دانلود فایل بررسی ساختمان شیمیایی سلولز

بررسی ساختمان شیمیایی سلولز

الیاف سلولز از مهمترین الیاف مورد استفاده در صنعت نساجی می باشند که همگی از گیاهان بدست می آیند الیاف سلولز طبیعی را می توان به گروههای زیر تقسیم بندی نمود

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	2851 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	180

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

1-1- مقدمه

الیاف سلولز از مهمترین الیاف مورد استفاده در صنعت نساجی می باشند که همگی از گیاهان بدست می آیند. الیاف سلولز طبیعی را می توان به گروههای زیر تقسیم بندی نمود.

الف) الیاف دانه ای: این الیاف از تخم یا دانه گیاه به دست می آیند مانند الیاف پنبه

ب) الیاف ساقه ای: این الیاف از ساقه گیاه به دست می آیند مانند الیاف کنف، کتان و چتایی.

ج) الیاف برگی: الیافی که از برگ گیاه به دست می آیند مانند الیاف سیسال و مانیلا

د) الیاف میوه ای: الیافی که از میوه گیاه به دست می آیند مانند الیاف نارگیل

الیاف پنبه:

پنبه لیفی طبیعی از نوع سلولزی، دانه ای، تک سلولی و کوتاه می باشد. دانسیته آن 52/1 است که از اینرو جزء الیاف سنگین به شمار می آید الیاف پنبه طولی ما بین
56- 10 میلیمتر و قطری در حدود 22- 11 میکرومتر دارد و رنگ آن سفید تا
قهوه ای مایل به زرد متغییر است. نمای طولی میکروسکوپی آن به صورت لوله ای تابیده و پیچ خورده است و نمای عرضی آن لوبیایی شکل می باشد. [20]

2-1- ساختمان شیمیایی سلولز

با تجزیه و تحلیل نتایج آزمایشات مختلف و شناسائی عناصر سازنده سلولز می توان آن را در دسته کربوهیدراتها قرار داد.

هیدرولیز با اسید سولفوریک 72 درصد منجر به تولید 7/90 درصد گلوکز می گردد. اگر محصول حاصل از هیدرولیز را به کمک الکل اتیلیک و اسید کلریدریک به عنوان کاتالیزور، متانولیزه نمائیم محصول حاصل 5/80% از مشتقات متیل گلوکز خواهد بود. محصول بدست آمده را با واکنش مکرر و استفاده از کاتالیزورهای دیگر می توان تا 5/95 درصد افزایش داد. نتیجه حاصل 5/95 درصد را می توان دلیل محکمی دانست که سلولز پلیمری است که از واحد های سازنده گلوکز تشکیل شده است. [16]

3-1- گلوکز

گلوکز یا پنتاهیدرواکسیدآلدئید مونوساکاریدی است که ملکول آن دارای 6 اتم کربن می باشد.

شکل 1-1- ساختمان خطی ملکولی گلوکز یا پنتاهیدراکسید آلدئید

گلوکز به دلیل دارا بودن چهار اتم کربن نا متقارن (کربن 2 و 3 و 4 و 5) در زنجیر ملکولی دارای 16 ایزومر می باشد که از این 16 ایزومر، 8 ایزومر تصویر آیینه ای 8 ایزومر دیگرند.

چون ایزومرها تصویر آیینه ای دارند ترتیب قرار گیری گروههای هیدروکسیل هیدروژن سمت چپ و راست ملکول گلوکز باعث تقسیم بندی ایزومرها به راست گرد (D) و چپ گرد (L) می شود که گلوکز سازنده سلولز از نوع راست گرد (D) می باشد. [2]

همانگونه که در شکل 1-1 نشان داده شده است پنتاهیدراکسید آلدئید دارای گروه آلدئیدی در کربن شماره 1 می باشد ولیکن کلیه آزمایشات مشخص کننده آلائیدها بر روی گلوکز به جواب منفی می انجامد که دلیل آن را می توان به واکنش گروه آلدئیدی کربن 1 با گروه هیدروکسیل 5 و تبدیل مولکول از حالت خطی به حالت حلقوی پایدار نسبت داد. [2]

شکل 2-1- تبدیل فرم خطی گلوکز به فرم حلقوی

فرم حلقوی D گلوکز حالت فضایی کشیده شده ای دارد و اتم کربن شماره 1 حلقه غیر متقارن می باشد و در نتیجه گروه های هیدروژن هیدروکسیل متصل به آن
می تواند دو حالت فضایی و را اختیار کند.

- D گلوکز مونومر سازندة نشاسته می باشد ولی - D گلوکز واحد سازنده سلولز است. این دو ایزومر از نظر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی با یکدیگر اختلاف زیادی دارند.

4-1- پلیمریزاسیون - D گلوکز

- D گلوکز با دارا بودن پنج گروه هیدروکسیل سازندة زنجیره پلیمری سلولز است. در صورت اتصال دو ملکول - D گلوکز به یکدیگر هر ملکول، یک هیدروکسیل از دست می دهد و بین آنها پیوندی اتری برقرار می شود و یک ملکول آب آزاد
می شود.

با انجام آزمایشات مختلف مشخص گردیده که در زنجیره پلیمری سلولز پیوندی ملکولی - D گلوکز از طریق کربن شماره 1 و 4می باشد و در این صورت هر ملکول، دو گروه هیدروکسیل از دست می دهد و سه هیدروکسیل دیگر برایش باقی می ماند. پیوند حاصله را که پیوندی اتری می باشد پیوند 1 و 4 - گلوکز گلوکزیدیک می نامند.

شکل 3-1- پلیمریزاسیون گلوکز و ایجاد پیوند 1 و4 - گلوکزیدیک

همانطور که در شکل 3-1 نشان داده شده است مونومرهای - D گلوکز متصل شده در زنجیر سلولز نسبت به یکدیگر وضعیت ترانس دارند، یعنی در زاویه ْ 180 نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند. به همین دلیل گروه CH­₂OH یک در میان بالا و پایین قرار می گیرد، از این جهت کوچکترین واحد تکرار شونده در سلولز را سلوبیوز می دانند. [2]

شکل 4-1- عوامل جانبی زنجیر سلولز

همانطور که در شکل 4-1 مشخص شده است، انتهای زنجیر سلولز ملکول گلوکز شماره n قرار گرفته است، این ملکول از طریق اتم شماره 4 به اتم کربن شماره 1 ملکول گلوکز قبلی (1- n) از زنجیر سلولز متصل گردیده است.

این انتها را، سمت قابل احیاء زنجیر سلولز می نامند چون ملکول گلوکز شماره n در اثر اکسیداسیون تجزیه و به ملکول کوچکتر تبدیل می شود. ملکول گلوکز (1-n) نیز دارای همین خصوصیت است و قابل تجزیه می باشد و از این سمت خطر تجزیه کامل زنجیر سلولز وجود دارد.

بر عکس مولکول گلوکز شماره 1 از طریق کربن شماره 1 به زنجیر متصل است و قادر به واکنش نمی باشد همینطور مولکول گلوکز شماره2 تا شمارة n توسط کربن شماره 1 متصل هستند و از این سمت خطر تجزیه کامل زنجیر سلولز وجود ندارد، به همین دلیل این سمت را، سمت غیر احیائی زنجیر می دانند. [4 و 2]

گروه های جانبی سلولز گروه های هیدروکسیل می باشند. یکی از عوامل هیدروکسیل نوع اول و دوتای دیگر نوع دوم هستند. کربن شمارة 6 دارای نوع اول و کربن 2 و 3 دارای عامل الکلی نوع دوم هستند. [4]

عامل الکلی نوع اول فعالیت و واکنش پذیری بیشتری نسبت به عامل الکلی نوع دوم دارد.

5-1- پیوندهای بین زنجیرهای سلولز

پیوندهای موجود در بین زنجیرهای سلولز طبیعی پیوندهای هیدروژنی می باشد که بین عاملهای هیدروکسیل یک زنجیر با زنجیر دیگر ایجاد می شود. همچنین احتمال وجود پیوندهای واندروالس نیز در بین زنجیرهای سلولز داده شده است. [4 و 2]

به غیر از این پیوندها می توان توسط مواد شیمیایی پیوندهای دیگری را جهت تغییر خصوصیات سلولزی یا الیاف سلولزی ایجاد کرد. این پیوندهای ایجاد شده از نوع کوالانسی و بسیار محکم می باشد و خصوصیات الیاف سلولزی یا سلولز را بطور دائم تغییر می دهند.

پیوند دادن بین زنجیرها را با ترکیبات زیر می توان انجام داد. [20 و 2 و 1]

الف) پیوند دادن بوسیله فرم آلدئید

2Cell-OH + CH₂O " Cell-O-CH₂-O-Cell

ب) پیوند دادن بوسیله دی متیلول اوره

0

0

2Cell-OH+HOCH₂NHCNHCH₂OH"Cell-O-CH₂HNCNHCH₂-O-Cell

ج) پیوند گوگردی:

این پیوند در اثر یکسری واکنشهای پیچیده و در طی چند مرحله روی سلولز انجام
می شود.

2Cell-SH " Cell-S-S-Cell

6-1- تخریب کننده های سلولز

سلولز با دارا بودن ساختمان شیمیایی که در صفحات قبل در مورد آن بحث شد در مقابل بسیاری از ترکیبات شیمیایی و عوامل فیزیکی قابلیت تخریب و تجزیه دارد. بعضی از این عوامل تخریب کننده عبارتند از:

1-6-1- تخریب با اسیدها

تخریب سلولز در محلول های اسیدی بستگی به PH عملیات و حرارت و زمان دارد. علت تخریب شکسته شدن پیوندهای 1 و4 - گلوکوزیدیک است که با کاهش درجه پلیمریزاسیون (DP) و افزایش سیالیت محلول همراه است. محصول حاصل از عمل تخریب سلولز با اسید را هیدروسلولز می نامند. [4 و 2]

2-6-1- تخریب با مواد اکسید کننده

مواد اکسید کننده بر روی سلولز اثر کرده و اکسی سلولز را بوجود می آورند. با در نظر گرفتن زنجیر پلیمری سلولز که از واحد های - D گلوکز تشکیل یافته و هر واحد گلوکز دارای سه گروه عامل هیدروکسیل که یکی از آن نوع اول و دوتای آن از نوع دوم هستند و با در نظر گرفتن اینکه عوامل هیدروکسیل بسیار واکنش پذیر و قابل اکسید شدن هستند انتظار می رود عوامل الکلی نوع اول به آلائید و سپس به اسید و الکلهای نوع دوم به کتون تبدیل شوند. همچنین احتمال واکنش از سمت احیائی زنجیر و تولید اسید گلوکونیک نیز می باشد. [20 و 2 و 4]

3-6-1- تخریب با قلیا

بر خلاف اینکه سلولز در محلولهای رقیق اسیدی تجزیه می شود در محلولهای قایائی رقیق پایدار است. محلولهای غلیظ و داغ قلیا باعث تجزیه سلولز می شود. تجزیه از سمت احیائی زنجیر آغاز می شود و با تبدیل واحدهای گلوکز به فرکتوز و سپس به اسید ایزوساکارنیک به پیش می رود. [2]

4-6-1- تخریب با آنزیم

آنزیم ها از نظر شیمیائی پروتئین می باشند و به منظور تسریع در انجام عملیات بیولوژیکی استفاده می شوند. آنزیم ها انواع مختلفی دارند که هر یک توانائی شکستن نوعی پیوند را دارد. آنزیمی که سلولز را مورد تخریب قرار می دهد سلولاز نام دارد و با کاهش درجه پلیمرازسیون سلولز از طریق شکستن پیوند 1 ، 4 - گلوکزیدیک باعث تجزیه سلولاز به اولی گومر، مونومر و حتی آب و دی اکسید کربن می گردد. آنزیم های سلولاز بر مشتقات سلولز و سلولزی که پیوند بین زنجیری داده شده، بی اثر می باشد. [20 و 2]

5-6-1- تخریب بوسیله نور خورشید

به دلیل وجود اشعه ماوراء بنفش در نور خورشید و طول موج های کوتاهتر از نور موئی که دارای انرژی زیادی هستند، سلولز تجزیه و تخریب می گردد.

6-6-1- تخریب بوسیله حرارت

حرارت نیز اگر از مقدار معینی تجاوز کند باعث اکسیداسیون سلولز می گردد.

7-1- پنبه

اگر چه الیاف ساقه ای در نوع خود دارای ارزشی در صنعت نساجی است. ولی اهمیت آنها هرگز به پنبه نمی رسد. از خصوصیات مهم این الیاف، استحکام زیاد در پارچه، داشتن قدرت وقابلیت انعطاف در مقابل هر گونه عملیات ریسندگی و بافندگی و تمایل به جذب رنگهای متفاوت است. همین خصوصیات باعث شده است که با وجود افزایش الیاف مصنوعی، پنبه اهمیت خودش را حفظ کند و مقدار محصول و مصرف آن همواره افزایش یابد. [4]

8-1- خصوصات گیاهی

پنبه گیاهی است علفی که ارتفاع آن به 6/0 تا 2 سانتی متر می رسد. برگهایش دارای بریدگی است و گلهای سفید، زرد و یا صورتی دارد میوه پنبه کپسولی است به اندازه یک گرد و به نام غوزه پنبه (batt) که تخمها که در واقع همان تخم پنبه
(Seed Cotton) هستند درون آن قرار دارند. الیاف پنبه به صورت توده ای متراکم در سطح تخمکها رشد می کنند. گلهایی که در روی گیاه می رویند، معمولاً هر کدام بیش از 15 تخمک دارند که درون غوزه گیاه قرار دارند. غوزه پس از رشد کامل گیاه باز می شود و تخمکها و الیاف در داخل غوزه به صورت توده کرکدار در معرض هوا قرار می گیرند. هر یک از تخمکهای گیاه در حدود 20000 تا رلیف در سطح خود دارد و بنابراین هر یک از غوزه ها تقریباً حاوی 300000 تا رلیف هستند. وقتی که غوزه گیاه باز می شود رطوبت داخل الیاف تبخیر می شود و الیاف حالت استوانه بودن خود را از دست می دهد و این عمل باعث می شود که دیوارهای سلولی آن جمع شوند و حالت فرو ریختگی بیابند. در چنین حالتی، تار پنبه یک پیچش مختصر، یا نیم تاب به خود می گیرد که آن را اصطلاحاً پیچیدگی (Convolution) می نامند. [4]

9-1- اثر شرایط محیط در رشد پنبه

خصوصیات الیاف پنبه نظیر قطر آن به نوع پنبه بستگی دارد؛ ولی باید در نظر داشت که سایر شرایط از قبیل مناسب بودن زمین و همچنین شرایط جوی نظیر رطوبت زیاد و نور و آفتاب نیز در مرغوبیت آن اثر می گذارد. در یک گیاه معمولی رشد الیاف در داخل غوزه مدت یک ماه و نیم طول می کشد. ولی همه آنها در یک موقع به رشد کامل خود نمی رسند، و ممکن است بین 8 تا 9 هفته طول بکشد. از زمانی که گیاه دارای گل می شود تا زمانی که آخرین غوزه ها شروع به باز شدن می کنند. ممکن است در حدود چهار ماه طول بکشد. به هر طریقی که رشد پنبه در داخل غوزه انجام گیرد. مقداری از الیاف رشد کامل نمی کنند و مقدار الیاف رشد نکرده به به الیاف رشد کرده در داخل غوزه نشان دهنده کیفیت و بازدهی رشد نکرده به الیاف رشد کرده در داخل غوزه نشان دهنده کیفیت و بازدهی محصول است. در الیاف معمولی ممکن است در حدود یک چهارم الیاف رشد نکرده وجود داشته باشد و گاهی اوقات الیاف رشد کرده در داخل غوزه ممکن است به نود درصد برسد. [4]

10-1- ایجاد نپ (nep)

الیاف رشد نکرده ممکن است به طرق مختلفی ایجاد مشکلات کند که اهم آن بدین قرار است:

1- معمولاً بعد از خاتمه عملیات رنگرزی، الیاف رشد نکرده نسبت به الیاف رشد کرده کم رنگتر هستند و این در اثر ضخیم نبودن دیواره ها و یا عدم تکامل ساختمان لیف (پنبه نارس) است.

