پلی آکریلونیتریل
آکریلونیتریل ( ) مایعی بی رنگ یا شفاف است که بویی شبیه به هلو دارد. این ماده شیمیایی در بیشتر حلال های آلی قابل انحلال است. حلال هایی مثل استون، بنزن، کربن تتراکلراید، اتر، اتانول، اتیل استات، اتیلن سیانوهیدرین، کربن دی اکسید مایع، متانول، تولئن، زایلن و نفت سفید. آکریلونیتریل به خاطر داشتن پیوند دوگانه و همچنین الکترون پذیری گروه نیتریل در بسیاری از واکنش های افزایشی و پلیمریزاسیون ها شرکت می کند. از جمله این واکنش هایی که در آن گروه نیتریل شرکت می کند می توان به هیدرولیز، الکل کافت(Alcoholysis)، واکنش با الکل ها و اولفین ها و واکنش با آلدهید ها و ترکیبات متیلول(Methylol) اشاره کرد. پیوند دوگانه ی این ماده شیمیایی نیز در برخی واکنش ها مانند هیدورژن دار کردن، هالوژن دار کردن، Hydroformylation، Hydrodimerization و واکنش با ترکیبات آزو شرکت می کند.
آکریلو نیتریل را می توان از مواد نیتروژن داری مثل هیدروژن سیانید، سیانوژن کلراید، نیتریل ها، آمین ها، نیتریک اکسید و آمونیاک تهیه کرد. چند واکنش مهم از این دسته در ذیل آمده است:
بعدها فرآیند های تجاری تولید آکریلونیتریل بر پایه هیدروژن زدایی از اتیلن سیانوهیدرین یا واکنش HCN با استالدهید صورت گرفت.
ولی امروزه تمامی آکریلونیتریل های سطح جهان طی فرآیند اکسایش پروپیلن با آمونیاک (Propylene Ammoxidation) صورت می گیرد. این فرآیند سبب کاهش چشمگیر هزینه ها و افزایش تولیدات شده است و زمینه ی گسترده ای را جهت استفاده از آکریلونیتریل در فیبرها و پلاستیک ها فراهم کرده است.
پلی آکریلونیتریل (PolyAcrylonitrile) به طور خلاصه PAN نوشته می شود. نام دیگر آن پلی وینیل سیانید است. فرمول ساختاری عمومی این پلیمر را در ذیل آمده است:
تصویر 1 نمایش واحد تکراری PAN
طبیعت قطبی پلی آکریلونیتریل خواص بی نظیر و شناخته شده ای به این پلیمر بخشیده است. خواصی مثل سختی و استحکام، مقاومت در برابر بیشتر مواد شیمیایی و حلال ها، آفتاب، گرما و میکروارگانیسم ها ، آهسته سوختن و خاکستر شدن، سازگاری با برخی از مواد قطبی، جلاپذیری و نفوذ پذیری ناچیز گاز ها در آن از جمله ی این خواصند.
به خاطر ویژگی های منحصر به فرد پلی آکریلونیتریل، حلال آن نیز باید منحصر به فرد باشد. حلال مورد نظر باید بتواند پیوند های هیدروژنی قوی تری نسبت به آنچه بین زنجیر های پلیمر است، برقرار کند. مثلا دی متیل فرمامید از این جهت حلال خوبی به حساب می آید، در حالی که فرمامید، متیل فرمامید و دی اتیل فرمامید این طور نیستند یا دی متیل سولفون حلال مناسبی است اما دی اتیل سولفون نه. در ادامه تعدادی از حلال های موثر برای پلی آکریلونیتریل در دمای محیط و بالاتر آمده است: دی متیل تیو فرمامید، دی متیل استامید، N-متیل-β-سیانو متیل فرمامید، α-کلرو-β-هیدروکسی پروپیونیتریل، β-هیدروکسی پروپیونیتریل، هیدروکسی استونیتریل، ε-کاپرولاکتام، پروپیولاکتون، تترا متیلن سوفوکساید، m-نیتروفنول، p-نیتروفنول، (ارتو، متا، پارا)-فنیلن دی آمین، اتیلن کربنات، پروپیلن کربنات، سولفوریک اسید و نیتریک اسید غلیظ و محلول های آبی غلیظ LiBr، NaCNS، ZnCl2.
