پایان نامه ارشد مهندسی نساجی: تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله های کربنی/ پلیمر رسانا

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی نساجی

گرایش : شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان : تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله ­های کربنی/ پلیمر رسانا

دانشکده فنی

گروه مهندسی نساجی

گرایش شیمی نساجی و علوم الیاف

عنوان:

تکمیل منسوج با چند لایه مرکب نانو لوله­ های کربنی/ پلیمر رسانا

استاد راهنما:

دکتر وحید متقی ­طلب

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)چکیده:در این پژوهش، هدف اصلی تکمیل منسوج با چندلایه­ی مرکب نانولوله­های کربنی و پلیمر رسانا و استفاده از آن به عنوان الکترود مقابل در سلول­های خورشیدی می­باشد. جهت دستیابی به این هدف آزمایشات در چند مرحله انجام شد.  در مرحله­ی اول آماده­سازی به دو روش هیدرولیز قلیایی و پلاسمای اکسیژن به منظور افزایش مکان­های جاذب بر روی سطح انجام شد. سپس برخی از نمونه­ها به روش لایه­نشانی احیایی با نانوذرات مس یا نیکل پوشش­دهی شدند. در مراحل بعدی از این نمونه­ها (خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل) به عنوان زیرلایه استفاده گردید.لایه ­نشانی پارچه ­های پلی­استری پوشش­دهی شده با نانوذرات مس یا نیکل به دلیل حضور اسید و ماده­ی اکسیدکننده در شرایط پلیمریزاسیون پلی­انیلین، با موفقیت انجام نشد. لایه­نشانی با پلی­پیرول به روش پلیمریزاسیون شیمیایی انجام شد. الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه­های لایه­نشانی شده با پلی­پیرول برای پارچه­ی پلی­استری خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده­سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 41، 52 و Ω/Sq 22 و 80/22، 31/7 و 71/18 درصد و برای نمونه ­های آماده­سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 42، 61 و Ω/Sq 27 و 65/21، 92/5 و 90/15 درصد بدست آمد. پس از لایه­نشانی با پلی­پیرول، انعکاس کاهش یافت. نمودارهای ولتامتری چرخه­ای هم نشان­ دهنده­ رسانایی مناسب و فعالیت الکتروشیمیایی خوب نمونه ­ها می­باشد.در مرحله­ی آخر لایه­ای از نانولوله­ های کربنی بر روی سطح لایه­نشانی شد. پس از لایه­نشانی زیرلایه ­ها با نانولوله­ های کربنی مقاومت الکتریکی سطحی افزایش یافت. مقاومت الکتریکی سطحی و درصد افزایش وزن نمونه­ های لایه­نشانی شده با نانولوله­ های کربنی برای پارچه­ پلی­استری خام، پوشش­دهی شده با نانوذرات مس و پوشش­دهی شده با نانوذرات نیکل (آماده­سازی شده به روش پلاسمای اکسیژن) به ترتیب 127، 112 و Ω/Sq 70 و  399/0، 967/0 و 520/0 درصد و برای نمونه­ های آماده­سازی شده به روش هیدرولیز قلیایی 128، 112 و Ω/Sq 88 و  633/0، 810/0 و 545/0 درصد بدست آمد. پس از لایه­نشانی با نانولوله­ های کربنی، انعکاس کاهش یافت. پیشگفتار:فرآیند تکمیل به مجموعه عملیاتی که بر روی یک سطح (بستر) جهت رسیدن به یک ویژگی و کاربرد خاص انجام می­گیرد، گفته­ می­شود. این فرآیند در صنایع مختلف از جمله صنعت نساجی بسیار مورد استفاده قرار می­گیرد. فرآیند تکمیل می­تواند در کاربردهایی از جمله بهبود ظاهر، چسبندگی یا ترشوندگی، مقاومت در برابر خوردگی مقاومت در برابر مواد شیمیایی، تغییر هدایت الکتریکی به کار گرفته ­­شود[1].