2- مقاومت این گونه الیاف فوق العاده کمتر از الیاف رشد کرده است و به سهولت پاره می شوند.

3- برای عملیات ریسندگی قابل استفاده نیستند و به عنوان ضایعات، دور ریخته
می شوند.

4- دارای قابلیت انعطاف هستند و به سهولت به دور الیاف دیگر می پیچند و ایجاد نپ می کنند. اگر چنین الیافی در پارچه رنگ شده وجود داشته باشند، به علت کمرنگ بودن آن، کالای رنگ شده یکنواخت به نظر نمی آید. [4]

11-1- ساختمان لیف پنبه

مولکولهای سلولز پنبه که تحت عملیات مکانیکی و شیمیایی قبلی قرار نگرفته باشد از پلیمرهای خطی که حاوی حداقل 5000 واحد انیدروگلوکز Anhydroglucose (وزن مولکول حداقل 800000) می باشند تشکیل می گردد. معمولاً در حالت جامد بشکل صفحات مسطح می باشند و در حضور آب این صفحات بطور منظم بهم چسبیده می باشند، ولی در بعضی مواقع بعضی از آنها از این حالت مسطح (form Flat) تبعیت نمی کنند و خمشهای مولکولی (Chain folding) در بعضی از الیاف سلولزی مشاهده می گردد. مولکولهای سلولز پنبه در حالت کاملاً گسترده و بموازات محور فیبریلها قرار دارند.

مطالعات بوسیله جذب نور ماوراء قرمز (Infra red) نشان می دهد که اغلب گروههای هیدروکسیل با یکدیگر پیوند هیدروژنی بر قرار می سازند ولی بطور دقیق چگونگی حالت تشکیل این پیوندهای هیدروژنی هنوز معلوم نشده است. شکل 5-1 امکان تشکیل دو نوع پیوند هیدروژنی بین مولکولی منظم را نشان می دهد.

شکل (5-1) دو نمای متفاوت از پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی

در هر دو حالت فوق صفحات مسطح وقتی می توانند تشکیل گردند که بین گروههای هیدروکسیل و اتمهای اکسیژن در زنجیرهای مجاور پیوند هیدروژنی بیشتری برقرار گردد. پیوند بین صفحات مولکولها احتمالاً بوسیله نیروهای واندروالس حاصل
می شود.

شکل 6-1 نشان می دهد که چگونه سطوح آبدوست (Hydrophilic) واحدهای انیدروگلولز (Anhydroglucose) به نقاط استوانی (Equaterial) خود محدود شده است و سطوح مسطح بالا و پایین خاصیت غیر آبدوستی Hydrophobic دارند.

شکل (6-1) یک واحد سلوبیوز موقعیت اتمهای حلقوی را در دو سطح موازی با گروه های آبدوست و سطوح غیرآبدوست جانبی‌یا‌استوانه ای قرار دارند نشان می دهد.

اخیراً با روش سانترفیوژ تعداد 10000 واحد گلوکز که وزن مولکولی 1580000 را نشان می دهد برای سلولز پنبه ارائه شده است.

باید اضافه کرد که از پیوند مولکولهای الفا – دی – گلوکز(glucose – d - ) زنجیر خطی مستقیم که قابلیت تشکیل لیف سلولزی را داشته باشند بدست نمی آید بلکه مواد سلولزی دیگری مانند نشاسته حاصل می شود. شکل 7-1 شمای یک لیف پنبه را نشان می دهد.

شکل(7-1) شمای ساختمان لیف پنبه قبل از اولین خشک شدن لیف

دیوار اولیه (Primaey Well) از پوسته ای بضخامت 1/0 با فیبریلهای متقاطع و تحت زاویه خطی نسبت به محور لیف تشکیل شده است. موقعیکه لیف متورم
می گردد توده سلولز یعنی دیواره ثانوی، که شامل S₃, S₂, S­₁ می باشد و فیبرهای آنها زاویه 25- 20 درجه نسبت به محور لیف قرار دارند، به دیواره اولیه و مغز لیف، لومن (Lumen) فشار وارد می سازند.

دیواره ثانویه از لایه های متعددی تشکیل شده است S₃, S₂, S­₁ ... S این لایه ها را می توان با روشهای تورمی از یکدیگر جدا کرد. دیواره ثانویه متراکمتر از دیواره اولیه بوده و دسته های فیبریلهای آن در طول لیف، جهت آرایش، زاویه فیبریلهای خود را نسبت به محور لیف عوض می کنند و این تغییر جهت در آن محل موجب تاب دار شدن (Convolutions) لیف پنبه می گردد. و تعداد این تابهای طبیعی لیف و آرایش فیبریلی آن بطور کلی بستگی به نوع لیف پنبه و قابلیت تطویل آن دارد.

ضخامت فیبریلهای موجود در سلولز در حدود nm 20 می باشد. و بعضی از این فیبریلها خودشان نیز به فیبریلهای نازکتر و بضخامت nm 5 تقسیم می شوند و از تجمع این فیبریلها یک دسته فیبریل بضخامت nm 200 حاصل می شود که می توان آنها را بوسیله میکروسکوپ نوری مشاهده کرد. این تجمع با نیروی خیلی ضعیفی بهم متصل شده اند که به راحتی از هم گسسته می گردند.

بوسیله مطالعه با اشعه ایکس معلوم شده است که 60/ 58 درصد از گروههای هیدروکسیل پنبه دارای پیوندهای هیدروژنی منظم (ordered) و 40% بقیه غیر منظم (disordered) می باشند. شکل 8-1 نمای مناطق بلوری و بی شکل در لیف پنبه را نشان می دهد [7].

شکل (8-1) نمایش دیاگرامی مناطق بلوری و بی شکل

12-1- شکل سطح مقطع و شکل طولی لیف پنبه

شکل 9-1 سطح مقطع تصویر طولی لیف پنبه را در زیر میکروسکوپ نوری نشان
می دهد.

بطوریکه ملاحظه می شود مقطع تصویر طولی لیف تابهای آن (Convolution) مشاهده می شوند و سطح مقطع لیف حالت لوبیائی شکل دارد و مغز لیف یا لومن (Lumen) بصورت خط دیده می شود.

طول متوسط الیاف طبیعی پنبه حدود 14- 36 میلیمتر و قطر آن 15- 20 میکرون
می باشد مقاومت لیف حدود 3 – 6 گرم بر دنیر و تطویل آن تا حد پارگی
5- 7 درصد است.

شکل (9-1) تصویر مقطع عرضی و طولی الیاف پنبه

پنبه در شرایط استاندارد (22 درجه سانتیگراد و 76 درصد رطوبت نسبی) مقدار
8 درصد رطوبت بخود جذب می کند. [7]

13-1- مشخصات قسمتهای مختلف ساختمان تار پنبه ( مقطع عرضی )

1 -13-1- لایه (Cuticle)

این لایه خارجی ترین قشر لیف پنبه است سلولهای این قسمت به یکدیگر بسیار نزدیک هستند و به مقدار زیادی از اثرات زیان بخش عوامل خارجی و نفوذ آب به داخل لیف جلوگیری می کنند. یکی دیگر از خواص مهم این لایه ، جلوگیری از عمل اکسیداسیون در مجاورت اکسیژن هوا و اشعه ماوراء بنفش موجود در تابش شدید آفتاب است .ساختمان این لایه به درستی معلوم نیست ، اما تا آنجا که تحقیق شده است مواد شمعی (Wax) و پکتین در آن وجود دارد این واکس درواقع مخلوطی از چند واکس و چربی و انواع رزینهاست . اگرچه لایة کوتیکل در حین رشد لیف تشکیل می شود و لایه اولیه لیف رامانند قالبی در بر میگیرد ولی جزئی از آن به شمار نمی رود در حین مراحل رشد طولی لیف ، این لایه مانند قشری از چربی به نظر
می رسد و هنگامی که لایه دوم شروع به رشدو تشکیل شدن می کند، این قشر سخت می شود و حالت لعاب پیدا میکند. [4]

2-13-1- لایه اولیه (Primary wall)

در اولین مراحل رشد لایه لیف پنبه ، لایه اولیه شامل هسته و پروتوپلاسم است و این دو ماده هستند که اجزای اساسی و شالوده زندگی هر سلول زنده ای را تشکیل
می دهند اگر لایه اولیه راتقریباً «تماماً» از سلولز تشکیل شده است در یک حلال سلولز (هیدروکسید کوپرآمونیوم)‌ حل کنیم، فقط لایة کوتیکل باقی می ماند ضخامت لایه اولیه فقط 1/0 تا 2/0 میکرون است ، درحالی که ضخامت متوسط لیف در حدود 20 میکرون است مواد سلولزی که در این لایه است از اولین مراحل رشد لیف تشکیل
می شوند و مطالعات میکروسکوپی در مراحل مختلف رشد لیف نشان می دهد که این لایه حاوی لیفچه هایی است که در سطح خارجی لایة موازی با محور لیف ودر قسمتهای داخلی ، در جهت عرضی با محور لیف قرار گرفته اند. در فاصله این دو ناحیه فیبریلهای میانی ، تقریباً با زاویه 70 درجه نسبت به محور لیف قرار گرفته اند بدیهی است اگر این تمایل درجهت چپ باشد پیچش لیف در جهت چپ( s) است و اگر در جهت راست باشد شکل (Z) خواهد داشت.

این نحوه قرار گرفتن لیفچه ها سبب می شود که قدرت لیف در جهت طولی کمتر از جهت عرضی باشد و به همین دلیل است که قدرت و استحکام زیاد لیف در جهت پیرامون آن از تورم بعدی لیف به مقدار قابل توجهی می کاهد و قدرت لیف در جهت طولی ممکن است در اثر الیاف نارس باشد که استحکام کشش آنها کمتر از الیاف رسیده است . اگرچه لایه اولیه را کلاَ سلولز تشکیل می دهد ولی ناخالصیهای این لایه مواد پکتین و چربیها هستند. [4]

3-13-1- لایه دوم (Secondary wall)

این لایه که تقریباً‌90% وزن کل لیف را تشکیل میدهد در مرحله دوم رشد لیف به وجود می آید این دیواره از رسوب طبقات متوالی لایه های سلولز در داخل لیف تشکیل می شود بدون اینکه قطر لیف افزایش یابد. اگر در این مرحله از رشد مقطع عرضی، لیف را بررسی کنیم متوجه حلقه های مزبور که نمایشگر رشد روزانه و تکامل این لایه است می شویم مرحله تشکیل ابعاد و شکل حلقه ها بستگی زیادی به درجه حرارت و نور در مراحل رشد دارد .

چنانچه گیاه در شرایط ثابت قرارا گیرد یا اینکه یکی از عوامل موثر وجود نداشته باشد امکان دارد که این لایه در لیف تشکیل نشود یا حداقل ناقص باشد وجود این لایه در استحکام کشش لیف اهمیت زیادی دارد .

مطالعاتی که درمورد لایة‌دوم انجام گرفته است نشان می دهد که شبکه فیبریلها از لیفچه های بلند وبسیار نازک تشکیل شده است که احتمالاً در یک لیف متورم و یا خرد شده دیده می شود اما ابعاد این لیفچه ها بر حسب نوع نمونه لیف بسیار متغیر است ولی معدل قطر آنها بین 4 . 1- 1 . 0 میکرون تغییر می کند .[4]

4-13-1- کانال لومن (Lumen)

کانال لومن لوله ای است که در داخل لیف و در سرتاسر طول آن ، از ریشه لیف تانوک آن ، ادامه دارد. قطر فضای لومن در طول لیف متغیر است هنگامی که لیف در حال رشد کردن است و هنوز غوزه پنبه باز نشده است سطح مقطع لومن تقریباً یک سوم سطح مقطع لیف را تشکیل می دهد هنگامی که غوزه می رسد و لیف خشک
می شود این قسمت به کمتر از پنج صدم می رسد و به شکل شکاف باریکی دیده
می شود هنگامی که لیف در حال رشد است فضای لومن حاوی پروتوپلاسم است که سبب ایجاد رشد ونمو سلولها ست ولی پس از خشک شدن لیف مقداری پروتوپلاسم خشک از لیف باقی می ماند در داخل لومن مقداری مواد پروتئین ، مواد معدنی و مقداری پکمنتهای رنگی وجود دارد که سبب رنگ کرم پنبه اهلی می شود. [4]

14-1-مواد تشکیل دهنده الیاف سلولزی ( پنبه )

صرفنظر از سلولز که تقریباً 94-88% از وزن الیاف پنبه را تشکیل می دهد مواد دیگری نظیر پکتین ، واکس ،پروتئین و مواد کانی در این لیف وجود دارد که در جدول زیر مقادیر تقریبی آنها را برای دو نمونه پنبه آورده شده است :

جدول 1-1 – مواد شیمیایی تشکیل دهنده پنبه

مواد تشکیل دهنده	(‌درصد وزن خشک) در یک نمونه پنبه ناشناخته	(درصد وزن خشک )‌در یک نمونه پنبه امپایر
سلولز	93/94	30/95
پروتئین	2/1	00/1
خاکستر	(16/1)67/0	(86/0)50/0
واکس	75/0	75/0
اسید پکتیک	78/0	99/0
اسید مالئیک	48/0	19/0
اسید سیتریک	06/0	04/0
سایر اسیدهای آلی	32/0	32/0
قندها	15/0	10/0
سایر مواد	83/0	81/0
جمع	00/100	00/100

در مورد ماده تشکیل دهنده سلولز قبلاً مطالبی ذکر شده است اینک سایر مواد را مورد بحث قرار می دهیم .

1-14-1- واکس

واکس یا موم موادی است که به وسیله تقطیر سلولز با حلالهای آلی نظیر تتراکلرور کربن و یا بنزن به دست می آید وبعد از سلولز مهمترین ماده ای است که در لیف سلولزی موجود است مقدار واکس در انواع مختلف پنبه متفاوت و حدود 4/0 تا 8/0 درصد است .

تصور می شود که قسمت اعظم واکس در لایه اولیه لیف نهفته است .

