سبکی و ایمنی ذاتی آن بطور کلی جایگزین شیشه شده و عنوان نخستین انتخاب برای مواد عدسیهای عینک را بخود اختصاص داده است.

مقدار اندکی استفاده از شیشه بطور کلی مربوط به شیشه های دارای ضریب انکساری بالا (بالاتر از ۱.۸)و همچنین عدسیهای فتوکرومیک با ویژگیهای خاص مانند شیشه های CPF شرکت corning می گردد.

اطلاعاتی که بطور معمول در مورد مواد عدسیهای عینک منتشر می شود عبارتند از :

۱-ضریب انکسار
۲- دانسیته
۳-عدد Abbe
۴- UV cut off point

اگر ضریب انکسار ماده ای مشخص باشد دو مورد دیگر از ویژگیهای مواد سازنده عینک مانند عامل تغییر انحناء( CVF) و انعکاس از سطح آن ماده را که با ρ نشان داده می شود را می توان بدست آورد

ضریب انکساری : ضریب انکساری نسبت سرعت یک طول موج مشخص نور در هوا به سرعت همان طول موج نور در محیط منکسر کننده نور می باشد.

در حال حاضر در بریتانیا و آمریکا ضریب انکساری بر اساس طول موج خط d هلیم ( با طول موج nm۵۸۷.۵۶)اندازه گیری می شود در حالیکه در قاره اروپا بر اساس خط eجیوه (با طول موج nm۵۴۶.۰۷)اندازه گیری می شود
توجه کنید که میزان ضریب انکساری با خط e جیوه بیشتر از d هلیم می باشد بنابراین وقتی که میزان ضریب انکسارماده ای بر حسب خط e جیوه داده می شود بنظر می رسد که آن ماده ضریب انکساری بیشتری دارد.

ممكن است گاهی وقتها لازم باشد تا بدانیم چه میزان تغییر در حجم و ضخامت یك عدسی خاص وقتی كه به جای شیشه استاندارد كرون از ماده دیگری استفاده شود روی خواهد داد این اطلاعات را از CVF می توان بدست آورد CVFامكان مقایسه مستقیم ضخامت عدسیهای ساخته شده از مواد مختلف با شیشه استاندارد كرون را فراهم می آوردبرای مثال ماده ای با ضریب انكسار ۱.۷۰ دارای CVF=۰.۷۵ می باشد كه این بدین مفهوم می باشد كه در صورت جایگزینی این ماده بجای شیشه كرون كاهشی معادل ۲۵%در ضخامت عدسی روی خواهد داد.

یكی از استفاده های مهم CVF تبدیل قدرت عدسی كه قرار است ساخته شود به معادل آن از جنس كرون است و این كار بسادگی با ضرب قدرت عدسی در CVFآن ماده امكان پذیر می باشد برای مثال فرض كنید ما می خواهیم یك عدسی ۱۰.۰۰-دیوپتر را از ماده ای به ضریب انكسار ۱.۷۰ داشته باشیم معادل همین عدسی از جنس شیشه كرون ازضرب ۱۰.۰۰ × ۰.۷۵ كه مساوی ۷.۵۰-می شود بدست می آید به عبارت دیگر استفاده از ماده ای به ضریب شكست ۱.۷۰ عدسی ای به قدرت ۱۰.۰۰-ایجاد می كند كه از نظر سایر مشخصات شبیه یك عدسی به قدرت ۷.۵۰- از جنس كرون می باشد.

ماده ای به ضریب شكست ۱.۶۰ دارای CVF=۰.۸۷ می باشد . بنابراین ما انتظار داریم كه در صورت ساختن عدسی ای از این ماده ۱۳ %كاهش در ضخامت داشته باشیم و یك عدسی ۱۰.۰۰- دیوپتر از این ماده مشابه یك عدسی به قدرت ۸.۷۵-از شیشه كرون می باشد CVFیك ماده در واقع نسبت انكسار شیشه كرون به انكسار توسط آن ماده خاص می باشد ( n-۱ ) /۰.۵۲۳ و در واقع انحناءبدست آمده برای آن قدرت خاص از جنس شیشه كرون را با انحناءشیشه همان قدرت وقتی كه از جنس ماده مورد نظر ساخته شود را با هم مقایسه می كند

عدسیهای ساخته شده از مواد پلاستیكی با CR۳۹ مقایسه می گردند
یك استفاده عملی دیگر CVF تعیین میزان تقریبی ضریب انكساری یك عدسی ناشناخته است كه بعدا در باره آن بحث خواهیم كرد.

دانسیته:
دانسیته یك ماده مشخص كننده میزان سنگینی آن ماده می باشد و مقایسه دانسیته موادمختلف می تواند تغییرات احتمالی را كه ممكن است در اثر استفاده از یك ماده خاص در ساخت عدسی مورد نظر ما روی دهد را بیان می كند دانسیته معمولا بر حسب گرم وزن یك سانتی متر مكعب از هر ماده بیان می گردد دانسیته عدسیهایی كه از مواد دارای ضریب انكساری بالا ساخته می شوند بیشتر از دانسیته شیشه كرون است اما برای مقایسه وزن عدسیهای ساخته شده از مواد مختلف لازم است تا حجم را نیز در نظر بگیریم برای مثال اگر دانسیته ماده ای ۳.۰ ذكر شود این بدین مفهوم است كه این ماده ۲۰%سنگین تر از شیشه كرون است

بطور كلی در صورتی كه كاهش ایجاد شده در حجم (كه از رویCVF مشخص می گردد)بیشتر از افزایش دانسیته باشد عدسی نهایی ساخته شده از شیشه كرون سنگین تر نخواهد بود برای مثال یك شیشه CVFباضریب شكست ۱.۸۰۲ حدود ۰.۶۳ است كه نشاندهنده این است كه ۳۵%كاهش حجم در مقایسه با شیشه كرون وجود خواهد داشت اما دانسیته این ماده ۳.۷ است كه به مفهوم این است كه این ماده ۴۸%سنگین تر از شیشه كرون در واحد حجم می باشد ما می توانیم پیش بینی كنیم كه شیشه دارای ضریب انكسار ۱.۸۰۲ چیزی حدود ۱۵% سنگین تر از معادل آن كه از شیشه كرون ساخته شده است می باشد.






 

anahitat

عضو جدید
پرلیت در مکانیک

پرلیت در مکانیک

البته در مهندسی مواد و مکانیک هم پرلیت وجود داره که یکی از آلوتروپ های آهنه!:)
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
شیشه ضد گلوله چطور اختراع شد ؟!

شیشه ضد گلوله چطور اختراع شد ؟!

نخستین بار یک شیمیدان فرانسوی به نام "بندیکتوس " در اوایل قرن بیستم

بر اثر یک تصادف جالب توانست تکنیک اولیه ساخت نوعی شیشه نشکن و

مقاوم را بدست آورد .

او روزی در آزمایشگاه خود مشغول جابجا کردن تعدادی از بطریهای حاوی

مواد شیمیایی بود که ناگهان یکی از آنها از ارتفاع زیاد به زمین افتاد . وی با

کمال تعجب مشاهده کرد که بطری شیشه ای با اینکه یک لیتر گنجایش

داشت و سنگین هم بود در برخورد با کف آزمایشگاه نشکست .

"بندیکتوس " شیشه را مورد بررسی قرار داده و متوجه شد که محتوی

شیشه محلول سلولزی بوده که به مرور زمان تبخیر شده و فقط قشر نازکی

از آن روی بدنه داخلی بطری رسوب کرده و همین رسوبات مانع شکستن

شیشه شده است...!!



 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
فرمول تهیه رنگهاي نساجي:


رنگ آبي: هيدرو سولفيد 1 كيلو - سود 500 گرم - نيل 200 گرم

رنگ سرمه اي: هيدرو سولفيد 1 كيلو - سود 500 گرم - نيل تا 2.5 كيلو -

روناس 200 گرم

رنگ ساقه اي: هيدرو سولفيد 1 كيلو - سود 500 گرم - نيل 20 گرم - برگ

مو 3 كيلو -اسپرك 600 گرم - زاج سفيد 2 كيلو

رنگ عبايي: زاج سفيد 6 كيلو- پوست بيروني گردو 12 كيلو - برگ مو 12

كيلو - روناس 12 كيلو

رنگ بژ: زاج سفيد 6 كيلو - پوست گردو 5 كيلو - روناس 3.5 كيلو - سود 1

كيلو

 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
كامپاند هاي ضد مه گرفتگي:

دترجنت نان يونيك 0.3

پلي اكسي اتيلن (مونو استئارات) 8 با رواداري 2

پلي اكسي اتيلن (مونو اولئات ) 20 با رواداري 5

مينرال اسپيريت تا 100

((در صد ها همه حجمي هستند.))


محلول ضد يخ:

اتيلن گلايكل 54.95

آب بدون يون 31.9

متيل سلو سلو 9.7

اتيل سلو سلو 9.7

متيل كاربيتول 9.7

سديم تترا بورات 2.5

تري سديم فسفات 0.4

نمك سديم مركاپتوبنزو تيازول 0.5

ضد كف 0.05

پلي اكسي الكيلن گلايكول بعنوان ضد يخ در اينجا مصرف ميشود.


سيال ديفراست:

1و 2 گليكول 88 در صد وزني

آب 9 تا 10

فسفات پتاسيم دي بازيك 0.9 تا 1.1

سديم دي(2 اتيل هگزيل) 0.45تا 0.55








 

imannasa2000

عضو جدید
کاربر ممتاز




حلال جزء مهمي از محلول است. از آنجا که دانشجویان شیمی با اکثر حلالها سروکار دارند و بیشتر حلالها نیز مضر هستند بد نیست که اطلاعاتی از آنها داشته باشند.حلال ها مواد شيميايي هستند كه مواد ديگر را در خود حل مي كنند. حلال ها به طور كلي به دو دسته حلال هاي قطبي و حلال هاي غير قطبي تقسيم مي شوند. در حلال قطبي، ذرات تشكيل دهنده حلال قطبي بوده و يكديگر را با نيروي جاذبه ي الكتروستاتيكي جذب مي نمايند.
مهمترين حلال قطبي آب مي باشد. انواع اسيدها مانند سولفوريك اسيد H2SO4 و هيدروزن فلوئوريد HF ، نيز در اين دسته قرار مي گيرند.

در حلال هاي غير قطبي ، ذرات حلال غيرقطبي بوده و بنابراين تنها نيروي جاذبه ي ضعيف واندروالسي بين ذرات وجود دارد، به همين دليل اين حلال ها اغلب، داراي نقطه ي جوش بسيار پايين بوده و فرار هستند.
حلال هاي آلي نسبت به حلال هاي غير آلي يا حلال هاي معدني، قطبيت كمتري دارند و درنتيجه معمولا" اين دسته از حلالها ، مواد غير قطبي را بهتر در خود حل مي كنند. چند حلال در زير آمده است. حلالها موقعي مفيد هستند كه مايع باشند به عنوان مثال آب در محدوده ي 0 تا 100 درجه سانتيگراد مايع مي باشد، پس تنها در اين محدوده دمايي مي توانند به عنوان حلال مورد استفاده قرار گيرند. هنگامي موادي كه قرار است حل شوند، در دماهاي پايين تر يا بالاتر قرار داشته باشند بايد از حلالهاي ديگر استفاده نمود. محدوده مايع بودن برخي حلالها در زير آمده است:
متانولCH3OH كه خواصي شبيه آب را دارد.
اتانول CH3-CH2OH
پروپانون CH3-CH2-HC=O
-1پروپانول CH3-CH2-CH2OH
-1بوتانول CH3-CH2-CH2-CH2OH
اتيل استات C4H8O2
اتوكسي اتان C4H10O
تولوئن C7H8
بنزن C6H6
كربن تتراكلريد CCl4
سيكلوهگزان C6H12

دي متيل فرم آميد با نام اختصاري DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2 محدوده مايع بودن بين 61- تا 153 درجه سانتيگراد مي باشد.
تترا هيدرو فوران با نام اختصاري THF و فرمول CH8O كه به شكل يه حلقه ي پنج ضلعي است كه در يكي از گوشه هايش اتم اكسيژن قرار گرفته است. محدوده مايع بودن بين 65- تا 66 درجه سانتيگراد مي باشد.
دي متيل سولفوكسيد با نام اختصاري DMSO و فرمول (CH3)2SO محدوده مايع بودن بين 18 تا 189 درجه سانتيگراد مي باشد.
هگزا متيل فسفر آميد با نام اختصاري HMP و فرمول OP[N(CH3)2]
استونيتريل CH3CN محدوده مايع بودن بين 45- تا 82 درجه سانتيگراد مي باشد.
نيترومتان CH3NO2 محدوده مايع بودن بين 29- تا 101 درجه سانتيگراد مي باشد.
دي كلرومتان CH2Cl2 محدوده مايع بودن بين 97- تا 40 درجه سانتيگراد مي باشد.
سولفولان C4H8SO2 (يك حلقه ي پنج ضلعي است كه SO2 يك گوشه و چهار CH2 گوشه هاي ديگر را تشكيل داده اند. محدوده مايع بودن بين 28 تا 285 درجه سانتيگراد مي باشد.

پروپان-1و2-ديول كربنات C4H6O3 . يك حلقه ي پنج ضلعي كه C=O يك گوشه و دو تا o نيز دو گوشه ، CH2 يك گوشه و H3CH گوشه ديگر را تشكيل مي دهند. اين حلال از 49- تا 242 درجه سانتيگراد مايع مي باشد.
طبق يك اصل كلي، مواد قطبي در حلال هاي قطبي و مواد غيرقطبي در حلال هاي غير قطبي حل مي شوند.
حلال هاي آلي دسته ي بسيار مهمي از حلال ها را تشكيل مي دهند كه در زندگي كاربردهاي بسياري دارند. به عنوان مثال، حلال ادكلن ها، انواع اسپري ها، چسب ها و ... انواع الكلها و ديگر حلال هاي آلي را تشكيل مي دهند. چند حلال بسيار مهم صنعتي عبارتند از:
دي متيل فرم آميد با نام اختصاري DMF و فرمول HC(O)N(CH3)2
تترا هيدرو فوران با نام اختصاري THF و فرمول CH8O كه به شكل يه حلقه ي پنج ضلعي است كه در يكي از گوشه هايش اتم اكسيژن قرار گرفته است.
دي متيل سولفوكسيد با نام اختصاري DMSO و فرمول (CH3)2SO
بيان شد كه الكلها دسته ي بسيار مهمي از حلال هاي صنعتي را تشكيل مي دهند. ميان ذرات حلال در الكلها، پيوند هاي هيدروزني مي باشد، اما يك سر الكلها، سر آلي و غيرقطبي آنها مي باشد درنتيجه اين حلالها مي توانند هم مواد غيرقطبي را با سر غيرقطبي در خود حل كنند و هم مواد يكه مي توانند با آن پيوند هيدروزني برقرار نمايند، مانند آب.

ميان ذرات حلال غيرقطبي، فقط نيروهاي واندروالس وجود دارند. ميان ذرات ماده ي حل شده غير قطبي نيز فقط نيروهاي واندروالس وجود دارند. بنابراين تمام ذرات موجود در محلول، فقط تحت تاثير اين نيرو هستند و امكان تشكيل محلول وجود دارد.
يك مثال حلال هاي غير قطبي، هيدروكربنهاي سير شده خطي مانند هگزان است. موم كه يك ماده ي غيرقطبي است در هگزان حل خواهد شد.
البته تمام اجسام غيرقطبي در يكديگر حل نمي شوند. حال متداولترين نوع محلول يعني، يك جامد حل شده در يك مايع را در نظر مي گيريم. انحلال پذيري يك جامد غيرقطبي در يك مايع غيرقطبي به دو عامل بستگي دارد: دماي ذوب و آنتالپي ذوب آن. وقتي اين جامد حل مي شود، محلول مايع به دست مي آيد. جامد تغيير فاز مي دهد. جامدهايي كه دماي ذوب و انتالپي ذوبشان بالاست، انحلال پذيري بيشتري نشان مي دهند. اين تفاوت به علت نيروهاي جاذبه قويتر در بلورهاي اجسامي است كه دماي ذوب بالا دارند. در جريان حل شدن بايد بر اين نيروها فايق آمد.
برخي از حلال ها مانند كربن تتراكلريد CCl4 كلروفرم CHCl3 به شدت سمي مي باشد. همچنين كار با اسيدها مهارت و تدابير خاص مي طلبد.

اثرات زيان اور حلال هاي آلي در محيط هاي كوچك خود را نشان مي دهد ، زيرا حلال هاي آلي به مراتب بسيار فرار بوده و درنتيجه به ديلي سمي بودن ، هم براي انسان و هم موجودات زنده ديگر زيان دارد.
يكي از مهارتهاي كار با حلال ها اين است كه حلال هاي بي خطرتر پيدا كنيم: اغلب در آزمايشگاه ها، بايد سعي كنيم كه استفاده از حلال هاي سمي براي حل كردن موادي كه در واكنش شيميايي به كار برده مي شوند، را حذف نماييم.
بسياري از حلال ها كه در مقادير زياد در صنعت به كار برده مي شوند براي سلامت انسان مضر هستند يا مي توانند خطرات ديگري مانند آتش سوزي و انفجار به وجود آورند. حلال هايي كه به طور گسترده استفاده مي شوند و براي سلامت انسان مضر باشند شامل تتراكلريد كربن، كلروفورم، و پركلورواتيلين هستند.​
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
روش تولید بنزوئیک اسید از بنزوئین:

بنزوئیک اسید C6H5COOH, یک جامد کریستالی بیرنگ و ساده ترین

کربوکسیلیک اسید آروماتیک می باشد. نام آن از صمغ بنزوئین گرفته شده

که برای مدت طولانی، تنها منبع بنزوئیک اسید بوده است. این اسید ضعیف

و مشتقات آن به عنوان نگهدارنده ی غذاها و جلوگیری از فساد آنها مورد

استفاده قرار می گیرند. بنزوئیک اسید یک پیش ماده ی مهم برای سنتز

بسیاری از مواد آلی دیگر به شمار می رود.


روش تهیه:

در یک کپسول چینی کوچک محلولی از7 گرم سدیم هیدروکسید جامد و 1.5

گرم سدیم برومات در 15 میلی لیتر اب تهیه کنید. به این محلول 6 تا 6.5 گرم

بنزوئین نسبتا مرطوب را در چند نوبت اضافه کنید. در ضمن افزایش بنزوئین و

پس از مخلوط واکنش را روی حمام بخار حرارت دهید و به طور مداوم هم

بزنید. مخلوط نباید بیشتر از 90 تا 95 درجه گرم شود زیرا حرارت های بالاتر

باعث تجزیه جسم می شود و ایجاد بنزوهیدرول می کند. گاهگاهی مقادیر

کمی اب (به حجم 12 تا 15 میلی لیتر ) به ان افزوده تا از به دست امدن یک

مخلوط غلیظ جلوگیری می شود. حرارت و به هم زدن را ادامه دهید تا

قسمت کمی از مخلوط به خوبی در اب حل شود که معمولا به 1.5 تا 2

ساعت وقت نیاز دارد.

مخلوط واکنش را با 60 میلی لیتر اب رقیق کرده و ان را به همان حالت

بگذارید ( ترجیحا یک شب ) .به منظور حذف ماده روغنی و یا محصول جامد

جانبی محلول را صاف کنید. (دی فنیل متانول ) به مایع صاف شده توام با

چرخاندن مقدار کافی سولفوریک اسید 40% ( تهیه شده از 5 میلی لیتر

سولفوریک اسید غلیظ در 15 میلی لیتر اب ) به ارامی اضافه کنید تا به نقطه

ای درست نزدیک ازاد شدن برم برسد. معمولا در حدود 17 میلی لیتر

سولفوریک اسید مورد نیاز است. بنزیلیک اسید را به وسیله خلا جمع اوری

کنید و به طور کامل با اب بشویید و فشار دهید تا خشک شود. بنزیلیک

اسید را می توان به وسیله اب داغ متبلور کرد.









 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
عطرها:

اول از همه بايد بدونين كه همه عطرها يک مخلوطي از مواد طبيعي (عصاره

گياهان) و مواد مصنوعي (براي تقويت بو و افزايش مدت تاثير اون) هستن.

الكل به عنوان مايع اصلي تشكيل‌دهنده هر عطر هست و نسبت مخلوط

شدنش با اسانسهاي معطر، باعث نامگذاري محصول نهايي ميشه. دليل

استفاده از الكل اينه كه الكل با خاصيت تصعيد شدن و انتشار به اطراف

بدنتون باعث ميشه ديگران تا فاصله چند متري بفهمن كه شما عطر زدين!

اگه تو يه عطري ميزان مواد معطر بين 20 تا 40 درصد باشه (و باقيش الكل و

يه كم آب باشه) به اون عطر ميگن perfume كه اين نوع عطر از همه انواع

ديگه خالصتره و دوام بيشتري داره و در نتيجه گرونتر هم هست.

اودوپرفيوم ( eau de perfume) حاوي 15 تا 22 درصد مواد معطره هست و

متداولترين نوع عطر هم همينه كه هم ميزان دوام و پايداري رايحه اون زياده و

هم اينكه قيمتش نسبت به قبلي كمتره.

اودوتوالت (eau de toilette) به عطري ميگن كه درصد مواد معطره اون بين 8

تا 15درصد باشه. اين عطرها معمولا يه بوي ملايم و كم دوام دارن و بيشتر

مناسب اسپري بدن هستن كه بدرد پريدن خواب از سر و استفاده در محيط

كار ميخورن.

ادوكلن (eau de cologne) هم در اصل همون اودوتوالته كه البته اشاره‌اش به

يه رايحه خاص هست كه توسط ناپلئون بكار برده ميشد منتها الان ديگه يه

اصطلاح عام شده. بعضيا بهش ميگن eau fraiche. از همه انواع ديگه ارزونتره

و درصد مواد معطرش هم كمتره (حدود 4 درصد).

بقيه لوازم معطر رو ميشه در رده‌هاي بعدي قرار داد.

مثلا افترشيو، دئودورانت، ژل حموم، لوسيون بدن و غيره.

حلالهاي جديد و پركار امروزي براي نگهداري مواد معطر مخلوط اتيل الكل

بسيار خالص به همراه مقدار كم يا زياد آب وجود دارند.

ميزان آب بر طبق انحلال پذيري روغنهاي مورد استفاده تعيين ميشود.

حلال مذكور بدليل فراريت بالايي كه دارد پخش بويي را كه حمل ميكند آسان

ميسازد و ضمن آنكه تاثير سوئي هم بر پوست و همچنين واكنش خاصي با

مواد حل شونده ندارد. اما قبل از هر چيز بايد بوي الكل از بين برود كه براي

اينكار از مواد برطرف كننده بو يا پيش تثبيت كننده استفاده ميشود از موادي

كه چنين كاري را انجام ميدهند ميتوان به صمغ بنزويين و يا ديگر تثبيت كننده

هاي رزيني اشاره كرد كه اين مواد به الكل اضافه ميشوند و بعد از مدت يك يا

دو هفته الكل تقريبا بي بو بدست مي آيد ، بوي خام طبيعي آن با رزين

خنثي ميشود.

به طور كلي در يك محلول حاوي مواد معطر و فرار ، جزئي كه فراريت بالاتري


دارد اول تبخير ميشود، و از آنجايي كه مجموعه مواد مختلف ايجاد بوي معطر

ميكنند بايد بر اين اشكال غلبه كرد براي همين از يك تثبيت كننده استفاده

ميكنند ، ماده ايكه فراريت پايين تر از روغنهاي عطري دارند و سرعت تبخير

اجزاي تشكيل دهنده و معطر را كند و يكسان ميكنند .

از انواع تثبيت كننده ها ميتوان به


1- ترشحات حيواني نظير مشك و عنبر و ...

2- محصولات رزيني كه بر اثر آسيب ديدگي و يا بطور طبيعي از گياهان

خاصي ترشح ميشوند مانند: بنزويين و صمغ يا ترپنها

3- روغنهاي اسانسي كه هم بوي خوش و هم نقطه جوش بالاتر از حد

متعارف {285-290درجه سلسيوس}دارند مانند مرموك و صندل و ...

4- مواد تثبيت كننده سنتزي : برخي از استرهاي نسبتا بي بو با نقطه جوش

بالا مانند گيسريل دي استات نقطه جوش 259درجه سلسيوس و اتيل

فتالات با نقطه جوش 295 درجه بنزيل بنزوات با نقطه جوش 323 درجه

سلسيوس و همچنين مواد كه بوي خاصي دارند و پس از اضافه شدن به

مجموعه مواد معطر بوي خود را منتقل ميكنند مانند : آميل بنزوات ،

استوفنون، استرهاي الكلي سيناميك ، استر هاي اسيدي سيناميك و....


به طور كلي مواد خوشبوي موجود در عطرها به موارد زير تقسيم ميشوند :

1- روغن اسانسي

2- مواد مستقل

3- مواد شيميايي سنتزي يا نيم سنتزي.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
روش توليد بنزين با عدد اکتان بالا با نانوكاتاليست ايراني:

محققان دانشگاه تهران، موفق به ساخت نانوزئوليتي براي افزايش بازدهي

تبديل گازوئيل سنگين به محصولات سبک‌تر و با ارزش‌تر مانند بنزين و اولفين

شدند.

فرايند کراکينگ کاتاليزوري بستر سيال(FCC) يکي از پراستفاده‌ترين فرايندها

براي تبديل گازوئيل سنگين به محصولات سبک‌تر و با ارزش‌تر از قبيل بنزين و

اولفين‌ است. کاتاليزور FCC معمولاً از يک نوع زئوليت (اکثراً زئوليت Y)، يک

ماتريس سيليکا، آلومينا و يا سيليکا آلومينا، پرکننده و ماده چسباننده

تشکيل مي‌شود. تغيير در ويژگي‌هاي زئوليت و يا ماتريس آن منجر به تأثير

قابل ملاحظه‌اي در بازده محصولات مي‌شود.

اجزاي فعال کاتاليزور FCC شامل ريز ذرات زئوليت NaY با اندازه ذرات کوچکتر

از 500 نانومتر را سنتز و سپس تعويض يوني صورت گرفته است.

همچنين از روش بخارزني برنامه‌ريزي شده دمايي نيز براي تهيه زئوليت فوق

پايدار (Y (USY بهره گرفته ‌اند.

کاتاليزور USY به دليل اندازه درشت ‌تر حفرات آن نسبت به زئوليت Y،

کراکينگ خوراک سنگين را راحت‌تر از کاتاليزورهاي مرسوم انجام داده و در

عين حال ميزان کک آن کمتر بوده‌است.

بنابراين با اين روش مي‌توان به کاتاليزور USY با هدف توليد بنزين با عدد اکتان

بالا، کک کمتر، پايداري هيدروترمال بيشتر دست يافت.

گفتني است که در اين کار، اسيدي(فعال) کردن به صورت درجا درون راکتور

انجام شده‌است.

همچنين از روش‌هاي XRD، XRF، SEM، NH3-TPD، Atomic absorption و

جذب و دفع نيتروژن براي تعيين مشخصات فيزيکي شيميايي و از آناليزTPO

براي تعيين ميزان کک کاتاليست استفاده گرديده‌است.