- بررسی تنزل ساختاری پلیمر تحت تغییرات دمایی
با گرما دادن رنگ پلی آکریلونیتریل تغییر می کند، ابتدا به زردی میگراید سپس قرمز می شود و نهایتا سیاه. این تغییر رنگ پلیمر را می توان این طور تصور کرد که در طی واکنش، گروه های نیتریل می خواهند بخش های به هم آمیخته ای را ایجاد کنند. در اینجا چهار گروه تغییر وجود دارد: پارگی زنجیر، برقراری پیوند های بین زنجیری، هیدروژن دار شدن و ایجاد حلقه. در تصویر نمایشی از ایجاد حلقه مشاهده می شود. اگر این پلیمر بالای 200 درجه سانتی گراد و تحت خلا یا در هوا، گرما ببیند حلقه های تشکیل شده، نیتروژن و هیدروژن خود را آزاد می کنند و حلقه های کربنی تشکیل می شود. به نتیجه این فرآیند فیبر های کربنی گویند. PAN یکی از مهم ترین مواد خام جهت تولید فیبر های کربنی است.
در دماهای 400، 600 و 800 درجه سانتی گراد نخ های پلی آکریلونیتریل پیرولیز (Pyrolyze) می شوند. محصول عمده ی این اتفاق HCN است که ماده ای بسیار سمی است. در دماهایی حتی از این بیشتر مقدار HCN و استونیتریل ، آکریلونیتریل و سیانو بنزن ها افزایش می یابد. آمونیاک هم محصول دیگر این تغییرات دمایی است که سمیت آن در مقایسه با HCN کمتر است.
تصویر 2 بوجود آمدن حلقه طی گرمادهی به پلی آکریلونیتریل
تصویر 3 تغییرات ساختاری در زنجیر های پلی آکریلونیتریل
پلیمریزاسیون آکریلونیتریل می تواند در روش های توده ای، امولسیونی، تعلیقی، دوغابی و محلول صورت بگیرد. روش دوغابی که طی این آزمایش بررسی شد، مونومر در داخل قطرات معلق کوچکی که در یک محیط آبی هستند، به دام افتاده است. روش دوغابی سبب می شود تا خروج گرما بهتر انجام شود. پرکاربرد ترین و در عین حال ارزان ترین حلال برای این پلمریزاسیون آب است. در این فرآیند از آغازگر هایی همچون بنزول پراکسید، هیدروژن پراکسید، ترکیبات آزو مثل 2و'2- آزوبیس (ایزوبوتیرونیتریل) و 2و'2- آزو بیس (2و4-دی متیل والرو نیتریل) استفاده می شود تا گونه های رادیکالی برای شروع پلیمریزاسیون را فراهم شوند. یک سیستم ردوکس هم می تواند رادیکال های مورد نیاز برای فاز شروع پلیمریزاسیون را فراهم کند. پتاسیم پرسولفات همراه با سدیم متابی سولفیت گزینه خوبی برای یک سیستم ردوکس است. این دو آغازگر طی یک واکنش اکسایش-کاهش رادیکال های مورد نیاز برای شروع واکنش را فراهم می کنند. واکنش بین این دو ماده را می توان به صورت زیر متصور شد.
در مرحله بعد رادیکال های ایجاد شده با حمله به مونومر آکریلونیتریل ، فاز شروع واکنش را رقم می زنند. اگر گونه های رادیکالی با نمایش داده شود، مکانیزم فاز شروع پلیمریزاسیون مطابق با ذیل خواهد بود.
می توان معادله سرعت فاز شروع را به صورت ذیل در نظر گرفت:
مکانیزم فاز انتشار نیز چیزی شبیه به ذیل خواهد بود.
و نهایتا پس از فاز های شروع و انتشار، فاز اختتام پلیمریزاسیون قرار دارد. این مرحله به دو روش ترکیب و تسهیم صورت می گیرد. در تصویر 4 و 5 نحوه اختتام یک پلیمریزاسیون وینیلی آمده است.