واکس صرفنظر از نرمشی که به سطح لیف می دهد و سبب تسهیل عملیات ریسندگی می شود از اصطکاک بین الیاف می کاهد و نتیجتاً از قدرت کشش بین الیاف نیز کاسته می شود. آزمایشاتی که در این مورد به عمل آمده است نشان می دهد قدرت نخی که از الیاف موم گرفته(‌به وسیله حلالهای آلی ) تهیه می شود حدود 5/2% بیشتر از نخ مشابهی است که از الیاف موم نگرفته تهیه شده است.

از دیگر خواص واکس جلوگیری از نفوذ آب به لیف است کما اینکه لیف پنبه خام مدت چند روز در سطح آب شناور می ماند ولی پنبه ای که در محلول رقیق سودکستیک جوشانیده شده یا سوکسله شده توسط حلالهای آلی پس از چند دقیقه خیس و غوطه ور می شود مطالعاتی که روی ترکیب شیمیایی واکس صورت گرفته است نشان می دهد که الکلها و اسیدهای بزرگ و ترکیبات آلی دیگری در واکس وجود دارند .

2-14-1- پکتین ومواد وابسته به آن

مقدار پکتین در پنبه رسیده متغیر و حدود 6/0 تا 0/1 درصد است و مقادیر آن بستگی به شرایط و نحوه استخراج دارد در یک آزمایش توسط اگزالات آمونیوم وپکتات کلسیم رسوبی برابر 7/0 درصد به دست آمده ودر آزمایشات با روشهای دیگری تا 2/1 درصد تعیین می شوند و بیشتر مقدار پکتین در لایه اولیه لیف قرار گرفته است با مطالعاتی که توسط میرومارک انجام شده است اسید پکتیک را پلیمر خطی یا ساختمان حلقه های پیرانوز که در ناحیه کربن شماره 4.1 به هم متصل هستند معرفی کرده اند.

حدس زده می شود که پکتین مانند ماده سیمانی زنجیرهای سلولز را به یکدیگر متصل می کند ولی هنوز دلیل قاطعی برای این فرضیه چه از طریق آزمایش و چه از نظر تئوری آورده نشده است.

تمام مقدار پکتین موجود در لیف با جوشانیدن لیف در محلول یک درصد سود به مدت یک ساعت خارج می کنند در صورتی که از طریق حلالیت در آب به خودی خود خارج می شود پکتین که بدین طریق از لیف خارج می شود در محیط اسیدی
ته نشین می شود و قهوه ای رنگ و موم و مواد پروتئینی همراه آن است باید گفت که با خارج کردن پکتین از لیف حلالیت لیف در محلول کوپرآمونیوم و قدرت کشش آن تغییر قابل ملاحظه‌ای نمی کند .[4]

3-14-1- خاکستر و مواد متشکله آن

در یک نمونه پنبه 2/1 درصد خاکستر وجود داشت که از آنالیز کردن آن مقادیر زیر برای محتویات آن نتیجه شده است :

5%	Sio2	34%	K2O
4%	So3	11%	CaO
5%	P2O5	6%	Mgo
4%	C1	7%	Na2O
20%	Co2	2%	Fe2O3
مقدار بسیار کم	Zn,B,Mn,Cu	2%	Al2O3

تغییرات زیادی در مقدار خاکستر و درصد مواد موجود در آن ، در نمونه های مختلف پنبه مشاهده می شود و دلیل آن نحوه کشت و برداشت پنبه و چگونگی آزمایش است.

خاکستر پنبه به شدت قلیایی است به طوری که یک گرم آن 13 تا 16 سانتیمتر مکعب اسید کلریدریک نرمال را خنثی می کند در اثر شستشوی الیاف حدود 85% خاکستر آن بخصوص نمکهای سدیم و پتاسیم آن جدا می شود ولی عناصری نظیر کلسیم، آهن و آلومینیوم باقی می ماند. باید گفت که شستشوی الیاف پنبه باعث جدا شدن مواد تشکیل دهنده خاکستر، بخصوص نمکهای سدیم و پتاسیم آن می شود و مقاومت الکتریکی پنبه را افزایش می دهد به طوری که می تواند برای عایق بندی سیمهای الکتریکی و کابلها به جای ابریشم به کار رود. [4]

4-14-1- اسیدهای آلی

خاصیت شدید قلیایی خاکستر پنبه، دلیل بر وجود نمکهای اسیدهای آلی در پنبه است. در پنبه حدود 8/0% اسیدهای آلی دیده می شود که به استثنای اسیدپکتیک باید اسیدمالئیک و اسیدسیتریک را نام برد و هر دوی این اسیدها به صورت کریستان، با رسوب از پنبه خام جدا می شوند. مقدار این اسیدها در اثر بارندگی، یا در اثر مجاورت لیف با هوا کاهش می یابد و علت آن را می توان در تجزیه این اسیدها در اثر رشد میکرو ارگانیسم (ذرات میکروسکوپی آلی) ها روی لیف پنبه دانست. [4]

الیاف سلولزالیاف پنبهساختمان شیمیایی سلولز

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی اندازه گیری یون کروم (III) در پساب رنگی

بررسی اندازه گیری یون کروم (III) در پساب رنگی

روش­های سینتیکی اسپکترفوتومتری از جمله روش­های تجربه دستگاهی به منظور بررسی تغییرات میزان گونه­های موجود در نمونه می­باشند که ضمن دارا بودن صحت، دقت و سرعت عمل بالا دارای هزینه روش بسیار پایین است این خصوصیات کاربرد این تکنیک را در حد وسیعی برای بررسی رفتار ترکیبات رنگی و چگونگی تخریب وحذف آنها از پساب­های صنعتی میسر می­سازد نظر به اهمیت ایجاد آلو

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1303 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	75

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

چکیده :

روش­های سینتیکی- اسپکترفوتومتری از جمله روش­های تجربه دستگاهی به منظور بررسی تغییرات میزان گونه­های موجود در نمونه می­باشند که ضمن دارا بودن صحت، دقت و سرعت عمل بالا دارای هزینه روش بسیار پایین است. این خصوصیات کاربرد این تکنیک را در حد وسیعی برای بررسی رفتار ترکیبات رنگی و چگونگی تخریب وحذف آنها از پساب­های صنعتی میسر می­سازد. نظر به اهمیت ایجاد آلودگی توسط رنگ­های آلی در پساب­های صنعتی ارائه روش­های مناسب و جدید با حداقل هزینه و کارآیی بالا به منظور حذف این گونه ترکیبات مورد نظر پژوهشگران بوده و هست.

در این پروژه علاوه بر ارائه فاکتورهای مؤثر در تخریب رنگ متیلن­بلو می­توان به اندازه­گیری یون کروم که یک ماده سرطان­زاست، پرداخت. یک روش حساس و ساده برای تعیین مقادیر بسیار کم کروم به روش سینتیکی- اسپکتروفوتومتری براساس اثر بازدارندگی کروم در واکنش اکسیدشدن متیلن­بلو توسط پتاسیم نیترات در محیط اسیدی (H₂SO₄ 4 مولار) معرفی شده است. این واکنش به روش اسپکتروفوتومتری و با اندازه­گیری کاهش جذب متیلن­بلو در طول موج 664 نانومتر به روش زمان ثابت استفاده شده است.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

چکیده

فصل اول : اسپکتروفوتومتری

1-1- اساس اسپکتروفوتومتری جذبی................. 14

1-2- جذب تابش.................................. 15

1-3- تکنیک­ها و ابزار برای اندازه­گیری جذب تابش ماوراء بنفش و مرئی 15

1-4- جنبه­های کمی اندازه­گیریهای جذبی............ 16

1-5- قانون بیر- لامبرت (Beer - Lamberts Law)......... 17

1-6- اجزاء دستگاهها برای اندازه­گیری جذبی....... 21

فصل دوم : کاربرد روشهای سینتیکی در اندازه­گیری

2-1- مقدمه..................................... 23

2-2- طبقه­بندی روشهای سینتیکی................... 25

2-3- روشهای علمی مطالعه سینتیک واکنشهای شیمیایی 27

2-4- غلظت و سرعت واکنشهای شیمیایی ............. 28

2-5- تاثیر قدرت یونی........................... 28

2-6- تاثیر دما................................. 29

2-7- باز دارنده­ها.............................. 30

2-8- روشهای سینتیک............................. 30

2-8-1- روشهای دیفرانسیلی....................... 31

2-8-1-1- روش سرعت اولیه........................ 31

2-8-1-2- روش زمان ثابت ........................ 33

2-8-1-3- روش زمان متغیر........................ 34

2-8-2- روشهای انتگرالی......................... 35

2-8-2-1- روش تانژانت .......................... 36

2-8-2-2- روش زمان ثابت......................... 36

2-8-2-3- روش زمان متغیر........................ 37

2-9- صحت دقت و حساسیت روشهای سینتیکی........... 38

فصل سوم: کروم

مقدمه ......................................... 2

3-1- تعریف چرم................................. 4

3-2- لزوم پوست پیرایی ......................... 4

3-3- پوست پیرایی با نمک­های کروم (دباغی کرومی) . 5

3-4- تاریخچه پوست پیرایی با نمک­های کروم (III) .. 5

3-5- معادله واکنش با گاز گوگرد دی اکسید­........ 6

3-6- شیمی نمک­های کروم (III) .................... 6

3-7- شیمی پوست پیرایی با نمک­های کروم (III)...... 7

3-8- عامل های بازدارنده (کند کننده)............ 8

3-9- مفهوم قدرت بازی........................... 8

3-10- نقش عامل­های کندکننده در پوست پیرایی با نمک­های کروم (III) 9

3-11- عامل­های مؤثر بر پوست پیرایی کرومی........ 10

3-12- رنگ­آمیزی چرم­............................. 10

3-13- نظریه تثبیت رنگینه­ها..................... 11

3-14- صنعت چرم سازی و آلودگی محیط زیست......... 11

3-15- منبع­ها و منشأهای پساب کارخانه­های چرم سازی 12

فصل چهارم : بخش تجربی

4-1- مواد شیمیایی مورد استفاده................. 40

4-2- تهیه محلول­های مورد استفاده................ 40

4-3- دستگاه های مورد استفاده................... 41

4-4- طیف جذبی.................................. 42

4-5- نحوه انجام کار .......................... 43

4-6- بررسی پارامترها و بهینه کردن شرایط واکنش . 44

4-7- بررسی اثر غلظت سولفوریک اسید ............. 45

4-8- بررسی اثر غلظت متیلن بلو ................. 48

4-9- بررسی اثر غلظت آسکوربیک اسید ............. 51

4-10- شرایط بهینه ............................. 54

4-11- روش پیشنهادی برای اندازه گیری کروم ...... 54

فصل پنجم: بحث و نتیجه­گیری

5-1- مقدمه..................................... 55

5-2 – بهینه نمودن شرایط........................ 56

منابع ومآخذ.................................... 57

فهرست جداول

عنوان صفحه

جدول (3-1). طبقه بندی عمومی روشهای سینتیکی..... 26

جدول (4-1). مواد شیمیایی مورد استفاده.......... 40

جدول (4-2). تغییرات بر حسب غلظت های متفاوت H₂SO₄ 46

جدول (4-3). تغییرات بر حسب غلظت های متفاوت MB 48

جدول (4-4). تغییرات برحسب غلظت های متفاوت AA 52

فهرست نمودارها

عنوان صفحه

نمودار (4-1) تشخیص طول­موج ماکسیمم رنگ متیلن­بلو. 42

نمودار (4-2) اثر تخریب رنگ متیلن بلو بدون حضور کروم (III) 44

نمودار (4-3). تغییرات بر حسب غلظت های متفاوت H₂SO₄ 46

نمودار (4-4). تغییرات بر بر حسب غلظت های متفاوت MB 48

نمودار (4-5). تغییرات در برحسب غلظت های متفاوت AA 52

فهرست اشکال

عنوان صفحه

شکل (2-1) اجزاء دستگاه­ها برای اندازه­گیری جذب تابش 21

شکل (3-1) سرعت واکنش نسبت به زمان.............. 23

شکل (3-2) روش سرعت اولیه....................... 32

شکل (3-3) روش زمان ثابت........................ 34

شکل (3-4) روش زمان متغیر....................... 35

شکل (3-5) روش تانژانت.......................... 36

فصل اول

اسپکتروفوتومتری

1-1- اساس اسپکتروفوتومتری جذبی:

این روش بر اساس عبور پرتوی از اشعه الکترو مغناطیس از درون نمونه و سنجش میزان جذب آن قرار دارد. هنگامی که اشعه الکترو­مغناطیس از داخل یک محلول می­گذرد مقداری از آن بطور انتخابی جذب نمونه می­شود. به طوری که شدت نور خارج شده کمتر از شدت نوری است که به محلول تابیده شده است. این پدیده در مورد جذب تابش های مرئی به وضوح دیده می­شود.

مثلا اگر نوری سفید از میان محلول سولفات مس عبور داده شود، محلول آبی رنگ به نظر می­رسد زیرا یون­های مس محلول جزء قرمز پرتو تابیده شده را جذب کرده و مکمل آن که آبی است از خود عبور می­دهد.

اندازه­گیری جذب تابش­های مرئی – ماوراء بنفش راه مناسبی را برای تجزیه تعداد بیشماری از گونه­های آلی و معدنی فراهم می­آورد. تابش در این نواحی دارای انرژی کافی برای انتقالات الکترونی الکترونهای والانس است. اگر نمونه در حالت گازی از اتم ها و یا ملکول­های ساده تشکیل شده باشد، طیف جذبی آن معمولاً مرکب از یکسری خطوط تیز و کاملاً مشخص است که مربوط به تعداد محدود انتقالات الکترونیکی مجاز می­باشد.

طبیعت ناپیوسته فرآیند جذب، درجه بالایی از گزینش پذیری را به تجزیه­هایی می­دهد که بر پایه چنین اندازه­گیری­هایی قرار گرفته باشند، در مقابل، طیف­های جذبی یون­ها و ملکولها در محلول معمولاً شامل نوارهای پهن می­باشند که بخشی از آنها از همپوشانی انتقالات ارتعاشی و گاهی اوقات چرخشی بر روی انتقالات الکترونیکی ارتعاشی و گاهی اوقات چرخشی بر روی انتقالات الکترونیکی ناشی می­شود. در نتیجه هر جذب الکترونیکی را یکسری خطوط پهن نزدیک به هم که به نظر پیوسته می­رسند، همراهی می­کنند. بعلاوه پهن شدن خطوط در نتیجه نیروهای بین ملکولی رخ می­دهد. این نوع طیف­ها گزینش پذیری کمتری دارند.

1-2- جذب تابش:

وقتی که تابش از درون یک لایه شفاف جامد، مایع یا گاز عبور کند برخی از فرکانسها ممکن است توسط فرآیندی بنام جذب، بطور انتخابی حذف شوند. در اینجا انرژی بیشتر یا حالات تحریک شده ارتقاء می­یابند.

اتمها یا مولکولهای تحریک شده دارای عمر نسبتا کوتاهی می­باشند و تمایل دارند تا بعد از حدود 10 ثانیه به حالت­های عادی خود برگشت کنند. معمولا انرژی آزاد شده در این فرآیند در دستگاه بصورت گرما ظاهر می­شود. مع ذالک در بعضی موارد گونه­های تحرکی شده ممکن است یک تغییر شیمیایی را متحمل شوند که انرژی را جذب می­کند (یک واکنش فتوشیمیایی) و در موارد دیگر تابش در شکل فلوئورسانس یا فسفرسانس (معمولاً با طول موجهای بلند تر) دوباره نشر می­شوند.