اين نانوکاتاليزور مي‌تواند در واحدهاي کراکينگ کاتاليزوري، هيدروکراکينگ،

آلکيلاسيون صنعت نفت استفاده شود.


جزئيات اين پژوهش در مجله Fuel Processing Technology (جلد 90،

صفحات 1233- 1226، سال 2009) منتشر شده‌است.


 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
تهیه آب اکسیژنه (H2O2) :



روش اول

مواد لازم: باریم پراکسید، سولفوریک اسید 20%، باریم کربنات، یخ

روش کار: درون یک ارلن کوچک 25 میلی لیتر سولفوریک اسید 20% ریخته و

پس از سرد کردن (ارلن را درون آب یخ قرار دهید) به تدریج 5 گرم BaO2 به آن

اضافه کنید (ارلن همچنان درون آب یخ باشد) در این حالت باریم سولفات ته

نشین میشود. سپس به آن حدود یک گرم BaCO3 جامد اضافه نموده،

رسوب را صاف کنید. محلول زیر صافی آب اکسیژنه میباشد.


روش دوم

مواد لازم: باریم پراکسید، سولفوریک اسید

روش کار: 30 گرم باریم پراکسید را در یک بشر با کمی آب به صورت خمیر در

آورید. در یک ارلن 60 میلی لیتر سولفوریک اسید 4 نرمال بریزید و آنرا در یک

تشت آب – یخ قرار دهید تا کاملا سرد شود. سپس به تدریج خمیر باریم پر

اکسید را به آن اضافه کنید و بهم بزنید. پس از تمام شدن باریم پر اکسید

رسوب را صاف کنید. محلول زیر صافی آب اکسیژنه است.


روش سوم

مواد لازم: باریم پراکسید، کپسول گاز CO2

روش کار: 10 گرم باریم پراسید را داخل ارلن در آب یخ به صورت معلق در

آورید و به آن مقدار کافی گاز کربن دی اکسید وارد کنید. رسوب را با صاف

کردن از آب اکسیژنه جدا کنید.


روش چهارم

مواد لازم: فسفریک اسید، سدیم پراکسید

روش کار: در یک لوله آزمایش مقدار 10 میلی لیتر فسفریک اسید بریزید و

آنرا در ظرف آب یخ نگهدارید. پس از سرد شدن به آن مقدار کمی سدیم

پراکسید اضافه کنید.


روش پنجم

مواد لازم: سدیم دی هیدروژن ارتو فسفات، سدیم پراکسید، سدیم

هیدروکسید، فسفریک اسید، یخ

روش کار: محلولی از 5 گرم سود در 40 میلی لیتر آب مقطر تهیه کنید. به

محلول فوق 8 میلی لیتر ارتو فسفریک اسید اضافه کنید. مخلوط را پس از به

هم زدن در آب یخ سرد نمائید. این واکنش منجر به سدیم دی هیدروژن

فسفات میشود.

2/2 گرم سدیم پر اکسید پودر شده را به محلول سیر شده سدیم دی

هیدروژن ارتو فسفات به تدریج ضمن سرد کردن و به هم زدن به وسیله یک

میله شیشه ای، اضافه نمایید. (چنانچه درجه حرارت محیط زیاد پایین باشد

بلورهای دی سدیم هیدروژن ارتو فسفات 12 آبه با قدری یخ متبلور میشود.)

درجه حرارت محیط را به (1-) درجه سانتیگراد زیر صفر برسانید و رسوب تولید

شده را صاف کنید. محلول زیر صافی آب اکسیژنه است.

















 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
تولید صنعتی چسب:


پخت یا پروراندن رزین چسب به صورت یک جسم جامد

اپوکسی‌ها معروفترین چسبهای این گروه هستند که با استفاده از رزینهای

سیکلوآلیفاتیک ، طوری فرمولبندی می‌شوند که در دماهای بالا قابل

استفاده باشند. برای سنتز چسبهای قوی و نیمه انعطاف‌پذیر از رزینهای

اپوکسی با عوامل پخت پلی آمین یا پلی آمید استفاده می‌شود و بیشتر

اپوکسی‌ها بدون استفاده از مواد افزودنی هم چسبندگی خوبی دارند. زمان

پخت می‌تواند از ثانیه‌ها تا روزها طول بکشد که این امر به کاتالیزورها و دما

بستگی دارد.

اپوکسی فنولی با استفاده از این چسبها می‌توان اتصالاتی پدید آورد که تا

315ºC پایدار هستند. این چسبها در دماهای بالا پرورده می‌شوند و از آنها

برای پیوند ساختمانی و لانه زنبوری استفاده می‌شود. از دیگر چسبهای این

گروه می‌توان از پلی استرها (که ارزان قیمت و زودگیر و شکننده هستند)،

سیلیکونها ، سیانوآکریلاتها و آکریلیها ، نام برد.

تبخیر حلال از محلول پلیمر گرمانرم

مواد پلیمری حل شده در حلالها می‌توانند چسبهای مفیدی تشکیل دهند. با

تبخیر حلال ، پلیمر گرمانرم جامدی حاصل می‌شود که به چسب حلال

معروف است. از این گروه می‌توان نیتروسلولز را نام برد که سالها محلول 10

تا 25 در صد آن به عنوان چسب هواپیما و یا برای مصارف خانگی استفاده

می‌شد.

آکریلیها ، محلول رزینهای آکریلیک پرورده شده هستند و به چسبهای

پلاستیک مشهورند و برای متصل کردن پلاستیکهای ABS ، پلی استیرن و

آکریلی مؤثرند. سیمانهای لاستیکی هم جزو چسبهای حلال می‌باشند.


تبخیر آب از یک شیرابه پلیمری

شیرابه‌ها از ذرات کوچک پلیمر پرورانده شده معلق در آب تشکیل شده‌اند و

در موقع تبخیر آب ، ذرات بوسیله نیروهای واندرواسی به یکدیگر متصل

می‌شوند. رزین خشک شده ، دیگر در آب حل نمی‌شود. از این چسبها

می‌توان پلی وینیل استات را نام برد که برای اتصال قطعات چوبی بکار می‌رود

و به صورت شیرابه (محلول در آب) عرضه می‌شود و به نام چسب سفید یا

چسب چوب معروف است.

سرد کردن پلیمر گرمانرم ذوب شده

پلیمرهایی که در دمای مناسب ذوب می‌شوند و دارای نیروهای جاذبه زیادی

می‌باشند، بعنوان چسب داغ ذوب شناخته می‌شوند. از انواع پلی استرهای

گرمانرم ، پلی آمیدها و پلی اتیلنها ، بعنوان چسب داغ ذوب استفاده

می‌شود. این چسبها به صورت لوله‌هایی با ضخامت کم در بازار موجود

می‌باشد. در اثر حرارت دادن ، لوله ذوب و جاری می‌شود و با مالیدن به

سطح جسم و فشردن سطوح به همدیگر ، اتصال در ضمن سرد شدن انجام

می‌شود
.


عوامل اتصال دهنده

موادی که با شیمی دوگانه وجود دارند، می‌توانند به چسبندگی کمک کنند.

این ترکیبات دارای دو گروه عاملی متفاوت در دو انتها می‌باشند و معمولیترین

آنها عوامل اتصال دهنده سیلان می‌باشند. یک انتهای این ترکیبات ، تولید

چسبندگی با شیشه یا مواد معدنی دیگر می‌کند و انتهای دیگر از نظر

شیمیایی فعال می‌باشد.

اخیرا ترکیباتی به نام تیتاناتها وارد بازار شده‌اند که مانند سیلان دارای


شیمی دوگانه هستند و شبیه آنها عمل می‌کنند، اما برتریهایی هم در

برخی خواص نسبت به سیلانها دارند.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
تولید پلی استیرن ( یونولیت ) :

یونولیت یا پلی‌استیرن (Polystyrene) که در ایران با نام‌ تجاری پلاستوفوم هم

شناخته می‌شود، نوعی پلیمر سفید رنگ و عایق رطوبت و صدا و حرارت

است که از فرایندهای پتروشیمی تهیه می‌شود. این ماده اولین بار توسط

آلمان نازی در جنگ جهانی دوم برای ساخت پل‌های شناور روی آب ساخته

شد.

مونومر این پلیمر استیرن است. پلی استیرن ویژگی بلوری ندارد و بنابرین

بسیار شفاف است.

تراکم حلقه های بنزنی متصل به زنجیر اصلی درشت مولکول مانع نظم

ساختاری گشته و باعث مس شود پلی استیرن ماهیتا بی شکل باشد.با

توجه به اینکه دمای گذار شیشه ای شدن پلی استیرن خیلی بالاتر از دمای

معمولی است پلاستیک مفیدی است.

این ویژگی باعث می شود که پلاستیک فوق العاده سخت و کمی شکننده

باشد.

شکننده , شفاف و صیقل است و چگالی ان حدود 1.09 - 1.04 g/ml است.

نور معمولی را تا حدود 90 درصد از خود عبور می دهد و ماده مناسبی جهت

تهیه شیشه مصنوعی و ویترین ها در فضای بسته است.


روش تهیه :

مخلوطی از 22 میلی لیتر اب مقطر و 0.36 میلی لیتر محلول سدیم فسفات

10% و 0 میلی لیتر امونیاک غلیظ را در بالن بریزید و بر روی هم زن

مغناطیسی قرار دهید و با سرعت 100 - 60 دور در دقیقه هم بزند.

6 میلی لیتر اب مقطر و 0.75 میلی لیتر کلسیم کلرید 10% را به تدریج در

طول 30 دقیقه به وسیله قیف جداکننده به بالن اضافه کنید.

این عمل باعت تشکیل کلسیم فسفات می شود که برای پخش مونومر در

محیط به کار می رود. پس از اضافه کردن این مخلوط را داخل حمام اب 90

درجه سانتیگراد بگذارید و دمای بخاری و سرعت مگنت را تا انتهای واکنش

ثابت نگه دارید.

به 10 میلی لیتر مونومراسیون تقطیر شده 0.4 گرم بنزوئیل پروکسید اضافه

کنید و پس از حل شدن این مخلوط را به وسیله قیف جداکننده در 10 دقیقه

به مخلوط اضافه کنید. پس از دو ساعت پلی استیرن حاصل را روی قیف

بوخنر صاف کنید و پس از شستشو با اب یا کلریدریک اسید 2% در اتو 40

درجه سانتیگراد خشک کنید.












 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید سیمان


کلمه سیمان از یک لغت لاتین به نام سی‌منت ( cement ) گرفته شده است

و ماده ای است که دارای خاصیت چسبانندگی مواد به یکدیگر است و در

حقیقت،واسطه چسباندن است.

در صنایع ساختمانی، سیمان به ماده ای گفته می‌شود که برای چسباندن

مصالح مختلف به یکدیگر از قبیل سنگ و شن ، ماسه ، آجر وغیره بکار می‌رود

و ترکیبات اصلی این سیمان ازمواد آهکیاست. سیمانهای آهکیمعمولا از ترکیبات

سیلیکات و آلومینات های آهک تشکیل شده‌اند که هم به‌صورت طبیعی یافت

می‌شوند و هم قابل تولید در کارخانجات سیمان‌سازی هستند.

اگرچه از زمانهای بسیار گذشته اقوام و ملل مختلف به نحوی بااستفاده از سیمان

در ساخت بنا سود می‌جستند، ولی اولین بار در سال 1824 ،سیمان پرتلند به نام

"ژوزف آسپدین" که یک معمار انگلیسی بود، ثبت شد. به لحاظ شباهت ظاهری و

کیفیت بتن‌های تولید شده از سیمانهای اولیه به سنگهای ناحیه پرتلند در انگلیس ،

سیمان به نام سیمان پرتلند معروف شد و تا به امروز برای سیمانهایی که از مخلوط

نمودن و حرارت دادن مواد آهکی و رسی و مواد حاوی سیلیس ،آلومینا و اکسید آهن

و تولید کلینکر و نهایتا آسیاب نمودن کلینکر بدست می‌آید،استفاده می‌شود.

ساختار سیمان

اساسا سیمان با آسیاب نمودن مواد خام از قبیل سنگ و آهک و آلومینا و سیلیسی

که به صورت خاک رس و یا سنگهای رسی وجود دارد و مخلوط نمودن آنها با نسبتهای

معین و باحرارت دادن در کوره‌های دوار تا حدود 1400درجه سانتی‌گراد بدست می‌آید.

در این مرحله، مواد در کوره تبدیل به گلوله‌های تقریبا سیاه رنگی می‌شوند که کلینکر

نامیده می‌شود.

کلینکر پس از سرد شدن ، با مقداری سنگ گچ به‌منظور تنظیم گیرش ، مخلوط و آسیاب

شده و پودر خاکستری رنگی حاصل می‌شود که همان سیمان پرتلند است. با توجه به نوع

و کیفیت مواد خام ، سیمان با دو روش عمده‌تر و خشک تولید می‌شود، ضمن اینکه روشهای

دیگری نیز وجود دارد.

البته امروزه عمومـا از روش خشک در تولید سیمان استفاده می‌شود، مگر در مواردی که مواد

خام ، روش تر را ایجاب کند، زیرا در روش خشک ، انرژی کمتری برای تولید مورد نیاز است.

ترکیبات شیمیایی سیمان

مواد خام مورد مصرف در تولید سیمان در هنگام پخت باهم واکنش نشان داده و ترکیبات

دیگری را بوجود می‌آورند. معمولا چهار ترکیب عمده به‌عنوان عوامل اصلی تشکیل دهنده

سیمان در نظر گرفته می‌شوند که عبارتنداز:

· سه کلسیم سیلیکات (3O2=C3S)

· دو کلسیم سیلیکات ( 2CaOSiO2=C2S)

· سه کلسیم آلومینات (3CaOAl2O3=C3A)

· چهار کلسیم آلومینو فریت (4CaOAl2O3Fe2O3)

که اختصارا اکسیدهای CaO را با C و SiO2 را با S و Al2O3 را با A و Fe2O3 را با F نشان

می‌دهند. سیلیکاتهای C3S و C2S مهمترین ترکیبات سیمان در ایجاد مقاومت خمیر سیمان

هیدراته می‌باشند. در واقع سیلیکاتها در سیمان ، ترکیبات کاملا خالصی نیستند، بلکه دارای

اکسیدهای جزئی به‌صورت محلول جامد نیز می‌باشند. این اکسیدها اثرات قابل ملاحظه ای

در نحوه قرار گرفتن اتمها، فرم بلوری و خواص هیدرولیکی سیلیکاتها دارند.

ترکیبات دیگری نیز در سیمان وجود دارند که از نظر وزن قابل ملاحظه نیستند، ولی تأثیرات

قابل ملاحظه ای در خواص سیمان دارند که عمدتا عبارتند از:

MgO،TiO2،Mn2O3،K2O،NaO2،که اکسیدهای سدیم و پتاسیم به نام اکسیدهای قلیایی

شناخته شده‌اند. آزمایشها نشان داده است که این قلیائی‌ها با بعضی از سنگدانه‌ها واکنش

نشان داده‌اند و حاصل این واکنش باعث تخریب بتن شده است. البته قلیائی‌ها در مقاومت بتن

نیز اثر دارند.

وجود سه کلسیم آلو مینات (C3A) در سیمان نقش عمده ای در مقاومت سیمان به جزء در

سنین اولیه ندارند و در برابر حملات سولفاتها نیز که منجر به سولفو آلومینات کلسیم می‌شود،

مشکلاتی به بار می‌آورد، اما وجود آن در مراحل تولید ، ترکیب آهک و سیلیس را تسهیل می‌کند.

میزان C4AF در سیمان هم در مقایسه با سه ترکیب دیگر کمتر است و تأثیر زیادی در رفتار

سیمان ندارند، ولی در واکنش با گچ ، سولفو فریت کلسیم را می‌سازدو وجود آن به هیدراسیون

سیلیکاتها شتاب می‌بخشد.

مقدار و اندازه واقعی اکسیدها در ترکیبات انواع سیمان،مختلف است. البته باقی مانده نامحلول

نیزکه عمدتا از ناخالصی‌های سنگ گچ حاصل میگردد،اندازه گیری می‌شود، تا حدود 1,5درصد

وزن در سیمان مجاز است. افت حرارتی نیز که دامنه کربناسیون و هیدراسیون آهک آزاد ومنیزیم

آزاد را در مجاورت هوا نشان می‌دهد، تا حدود 3 الی 4 در صد وزن سیمان اندازه گیری می‌شود.

هیدراسیون سیمان

ماده مورد نظر ما ملات یا خمیر سیمان است که با اختلاط آب و پودر سیمان ماده چسباننده ای

می‌شود. در واقع سیلیکاتها و آلومیناتهای سیمان درمجاورت آب محصولی هیدراسیونی را تشکیل

می‌دهند که کم‌کم با گذشت زمان ، جسم سختی بوجود می‌آید.

دو ترکیب عمده سیلیکاتی سیمان یعنی C3S و C2S عوامل عمده سخت شدن سیمان هستند

و عمل هیدراسیون روی C3S سریعتر از C2S انجام می‌گیرد.

حرارت هیدراسیون

همانند هر واکنش شیمیایی ، هیدراسیون ترکیبات سیمان نیز حرارت‌زا است و به میزان

حرارتی که در هر گرم از سیمان هیدراته در اثر هیدراسیون دردمای معینی تولید می‌گردد،

حرارت هیدراسیون گفته می‌شود و به روشهای مختلفی قابل اندازه گیری است. درجه

حرارت و دمائی که در آن عمل هیدزاسیون انجام می‌شود، تأثیرقابل ملاحظه ای در نرخ

حرارت تولید شده است دارد.

برای سیمانهای پرتلندمعمولی ، حدود نصف کل حرارت تا سه روز و حدود 3,4 حرارت تا

حدود 7 روز و تقریبا 90در صد حرارت در 6 ماه آزاد می‌شود. در واقع حرارت هیدراسیون

بستگی به ترکیب شیمیایی سیمان دارد و تقریبا برابر است با مجموع حرارتهای ایجاد

شده یکایک ترکیبات خالص سیمان ، اگر به صورت جداگانه هیدراته شود.

هر گرم از سیمان تقریبا 120 کالری حرارت آزاد می‌کند. چون هدایت حرارتی بتن کم

است، لذا حرارت می‌تواند به‌عنوان یک عایق حرارتی عمل نماید.

از طرف دیگر حرارت تولید شده بوسیله هیدراسیون سیمان می‌تواند از یخ زدن آب در

لوله‌های موئین بتن تازه ریخته شده جلوگیری نماید. بنابراین آگاهی به خواص حرارت‌زایی

سیمان می‌تواند در انتخاب نوع مناسب سیمان برای هدف مشخصی مفید باشد.

همانطور که گفته شد، نقش اصلی در مقاومت سیمان C3S و C2S ایفا می‌کنند و C3S

در 4 هفته سنین اولیه و C2S پس از آن مقاومت سیمان را ایجاد می‌کنند.

نقش این دو ترکیب در مقاومت سیمان پس از یک سال تقریبا مساوی می‌شود.


نرمی سیمان

از آنجا که هیدراسیون از سطح ذرات سیمان شروع می‌شود، مساحت تمامی

سطح سیمان موجود در هیدراسیون شرکت دارند.

بنابراین نرخ هیدراسیون بستگی به ریزی سیمان دارد و مثلا برای کسب مقاومت

سریعتر نیز به سیمان نرم تر یا ریزتر می‌باشد. اما باید توجه داشت که همیشه

یک سیمان نرم از نظر اقتصادی و فنی مقرون به صرفه نیست، زیرا هزینه آسیاب

کردن و اثرات بیش از حد نرم بودن سیمان بر خواص دیگرآن مانند نیاز بیشتر به

گچ برای تنظیم گیرش ، کارآیی بتن تازه و سایر موارد نیز باید مد نظر باشد.

نرمی یکی از خواص عمده سیمان است که معمولا در استانداردها با سطح

مخصوص تعیین می‌شود (m2/kg). روشهای متداول و متفاوتی برای تعیین

نرمی سیمان در دنیا بکار گرفته می‌شود. استاندارد ملی ایران به شماره

390 تعیین نرمی سیمان را مشخص می‌کند.

گیرش سیمان

کلمه گیرش برای سفت شدن خمیر سیمان بکار برده می‌شود، یعنی تغییر

وضعیت از حالت مایع به جامد.

گیرش به‌علت هیدراسیون C3S و C2A با افزایش دمای خمیر سیمان اتفاق

می‌افتد. گیرش اولیه مربوط به افزایش سریع دما و گیرش نهایی مربوط به دمای

نهایی است. مدت زمان گیرش سیمان با افزایش درجه حرارت کاهش می‌یابد،

ولی آزمایش نشان داده است که در دمای حدود 30 درجه سانتی‌گراد ، اثر

معکوس را می‌توان مشاهده نمود. در درجات حرارت پائین ، گیرش سیمان کند

می‌شود.

تعیین مقاومت هیدرولیکی سیمان

در روش موجود، نمونه‌های سیمان در فواصل زمانی معین گرفته شده و سپس

به‌صورت مکعب و یا منشورهائی درآورده می‌شوند تا براساس استانداردهای ملی

مورد آزمایش قرار گیرند. در استادارد هندوستان مقاومت مورد نیاز در سنین ۳، ۷ و ۲۸

روزه تعریف شده‌اند. در بعضی موارد مقاومت سیمان پس از یک روز نیز تعریف و

مشخص شده است. نتایج به‌دست آمده از مقاومت ۱ روزه سیمان نسبتاً زود

است اما می‌تواند بیانگر رفتار آن بعد از ۲۸ روز باشد زیرا برای استفاده کننده

سیمان مهم است که از قبل بتواند بر آوردی از مقاومت ۲۸ روزه سیمان داشته

باشد. از این‌رو تلاش‌هائی در این زمینه انجام شده است.

Bentz و دیگران، روشی را برای برآرود و پیش‌بینی خواص فیزیکی و همچنین

مقاومت سیمان ارائه کرده‌اند. این نظریه براساس ثبت خواص فیزیکی، مینرالوژی

و شیمیائی سیمان با استفاده از آنالایزر توزیع ذرات و میکروسکوپ الکترونی

شکل گرفته است. تصویر سپس با استفاده از مدل‌های ریاضی برای پیش‌بینی

سینتیک هیدراسیون، انقباض، زمان گیرش، مقاومت فشاری و غیره مورد تحلیل

قرار می‌گیرد.

نتایج برآورد شده کاملاً نزدیک به اندازه‌گیری‌های واقعی است.

با این حال پیشگوئی‌ها با استفاده از این متدولوژی،مستلزم استفاده از میکروسکوپ

الکترونی است که معمولاً در آزمایشگاه کارخانجات سیمان به‌ندرت پیدا می‌شود

لذا باید به‌دنبال راه‌های ارزانتر بود.

Tsivilis به تشریح مدلی براساس رگرسیون پیش‌بینی مقاومت می‌پردازد.

خاطر نشان می‌شود که این نظریه به‌صورت ژنریک است اما مدل آن تنها برای یک کوره

و آسیاب سیمان طراحی شده است.

از طرفی نیازمند پالایش‌های مستمر بوده تا شرایط عملیاتی غالب را نشان دهد.

نمونه

آنالیز اندازه ذرات با استفاده از آنالایزر لیزری ذرات Cilas انجام شد. از آنجائی‌که ذرات

نرمتر خصوصاً ذراتی که کوچکتر از ۳۲ میکرون هستند تأثیر قابل توجهی بر مقاومت

سیمان می‌گذارند، گروه‌های فرعی دیگری نیز از ۳-۰، ۱۶-۳، ۲۴ -۱۶ و ۳۲ -۳ میکرون

تشکیل شد.

پارامتر موقعیت براساس توزیع Sperling - Bennet (RRSB) - Rosin -Remmler یعنی

اندازه ذره با عبور ۲/۶۳% بوده و بیانگر جرم عبوری در سیستم سایش و در نتیجه

ویژگی‌ مهم سیمان از نظر خواص فیزیکی آن است.

عامل مهم دیگر تأثیر گذار بر تشکیل مقاومت سیمان، فاز ترکیب آن است.

فازهای C۴,AF,C۳A,C۲S,C۳S و یک روش قابل اعتماد برآورد دقیق و قابل تولید

مجدد فازهای سیمان و یا کلینکر، استفاده از روش XRD به همراه آنالیز Rietveld

است.

در این روش نیازمند آنالیز ثابت نرم‌افزار Rietveld و XED هستیم.

روش دیگر می‌تواند براساس آزایشات میکروسکوپی باشد.

به‌دلیل کمبود این امکانات در آزمایشگاه سیمان، امکان اندازه‌گیری دقیق فازەهای

معدنی دیگر فراهم نگردید. با اینحال برای اندازه‌گیری‌ها از فرمول بوگ (Bogue)

برای تحلیل‌های عنصری استفاده گردید.

گزارش‌هائی که توسط سایر محققان ارائه شد است بیانگر ارائه نتایج بسیار

دقیق تعیین فازها با استفاده از روش XRD و Rietveld است.

گزارش آزمایشگاه Brucker با دستگاه پیشرفته X-Ray نشان داده است که بین

نتایج بدست آمده به‌روش XRD و فرمول بوگ ۱۰% اختلاف و بین روش XRD و

نتایج میکروسکوپی حداکثر ۳% اختلاف است.

بنابراین دقت پیش‌بینی را می‌توان با استفاده از XRD و تحلیل Rietveld که امروزه

به‌طور فزاینده‌ای در آزمایشگاه کارخانه سیمان برای تعیین فازها استفاده می‌شود،

بهبود بخشید.

اطلاعات فوق با استفاده از تکنیک رگرسیون برای تعیین مقاومت ۷،۳ و ۲۸ روزه

مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.

در تمام تحلیل‌های رگرسیون، سطح مورد اعتماد ۹۵% بود. جزئیات در قسمت‌های

دیگر نشان داده شده است.

ضرورت افزایش سرعت چرخش کوره های دوار سیمان

سرعت چرخش کوره‌های دوار سیمان یکی از متغیرهای فرآیند پخت است که

در صورت مطالعه صحیح، می‌توان با افزایش آن راندمان فرآیند تولید کلینکر و

سیمان را بهبود بخشید. این متغیرها یکی از پارامترهای کم و بیش نادیده گرفته

شده در فرآیند پخت کلینکر است که تاکنون بهر‌مندی لازم از آن در زمینه‌های

ارتقاء یکنواختی و ثبات در راهبری کوره، کنترل پیشرفته و مدرن و همچنین ارتقاء

کیفیت کلینکر تولیدی، صورت نگرفته است.

دلایل افزایش سرعت چرخش کوره

با شناخت بیشتر سیستم‌های پری کلسیناسیون، وقوف به اینکه ورودی به

این کوره‌ها ۸۵ تا ۹۰ درصد کلسیته شده و آماده دریافت دمای منطقه پخت

میباشد، میسر گردید.

علی‌رغم اینکه طول کوره در این سیستم به مراتب کوتاه‌تر از کوره‌های دوار

خشک و بلند بود لیکن فاصله تا منطقه پخت به‌طور نسبی طولانی‌تر شده و مواد

ورودی به منطقه پخت بیش از حد لازم آماده (OVer prepared) می‌گردید، در

نتیجه این شرایط، ابعاد بلورهای آلیت (C۳S) افزایش یافته و واکنش‌پذیری

(Reactivity) فازی کاهش پیدا کرده و مقاومت فشاری سیمان حاصل با بلین

و C۳S معین، پائین‌تر می‌آید.

