جستجو

مقاله ها

كامپوزیت‌های الیاف طبیعی در صنایع ساختمان و خودرو

نویسنده : محمد رضا آبادیان

بازدید : 504

عدم امكان بازیافت و قیمت بالا، همواره به عنوان دو معضل عمده گسترش كامپوزیت‌های پلیمری در دنیا مطرح بوده است. اما امروزه استفاده از الیاف طبیعی در ساخت كامپوزیت‌ها نویدبخش افق روشنی برای صنعت كامپوزیت است. این الیاف به راحتی به چرخه طبیعت برمی‌گردند و از قیمت بسیار پایین‌تری برخوردار هستند. متن زیر به معرفی مزایای كاربرد این نوع الیاف در صنایع ساختمان و خودرو می‌پردازد:

معضلات كامپوزیت‌های الیاف شیشه

كامپوزیت‌ها در حقیقت تركیبی از الیاف تقویت‌كننده با یك رزین پلیمری به شمار می‌آیند

.
یك قطعه كامپوزیتی ساخته‌شده از جنس الیاف شیشه پس از اتمام عمر خود در طبیعت باقی می‌ماند و مانند مواد آلی، نمی‌تواند توسط باكتری‌ها تجزیه شود. این مشكل حتی با سوزاندن قطعه كامپوزیتی به قوت خود باقی است؛ چراكه سوزاندن تنها قسمت پلیمری قطعه را به طبیعت برگشت می‌دهد و الیاف شیشه در حین حرارت دیدن همچنان بدون تغییر باقی می‌مانند. حتی اگر بخواهیم این الیاف را مجدداً مورد استفاده قرار دهیم، خواهیم دید كه بعد از چند بار بازیافت كردن، الیاف مقاومت مكانیكی خود را از دست می‌دهند و به صورت ضایعات بلااستفاده در خواهند آمد.
از سویی الیاف شیشه نسبت به آهن معمولی گرانتر است و همین عامل قیمت بالا باعث شده است كه در بسیاری موارد، استفاده از آهن به‌صرفه‌تر از الیاف شیشه (فایبرگلاس) باشد. علاوه بر آهن، آلومینیوم نیز به دلایل قابلیت‌های بالایی كه در فرایندهای شكل‌دهی از خود نشان می‌دهد و همچنین مقاومت در برابر خوردگی، از رقبای كامپوزیت‌ها محسوب می‌شود.
این دو معضل باعث كند شدن میزان استفاده از كامپوزیت‌ها در صنایع ساختمان و خودرو گردیده است.

كامپوزیت‌های الیاف طبیعی
برای مقابله با این دو نقیصه، فعالیت‌های گسترده‌ای جهت استفاده از الیاف طبیعی همچون كنف و چتایی در ساخت قطعات كامپوزیتی صورت گرفته است. این فعالیت‌ها طی دهه گذشته به نحو چشمگیری افزایش یافته است و از سوی كشورهای مختلف توسعه یافته و در حال توسعه همچون آمریكا، هند و غیره دنبال می‌شود.
الیاف طبیعی بسیار سبك بوده و فوق‌العاده ارزانتر از الیاف شیشه هستند. این الیاف خواص مكانیكی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهند و به سادگی در انواع فرایندهای شكل‌دهی كامپوزیت‌ها از قبیل پالتروژن یا قالب‌گیری فشاری قابل استفاده هستند. برخلاف آنچه كه از الیاف طبیعی انتظار می‌رود سرعت اشتعال كامپوزیت‌های الیاف طبیعی بسیار پایین‌تر از حد تصور است.
این الیاف از نظر مقاومت و قیمت، حد واسط پلاستیك‌ها و كامپوزیت‌های الیاف شیشه (فایبرگلاس) محسوب می‌گردند. بنابراین در ساخت قطعات تزئینی و سایر مواردی كه نیازمند مقاومت فوق‌العاده نیست (اصطلاحاً سازه‌های غیرباربر) رقبای مناسبی برای پلاستیك‌ها، فایبرگلاس و حتی چوب و آهن به شمار می‌آیند. در مقام مقایسه نیز كامپوزیت‌های الیاف طبیعی نسبت به بهترین پلاستیك‌‌ها تا سی درصد مقاوم‌تر هستند.
مجموع این عوامل باعث گردیده است كه صنایع ساختمان و خودرو به عنوان بزرگترین صنایع مصرف‌كننده كامپوزیت‌ها، استقبال مناسبی از كامپوزیت‌های الیاف طبیعی بنمایند.