تصویر 4 چگونگی اختتام یک پلیمریزاسیون وینیلی به روش ترکیب
تصویر 5 چگونگی اختتام یک پلیمریزاسیون وینیلی به روش تسهیم
- نمای کلی یک راکتور تولید پلی آکریلونیتریل و جریان های مربوط به آن
- کاربرد های پلی آکریلونیتریل
هومو پلیمر آکریلونیتریل به خاطر داشتن دمای ذوب بالا، ویسکوزیته بالای مذاب و پایداری حرارتی پایین پرکاربرد نیست. حتی در فیبر ها، مقدار کمی از کوپلیمر آکریلونیتریل به کار برده می شود تا پایداری، رنگ و دیگر مشخصات آن بهبود یابد. بیشترین کاربرد PAN در زمینه فیبر های آکریلیکی (Acrylic Fibers)، ساخت کوپلیمر با استایرن(SAN) و ساخت پلیمرهای شامل بوتا دی ان و استایرن(ABS) است. پلی آکریلونیتریل مصارف گوناگونی از جمله در آنتی اکسیدان ها، داروها، رنگ، عایق های الکتریسته، امولسیون کننده ها، کار های هنری، حشره کش ها، چرم، کاغذ، نرم کننده ها، اصلاح خاک، حلال ها، پوشش سطح، تقطیر آزئوتروپی، اعضای مصنوعی، روغن ها، افزودنی های آسفالت و غیره دارد.
برچسبها: پلی آکریلونیتریل, پلیمر های وینیلی, پلیمریزاسیون, PAN, پلیمر
+ نوشته شده توسط مهدی در بیست و چهارم آذر 1392 و ساعت 23:40 | 2 نظر
نمودار توزیع دما
به نام خدا
یکی از جذاب ترین بخش های فیزیک گرما؛ مسلط شدن بر پدیده های تجربی با استفاده از نظریه ها و تئوری هاست. یک مهندس از این طریق می تواند به پیش بینی پدیده ها بپردازد، ابزار های مورد نیازش را تولید کند و بازده امکانات موجود را ارتقا بخشد. در همین راستا در برخی موارد آن نظریه ها و تئوری ها منجر به حل معادلاتی می شود که آسانند و دانش ریاضی عمیقی را طلب نمی کند ولی گاهی پیش می آید که حل معادلات و دستگاه های معادلاتی هم از حوصله آدمی خارج اند و پاری وقت ها از حوزه دانشش فراتر. در اینجا توجه سخن بیشتر روی قسمت اول ماجراست یعنی: "حوصله"
ادامه مطلب
برچسبها: نمودار توزیع دما
+ نوشته شده توسط مهدی در هفتم آذر 1391 و ساعت 17:9 | 5 نظر
پلی اتیلن و انواع آن (PE and her sisters)
سلام
پلی اتیلن چیست؟
پلی اتیلن از ترکیب یا بهتر بگوییم از پلیمریزاسیون تعداد زیادی مونومر اتیلن حاصل می شود. این پلیمریزاسیون در فشار های بالا از 100 تا 300 MPa و در دماهایی بالاتر از دمای ذوب پلی اتیلن تولید می شود.(عموما 170 تا 200 درجه سانتی گراد و حتی تا 250 درجه سانتی گراد). در چنین دما و فشار هایی گاز اتیلن بیشتر به صورت مایع در می آید و گاهی این دما از دمای بحرانی اتیلن هم فراتر میرود. در فرآیند تولید می توان از اکسیژن در غلظت های بسیار ناچیز (5 تا 300 ppm) به عنوان آغازگر و از آب و بنزن و سایر رقیق کننده ها ... (ادامه مطلب)
ادامه مطلب
برچسبها: پلی اتیلن, تفاوت HDPE و LDPE
+ نوشته شده توسط مهدی در بیست و هشتم اردیبهشت 1391 و ساعت 11:22 | نظر بدهید
علائم بازیافت
سلام
این علامت شما رو یاد چی میندازه؟
یادمه اون روزا که بچه بودم اینجور تو ذهنم جا افتاده بود که معنی این علامت ، اینه که این ظرف یا بطری پلاستیکی ؛ فقط یه بار میتونه بازیافت بشه یا دفعه اولشه که بازیافت شده (!)