اتمها مولکولها و یا یونها تعداد محدودی ترازهای انرژی کوانتیده گسسته دارند برای اینکه جذب تابش انجام گیرد انرژی فوتون تحریک کننده باید با تفاوت انرژی بین حالت عادی و یکی از حالتهای تحریک شده گونه جذب کننده یکی باشد.

از آنجایی که این تفاوت انرژی برای هر گونه منحصر به فرد است مطالعه فرکانسهای تابش جذب شده وسیله­ای را برای مشخص کردن مواد سازنده نمونه­ای از ماده فراهم می­آورد. برای این منظور یک منحنی از کاهش در توان نور تابنده (جذب) بصورت تابعی از طول موج یا فرکانس بطور تجربی ترسیم می­شود. منحنیهای نمونه­ای از این نوع، طیف­های جذبی نامیده می­شوند.

1-3- تکنیک­ها و ابزار برای اندازه­گیری جذب تابش ماوراء بنفش و مرئی:

اندازه­گیری جذب تابشهای ماوراء بنفش و مرئی راه مناسبی را برای تجزیه تعداد بیشماری از گونه­های آلی و معدنی فراهم می­آورد. تابش در این نواحی دارای انرژی کافی برای انتقال­های الکترونیکی الکترونهای والانس در لایه بیرونی است اگر نمونه در حالت گازی از اتمها و یا مولکولهای ساده تشکیل شده باشد طیف جذبی آن معمولاً مرکب از یک سری خطوط تیز و کاملاً مشخص است که مربوط به تعداد محدود انتقالات الکترونیکی مجاز می­باشد. طبیعت ناپیوسته فرآیند جذب، درجه بالایی از گزینش پذیری را به تجزیه­هایی می­دهد که بر پایه چنین اندازه­گیریهایی قرار گرفته باشند. در مقابل طیفهای یونها و مولکولها در محلول معمولاً حاوی نوارهای پهن می­باشند که بخشی از آنها از قرار گرفتن تغییرات انرژیهای ارتعاشی و گاهی چرخشی بر روی انتقالات الکترونی ناشی می­شود. در نتیجه هر جذب الکترونی را یک سری خطوط آنقدر بهم نزدیک که به نظر پیوسته می­رسند همراهی می­کند. بعلاوه، پهن شدن خطوط در نتیجه نیروهای بین مولکولی رخ می­دهد که این نیروها بین مولکولها یا یونهای بصورت نزدیک بسته­بندی شده در یک محیط مادی فشرده، عمل می­کنند. این نوع طیفها گزینش پذیری کمتری دارند. از طرف دیگر نوارهای پهن برای اندازه­گیری­های کمی دقیق، مناسب­ترند.

1-4- جنبه­های کمی اندازه­گیریهای جذبی:

جذب تابش الکترومغناطیسی توسط گونه M می­تواند به صورت یک فرایند برگشت ناپذیر دو مرحله­ای تلقی شود که اولین مرحله این فرآیند را می­توان بصورت زیر نمایش داد.

در اینجا M^* نشان دهنده ذره اتمی یا مولکولی در حالت تحریک شده است که از جذب فوتون ناشی می­شود. طول عمر حالت تحریک شده کوتاه است (^8-10 تا ^9-10 ثانیه) و باوجود این حالت توسط یکی از چندین فرآیند آسایشی خاتمه داده می­شود. متداولترین نوع آسایش شامل تبدیل تحریک به گرماست؛ یعنی،

گرما

آسایش می­تواند از تجزیه M^* جهت تشکیل گونه­های جدید نیز ناشی شود. چنین فرآیندی را واکنش فوتوشیمیایی می­نامند. ممکن است که آسایش منتج به نشر دوباره تابش بصورت فلوئورسانس یا فسفرسانس شود. مهم است به این نکته توجه شود که طول عمر M^* بقدری کوتاه است که غلظت آن در هر لحظه تحت شرایط عادی، قابل صرفنظر کردن خواهد بود. بعلاوه، مقداری انرژی حرارتی تولید شده معمولاً قابل اندازه­گیری نیست. بنابراین، اندازه­گیریهای جذبی این حسن را دارند که حد اقل آشفتگی را در دستگاه تحت مطالعه ایجاد می­کنند.

1-5- قانون بیر- لامبرت (Beer - Lamberts Law):

به سادگی می­توان دریافت که میزان جذب نور توسط یک گونه جاذب بستگی به تعداد یونها و یا ملکولهای جسم جاذب در مسیر عبور نور دارد و در نتیجه با افزایش غلظت ذرات جاذب، شدت جذب نیز افزایش می­یابد. از طرفی هر چه قدر طول مسیر عبور نور از درون نمونه افزایش یابد، جذب نور با شدت بیشتری انجام خواهد گرفت. سومین عاملی که میزان جذب نور به آن بستگی دارد احتمال جذب فوتون توسط ذرات جاذب فوتون­هاست به طوری که اجسام مختلف احتمال­های متفاوتی برای جذب پرتوی فوتون­ها از خود نشان می­دهند.

حقایق بالا اساس قانون حاکم بر جذب است که تحت عنوان قانون بیرلامبرت (Beer- Lamberts Law) یا به طور مختصر قانون بیر معروف است. این قانون بیان می­کند که میزان جذب نور توسط یک نمونه جاذب تابعی نمایی از غلظت نمونه و طول مسیر عبور نور از درون نمونه است. این مطلب را می­توان به طریق زیر بیان کرد:

پرتوی از تابش­های الکترو­مغناطیس را در نظر بگیرید که با شدت از درون محلولی حای N ذره جاذب عبور می­کند. میزان جذب پرتو با تعداد ذرات جاذب موجود در مسیر عبور نور متناسب خواهد بود. اگر محلول را به قسمت­های کوچک و مساوی تقسیم کنیم در این صورت تغییر در شدت نور ( )‌ بستگی به تعداد ذرات جاذب موجود در این قسمت خواهد داشت .

در اینجا شدت پرتوی که به قسمت­های بعدی وارد می­شود بخاطر جذب در قسمت­های قبلی مرتباً کاهش می­یابد. بنابراین شدت جذب در هر قسمت به تعداد ذرات جاذب موجود در آن قسمت بستگی داشته و متناسب با شدت پرتوی خواهد بود که وارد آن قسمت می­شود.

(1-1)

(1-2)
در این روابط K ضریب تناسب بوده و علامت منفی نشان­دهنده کاهش شدت نور است. اگر تقسیمات ایجاد شده در محلول بسیار کوچک فرض شوند در این صورت معادله (1- 2) را می­توان به فرم دیفرانسیل و به صورت زیر نوشت.

(1-3)

با جابجایی معادله (1-3 ) و انتگرال­گیری بین دو حد I و I₀ (شدت اولیه و نهایی پرتو نور) و بین صفر و N برای تعداد ذرات جاذب موجود در مسیر عبور نور، این معادله بصورت زیر در می­آید.

(1-4)

(1-5)
در این جا N به دو عامل غلظت جسم جاذب (C) و ضخامت محلول جاذب (B) بستگی دارد.

(1-6)

با جایگزینی معادله (1-6) در معادله (1-5) و تبدیل پایه لگاریتم به پایه اعشاری قانون بیر به صورت زیر بیان می­شود.

(1-7)

که در آن a ضریب تناسب، b مسیر عبور نور از درون محلول و c غلظت محلول نسبت به گونه جاذب است. در این جا a که به نام جذب (Absorptivity) معروف است مشخصه گونه جاذب بوده و بعلاوه به طول موج پرتو تابیده شده بستگی دارد. بعبارت دیگر، قانون بیر تنها در مورد تابش­های تک رنگ (Monochromatic) صادق است. عبارت عموما بنام شدت جذب (Absorptivity) خوانده شده و علامت A را به آن اختصاص می­دهند. در نتیجه معادله (1-7) خواهد شد:

(1-8) A=abc

در صورتی که غلظت بر حسب مول بر لیتر بیان شده باشد ضریب جذب به صورت نشان داده شده و بنام ضریب جذب مولی خوانده می­شود. ارتباط خطی بین شدت جذب و طول مسیر در غلظت ثابت از مواد جذب­کننده، یک قاعده کلی است که هیچ استثنایی در مورد آن مشاهده نشده است. از طرف دیگر وقتی که b ثابت باشد غالباً با انحراف­های دارای چنان طبیعت بنیادی می­باشند که محدودیت­های حقیقی برای این قانون ایجاد می­کنند. بعضی دیگر از انحرافات حاصل روشی است که با اندازه­گیری جذب انجام می­گیرد. یا در نتیجه تغییرات شیمیایی است که با تغییرات غلظت همراهند. دو مورد آخر گاهی به ترتیب به نامهای انحراف­های دستگاهی و انحراف­های شیمیایی شناخته می­شوند. قانون بیر در شرح رفتار جذبی محلول­های رقیق موفقیت دارد. به این معنی که یک قانون حد است. در غلظت­های بالا (معمولاً بزرگتر از M01/0 متوسط فاصله بین گونه­های جذب کننده به حدی کاهش می­یابد که هر گونه بر روی توزیع بار گونه­های همسایه خود اثر می­گذارد. این تاثیر متقابل به غلظت بستگی دارد. وقوع این پدیده باعث انحراف­هایی از رابطه خطی بین شدت جذب و غلظت می­شود.

انحرافات از قانون بیر به خاطر وابستگی به ضریب شکست محلول(n) نیز به وجود می­آید. بنابراین اگر تغییرات غلظت باعث تغییرات مهمی در ضریب شکست محلول شود، انحراف­هایی از قانون بیر مشاهده خواهد شد. یک راه برای تصحیح این اثر جانشین کردن کمیت بجای در معادله می­باشد. به طور کلی این تصحیح در مورد غلظت­های کمتر از­M 01/0حائز اهمیت نیست.

انحرافات شیمیایی از قانون بیر از اثر تجمع، تفکیک و یا واکنش گونه­های جذب­کننده با حلال، ناشی می­شود. یک مثال کلاسیک از انحرافات شیمیایی در مورد محلولهای بافری نشده پتاسیم دی­کرومات مشاهده می­شود.

در بیشتر طول موج­ها، ضرایب جذب مولی یون دی­کرومات و دو گونه یونی دیگر کاملاً متفاوتند. بنابراین، جذب هر محلول به نسبت غلظت شکل­های مونومر و دی­مر بستگی دارد. مع ذالک این نسبت با رقیق کردن محلول به طور محسوسی تغییر می­کند و سبب انحرافات بسیار مشهودی از خطی بودن ارتباط بین جذب و غلظت کل کروم می­شود. با این حال جذب مربوط به یون دی­کرومات مستقیما متناسب با غلظت مولی آن باقی می­ماند. این مسئله در مورد یون کرومات نیز صادق است. این حقیقت به آسانی می­تواند توسط اندازه­گیری­ها در محلول اسیدی قوی و یا بازی قوی، در حالی که یکی از این دو گونه اکثریت قاطعی دارد، اثبات شود. چون این انحرافات نتیجه جابجایی در تعادل­های شیمیایی هستند، لذا انحراف­های این سیستم از قانون بیر آشکارتر از مقدار واقعی خواهند بود.

در حقیقت این انحراف­ها را می­توان به آسانی از روی ثابت­های تعادل واکنش­ها و ضرایب جذب مولی یونهای دی­کرومات و کرومات پیش بینی کرد. انحراف دستگاهی از قانون بیر، زمانی مشاهده می­شود که تابش بکارگرفته شده تکرنگ نباشد. این مشاهده یکی دیگر از نمودهای خصلت حدی بودن این رابطه است استفاده از یک پرتو واقعاً تکرنگ برای اندازه­گیری­های جذبی به ندرت عملی است، در نتیجه استفاده از تابش ممکن است منجر به انحراف­هایی از قانون بیر می­شود.

1-6- اجزاء دستگاهها برای اندازه­گیری جذبی:

دستگاه­هایی که عبور یا جذب محلولها را اندازه می­­گیرند از پنج جز سازنده اصلی تشکیل شده­اند الف) یک منبع انرژی تابشی ثابت که شدت آن می­تواند تغییر کند ب) یک وسیله که اجازه بکارگیری ناحیه محدودی از طول موج­ها را می­دهد ج) ظروف شفاف برای نمونه و حلال د) یک آشکارساز تابش یا مبدل که انرژی تابشی را به یک علامت قابل سنجش که معمولا الکتریکی است تبدیل­می­کند ه) یک شناساگر علامت. در شکل (1-1 ) ترتیب معمولی این اجزاء را نشان می­دهد.

شکل (1-1) اجزاء دستگاه­ها برای اندازه­گیری جذب تابش

شناساگر علامت در بیشتر دستگاه­های اندازه­گیری­های جذبی به یک درجه­بندی خطی مجهز است که گسترده از 10 تا 100 واحد را می­پوشاند. خوانده­های مستقیم درصد عبور می­تواند به این نحو بدست آید که ابتدا شناساگر طوری تنظیم می­شود تا هنگام جلوگیری از رسیدن تابش به آشکار ساز توسط یک بستاور عدد صفر را نشان دهد. سپس در حالتی که پرتو از داخل حلال عبور می­کند و بر روی آشکارساز می­افتد شناساگر روی 100 تنظیم می شود این تنظیم به کمک تغییر دادن شدت منبع نور و یا حساسیت آشکار ساز انجام می­گیرد. وقتی که ظرف محتوی نمونه در مسیر پرتو قرار داده شود مشروط بر اینکه آشکار ساز به طور خطی به تغییرات توان پرتو عکس­العمل نشان دهد شناساگر مستقیماً درصد عبور را بدست می­دهد واضح است که یک مقیاس لگاریتمی می­توان روی شناساگر درج نمود تا اجازه خواندن مستقیم جذب را نیز بدهد.

طبیعت و پیچیدگی اجزاء مختلف دستگاه­های جذبی بسته به ناحیه طول موج مورد نظر و چگونگی استفاده از داده­ها به مقدار زیادی فرق می­کنند. مع ذالک صرفنظر از درجه ظرافت وظیفه هر جزء ثابت می­ماند.