صنعت خودرو
كامپوزیت‌های الیاف طبیعی مورد استفاده در خودروسازی را می‌توان به دو دسته تقسیم‌بندی نمود:
1- نخست آنهایی كه صرفاً در ساخت قطعات تزئینی به كار می‌روند و نیاز به مقاومت چندان بالایی ندارند.
2- دسته دیگر آنهایی كه كاربرد نیمه باربر دارند و لازم است تا مقاومت مكانیكی نسبتاً بالایی از خود نشان دهند

.
دسته اول بیشتر در ساخت قطعات داخل اتاق خودرو همچون رودری، طاقچه عقب و داشبورد كاربرد دارند. دسته دوم در ساخت پوشش سقف و صندوق عقب مورد استفاده قرار می‌گیرند و لازم است تا در برابر ضربه و بار اعمالی استحكام لازم را داشته باشند.
كامپوزیت‌های الیاف طبیعی مصرفی در قطعات خودروها علاوه بر داشتن حداقل خواص مكانیكی، از رفتار شكست بسیار خوبی برخوردار هستند. این كامپوزیت‌ها به صورت غیرناگهانی و تدریجی می‌شكنند و همچنین در حین تصادفات، كمتر لبه‌های تیز و برنده كه سرنشین خودرو را زخمی كند تولید می‌كنند.
این كامپوزیت‌ها به طور خلاصه نسبت به مواد متداول از خواصی مناسب زیر برخوردارند:
1) سطح نهایی بسیار صاف و نرمی دارند.
2) ظاهر آنها بسیار بهتر از پلاستیك‌های ارزان‌قیمت است.
3) ازنظر حرارتی در برابر شعله بسیار مقاوم‌تر از پلاستیك‌ها هستند.
4) جاذب اصوات بیرونی هستند.
5) به مرور زمان تغییر شكل نمی‌دهند.
6) نسبت به تغییرات جوی همچون رطوبت مقاوم هستند.
7) هزینه پایینی دارند.

صنعت ساختمان

صنعت ساختمان یكی از بزرگترین بازارهای كامپوزیت‌های الیاف طبیعی به شمار می‌آید. استفاده از كامپوزیت‌های الیاف طبیعی به عنوان جانشین‌های مناسب چوب و آهن در ساخت‌وساز به شدت در حال گسترش است. در ساخت پارتیشن‌ها، سقف‌های كاذب، حصارها نرده‌ها، كف‌ها و نمای دیوارها به خوبی می‌توان از این نوع كامپوزیت‌ها استفاده كرد. در كشورهای آسیایی ساخت كیوسك‌ها، خانه‌های پیش‌ساخته، خوابگاه‌ها، سایبان‌ها و پناهگاه‌ها به كمك این كامپوزیت‌ها مورد استقبال فراوان واقع شده است

.
این كامپوزیت‌ها در مقایسه با فایبرگلاس و آهن بسیار ارزانتر بوده و بسیار سبك‌تر است. كامپوزیت‌های الیاف طبیعی مصرف‌شده در ساختمان را با انواع فرایندهای شكل‌دهی می‌توان به سهولت تولید نمود. این الیاف به راحتی می‌توانند به صورت پروفیل‌های پالتروژنی كه در ساخت قاب‌ها به كار می‌روند شكل داده شوند. همچنین پانل‌های تولیدشده به روش تزریق رزین می‌توانند به عنوان جانشین‌های مناسبی برای فیبرهای چوبی و صفحات MDF مطرح شوند. به كمك فرایند پرس گرم نیز می‌توان تخته‌های بسیار نازك با ضخامت‌های گوناگون را تهیه نمود كه در ساخت روكش‌های تزئینی كاربرد دارد. سطوح این كامپوزیت‌ها نیز مشابه چوب بوده و به كمك یك لایه جلادهنده براقی ویژه‌ای پیدا می‌كنند.
امروزه استفاده از كامپوزیت‌های الیاف طبیعی به عنوان روكش‌های تزئینی شكیل در بسیاری از كشورها دنبال می‌شود. در جدول زیر یك مقایسه تطبیقی بین كامپوزیت الیاف شیشه و كامپوزیت‌های الیاف طبیعی متداول آورده شده است

:

الیاف نارگیل الیاف چتایی الیاف كنف الیاف شیشه
وزن مخصوص (g/cm3) 25/1 46/1 48/1 55/2
استحكام كششی(MPA) 220 800-400 900-550 2400
جذب رطوبت كامپوزیت نهایی (%) 11 17-12 12 7
قیمت (/kg $) 5/0 –25/0 35/0 8/1-6/0 3/1

مأخذ:
سایت www.TIFAC.Org.in
مجموعه مقالات هفتمین كنگره ملی مهندسی شیمی ایران

طراحی وب سایت فروشگاه اینترنتی طراحی فروشگاه اینترنتی سیستم مدیریت تعمیر و نگهداری سامانه تعمیر و نگهداری PM سامانه جمع آوری شناسنامه کامپیوتر سیستم جمع آوری شناسنامه کامپیوتر سیستم مدیریت کلان IT طراحی وب سایت آزانس املاک وب سایت مشاورین املاک طراحی پورتال سازمانی سامانه تجمیع پاساژ آنلاین پاساژ مجازی

جدیدترین مقاله ها

مکانسیم های شناختی، عامل متمایزکننده کارآفرینان از دیگران.

the successful implementation of mrpii via a hierarchical modelling approach

روشهای ارزیابی عملکرد پروژه های آبیاری و زهکشی

رشد صنعت گردشگری محصول اطلاع‌رسانی کارآمد

drought preparedness and drought management

internet governance: the state of play

internet governance and the world summit on the information society (wsis)

icann and the problem of legitimacy

typical spam characteristics how to effectively block spam and junk mail

governments and country-code top level domains: a global survey