امروزه انرژی یک نیاز مهم برای زندگی روزمره و صنعت به شمار می­آید. نیاز به انرژی هر روز در حال افزایش اما منابع انرژی محدود و رو به پایان هستند. به همین دلیل محققان درصدد گسترش منابع جدید انرژی هستند که فراوان، ارزان و دوست­دار محیط زیست هستند. انرژی خورشیدی نامحدود، تمیز و تجدیدپذیر است که می­تواند گزینه­ی مناسبی جهت رفع این نیازهای بشر باشد. سلول­های خورشیدی که مستقیما نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می­کنند ساختار جالبی برای تولید انرژی هستند که یکی از انواع آن سلول­های خورشیدی رنگ حساس می­باشند. در ساخت این سلول­ها از شیشه­های رسانا به عنوان زیرلایه استفاده می­شود[2]. نیروی الکتریکی تولیدی از نور خورشید، می­تواند برای کاربردهای مختلفی چون خنک سازی، حرارت دهی، روشنایی، شارژ باطری­ها و تولید نیروی الکتریکی برای وسایل الکتریکی متنوع، مورد استفاده قرار بگیرد  .[3]سلول­های خورشیدی رنگ حساس در مقایسه با دیگر انواع سلول­های خورشیدی مزایایی همچون عدم نیاز به تجهیزات پیچیده جهت تولید انبوه، سازگار با محیط زیست، عدم وابستگی به زاویه تابش، امکان کار در روزهای ابری و بارانی، ارزان بودن و تنوع زیاد دارند که توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده­اند [4, 5].از جمله مشکلات سلول­های خورشیدی رنگ حساس، سنگین وزن بودن، عدم انعطاف­پذیری شیشه­های رسانا به عنوان زیرلایه و الکترود مقابل پلاتین می­باشد. پلاتین ماده­ای گران قیمت می­باشد که آماده­سازی سلول­ها در مقیاس وسیع را با هزینه­ی زیادی همراه می­کند به همین جهت محققان به دنبال یافتن موادی جهت جایگزینی پلاتین در سلول­های خورشیدی هستند. تاکنون مواد زیادی از جمله مواد کربنی، پلیمرهای رسانا و یا کامپوزیتی از آن­ها که رسانایی، فعالیت الکتروشیمیایی و قیمت مناسبی دارند به کار گرفته شده اند[6].در این پروژه، تکمیل منسوج با پلیمر رسانا و نانولوله­های کربنی به منظور ایجاد هدایت الکتریکی با هدف استفاده در سلول­های خورشیدی به عنوان الکترود مقابل انجام شده است.با توجه به اهداف یاد شده و به منظور آشنایی مقدماتی با موضوع باید بیان گردد که این پژوهش در قالب چهار فصل تهیه شده که به شرح ذیل می باشند:- در فصل نخست با عنوان )) مقدمه و مروری بر مقالات (( به بررسی تحقیقات انجام گرفته در زمینه ساخت الکترود مقابل با پلیمر رسانا و نانولوله ­های کربنی و روش­های تولید منسوجات پوشش­دهی شده با پلیمر رسانا و نانولوله­های کربنی پرداخته شده است.- در فصل دوم این پژوهش، با عنوان )) تجربیات (( به بیان شرح مواد و دستگاه های مورد استفاده جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله ­های کربنی پرداخته است.- فصل سوم تحت عنوان )) نتایج و بحث (( به بیان دقیق نتایج آزمایش ها و نیز بررسی منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانو لوله­های کربنی، تحلیل خواص فیزیکی، مورفولوژی، نوری، رفتار الکتروشیمیایی و همچنین بررسی روش های مختلف استفاده شده جهت تولید منسوجات رسانا با پلیمر رسانا و نانولوله ­های کربنی پرداخته شده است.