کاهش سوخت در مشعل اصلی به معنی کاهش بار حرارتی و لذا کاهش تمرکز

حرارتی در منطقه پخت می‌باشد. به عبارت دیگر، توزیع درجه حرارت در منطقه پخت

کوره بسیار ملایم‌تر و این منطقه طولانی‌تر می‌گردد.

از آنجا که اقامت مواد در منطقه پخت به مدت طولانی، جنبه‌های منفی کیفیتی

مانند رشد بلوری را به همراه داشته و با توجه به پائین بودن تمرکز حرارتی در این

منطقه، از تأثیرات سرد کردن سریع و لذا خرد شدن بلورها کاسته می‌گردد.

افزایش سرعت چرخش کوره به مفهوم افزایش نسبت سرعت دوران به خوراک کوره

نیز می‌باشد.از طرفی، افزایش در نسبت مزبور موجب کاهش ضخامت بستر مواد

در داخل کوره و به تبع آن بهبود در کیفیت انتقال حرارت بین گاز و مواد می‌گردد.

ضمناً شرایط یاد شده منجر به ورود مواد آماده نشده (Less well - prepared feed) به

منطقه پخت خواهد گردید که به یک شعله داغ و کوتاه برای اتمام فرآیند پخت

نیازمنداست. نتیجه نهائی، داشتن یک منطقه پخت کوتاه می‌باشد.

در صورتی‌که مقدار خوراک تغذیه شده به کوره ثابت فرض شود، افزایش دور آن

می‌تواند موجب افزایش سهولت در راهبری سیستم و همچنین بروز تغییرات ذیل

می‌گردد:

۱) کوتاه نمودن طول منطقه پخت که به‌طور معمول در حد ۵۰% خواهد بود.

۲) کاهش مقدار گاز آلاینده NO۴ در گازهای خروجی از کوره

۳) بهبود در کیفیت کلینکر از طریق:

- کاهش اندازه فاز آلیت (C۳S)

- افزایش در کمیت و کیفیت فاز بلیت اولیه (a-C۲S)

- فراهم نمودن شرایط خنک شدن سریع کلینکر و کاهش غبار (Dusting) در

ناحیه خروجی کوره.

- بهبود در تبخیر قلیائی‌ها

۴) افزایش در توان و ظرفیت سایش کلینکر به میزان ۱۵%

۵) افزایش توان تولیدی کوره به میزان ۱۰ تا ۲۰ درصد

۶) فراهم نمودن امکان مصرف و برگرداندن ۹۰ تا ۱۰۰ درصد غبار کوره

(غبار ف ی ل ت ر) به درون کوره با روش تزریق از طریق مشعل (کوره‌های تر)


امتیازات سریع خنک کردن کلینکر

۱) ترک‌های تنش‌دار ایجاد شده قابلیت سایش کلینکر را افزایش می‌دهد.

۲) فازهای آلیت، تجزیه نمی‌شوند.

۳) به‌دلیل ریز بودن دانه‌های MgO پریکلاژ، انبساط MgO از بین می‌رود.

۴) به‌دلیل کم بودن واکنش C۳A کم تبلور نسبت به C۳A متبلور، گیرش

سیمان به کندی صورت می‌پذیرد.

۵) به‌دلیل وجود درصد زیادی از a-C۳S، مقاومت سیمان بالا می‌رود.













 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید وایتکس (سفیدکننده)




الکترولیز فرآیندی است که طی آن ماده به اجزای سازنده اش تبدیل می شود. نمک وایتکس به چه معنا است؟

وایتکس یا مایع سفید کننده به محلول رقیق سدیم هیپو کلریت NaOCl در آب گفته می شود که در اثر الکترولیز

به اجزای سازنده اش یعنی کلر، سدیم و اکسیژن تجزیه می شود.

الکترولیز نمک سدیم کلرید هم منجر به تولید اتمهای سدیم و گاز کلر می شود.

رایج‌ترین ماده ای كه از آن ، به عنوان سفید كننده استفاده می‌شود، آب ژاول است. ماده اصلی و موثر در آب ژاول ،

هیپوكلریت سدیم (NaOCl) است.

هیپوكلریت سدیم ، تركیبی فوق‌العاده قوی است كه درصد خیلی كمی از آن (5 درصد) را در آب حل می كنند و با

نام‌های مختلف و به عنوان سفید كننده به بازار عرضه می كنند.

بنابراین سفید كننده‌ها و آب ژاول ، همان محلول 5 درصد هیپوكلریت سدیم هستند.

محلولی است از 10 تا 16 درصد هیپوكلریت سدیم (NaOCl) در آب. این محلول را برتوله، كشف كرد و چون نخست در

محله ژاول پاریس تولید می‌شد، به آب ژاول معروف شد.


سدیم هیپو کلریت از طریق واکنش زیر تولید می شود:

Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaOCl + H2O

در این روش گاز کلر از داخل محلول رقیق و سرد سدیم هیدروکسید عبور داده می شود.


فراورده الکترولیز نمک وایتکس است.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید پرلون ( نایلون 6 ):

روش‌های تهیه پلی ‌آمیدها با روش‌های تهیه پلی ‌استرها مشابهند.

در سال 1936، دانشمند آلمانی "شلاک" موفق به پلیمریزاسیون کاپرولاکتام و تولید نایلون 6 شد. این نایلون به نام تجارتی

"پرلون" در اروپا وارد بازار شد و پس از جنگ جهانی دوم ، تولید نایلون 6 در اکثر کشورها شروع شد.

پرلون (Perlon)،پلی آمید مشهوری است که در شکل صنعتی از واکنش خودتراکمی 6- آمینوهگزانوئیک اسید بدست می‌آید.



این ترکیب از طریق نوآرایی "بکمن" سیکلوهگزانون اکسیم و تبدیل به 4- کاپرولاکتام قابل دسترسی است.

وزن مخصوص نایلون ، 1.14است و در حدود 215-220 درجه سانتی‌گراد ذوب می‌گردد.

مهم‌ترین کاربرد نایلون 6 ، در ساخت تایر اتومبیل ، تولید نخ ماهیگیری به قطر 0.1mm تا 1.5mm برای مصارف ماهیگیری ،

تهیه طناب به اقطار مختلف تا 10cm برای بستن و یدک کشیدن کشتی‌ها ، ساخت لوله ، تولید جوراب و انواع لباسهای مختلف

زنانه و مردانه ، ساخت فرشهای ماشینی ، موکت ، پرده ، رویه مبل و بافت انواع دیگر پارچه است.





روش تهیه:

در مرحله ی اول برای تولید صنعتی، کاپرولاکتام مذاب همراه کمی دی‌اکسید تیتان و اسید استیک توسط یک ف ی ل ت ر وارد

لوله‌های رآکتور پلیمریزاسیون می‌شود.

پلیمری که تولید گردید، پس از خروج از رآکتور بالافاصله وارد سیستم ریسندگی می‌گردد.

در مرحله دوم که شامل ریسندگی است، نایلون 6 به حالت مذاب وارد منافذ ریزی شده و از آن به صورت رشته‌های ظریفی خارج

می‌گردد.

این رشته‌ها ، 5 برابر طول خود کشیده می‌شوند.

سپس با آب شسته و خشک می شوند و به صورت کلاف می پیچند.














 
آخرین ویرایش:

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید واکس کفش:

برای تهیه واکس کفش ابتدا باید حلال مناسب انتخاب شود. سابقاً از حلال نیتروبنزن برای این منظور استفاده می شد

اما به علت تأثیر نامطلوبی که بر روی چرم به جا می گذارد استعمال آن بعدها متروک گردید.

امروزه از روغن تربانتین به عنوان حلال استفاده می شود، اما در بعضی موارد به علت گرانی این روغن بجای آن پارافین

مایع یا نفت به کار می برند که البته از مرغوبیت واکس خواهد کاست.

در انتخاب ماده حلال باید شرایط زیر رعایت شود:

1- درجه جوش آن باید نزدیک به درجه جوش تربانتین باشد.

2- قابلیت تبخیر آن چنانچه زیاد باشد با چند بار باز و بسته شدن سرپوش قوطی واکس، محتوای آن خشک و غیر قابل

استفاده می شود و چنانچه قابلیت تبخیر آن کم باشد بهنگام واکس زدن موجب تأخیر عمل شده و از براق شدن چرم

جلوگیری می کند. بنابراین قابلیت تبخیر این ماده باید متناسب با زمان لازم باشد به طوری که عیبهای فوق ظاهر نشود.

3- قابلیت حل آن برای سایر مواد لازم در ساخت واکس و حفظ این مواد در درجات حرارت مختلف.

4- علاوه بر مواد فوق باید روغن مناسبی در واکسها به کار رود که جایگزین چربی طبیعی چرم باشد و در حفظ آن عمل

نماید. برای این منظور معمولاً از استآرین، اولئین، لانولین و پاره ای روغنهای نباتی به مقدار مناسب استفاده می کنند.



فرمول (1)

موم زرد......................... 3 کیلو


موم کارنوبا..................... 10 کیلو


اسید اولئیک.................. 1 کیلو


استآرین........................ 1 کیلو


مرکب عاج(عاج سیاه)...... 4 کیلو


روغن تربانتین................. 45 کیلو


رنگ مشکی قابل حل در روغن 5/0 کیلو



موم کارنوبا، موم زرد و استآرین را ذوب کنید.


رنگ مشکی را با اسید اولئیک مخلوط و به تدریج تربانتین و عاج سیاه را اضافه نمائید.

سپس دو قسمت را مخلوط کنید.






فرمول (2)


موم زرد........................... 18 کیلو

آب................................. 40 لیتر


صابون.............................. 2 کیلو


روغن تربانتین................... 40 کیلو


رنگ مشکی یا قهوه ای قابل حل در روغن به مقدار کافی




ابتدا موم را با حرارت ملایم ذوب و روغن تربانتین را به آن اضافه کنید.

سپس محلول داغ آب و صابون را در مقادیر کم به محلول وارد نموده و مرتباً بهم بزنید و در پایان رنگ مورد نظر را

بیفزائید.






فرمول (3)

"تهیه واکس بدون رنگ برای نگاهداری چرم"

موم زرد......................... 400 گرم


موم کارنوبا..................... 100 گرم


کربنات پتاسیم............... 75 گرم


روغن تربانتین................. 4 لیتر


آب جوش..................... 600 گرم



موم ها را ذوب نموده و به محلول جوشان کربنات پتاسیم اضافه کنید، بهم بزنید و از روی آتش بردارید.

سپس هم وزن آن، آب جوش اضافه نموده، مرتباً بهم بزنید.

آنگاه بتدریج روغن تربانتین را در محلول وارد کنید
.







فرمول (4)

تربانتین...................... 4 لیتر

موم زرد..................... 2 کیلو


کربنات پتاسیم........... 60 گرم


آب........................... 12 لیتر


پودر صابون................ 2 کیلو


رنگ قهوه ای............. 60 گرم



آب، صابون، کربنات پتاسیم و رنگ را توأماً به جوش برسانید و روی موم مذاب بریزید و مجموع را در حرارت 90 درجه

سانتیگراد در تربانتین اضافه کنید و خوب بهم بزنید.



















 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید شیشه:

شیشه، محصولی کاملا «شیشه‌ای شده» یا دست کم فراورده‌ای است که مقدار مواد معلق غیرشیشه‌ای موجود در آن نسبتا

کم است. با وجود هزاران فرمول جدید شیشه که طی 30 سال گذشته بوجود آمده،درخور توجه است که هنوز مانند 2000 سال

پیش ، 90 درصد تمام شیشه‌های جهان از آهک ، سیلیس و کربنات سدیم تشکیل یافته‌اند. اما نباید چنین استنتاج کرد که در

طی این مدت ، هیچ تحول مهمی در ترکیب شیشه صورت نگرفته است. بلکه در واقع تغییرات جزئی در اجزای اصلی ترکیب و

تغییرات مهم در اجزای فرعی ترکیب ، پدید آمده است.

اجزای اصلی عبارتند از: ماسه ، آهک و کربنات سدیم. هر ماده خام دیگر ، جزء فرعی تلقی می‌شود، هرچند که بر اثر استفاده از

آن ، نتایج مهمی بدست آید.

مهمترین عامل در ساخت شیشه ، گرانروی اکسیدهای مذاب و ارتباط میان این گرانروی و ترکیب شیشه است.

تقسیم بندی شیشه‌های تجارتی:


سیلیس گداخته


سیلیس گداخته یا سیلیس شیشه‌ای به روش تفکافت تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا یا بوسیله گدازش کوارتز یا ماسه خالص

ساخته می‌شود و گاه آن را به اشتباه ، شیشه کوارتزی می‌خوانند. این ماده ، انبساط کم و نقطه نرمی بالایی دارد که به مقاومت

گرمایی زیاد آن کمک می‌کند و امکان استفاده از آن را در گستره دمایی بالاتر از دیگر شیشه‌ها فراهم می‌آورد. این شیشه ، اشعه

ماوراء بنفش را بخوبی از خود عبور می‌دهد.

سیلیکاتهای قلیایی

سیلیکاتهای قلیایی تنها شیشه‌های دو جزئی هستند که از اهمیت تجارتی برخوردارند. ماسه و کربنات سدیم را بسادگی با هم

ذوب می‌کنند و محصولات بدست آمده با گستره ترکیب Na2O.SiO2 تا Na2O.4SiO2 را سیلیکاتهای سدیم می‌خوانند.

سیلیکات محلول کربنات سدیم که به نام شیشه آبی (انحلال پذیر در آب) نیز خوانده می‌شود، بطور گسترده‌ای در ساخت جعبه‌هایی

با کاغذ موجدار و به عنوان چسب کاغذ بکار می‌رود.

مصرف دیگر آن در ایجاد حالت ضد آتش است. انواع قلیایی‌تر آن به عنوان شوینده‌های لباسشویی و مواد کمکی صابونها بکار می‌رود.

شیشه آهک سوددار

این نوع شیشه %95 کل شیشه تولید شده را تشکیل می‌دهد و از آن برای ساخت تمام انواع بطری‌ها، شیشه تخت، پنجره خودروها

و سایر پنجره‌ها ، لیوان و ظروف غذاخوری استفاده می‌شود. در کیفیت فیزیکی تمام انواع شیشه‌های تخت ، نظیر همواری و نداشتن

موج و پیچ ، بهبود کلی حاصل شده، اما ترکیب شیمیایی تغییر زیادی نکرده است. اصولا ترکیب شیمیایی در گستره زیر قرار می‌گیرد:

SiO2 از %70 تا %74 ، CaO از %8 تا %13 ،Na2O از %13 تا %18.

فراورده‌هایی که این نسبتها را دارند، در دماهای نسبتا پایین‌تری ذوب می‌شوند. در تولید شیشه بطری ، بخش عمده پیشرفت از نوع

مکانیکی است. در هر حال ، تجارت نوشابه‌ها ، سبب ایجاد گرایشی در بین شیشه سازان برای تولید ظروف شیشه‌ای با آلومین و آهک

زیاد و قلیائیت کم شده است. این نوع شیشه با دشواری بیشتری ذوب می‌شود، اما در برابر مواد شیمیایی مقاومتر است.

رنگ شیشه بطری‌ها بدلیل انتخاب بهتر و تخلیص مواد خام و استفاده از سلنیم به عنوان زنگ‌زدا بسیار بهتر از قبل است.

شیشه سربی

با جانشین شدن اکسید سرب به جای اکسید کلسیم در شیشه مذاب ، شیشه سربی بدست می‌آید. این شیشه‌ها بدلیل برخورداری

از ضریب شکست بالا و پراکندگی نور زیاد ، در کارهای نوری از اهمیت بسزایی برخوردارند.

تاکنون میزان سرب موجود در شیشه را به %92 نیز رسانده‌اند.

درخشندگی یک بلور تراش داده شده خوب بدلیل مقدار زیاد سرب در ترکیب آن است.

مقدار زیادی از این شیشه برای ساخت حباب لامپهای برق ، لامپهای نئون و رادیوترونها بدلیل مقاومت الکتریکی بالای آنها مورد استفاده

قرار می‌گیرد. این شیشه برای ایجاد حفاظ در برابر پرتوهای اتمی نیز مفید است.

شیشه بوروسیلیکاتی

شیشه بوروسیلیکاتی ، معمولا حاوی حدود 10 تا 20 درصد B2O2 ، حدود 80 تا 85 درصد سیلیس و کمتر از 10 درصد Na2O است.

این نوع شیشه دارای ضریب انبساط کم ، مقاومت فوق‌العاده زیاد در برابر ضربه ، پایداری عالی در برابر مواد شیمیایی و مقاومت الکتریکی

بالاست.

ظروف آزمایشگاهی ساخته شده از این شیشه ، تحت نام تجارتی پیرکس فروخته می‌شود. با این حال ، در سالهای اخیر نام پیرکس برای

اجناس شیشه‌ای بسیاری که ترکیب شیمیایی دیگری دارند (مانند شیشه آلومین _ سیلیکات در ظروف شیشه‌ای مناسب برای پخت و پز)

نیز بکار می‌رود.

مصارف دیگر شیشه‌های بوروسیلیکاتی علاوه بر ظروف آزمایشگاهی عبارت است از واشرها و عایقهای فشار قوی، خطوط لوله و عدسی

تلسکوپها.

شیشه‌های ویژه

شیشه‌های رنگی و پوشش‌دار ، کدر ، شفاف ، ایمنی ، شیشه اپتیکی ، شیشه فوتوکرومیکی و سرامیکهای شیشه‌ای ، همه شیشه‌های

ویژه هستند. ترکیب تمامی این شیشه‌ها بر طبق مشخصات محصول نهایی موردنظر تغییر می‌کند.

الیاف شیشه‌ای

الیاف شیشه‌ای از ترکیبات ویژه‌ای که در برابر شرایط جوی مقاوم هستند، ساخته می‌شوند. سطح بسیار زیاد این الیاف سبب می‌شود تا

آنها نسبت به همه رطوبت موجود در هوا آسیب پذیر باشند. مقدار سیلیس (حدود %55) و قلیایی موجود در این شیشه پایین است.


شیشه‌سازی


شیشه‌های معمولی که در زندگی روزمره بکار می‌روند، عمدتا شامل سیـلیس ، کربنات کلسیم ( یا آهک ) و کربنات سدیم و زغال کک

است ( گاهی از فلدسپار و دولومیت نیز استفاده می‌شود ).

معمولا این مواد را به صورت پودر یا دانه‌هایی به قطر 0.2 تا 2 سانتی‌متر ، مصرف می‌کنند. البته برای تهیه شیشه‌های مرغوب و کریستال،

از سیلیس تقریبا خالص (کوارتز) استفاده می‌شود.در شیشه‌های معمولی حدود ½ درصد آلومین و 0.08 درصد اکسید آهن iii نیز وجوددارد.






 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
انواع مهم فراورده‌های شیشه‌ای:

شیشه جام


این نوع شیشه ، برای مصرف در پنجره ، قاب عکس و غیره تهیه می‌شود و دارای سطح کاملا صاف است.

در مرحله تولید با عبور خمیر شیشه بین دو غلطک صاف افقی ، عمودی و یا عبور از روی قلع مذاب به دستگاه برش و کوره پخت هدایت

می‌شود.

انواع بطری

برای تهیه بطری ، خمیر شیشه را از بالای ماشین قالب‌زنی توسط قیچی مخصوص به صورت لقمه‌هایی در آورده ، به قسمت قالب‌زنی وارد

می‌کنند و از پایین ، هوا در آن می‌دمند تا شکل مطلوب به خود بگیرد. برای تهیه انواع لیوان ، استکان ، لوله چراغ نفتی و فانوس ، مانند تهیه

بطری عمل می‌شود، ولی بجای دمیدن هوا ، از قالب ویژه استفاده می‌شود.

شیشه‌های ایمنی بدون طلق

این نوع شیشه‌ها برای ویترینها و شیشه‌های عقب و کناری خودرو تهیه می‌شوند. پس از مراحل برش و شکل‌دهی ، در پرسهای مخصوص ،

آنها را در کوره الکتریکی تا °650C گرم کرده ، بطور ناگهانی سرد می‌کنند تا بر اثر تبلور جزئی ، بر مقاومت آنها افزوده می‌شود.

شیشه ضد گلوله

این نوع شیشه شامل چهار لایه 6 میلی‌متری و دو لایه تلق ضخیم است. در هر مورد ، ابتدا از طریق وصل کردن به خلاء ، هوای بین لایه‌‌ها را

خارج کرده ، ضخامت شیشه و تلق را به هم می‌جشبانند و بعد تحت فشار 13 اتمسفر در دمای °120C ، به مدت سه ساعت نگه می‌دارند تا

لایه‌ها کاملا به همدیگر بچسبند.

الیاف شیشه‌ای

این نوع الیاف ، با عبور خمیر شیشه از منافذ باریک یک قسمت غربال مانند ، تهیه می‌شوند. از این نوع الیاف ، در تهیه پارچه ، پتو و لحاف و

عایق‌بندی دستگاه‌های حرارتی و برودتی و عایق الکتریکی ، صحافی و غیره استفاده می‌شود.

شیشه‌ها نشکن

این نوع شیشه‌ها دارای ضریب انبساط بسیار کم‌اند و در مقابل تغییر ناگهانی دما یا ضربه ، مقاومت زیادی دارند. از این رو ، از آنها برای تهیه

ظروف و وسایل آزمایشگاهی و اخیرا ظروف آشپزخانه استفاده می‌شود.

برای تهیه این نوع شیشه‌ها ، به جای Na2O و CaO از Zr2O3 ، Al2O3 و B2O3 استفاده می‌کنند که به نام شیشه‌های پیرکس ، ینا و

کیماکس شهرت دارند.

شیشه‌های بلور

این نوع شیشه‌ها بسیار ظریف و مشابه به کریستال‌اند. اما سنگین و صدا دهندگی کریستال را ندارند و خاصیت شکست نور در آنها کمتر است.

دارای 75 درصد سیلیس ، 18 درصد و 7 درصد Cao اند.

شیشه‌های سرب‌دار

این نوع شیشه‌ها از شیشه‌های معمولی شفافتر و سنگی‌ترند و ضریب شکست بالاتری دارند و دارای سه نوع‌اند:

کریستال:


بسیار شفاف ، سنگین ، صدادار و قابل تراش است و نور را در خود می‌شکند و طیف رنگی می‌دهد. از این رو ، در تهیه گلدان ، لوستر و …

بکار می‌رود. دارای 53 درصد سیلیس ، 11 درصد و 35 درصد Pbo است.

اشتراس:

که سنگ نو نیز نامیده می‌شود و از آن ،‌ جواهرات مصنوعی درست می‌کنند. دارای 40 درصد سیلیس 7 درصد و 52 درصد Pbo است.

فلینت:


که در تهیه عدسی دوربینهای عکاسی و اسباب دقیق فیزیکی بکار می‌رود. دارای 20 تا 54 درصد سیلیس ، 5 تا 12 درصد و 34 تا 80 درصد

سرب است.

شیشه ضد پرتو

این نوع شیشه ، شامل یک قسمت و چهار قسمت pbo است، به مقدار قابل توجهی پرتوهای ایکس و پرتوهای رادیواکتیو را جذب کرده ،

جلوی اثرات زیان‌بار آنها را می‌گیرد.

شیشه جاذب نوترون

این نوع شیشه‌ها با افزایش اکسید کادمیم ( CdO ) به شیشه معمولی تهیه می‌شوند و به‌عنوان حفاظ در مقابل تابشهای نوترونی ، بویژه

در ارتباط با راکتورهای اتمی کاربرد دارند.

شیشه شفاف در مقابل IR

این نوع شیشه با اضافه کردن مقدار زیادی آلومین Al2O3 به شیشه معمولی حاصل می‌شود و در دستگاههای طیف نمایی و طیف نگاری IR

مورد استفاده قرار می‌گیرند.

شیشه ضد اسید فلوئوریدریک

می‌دانیم که بعضی مواد شیمیایی مانند HF بر شیشه اثر می‌کنند. این تاثیر در واقع به واکنش سیلیسی موجود در شیشه با فلوئورید هیدروژن

است که تولید اسید می‌کند. از این خاصیت در حکاکی و نقاشی روی شیشه استفاده می‌شود. اگر مقدار کافی فسفات آلومینیم که ساختار

سیلیکات آلومینیم را دارد، در ساختار شیشه وارد شود، شیشه بدست آمده ، مقاومت قابل توجهی در برابر HF از خود نشان می‌دهد. علت این

است که HF بر فسفات آلومینیم اثر ندارد.

شیشه سیلیس گداخته

شیشه سیلیسی گداخته یا سیلیس شیشه‌ای را می‌توان با گداختن سیلیس خالص تولید کرد، اما چنین محصولاتی معمولا حباب دارند و

نمی‌توان آنها را به‌صورت شفاف تولید کرد. اکنون کمپانی کورنینگ ، این شیشه را به روش تفکافت فاز بخار تتراکلرید سیلیسیم در دمای بالا

تولید می‌کند. این نوع فرایند ، بطور طبیعی برای کنترل سیستمهایی مناسب است که در آنها امکان تولید خالص فراهم باشد.

سیلیس خامی که با این روش تولید می‌شود، به شکل ورق یا بول (بول ، خرده سنگهای استوانه‌ای یا گلابی شکل کانی مصنوعی است)

است. دمای بالای واکنش ، باعث بیرون رانده شدن آلاینده‌های نامطلوب می‌شود و مقدار ناخالصی‌های موجود در سیلیس گداخته را به حدود

یک در صد میلیون قسمت می‌رساند. شیشه سیلیس گداخته ، حداقل مقدار جذب فراصوت را داراست. از این شیشه بدلیل انبساط گرمایی کم

آن در آینه‌های تلسکوپی استفاده می‌شود.

شیشه پر سیلیس

این محصول که به نام ویکور شناخته می‌شود، پیشرفت مهمی درجهت تولید شیشه‌ای است که از نظر ترکیب و خواص به شیشه سیلیس

گداخته نزدیک است. در این روش ، محدودیتهای پیشین در زمینه ذوب و شکل‌دهی از میان رفته است. کالاهای نهایی ، حدود 96% سیلیس و

3% اسید بوریک دارد و 1% بقیه از آلومین و قلیا تشکیل شده است. از ترکیبات بورو سیلیکات-شیشه حاوی حدود 75% سیلیس ، در مراحل

اولیه فرایند هنگامی که شیشه‌ها ذوب و قالبگیری می‌شوند، استفاده می‌شود. پس از خنک شدن ، کالاها را تحت عملیات گرمایی و تابکاری

قرار می‌دهند که سبب جدا شدن شیشه به دو فاز فیزیکی متمایز می‌شود. کالای شیشه‌ای را در حمام محلول اسید هیدرو کلریک 10%

(98C) به مدت کافی فرو می‌برند تا فاز انحلال‌پذیر ، کاملا از آن خارج شود.

سپس با شستشوی کامل ، کمترین مقدار باقیمانده از فاز انحلال‌پذیر و همچنین ناخالصی‌ها شسته می‌شوند و سپس تحت عملیات گرمایی از

بدنه ، آب‌زدایی شده و ساختارسلولی به شیشه غیر متخلخل تبدیل می‌شود. این روش از تولید شیشه ، سبب ساخت محصولی می‌شود که

می‌توان آن را تا حرارت قرمز آلبالویی ، گرم کرده ، سپس بدون ایجاد هیچگونه آثار نامطلوب ، آن را درمخلوط آب و یخ فرو برد. این شیشه در برابر

مواد شیمیایی نیز بسیار مقاوم و در برابر تمام اسیدها به جز اسید هیدرو فلوئوریک بسیار پایدار است.

البته این اسید (درمقایسه با سایر شیشه‌ها) با سرعت کمتری به این شیشه حمله می‌کند. در ضمن ، انقباض این شیشه به نسبت یکنواخت و

مساوی صورت می‌گیرد، بطوری که شکل اولیه همچنان حفظ می‌شود.

شیشه رنگی

هر چند قرنها از این شیشه‌ها تنها برای تزئین استفاده می‌شد، امروزه استفاده از شیشه‌های رنگی برای مقاصد صنعتی و علمی ضروری است.

این شیشه‌ها ، در صدها رنگ مختلف تولید می‌شوند. شیشه رنگی ممکن است یکی از انواع سه‌گانه زیر باشد:

رنگ شیشه براثر جذب فرکانس خاصی از نور ، توسط عوامل موجود در محلول بوجود می‌آید. عوامل ایجاد رنگ در این گروه ، اکسیدهای عناصر

واسطه بویژه گروه اول هستند (مانند Cr , V , Ti ). این طبقه را می‌توان به دو زیر گروه تقسیم کرد، یکی شیشه‌هایی که رنگ آنها ، بدلیل محیط

ساختاری شیمیایی آنهاست و دیگری شیشه‌هایی که رنگ آنها به دلیل اختلاف در حالت اکسایش آنهاست.

مثلا NiO حل شده در شیشه سدیمی _ سربی است که رنگ قهوه‌ای ایجاد می‌کند. اما این ترکیب در شیشه پتاسی تولید یک سرخ ژاسپ می‌کند.

رنگ بر اثر ترسیب ذرات کلوئیدی در شیشه بی‌رنگ ، ضمن انجام عملیات گرمایی بوجود می‌آید. مثال معمول این نمونه ، ترسیب طلایی کلوئیدی است

که شیشه طلایی _ یاقوتی پدید می‌آورد.

رنگ بوسیله ذرات میکروسکوپی یا ذرات بزرگتر که ممکن است خود رنگی باشند، بوجود می‌آید. مانند قرمز سلنیمی () که در چراغهای راهنمایی ،

حباب فانوسها و غیره بکار می‌رود. البته ممکن است این ذرات ، بی‌رنگ باشند و شیشه نیمه‌شفاف تولید کنند.

شیشه‌های پوشش دار

این شیشه‌ها با ترسیب فیلمهای فلزی شفاف بر روی سطح شیشه شفاف یا رنگی تولید می‌شوند. این فیلمها طوری طراحی می‌شوند که

مشخصات عبور و بازتابش خاصی از نور را که در معماری امروز دارای اهمیت است، ایجاد کنند.

شیشه‌های مات یا نیمه شفاف

این شیشه‌ها در حالت مذاب ، شفاف‌اند. اما هنگام شکل دهی به دلیل جدایی و تعلیق ذرات ریز در محیط شیشه ، کدر می‌شوند. این ذرات از

نظر اندازه و چگالی در شیشه ، انواع متفاوتی دارند و نور را به هنگام عبور ، پخش می‌کنند. شیشه مات ، اغلب از شیشه شفاف حاوی نقره

بدست می‌آید. این ذرات نقره در واقع نقش هسته را برای رشد بلورهای غیر فلزی ایفا می‌کنند.

این نوع شیشه برای ایجاد برخی سبکهای معماری مثلا در پنجره نورگیرها به منظور عبور طول موج مشخصی از نور و برای ظروف غذا خوری بکار

می‌رود.

شیشه ایمنی

شیشه‌های ایمنی در دو نوع چندلایی و با پوشش سخت می‌باشند و شیشه نشکن را نیز می‌توان شیشه ایمنی به حساب آورد.

این شیشه‌ها به‌آسانی شیشه معمولی نمی‌شکنند و ظروف غذا خوری ساخته شده از اینها ، در مقایسه با ظروف غذا خوری معمولی سبکتر و

سه برابر محکمترند.

شیشه فوتوفرم

شیشه فوتو فرم ، نسبت به نور ، حساس است و عمدتا از سیلیکات لیتیم تشکیل یافته است. اکسید پتاسیم و اکسید آلومینیوم موجود در این

شیشه ، خواص آن را اصلاح می‌کند و مقادیر بسیار کم ترکیبات سریم و نقره ، اجزایی هستند که نسبت به نور ، حساس‌اند.

بر اثر تاباندن نور فرابنفش به این شیشه ، نقره توسط سریم حساس می‌شود و با انجام عملیات گرمایی در دمایی نزدیک به 600درجه سانتی‌گراد

در اطراف آن ، تصویری از متاسیلیکات لیتیم ایجاد می‌شود.

متاسیلیکات لیتیم در اسید حل می‌شود. لذا می‌توان آن را به کمک اسید هیدروفلوئوریک 10% حذف کرد. اگر نور پس از عبور از نگاتیو یک نقشه

شیشه ، تابانیده شود، یک کپی بسیار دقیق با تمام جزئیات و ریزه کاریها بر روی شیشه بدست می‌آید.

مثلا به همین روش می‌توان نقشه مدارهای الکتریکی شیشه‌ای را به ارزانی و به شکل دقیقی تولید کرد. این فرایند ، ماشین‌کاری شیمیایی شیشه

نامیده شده است.

شیشه فوتوکرومیک سیلیکاتی

این نوع شیشه‌ها مکمل شیشه فوتوفرم هستند، اما در عین حال خواص نامعلوم زیر را نیز دارند:

تیره شدن در نور بر اثر وجود نور فرابنفش درطیف مرئی

بی‌رنگ شدن یا کمرنگ شدن در تاریکی و بی‌رنگ شدن گرمایی در دماهای بالاتر.

این خواص نور رنگی واقعا برگشت پذیرند و دچار خستگی نمی‌شوند. در این شیشه ، ذرات هالید نقره در اندازه‌هایی کمتر از یک میکرون موجودند

که در مقایسه با هالید نقره معمولی عکاسی ، واکنش متفاوتی را در برابر نور از خود نشان می‌دهند. این ذرات را در شیشه صلب و نفوذناپذیری که

از نظر شیمیایی بی‌اثر است، جای می‌دهند. بدین ترتیب ، مراکز رنگی که محل نورکافت‌ هستند، نمی‌توانند از مکان خود به جای دیگر نفوذ کنند و

ذرات پایدار نقره را تشکیل دهند و ترکیب برگشت ناپذیر تولید کنند.

شیشه _ سرامیک

این ماده ، ماده‌ای است که مانند شیشه ، ذوب و شکل داده می‌شود و سپس بوسیله فرایندهای واشیشه‌ای شدن کنترل شده ، تا حد زیادی به

سرامیک بلورین تبدیل می‌شود. از این مواد ، در ساخت پوشش آنتن رادار هواپیما ، موشکهای هدایت شونده و وسایل الکترونیکی مختلف استفاده

می‌شود. همچنین این مواد تحت نام تجاری پیرو سرام در تولید ظروف آشپزخانه که همزمان برای هر سه کار پخت ، پذیرایی و انجماد غذا استفاده

می‌شوند، بکار می‌روند.

الیاف شیشه

اگرچه الیاف شیشه ، محصول جدیدی نیست، با این حال سودمندی آن بدلیل ظرافت فوق‌العاده‌اش افزایش یافته است. می‌توان این ماده را به صورت

رشته کشید، یا آنکه برای تولید عایق ، نوار و صافیهای هوا می‌توان آن را به روش دمشی به شکل شبکه حصیری در آورد. الیاف کشیده شده برای

تقویت پلاستیک‌های مختلف بکار می‌روند و محصول چند سازه حاصل در ساخت لوله ، مخزن و وسایل ورزشی نظیر چوب ماهیگیری و چوب اسکی

استفاده می‌شوند. متداولترین رزین‌هایی که با الیاف شیشه مصرف می‌شوند، رزینهای اپوکسی و پلی استر هستند.














 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید لاک ناخن:


لاک ناخن در اصل نوعی لاک یا ورنی است.

لاک ناخن از
نیترو سلولز، یک پلاستی‌ سایزر (ماده نرم کننده پلاستیکها)، یک حلال و احتمالا نوعی رنگینه ساخته می‌شود. ‏

به جای نیتروسلولز، می‌توان مولکول
پلیمر دیگری که خواص مشابه با نیتروسلولز ‏داشته باشد، بکار برد.

تبخیرحلال، قشر نازکی از نیترو سلولز، پلاستی‌سایزر، رزین و ‏رنگینه بجا می‌گذارد.

نیتروسلولز قشر نازک براقی ایجاد می‌کند و پلاستی‌سایزر از‏ شکنندگی این قشر نازک می‌کاهد و رزین، سبب بهتر چسبیدن

آن به ناخن می‌شود و از
‏پوسته ‌پوسته شدن آن جلوگیری می‌کند. افزودن عطر به لاک ناخن، بوی اجزای آن را ‏می‌پوشاند.‏


مواد سازنده:


نیترو سلولز 15%‏

استون (حلال)‏ 45%‏

آمیل استات (حلال)‏ 30%‏

بوتیل استیارات (پلاستی‌ سایزر)‏ 5%‏

صمغ استری (زرین) 5%‏

عطر و رنگ به مقدار لازم


امروزه ‌انواع مختلفی از لاک ها با توجه به کاربرد و نوع مصرف تولید می‌شوند. از میان آنها لاک های نیتروسلولزی و آکریلیکی به صورت

گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.

پلیمر های سلولزی:

این پلیمر ها بر پایه سلولز ساخته می‌شوند. سلولز به صورت مصنوعی ساخته نمی‌شود، اما به مقدار زیاد در طبیعت وجود دارد.

از حلقه‌ های به هم پیوسته گلوکز تشکیل شده ‌است و به علت جرم مولکولی بالا و پیوند هیدروژنی درون مولکولی در آب و حلالهای

طبیعی حل نمی‌شود.

با استری یا اتری کردن سه گروه هیدروکسیل حلقه‌ های گلوگز سلولز را می‌توان به پلیمر های قابل حل در حلال های آلی تبدیل کرد.


پلیمر های آکریلیکی:

جزء پلیمر های افزایشی مصنوعی هستند و منومر های آن ها بطور عمده‌ استر اسید های غیراشباع می‌باشد. پلیمر های آکریلات ها

نسبت به متاکریلات ها نرم و انعطاف‌پذیرند. استر های متاکریلات حاصل از الکل های سنگین‌تر پلیمر های نرم‌تری می‌دهد.

پلی‌متیل متاکریلات در هیدروکربن های زنجیری نامحلول است و در بالاتر از 125 درجه سانتی‌گراد نرم می‌شود. پلی‌بوتیل متاکریلات در

هیدروکربن های زنجیری محلول است و در بالاتر از 33 درجه سانتیگراد نرم می‌شود.


پلی‌متیل متاکریلات و نیترو سلولز هر دو شکننده و سخت می‌باشند و برای استفاده در رنگ باید نرم شوند. این عمل بوسیله مخلوط کردن

با رزین های انعطاف‌پذیر انجام می‌شود. بهترین نرم کننده برای پلیمر ها حلال هایی هستند که نقاط جوش بالایی دارند.بیشتر نرم کننده‌ ها

جزء استر ها می‌باشند. معمولی‌ترین نرم کننده برای نیترو سلولز. دی‌بوتیل فتالات و برای پلی‌متیل متاکریلات. بوتیل‌فنریل فتالات می‌باشد.



لاک شامل
:

رزین یا پلیمر سازگار (اگر نیاز باشد)

حلال

رنگدانه (اگر نیاز باشد)


نرم کننده


پلیمر خطی


و افزودنی های دیگر می‌باشد.


رزین های سازگار با نیتروسلولز شامل آلکید های خشک نشدنی رزین های آکریلیک و رزین های طبیعی و مشتقات آن ها مثل صمغ استر

می‌باشد و رزین های سازگار با پلی‌متیل متاکریلات شامل پلیمر های نیتروسلولز و پلیمر های آکریلیک و پلیمر های وینیل می‌باشد.

این رزین ها میزان جامد یک لاک را در ویسکوزیته کاربردی افزایش می‌دهند.

از حلال های نیتروسلولز می‌توان نیترو اتان و اتیلن کربنات و متانول را نام برد و برای
PMM می‌توان از نیترو متان و پروپیلن کربنات و ... نام برد.


رنگهای استفاده شده ممکن است در داخل لاک حل شود یا سوسپانسیون باشد. برای ‏حصول جلای شفاف پایدار، رنگهای محلول در الکل

استفاده می‌شود، مانند کارموسین، ‏نارنجی روغنی و ... . روش خوب برای تهیه محلولهای غلیظ از رنگهای گوناگون این است که در داخل

جلاهای ‏مناسب تهیه گردد. چون درجه انحلال پذیری متغیر است، ارزش آن را دارد که بدانیم چه ‏حلالی برای هر رنگ بهترین نوع است
.

اگر تهیه محلولهای غلیظ امکان پذیر باشد، ساده ‏ترین راه این است که پایه بی‌رنگی همراه با آن محلول رنگی غلیظ که مقدار اندکی از آن

‏شدت رنگ مناسب ایجاد می‌کند، تهیه شود.‏ رنگهای قرمز بخاطر نامحلول بودنشان می‌توانند مستقیما به پایه بی‌رنگ افزوده شوند.

‏تقریبا 3% رنگ کافی است، ولی باید خرد و الک‌شده باشد و با کمی از پایه بی‌رنگ ‏مخلوط شود و بقیه پایه بی‌رنگ بتدریج اضافه گردد.‏




در استفاده‌ از لاک ها با بکارگیری روش پاشش داغ می‌توان رنگ را با جامدات بیشتر و ویسکوزیته بالاتر برای رنگ آمیزی مورد استفاده قرار داد.

در این روش لاک در مسیرش به سوی پیستون پاششی حرارت داده می‌شود و با دمای 70 تا 90درجه سانتیگراد از افشانه بیرون می‌زند.











 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید شامپو:

شامپو از دو قسمت عمده تشكيل شده است:

1- مواد فعال سطحي: جزء اصلي يك شامپو مواد فعال كننده سطحي آن است.

موادفعال كننده سطح به طوركلي به چهار دسته آنيوني، كاتيوني، آمفوتري و غير يوني تقسيم بندي مي شوند. در شامپو معمولا تركيبي

از موادفعال آنيوني (مانند سديم لارت سولفات)، مواد آمفوتري (مانند بتائين ها) و مواد غيريوني (مانند كوكونات فتي اسيد دي اتانول آميد)

به عنوان مواد فعال كننده سطحي يا جزء اصلي استفاده مي شود.

2- افزودني ها: بفيه اجزاء به عنوان افزودني به شامپو اضافه مي شوند.

افزودني هاي شامپو خود به دو دسته تقسيم بندي مي شوند:

الف- افزودني هاي عمومي

موادي مانند نگهدارنده ها براي جلوگيري از آلودگي ميكروبي، نمك براي افزايش قوام شامپو و اسانس براي خوشبو نمودن شامپو و ا.د.ت.‌آ

(EDTA) براي كاهش سختي آب و سيتريك اسيد جهت تنظيم پ هاش جزء افزودني هاي شامپو به حساب مي آيند. اگر به تركيبات تشكيل

دهنده شامپوهادقت كنيم خواهیم دید اجزائي مثل اسيدسيتريك، نمك، ا.د.ت.ا، نگهدارنده، اسانس، رنگ و آب در همه شامپوها مشترك

هستند بنابراين در انتخاب شامپو دقت به اين موارد اهميتي ندارد.

ب- افزودني هاي اختصاصي

در فرمولاسيون شامپوهاي نوين مواد ويژه اي براي خلق اثربخشي خاص به شامپو اضافه مي گردند تا شامپو علاوه بر شويندگي بتواند ويژگي

هاي زیبایی مورد انتظار را نیز برآورده نمايد.انتخاب شامپوي مناسب دقت به مواد فعال كننده سطح و همچنين افزودني هاي اختصاصي بسيار

مهم است.

در برخي از شامپوهاي جديد اجزاء ويژه اي به نام ضخيم كننده‏(Thickner) اضافه شده است. اين شامپوها در واقع سطح تارهاي مو را با لايه اي

از پروتئين مي پوشانند بنابراين باعث مي شوند هربار كه شما اين شامپو را استفاده مي كنيد موي شما پر پشت تر به نظر برسد.

پروتئين‏ كراتين و آمينو اسيدها به ساقه مو مي پيوندند و شكافهاي ايجاد شده در اثر استفاده از مواد نامرغوب را پر مي كند. اين امر باعث افزايش

مقاومت مو و محافظت از آن مي گردد.

مواد مرطوب كننده‏، موي شما را هيدراته مي كند درست همان اثري كه بر روي پوست هم دارد.

پنتنول و ويتامين ب5 برخلاف بقيه ويتامين ها به داخل محور مو نفوذ مي كنند و براي افزايش استحكام و سلامت مو مفيد مي باشد.















 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز


روش تولید صابون و پاک کننده های سنتزی:



اولین ماده ای که به عنوان شوینده ساخته شد، صابون بود. از عمر صابون صدها سال می‌گذرد. آخرین دستگاههای

صابون کشف شده ، مربوط به 2000 سال پیش است. 700 سال است که صابون‌سازی بطور صنعتی و به مقادیر زیاد

ساخته می‌شود و 200 سال است که ساخت آن ، متحول گشته و به صورت کلاسیک و مدرن در آمده است.

از آن زمان تا کنون ، تعداد شوینده‌ها به حدی رسیده که قابل شمارش نیست، بطوری که امروزه در حجم انبوهی از

شوینده‌ها ، به همراه تبلیغات آنها مواجه شده‌ایم. در حال حاضر در برخی کشورها ، تقریبا بیش از 80 درصد از مواد

پاک کننده مصرفی از شوینده‌های سنتزی تهیه می‌شوند. لکن در مصارف عمومی واژه صابون ، مشخص کننده یک

نمک فلز قلیایی یا آمونیوم یک اسید کربوکسیلیک راست زنجیر با تعداد 10-18 اتم کربن است و نام مواد شوینده به

مواد صناعی با ساختمان مشابه اطلاق می‌شود.

از این مواد، در مصارف عدیده ای از جمله برای پاک کردن، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیره استفاده میگردد.

از طرف دیگر ، صابون‌های فلزی ، کربوکسیلاتهای قلیایی خاکی یا فلزات سنگین با زنجیره طویل هستند. این صابون‌ها

در آب نامحلول بوده و در سیستمهای غیر آلی ، به عنوان مثال مواد افزودنی به روغنهای روان کننده ، جلوگیری کننده

از زنگ زدگی، ضد آب کردن مواد و سوختهای ژلاتین‌دار (مواد سوختنی مانند بنزین که با مواد غلیظ کننده ممزوج شده‌اند

و از آنها در بمب‌های ناپالم و شعله افکن‌ها استفاده می‌شود) ، قارچ‌کشها دارای کاربرد می‌باشد.

خصوصیت قابل توجه این است که عدم توازن پلاریته (قطبیت) در داخل مولکول صابون‌ها و مواد شوینده و پاک کننده ، موجب

ابراز قابلیت انحلال و ماهیت فاز غیر معمول در حلالهای قطبی و غیر قطبی می‌شود.

این رفتار، دقیقا باعث سودمندی چنین ترکیباتی در زمینه‌های خیس شوندگی، قابلیت انحلال، شویندگی (در مورد شستشو

و خشک شویی بصورت ترامان)، رنگرزی و بسیاری از سایر فراورده‌های صنعتی و خانگی است.

ترکیب اساسی ساختمان مولکولی پاک کننده‌ها موجب بوجود آمدن چنین صفاتی می‌گردد.


صابون (Soap)

صابون‌ها را می‌توان از هیدرولیز قلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی (استر اسیدهای چرب با گلیسرول) مانند پیه ، روغن‌های

نارگیل ، زیتون ، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نام فرایند صابونی شدن (Saponification) موسوم است:

C3H5(OOCR)3 + 3NaOH → 3NaOOCR+C3H5(OH)3


باید توجه داشت که در روشهای جدید ، از هیدرولیز مستقیم چربی‌ها بوسیله آب در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع

تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که به صابونها خنثی میشوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد.

از نقطه نظر شیمیایی ، صابون‌ها ، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم

کربن می‌باشند.

با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند (سدیم و پتاسیم) در آب حل میشوند

و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی (مانند کلسیم و منیزیم و..) در آب حل نمی‌شوند.

از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌های کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف

نمی کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.

نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول و در روغن‌ها محلول هستند و از این ماده ، در چربی‌های نرم کننده ، رنگ ، روغن

جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانند کبالت یا مس نیز بعنوان ماده خشک کننده در

رنگهای ساختمانی و جوهر ، قارچ کش ها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.

کیفیت و مرغوبیت صابون ، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگی دارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه

بر چربی و قلیا مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند.

این مواد عبارتند از:مواد جلوگیری کننده از اکسیداسیون مثل تری اتانول آمین اولئات ، مواد جلوگیری کننده از فساد صابون مانند

دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات ، روغن‌های معطره برای ایجاد بوی خوب صابون و غیره.

پاک کننده های سنتزی (Synthetic detergents)

مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون ، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک

اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته در تهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد

استفاده بطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده از اسید سولفوریک در حد بسیار عمومی برای جایگزینی

کربوکسیلات استفاده می‌گردد.

بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتها (ROSO3Na) ، آلکان سولفوناتها (RSO3Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C6H4-SO3Na)

اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توان سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات

(C12H25-C6H4-SO3-Na) را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین

(H2NCH2CH2SO3H) و اسیدایزاتیونیک (HOCH2CH2SO3H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند.

مضافا ، آلکان فسفوناتها معرف نوع دیگری از مواد صناعی آنیونی می‌باشد.

از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیله تغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود.

یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده کاتیونی (invert soaps) ، ملح آمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمول C16H33N(CH3)Br است.

در طبقه دیگر یعنی مواد شوینده غیر معدنی ، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد که معمولا حاوی

چند گانگی وظایف اکسیژن (اتر و الکل) است که در پیوند هیدروژنی با آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد ، استر تهیه شده

از یک اسید چرب و قند است.

از انواع عمومی دیگر ، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی از واحدهای اکسید اتیلن با یک الکل اشاره کرد که دارای فرمول عمومی

R-O-(CH2CH2O)2H می‌باشد. همچنین اکسیدهای آمین مانند R-N(CHsub>3)2→O و اکسیدهای فسفین منسوب آنها نیز تهیه

شده‌اند. مهمترین شوینده های سنتزی عبارتند از:

صابون مایع

صابون مایع، در واقع از نظر مواد تشکیل دهنده ، جزو صابون‌ها محسوب نمی‌شود و از پاک کننده‌ های سنتزی می‌باشد. البته اگر

در ساختمان معمولی از روغن نارگیل زیاد و یا روغن هایی مثل روغن بزرک استفاده شود، می‌توان صابون را به صورت مایع در آورد.

صابون‌های مایع ، علاوه بر ماده اولیه و اصلی خود ، دارای مواد دیگری مثل نرم کننده ، پاک کننده و کف کننده ، ضد باکتری و چرب

کننده هستند.

شامپوها

شامپوها نیز از پاک کننده های سنتزی هستند. ماده اصلی تشکیل دهنده شامپوها عبارتند از: عامل پاک کننده که خود شامل

سه دسته مواد فعال سطحی آنیونی (مثل سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین سولفات ، آمفوتری (مثل بتائین کوکوآمیدوپروپیل)

و غیر یونی هستند.

عامل تقویت کننده کف (مثل بتائین)، عامل حالت دهنده مو و عامل نگهدارنده (مواد ضدعفونی کننده و میکروب کش) ، عامل صدفی

کننده مثل اتیلن گلیکول و عامل غلیظ کننده مثل نمک طعام و عامل رنگ و بو مثل عصاره گیاهان.

پودرهای لباسشویی

پودرها ماشین لباسشویی نسبت به پودرهای رختشویی چند ماده اضافه دارند که بر قدرت پاک کنندگی آنها می‌افزاید. یکی از این

مواد ، پر بورات است که از سفید کننده ها و رنگ برهاست. اجزای اصلی پوردهای لباسشویی شامل موارد زیر هستند:

ماده اصلی و فعال (مواد غیریونی و آنیونی) که عامل پاک کنندگی و جدا کردن چرک از لباس است، عامل قلیایی کننده (مثل

سیلیکات ها) که از خوردگی بدنه لباسشویی جلوگیری می کند، عامل سفیدکننده و رنگ سرکه معمولا پربورات سدیم است،

عامل کنترل کننده کف و پاک کننده کمکی ، عامل کاهش سختی آب که به پاک کنندگی هم کمک می‌کند (مثل فسفات ها) ،

عامل جلوگیری از رسوب مجدد چرک مثل CMC از شستن دوباره چرک روی لباس جلوگیری می‌کند.

اپتیکال براتیز که باعث درخشندگی پارچه می‌شود، مواد میکروب کش و ضدعفونی کننده.

سفید کننده ها و رنگ برها

بسیاری از لکه برها موادی هستند که از آنها به عنوان سفید کننده ، ضدعفونی کننده و پاک کننده استفاده می‌شود. رایج ترین

ماده ای که از آن به عنوان سفید کننده استفاده می‌شود، آب ژاول است که خاصیت ضدعفونی کننده نیز دارد، زیرا یک سفیدکننده

کلردار است و از سفید کننده های دیگر ، پربورات سدیم است که از آن ، بیشتر در خشک شویی‌ها و نیز در ترکیب پودرهای ماشین

لباسشویی استفاده می‌شود. قدرت سفیدکنندگی پربورات از آب ژاول کمتر است.

آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن هم یک ماده رنگ بر و سفید کننده است. علاوه بر مواد ذکر شده ، موادی مثل الکل ، آمونیاک ،

استن ، اسید نیتریک ، اسید اگزالیک ، تربانیتن ، جوش شیرین ، کربنات سدیم ، تتراکلریدکربن و غیره نیز خاصیت رنگ بری و پاک

کنندگی دارند.


قیاس صابون و پاک کننده های سنتزی

صابون‌ها در هنگام واکنش با ناخالصیهای یونهای فلزی موجود در آبهای طبیعی ، بویژه کلسیم و منیزیم ، منجر به تشکیل نمکهای

نامحلول در آب می‌شوند و به صورت رسوب از آب جدا می‌شوند.

اما نمکهای فلزات قلیایی خاکی و املاح فلزات سنگین مواد شوینده سنتزی در آب محلول هستند. لذا این شوینده ها در آب سخت

نیز پاک کنندگی خوبی دارند و رسوب جدید تشکیل نمی‌دهند.