بررسی اندازه گیری یون کروم (III) در پساب رنگیاسپکتروفوتومتریطبقه ­بندی روشهای سینتیکی

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی طبقه‌بندی ماشین‌های بافندگی

بررسی طبقه‌بندی ماشین‌های بافندگی

ماشینهای بافندگی راپیر ، انعطاف‌پذیرترین ماشینهای موجوددربازارهستند ازآنها می‌توان درتهیه انواع بسیارمتنوع پارچه استفاده کرد سرعت ماشین حدود 600 تا 700 پود دردقیقه است مرهون استفاده ازیک تکنیک ساختاری کاملاً پیشرفته است که مشخصه آن استفاده ازتنظیمات دنده‌ای باحداقل لرزش چارچوب‌های شانه ، دفتین و ورد می‌باشد

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	14 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	20

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

طبقه‌بندی ماشین‌های بافندگی

ماشینهای بافندگی رابراساس سیستم پودگذاری می‌توان به صورت زیرتقسیم‌بندی کرد :‌

الف ) ماشینهای دارای سیستم پودگذاری مکانیکی :

1. بوسیله راپیرهای سخت

2. بوسیله راپیرهای انعطاف‌پذیر

3. بوسیله قطعات پرتاب‌شونده ( Projectiles )

ب ) ماشینهای دارای سیستم پودگذاری غیرمکانیکی :

1. بوسیله جت‌های هوای فشرده

2. بوسیله جت‌های آب فشرده

علاوه براین ماشینهای بافندگی یک دهنه‌ای ( هرباریک پودگذاری انجام می‌گیرد )

ماشینهای بافندگی چنددهنه‌ای ( هربارچندین پودگذاری انجام می‌گیرد )

ماشینهای بافندگی راپیر

ماشینهای بافندگی راپیر ، انعطاف‌پذیرترین ماشینهای موجوددربازارهستند. ازآنها می‌توان درتهیه انواع بسیارمتنوع پارچه استفاده کرد . سرعت ماشین حدود 600 تا 700 پود دردقیقه است مرهون استفاده ازیک تکنیک ساختاری کاملاً پیشرفته است که مشخصه آن استفاده ازتنظیمات دنده‌ای باحداقل لرزش چارچوب‌های شانه ، دفتین و ورد می‌باشد .

سیستم پودگذاری راپیر

پودکه تحت کنترل دقیق وثابت است پس ازپودگذاری متصل به پارچه باقی می‌ماند (دربعضی ازموارد پوددرکناره‌گیر پارچه ( Temple ) گرفته می‌شود ) . درلحظه مناسب ، دنده انتخاب پودبه صورتی عمل می‌کند که سرپودبوسیله راپیرحامل ( Bearing Rapier) که بر روی یک تسمه انعطاف‌پذیریایک میله قرارگرفته می‌شود وهمزمان بوسیله قیچیهایی که دردولبه قرارگرفته‌اند بریده می‌شود . پودپس ازگرفته‌شدن بوسیله راپیربه مرکزدهانه تارانتقال می‌یابد ودرآنجا راپیرحامل با راپیرکشنده به هم می‌رسند . راپیرکشنده سرنخ پودراگرفته وآن رابه طرف مقابل می‌برد ودرآنجا آن رارها می‌کند وبه این ترتیب عملیات پودگذاری تکمیل می‌گردد .

تبادل پودبین دوراپیردروسط دهنه تاربه دوروش می‌تواند انجام گیرد :

• سیستم منفی
• سیستم مثبت

اصول کاریک ماشین بافندگی راپیر

سیستم منفی تبادل بین دوراپیر

در این سیستم راپیرحامل ، پودرامحکم بین یک نخ‌گیر که بوسیله یک فنرفشرده شده است وقسمت ثابت زیرین نگه می‌دارد . دروسط دهنه وقتی راپیرها به هم می‌رسند ، سرشیب‌دار راپیردریافت‌کننده واردکانال کشویی راپیرحامل می‌شود ودرجریان حرکت راپیرها به عقب ، نخ پودراگرفته وآن راازجای خوددرزیرنخ‌گیر راپیر حامل بیرون می‌کشد. اینکارباعث گیرکردن نخ تادرزیرنخ‌گیر راپیرکشنده می‌شود ، هرچه فنر نخ‌گیر محکمترباشد ، گیره راپیرکشنده بامقاومت بیشتری برای بیرون کشیدن نخ مواجه می‌شود . تنظیم این نیرواصولاً بستگی به نوع ونمره نخ دارد . همچنین گیرش پوددرآغازپودگذاری نیربهمین صورت بایک سیستم منفی انجام می‌گیرد یعنی بدون کمک واحدهای کنترل‌کننده نخ‌گیرراپیردرحالیکه گیرش پودبستگی به تنظیم لحظه برش نخ بوسیله قیچی‌های دولبه پارچه دارد ؛ برعکس ، آزادشدن نخ درطرف مقابل بوسیله راپیرکشنده بایک سیستم مثبت انجام می‌گیرد . این کاربابازشدن نخ‌گیر بوسیله دندانه‌ای که به قسمت عقب نخ‌گیر ( b ) فشارمی‌آورد وبه این ترتیب برمقاومت فنرهای قابل تنظیم m غلبه می‌کند ، صورت می‌گیرد . درمورد راپیرحامل نیزنخ‌گیر درانتهای مسیرحرکت خودبازمی‌شود ولی دراینجا هدف تمیزشدن نخ‌گیر بوسیله مکنده است .

تبادل منفی بین دوراپیر

سیستم تبادل مثبت بین دوراپیر

وقتی که راپیرها دروسط دهنه تاربه هم می‌رسند ، دواهرم کوچک کنترل‌شونده اززیر دهنه بالا آمده وپس ازعبوازنخهای پهنه پایینی نخ‌گیرهای راپیرها راحرکت می‌دهند . بادامکهای کنترل‌کننده که بادقت زمان‌بندی شده‌اند ، حرکت اهرمها راتنظیم می‌کنند .

تبادل مثبت بین دوراپیر

ترتیب کاربه صورت زیراست :‌

درنتیجه فشاراهرم 3 که برنیروی فنرهای بسته‌کننده غلبه می‌کند ، نخ‌گیر راپیر دریافت‌کننده 5 بازمی‌شود وبه این ترتیب می‌تواند نخ رائه شده توسط راپیرحامل رابگیرد . پانچ 3 که بوسیله بادامک 1 به حرکت در می‌آید . نخ‌گیر راپیردریافت‌کننده راآزادمی‌کند که به این ترتیب می‌تواند انتهای پودرابگیرد .دراین لحظه اهرم 4 که بوسیله بادامک 2 کنترل می‌شود باعث بازشدن راپیرحامل 6 ودرنتیجه رهاشدن پودمی‌شود . اکنون راپیرها مجدداً حرکت برگشت خودراآغازمی‌کنند . بنابراین لازم است که درهنگام تبادل بین راپیرها ، جابجایی راپیرها باسرعت بسیارپایینی انجام گیرد .البته هنگامی که تبادل بین راپیرها بطورمثبت کنترل می‌گرددگیرش اولیه و رهاکردن نهایی نخ درخارج دهانه تارنیزباسیستم مثبت انجام می‌گیرد .

مزیت سیستم مثبت این است که دامنه کاربرد نخ بانمره‌های گوناگون وسیعتراست ولی ازطرف دیگرازنظرسرعت‌کار ، عملکرد پایین‌تری دارد وساختان آن پیچیده‌تر است.

حامل راپیر ( Rapier Support )‌

تولیدکنندگان ماشینهای راپیرمجبورندبین حاملهای میله‌ای ( سخت ) وحاملهای تسمه‌ای (نرم) یکی را انتخاب کنند . مزیت حاملهای میله‌ای این است که حامل وراپیربدون هیچ تماسی بانخهای تار درطول دهانه حرکت می‌کنند که بخصوص وقتی نخهای ظریف‌فرآوری می‌شوند حائزاهمیت است .

میله‌ها حاملهای سختی هستند که درانتهای آنها دندانه‌هایی وجوددارد که بایک چرخ‌دنده کنـتـرل‌کننـده درگیـــر می‌شوند . این میله‌ها باید به قدرکافی سخت ومحم باشند که ثبات ودقت راپیرهارادرشرایط کاری سخت ( حرکت متناوب ) ودرحالی که هیچ تکیه‌گاه وقسمت هدایت‌کننده‌ای درداخل دهانه بازوجودندارد ، تضمین کنند .

مزیت حاملهای میله‌ای درمقایسه باحاملهای تسمه‌ای این است که درآنها هیچ تماس وتداخلی بانخاهای تاردرجریان پودگذاری وجودندارد . بااین‌حال حاملهای میله‌ای به علت سخت‌بوند نیازبه فضای بیشتری دارند ،‌ زیرادردوطرف ماشین بافندگی باید محفظه‌هایی برای میله‌ها که انعطاف‌ناپذیرند وجودداشته باشد ، همچنین به علت افزایش سرعت‌کار وارتفاع ، مشکلاتی ازلحاظ پایداری ماشین بروز می‌کند . حاملهای تسمه‌ای ، حاملهای انعطاف‌پذیری هستندکه ازمواد کامپوزیت ساخته می‌شوند ودروسط آنهایک‌سری سوراخهای مستطیل‌ شکل وجود داردکه آنها رامانند زنجیردر یک چرخ‌دنده محرک گیرمی‌کند .

ازآنجاکه تسمه‌های انعطاف‌پذیرهستند ، ازماشین بیرون نمی‌زنند بلکه بصورت 180 درجه خم شده ووارد یک محفظه زیرین می‌شوند وبه این ترتیب فضای مورد نیازماشین راافزایش نمی‌دهند . سیستم تسمه انعطاف‌پذیرراه حلی است که اکثرسازندگان ماشینهای بافندگی وبخصوص سازندگان ایتالیایی آن راترجیح می‌دهند. درحال حاضردورویکرد وجوددارد . بعضی ازماشین‌سازان برروی دفتین شانه ،‌ پایه‌های مخصوصی تعبیه می‌کنند که تسمه‌ها برروی آنها می‌لغزند ؛ این امرازحرکت نامنظم تسمه‌ها جلوگیری کرده وبدین ترتیب حرکت دقیق وثابت راپیرها رادرهرسرعت وارتفاعی تضمین می‌کند . شکل این پایه‌ها به هرگونه‌ای طراحی شده‌اند که مزاحمت آنها برای نخهای تاربه حداقل برسد ولی این موضوع رانمی‌توان درتمام شرایط تضمین کرد . همچنین راهنماهای ( Guide Pins ) کوچکی باشکل مخصوص انتخاب شده‌اند ؛ این راهنماها علاوه برهدایت تسمه‌ها ، آنها رابه همراه راپیرها بالانگه داشته تاازکشیده شدن آنها برروی نخهای لایه پایینی دهانه تاردرهنگام پودگذاری جلوگیری گردد . بعضی ازسازندگان ماشین‌آلات به راه‌حلهای فنی دیگرعلاقه نشان داده‌اند . آنها ازتسمه‌های پهن‌تر استفاده می‌کنند که دربرابررانشهای جانبی مقاومت مناسبی ازخودنشان می‌دهند وبدین ترتیب ثبات ودقت جابجایی راپیرها راتضمین می‌کنند وبنابراین دیگرنیازی به وجودراهنماهای تسمه درهنه نیست که درنتیجه آن ،‌ اصطلاک باچله به حداقل می‌رسد . علاوه براین قسمت داخلی تسمه‌ها دارای شیاری است که سختی آنها راافزایش می‌دهد بطوریکه راهنمای جانبی تسمه درخارج دهانه تاردربرابرگشتاورخمشی بوجودآمده درمرحله شتاب‌گیری ، مقابله می‌کند . بااینحال تسمه‌ها وراپیرها برروی نخ‌های لایه پایینی تارکشیده می‌شوند ودرشرایط خاص اشکالاتی بوجود می‌آورند .

چرخ‌دنده‌های محرک تسمه‌ها یامیله راپیرها

برای تبدیل یک حرکت چرخشی یکنواخت به یک حرکت رفت وبرگشت ، ازنمام انواع دنده‌ها استفاده می‌شود . ازاین میان سیستم حرکت بادامکی بیش ازهمه مورد استفاده قرارمی‌گیرد . زیرادراین سیستم امکان مطالعه درمقطع عرضی بادامک برای بدست‌‌ آوردن یک حرکت شتابداردرراپیرها که نخ رابه ظریف‌ترین وجه ممکن کنترل کند وجوددارد . این موضوع به خصوص درلحظات حساس گرفتن نخ درآغازچرخه ، درهنگام تبادل نخ بین راپیرهادروسط دهنه تارودرهنگام آزادشدن پوددرلحظه خروج آن ازدهنه تاردرطرف دیگر،‌ حائزاهمیت است . درتمام این موارد بافنده سعی می‌کند که باپایین‌ترین سرعت کارکند .

سیستم پودگذاری راپیراصول کاریک ماشین بافندگی راپیرسیستم تبادل مثبت بین دوراپیر

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچه

بررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچه

میکرومکانیکهای پارچه را بر اساس روش واحد کوچک مرسوم بررسی خواهیم کرد بصورتیکه یک پارچه را به عنوان یک شبکه‌ای از واحدهای کوچک مشخص و تکرار شونده در نظر گرفته شده و به شکل موجهای تجعد در ساختار پارچه های تاری و پودی و حلقه های سه بعدی در ساختار پارچه های حلقوی قرار گرفته اند

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1159 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	31

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

بررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچه

1- مقدمه :

میکرومکانیکهای پارچه را بر اساس روش واحد کوچک مرسوم بررسی خواهیم کرد. بصورتیکه یک پارچه را به عنوان یک شبکه‌ای از واحدهای کوچک مشخص و تکرار شونده در نظر گرفته شده و به شکل موجهای تجعد در ساختار پارچه های تاری و پودی و حلقه های سه بعدی در ساختار پارچه های حلقوی قرار گرفته اند.

پارچه ها یک نوع مواد پیچیده‌ای هستند که حتی بطور تقریبی از حالتهای ایده آل ونرمال فرض شده در آنالیز ساختاری مهندسی و مکانیک نیز پیروی نمی کنند . همچنین مطالعات هندسه پارچه ، نقش اساسی در توسعه فرآیند کنترل کیفیت طراحی، و تقویت پایداری ابعادی و خصوصیات پارچه در طول مدت تولید و کاربرد را ایفا می کند .

در مورد پارچه های تاری پودی ، روشهای آنالیز نیرو بطور گسترده‌ای برای مطالعه و تفسیر خواص مکانیکی پارچه مثل کشش ، خمش و برش مورد استفاده قرار گرفته است .اگر چه در مورد پارچه های حلقوی بدلیل طبعیت سه بعدی حلقه های متقاطع ، آنالیز روش نیرو بسیار پیچیده است . در هر دو روشهای آنالیز هندسی و نیرو برای پارچه های تاری /پودی و حلقوی ،؛ تعدادی از فرضیات اولیه در ارتباط با طبیعت تماسهای نخ و شکل سطح مقطع نخ در هر واحد کوچک از پارچه لازم می باشد .

این فرضیات معمولاً خطاهای زیادی در مورد هر نوع آنالیز مکانیکی پارچه یا خواص رئولوژی آن را به همراه دارد .

در این بحث ، نشان داده می شود که روشهای آنالیز مینیمم کردن انرژی بر بسیاری از مشکلات قبلی روشهای آنالیز گذشته، برتری خواهد داشت تکنیکهای مینیمم انرژی به طورکلی قوی هستند وقتی که برای مطالعه ساختارها و مشخصات تغییر فرم الاستیک پارچه ( بعد از استراحت ) بکار می روند . همچنین اجازه می دهد که مقایسه های مستقیم در حالتهایی که پارامترهای نرمال شده بی بعد بین ساختمانهای مختلف پارچه تاری و پودی و حلقوی ، را بوجود آورد . آنالیز انرژی بر اساس اصل اساسی که ساختارهای الاستیک همیشه ، شکلی از مینیمم انرژی ازدیاد طول بدون توجه به تغییر فرم ایجاد شده، در نظرگرفته می شود .نتیجه مینیمم انرژی کرنشی کل نخ در پارچه (شامل خمش ، پیچش ، فشار جانبی و ازدیاد طول -طولی نخ ) بعنوان یک مسئله کنترل بهینه عمل نمود . و شامل قیود ( محدودیتها ) مشخص ه در پارچه می‌باشد.