- فصل چهارم با عنوان )) نتیجه گیری نهایی و پیشنهادات (( به نتیجه­گیری پایانی پرداخته و پیشنهادات مربوطه جهت مطالعات آینده را ارائه نموده است.فصل اول: مقدمه و مروری بر مقالات1- مقدمهدر این فصل به پیشینه و کاربرد کامپوزیت ها، کامپوزیت نانولوله ­های کربنی و پلیمر هادی و استفاده از آن­ها در سلول­های خورشیدی به عنوان الکترود مقابل، نقش، اهمیت و مشکلات الکترود مقابل پرداخته شده است.1-1- تعریف کامپوزیتترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیائی مجزا و غیر محلول در یکدیگر باشند و بازده و خواص سازه­ای این ترکیب نسبت به هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی­، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت می­نامند. به عبارت دیگر کامپوزیت به دسته ای از مواد اطلاق می­شود که آمیزه ای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آن­ها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده، با هم ممزوج نمی­شوند [7].2-1- تاریخچهقدیمی ترین مثال از کامپوزیت ها مربوط به افزودن کاه به گل جهت تقویت گل و ساخت آجری مقاوم جهت استفاده در بناها بوده است. قدمت این کار به 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز می­گردد. در این مورد کاه نقش تقویت کننده و گل نقش زمینه یا ماتریس را دارد. ارگ بم که شاهکار معماری ایرانیان بوده است. نمونه بارزی از استفاده از تکنولوژی کامپوزیت­ها در قرون گذشته بوده است. مثال دیگر تقویت بتن توسط میله­ های فولادی می­باشد. که قدمت آن به سال ۱۸۰۰ میلادی باز می­گردد. در بتن مسلح یا تقویت شده میله های فلزی استحکام کششی لازم را در بتن ایجاد می­نمایند چرا که بتن یک ماده ترد می­باشد و مقاومت اندکی در برابر بارهای کششی دارد. بدین ترتیب بتن وظیفه تحمل بارهای فشاری و میله های فولادی وظیفه تحمل بارهای کششی را بر عهده دارند [7].3-1- تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیافتاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف به سال­های 1940 در صنایع دفاعی و به خصوص کاربردهای هوا-فضا بر می­گردد. در این صنایع داشتن عملکرد بالا از مقرون به صرفه بودن اهمیت بیش­تری دارد. برای ساخت و طراحی مواد با عملکرد بالا از الیافی که نسبت استحکام به وزن بالایی داشتند استفاده گردید. برای مثال در سال 1945 بیش از 7 میلیون پوند الیاف شیشه به طور خاص برای صنایع نظامی­، مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر هوافضا، از کامپوزیت منسوجات در زمینه­های مختلفی از جمله ورزشی(تولید لباس­های ورزشی محافظ مثل کلاه و ...)، پزشکی، تولید و ذخیره­سازی انرژی، الکترونیک، فناوری اطلاعات، خودرو سازی(در ساخت بدنه و سایر بخش­های اتومبیل مثل چرخ­ها) و ساختمان سازی(برای ساخت دیوارهایی با استحکام بالا و ضخامت کم و درنتیجه هزینه تولید پایین) مورد استفاده قرار می­گیرد[7].4-1- کامپوزیت نانولوله ­های کربنی و پلیمر رساناتکنولوژی پلیمریزاسیون شیمیایی انیلین و پلی­پیرول در حدود یک قرن است که شناخته شده است. با کشف پلیمرهای رسانا در سال 1963، تحقیقات گسترده­ای در زمینه­­ی پلیمرهای رسانا توسط مک دیارمید (در سال 1976) با هدف کاربرد آن­ها در سنسورها، ذخیره­ی انرژی و خازن­ها و ابزارهای دیگر انجام شد[8].