صابونهای کربوکسیلات در PH پایین ، هیدرولیز شده و به صورت صابون اسیدی نامحلول راسب می‌شوند، ولی شوینده های سنتزی،

پایداری زیادی در برابر اسیدیته از خود نشان می‌دهند. زیرا پاک کننده های صابونی ، نمکهایی هستند که آنیون تشکیل دهنده آنها،

به اسیدهای ضعیف تعلق دارند و در محیط اسیدی به راحتی هیدرولیز می‌شوند.

از دیگر تفاوتهای شوینده های سنتزی با صابونها ، تغییر و اصلاح در ساختار این مواد نسبت به مولکول صابون است که باعث ایجاد

بهترین حالت تعادلی آب دوستی ف چربی دوستی و خصوصیات انحلال پذیری ، اثر میکروب کشی و ایجاد نرمی در منسوجات و غیره

می‌شود.


پاک کننده های سنتزی به تنهایی از نظر قدرت پاک کنندگی با صابونها معادل نیستند، اما دو افزاینده مهم ، قابلیت تخمیر کنندگی

آنها را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد. سدیم تری پلی فسفات که به عنوان یک سازنده بکار می‌رود، قابلیت شکستن و

تعلیق برخی از خاکهای رسی ، رنگها و سایر مواد جامد بسیار ریز محلول در آب را داراست.

بعلاوه این جسم با تعداد زیادی از یونهای فلزی ، کی‌لیت تشکیل می‌دهد.اک کننده های خانگی ، همچنین محتوی نیم تا یک درصد

کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند که این جسم ، از واکنش سلولز با کلرواستیک اسید در محلول بازی تهیه می‌شود.

این ماده پلیمری ، قادر است که از رسوب مجدد جرم بر روی منسوجاتی که به وسیله پاک کننده ها پاک شده است، جلوگیری کند.

سایر افزاینده های معمولی عبارتند از: مواد سفید کننده ، مواد کف زا و یا سایر مواد تنظیم کننده می‌باشد.


علت اثر پاک کنندگی مواد پاک کننده

ذره های چربی و چرک ، جامدند و به پارچه یا بدن می‌چسبند و با شستشوی ساده و بوسیله آب زدوده نمی‌شوند، اما با صابون

و دیگر شوینده ها شسته می‌شوند. اثر پاک کنندگی صابون وشوینده ها به این دلیل است که مولکول آنها از دو قسمت آبدوست

(هیدروفیل) و آب گریز یا چربی دوست (هیدروفوب یا لیپوفیل) تشکیل شده است. قسمت آبدوست که همان سر نمکی صابون

COO- یا گروه سولفات و دیگر گروههای قطبی در انتهای مولکول مواد شوینده است، مولکولهای آب را جذب می‌کند و در آب محلول

می‌باشد و بوسیله حلالهای آلی دفع می‌شود. سر دیگر مولکولهای صابون و مواد شوینده سنتزی یک هیدروکربن با زنجیر طولانی

است که آب را از خود دفع می‌کند، ولی در حلالهای آلی حل می‌شود.

پس از حل شدن مولکولهای صابون در آب از طریق قسمت یونی ، از بهم پیوستن زنجیرهای هیدروکربنی آب گریز ، مجموعه های

بسیار کوچکی بوجود می‌آیند که سطح خارجی آن را آنیونهای آبدوست می‌پوشانند. این مجموعه های کوچک با مولکولهای آب،

پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند و به صورت ذره های شناور در آب باقی می‌مانند.

بدین ترتیب مولکول صابون مانند پلی بین ذرات چربی و آب قرار گرفته، به واسطه انحلال ذرات چربی و چرک در ذره های شناور صابون

از روی الیاف پارچه یا اجسام دیگر به داخل آب کشیده می‌شوند و با شستشو پاک می‌شوند. در شوینده های سنتزی نیز چربی ها

و چرکها به زنجیر آلکیل می چسبند و گروه سولفونات سبب حل شدن آنها در آب شده، همراه با آب برده می‌شوند.




















 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید الیاف:

از آغاز پیدایش انسان ، همواره چگونگی پوشش و نجات او از سرما مطرح بوده است. مصریها نزدیک به 5500 سال پیش هنر

ریسندگی و بافندگی پنبه را آموختند و چینیها با پرورش کرم ابریشم در حدود 3600 سال پیش مشکلات پوشش خود را حل

کردند. در سده هفدهم دانشمند انگلیسی به نام رابرت هوک "Robert- Hooke" پیشنهاد کرد که می‌توان الیاف را با توجه به

شیوه‌ای که کرم ابریشم عمل می‌کند تولید نمود.


پس از آن ، یک بافنده انگلیسی به نام لویزشواب Lois- Schwabe توانست الیاف بسیار ظریف شیشه را با عبور شیشه مذاب

از منافذ بسیار ریز تهیه نماید. پس از چندی ، سایر دانشمندان موفق به استخراج سلولز چوب و در نتیجه تولید الیاف شدند

در سده‌های هجده و نوزدهم، همراه با انقلاب صنعتی ، رسیدگی و بافندگی مبدل به تکنولوژِی تهیه پارچه از الیاف گوناگون

طبیعی و مصنوعی شد.


رده بندی الیاف در صنعت نساجی


در صنعت نساجی الیاف به سه دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

الیاف طبیعی "Natural fibers" الیاف طبیعی شامل دو بخش الیاف نباتی و الیاف حیوانی می‌باشند.

الیاف نباتی مانند: پنبه، کتان، کنف، رامی و الیاف حیوانی مانند: پشم و ابریشم

الیاف کانی "Mineral fibres": الیاف کانی الیافی هستند که مواد اولیه آنها از کانیها بدست می‌آیند مانند الیاف شیشه‌ای و

الیاف فلزی.



الیاف مصنوعی که شامل دو دسته می‌باشند: یکی الیافی که منشا طبیعی دارند ولی توسط انسان دوباره تهیه می شوند

مانند ویسکوز ، استات و تری استات که هر یک ریشه سلولزی دارند.

و دیگری الیاف سینتتیک یا مصنوعی که از مشتقات نفتی تولید می‌شوند مانند: نایلون ، داکرون ، ارلون یا بطور کلی پلی

آمیدها ، پلی استرها ، پلی اورتانها ، پلی اکریلونیتریل ، پلی وینیل کلراید و ... .


مقدمات تکمیل کالای نساجی

تمام پارچه‌های نساجی پس از خروج از سالن بافندگی کم و بیش دارای مقادیری ناخالصی و عیوب می‌باشند. لذا لازم است

به منظور آماده کردن پارچه برای عملیات تکمیل اصلی آنرا تحت عملیات مقدمات تکمیل قرار داد. مانند توزین و متراژ پارچه ،

کنترل عیوب پارچه ، گره گیری ، رفوگری و گرفتن ناخالصیها بخصوص در مورد پارچه‌های پشمی که دارای ناخالصیهای سلولزی

و خرده چوب و ... می‌باشد.


روشهای تکمیل کالای نساجی


عملیات و کارهای تکمیل در نساجی برای افزایش نرمی زیر دست ، درخشندگی و بطور کلی افزایش مرغوبیت پارچه می‌باشد.

عملیات تکمیل بستگی به چند عامل مهم دارد که عبارتند از: نوع الیاف ، ویژگی فیزیکی الیاف ، ابلیت جذب مواد گوناگون شیمیایی،

حساسیت الیاف نسبت به مواد تکمیل. عملیات تکمیل در مجاورت رطوبت ، دما و فشار معمولا به سه روش انجام می‌گیرد:


روشهای مکانیکی: مانند تراش پارچه ، خار زدن ، اطو کردن ، پرس کردن و ... .
روشهای شیمیایی: مانند تکمیل رزین ، سفید کردن و مقاوم کردن پارچه در برابر آتش و غیره. در این روش معمولا در اثر فعل و

انفعالات شیمیایی حاصل بین لیف و ماده شیمیایی مصرف شده عمل تکمیل بدست می‌آید و یا اینکه ماده شیمیایی مصرف

شده در اثر رسوب کردن و یا اضافه شدن در روی پارچه ، باعث تغییر در خواص پارچه می‌شود، مانند آهار دادن پارچه پنبه‌ای با

محلول مواد پلیمری.


روشهای مکانیکی- شیمیایی: در این حالت از روشهای مکانیکی و شیمیایی بطور توام بهره گرفته می شود، مانند بشور و

بپوش کردن پارچه و یا تثبیت حرارتی پارچه.



انواع تکمیل


تکمیل موقت :

در این نوع تکمیل ، کالا را به منظور خاصی تحت عملیات تکمیلی قرار می‌دهند بطوری که اثر تکمیلی آن در عملیات بعدی مثل

شستشو و غیره از بین می رود، مانند آهار دادن پارچه‌های پنبه‌ای برای عملیات بافندگی و شستشوی آهار پس از خاتمه

عملیات بافندگی.


تکمیل دائم :

در این نوع ، اثر تکمیلی تا زمانی که پارچه حالت خود را از دست ندهد (مخصوصا در مقابل شستشو و پوشش) باقی خواهد ماند،

مانند رسوب دادن رزینهای مصنوعی مثل استرها و اترهای سلولز در روی پارچه و یا کلرینه کردن کالای پشمی یا تکمیل با

فرمالدئیدها.




تکمیل ثابت :

در این نوع ، اثر تکمیل مادام العمر در روی کالا باقی می‌ماند و حتی بعد از اینکه پارچه حالت و ماهیت خود را به عنوان پارچه

خارجی از دست بدهد، آثار تکمیل در آن باقی خواهد ماند. مانند پلیمریزه کردن بعضی از منومرهای اکریلیکی در روی زنجیرهای

اصلی مولکولهای پارچه‌های سلولزی و یا پروتئینی


شستشوی کالای نساجی

عمل شستشو ، اولین عمل تکمیل مرطوب می‌باشد و به منظور بر طرف کردن مواد خارجی مانند روغنهای ریسندگی، واکسها

و ناخالصیهای قابل حل در محلولهای شستشو انجام می‌گیرد.

عملیات شستشو عبارتست از عمل کالا با پاک کننده‌های مناسب همراه با مواد قلیایی و یا در غیاب مواد قلیایی.

در صورت استفاده از صابون برای عملیات شستشو ، احتیاج به آب نرم می‌باشد. ولی برای پاک کننده‌های مصنوعی چگونگی

سختی آب اهمیت ندارد. همچنین برای اصلاح سفیدی پارچه و شفافیت رنگ الیاف آن عمل شستشو انجام می‌گیرد.


آهار زنی و آهار گیری

به منظور افزایش استحکام در برابر پارگی ، کاهش نیروی سایشی و خواباندن پرزهای سطحی الیاف نخهای تار را آهار میدهند.

مواد آهاری ، ماکرومولکولهایی هستند که ممکن است بر اثر پیوند بین خود و یا با الیاف تشکیل پوششی به دو نخ دهند. آهار

طبیعی عبارتند از: نشاسته‌ها و مشتقات آنها ، مشتقات سلولزی و (پروتئینها)). آهارهای مصنوعی عبارتند از: انواع پلی وینیل

الکلها ، انواع پلی اکریلات و انواع کوپلیمراستایرین و مائیک اسید.


قبل از انجام عملیات تکمیل مرطوب لازم است آهار نخ تار پارچه با اندازه کافی بر طرف شود تا در مراحل شستشو ، سفیدگری

و رنگرزی یا چاپ ، مزاحمت و نایکنواختی ایجاد نکند و در ضمن مقداری از مواد در تکمیل رنگ را به خود جذب نکند.

روشهای آهارگیری عبارتند از: آهار گیری با اسید ، آهار گیری با روش تخمیر ، آهار گیری با اکسید کننده‌ها ، آهار گیری با آنزیمها.


مرسریزاسیون

یکی از عملیاتی که روی پنبه انجام می شود، عمل مرسریزه می‌باشد که شامل تماس پنبه (اعم از الیاف نخ یا پارچه) با محلول

سود سوزآور و سپس شستشوی محصول در محلول رقیق اسید و سپس آب سرد به منظور خنثی کردن قلیایی و سرانجام

خشک کردن محصول است. بر اثر مرسریزاسیون درخشندگی و جلای پنبه افزایش می‌یابد و ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آن

تغییرات زیادی پیدا می‌کند. معمولا پارچه‌های مرغوب پنبه‌ای پیراهنی ، رومیزی ، ملحفه‌ای و همچنین نخهای قرقره مرسریزه

می‌شوند.


سفیدگری

هدف از سفیدگری ، از بین بردن رنگدانه‌ها و ناخالصیهای دیگر و در نتیجه سفید جلوه دادن الیاف می‌باشد. البته سفیدگری پنبه

بسیار مهم تراز سفیدگری پشم می‌باشد، چون درصد بالایی از پشم بصورت کالای رنگی به بازار عرضه می‌شود. ولی در مقابل،

مقدار زیادی از پارچه‌های پنبه‌ای بصورت سفید و یا پارچه‌های چاپ شده با زمینه سفید مورد استفاده قرار می‌گیرد. پارچه‌های

ملحفه‌ای ، رومیزی و پیراهنی نمونه‌هایی از پارچه‌های پنبه‌ای هستند که احتیاج به سفیدگری دارد.


سفیدگری پنبه بیشتر با مواد اکسید کننده مثل کلریت سدیم و هیپوکلریت سدیم و آب اکسیژنه و مواد احیا کننده مانند

هیدروسولفیت و سفیدگری پشم با اکسید کننده آب اکسیژنه همراه با آمونیاک یا سیلیکات قلیایی و مواد احیا کننده ، اکسید

گوگرد و یا بی سولفیت سدیم و اسید سولفوریک و سفیدگری الیاف مصنوعی با اکسید کننده آب اکسیژنه ، کلریت سدیم و

هیپوکلریت سدیم و احیا کننده ، هیدروسولفیت و در صورت لازم مواد سفید نوری به همراه سفید کننده قبلی انجام می‌گیرد.


تکمیل ضد آب و دور کننده آب

تکمیل ضد آب پارچه به دو صورت امکان پذیر می‌باشد.

پوشش کل سطح پارچه توسط مواد هیدروفوب (موادی که آب را به خود جذب نمی‌کنند) است، به نحوی که تمام منافذ پارچه

مسدود گردد. این روش تکمیل ضد آب نام دارد. پارچه با کاربردهای خیمه و چادر ماشین با این روش تکمیل می‌گردد.


الیاف و یا نخ از مواد ضد آب پوشیده می‌شوند، به این ترتیب فضای بین نخها در پارچه کاملا باز می‌ماند و امکان انتقال هوا وجود

دارد. این روش تکمیل دور کننده آب نام دارد و بیشتر پارچه‌های لباس مثل بارانی ، لباس ورزشی و کاربردهای مشابه با این

روش تکمیل ضد آب می‌گردند. بعضی از مواد ضد آب و دور کننده آب عبارتند از: مواد هیدرولیز کننده نمکهای زیرکونیوم ، استره

کردن سطح الیاف با اسیدهای چرب ، استفاده از رزینهای هیدروفوب مثل رزین کاربومید ، Permel ، Paraf fion و غیره، ترکیبات

آلی سیلیکونی و اسیدهای چرب کمپلکس گرم.


تکمیل ضد آتش

یکی از روش های تکمیل ضد آتش کالای نساجی ، پوشش آن بوسیله نمکهای آمونیوم می‌باشد که در گرما تولید آمونیاک نموده

و بدین ترتیب با محبوس کردن آتش در خود باعث خاموش شدن و عدم پیشرفت آن می‌گردد. مناسبترین نمکهای آمونیوم ، دی

آمونیوم فسفات و کربنات آمونیوم می‌باشد. سایر تکمیل کننده‌های ضد آتش عبارتند از: اکسیدهای نامحلول قلع ، آنتیموان و تیتان،

استره کردن سطحی سلولز با اسید فسفریک و یا دی آمونیوم در حضور اوره هیدروکسی متیل فسفونیوم کلراید (THPC) و غیره.


تکمیل ضد باکتری و ضد قارچ

مواد تکمیل کننده ضد باکتری بعنوان محافظت کننده از عرق عمل کرده و از تاثیر باکتریها و یا قارچها بر آن جلوگیری می‌کنند لذا

چنانچه لباسهای ورزشی و یا لباس زیر با این مواد تکمیل گردند، از تخمیر عرق بدن توسط باکتریهای موجود در هوا و در نتیجه تجزیه

و بوی بد آن جلوگیری می‌کنند.

برخی از این تکمیل کننده‌ها عبارتند از: ترکیبات آمونیوم چهارتایی ، Irgasan DP300 ، Dodigen 226 ، پیوند زدن سلولز با نمکهای

مس و نقره توسط گروههای کربوکسیل اسید آکریلیک و یا اسید متاکلریلیک و غیره.


نرم کننده‌ها

نرم کننده‌ها مایه لطافت و نرمی زیر دست پارچه می‌شوند و در اثر بیشتر کارهای چاپ و رنگرزی و عملیات تکمیل مانند ضد آتش

کردن و ضد چروک کردن پارچه زیردست، حالت خشک و شکننده‌ای پیدا می‌کند که آنها را بوسیله نرم کننده‌ها ، نرم و لطیف

مینمایند.


متداولترین نرم کننده‌ها عبارتند از: استرهای اسیدفتالیک و بنزیل فتالاتها برای نرم کردن اغلب رزینها بویژه PVC ، تری ملیتانها

برای نرم کردن رزینهای مصرفی در ساخت کابلهای سیم و برق و ساخت سایر عایقها ، هیدروکربنهای نفتی با وزن زیاد که دارای

اتم N , S , O می‌باشند در ساخت لاستیکها بکار می‌روند، نرم کننده‌های مقاوم در برابر آتش سوزی مانند فسفاتهای آلی و

پارفینهای کلردار ، نرم کننده‌های اپوکسی و پلی اورتان و غیره.
 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

تولید لاستیک سنتزی تیوکل (Tiokol):


پلیمرهایی که در مولکول آنها، گروههای عاملی فعال یافت می‌شود، می‌توانند در واکنش‌های شیمیایی شرکت نمایند.

این نوع واکنش‌های شیمیایی، خصوصیات پلیمر را در جهت دلخواه تغییر داده و امکان سنتز پلیمرهای جدید را فراهم

سازند.

کائوچوی طبیعی در شیره درختی به نام هوا (Hevea) وجود دارد و از پلیمر شدن هیدروکربنی به نام ایزوپرن بوجود می‌آید.

تیوکل ، لاستیکی سنتزی است که با افزودن گوگرد به انتهای زنجیرهایش ، استحکام و خواص ویژه‌ای به خود می‌گیرد و

خصلت ارتجاعی بیشتری پیدا می‌کند.تیوکل ، پلیمری از اتیلن دی‌کلراید است که به آن ، گوگرد اضافه شده و فرمول نهایی

بصورت C2H4S4 در آمده است. این ترکیب ، حدود 82% گوگرد است و چون وزن مولکولی بالاست، ساختمانش احتمالا

زنجیری است با گروه اتیلن مشخص و دست نخورده در تهیه این پلیمرها ، از هیدروکسیدسدیم استفاده می‌شود که با

عمل جوشاندن تغلیظ می‌شود. این هیدروکسید غلیظ شده ، نصف گوگرد افزوده شده را جذب می‌کند و ماده‌ای پودری

شکل را بوجود می‌آورد. لذا هر چهار گروه اتم گوگرد دو به دو به طریقه متفاوتی از هم متصل شده‌اند. مقدار در صد بالای

گوگرد در ترکیب ، ناشی از سولفید سدیم تولیدی در اثر ترکیب هیدروکسید سدیم با گوگرد است.

اسیدی شدن محلول ، H2S و دی‌تیول اتیلن آزاد می‌کند. منشا تشکیل پلیمر ، پیوند دی‌سولفید در آن است:



SH2 + HS - CH2 - CH2 - SH

دو اتم گوگردی که توسط سدیم هیدروکسید جذب شده ، در پلیمر اولیه در محلول جامد نخواهد بود و توسط استن و

جوشاندن قابل استخراج نیست. بعلاوه دو اتم گوگرد می‌توانند با دو اتم گوگرد موجود در زنجیر کئوردینه شوند و بدین ترتیب

قابل استخراج گردد. از طرفی چون مقادیر کمی از تتراسولفیدسدیم باقی می‌ماند، احتمال تشکیل گروههای نهایی در

مرکاپتان نیز می‌رود.


طرز ساخت:


هیدروکسید سدیم را در آب حل کرده ، می‌جوشانید تا تغلیظ شود. سپس به آن ، گوگرد اضافه کنید تا حدی که بیشتر

گوگرد در آن حل گردد. بعد آن را در بالنی اضافه کرده و به آن دی‌کلرو اتان اضافه ‌کنید و مخلوط را رفلکس کنید تا کلوئیدی

اسفنجی تهی و تشکیل گردد.





یکی از خواص مهم پلی سولفیدها (که لاستیکی که تهیه کرده‌اید جزء آنهاست) ، مقاومت آنها در برابر حلال است.

پلیمرها بر اساس خواص متفاوتشان کاربردهای زیادی پیدا می‌کنند. عده ای در تهیه و ساخت چسب‌ها و رزین‌ها و رنگ‌ها

کاربرد دارند. عده‌ای دیگر فرم لاستیکی دارند و برای ساخت قطعاتی با حالت ارتجاعی بکار می‌روند.

لاستیک تیوکل در ساخت لوله‌های گاز اتومبیل و مراکز سرویس آنها ، پوشش‌های کابل ، پوشش منسوجات و بالن بسیار

کاربرد دارد. از خواص مهم لاستیک تیوکل ، مقاومت فوق‌العاده آنها در برابر حلال و روغن ، پایداری فوق‌العاده در برابر کهنگی،

اوزون و نور آفتاب ونفوذ ناپذیری در برابر گازها و بخارهاست و بر اساس این خواص ، کاربرد وسیعی دارد
.









 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز


تولید الیاف اکریلیک:


الیاف اكریلیك الیافی هستند كه بیش ار 85% وزن آن را واحدهای اكریلونیتریل به صورت زنجیره پلیمری تشكیل داده اند.

اصول اساسی تولید الیاف اكریلیك الیاف اكریلیك از اكریلونیتریل كه یك ماده پتروشیمیایی است تشكیل شده است.

معمولاً اكریلونیتریل با مقادیر كمی از سایر مواد شیمیایی، تركیب می گردد تا قابلیت جذب رنگ الیاف تولیدی افزایش یابد.

الیاف اكریلیك به دو روش خشك ریسی Dry spun و روش تر ریسی Wet spun تولید می گردد.

اغلب الیاف سلو لزی و سنتیتیك به روش اكستروژن كه عبارت است از خروج با فشار یك محلول غلیظ (با غلطتی مانند

عسل) از سوراخهای كوچكی به نام رشته ساز یا Spinneret تولید می گردند كه رشته های یكسره نیمه جامد پلیمری را

ایجاد می كنند. در مراحل اولیه پلیمر تشكیل دهنده الیاف به صورت جامد است كه برای اكستروژن باید مایع گردد. این كار

معمولا اگر پلیمر ترموپلاستیك سنتتیك ( كه نرم بوده و با حرارت ذوب می شوند) باشد با ذوب كردن و اگر سلولوزیك غیر

ترموپلاستیك باشد با حل كردن در یك حلال مناسب، انجام می پذیرد. اگر این مواد پلیمری قابلیت ذوب شدن و یا حل گشتن

نداشته باشند باید به صورت شیمیایی آماده سازی شده تا فرم قابل حل شدن و یا مشتقات ترموپلاستیك آن بدست آید.

با تكنولوژیهای جدید روشهای خاصی برای موادی كه نه ذوب شده، نه حل می شوند و نه بصورت مشتقات مناسب در می آیند

ابداع شده است.

برای این مواد، مقدار كمی از مولكولهای مایع مخلوط شده و واكنش می دهند تا فرآیند اكستروژن بخوبی صورت گیرد.


رشته ساز Spinneret Spinneret


در اغلب الیاف تولیدی مشابه هم هستند و مانند دوش حمام عمل می كنند. یك Spinneret ممكن است از یك تا صدها سوراخ

داشته باشد.

این سوراخها بشدت به ناخالصی و خوردگی حساس هستند. مایع كه از این سوراخها می گذرد باید بدقت ف ی ل ت ره شود

(كه این كار در مورد محلولی بسیار غلیظ راحت نیست)

و در بعضی موارد
Spinneret باید از آلیاژهای فلزی بسیار گران قیمت مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود.

تعمیر و نگهداری آنها نیز اهمیت ویژه ای دارد و برای پیشگیری از بسته شدن سوراخهایش باید بطور دوره ای باز شده و تمیز

شود.همانطور كه رشته ها از سوراخهای Spinneret خارج می شوند پلیمر مایع ابتدا به شكل لاستیكی درآنده و در نهایت

جامد می شود.

این فرآیند اكستروژن و جامد شدن رشته های بی پایان را ریسندگی Spinning می گویند كه البته نباید با ریسندگیSpinning

در صنایع نساجی كه الیاف تابیده شده به صورت نخ در می آیند اشتباه گرفت.

چهار روش Spinning رشته ها برای تولید الیاف وجود دارد: تر، خشك، مذاب و ژل:


Wet Spinning

روش ترریسی قدیمی ترین فرآیند تولید الیاف می باشد. این روش برای مواد تشكیل دهنده الیاف كه در حلال حل گشته اند

استفاده می شود. رشته ساز Spinneret در یك حمام شیمیایی فرو می رود و هنگامی كه رشته ها در آن غوطه می خورند

از ماده شیمیایی حمام جدا شده به صورت جامد در می آیند. چون محلول مستقیما در داخل مایع مجزا كننده اكسترود میشود

این فرایند تولید الیاف wet spinning نام دارد. اكریلیك، ریون، آرامید، موداكریلیك و اسپاندكس می توانند با این روش تولید شوند.


Dry Spinning

روش خشك ریسی نیز برای مواد تشكیل دهنده الیاف در داخل محلول استفاده می شود. منتها بجای اینكه جداسازی پلیمر

با رقیق سازی و یا واكنش شیمیایی انجام شود، سفت كردن مواد با تبخیر حلال در جریان هوا و یا گاز انجام می پذیرد. رشته ها

در تماس با مایع جدا كننده قرار نمی گیرند بنابراین نیاز به خشك كردن و بازیافت حلال را به حداقل می رسانند.

این فرآیند می تواند در تولید استات، تری استات، اكریلیك، موداكریلیك، PBI، اسپاندكس و وینیون Vinyon استفاده شود.


Melt spinning

در روش مذاب ریسی، ماده تشكیل دهنده الیاف برای عبور از سوراخهای رشته ساز Spinneret به صورت مذاب درآمده و سپس

مستقیماً با سرد كردن به صورت جامد در می آید. نایلون، الفین، پلی استر، Saran و Sulfar با این متد تولید می شوند. در این

روش الیاف را می توان با سطح مقطع های مختلف (گرد، تریلوبال Trilobal، پنج ضلعی، هشت ضلعی و غیره) از رشته ساز

اكسترود كرد.

الیاف با سطح مقطع Trilobal نور بیشتری را منعكس میكنندو به منسوج مربوطه تلالو جذابی می دهند. الیاف توخالی Hollow

و پنج ضلعی Pantagonal وقتی در فرش استفاده می شوند خاك و كثیفی را كمتر نشان می دهند.

الیاف هشت ضلعی Octagonal خواص بدون درخشش دارند. الیاف توخالی Hollow هوا را در خود به تله می اندازند و باعث خواص

عایق و پرزدار بودن Loft می شود.


Gel Spinning

ژل ریسی فرآیند خاصی برای بدست آوردن الیاف با استحكام زیاد و یا خواص ویژه الیاف است. در طی اكستروژن پلیمر به صورت

حالت محلول واقعی نیست. مولكولهای پلیمر مانند یك محلول واقعی كاملاً گسسته نیستند بلكه رشته های آنها با یكدیگر در

نقاط زیادی به هم متصلند تا حالتی از مایع كریستال را بسازند. این مسئله منجر به نیروی زیاد داخل زنجیره ای شده كه باعث

می شود استحكام و Tensile strength رشته حاصله بطور مشهودی افزایش یابد. علاوه براین، با نیروی كشش در طی اكستروژن

كریستالهای مایع در طول محور الیاف در یك خط قرار می گیرند.

در نتیجه رشته ها با درجه بالایی از همسویی غیر معمول با یكدیگر از رشته ساز خارج می شوند كه این نیز باعث تقویت استحكام

آنها می شود.

این روش می تواند تحت عنوان خشك-تر ریسی نیز تعریف شود چون رشته ها ابتدا از هوا و سپس برای خنك كردن بیشتر از حمام

مایع عبور داده می شوند . بعضی از الیاف پلی اتیلن و آرامید با استحكام بالا با روش ژل ریسی تولید می شوند. كشیدن و نظم

دادن در حین اینكه الیاف اكسترود شده جامد می شوند یا در بعضی از موارد حتی بعد از سخت شدن آنها، ممكن است رشته ها

كشیده می شوند تا از استحكام بهره مند گردند. این كشش زنجیره مولكولها را در جهت محور الیاف بیرون كشیده و همسو میسازد.

در نتیجه قدرت نخ حاصل از آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.











 
آخرین ویرایش:

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز

روش تولید بنزین:



بنزین از روشهای مختلفی تولید می شود که می توان آنها را به دو دسته کلی فیزیکی و شیمیایی

تقسیم کرد.

روشهای فیزیکی برمبنای جداسازی ترکیبات مختلف نفت خام از یکدیگر و تولید انواع برشها هیدروکربنی

می باشد، اما روشهای شیمیایی از طریق انجام واکنشهای شیمیایی روی برخی ترکیبات هیدروکربنی

سنگین و یا سبک و تبدیل آنها به محصولات مورد نظر انجام می گیرد.



1- روشهای فیزیکی

در واقع تولید فیزیکی بنزین از طریق جداسازی برشهای مختلف نفت از یکدیگر، تنها از یک روش انجام میپذیرد

و آن نیز روش تقطیر اتمسفری در پالایشگاه می باشد. می توان تقطیر اتمسفری را نخستین گام پالایش

نفت خام در یک پالایشگاه دانست:






نفت خام پس از نمک زدایی، به داخل یک سری تبادلگر گرمایی پمپ می شود و دمای آن پس از تبادل

گرما با فرآورده های خروجی به ºC 288 می رسد. سپس نفت خام در کوره ای (یعنی کوره های شعله

مستقیم یا "کوره های لوله ای") حرارت بیشتری می بیند تا دمایش به حدود ºC399 برسد و پس از آن

به منطقه تبخیر سریع تفکیک کننده های اتمسفری (محل ورود خوراک به برج که باعث فلش شدن خوراک

و تبخیر ناگهانی آن می گردد) وارد می شود. دمای تخلیه کوره به اندازه کافی زیاد است (343 تا ºC399)

تا موجب تبخیر تمام فرآورده های حرکت کننده به بالای منطقه تبخیر سریع برج، به علاوه حدود 10 تا 20

درصد باقیمانده های کف برج شود.

این 10 تا 20 درصد تبخیر اضافی موجب می شود تا در سینی های بالای منطقه تبخیر سریع برج، نوعی

تفکیک اجزاء به کمک جریان بازروانی درونی، مازاد بر جریانهای خروجی، صورت پذیرد.



جریان بازروانی از طریق مایع کردن جریان بخار خروجی بالای برج و بازگردانیدن بخشی از آن به بالای برج و

همچنین، گردش جانبی و بازگردانی جریانها در قسمت پایینتر برج انجام می پذیرد. هر یک از فرآورده های

جانبی که از برج خارج می شوند، مقدار جریان بازروانی در پایین منطقه خروج جریان را تقلیل می دهند.



اگر چه در برج تقطیر نفت خام، معمولا از ریبویلر استفاده نمی شود، غالبا چند سینی در زیر منطقه تبخیر

سریع تعبیه می شود تا بخار آب از سینی پایین برای تبخیر باقیمانده نفت گاز از مایع در منطقه تبخیر سریع

وارد ستون شود و بدین ترتیب، جریان خروجی پایین برج با نقطه ی اشتعال بالا بدست آید. بخار آب موجب

کاهش فشار جزیی هیدروکربنها می شود و بنابراین دمای تبخیر مورد نیاز نیز کاهش می یابد.



برج تقطیر اتمسفری، معمولا دارای 30 تا 50 سینی تفکیک است. جدا کردن مخلوطهای مرکب از نفت خام،

نسبتا به آسانی انجام می شود و معمولا از 5 تا 8 سینی برای هر محصول جانبی به علاوه همین تعداد سینی

در بالا و پایین سینی خوراک، ضروری است. بنابراین یک برج اتمسفری تقطیر نفت خام با چهار جریان جانبی

خروجی به 30 تا 42 سینی نیاز خواهد داشت.



چون مواد سبکتر وارد مواد سنگینتر می شوند و با آنها در هر سینی درحال تعادل می باشند لذا جریانهای

مایع جانبی که از برج خارج می شوند، مقداری مواد با نقطه ی اشتعال پایین به همراه خواهند داشت بدین

ترتیب نقطه ی اشتعال مایعات خروجی از ستون را کاهش می دهند. در یک برج عریان سازی شامل 4 تا 10

سینی، این مواد سبک به کمک بخار آب تزریق شده از سینی پایینی، از جریان جانبی جدا می شوند. بخار آب

و مواد سبک به منطقه تبخیر برج اتمسفری، در بالای نقطه ی خروج جریان جانبی مربوطه بازگردانده می شوند.



پنتان و مواد سنگینتری که از بالای برج خارج شده اند در چگالنده بالای برج تقطیر اتمسفری مایع می شوند.

این بخش که جریان بنزین سبک بالای برج را تشکیل می دهد، دارای مقداری پروپان و بوتان و عمدتا همه مواد

دیرجوشتر موجود در فاز بخار بالای برج می باشد. بخشی از این مایع به عنوان مایع بازروانی به بالای برج برگردانده

می شود و بقیه به قسمت تثبیت واحد صنعتی گاز پالایشگاه فرستاده می شود و در آنجا پروپان و بوتان از بخش

(Fº 180 – C[SUB]5[/SUB] ) Cº82 – C[SUB]5[/SUB] بنزین LSR جدا می شوند.



البته بنزین مستقیم تقطیر معمولا دارای اکتان پایینی است. بنابراین بخشی از آن برای افزایش اکتان تحت عملیات

فرآیند های اصلاحی مثل رفورمینگ قرار می گیرد. خوراک این واحدها بنزین مستقیم و نفتا است که همگی عدد

اکتان پایین دارند.



مشکل اساسی تولید بنزین از روش تقطیر، حجم محدود آن خصوصا برای نفت خام های سنگین می باشد.

بطور مثال برای نفت خام با 34.2º API ،میزان بنزین و نفتای حاصل از تقطیر % 33.5 بوده، برای 26.4º API ، حدود

% 24.4 می شود، و برای 23.8º API (نفت خام سنگین) به % 17.9 خواهد رسید. بنابراین روش تقطیر نمی تواند

میزان کافی بنزین جهت بازار مصرف تولید نماید و لازم است از عملیات بر مواد سنگین (مازوت) و سبک (گازهای

پالایشگاه) از روشهای شیمیایی جهت افزایش تولید بنزین استفاده نمود.




2- روشهای شیمیایی


روشهای شیمیایی متعددی برای تولید بنزین وجود دارد ولی می توان مهمترین آنها را روشهای کراکینگ کاتالیستی،

هیدروکراکینگ، و آلکیلاسیون دانست. هر کدام از این روشها به شکلهای مختلفی صورت می گیرد که هر روش

متعلق به یکی از شرکتهای نفتی می باشد.



2-1- کراکینگ کاتالیزی

کراکینگ کاتالیستی مهمترین و رایجترین فرآیند پالایشگاهی برای تبدیل نفت خام های سنگین به مواد پر ارزشتری

مانند بنزین و محصولات سبکتر است. در آغاز، کراکینگ به کمک گرما انجام می شد ولی فرآیند کاتالیستی بدلیل

تولید مقدار بیشتر بنزین با عدد اکتان بالاتر و مقدار کمتری نفت کوره ی سنگین و گازهای سبک، تقریبا به طور

کامل جایگزین کراکینگ گرمایی شده است. گازهای سبکی که در کراکینگ کاتالیستی تولید می شوند، در

مقایسه با کراکینگ گرمایی محتوی اولفینهای بیشتری هستند.




مقایسه محصولات کراکینگ گرمایی و کاتالیستی:




کراکینگ گرمایی
کراکینگ کاتالیستی
درصد وزنی
درصد حجمی
درصد وزنی
درصد حجمی
خوراک تازه
100
100
100
100
گاز
6.6

4.5

پروپان
2.1
3.7
1.3
2.2
پروپیلن
1.0
1.8
2.0
3.4
ایزوبوتان
0.8
1.3
2.6
4.0
نرمال بوتان
1.9
2.9
0.9
1.4
بوتیلن
1.8
2.6
2.6
3.8
بنزین C[SUB]5[/SUB][SUP]+[/SUP]
26.9
32.1
40.2
46.7
نفت سبک چرخه
1.9
1.9
33.2
32.0
نفت سرریز شده


7.7
8.7
نفت باقیمانده
57.0
50.2


کک
0

5.0

جمع محصولات
100
96.5
100
102.2


فرآیند کراکینگ، تولید کربن (کک) می کند که روی ذرات کاتالیست زئولیت باقی می ماند و به سرعت، فعالیت

آن را تقلیل می دهد. بمنظور حفظ فعالیت کاتالیست در سطح مورد نیاز باید کاتالیست را از طریق سوزاندن

این کک با هوا بازیابی کرد. بنابراین کاتالیست بطور مداوم بین واکنشگاه و بازیاب در حرکت است.

واکنش کراکینگ، گرماگیر و واکنش بازیابی گرمازاست:





متوسط دماهای واکنشگاه بین Cº 480-540 و دماهای نفت ورودی بین Cº 260-425 ، و دماهای خروج از

بازیاب Cº 815-650 می باشد. فرآیندهای کراکینگ کاتالیستی امروزی را می توان در دو گروه: واحدهای

متحرک بستر و واحدهای سیال بستر، طبقه بندی کرد. در هر دو گروه تغییراتی طبق نظر طراح و یا سازنده

صورت می گیرد ولی عملیات پایه در دو گروه بسیار شبیه یکدیگر است.

فرآیند کراکینگ ترمافور (TCC) نمونه ای از واحدهای بستر متحرک، و کراکینگ کاتالیستی سیال بستر (FCC)

نمونه ای از واحدهای مجهز به بستر سیال است. امروزه تعداد بسیار معدودی از واحدهای TCC در حال

کار هستند، در حالی که واحدهای FCC بسیار رایج شده اند.



جریانهای فرآیندی واکنش در همه انواع واحدها مشابه هستند. خوراک نفت کوره (مازوت) داغ با کاتالیست

داغ خروجی از فعال کننده در خط بالابرنده خوراک یا در واکنشگاه تماس حاصل می کند. با پیشرفت واکنش

کراکینگ، فعالیت کاتالیست بدلیل پیدایش کک در سطح آن به سرعت فروکش می کند.

کاتالیست و هیدروکربن به روش مکانیکی از هم جدا می شوند و نفت باقیمانده بر روی کاتالیست، پیش از ورود

به بازیاب به وسیله بخار آب جدا می شود. بخار نفت از قسمت بالا گرفته می شود و به برج تقطیر جز به جز

ارسال می گردد تا در آنجا به جریانهایی با گستره ی جوش مورد نظر تفکیک شود.



کاتالیست مصرف شده وارد بازیاب می شود و با سوخته شدن رسوب کک به کمک هوا، دوباره فعالیت خود را باز

می یابد. دمای بازیاب به دقت تنظیم می شود تا در عین حال که مقدار کربن مورد نظر سوزانده می شود، از افزایش

زیاد دما که منجر به کاهش فعالیت کاتالیست می شود احتراز گردد. گازهای خروجی در جداکننده های سیکلونی

و رسوب دهندگان الکتروستاتیکی از ذرات کاتالیست تفکیک می شوند. در برخی از واحدها، پیش از تماس

کاتالیست با نفت ورودی، اکسیژن جذب سطحی شده توسط کاتالیست، به هنگام خروج از بازیاب توسط جریان

بخار آب از آن جدا می شود.




2-2- هیدروکراکینگ کاتالیستی


با اینکه هیدروژن دار کردن یکی از قدیمیترین فرآیندهای کاتالیستی در پالایش نفت است، ولی تنها در سالهای

اخیر هیدروکراکینگ در آمریکا و سایر نقاط جهان توسعه زیادی یافته است. این توجه به هیدروکراکینگ چندین

علت داشته که برخی از آنها عبارت اند از :



1- نوع تقاضا برای فرآورده های نفتی تغییر کرده است و در خواست برای بنزین، در مقایسه با مواد میان

تقطیر بالا رفته است.



2- در سالهای اخیر هیدروژن با قیمت ارزان و به مقدار زیاد به عنوان فرآورده ی جنبی عملیات رفرمینگ

(تبدیل) کاتالیستی به دست می آید.



3- مسائل زیست محیطی که موجب محدودیت غلظتهای گوگرد و ترکیبات آروماتیکی در سوختهای

موتوری شده است.



در سال 1927 فرآیند هیدروکراکینگ به صورت تجارتی به وسیله ی صنایع آی،جی،فاربن برای تبدیل لیگنیت به بنزین

به کار رفت و در اوایل دهه ی 1930 شرکت تحقیقاتی و مهندسی اسو از آن برای بهبود کیفیت خوراکهای نفتی و

فرآورده ها در آمریکا استفاده کرد ولی نخستین واحد هیدروکراکینگ تقطیری امروزی را شورون در سال 1958 به صورت

تجارتی راه اندازی کرد. بعدها کاتالیستهای مرغوبتری تولید شدند که انجام عملیات در فشارهای متوسط را ممکن

ساختند و از طرفی، تقاضا برای بنزین با عدد اکتان بالا و کاهش مصرف سوختهای تقطیری، لزوم تبدیل مواد نفتی

دیر جوشتر را به بنزین و سوخت جت فرآهم ساخت.



برای هر پالایشگری موازنه ی فرآورده ها از اهمیت زیادی برخوردار است. البته راههای بسیاری برای موازنه ی فرآورده ها

با توجه به میزان تقاضا وجود دارد ولی روشهای نسبتا معدودی می توانند انعطاف پذیری هیدروکراکینگ کاتالیستی را

ارائه دهند. برخی از مزایای هیدروکراکینگ عبارت اند از:



1- موازنه بهتر بنزین و تولید فرآورده های تقطیر شده
2- بهره ی بیشتر تولید بنزین
3- بهبود کیفیت اکتان و حساسیت گروه بنزین
4- تولید مقادیر نسبتا زیاد ایزوبوتان در بخش بوتان
5- مراحل تکمیل کراکینگ کاتالیستی سیال بستر به منظور پالایش مواد خام سنگین کراکینگ، آروماتیکها، نفتهای

حلقوی، و نفتهای واحد کک سازی به بنزین، سوخت جت و نفت کوره ی سبک



در پالایشگاه های امروزی، کراکینگ کاتالیستی و هیدروکراکینگ به صورت گروهی کار می کنند. در کراکینگ کاتالیستی از

نفت گازهای اتمسفری و خلاء که پارافینی هستند و آسانتر شکسته می شوند به عنوان خوراک استفاده می شود در

حالی که خوراک هیدروکراکینگ، گازوئیل سنگین حلقوی و VGO که آروماتیکی ترند و نیز فرآورده های تقطیری حاصله از

واحد کک سازی می باشند. این جریانها بسیار نسوز بوده و در مقابل کراکینگ کاتالیستی مقاوم اند در حالی که فشارهای

بالاتر و اتمسفر هیدروژن هیدروکراکینگ، باعث بهبود کراکینگ آنها می شود. کاتالیستهای زئولیتی جدید برای کراکینگ

به اصلاح بهره ی تولید بنزین و اکتانها از واحدهای کراکینگ کاتالیستی و نیز کاهش منابع حلقوی و تولید گاز کمک می کنند.

نفتهای حلقوی که از عملیات کراکینگ با کاتالیستهای زئولیتی به دست می آیند، به شدت آروماتیکی می باشند و برای

سوختن نا مناسب هستند، بنابراین خوراکهای بسیار خوبی برای واحد هیدروکراکینگ محسوب می شوند.



گاهی اوقات موادی در گستره ی جوش سوخت دیزل در خوراک واحد هیدروکراکینگ گنجانده می شود تا بدین ترتیب

فرآورده های سوخت جت و بنزین موتور تولید گردد. هم از فرآیند جریان مستقیم و هم از فرآیند FCC LCO می توان

استفاده کرد و در برخی موارد LCO صددرصد به کار گرفته می شود.



علاوه بر مواد میان تقطیر و نفتهای حلقوی که به عنوان خوراک واحدهای هیدروکراکینگ به کار می روند، می توان از نفت

کوره های باقیمانده و باقیمانده ی تقطیر در خلاء استفاده کرد. معمولا چنین موردی نیاز به فن آوری متفاوتی دارد.

عملیات هیدروکراکینگ را به دو نوع فرآیند کاری تقسیم می کنیم:



- فرآیندهایی که بر روی خوراکهای تقطیر شده انجام می شوند (هیدروکراکینگ)
- آنهایی که بر روی مواد باقیمانده ای صورت می گیرند (فرآورش با هیدروژن)


این فرآیندها مشابه اند و بعضی فرآیندهای به ثبت رسیده را می توان در مورد هر دو نوع خوراک، اعمال کرد. ولی تفاوتهای

عمده بین این دو فرآیند، مربوط به نوع کاتالیست و شرایط عملیات است. در طول مراحل طراحی واحد هیدروکراکینگ،

می توان فرآیند را به گونه ای طرح ریزی کرد که بتواند باقیمانده ی سنگین را به سوختهای سبکتر، و یا نفتاهای تقطیر

مستقیم را به گازهای مایع تبدیل کند. چنین کاری پس از احداث واحد صنعتی، دشوار است زیرا فرآورش باقیمانده ها با

توجه به حضور عواملی چون آسفالتنها، خاکستر و فلزات در خوراک، نیاز به شرایط ویژه ای دارد.



محصولات مختلفی که به وسیله خوراک های متفاوت وارد شده به واحد هیدروکراکینگ ایجاد می شود:


خوراک
محصول
نفت سفید
نفتا
سوخت دیزل جریان مستقیم
نفتا و یا سوخت جت
نفت گاز اتمسفری
نفتا، سوخت جت، و یا سوخت دیزل
نفت گاز خلاء
نفتا، جت، دیزل، روغن روانسازی
FCC LCO
نفتا
FCC HCO
نفتا و یا فرآورده های تقطیر
LCGO واحد کک سازی
نفتا و یا فرآورده های تقطیر
HCGO واحد کک سازی
نفتا و یا فرآورده های تقطیر


با اینکه صدها واکنش شیمیایی به طور هم زمان در طی هیدروکراکینگ صورت می گیرند، نظر عمومی چنین

است که مکانیزم هیدروکراکینگ همان مکانیزم کاتالیستی است، به علاوه هیدروژن دار شدن که به دنبال آن

صورت می گیرد.

کراکینگ کاتالیستی، شکسته شدن پیوند کربن- کربن ، و هیدروژن دار شدن، افزایش هیدروژن به پیوند

دوگانه کربن- کربن است.



این واکنشها نشان می دهند که کراکینگ و هیدروژن دار شدن مکمل یکدیگرند زیرا کراکینگ، اولفینها را برای

هیدروژن دار شدن بعدی تولید می کند، در حالی که واکنش هیدروژن دار شدن، به نوبه ی خود، گرمای لازم

برای کراکینگ را تامین می کند. واکنش کراکینگ، گرماگیر و واکنش هیدروژن دار شدن، گرمازاست. در کل

واکنش، ایجاد گرما می کند زیرا مقدار گرمای آزاد شده در نتیجه ی واکنشهای هیدروژن دار شدن، بسیار بیشتر

از مقدار گرمای مصرفی در واکنشهای گرماگیر کراکینگ است. این گرمای اضافی موجب افزایش دمای واکنشگاه

و افزایش سرعت واکنش می شود. برای جذب مقدار گرمای اضافی واکنش، هیدروژن سرد در واکنشگاه تزریق

می شود.



واکنشهای هیدروکراکینگ، معمولا در دمای بین 290 تا Cº400 و فشارهای بالای واکنشگاهی بین 8275 تا kPa 13800

صورت می گیرد. گردش مقدار زیاد هیدروژن همراه با خوراک از آلودگی بیش از حد کاتالیست جلوگیری می کند و

امکان می دهد که کاتالیست به مدت طولانی بدون نیاز به بازیابی، بصورت بستر آکنده کار کند. به منظور حذف

سموم کاتالیست و افزایش طول عمر آن، خوراک باید به دقت آماده شود. برای حذف ترکیبات گوگردی و نیتروژنی

و نیز فلزات، خوراک را پیش از ارسال به اولین مرحله ی هیدروکراکینگ هیدروژن دار می کنند و گاهی نیز

برای این منظور از اولین واکنشگاه در زنجیره ی واکنشگاه ها استفاده می شود.




2-3- آلکیلاسیون


اگر چه آلکیل دار کردن در فشار و دمای بالا بدون نیاز به کاتالیزگر میسر است، ولی تنها فرآیندهایی از اهمیت

اقتصادی برخوردار هستند که در دمای پایین و در مجاورت سولفوریک اسید، هیدروفلئوریک اسید و یا سایر

کاتالیستها انجام می شوند. واکنشهای آلکیل دار کردن در این نوع فرآیندها، پیچیده اند و منجر به فرآورده هایی

با گستره جوش وسیع می شوند. با انتخاب مناسب شرایط عملیاتی، بیشتر فرآورده ها در گستره جوش بنزین

با عداد اکتان موتوری 88 تا 94 و اعداد اکتان پژوهشی 94 تا 99 قرار می گیرند.



در دهه 1930 گروهی از محققان شرکت UOP کشف کردند که ایزوآلکانها در حضور اسیدهای قوی در شرایط

نسبتا متوسط و ملایم با آلکن ها واکنش می دهند و هیدروکربنهای اشباع شده بوجود می آورند.



فرآورده اصلی آلکیلاسیون طبق واکنش زیر براساس ایزوبوتان و بوتن ها، آلکیلات است که نوعی ترکیب پارافینی

شاخه دار 8 کربنه می باشد و دارای عدد اکتان بالایی است:




C[SUB]4[/SUB]H[SUB]8[/SUB] + i-C[SUB]4[/SUB]H[SUB]10[/SUB] --> C[SUB]8[/SUB]H[SUB]18[/SUB]


ایزومرهای ایزواکتانهای شاخه دار مثل دی متیل هگزان ها (DMH) و بخصوص تری متیل پنتانها (TMP) مطلوبترین

محصولات این واکنش می باشند که تقریبا دارای عدد اکتان بالایی (95-100) می باشند.



اولین بار، واحد صنعتی آلکیلاسیون در سال 1938 تاسیس شد. در دهه 1940 بدلیل تقاضای بالای سوخت

هواپیما در طول جنگ جهانی دوم میزان تولید آن نیز بشدت افزایش یافت. در نیمه دوم دهه 1950 پالایشگاه ها

از تولید بنزین هواپیما، به تولید درصدی از ترکیب بنزین موتورهای اتومبیل رو آوردند، اما در دهه 1950 و 1960 تقاضا

و در نتیجه تولید رشد چندانی دراین زمینه نداشت، زیرا هزینه اضافه کردن این ترکیب به بنزین بالا بود. پس از آن

آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (EPA) در دهه های 1970 و 1980 شروع به فازبندی اصلاح ترکیب بنزین

موتورهای اتومبیل نمود که این تقاضای تولید آلکیلات را بالا برد.



روش آلکیلاسیون معمولا با کیفیت ترین بنزین را در میان روشهای دیگر تولید می کند. تاکنون این روش تنها از طریق

فعل و انفعال، واکنش دهنده های سبک پارافینی ایزوبوتان با اولفینهای سبک مثل بوتنها در مجاورت اسیدهای مایع

قوی (H[SUB]2[/SUB]SO[SUB]4[/SUB] و HF) انجام می شد که همراه با مشکلات فراوانی نیز بود. به همین جهت برای حل این مشکلات،

تحقیقات وسیعی برای ساخت یک کاتالیست جامد و مناسب صنعتی در حال انجام است تا بتوان این فرآیند را در

کنار کاتالیست جامد انجام داد. اما سیستم کاتالیست جامد هنوز بطور صنعتی مورد استفاده قرار نگرفته است.


شکل زیر واحدهای فرآیندی از جمله واحد آلکیلاسیون را در یک پالایشگاه پیشرفته نشان می دهد.

می بینید که واحد آلکیلاسیون از طریق انجام واکنش روی ترکیبات سبک و کم ارزش، آنها را تبدیل به آلکیلات که

سنگینتر و با ارزشتر است می کند.

در این رابطه گازهای اولفینی می توانند از واحد FCC به واحد آلکیلاسیون تغذیه شوند.








منابع:

[1] جیز اچ. گری، گلن ای. هندروک - پالایش نفت (فناوری و اقتصاد)

[2] Alkylation for motor fuels, 88A, Supplement A, by SRI (PEP) 1998

[3] Alkylation for motor fuels, 88A, Supplement B, by SRI (PEP) 2002



 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز
تولید کاغذ:


کلمه کاغذ از واژه چینی کاکتز گرفته شد ( نام فارسی آن را رخنده یا پرزه است )


انسان اولیه به تدریج که نیاز به تصویر کردن اشیاء و یاداشت کردن وقایع و ارسال پیام های کتبی

را درک کرده ، اهمیت و ضرورت شیئی که بتواند بر روی آن اثر به جا ماندنی را ثبت کند، دریافته بود

و همواره دستیابی به آن تلاش می کرد .



تاریخچه


در بین النهرین از لوحه های گلی ، در مصر ( 1838 ق . م ) از پاپیروس ، در چین از حکاکی بر روی

لوحه های چوبی و نمد با قلم مو و پارچه ابریشمی ، این منظور را عملی می کردند . با توجه به اینکه

صنعت ، نمد مالی در حاور دور سنّت و متداول بود .



فردی چینی به نام تسائی لون ( 105 میلادی ) از قطعات کهنه و اضافی ابریشم ، خمیر و بعد ورقه هایی

به صورت نمد درست کرد و از آن به کمک قلم مو برای نقاشی و نوشتن استفاده کرد و بعد به جای ابریشم

چوب حیزران و درخت توت را بکار گرفت. در حقیقت باید او را اولین مخترع کاغذ در دنیا دانست .



سیر تحولی رشد


کارگران چینی که در سال 751 این فن را با استفاده از کتان و شاهدانه به مردم سمرقند آموختند و بعد ها

توسط مسلمانان در بغداد ، دمشق و حتی مراکش و اسپانیا متداول شد .

اولین کارخانه کاغذ سازی در سال 1154 در اسپانیا و اولین آسیاب تهیه پودر چوب در سال 1190 در فرانسه

تاسیس شده بود .



در ایران فعالیت کاغذ سازی اولین بار با تاسیس کارخانه مقوا سازی و با استفاده از کاغذ های باطله در سال

1313 شمسی در کرج شروع شد و حدود 15 سال است که با تاسیس دو کارخانه کاغذ سازی پارس در هفت

تپه خوزستان و کارخانه چوب و کاغذ ایران ( چوکا ) در گیلان ، به صورت یک تکنولوژی مدرن و پیشرفته در آمده

است .


مواد اولیه تهیه کاغذ


مواد اولیه انواع کاغذ بطور کلی ، مواد سلولزی است که از منابع مختلف تهیه می شوند:


1 – ساقه کتان ، پنبه که الیاف بلند ( در حدود 2/1 تا 6 میلی متر ) دارند .


2 – ساقه گیاهانی مانند گندم ، جو ( کاه ) ، نی ، کنف و غیره


3 – درختانی که برگ سوزنی دارند . مانند کاج ( با الیاف بلند ) و یا برگ پهن ، دارند .

مانند چنار ( با الیاف کوتاه در حدود 5/0 تا 2/1 میلی متر )



4 – انواع کاغذ های باطله و یا خرده ها و قطعات مقوای کهنه


5 – الیاف تفاله نیشکر


مراحل تهیه کاغذ


1 – تبدیل چوب به قطعات ریز


با استفاده از ماشین پوست کنی ، و دستگاه تولید تراشه و عبور تراشه ها از الک مخصوص صورت می گیرد

و قطعات به طول حداقل 4 و عرض 2 سانتیمتر ( در مورد چوب ) به دست می آید .



2 – پختن چوب و تولید خمیر :

این عمل ممکن است از طریق مکانیکی یعنی ، بدون استفاده مواد شیمیایی و توسط بخار آب جوش ، تحت

فشار صورت می گیرد که معمولا برای تهیه کاغذ های ارزان و کاهی مانند کاغذ روزنامه متداول است . در روش

شیمیایی از هیدروکسید سدیم ( در روش قلیایی ) ، سولفیت هیدروژن کلسیم ، در محیط اسیدی ( 3 – 2 = PH،

روش بی سولفیت ) و یا سولفیت سدیم ( در روش سولفیت ) همراه با کمی کربنات سدیم در دمای بالاتر از 100

درجه سانتگراد و تحت فشار ، استفاده می شود . در این مرحله خمیر قهوه ای رنگی حاصل می شود که از آن

در تهیه مقوا ، کارتن ، و یا کاغذ های کاهی استفاده می شود .



شستشوی خمیر کاغذ :

شستشوی قلیایی ، که با استفاده از محلول 3 درصد سود در دمای 45 تا 50 درجه سانتیگراد به مدت یک تا دو ساعت

صورت می گیرد . این عمل برای جدا کردن لیگیتن و کاهش رنگ خمیر انجام می پذیرد .



3 – اعمال شیمیایی ( رنگ زدایی ) : در دو مرحله صورت می گیرد :


الف – کلر زنی ، که در 2 = PH تا در دمای 25 تا 45 درجه سانتیگراد به مدت تقریبی یک ساعت صورت می گیرد . در این

مرحله لیگتین باقیمانده در خمیر ، به صورت محلول در می آید که بسته به نوع مواد شیمیایی به کار رفته برای پخت ،

بین 3 تا 15 درصد ممکن است تغییر کند .



ب - رنگ زدایی که توسط هیپو کلریت سدیم ( به صورت محلول 3 درصد ) ، دی اکسید کلر ، پراکسید هیدروژن ، ازون

و غیره در 10 – 9 = PH صورت می گیرد . تا اینکه لیگیتن فقط اکسید شود و سلولز تحت تاثیر قرار نگیرد .



4 – خشک کردن خمیر کاغذ :

در این مرحله خمیر کاغذ را از دستگاه تمیز کننده و توری های که دارای سوراخهای 2 تا 3 میلیمتری ، عبور می دهند

تا قسمت عمده آب خود را از دست بدهد . بعد از آن را از پرسهای قوی عبور می دهند تا باقیمانده آب آن نیز خارج شود .



5 – پرس کردن ، برش زدن و بسته بندی :


با عبور خمیر خشک شده از میان غلتک های مخصوص آن را به صورت صفحات کاغذ در آورده و توسط دستگاه برش آن

را در اندازه های مورد سفارش و نیاز بازار مصرف برش می دهند و بسته بندی می کنند .




شیمی کاغذ




بر خلاف این تصور که تولید کاغذ اساسا یک فرآیند مکانیکی است ، در این فرآیند ، پدیده های شیمیایی نقش

برجسته ای دارند . از تبدیل چوب به خمیر کاغذ گرفته تا تشکیل کاغذ ، اصول شیمیایی دخالت آشکاری دارند .

لیگنین زدایی از یک منبع گیاهی مناسب ، معمولا چوب ، یک فرآیند شیمیایی ناهمگن است که در و فشار زیاد

انجام می شود . دامنه شیمی کاغذ ، وسیع و جالب است . شامل مباحثی از قبیل شیمی کربو هیدراتها ،

رنگدانه معدنی ، رزینها آلی طبیعی و سنتزی و افزودنی های پلیمری متعدد می باشد . در فرآیند تشکیل نیز تا

حد زیادی شیمی کلوئید و شیمی سطح دخالت دارد . نقش پلیمر ، شیمی محیط زیست و شیمی تجزیه را نیز

نباید فراموش کرد .




ترکیب شیمیایی کاغذ



از آنجا که کاغذ از الیافی ساخته می شود که قبلا تحت تاثیر تیمارهای فیزیکی و شیمیایی قرار گرفته اند،سلول های

گیاهی حاصل از ترکیب شیمیایی ثابتی نسبت به ساختار منابع گیاهی اولیه برخودار نیستند . سلولهای گیاهی

عمدتا از پلیمرهای کربو هیدراتی آغشته شده به مقادیر مختلف لیگنین ( یک ترکیب پلیمری آروماتیک که میزان آن

با افزایش سن گیاه افزایش می یابد و در حین فرآیند لیگنینی شدن تولید می گردد ) تشکیل شده اند بخش کربوهیدارتی

سلول بطور عمده از پلی ساکارید سلولز تشکیل شده است .

بخشی از این ترکیبات شامل پلی ساکاریدهای غیر ساختمانی با وزن مولکولی کم به نام همی سلولز هستند ، که

نقش بسیار مهمی در خصوص خمیر و کاغذ دارند .



به نظر می رسد که با توجه به نام همی سلولز ها ، این ترکیبات با سلولز ارتباط داشته باشند و به روش مشابهی با

سلولز بیو سنتز شده باشند و به روش مشابهی با سلولز بیوسنتز شده باشند . اما در حال حاضر بخوبی مشخص

شده است که این پلی ساکارید ها به روش متفاوتی بیوسنتز شده باشند . اما در حال حاضر به خوبی مشخص شده

است که این پلی ساکاریدها به روش متفاوتی بیوسنتز می شوند و نقش ویژه ای در دیواره سلول گیاهان ایفا می کنند .

علاوه بر این ترکیبات مهم ، مقادیر کمی از مواد آلی قابل استخراج و مقادیر بسیار کمی از مواد معدنی نیز در دیواره

سلولی الیاف وجود دارد .




درصد سلولز
درصد همی سلولز
درصد لیگنین
درصد مواد عصاره ای
سوزنی برگان
40 تا 45
20
25 تا 35
< 10
پهن برگان
40 تا 45
15 تا 35
17 تا 25
< 10


ترکیب کلی استخراج الیاف گیاهی از نظر درصد کربن ، هیدروژن و اکسیژن بسته به درجه لیگنین شدن متغیر است .

میزان این عناصر برای چوب حدود 50 درصد کربن ، 6 درصد هیدروژن و 44 درصد اکسیژن است . از آنجایی که ترکیب

عنصری کربو هیدراتها کم و بیش به صورت CH2O )n ) است ، میزان کربن موجود تفریبا حدود 40 درصد است .

لینگنین یک ترکیب آروماتیک با فرمول تقریبی C10H11O4 می باشد . بنابراین ، میزان کربن آن بطور متوسط حدود

60 تا 65 درصد است .



سلولز


سلولز مهمترین ترکیب ساختاری دیواره های سلول است و بعد از حذف لیگنین و انواع دیگر مواد استخراجی نیز

مهمترین ترکیب ساختاری محسوب می شود . از نظر شیمیایی سلولز یک پلیمر دارای ساختمان میکرو فیبریلی

شبه بلوری متشکل از واحد های بتا D – B گلوکوپیرانوزی با اتصالات ( 1------ > 4 ) گلیکوزیدی است . همچون

بسیار از پلی ساکارید ها ، و سلولز پلیمری بسپاشیده با وزن مولکولی زیاد است . بسته به نوع منبع سلولزی ،

درجه پلیمریزاسیوان سلولز از 10000 تا 15000 متفاوت است .



سلولز 100 درصد بلوری شناخته نشده است ، اما ساختمان سلولز دارای یک بخش بلوری و یک بخش غیر بلوری یا

بی شکل است . درجه بلورینگی بستگی به منشاء سلولز دارد . سلولز پنبه و انواع جلبک ها مانند والونیا درجه

بلورینگی بسیاری بالایی است . در حالیکه سلولز چوب درجه بلورینگی پایینی دارد . سلولز بوسیله باکتری ها نیز

تولید می شود که البته به عنوان منابع سلولزی برای کاغذ کاربردی ندارند .



همی سلولز



همی سلولز گروهی از ساکاریدهای غیر ساختاری با وزن مولکولی کم و اغلب ناهمگن هستند که ارتباطی با سلولز

نداشته و از راه بیوسنتزه متفاوتی تولید می شوند . نام همی سلولز ها نشان دهنده ارتباط یا نزدیکی آنها با سلولز

نیست . نقش همی سلولز در دیواره سلول بخوبی شناخته شده نیست ، اما وزن مولکولی خیلی کم آنها نمی تواند

همی سلولزها رابه عنوان یک پلیمر ساختاری مطرح کند ( درجه پلیمریزاسیون آنها بین 150 – 200 است . ( تحقیقات

نظری در این زمینه نشان می دهد که همی سلولز ها ممکن است نقشی در انتقال آب داشته باشند . همی سلولز ها

معمولا از واحدهای مونومری هگزوزی مثل D - گلوکوپیرانوز ، D - مانوپیرانوز و D - گالاکتوپیرانوز و واحدهای پنتوزی

مثل D - زایلوپیرانوز و – L آرابینوفورانوز تشکیل شده اند . بخش قابل توجهی از همی سلولز حتی بعد از لیگنین زدایی

شیمیایی ، در خمیر کاغذ باقی می مانند . مهمترین همی سلولز موجود در سوزنی برگان گالاکتوگلوکومانان است

که حدود 20 درصد از وزن خشک چوب را تشکیل می دهد .




لیگنین



لیگنین ، پلیمری ـ آروماتیک با ساختاری پیچیده است . تقریبا کلیه خصوصیات لیگنین در کاربردهای کاغذ سازی نقش

منفی دارند و کاغذهای با کیفیت خوب از الیافی ساخته می شود که تقریبا عاری از لیگنین هستند . لیگنین سبب

شکننده شدن کاغذ می شود و به دلیل اکسایش نوری و تشکیل گروههای رنگی سبب افزایش زردی و تیرگی کاغذ

می شود . کاغذ روزنامه مثال خوبی در این زمینه است بطور کلی کلیه خمیرهای مکانیکی که در آنها مقدار زیادی

لیگنین وجود دارد ، چنین اثرهایی را نشان می دهد .




رزینهای و مواد استخراجی



چوب حاوی مقدار کمی ( کمتر از 5 درصد ) از ترکیباتی است که توسط حلالهای آلی مثل اتانول یا دی کلرومتان قابل

استخراج هستند . میزان این ترکیبات در پهن برگان و سوزنی و در بین گونه های مختلف چوبی متفاوت است . اگر چه

این ترکیبات ممکن است در حین فرآیند های شیمیایی تهیه خمیر کاغذ حذف شوند ، اما همیشه مقداری از آنها در

کاغذ باقی می ماند . ترکیب شیمیایی این مواد بسیار متغیر است و شامل آلکانها ، آلکن ها ، اسیدهای چرب ( اشباع

یا غیر اشباع ) استر های گلیسرول ، مومها ، اسیدهای رزینی ، ترپنها ، و ترکیبات فنولی هستند .



میزان باقیمانده این ترکیبات در خمیر و کاغذ بستگی به فرآیند تهیه خمیر مورد استفاده دارد . در مجموع ، ترکیبات اسیدی

مثل اسیدهای چرب و رزینی در محیط قلیایی براحتی از طریق تبدیل شدن به نمک های محلول حل می گردند ، اما در

خمیر سازی اسیدی ، این ترکیبات براحتی قابل حل و خارج سازی نیستند . چندین محصول فرعی مفید در عملیات

خمیر سازی از مواد استخراجی قابل استحصال است که مهمترین آنها شامل تربانتین و روغن تال است .

تربانتین مخلوطی از هیدروکربنهای دو حلقه ای با فرمول C10H16 است که ترکیبات عمده آن α و – β پنن است . این

ترکیبات ها به صورت محصولات فرعی فرار با بازده 4 – 5 لیتر به ازای هر تن چوب ( کاج ) قابل استحصال بوده و به عنوان

حلال مورد استفاده اند . روغن تال عمدتا از اسیدهای از نظر ساختمانی ایزومرهای اسید آبیتک هستند و به عنوان

مواد افزودنی شیمیایی و مواد آهار زنی در تهیه کاغذ مصرف می شود .





 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز


تولید قند:

در حدود 1500 سال قبل ، هندیها با تبخیر عصاره حاصل از
نیشکر ، قند خام تهیه می‌کردند.

تقریبا هزار سال پیش ، مسلمانان روش تهیه قند را فرا گرفتند و بوسیله آنها این صنعت به

‌اروپا منتقل شد. قند ابتدا به منزله یک محصول تجملی و دارویی مصرف می‌شد و تنها در

حدود 350 سال پیش ، کم‌کم قند جزو
مواد غذایی درآمد.

در اواسط قرن هیجدهم ، ماده قندی در
چغندر کشف شد و اولین کارخانه تهیه قند به

مقیاس صنعتی در اوایل قرن نوزدهم تاسیس گردید.

کارخانه قند چغندر از موقعی توانست با کارخانه قند نیشکر رقابت کند که با بهبود روشهای

کشت چغندر
، مقدار قند موجود در چغندر از 5 درصد به حدود 20 درصد افزایش یافت و بعلاوه

دستگاه‌های مناسب و دقیق شیمیایی و اکتشافات علمی ‌قرن نوزدهم کمک موثری به

گسترش این صنعت نمود.

مهیا کردن چغندر

قبل از ورود به کارخانه ، برگها و قسمت کمی ‌از چغندر را که بلافاصله زیر برگها واقع است،

قطع می‌نمایند. این قسمت از چغندر دارای قند کمتر و برعکس مقدار زیادی مواد فرعی است

و در صورتی که آن را قطع نکنند، مقدار زیادی مواد فرعی وارد عصاره شده و استخراج قند را

دشوار کرده و نیز قند بدست آمده دارای مرغوبیت کمتر خواهد بود. پس از ورود چغندر به کارخانه ،

بهتر است هرچه زودتر قند آن را استخراج کنند، زیرا در طول مدت نگهداری و در نتیجه تنفس چغندر ،

مقدار مواد فرعی آن بیشتر می‌شود و بدست آوردن قند از آن مشکل می‌گردد.

چغندر را پس از شستشو در ظروف آهنی بزرگ وزن کرده و در خردکنها وارد می‌کنند تا به خلال

چغندر تبدیل شوند.

شربت‌گیری یا عصاره‌کشی

استخراج عصاره چغندر بوسیله آب داغ یعنی دیفوزیون با آب داغ در دستگاه‌هایی به نام دیفوزر انجام

می‌شود. در اثر آب داغ ، مجرای پلاسمای سلولها پاره شده و عصاره قند از جدار سلولها وارد آب

می‌گردد.

امروزه ‌از دستگاه‌هایی استفاده می‌شود که عمل دیفوزیون در آنها بطور پیوسته ‌انجام می‌گیرد.

مهمترین قسمت این دستگاهها ، برجهای دیفوزیون می‌باشد. خلال چغندر و عصاره گرم شده (آب گرم)

به کمک تلمبه وارد قسمت پایین برج ، روی غربالها می‌شود و به کمک ساختمان مخصوص داخلی

برجها ، به طرف بالا (در جهت مخالف جهت حرکت آب گرم) حرکت می‌کند.

در قسمت بالای برج ، خلالهایی که عصاره آنها کشیده شده (تفاله) به خارج برج انتقال داده می‌شوند.

از قسمت بالای برج آب تازه ، وارد برج می‌شود و قدری پایین‌تر ، عصاره‌ای که در نتیجه منگنه کردن

تفاله حاصل شده، وارد برج می‌شود. در این برجها می‌توان هر روز 2500 تن چغندر را عصاره کشی

کرد. قطر این برجها تا 5 متر و ارتفاع آنها بین 14 تا 16 متر است.

خالص کردن شربت قند


در این مرحله ، مواد غیر قندی (ناخالصی) را از عصاره جدا می‌کنند. برای این کار ، ابتدا برای ته‌نشین

کردن مواد ناخالص ، به عصاره
آهک می‌زنند و سپس آهک و مواد ناخالص ته‌نشین شده را جدا

می‌کنند. افزایش آهک موجب تغییرات زیر می‌شود:



  • مواد کلوئیدی (ذرات ریزی که ‌از تفاله و الیاف باقیمانده‌اند) را رسوب می‌دهد.

  • موادی که در محلول آهک محلول نیستند (مانند مواد سفیده تخم مرغ) ته‌نشین می‌شود.

  • اسیدهای آزاد و املاح اسیدی خنثی می‌گردند و اسیدهایی که نمکهای کلسیم آنها به
سختی حل می‌شود (مثل اسید اگزالیک و اسید فسفریک) رسوب می‌کنند.


  • بازها و آمونیاک و بازهای آلی در اثر فعل و انفعال آزاد می‌گردند.

پس از انجام مرحله آهک‌زنی ، لازم است آهک اضافی را از محیط عمل خارج کرد. این کار طی

مرحله ساتوراسیون (Saturation) یعنی جدا کردن آهک اضافی بوسیله ‌اشباع محیط با
گاز کربنیک

در 80 تا 90 درجه سانتیگراد و درون دیگهای مخصوص انجام می‌شود.

به ‌این ترتیب آهک تبدیل به
کربنات کلسیم
شده و ته‌نشین می‌شود و سپس عصاره آن را

صاف می‌کنند.



تبخیر ، تغلیظ و تبلور

عصاره رقیق بدست آمده حاوی 13 تا 14.5 درصد قند است. عصاره پس از عبور از گرمکن وارد

تبخیرکن می‌شود و آنقدر آب آن
تبخیر می‌گردد تا یک عصاره 55 تا 60 درصد وزنی (درجه بریکس)

حاصل گردد.

در حین عمل تبخیر ، تجزیه ‌اسیدهایی که قبلا بطور کامل انجام نیافته، کامل می‌شود و بخار

آمونیاک متصاعد می‌گردد. املاح آهک اسید اگزالیک و اسید سیلسیک که در عصاره تا اندازه‌ای

محلول بوده، ته‌نشین می‌گردد.

حال عصاره غلیظ را صاف کرده و حرارت می‌دهند تا شروع به
تبلور نمایند. پس از تشکیل قند

متبلور ، عمل را طوری ادامه می‌دهند که بلورهای قند هرچه بیشتر رشد کنند.

در این حال با استفاده ‌از تجارب عملی ، باید حرارت دادن و اضافه کردن عصاره غلیظ را طوری

تنظیم کرد که
رشد بلورها
بطور مناسب انجام شود. حرارت بین 65 تا 80 درجه به مدت 3 تا 6

ساعت لازم است و پس از آن ، 60 تا 70 درصد عصاره به‌صورت قند متبلور در می‌آید و بقیه به

صورت عصاره غلیظ (سیروپ) می‌ماند.

جدا کردن قند متبلور از سیروپ و تهیه قند سفید


بلورهای قند را با استفاده ‌از عمل سانتریفوژ از سیروپ جدا می‌کنند و تهیه قند سفید یعنی جدا

کردن مقدار کمی ‌سیروپ که هنوز بلورهای قند را پوشانده ‌است، به دو طریق انجام می‌شود. در

طریق اول حتی‌المقدور از حل شدن خرد کریستالهای قند جلوگیری می‌شود، ولی در طریق دوم

بلورهای قند را کاملا حل می‌کنند. در طریقه ‌اول ، ابتدا با استفاده ‌از سانتریفوژ قسمت عمده

سیروپ از بلورهای قند جدا می‌شود و سپس بلورها را در سانتریفوژ با آب یا بخار یا هر دوی آنها

شستشو می‌دهند و به ‌این ترتیب ، تمام سیروپ از قند جدا می‌شود و این طریقه عمل را آفیناسیون

(Affination) می‌نامند. البته باید قند را بعد از عمل خشک کرد.

طریقه دوم به طریقه تصفیه (Refining) معروف است.

در اینجا قدری
آهک نیز به قند می‌افزایند و با آب داغ و بخار آن را حل می‌کنند. سپس عصاره را

بوسیله صافی‌هایی از جنس
زغال حیوانی صاف می‌کنند. محلول خارج شده ‌از صافی بیرنگ یا

کمی ‌زرد رنگ است و درجه خلوص آن 90 تا 100 است. به جای زغال استخوان (حیوانی) که گران

است، می‌توان زغالهای فعال نباتی بکار برد.


قند حاصله را می‌توان با قالب‌گیری ، به‌ اشکال مختلف در آورد. با افزودن رنگ آبی که با رنگ زرد ،

تولید رنگ سفید می‌کند و با اضافه کردن
بلانکیت
(Na[SUB]2[/SUB]S[SUB]2[/SUB]O[SUB]4[/SUB]) که در اثر حرارت گاز SO[SUB]2[/SUB] متصاعد می‌کند،

می‌توان قند را سفید کرد.













 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز



تولید سرامیک:


کلمه سرامیک از Clay یا خاک رس گرفته شده است که در لاتین به آن Kerames گفته

می شود . این واژه در اثر کثرت استعمال به سرامیک تبدیل شده است .




اطلاعات اولیه



سرامیک ها معمولا به استثنای فلزات و آلیاژهای فلزی و مواد آلی ، شامل تمام مواد

مهندسی می شوند که از نظر شیمیایی جزو مواد معدنی هستند و بعد از قرار گرفتن در

دمای بسیار بالا ، شکل اولیه خود را حفظ کرده و مقاوم تر می شوند . ظروف سفالی ،

چینی و چینی های بهداشتی و غیره ، جزو این گروه می باشند .




تاریخچه


آشنایی انسان با مواد سرامیکی و استفاده از آنها ، قدمتی به طول تاریخ دارد.سفالینه های

کشف شده در مناطق باستانی دنیا نشان می دهد که انسان در دوران باستان ، گل رس و

چگونگی کار با آن و پخت و مقاوم سازی آن آشنا بوده است .

اما امروزه سرامیک، کاربردهای بسیار فراتر از ظروف سفالی یا چینی دارد و در صنعت و تکنولوژی،

استفاده های فراوانی از آن می شود .




مواد اولیه سرامیک


سرامیکها ، از سه ماده اولیه خاک رس ، فلدسپارها و ماسه تهیه می شود . خاک رس ،

همان سیلکاتهای آلومینیوم هیدارته است که به صورت کانی مختلفی یافت می شوند .




دید کلی

از زمانی که انسان غارنشینی را به قصد یافتن مکان زیست بهتر ، پشت سر گذاشت ، با مصالح

ساختمانی سرو کار پیدا کرده بود . بدیهی است که این مواد از نوع موجود در طبیعت بود ، مانند

پوست برای بنا کردن خیمه و یا گل و سنگ برای تهیه مسکن دائمی . بعدها بشر آموخت که از

قطعات چوب و تخته و میخ و پیچ برای استحکام بنا استفاده کند و موادی مانند آهک ، ساروج و

سیمان را برای اتصال محکم تر قطعات سنگ و یا چوب به یک دیگر بکار می رود ، ولی خاک رس

مهمترین ماده اولیه تهیه بسیاری از مصالح ساختمانی است . خاک رس به صورت ناخالصی در

تهیه کوزه ، گلدان های گلی ، ظروف سفالی ، اشیاء و لوله های سفالی ، سرامیک ، سیمان

و به صورت خالص ، در تهیه ظروف چینی و . . . مصرف می شود .




تعریف


از نظر واژه : سرامیک به کلیه جامدات غیره آلی و غیره فلزی گفته می شود .

از نظر ساختار شیمیایی : کلیه موادی که از مخلوط خاک رس با ماسه و فلدسپار در دمای بالا

بدست می آیند و توسط توده شیشه مانندی انسجام یافته و بسیار سخت و غیره قابل حل در

حلال ها و تقریبا گداز ناپذیر می باشند ، سرامیک نامیده می شوند .




نقش اجزای سه گانه در سرامیک

خاک رس : موجب نرمی و انعطاف و تشکیل و تنوع شگرفی یافته و اهمیت و کاربردهای آن نیز

وسعت پیدا کرده است . ذرات بلوری سرامیک می شود .



ماسه : قابلیت چین خوردن ، پس از خشک و گرم شدن و تشکیل بلوری سرامیک را کاهش میدهد .


فلدسپار : در کاهش دادن دمای پخت و تشکیل توده شیشه ای و چسباننده ذرات بلوری سرامیک

موثر است .




خواص سرامیک ها


خواص سرامیک ها بسته به نوع و درجه خلوص هریک از اجزای اصلی ، مواد افزودنی ، لعاب ، زمان

حرارت دادن ، مواد اکسنده و کاهنده های موجود در محیط ، تفییر می کند .



سرامیک های ویژه


مقره های برق :


که عایقهای خوبی برای گرما و برق هستند و در آنها از Al2O3 و Zr2O3 استفاده می شود .



سرامیک های مغناظیسی :



در این نوع سرامیک از اکسیدها آهن استفاده می شود . مهمترین کاربرد آنها در تهیه عنصرهای

حافظه در کامپیوتر است .



سرامیک های شیشه ای :


وقتی شیشه معمولی پس از تهیه در دمای بالایی قرار گیرد ، تعداد قابل توجهی از ذرات بلور در

آن تشکیل می شود و خاصیت شکنندگی آن کم می گردد و بر خلاف شیشه های معمولی دیگر،

ایجاد یا پیدایش شکاف کوچک در آنها ساری نمی باشد، یعنی این شکافها خود به خود پیشرفت

نمی کنند .

از این سرامیک ها برای تهیه ظروف که آشپزخانه یا ظروفی که برای دادن حرارت لازم باشند ،

استفاده می شود که آن را اصطلاحا پیروسرام می نامند .




لعابها و انواع آنها


لعابها طیف وسیعی از ترکیبات آلی و معدنی را بر می گیرند . لعاب مربوط به سرامیک معمولا مخلوط

شیشه مانندی متشکل از کوارتز ، فلدسپار و اکسید سرب ( Pbo ) است . این اجزا را پس از آسیاب

شدن و نرم کردن به صورت خمیری رقیق در آورند . آنگاه وسیله سرامیکی مورد نظر را در این خمیر

غوطه ور کرده و پس از لعاب دادن روی چینی ، روی آن مطالب مورد نظر را می نویسند و یا طرح

مورد نظر را نقاشی می کنند و دوباره روی آن را لعاب داده و یک با دیگر حرارت می دهند .

در این صورت وسیله مورد نظر پر ارزش تر و نوشته و طرح روی آن بادوام تر می شود .




لعاب ها در انواع مختلف وجود دارد :


1 – لعاب بی رنگ : این لعاب که برای پوشش سطح چینی های بدلی ظریف بکار می رود ، بی رنگ

و شفاف است و از مخلوط کلسیم و سیلیس و خاک چینی سفید تهیه می شود .



2 – لعاب رنگی : برای رنگ آبی از اکسید مس (Cu2o ) ، برای رنگ زرد از اکسید آهن ( FeO ) و

برای رنگ سبز از اکسید کروم ( cr2O3 )، برای رنگ زرد از کرومات سرب و برای ارغوانی از کاسبوس

استفاده می شود .



3 – لعاب کدر : این نوع لعاب که پوشش چینی های بدلی معمولی بکار می رود و از مخلوط

pb3O3 / SiO2 /PbO SnO2 ، نمک و کربنات سدیم تهیه می شود . که آن را پس از ذوب کردن ، سرد

کردن ، در آب به صورت حمام شبر در می آورند و شئی لعاب دادنی را در آن غوطه ور می کنند .




ظروف لعابی


ظروف لعابی در واقع ، نوعی ظروف آهنی هستند که سطح آنها را به منظور جلوگیری از زنگ زدن ، از

لعاب می پوشانند . البته این نوع ظروف را نباید زیاد گرم یا سرد و یا پرتاب و یا اینکه تحت ضربه قرار

داد ، زیرا لعاب سطح آنها ترک برداشته و می ریزند .




انواع چینی


چینی ها در واقع از انواع سرامیک محسوب می شوند و به دو دسته چینی ها اصل یا سخت و

چینی های بدلی تقسیم می شوند .




- چینی های اصل


· چینی ظرف : که می توان آن را نوعی شیشه کدر دانست ، مانند ظرف چینی معرف به سور .

از ویژگیی های این نوع چینی آن است که لعاب رنگی را به خود می گیرد .




· چینی سیلیسی : این نوع چینی که به چینی لیموژ معروف است ، در کشور فرانسه ، ژاپن و

چین تهیه می شود . مواد اولیه آن خاک چینی سفید ، شن سفید و فلدسپار است .




· چینی آلومینیوم دار : این نوع چینی به نام چینی ساکس و بایو در فرانسه تهیه می شود و

دارای CaO / SiO2 / Al2O3 است .




- چینی های بدلی


خمیر این نوع چینی ها ترکیبی حد واسط از خمیر سفال و خمیر چینی های ظریف است . در نتیجه

سختی آنها از چینی های اصل کمتر است . از این رو ، حتما باید آنها را با لعاب بپوشانند . این نوع

چینی ها خود به دو دسته تقسیم می شوند :




· بدل چینی های معمولی که خمیر آنها رنگی است و از این رو ، با لعاب کدر پوشاننده میشود .


· بدل چینی های ظریف که خمیر آنها مانند خمیر چینی بی رنگ است اما بر خلاف چینی در مقابل

نور شفاف نیست . معمولا سطح این نوع چینی ها را از لعاب بی رنگ ورنی مانند و شفا می پوشانند تا

ظاهری مانند اصل پیدا کنند .




طبقه بندی کانی های رس


- کانی سیلیکاتی دو لایه ای


کائولینیت : بررسی پراش اشعه ایکس ، وجود دو لایه را در در کائولینیت نشان می دهد . لایه اول شامل

واحد های 2 – Si2O5 چهار وجهی است و لایه دوم از واحد های هشت وجهی 2 – Al2(OH) تشکیل

شده است . از اتصال دو لایه ، یک لایه یک واحد بوجود مآید که تکرار آن ، لایه کائولینیت را می سازد .




هالوی سیت : کانی دیگر ، هالوی سیت است که در مقایسه با کائولیت کاربرد کمتری دارد .


- کانی های سیلیکاتی سه لایه ای


مونت موری لونیت : مونت موری لونیت دارای سه لایه ، دو لایه به صورت چهار وجهی های سیلیکاتی

و لایه وسط به صورت گروه های هیدروکسی آلومینات است . به علت توانایی گیر انداختن سیستمهای

مولکولی مختلف ، اغلب به عنوان کاتالیست مصرف دارند .




ایلیت : ساختمان ایلیت ، تقریبا شبیه مونت موری لونیت می باشد و چون همیشه همراه با مخلوط

کانی های دیگر است فرمول دقیقی نمی توان برای آن در نظر گرفت .




ترکیبات ثانوی خاک ر س و تاثیر آن بر سرامیک ها

ترکیبات ثانوی ، شامل ترکیبات آهن ، ماسه ، کربنات کلسیم و منیزیم ، میکا و مواد آلی است که مقادیر

آنها در انواع خاک رس متغیر می باشد . ترکیبا ت آهن موجود در خاک رس مثل پیریتها و هیدرو کسیدها

آهن و . . . باعث پایین آمدن نقطه ذوب و تغییر رنگ سرامیک قبل از پختن به زرد متمایل به قهوه ای و بعد

از پختن به صورتی متمایل به قرمز تیره می شوند باعث کم شدن حالت پلاستیته و کاهش قدرت چسبندگی

می شود .



کربناتها کلسیم و منیزم به عنوان ناخالصی باعث آسیب دیده گی محصول شده و بعد از پخت ، باعث

افزایش خلل و فرج و کاهش قدرت مکانیکی و خواص نسوزی محصول می شوند . نمک های سو لفات و

کربنات و کلرید های فلزات قلیایی خاک رس و وانادیوم ، قابل حل در خاکهای رس هستند و موجب

پخش مواد در توده خاک رس می شوند .

ترکیبات وانادیوم لکه های زرد متمایل به سبز ، روی محصول ایجاد می کنند . ترکیبات آلی موجود در خاک

رس ، باعث ایجاد رنگ خاکستری می شوند .




انواع سیلیکا


دی اکسید سیلیکون ، معمولا به سه صورت سنگ ، گرانول و پودر وجود دارد . دی اکسید سیلکون

در حالت سنگ به صورت کوارتز یافت می شود که در این حالت کمیاب است . به علت خالص بودن

بهترین نوع سیلیکا برای مصرف در سرامیک است . نوع گرانول در صنعت سرامیک سازی خیلی

رایج می باشد . این نوع سیلیکا را معمولا قبل از مصرف ، دانه بندی کرده ، می شویند . نوع پودر

سیلیکا معمولا خالص نبوده و در ساخت سرامیک چندان مصرف ندارد .




نقش فلدسپار در سرامیک سازی


فلدسپارها خاصیت سیال کنندگی دارند و امروز نیز از این ترکیبات در صنعت سرامیک استفاده

می کنند . نقش این ترکیبات در سرامیک سازی ، ایجاد فاز شیشه ای در توده اولیه است .




انواع فلدسپار در سرامیک


فلدسپار پتاسیم 6SiO2 و Al2O3 و KO

فلدسپار سدیم 6SiO2 و Al2O3 و Na2O



فلدسپار کلسیم 6SiO2 و Al2O3 و CaO



از بین این ها فلدسپار پتاسیم از همه مهمتر است ، ولی در عمل موادی که به عنوان سیال

کننده بکار می روند ، مخلوطی از فلدسپار های مختلف هستند .















 

S H i M A

کاربر فعال تالار شیمی
کاربر ممتاز


روش تولید آجر:



ساخت این فراورده رسی هنوز هم به مقدار زیاد مطابق روشهای سنتی انجام میشود. البته در

نتیجه پیشرفتهای تکنولوژی در صد سال اخیر دستگاه های مدرنی با کار آیی بسیار بالا ساخته

شده است که علاوه بر افزایش تولید، محصول از کیفیت بالا تری برخوردار می باشد.

جریان تهیه آجر پنج مرحله عمده دارد که به شرح زیر طی می کند :

ـ تهیه و آماده نمودن ماده اولیه
ـ تهیه گل
ـ تهیه خشت
ـ خشک کردن خشت
ـ پختن آجر


تهیه آجر در تمام مراحل یاد شده بالا به دو طریق صنعتی و سنتی ( ماشینی و دستی ) انجام میشود.


آجر سنتی یا آجر دستی:

قبل از صنعتی شدن تولید آجر در تمام نقاط که امکان پخت خشت خام بود این نوع آجر تولید می شد.


این نوع آجر امروزه در بناهای تاریخی مورد استفاده قرار می گیرد.


مراحل تولید آجر سنتی:


1: پس از تهیه خاک مورد نظر خاک را آخوره گرفته و آب داخل آن می ریزیم 1 تا 2 روز صبر می کنیم تا

خاک خوب خیس بخورد.



گل درست شده را خوب مخلوط می کنیم و روی آنرا می پوشانیم تا گلها خوب برسد ( یعنی اگر هنوز

خیس نخورده باشد کاملاخیس بخورد)



2: محلی صاف را جهت تخلیه خشت آماده می نماییم


3: گل آماده شده را پس از برزیدن در داخل قالب هایی که قبلا آماده نموده ایم ریخته و گل اضافه روی

قالب را با ابزاری که قبلا تهیه نموده ایم بر میداریم.



4: خشت داخل قالب را در محلی که از قبل صاف کرده ایم برمیگردانیم.

پس از تهیه خشت باید روی آنرا بپوشانیم تا اینکه آرام خشک شود در غیر این صورت خشک ترک خواهدخورد




5: پس از خشک شدن خشت آنرا داخل کوره می چینند ؛و به آن حرارت می دهند تا پخته شود.

تهیه و آماده نمودن مواداولیه :

ماده اولیه آجر را عمدتا خاک رس تشکیل می دهد.انواع مختلفی ازخاک رس وجود دارد , ولی بیشتر ازخاک

رس آبرفتی برای تهیه استفاده
می شود.

ـ خاک رس آبرفتی: همانطوری که از نامش پیداست در نزدیکی سطح زمین یافت می شود و بیشتر آجر های

رسی با کمک آن تولید می شوند . میزان خاک رس در گل آجر بسیار اهمیت دارد . خاک رس زیاد گل آجر را

توپر می کند ولی موجب ترک خوردن خشت در هنگام خشک شدن می شود .

ـ ماسه: که از تاثیر عمل فرسایش هوازدگی بر سنگ های سیلیسی حاصل می شود درحقیقت استخوان

بندی آجر می باشد . در صورت افزایش مقدارآن آجر ترد و پوک می شود و ضمنا دانه های درشت ماسه

در گل آجر در هنگام پختن منبسط و موجب ایجاد ترک های ریز در آجر میشوند .


ـ آهک: درخاک رس و گل آهک وجود دارد , درصورتیکه به صورت دانه ریز , یکنواخت وهمگن باشد و

موجب روشن شدن رنگ آجر می شود و افزایش مقدار آن نقش گدازآور دارد.وجود دانه ها ی درشت آهک

در گل آجر پس از پختن آهک زنده تولید میکند . آهک زنده درهنگام استفاده از آجر ,‌آب ملات رابه خود

می کشد وتولید هیدرو اکسید آهک یا آهک شکفته می کند ,‌که بسته به خلوص سنگ آهک ۲۵/۱ تا ۵/۳

برابر حجم اولیه را به دست می آوردو موجب ترکیدن آجر می شود به این پدیده آلوئک آجر می گویند .



ـ ترکیبات سولفاتی : به مقدار کم بی ضرر است و درصورت افزایش , تولیدیون اسیدی می نمایند و به

آجر وملات آسیب می رسانند .


ـ ترکیبات آهن دار : نقش گداز آور دارند و رنگ محصول را به قرمز نزدیک می کنند .

ـ نباتات و ریشه گیاهان : ممکن است درگل آجر ریشه گیاهان وجود داشته باشند که در حرارت کوره

می سوزاند وآجر پوک میشودو پس از تهیه ماده اولیه آن را الک و خوب آسیاب می کنند تا نرم و یکنواخت

شود .(معمولا باانتخاب منبع خوب برای خاک رس این مشکل راتاحدی حل می کنند )



تهیه گل و خشت

برای تهیه خشت آجر رسی سه روش متفاوت وجود دارد که درهر روش میزان رطوبت خاک و نوع گل

متفاوت است .


ـ گل خشک: که بااضافه نمودن آب به میزان حدود ۸ تا ۱۲ درصدوزن ماده اولیه تهیه میشود و باکمک پرس

خشت شکل می گیرد . بسیاری از آجرهای صنعتی ووکلیه سفال های ساختمانی با روش گل خشک

ساخته می شوند .


ـ گل سفت : که با اضافه نمودن آب به میزان حدود ۲۰ تا۲۵ درصد وزن ماده اولیه تهیه می شود و با

روش ماشینی خشک می زنند . در این روش از ماشین های خشت زنی هیدرولیکی استفاده میکنند

خشت
U به صورت منشوری با قاعده مربع یا مستطیل شکل از دستگاه خارج می شود و سپس آن را

به کمک دستگاه برش به قطعات مساوی تقسیم می کنند .


ـ گل خمیری : بااضافه نمودن آن به میزان تاحد ۶۰ درصد وزن به خاک تهیه می شودتا حالت خمیری

پیداکنند و بتوان با دست به آن شکل داد . دراین روش گل را درون قالبهای چوبی می ریزند و بادست

شکل می دهند و خشت می زنند .



خشک کردن خشت

زمانی که قطعات ازماشین های شکل دهی خارج می شوند مقدار قابل توجهی رطوبت به همراه دارند .

خشک کردن خشت خام قبل از پختن آن به علت جلوگیری از تغییر شکل زیاد وترک در سطح خشت

می باشد وهمچنین از صرف هزینه سوخت بیشتر درکوره اصلی و امکان دوده گرفتن کوره به سبب

رطوبت اولیه زیاد وسوخت ناقص جلوگیری می کند .( درکارخانه به روش سنتی ۱ـ ۲ هفته و درکارخانه به

روش صنعتی ۳۶ ساعت .



خشک کردن موجب بروز انقباض می شود و این انقباض درحدی مجاز است که محصول نهایی دارای اندازه

مناسب و دلخواه باشد .

جمع شدگی درخشت خشک شده حدودا ده درصد در هر بعد است .درجه حرارت کوره خشک کن در

هر بعد است .درجه حرارت کوره خشک کن از ۴۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد وزمان خشک کردن از ۲۴ تا ۴۸

ساعت متغیر است
که بستگی به نوع رس دارد . حرارت لازم معمولا به کمک گرمای تلف شده ازکوره های

اصلی فراهم میشود . درکلیه مراحل , حرارت ورطوبت کاملا تنظیم می گردند تا از انقباض سریع که موجب

به وجود آوردن ترک های زیاد میشود , اجتناب گردد .


درمناطق گرم و خشک ازگرمای هوا به منظور خشک نمودن خشت استفاده می کنند دراین روش نحوه

چیدن خشت ها ازاهمیت فراوان برخور دار است . به ترتیبی که جریان هوا یک جانبه نباشدچون باعث ایجاد

انحنا و تغییر شکل آجر در اثر خشک شدن یک جانبه می شود .

خشت خشکی که برای پختن آجر آماده شده است رطوبتی بین ۸ تا ۱۲ درصد به همراه دارد .



پختن آجر

گداختن یکی ازمهمترین قدم ها درساختن آجر می باشد .زمان موردنیاز باتوجه به نوع کوره ,‌ نوع رس و

سایر متغیرها از ۴۰ تا ۱۵۰ ساعت تغییر می کند درحال حاضر کوره های تونلی و کوره های متناوب

انواع جدیدی ازکوره ها میباشند که مورد استفاده قرارمی گیرند . درکوره تونلی آجرهای خشک شده

که برروی واگون ها ی مخصوص چیده شده انداز داخل تونل گذر می کنند و از کانون حرارتی عبورمی نمایند

و از سوی دیگرخارج می شوند .( آجر بعد از پخته شدن یک مر تبه از کوره خارج نمی شود چون ترک

میخورد و طی زمان ۶ ساعت به صورت یکنواخت ازکوره خارج میشود )

درکوره های دیگر , حرارت به طور متناوب تغییر می کند دراین روش خشت ها ثابت و کانون حرارتی متغیر

است . سوخت این کوره هاگاز طبیعی ,نفت یاز غال سنگ می باشد .


کنترل زمان پخت درکوره ازاهمیت فراوانی برخوردار است خشت خام فاقد مقاومتهای مکانیکی مورد نظر

است وچنانچه آجر بیش از حد حرارت ببیند تغییر چنانچه آجر بیش از حد حرارت ببیندن تغییر شکل می دهد

و قابل استفاده نمی باشد .


به منظور اجتناب ازبروز ترک حرارت تا دمای ۱۰۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیگراد به کندی افزایش می یابد دراین دما

آب آزاد خشتها تبخیر وخشک می شود . بعد ازخشک شدن خشت ها حرارت به سرعت ۵ تا ۷۰۰ الی

۸۰۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد و در این دما آب تبلور کائولن تبخیر ( دی هیدراته ) می شود و

خشت ها نهایت تخلخل خود را پیدا می کنند دردمای ۸۰۰ تا ۸۵۰ درجه سانتیگراد مواد زود گداز همراه

با رس گداخته میشوند واجزای دیرگداز را احاطه می نمایندوبعد طولی رس ها نقصان می یابد و خشت

حرارت دیده به مصالح یکپارچه ای تبدیل میشود .

مصالح تشکیل شده از رس زودگذر دردرجه حرارت بین ۹۰۰ و ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد کاملاگداخته می شوند

و مصالح ساختار سنگی پیدا می کند این مصالح به خوبی در برابر نفود آب مقاوم است ومقاومت مکانیکی

الا, مقاومت دربرابر یخبندان و سایر کیفیات یک مصالح ارزشمند را پیدا می کند .


دربعضی ازروشهای نوین به منظور جلا یافتن سطح آجردرمرحله نهایی با تزریق گاز طبیعی سطح آجر می سوزد

و تغییر رنگ می دهد و جلا پیدامی کند .

برای جلوگیری ازترک‌, آجر ها را به عنوان آهستگی سردمی نمایند و بعد از آن کنترل نهایی انجام میگیرد

و در صورت نیاز به منظور یکنواختی ماشین کاری وسپس آجر های مرغوب بسته بندی ,‌انبار یا بارگیری

میشوند .



انواع کوره های آجر پزی :


پس از خشک شدن خشت , انرا درکوره میچینند بطوریکه که به همدیگر نچسبند , تا هوا ‌شعله وگا ز از

لای آجرها بگذرند . کوره های آجرپزی سه نوع اند :


۱- کوره با آتش ثابت و آجر ثابت ،۲- کوره با آتش رونده و آجر ثابت،۳- کوره با آجر روند و آتش ثابت

کوره با آتش ثابت و آجرثابت یاکوره تنوره یی: این کوره کارش پیوسته نیست کوره تنوره کوتاه و گشادیست

که خشت را درآن می پیچنند و تون آنرا می تابند ( آتش می کنند ) شعله , هوای داغل و دود ازلا به لای

خشت های چیده شده درکوره بالا می روند و گرمای خود را به خشت ها پس می دهند وخشت ها می پزند .

کار کوره تنوره یی پیوسته نیست و در آن گرمای زیاد ی هدر میرود زیرا پس از آنکه خشت پخته شد و آجرشد ,

سر کوره را باز می کنند ومی گذارند تا آجر درون کوره سردشود وگرمایش را به هوا بدهد .


جنس آجر ی که درکوره تنوره یی پخته شود یک جور نیست . از پایین به بالاجوش , آجرجوش ,‌آجر سبز , آجر بهی ,

آجر سفید , آجر ابلق , آجر قرمز و آجر نیم پخته بدست
می آید .

اگربالای کوره های تنوره یی به شکل قارچ ساخته شده و سر کوره پوسیده شود , جوری که گاز کوره از

بالای آن بیرون نرفته از سوراخ های نزدیک کف کوره به دو دکش یاهواکش مکیده شود گاز داغ ,‌گرمایش

را به خشت های چیده شده در کوره پس می دهدو با این کار ,‌گرمای گاز کوره هدر نمی رود و جنس آجرها هم

همجور می شود .



[h=2]کوره با آتش با آتش رونده و آجر ثابت[/h]

کار این کوره پیوسته است و گرمای آن خیلی کم هدر می رود این کوره را نخست یک بنای اهل برلن به نام

Friedrich Hoffmann ساخت که به نام او نامیده می شود . چون حلقه یی ساخته میشد آنرا کوره حلقه ی هوفمان

نامیدند .


نخستین کوره ها به شکل دایره ساخته میشدند ,‌اکنون آنرا به شکل حلقه دراز یا اره یی و مانند اینها می سازند

در این کوره ازهدر رفتن گرما به اندازه زیاد جلوگیری می شود .


کوره تونلی در آن سفالهای ممتاز هم می پزند . کارش مانند تونل خشت خشک کنی ست از سر تونل واگونک

با بار خشت به تونل می رود و از ته تونل آجرسرد شده بیرون می آید کانون آتش در دیوار درونی ی تونل جا

دارد همین که واگونک با بار خشت به درون تونل رانده شد ,‌به کندی به سوی کانون آتش پیش می رود خشت کم کم

گرم و نیم پز شده از برابر کانون آتش گذشته می پزد .

هنگامیکه واکونگ آجر پخته به سوی ته تونل می رود ,به آن هوای سرد می دمند تا گرمای آجر را بگیرد و

آنرا سرد کند هوایی که از روی آجر گذشت و داغ می شود و هواکش پهلوی کانون آتش آنرامکیده و به کانون

آتش می دمد . کارکوره تونلی پیوسته است و گرمای آن خیلی کم هدرمی رود اما
ساختن تونل ریل گذاری ,

ارزش واگونک ها وجزاینها گرانست .

جایی که برق ارزان باشد ,‌می شود کوره تونلی را برقی ساخت وکوره را با برق آتش کرد .


برای آنکه کوره تونلی دراز نشود , آنرا در دوتکه پهلوی هم می سازند دریک تکه خشت میسازند وروی واگونک

می چینند وبه گرمخانه می برند تا درآنجا خشتهای روی واکونگ ها
خشک ,‌گرم و داغ شوند , سپس واکونگ

های بابار خشت داغ را به درون تکه دوم میرانند درتکه دوم که کوره درآن ساخته شده , خشت های داغ شده

از برابر کانون آتش گذشته میپزند روی آجر داغ هوا می دمند و گرمای آنرامی گیرند . هوای داغ شده را به

گرمخانه و به کانون آتش می دمند .


آجر ساختمانی خوب باید صدای زنگ بدهد , این نشانه تو پری تاب زیاد وپایداری آن در برابر نشت کردن آب

و یخبندانست . آجری که صدای خفه بدهد خوب نپخته است و یا ترک دارد .

آجرخوب باید گرما رسانیش کند و کم باشد , درآتش سوزی خمیری و آب نشود , جسم های شیمیایی در

آن اثر نکنند , به ملات خوب بچسبد سخت باشد , کم ساییده شود وتوپر باشد آجر پوک آب می مکد و در سرما

یخ میزند و خرد می شود .


آجر ساختمانی نباید کمتراز ۸% وبیشتر از ۱۸% وزنش آب بمکد , اگر کمتر بمکد به ملات خوب نمیچسبد

و هرگاه بیشتر بمکد پوک است . تاب فشاری آجر ساختمانی ی توپر باید
N/mm[SUP]2[/SUP][SUP] [/SUP]10 تا ۱۵ باشد و وزن فضاییش

از ۱۸۰۰ کیلوگرم هرمترمکعب کمتر نباشد .


آجر جوش را باخاکی که درگرمای بیش از هزار درجه خمیر ی بسوزد می پزند و آنرا بیشتر در کوره نگاه

می دارند تادانه های خاک کمی عرق کرده به همدیگر بچسبند و آجر یک تکه شود .

آجر جوش نباید درگرمای کوره خمیر شود , از این رو باید تفاوت درجه گرمای عرق کردن و خمیر شدن خاک آجر

زیاد باشد .

برای آنکه آجر درگرمای کم عرق کند , به آن گداز آور می زنند ( بیشتر اکسید آهن ) اکسید آهن
گذشته از

اینکه گداز آور است . رنگ آجر جوشی را که درگرمای ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ درجه پخته , سرخ تا سیاه میکند رنگ

بهی آجر جوش از کم بودن اکسید آهن و زیاد بودن آهک و قلیایی های آنست . آجر جوش باید سخت باشد ,

لاشه نشود , ترد نباشد , ترک نداشته باشد , دربرابر ضربه پایداری کند و لبه اش نپرد , کم ساییده شود , زبر

باشد , و جای ساییده شده آن نیز زبر بماند سطح شکسته آن شیشه یی نبوده ,‌دانه دانه و پر باشد ,‌در برابر

یخبندان و زیر اثر جسمهای شیمیایی پایداری کند .


تاب فشاری آجر جوش نباید از
N/mm[SUP]2[/SUP]
35 کمتر باشد آجر جوشی که درساختمان مصرف میشود نباید بیش

از ۶% و آنچه برای فرش کردن مصرف شود نباید بیش از ۴% وزنش آب بکمد وزن آجر جوش باید بیش از

m[SUP]3[/SUP] /9 را باشد .


آجر جوشی که بمصرف فرش کردن کف سواره رو وپیاده رو خیابانها می رسد , باید دارای تاب ضربه ای

زیاد باشد.

خیلی کم ساییده شود , زبر باشد و پس از ساییده شدن هم زبر بماند آجر جوش برای پوشش بدنه

تونلهای وگنداب روها هم مصرف می شود .

















 
Similar threads
Thread starter عنوان تالار پاسخ ها تاریخ
H ساخت شامپو شیمی 1
A ساخت محصولات شیمیایی صنعتی شیمی 0
S H i M A گاز ( از خام تا فرآورده ) شیمی 14

Similar threads

بالا