بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه روش استخراجی پرکننده از ماتریس پلیمری و پر کننده بکار گرفته شده است. آمیزه های بکار گرفته شده، پلی وینیل کلراید و پلی وینیل کلراید/ اکریلو نیتریل بوتادین رابر - RنNبلا - PV می باشند. در این روش ایجاد تخلخل با استفاده از استخراج شکر به عنوان پر کننده صورت گرفته است. میزان حجمی تخلخل ورقه های تولید شده با استفاده از تست ارشمیدس اندازه گیری شده است که نتایج حاصل متوسط تخلخلی تا حدود ۰۴-۵۳ درصد حجمی را نشان می دهد.
توزیع اندازه شعاع سوراخهای ایجاد شده در ورقه ها, بسته به اندازه پر کننده بکار رفته از ۱ تا ۰۵ میکرون تغییر می کند. که این مطلب با دستگاه تخلخل سنج جیوه ای تایید شده استح همچنین در این بررسی میزان عبوردهی اسید سولفوریک ازصفحات ذکر شده با استفاده از دستگاه تست نفوذ و عبور دهی غشاها مشخص شده است که نتایج بیانگر ارتباط مستقیم میزان عبوردهی با میزان تخلخل و اندازه حفره ها می باشد. همچنین اثر دما و غلظت اسید به کار رفته نیز روی عبوردهی اسید بررسی شده است. از موارد کاربرد این ورقه ها می توان به صفحات جدا کننده باتری ها و غشاهای نیمه تراوا اشاره نمود.
کلمات کلیدی: تخلل میکرونی, استخراج,ششکر, صفحات جدا کننده باتری، پلی وینیلشکلراید
مقدمه
مواد متخلخل, موادی هستند که دارای خلل و فرج یا حفره هستند. این مواد با توجه به اندازه و مقدار حفره ها کاربردهای مختلفی در صنایع مختلف دارند. اندازه تخلخل این مواد معمولاﹰ بین ٢/٠ تا ٩٥/٠ است این تخلخل به صورت نسبت حجم حفره ها به حجم کل تعریف می شود.حفره ها در مواد متخلخل به دو دسته تقسیم می شوند:۱ - حفره های باز ۲ - حفره های بسته. در کاربرد مواد متخلخل در صنایع مختلف, عمدتاﹰ حفره های باز حایز اهمیت هستند در شکل ۱ ریخت حفره های مختلف نشان داده شده است.
مواد متخلخل بر اساس مشخصه های مختلف از قبیل اندازه حفره ها, شکل حفره ها, مواد و روشهای تولید تقسیم بندی می شوند. در تعیین کاربرد مواد متخلخل دو مشخصه اندازه حفره ها و شکل حفره ها از اهمیت بیشتری برخوردار هستند. محدوده اندازه حفره ها در کاربردهای مختلف از مقیاس اتمی تا مقیاس میلیمتری تغییر می کند. از کاربردهای مختلف مواد متخلخل می توان به مواردی مانند غشاها و فیلترها, کاتالیستها, راکتورهای بیولوﮊیکی, پیلها, جدا کننده های گاز, گرم کننده ها و مبدلهای حرارتی, قالبها, تجهیزات پزشکی و جراحی و غیره اشاره نمود.]۱.[
فیلم های متخلخل یا سلولی از نظر ساختاری به دو دسته کلی تقسیم بندی می شوند:الف - یک نوع فیلم متخلخل که حفره ها به همدیگر وصل نیستند یا به اصطلاح فیلم سلول بسته١ نامیده می شوندح ب - نوع دیگر که حفره ها از طریق مسیرهای پیچاپیچ که ممکن است ازیک طرف صفحه تا طرف دیگر
صفحه ادامه داشته باشد, به همدیگر وصل هستند, که به این فیلم ها, فیلم سلول باز٢ می گویند.ب۲مفیلم های پلیمری متخلخل از نظر روش های ساخت نیز به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
۱ - یک سری از فیلم های متخلخل خواه سلول باز و خواه سلول بسته با استفاده از روش کشش - سرد وگرم - همو پلیمر, کوپلیمر یا مخلوطی از آنها که حاوی پر کننده بوده و یا بدون پر کننده, تحت شرایط خاص دمایی, سرعت و نسبت های مختلف کشش به دست می آیندب۲۱-۳م.
۲ - سری دیگر فیلم های پلیمری متخلخل با استفاده از استخراج نرم کننده, پرکننده و حلال از ماتریس پلیمری شکل داده شده به صورت فیلم یا ورقه با استفاده از حلال مناسب برای جزﺀ استخراج شونده و یا تحت شرایط دمایی خاصی به دست می آیندب۰۲-۳۱م.
مسئله مهم در تهیه صفحات میکرو متخلخل، توازن بین خواص فیزیکی – مکانیکی از قبیل انعطاف پذیری، خلل و فرج و استحکام سطحی می باشد.کاری که در این تحقیق صورت گرفته است تولید ورقه های میکرو متخلخل پلیمری از نوع سلول باز با استفاده از روش استخراجی پر کننده از ترکیب پلی وینیل کلراید – شکر و پلی وینیل کلراید- اکریلو نیتریل بوتادین رابر- شکر. در این بررسی میزان خلل و فرج, توزیع خلل و فرج و میزان عبوردهی اسید از نمونه های ساخته شده بررسی شده است. هدف اصلی و مزیت استفاده از این روش بکار گیری آب به عنوان حلال برای استخراج پر کننده - شکر - می باشد و همچنین بکار گیری شکر بعنوان پر کننده ای که خاصیت کلوخه شدن ندارد. این ورقه ها می توانند در باتریها به عنوان صفحات جدا کننده و غشا های نیمه تراوا به کار روند.
تجربی
مواد
پلی وینیل کلراید امولسیونی - هببسغ - به عنوان ماتریس پلیمری به کار رفته است. از دی اکتیل فتالات - بقخ - با دانسیته حدود ۵۶/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب به عنوان نرم کننده پلی وینیل کلراید استفاده شده است.همچنین از اکریلو نیتریل- بوتادی ان رابر - ۳۳ درصد اکریلو نیتریل - بعنوان نرم کننده و بهبود دهنده خواص پلی وینیل کلراید استفاده شده است. شکر با نقطه ذوب ۵۸۱ درجه سانتیگراد و اندازه ذرات در دو سطح، زیر ۰۵ میکرون و زیر۰۲ میکرون به عنوان پرکننده قابل استخراج به کار رفته است.
از دی اکسید تیتانیم به عنوان رنگ کننده و استئارات روی بعنوان روان کننده و پایدار کننده حرارتی استفاده شده است. و در پایان از آب به عنوان حلال برای استخراج شکر از نمونه های تهیه شده استفاده شده است. در آزمایش عبور دهی اسید از صفحات نیز از اسید سولفوریک ۵/۱ مولار با دانسیته ۸/۱ گرم بر سانتیمتر مکعب استفاده شده است.
دستگاه ها
از میکسر مکانیکی و دستگاه دو رول - ئئطق ئئپل پ - 1w مدل تتتص سقب جهت اختلاط فرمولاسیون های مختلف استفاده شده است. از دستگاه خرد کننده قهوه مدل تزذسنهق شرکت مایسان برای خرد کردن ذرات شکر استفاده شده است. به منظور تهیه ورقه هایی با ضخامت حدود ۵۲/۰، ۳/۰، ۴/۰