2- روشهای آنالیز انرژی

کاملاً مشخص است که شرایط نیرو و تعادل گشتاوری در ساختارهای استاتیکی از نظر ریاضی با شرایط مینیمم انرژی معادل است (37-35) بدلیل اینکه انرژی یک کمیت عددی است بنابراین قسمتهای خاصی از انرژی کل می تواند بصورت عددی اضافه گردد اما نیروها و تنشها باید بصورت برداری جمع شوند .

تریلور و ریدینگ[38] نشان دادند ، آنالیز مکانیک نخ می تواند به سادگی و قوی بوسیله روش انرژی انجام گیرد . هرل و نیوتن [39] نیز نشان دادند که آنالیز انرژی به کار رفته در پارچه های بی بافت ، نتیجه کلی ساده تر از روش نیرو مرتبط با آن را به دست خواهد آورد . همچنین تایبی و بیکر[40] ، از اصول انرژی برای پیدا کردن تاب مورد نیاز نخ چند لا برای تولید کردن نخهای بدون تاب زندگی استفاده کردند . و بالاخره تئوری کاستیگیلیانو[41] بطور گسترده در مسائل مهندسی برای پیدا کردن حل، ساختارهای نامعین بکار رفته است .این تئوری توسط گروسبرگ[13] در پارچه های تاری و پودی استفاده شده است .

این روشهای انرژی بصورت ساده و کلی نمی تواند برای پارچه ها بکار روند بدلیل اینکه همیشه یکسری فرضیات اولیه در مورد هندسه مسئله وجود دارد . تریلور و ریدینگ ، هندسه مارپیچ ثابت را برای نخها فرض نمودند، در نتیجه روش آنها هیچ اطلاعاتی درباره نیروهای عرضی عمل شده در داخل نخ را بدست نمی آورد . هرل و نیوتن فرضیاتی درباره هندسه توده الیاف بی بافت در نظر گرفتند ، که باز هم اطلاعاتی در رابطه با نیروهای داخلی در سیستم بدست نیامد. در تئوری کاستیگیلیانو، فرضیة هندسه ثابت بکار رفت که فقط قانون تنش – کرنش خطی می تواند استنباط گردد[41].بنابراین گروسبرگ[13] فقط مدول ازدیاد طول اولیه برای پارچه تاری و پودی را بیان نموده است .

روش های انرژی بطور گسترده در مسائل مکانیک پیچیده استفاده شده بطوریکه بجای حالت هندسی ، روابط جبری بدست آمده از اصول انرژی جایگزین شده است . اگر مسئله بخوبی و بطور صحیح فرمول سازی شده باشد حداقل اطلاعات بیشتری با استفاده از روش انرژی نسبت به روشهای نیرو می تواند بدست آید . سادگی بیشتر روش انرژی بطور طبیعی آنرا به یک روش جذاب تبدیل نموده و همچنین تعداد فرضیات و تقریبهای غیر ضروری را نیز اغلب حذف نموده است . بطور مثال با استفاده از تئوری کنترل بهینه ، فرضیات قبلی ساخته شده در مورد طبیعت منطقه تقاطع نخ در پارچه حلقوی ساده ، لازم نمی باشد .

دلایل مناسب دیگری ،برای استفاده از روشهای انرژی در مسائل مکانیکی پارچه نیز وجود دارد . اغلب این روش بر اساس روشهای مستقیم در محاسبة متغیرها و تکنیک عددی مشخص را پیشنهاد می‌دهد .

3- فرمول سازی ریاضی معادلات انرژی

1-3- مسئله اصلی

برای ساختار تغییر شکل یافته این فرضیه ، مینیمم انرژی نشاندهندة این است که نیروهای داخلی و خارجی و کوپلها در تعادل مکانیکی هستند .در آنالیز نیرو ، لازم است که یک واحد کوچک ساختاری به قسمتهایی تقسیم بندی شود بطوریکه در انتهای آنها ، نیروها و کوپلها عمل می کنند . طور هر قسمت باید متفاوت باشد بخاطر اینکه نقطه عمل کننده . نیروهای داخلی ثابت نیست .بنابراین در ساختار حلقوی ساده ، باید فرضیاتی ، در مورد نیروهای نقطه‌ای و کوپلهای عمل شده در ساختار و همچنین درباره طبیعت مناطق تماسی بین نخها ، ساخته شود . علاوه بر این ،یک فرمول متفاوت از مسئله برای هر ساختار پارچه و برای هر نوع تغییر شکل با استفاده از آنالیز نیرو، لازم می باشد .

حتی برای سادگی بیشتر ، فشار نخ و فشردگی پارچه (Jamming) در آنالیز نهایی بحساب نمی آیند .

آنالیز انرژی کلی مکانیک پارچه پیشنهاد شده ، از ساختار پارچه مستقل می باشد تعدادی از فرضیات محدود کننده آنالیزهای قبلی نیز حذف شده است همچنین فشرده شدن پارچه در نظر گرفته می شود .

این تئوری ارائه شده ، در حالت کلی و با بیان اهمیت فیزیکی حالتهای معرفی شده از تئوری کنترل بهینه در ساختارهای اساسی مکانیک پارچه شرح داده شده است .

نقطه شروع روش انرژی ، آنالیز ساختار الاستیک شامل مشخص کردن وفرمول سازی هر قسمت از انرژی در ساختار است این انرژی نیاز به تعریف دقیق دارد و می تواند بصورت پارامترهای ذیل ارائه گردد .

1)‌انرژی پتانسیل کل

2)‌ انرژی مکمل

3) انرژی کرنشی

این تقسیم بندی به طبیعت نیروها و کوپلهای مرزی بکار رفته ، بستگی دارد .در روش ارائه شده ، انرژی کرنشی کل ( شامل مجموع خمش ، پیچش – فشار جانبی و انرژیهای کرنشی ازدیاد طول طولی می باشد ) فرمول سازی شده است و این انرژی کرنشی کل ، مینیمم سازی شده است .

شرایط لازم تعادل نیرو و گشتاور با شرایط مناسب انرژی مینیمم ، پایدار خواهد شد بشرط آنکه مسئله به طور صحیح فرمول سازی شده باشد .

2-3-فرضیات

با توجه به اینکه انرژی یک کمیت عددی است بنابراین انرژی کل E هر واحد کوچک ، بصورت مجموع انرژی حالتهای هر موج یا حلقه تکرار شونده ، بیان می گردد .

(1-9)

به ترتیب حالتهای انرژی در واحد طول نخ برای خمش ، پیچش ، فشار جانبی و کشش طولی هستند و L_i هم طول i امین حلقه در تکرار و n هم تعداد حلقه های تشکیل شده در واحد کوچک پارچه می باشد .

فرضیات ذیل برای آنالیز کلی در نظر گرفته می شود .

1)‌الف : نخها در خمش ، دارای الاستیک خطی هستند در نتیجه انرژی خمشی در واحد طول نخ بصورت تعریف می گردد بطوریکه B سختی خمش نخ و K انحنای کلی نخ می باشد .

ب : نخ دارای سختی یکسان ، در تمام جهات خمشی است .

2) انرژی پیچشی نخ در واحد طول بصورت تعریف می گردد بطوریکه G‌ سختی پیچشی نخ و تاب در واحد طول نخ است .

برای سادگی ، انرژی فشار جانبی نخ در واحد طول در ابتدا بصورت E_C=Cg(r) فرض می شود که ‍C سختی فشاری و r فاصله از یک نقطه روی نخ مرجع با محل دیگر است اگرچه هنوز تعریف نشده است اما نقطه‌ در محل تماس نخ می باشد . تابع اصلی تماس نخ g‌ بصورت نیمه تجربی مشخص می شود . بعداً در آنالیز انرژی فشاری E_c ، بصورت کاملتر تعریف خواهد شد .

در ابتدا، انرژی ذخیره شده حاصل از ازدیاد طول کششی نخ در پارچه چشم پوشی می‌گردد. این فرضیه به استراحت دادن برای یک ساختار پارچه تاری و پودی نیاز خواهد داشت اگرچه برای پارچه های حلقوی با تغییر شکل کم و متوسط بوسیله تغییرات در انحنای نخ و فشار نسبت به ازدیاد طول کششی ، مشخص می گردد . بنابراین در ابتدا بغیر از تغییر شکلهای زیاد پارچه،طول نخ ثابت فرض می شود و بنابراین E_t نیز ناچیز خواهد بود .

3-3- آنالیز ریاضی

انرژی کرنشی

منحنی نشان داده شده بوسیله محور نخ در سه جهت خم شده با Z=Z(S) ارائه می‌گردد بطوریکه مختصات سه بعدی هر نقطه روی محور نخ هستند و S پارامتر متغیر طول کمان است انحنای محور نخ با بردار اندازه K نشان داده می‌شود .(‌نسبت به S بدست آمده است )

(2-9)

انرژی خمشی نخ ( در واحد طول ) در هر نقطه بصورت ذیل خواهد بود.

برای شفافیت در ابتدا یک شکل حلقه بافت حلقوی ساده در واحد کوچک پارچه در نظر گرفته می شود بطوریکه در معادله (1-9)n=1 است و یک بافت حلقوی تاری یکطرفه 1×1 ریب است .

با توجه به فرضیات ارائه شده و با تقسیم بر B معادله (1-9) بصورت ذیل تبدیل خواهد شد .

(3-9)

L مدول یا منحنی الخط طول ترکیبی در محل تقاطع نخ تکی و است این حالت مدول طول نخ در ساختار پارچه ، نشاندهنده حالت کلی باقیمانده روی همة ساختارهای پارچه معرفی شده است . شکل Z=Z(S) قابل محاسبه است بطوریکه تابع انرژی U را با توجه به دو قید ( محدودیت ) ذیل مینیمم کند .

(4-9)

تعریف پارامتر طول کمان است و

(5-9)

که یک نقطه روی همسایگی نخ با که در حال حاضر تعریف نشده است این محدودیت در معادله (4-9) به این معنی است که به .بستگی دارد و به منظور پیدا کردن سه متغیر که مستقل هستند معادلات زیرتعریف شده اند .

(6-9)

اگر جهتهای 3.2.1 مطابق شکل 9-9 باشند بنابراین طبق معادله 6-9، سیستم مختصات کروی تنظیم شده است بطوریکه Z₄ زاویه‌ای است که المان طول نخ ( d_z) با محور 1 می سازد و Z₅ زاویه‌ای است که تصویر d_z روی صفحه 3-2 با محور 2 می‌سازد.

متغیرهای m₂,m₁ نرخهای تغییرات در طول محور نخ را نشان می دهند پارامتر m₁ چرخش در صفحه‌ای که شامل جزء d_z و محور 1 است را تعریف می کند . و بنابراین یک بردار نرمال در این صفحه است بطور مشابه m₂ چرخش در صفحه 3-2 و بنابراین یک بردار در جهت 1 می باشد و m₂ دو جزء دارد (هر دو در صفحه 1-d_z) بطوریکه نرمال روی موازی با d_z است جزء آخر نشان دهنده تاب نخ به خاطر خمش در سه جهت می باشد. اگر علاوه بر خمش ، نخ ممکن است در هر نقطه از محور خودش تابیده یا تاب آن باز شود بنابراین زاویه تاب Z₆تعریف می شود و نرخ تاب هم m₃ است نرخ تاب m₃ به تاب هندسی اضافه می‌گردد .

سه وجهی تشکیل شده بوسیله می چرخد و همزمان در طول محور نخ حرکت می کند. این سه وجهی مساوی با تانژانت ، نرمال و دونرمال در منحنی نیست . و همچنین ،« انحناء» همانطور که تعریف شده توسط عمل شده در همان جهت برابر با نرمال ، نیست این اندازة معادل و هم ارز است و میتواند به صورت ذیل محاسبه گردد (‌همچنین از نظر جبری ثابت شده است ).

(7-9)

(8-9)

بنابراین معادله (3-9) بصورت ذیل تغییر می کند .

(9-9)

حل با تئوری کنترل بهینه

بردار اندازه m‌ به عنوان بردار کنترل مستقل در نظر گرفته می شود [43].

که مقدار آن باید درهر نقطه از طول حلقه بدست آید برای اینکهU مینیمم شود با قرار دادن قیود در معادله 6-9 بطوریکه برای مینیمم

در هر مکانی در طول حلقه خواهد بود این مسئله میتواند با معادل و با استفاده از تئوری کنترل بهینه ، برگردان شود [49-44-42].

اگر بصورت معمول حرکت کنیم [43]،ضرایب لاگرانژ معرفی می شوند . و برای هر جزء معادلات (6-9) و همیلتن H(‌که واحد های انرژی BL را دارد ) بصورت زیر تعریف شده است .

(11-9)

(12-9)

بطوریکه E در معادله (1-9) تعریف شده است .

مینیمم کردن تابع انرژی جدید U_a بدون قید ( محدودیت ) از نظر ریاضی معادل مینیمم کردن U با قیود در معادله 6-9 است بطوریکه :

(13-9)

یک مجموعه از شرایط ضروری برای مینیمم کردن معادله (13-9) بوسیله معادلات متعارف ( معیار ) همیلتن ارائه می گردد.

(14-9)

(15-9)

معادله های (14-9) بیان مجدد معادلات ( 6-9) هستند و اثر قیود بین متغیرها هستند .معادله های (15-9) بعنوان معادلات کمکی شناخته شده واز معادله (12-9) محاسبه می شوند .

(16-9)

بطوریکه مشتق گیری با توجه به r و با توجه به طول قوس S مشخص می گردد.

تنظیم شرایط لازم برای مینیمم مشابه معادله (10-9) است

(17-9)

این شرایط روابط ذیل را بدست می آورد .

(18-9)

برای نشان دادن اینکه این معادلات مینیمم را نسبت به ماکزیمم نشان می دهد با مشتق گیری ازمعادله (17-9) و نشان دادن اینکه [48]

(19-9)

برای همه نقاط روی منحنی Z برقرار است بدلیل اینکه H ، S را بطور واضح شامل نمی شود ثابت می‌شود که مقدار ثابت H= در طول حلقه است [49]).

از نتیجه گیری معادله های (16-9)، کاربرد ساخته شده است .

این قطعاً در حالت درست است .اگر روی همسایگی نخ با شکل مختلف قرار داشته باشد بنابراین مستقل هستند اگر از Z بوسیله انتقال ، چرخش یا انعکاس ( ترکیب اینها ) نتیجه گیری شود و بردار فاصله از نقطه S‌روی منحنی Z با در هر دلخواه تلاقی کند بنابراین درباره مستقل از Z(S) و خواهد شد .

