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 مقالات

1- مقدمه

در 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 کامپوزیت

ترکیب 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- تاریخچه

قدیمی 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 الیاف

تاریخچه 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 رسانا

تکنولوژی 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 electrons

تعداد صفحه : 104

قیمت : 14700 تومان

———–

——-

پشتیبانی سایت :               info@elmyar.net

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.

--  --

پایان نامه ها

 

مطالب مشابه را هم ببینید

Related Posts

مهندسی نساجی

دانلود پایان نامه ارشد :مدلسازی ارتباط پارامترهای تنظیمی روی خواص مکانیکی و دینامیکی فرش اکریلیک

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : هنر گرایش : تکنولوژی نساجی  عنوان :  مدلسازی ارتباط پارامترهای تنظیمی روی خواص مکانیکی و دینامیکی فرش اکریلیک مطالب مشابه را هم ببینید پایان نامه کارشناسی ارشد رشته Read more…

مهندسی نساجی

دانلود پایان نامه ارشد : بررسی خواص کالای پنبه ای اصلاح سطح شده با کرونا توسط نرم کننده های نانو سیلیکونی

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : نساجی گرایش : شیمی نساجی و علوم الیاف عنوان :  بررسی خواص کالای پنبه ای اصلاح سطح شده با کرونا توسط نرم کننده های نانو سیلیکونی مطالب Read more…

مهندسی نساجی

دانلود پایان نامه ارشد: ایجاد نانوزبری بر سطوح منسوجات و بررسی اثرات حاصل از آن

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی نساجی  عنوان : ایجاد نانوزبری بر سطوح منسوجات و بررسی اثرات حاصل از آن مطالب مشابه را هم ببینید پایان نامه کارشناسی ارشد رشته نساجی : Read more…