خب ، البته اون روزا بچه تر بودم ولی الان که بزرگ شدم و بچه تریت م کم شده و جسته گریخته مطالبی خوندم به این نتیجه رسیدم که این علامت و مشابه اون در قالب "کدهای بازیافت" شناخته میشه
مثلا صفر یک یعنی این ماده ای که در دست دارید از PET یا همان پلی(اتیلن ترفتالات) ساخته شده است
تعداد این کدها برای رزین ها ۹ تا است که در جدول زیر آمده ، البته این کدها برای فلزات و کاغذ ها و ... هم تعریف شده که می توانید به WikiPedia مراجعه کنید.
|
نماد
|
شرح
|
کاربرد و مثال
|
| |
پلی اتیلن ترفتالات
|
فیبر های پلی استری
شیشه های نوشابه
|
| |
پلی اتیلن سنگین
(high-density)
|
بطری های پلاستیکی
سطل زباله
چوب مصنوعی
تختال
پاکت پلاستیکی
|
| |
پلی وینیل کلرید
|
لوله، نرده، قاب پنجره
بطری مواد شیمیایی
صندلی پارک
اسباب بازی
بطری مخصوص مواد غیرخوراکی
|
| |
پلی اتیلن سبک
(low-density)
|
پاکت پلاستیکی
لوله ی پلاستیکی
|
| |
پلی پروپیلن
|
تزیینات داخلی اتومبیل
فیبر های صنعتی
|
| |
پلی استایرن
|
اسباب بازی، لوازم اداری
کاست فیلم
|
| |
دیگر پلاستیک ها
(Other)
اکریل ها
فایبرگلاس ها
نایلون
پلی کربنات ها
پلی استیک اسید ها
زیست تخریب پذیر ها
کامپویزیت های پلاستیکی
|
|
| |
اکریلونیتریل بوتا دی ان استایرن (!)
|
پلاستیک های بهم فشرده و خیلی مقاوم
|
برچسبها: بازیافت, نماد های روی بطری پلاستیکی, پلی اتیلن ترفتالات
+ نوشته شده توسط مهدی در شانزدهم اردیبهشت 1391 و ساعت 13:33 | نظر بدهید
وزن مولکولی متوسط
سلام
تحت عنوان molar mass averages توی ویکی پدیا یک چیز جالبی دیدم گفتم بد نیست دوستان هم مطلع بشوند
همون طور که میدونید تا اینجای درس پلیمریزاسیون با 3 نوع متوسط وزن مولکولی آشنا شدیم که عبارتند از :
1. متوسط وزن مولکولی عددی یا Mn
2. متوسط وزن مولکولی عددی یا Mw
3. متوسط وزن مولکولی ویسکوزی یا Mv
ولی این چیزی که من دیدم و نظرم رو جلب کرد؛ این بود:
>> Mz <<
- حالا این Mz چیه ؟
- Mz با ته نشین سازی پلیمر طی بررسی های فوق سانتریفیوژ بدست می آید که طبق تصویر از فرمول سوم از چپ محاسبه میشه .
- حالا این Mz به چه دردی میخوره؟
- هنوز نمیدوم. وقت نشد بیشتر ترجمه کنم ؛ ان شاءالله با این مفهوم بیشتر آشنا میشویم.
- کی؟
- شاید تو شیمی فیزیک پلیمر ها ، شایدم ...
-میشه بپرسم این مطلبو برا چی گذاشتی؟
- هم جالب و جدید بود هم فرمول های فصل دو را خیلی جالب دسته بندی کرد بود.
برچسبها: متوسط وزن مولکولی در پلیمریزاسیون
+ نوشته شده توسط مهدی در شانزدهم اردیبهشت 1391 و ساعت 0:25 | نظر بدهید
Read more:http://iutpolymer.blogfa.com/category/5#ixzz3gQeH4iuq
دید کلی از الکتروفورز 
جداسازی مبتنی بر سرعت تفاضلی مهاجرت گونه های باردار در یک محلول بافر که در عرض آن یک میدان الکتریکی dc اعمال شده است.
مرا مهر سیه چشمان زسر بیرون نخواهد شد