پلیمرهای رسانای تهیه شده  به روش پلیمریزاسیون شیمیایی رسانایی بالا، ثبات خوب و انحلال­پذیری ناچیزی در محلول­های آبی دارند. سنتز شیمیایی پلیمرهای رسانا ساده­ترین روش تهیه پلیمرهاست که در این روش، مونومرها با استفاده از یک ماده­ی اکسیدکننده پلیمریزه می­شوند. به عنوان مثال انیلین به صورت شیمیایی توسط اکسیدکننده­های متفاوتی از جمله آمونیوم پرسولفات، پتاسیم دی­کرومات، آهن( ) کلراید و به طور مشابه پلی­پیرول هم با استفاده از اکسیدکننده­های متفاوتی از جمله نقره ( ) نیترات ، آهن( ) کلراید، آهن ( ) نیترات و مس( ) نیترات می­تواند تهیه شود [8].تیوفن و مشتقاتش هم می­تواند به صورت شیمیایی در محیط­های آلی تهیه شوند. اگرچه به علت حلالیت خوب مونومرها در محلول­های آبی، سنتز شیمیایی پلی­انیلین و پلی­پیرول در مقایسه با مشتقات تیوفن، مقرون به صرفه­تر و سازگار با محیط­زیست است[8].نانولوله­های کربنی به دلیل داشتن ساختار منحصربفرد، سطح مخصوص زیاد و پایداری گرمایی و الکتریکی بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته­اند. هنگامی که نانولوله­های کربنی در داخل شبکه­های پلیمری قرار می­گیرند می­توانند هدایت الکتریکی و خواص مکانیکی آن­ها را بهبود ببخشند. پلیمر رسانا نوعی از پلیمرها با پیوندهای π و نانولوله­های کربنی هم پیوندهای π مزدوج دارند. که می توان نانولوله های کربنی را به نوعی پلیمر که تنها از کربن ساخته شده در نظرگرفت. هر اتم کربن نانولوله­ی کربنی یک اوربیتال P اضافی دارد و الکترون ها در اوربیتال P اضافی ، پیوندهای π غیر مستقر زیادی را به وجود می آورند. این الکترون های π غیرمستقر[1] می توانند به الکترون های π پلیمررسانا به صورت پیوندهای غیرکووالانسی π - π متصل شوند. بنابراین پیوند پلیمررسانا با دیواره های جانبی نانولوله ی کربنی به شکل پیوندهای غیرکووالانسی π - π و کامپوزیت پلیمررسانا-نانولوله با ساختار هسته-پوسته می تواند فراهم شود[9].در تحقیقات گذشته، پلیمریزاسیون شیمیایی پلیمر رسانا و مشتقات آن بر روی مواد مختلف  مثل شیشه، پلیمر، سیلیکا، اکسیدهای فلزی، الیاف و منسوجات انجام شده است. درنتیجه نشان داده شد که همه­ی مواد می­توانند با استفاده از پلیمرهای رسانا و کامپوزیت جدیدشان پوشش­دهی شده و در زمینه­های مختلفی مورد استفاده قرار گیرند. تلاش­های زیادی در جهت بهبود خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی پلیمرهای رسانای سنتز شده انجام شد. برای این منظور پوشش­دهی مواد کربنی مختلف با پلیمرهای رسانا انجام شد. مواد کربنی مختلف ازجمله کربن سیاه، کربن فعال، الیاف کربن، نانولوله­های کربنی تک دیواره و چند دیواره، قبل از شروع پلیمریزاسیون به منظور تشکیل سوسپانسیون در داخل محلول دیسپرس شدند. سپس پلیمریزاسیون در سطح این مواد کربنی اتفاق افتاد[8].از آنجایی که نانولوله­های کربنی قابلیت دیسپرس شدن کمی در آب دارند، برای تهیه دیسپرسیون بهتر نانولوله­ها در محلول­های آبی، قبل و در حین پلیمریزاسیون شیمیایی تحت امواج فراصوت(اولتراسونیک) قرار گرفتند. درنتیجه مطالعاتی در راستای تاثیر امواج فراصوت بر محصول پلیمریزاسیون انجام شد [10].[1] delocalized π electronsتعداد صفحه : 104قیمت : 14000تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید