دستگاه غلتک مذاب کلندرینگ در ساخت نانوکامپوزیت های پلیمری
محور پژوهش
ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
مهندسی مکانیک
حوزه پژوهش
تجهیزات ساخت و تولید مواد و قطعات فلزی، سرامیکی، پلیمری و كامپوزیتی
عنوان
دستگاه غلتک مذاب کلندرینگ در ساخت نانوکامپوزیت های پلیمری هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه: هدف از این طرح، طراحی و ساخت دستگاه ترکیب مذاب دو غلتک یا کلندرینگ آزمایشگاهی به منظور دستیابی به راه حلی است که به طور همزمان بتوان به خروجی و قدرت کافی در فرآیند ترکیب پلیمرها و و مشتقات کامپوزیتی آنها دست یافت و هم با استفاده از حرارت ایجاد شده توسط المنت های حرارتی داخلی درون غلتک ها گلوگاه های گرمایشی پیچیده دستگاه های صنعتی رایج را حذف نمود. از دیگر اهداف این طرح دستیابی سریع به فرمولاسیون و دانش فنی ورق های پلیمری و مشتقات آنها و دستیابی به دانش فنی ساخت سامانه های کلندرینگ آزمایشگاهی با عملکرد و قابلیت های شخصی سازی شده به منظور ارتقاء به سامانه نیمه صنعتی و قابلیت یک روش بمنظور اتصال فلز به پلیمر به دلیل مکانیزم ایجاد فشار و نیرو بین پلیمر و ورق فلزی در بین دو غلتک است. در بیشتر مباحث نمونه سازی پلیمرها و مشتقات آنها نیاز به ساخت نمونه های کوچک آزمایشگاهی بصورت ورق و یا فیلم پلیمری نظیر ساخت ماسک های تثبیت، نمونه های بسته بندی، نمونه های مورد استفاده در فرآیندهای ترموفورمینگ، کامپوزیت‌های لمینیت و ورقهای نازک پلیمری توسط روش های رایج نظیر اکستروژن تزریق، پرینت های سه بعدی، و حتی پرس گرم امکان پذیر نیست. به عنوان مثال در روش پرس گرم، حالت ترکیب شوندگی مذاب حتی در بین دو یا چند پلیمر وجود ندارد و روش اکستروژن و تزریق نیز عموماً به منظور تولید ورق بکار نمی روند. به منظور محدودیت های دستگاه ساخت نمونه های پلیمری در ساخت فیلم و یا ورق پلیمری، از دستگاه های غلتک و کلندرینگ استفاده می شود. سامانه های صنعتی فعلی توسط روغن در داخل غلتک گرم می شوند که دارای سامانه های گرمایش و گردش روغن حجیم و نشتی می تواند باشد. استفاده از دستگاه های صنعتی تولید ورق اما برای بسیاری از پژوهشگران و صنعتگران که مایل به ساخت نمونه ها با ابعاد کم هستند تا به فرمولاسیون محصول خود در کمترین زمان و هزینه دست یابند، اصولآً دارای توجیح اقتصادی و زمانی نیست. از دیگر محدودیت ها در دستگاه های کلندرینگ چند غلتک صنعتی، محدودیت در انتخاب نوع پلیمر است. گاهاً این خطوط تولید به منظور ساخت ورق های خاص بدون فرمولاسیون ترکیبی کامپوزیتی هستند. لذا، حق انتخاب و مطالعه در متغیرهای خود روش ساخت (دمای ترکیب و دمای قالب، سرعت غلتک و تغییرات در جنس پلیمر و مشتقات آن ...) اصولاً ممکن نمی باشد. کاربردها: 1-کاربرد دستگاه رولر ترکیب (غلتک ترکیب مذاب پلیمر) تهیه ورق های پلیمری باضخامت‌های مختلف است که با واردکردن مذاب پلیمری ویا گرانول بین غلتک‌ها می‌توان به فیلم‌های پلیمری و کامپوزیت‌های پایه پلیمر باضخامت‌های مختلف دست‌یافت. همچنین این روش جهت ساخت ورقهای پلیمری حافظه‌دار(SMP)، ورق های پلیمری گیاهی به عنوان مثال ساخت کاغذ پلیمری زیست تخریب پذیر، نمونه ورق مورد استفاده در صنایع بسته بندی، تهیه ماسک های پزشکی تثبیت اندام مانند ماسک شکستگی می تواند مورد استفاده قرار گیرد. 2-از جمله کاربردهای دیگر این سامانه تهیه نانوکامپوزیت ها و یا فیلم ها و یا ورق های پلیمری و یا مشتقات آن و یا آلیاژهای پلیمری کامپوزیتی (میکرو-نانو) به منظور ساخت کامپوزیت های لمینت با اتصال پلیمر/فلز و یا نانوکامپوزیت/فلز است. بستگی به کاربرد و یا استحکام برشی مورد نیاز، با ایجاد شرایط مناسب با ایجاد فشار و حرارت بین دو ورق پلیمر و فلز این امر امکان پذیر بوده که ممکن است عملیات پیش فرآیند نظیر ایجاد ناصافی سطوح یا ایجاد اصلاح سطح شیمیایی نیاز داشته باشد. ایجاد اتصال فلز و پلیمر با تحمیل نیروی فشاری بین دو غلتک و در فاصله گپ به لایه پلیمری نرم در درجه حرارت بیشتر از دمای شیشه ای و کمتر از دمای ذوب صورت می‌گیرد. 3- ایجاد نقش و بافت های میکرو و نانو بر روی ورق پلیمری توسط نقش های ایجاد شده بر روی غلتک و یا الگوهای فلزی و یا پلیمری دارای نقش و بافت و زبری مورد نیاز گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها دستگاه کلندرینگ آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده است. پروژه کارشناسی ارشد 1398- در قالب طرح حمایتی ستاد توسعه نانوفناوری تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط: دستگاه غلتک مذاب کلندرینگ در ساخت نانوکامپوزیت های پلیمری