روشهای آنالیز انرژیبررسی روش انرژی و کاربرد آن در خواص کششی پارچهفرمول سازی ریاضی معادلات انرژی

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی ساختمان ماشینهای وینچ

بررسی ساختمان ماشینهای وینچ

این ماشین جهت رنگرزی برخی از پارچه هایی که به آسانی تغییر شکل می دهند مانند پشمی و تریکو استفاده می شود همچنین جهت رنگرزی پارچه هایی که در مقابل چروک حساس بوده و نبایستی در خلال فرآیند رنگرزی تحت کشیدگی قرار گیرند از ماشین رنگرزی وینچ استفاده می شود عملیات رنگرزی در این این دستگاه به فرم طنابی صورت می گیرد به این ترتیب که پارچه تغذیه شده به دستگا

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	22 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	25

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

مقدمه

وینچ:

این ماشین جهت رنگرزی برخی از پارچه هایی که به آسانی تغییر شکل می دهند مانند پشمی و تریکو استفاده می شود. همچنین جهت رنگرزی پارچه هایی که در مقابل چروک حساس بوده و نبایستی در خلال فرآیند رنگرزی تحت کشیدگی قرار گیرند از ماشین رنگرزی وینچ استفاده می شود. عملیات رنگرزی در این این دستگاه به فرم طنابی صورت می گیرد به این ترتیب که پارچه تغذیه شده به دستگاه دو سر آن بهم دوخته شده و بشکل طناب درازای در آمده و پی در پی از میان محلول رنگ عبور و از روی درام شیار دار یا و پنچ می گذرد. هنگامی که پارچه وینچ را ترک
می کند در درون محلول در پشت دستگاه برای مدت زمان کوتاه به صورت تا خورده انباشته می شود تا از قسمت زیر به سمت جلو در اثر حرکت غلتک وینچ کشده شود. این انباشتگی برای پارچه های پشمی و پنبه ای اهمیتی ندارد ولی در مورد
فراورده های ترموپلاستیک مانند دی استات وتری استات باعث چروک می گردد. چنین مشکلی را با بکار بردن غلتک وینچ بیضی شکل بجای یک غلتک وینچ دایره ای و بلندتر کردن ارتفاع محل استقرار غلتک وینچ و کم عمق نمودن مخزن رنگرزی بهبود می بخشد. غلتک وینچ بیضی شکل این مکان را فراهم می کند که در ضمن اینکه پارچه بدون محلول رنگرزی می اُفتد به صورت کاملاً یکنواخت و لایه لایه در ته دستگاه قرار گیرد. کمپانی (Leemetals ltd) برای مقابله با هر دو نوع وینچ را تولید کرده که می توان بدون تغییر دادن محیط فوق الذکر آن را از حالت دایروی به به فرم بیضوی تبدیل نمود که نهایتاً سرعت پارچه تغییر نمی کند.

معمولاً چندین طاقه، شش یا هفت، پارچه ضمن دوخته شدن کنار به کنار بر روی این وینچ قرار گرفته و بطور هم زمان رنگ می شود.

اینجا چین و شکن بر روی اینگونه پارچه ها بویژه اگر از الیاف ترموپلاستیک تولید شده باشند. مثلاً استات سلولز و نایلون امری محتمل می باشد این نقیصه را همانگونه که قبلاً اشاره شده در کنار استفاده از غلطک وینچ بیضی شکل می توان با بست کردن قبلی پارچه قبل از رنگرزی توسط بخار و به صورت صاف شده رفع کرد. در صورت انجام چنین کاری ایجاد چین و شکن در حین عملیات رنگرزی پس از بیرون آورده شدن پارچه رنگ شده از وینچ برطرف می گردد. اصول اساسی همه ماشینهای وینچ حرکت تعدادی طنابهای وسیع پارچه با طول های یکسان از درون محلول رنگ و بدنبال ان حرکت بر روی او غلطک مستقر در بالای حمام رنگرزی می باشد در جلوی ماشین وینچ و در حدود 35 سانتی متر بالاتر از سطح محلول درون دستگاه غلتکی با قطر 15 سانتی متر بنام jockey قرار دارد. و در قسمت عقب ماشین وینچ
(Winch reel) قرار گرفته که وظیفه به حرکت در آوردن طنابهای پارچه را به عهده دارد. در ماشینهای وینچ قدیمی در ساخت بعضی از قسمت های ماشین از چوب استفاده می شده اما امروزه جهت ساخت این ماشین از فولاد ضد رنگ که از طریق جوشکاری به هم متصل شده اند استفاده می شود. گوشه ها و جوشهای درونی ناصاف و هر گونه نا همواری که ممکن است به پارچه صدمه بزند می بایست پرداخت و صاف گردند. از جمله فولادهای ضد زنگ با کیفیت عالی که در ساخت این دستگاه می تواند مورد استفاده قرار گیرد، نوع AISI Type 316 یا معادل آن می باشد.

شکل و ابعاد مجاری و قرقره های ماشین وینچ از اهمیت زیادی برخوردار بوده و به نوع پارچه ای که تحت عملیات رنگرزی قرار می گیرد بستگی دارد.

ساختمان اغلب ماشینهای وینچ دارای ابعادی چون:

- 5/2 متر از جلو تا پشت دستگاه.

- طول جلوی دستگاه از 50 سانتی متر برای یک طناب پارچه تا حدود 5/4 متر برای حدوداً 40 طناب پارچه (از پارچه های سبک) می باشد.

جهت انجام عملیات در ماشین وینچ بر روی کالاهای پشمی و پنبه ای سفت، دستگاه بر اساس شکل 2-1-5 طراحی می گردد. این عمق قادر است طول زیادی از پارچه را در خود جای دهد و شیبی که در قسمت عقب دستگاه در نظر گرفته شده است پارچه ها را بطور مرتب روی هم نگهداشته و به سمت جلو هدایت می کند در این سیستم عمق محلول رنگی حدود یک متر می باشد در حالیکه سطح حمام کاهش یافته است از این رو انجام عملیات رنگرزی کالای پنبه ای با رنگرزی خمی در چنین دستگاهی با صرفه خواهد بود.

جهت پارچه هایی که جنس فلامنت ویسکوز و استات طرح ماشین وینچ جهت جلوگیری از وقوع هر گونه چین خوردگی در کالا توسعه و تکامل یافته است. میزان کشش وارده بر روی کالا در جریان حرکت آن از درون حمام اینگونه از دستگاه های وینچ حداقل است . در سیستم فوق که تصویری از آن در شکل 3-1-5 نشان داده شده است عمق مایع تا حدود 75 سانتی متر کاهش یافته و ته ماشین صاف و مسطح است.

1-1 رنگینه ها در رنگرزی

خواص مختلف شیمیایی و فیزیکی الیاف، رنگرزی هر طیفی را با یک و یا چند خانواده از رنگینه ها امکان پذیر می سازد. بعضی از خانواده های رنگینه ای به علت عدم میل جذبی (تمایل) نسبت به لیف خاصی اصلاً جذب نگردیده و یا فقط لیف را به مقدار بسیار کم، رنگ می کند به عبارت دیگر فقط اثر لکه گذاری روی لیف دارد. رنگینه هایی که برای رنگرزی مورد استفاده قرار می گیرند با توجه به خواص و یا کاربرد آنها به گروه های مختلف تقسسیم بندی می گردند. شرکت های تولید کننده به هر گروه و یا خانواده رنگینه ای نام خاصی داده اند. مثلاً رنگینه های دیپرس شرکت هوخست سامارون (Samaron) و رنگینه های دیپرس شرکت بایر رزولین (Resolin) نام گرفته است. سپس هر رنگینه از یک خانواده با رنگ خود مثل زرد، قرمز ، آبی و غیره نامیده می شود. (مثلاً رنگینه رنگینه قرمز سامارون). علاوه بر نام هر رنگینه، معمولاً بعد از آن حروف و اعدادی وجود دارد که مشخصات رنگینه را با رنگ معین باز تر کرده و می توان به طور خلاصه معانی زیر را از حروف که بعد از نام رنگینه می‌ آید برداشت.

اعداد و حروفی که بلافاصله بعد از نام رنگرینه می آید معمولاً ته رنگ رنگینه را مشخص می سازد. به عنوان مثال:

رنگ زرد سبزتر از 5G	-Yellow 10 G
رنگ زرد سبزتر از G	-Yellow 5 G
رنگ زرد متمایل به سبز	-Yellow G
رنگ زرد متمایل به سبب	-Yellow R
رنگ زرد متمایل به قرمز و گرفته	-Yellow RT
قرمزتر از رنگ قبلی و مقاوم در مقابل نور	-Yellow 3 RL

حروف بعد از نام رنگینه ها بیشتر از کلمات زیر گرفته شده است:

آبی	B=Blau (Blue)
زرد ویا سبز	G=Gell – Grün ( Yellow – Gteen)
قرمز	R = Rot (Red)
مقاوم در برابر نور	L=Fast To Light
حلالیت آسان	LL=Leicht löslich (Readily Soluble)
گرفته و تیره	T=Trüb = Dull

حروف دیگری ممکن است کاربرد رنگینه را با روش مخصوص در رنگرزی و یا چاپ و یا کاربر آنها را فقط در رنگرزی و یا چاپ مشخص سازد.

چاپ	P=Printing
رمق کشی	E= Exhaustion

بعد از حروف ممکن است فرم فیزیکی رنگینه ذکر گردد. مثل:

پودر	Pulver = Powder
مایع	Flüssig = Liquid (F1 – Liq.)
خمیر	Paste

از آنجایی که بیشتر رنگینه ها مقداری مواد کمکی به همراه خود دارد و آنچه به عنوان رنگینه از طرف شرکت های تولید کننده به بازار عرضه می شود صد درصد رنگینه خالص نمی باشد، لذا درجه خلوص هر رنگینه ممکن است با درصدهائی که در آخر می آید مشخص گردد به این ترتیب که هر شرکت تولید کننده درصد معینی از رنگینه خالص را صد درصد فرض نموده و سپس مقدار رنگینه خالص را نسبت به آن بیان می کند. مثلاً در رنگینه:

Sirius Light Yellow FGR – LL 200%

200 درصد نشان می دهد که این رنگینه نسبت به رنگینة استاندارد دو برابر رنگینه خالص دارد.

2-1 تقسیم بندی رنگینه ها در شاخص رنگ (Colour Index)

منظور از تقسیم بندی پنج جلد کتابی است که توسط

The Society of Dyers and Golorists (SDC)

American Association of Textile Chemists and Golorists (AATCC) و

تهدید گردیده است. در جلد اول، رنگینه های خانواده های اسیدی، آزوئیک و بازی (بازیک)، در جلد دوم رنگینه های خانواده های مستقیم، دیپرس، سفید کننده های نوری، غذایی، اینگرین (Ingrain) و رنگینه های مناسب برای رنگرزی چرم در جلد شوم رنگینه های خانواده های دندانه ای، طبیعی، رنگدانه (پیگمنت)، رآکتیو، احیاء کننده ها، رنگینه های محلول در حلال، گوگردی، خمی و خمی محلول به ترتیب در آمده است. رنگینه های هر خانواده به ترتیب زرد، نارنجی، قرمز، بنفش، آبی، سبز، قهوه ای و بالاخره مشکی بوده و رنگینه های (غیر مخلوط) موجود هر خانوار رنگینه ای شماره ای داده شده است. به عنوان مثال:

(نام ژنریک شاخص رنگی و یا کالرایندکس)

وینچساختمان اغلب ماشینهای وینچ دارای ابعادی چونرنگینه ها در رنگرزی

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی توسعه تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاک

بررسی توسعه تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاک

از قرن نوزدهم ، تغییرات تحول گونه با سرعتی غیر قابل انتظار در بسیاری از حوزه های علم و تکنولوژی صورت گرفته است که اثرات عمیقی بر زندگی بشر گذاشته است اختراع چیپ های الکترونیکی، رایانه‌ها، اینترنت، کشف و تکمیل نقشه ژنوم انسانی و بسیاری موارد دیگر کل جهان را تغییر داده است قرن گذشته پیشرفت های فوق العاده ای نیز دز صنعت منسوجات و پوشاک بوجود آورده که

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	52 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	72

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

توسعه تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاک

1- مقدمه

از قرن نوزدهم ، تغییرات تحول گونه با سرعتی غیر قابل انتظار در بسیاری از حوزه های علم و تکنولوژی صورت گرفته است که اثرات عمیقی بر زندگی بشر گذاشته است. اختراع چیپ های الکترونیکی، رایانه‌ها، اینترنت، کشف و تکمیل نقشه ژنوم انسانی و بسیاری موارد دیگر کل جهان را تغییر داده است قرن گذشته پیشرفت های فوق العاده ای نیز دز صنعت منسوجات و پوشاک بوجود آورده که دارای تاریخ چندهزار ساله است. شالوده های اساسی درک علوم طراحی شده است تا راهنمای کاربرد بهینه و پردازش تکنولوژی الیاف طبیعی و تولید الیاف سنتزی باشد. ما چیزیهای زیادی از طبیعت آموخته‌ایم. رایون ویسکوز، نایلون، پلی استر و سایر الیاف سنتزی در ابتدا براساس تقلید از همتاهای طبیعی آنها ابداع گردید. این تکنولوژی به گونه ای پیشرفت کرده است که الیاف سنتزی و محصولات آنها در بسیاری از جنبه ها از آنها فراتر رفته است.

روش های بیولوژیکی برای سنتز کردن پلیمرها یا منسوجات بیانگر یک روش دوستانه محیط زیستی و انعطاف پذیر برای بکارگیری منابع طبیعی است. طراحی و پردازش به کمک رایانه ها ، اتوماسیون با کنترل راه دور متمرکز یا پراکنده و سیستم های مدیریت تأمین زنجیره ای متمرکز اینترنت محور بیش از پیش مشتری ها را به ابتدای زنجیره نزدیک می‌کند.

با نگاه به جلو درمی‌یابیم که در آینده این وضعیت بیشتر هم خواهد شد. در نتیجه توسعه های بعد ما باید انتظار چه ظرفیت های جدیدی را داشته باشیم؟ این ظرفیت ها حداقل باید شامل مقیاس نانو، پیچیدیگ، شناخت و کل گرایی باشد. توانایی جدید مقیاس ترا سه درجه اهمیت را علاوه بر هدف کلی حاضر و ت وانایی های محاسباتی قابل دسترسی کلی به ما می دهد. در یک زمان کوتاه ما به میلیون ها سیستم و بیلیون ها اطلاعات موجود در اینترنت متصل خواهیم شد. تکنولوژی هایی که امکان بیش از یک تریلیون عمل در ثانیه را می دهند در دستور کار پژوهش است. تکنولوژی در مقیاس نانو سه درجه اهمیت پایین تر از اندازه بیشتر ابزار انسان ساخته امروزی را به ما می دهد. این تکنولوژی به ما امکان می دهد تا اتم ها و مولکول ها را به گونه ای کم هزینه و با بیشترین روشهای ممکن از نظر قوانین فیزیکی چینش کنیم. این تکنولوژی به ما اجازه می دهد تا ابررایانه هایی بسازیم که روی سر یک الیاف و دسته ای از نانوروبوت های پزشکی کوچکتر از یک سلول انسان قرار بگیرد تا سرطانها، عفونت ها ، شریانهای مسدود شده و حتی سن پیری را درمان کند. تولید مولکولی دقیقا مشخص می کند که چه چیزی باید ساخته شود و هیچ ماده آلوده کننده‌ای تولید نمی‌گردد.

ما در این دوره هیجان انگیز زندگی می کنیم و تأثیرات بزرگ تکنولوژی بر صنعت نساجی و پوشاک سنتی که دارای یک چنین تاریخ طولانی است حس می کنیم. به لحاظ سنتی بسیاری از حوزه های علم و مهندسی تفکیک و متمایز شده اند. اخیراً حرکت قابل توجه و همگرایی بین این حوزه های تلاشگری صورت گرفته و نتایج آن خیره کننده بوده است. تکنولوژی اسمارت برای مواد اولیه و ساختارها یکی از این نتایج است.

ساختارها و مواد هوشمند چه هستند؟ در طبیعت مثال های زیادی از ساختارهای هوشمند وجود دارد. یک موجود زنده تک سلولی ساده میتواند مبانی موضوع را روشن کند. همانگونه که در شکل 1-1 نشان داده شده شرایط متنوع زیست محیطی یا محرک ها روی لایه بیرونی عمل می کنند. این شرایط با محرک ها ممکن است به شکل نیرو، درجه حرارت، تشعشع ، واکنش های شیمیایی و میدانهای مغناطیسی و الکتریکی باشد.

حسگرهای موجود در لایه بیرونی این اثرات شناسایی می کند و اطلاعات حاصله برای تفسیر و پردازش سیگنال به نقطه ای متصل می شود. که در آن سلول نسبت به این شرایط زیست محیطی یا محرک ها به روشهای متعددی مانند حرکت، تغییر ترکیب شیمیایی و کنش های باز تولیدی، واکنش نشان می دهد. طبیعت بیلیون ها سال و یک آزمایشگاه وسیع در اختیار داشته تا زندگی را توسعه دهد، در حالیکه نوع انسانی تازه شروع به خلق ساختارها و مواد هوشمند کرده است.

ساختارها و مواد هوشمند را میتوان به صورت مواد و ساختارهایی تعریف کرد که محرکها یا شرایط محیطی، مانند آنچه از منابع مکانیکی، گرمایی، شیمیایی، الکتریکی، مغناطیسی یا سایر منابع حاصل می‌شود، را حس کرده و نسبت به آن واکنش نشان می‌دهد. بر طبق حالت واکنش می‌توان آنها را به مواد هوشمند منفعل ، هوشمند فعال و بسیار هوشمند تقسیم کرد. مواد هوشمند منفعل فقط می‌توانند شرایط محیطی یا محرک ها را حس کنند؛ مواد خیلی هوشمند خودشان می توانند حس کرده، واکنش نشان دهند و سازگار شوند. حتی سطح بالاتری از هوش را میتوان از ساختارها و مواد هوشمند کسب کرد که قادرند پاسخ داده یا برای اجرای یک عمل در یک حالت دستی یا از پیش برنامه ریزی شده فعال شوند.

در اینگونه مواد سه جزء ممکن است وجود داشته باشد: حس گرها، محرک ها و واحدهای کنترل. حسگرها یک سیستم عصبی را برای شناسایی سیگنال ها تأمین می کنند. بنابراین در یک ماده هوشمند منفعل، وجود حسگرها ضروری است. محرک ها به طور مستقیم از یک واحد کنترل روی سیگنال های شناسایی شده کار می کنند. آنها نیز به همراه حسگرها عناصر ضروری برای مواد هوشمند فعال می‌باشند. حتی در سطوح بالاتر، همانند مواد هوشمند یا خیلی هوشمند، نوع دیگری از واحد ضروری است، که همانند مغز از طریق شناخت، استدلال و فعال سازی ظرفیت ها عمل می کند. اینگونه ساختارها و مواد منسوج در نتیجه ترکیب موفق تکنولوژی پوشاک و منسوجات سنتی با علم مواد، مکانیک های ساختاری، حسگرها و تکنولوژی محرک ها، تکنولوژی پردازش پیشرفته، ارتباطات، هوش مصنوعی، بیولوژی و غیره، درحال تبدبل شدن به یک امر ممکن است.

2- توسعه تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاک

ما همیشه تحریک شده ایم که به منظور خلق مواد پوشاک خود که دارای سطوح بالاتری از کارکرد هوشمندی باشند از طبیعت تقلید کنیم. توسعه میکروفیبرها (ریزالیاف ها) مثال خوبی است که ابتدا از مطالعه و تقلید ابریشم آغاز می‌گردد، سپس با ایجاد محصولات دقیق تر و از بسیاری جهات بهتر ادامه می‌یابد.

اما تا به حال بیشتر منسوجات و پوشاک بیجان بوده اند. این موضوع جالب است که پوشاکی مانند پوست خود داشته باشیم که یک لایه از ماده هوشمند است. پوست دارای حسگرهایی است که فشار، درد، دما و ... را شناسایی می کد. این پوست به همراه مغز ما می‌تواند به صورت هوشمند با محرکهایی محیطی برخورد کند. پوست مقدار زیادی تعریق انجام می دهد تا بدن را هنگامی که داغ است خنک کند و هنگامیکه سرد است گردش خون را تحریک می‌نماید. پوست هنگامی که در معرض نور خورشید قرار گیرد (مدت زیاد) ، رنگ خود را تغییر می دهد تا از بدن ما محافظت کند. پوست نفوذپذیر است و اجازه می دهد رطوبت به داخل نفوذ کند و در عین حال از ورود مواد ناخواسته جلوگیری می‌نماید. پوست می‌تواند پوست اندازی کرده و خود را بازسازی نماید. پس مطالعه در مورد ساخت یک ماده هوشمند مانند پوست یک مقوله بسیار چالش دار است.

در دهه قبل، پژوهش و بررسی درباره ساختارها و مواد هوشمند به ایجاد گستره وسیعی از محصولات هوشمند جدید در هوا فضا، حمل و نقل، ارتباطات راه دور، خانه ها، ساختمانها و فوق ساختارها منجر شد. اگر چه این تکنولوژی بطور کلی جدید است اما بعضی عرصه ها به مرحله‌ای رسیده اند که کاربرد صنعتی برای منسوجات و پوشاک هم امکانپذیر است و هم ماندنی.

بسیاری از کاربردهای مهیج نمایش جهانی داشته است. پارچه ها و الیاف تولید کننده و نگهدارنده گرما که از برنامه فضایی توسعه یافت. اکنون در لباس اسکی، کفش، کلاههای محافظ ورزشی و ابزارهای عایق کاری مورد استفاده قرار گرفته است. از منسوجات و اجزای مرکب به همراه حسگرهای فیبر نوری برای نظارت بر سلامت پل ها و ساختمانها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اولین نسل مادربوردهای پوشیدنی تولید شده است که دارای حسگرهایی درون لباس بوده و قادر به شناسایی زخم و اطلاعات سلامت فرد می‌باشد و این اطلاعات را از راه دور به بیمارستان منتقل می کند. از پلیمرهای حافظه شکل برای منسوجات به شکل الیاف، فیلم و فوم استفاده شده است که نتیجه آن گستره ای از لباس ها و پارچه های دارای عملکرد بالا به ویژه لباسهای مربوط به دریا می باشد. حسگرهای الیاف که توانایی اندازه گیری دما، کشش و فشار، گاز، گونه های بیولوژیکی و بو را دارند، الیاف هوشمندی هستند که میتوان از آنها مستقیماً در منسوجات استفاده کرد. محرکهای پلیمر محور رسانا به سطوح خیلی بالایی از چگالی انرژی دست یافته اند. پوشاکی که خود دارای احساس و مغز باشد، مانند کفش ها و بارانی هایی که دارای سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) و تکنولوژی تلفن همراه هستند میتوانند موقعیت فرد را به او داده و جهت را برایش مشخص کنند. ارگانها و بافتهای بیولوژیکی ، مانند گوش و بینی را میتوان از کالبدهای منسوج که از الیاف زیست تجزیه پذیر ساخته شده، پرورش داد. منسوجات ترکیب شده با نانو مواد می تواند از ظرفیت جذب خیلی زیاد انرژی و دیگر تابع ها مانند آزمایش نمونه، مقاومت جذب، تابش نور و غیره بهره ببرد.

چالش هایی که پیش روی ما قرار دارد، مانند پژوهش و توسعه تکنولوژی هوشمند و سازگاری آن با صنایع وابسته بکار تیمی چند وجهی، که مرز انضباطهای سنتی در آن نامشخص می شود با چنان سرعت زیادی رخ می دهد که قبلا دیده نشده است. بعضی از عرصه های پژوهش را میتوان به صورت زیر گروه بندی کرد.

برای حسگر ها / محرک ها

- مواد حساس به نور - غشاء / پوشش هوشمند

- الیاف نوری - پلیمرهای حساس به مواد شیمیایی

- پلیمرهای رسانا - مواد حساس به اعمال مکانیکی

- مواد حساس به گرما - میکروکپسول ها

- مواد نانو و میکرو

برای انتقال، پردازش و کنترل سیگنال

- شبکه عصبی و سیستم های کنترلی

- نظریه شناخت و سیستم های آن

برای فرایندها و محصولات مجتمع

- مواد الکترونیک و فوتونیک قابل پوشیدن

- ساختارهای حساس و انطباقی

- بیومیمتیک ها (تقلید کننده های زیستی)

- پردازشگری زیستی

- مهندسی بافت

- رهاسازی دارو / مواد شیمیایی

فعالیتهای مربوط به پژوهش و توسعه با گستره ای جهانی هم در مؤسسات پژوهشی آکادمیک و هم در شرکتها صورت گرفته است. تیم های پژوهشی در آمریکای شمالی، کشورهای اروپایی و آسیایی بطور فعال کار انجام داده اند که نتایج قابل توجهی به شکل محصولات تجاری یا انتشارات پژوهشی به دست آمده است.

3-رئوس مطالب

هدف این مجموعه ویرایش شده، که یک بازبینی و بررسی آخرین توسعه های تکنولوژی هوشمند مربوط به منسوجات و پوشاک است. مخاطبین این ؟؟ دانشگاهیان، پژوهشگران ، طراحان، مهندسان عرصه توسعه محصولات منسوج و پوشاک و فارغ التحصیلان و دانشجویان کالج ها و دانشگاهها می‌باشند.

همچنین این مجموعه میتواند آخرین بینش های مربوط به توسعه تکنولوژیک را به مدیران شرکتهای منسوجات و پوشاک بدهد.

این مطالب با مشارکت هیئتی از کارشناسان بین المللی در این زمینه تهیه شده و بسیاری از جنبه‌های توسعه و پژوهش را پوشش می‌دهد. تحقیق متشکل از 17 فصل می باشد که میتوان آن را به چهار بخش تقسیم کرد. بخش اول (فصل 1) اطلاعات زمینه‌ای مربوط به تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاک و خلاصه ای از مرور بر تولیدات و ساختار پروژه را به دست می دهد. بخش دوم شامل موضوعات مربوط به الیاف یا مواد است که از فصل 2 تا 3 می‌باشد. فصل 2 به موضوعات مربوط به مواد پلیمری فعال شونده به وسیله برق و کاربردهای الاستومرها و ژل پلیمر غیریونی برای ماهیچه های مصنوعی می‌پردازد. فصل 3 و مربوط به پارچه ها و الیاف حساس به گرما است.

در بخش سوم تمرکز بر فرایندهای مجتمع سازی و ساختارهای مجتمع است و خود شامل فصلهای دیگر است. فصل 4 مروری بر تولید و جریان های کلیدی ترکیبات هوشمند فیبر نوری است. فصل 5 بیان کننده غشاءهای فیبرتوخالی برای جداسازی گاز است. فصل 6 قلاب دوزی را به عنوان یک روش مجتمع سازی اجزاء تشکیل دهنده فیبر در ساختارهای منسوج توصیف می کند.

بخش چهارم روی کاربردهای زیست شناختی تمرکز دارد. فصل 7 فرآیندهای زیست شناختی مختلف برای پوشاک و منسوجات هوشمند را توضیح می دهد. ما فقط بخش کوچکی از تکنولوژی ظهور را از طریق پنجره این تحقیق دیده ایم . امکانپذیری های ارائه شده بوسیله این تکنولوژی هوشمند بسیار زیاد گسترده است. حتی در حالیکه کتاب در حال آماده شدن بود، بسیاری از پیشرفت های جدید از سراسر جهان جمع آوری گردیده است. ما امیدواریم که این تحقیق بتواند به پژوهشگران و طراحان پوشاک و منسوجات الیاف هوشمند در آینده جهت واقعیت بخشیدن به رؤیاهایشان ، کمک کننده باشد.

1- مقدمه

تلاش های زیادی برای کاربردی کردن مواد پلیمری که مواد «هوشمند» نامیده میشوند صورت گرفته است ( شکل 1-2) . ماهیچه مصنوعی یا محرک هوشمند یکی از اهداف اینگونه تلاش ها است. از لحاظ تاریخی مواد محرک اساساً در تکریبات غیر آلی مورد بررسی قرار گرفته است. بطور خاص، ماشه های بکار رفته برای تحریک، معمولاً در یک حوزه کاربردی الکتریکی مورد بررسی قرار گرفته اند که علت آن سهولت کنترل می‌باشد. مواد پلیمری بررسی شده از این منظور خیلی محدود بوده و برای ایجاد کشش خیلی کوچکتر از مواد غیرآلی می باشد.

از سوی دیگر، مواد پلیمری مانند ژل های پلیمر معلوم شده که کشش های بسیارزیادی را ماشه های مختلف مانند تبدیل حلال، پرش PH ، پرش دما و غیره ایجاد می کند، اگر چه که واکنش و دوام نسبتاً ضعیف تر هستند و از آنها در محرک های عملی استفاده نشده است.

در زمینه مهندسی مکانیک، توسعه فرایند براده برداری میکرو با نیازمندی های تکنولوژی های ساخت میکرو و مونتاژ ابزار میکرو مواجه است و انتظارات زیادی از ظهور مواد هوشمند می رود که بتواند فرایند ساخت و تولید میکرو را تا حد زیادی ساده کند.

بررسی توسعه تکنولوژی هوشمند برای منسوجات و پوشاکمواد حساس به نورهاسازی دارو مواد شیمیایی

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق

دانلود فایل بررسی توسعه تکنولوژی فرآوری TSC در نساجی

بررسی توسعه تکنولوژی فرآوری TSC در نساجی

توسعه سریع ترکیبات ساختاری نساجی (TSC ها) بازار و فرصت های پژوهشی جدیدی را برای صنعت نساجی و دانشمندان این رشته ایجاد کرده است ترکیبات نساجی سه بعدی، بر طبق، یکپارچگی ساختاری شان دارای یک شبکه دسته تارها در یک حالت یکنواخت می باشد، که نتیجه آن افزایش قدرت درون بافتی و بین بافتی، انعطاف پذیری بیشتر تشکیل شکل ساختاری پیچیده و امکان بیشتر تولید قطعات

دسته بندی	نساجی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	68 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	38

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

تمام فایل ها

توسعه تکنولوژی فرآوری TSC در نساجی

1-مقدمه

توسعه سریع ترکیبات ساختاری نساجی (TSC ها) بازار و فرصت های پژوهشی جدیدی را برای صنعت نساجی و دانشمندان این رشته ایجاد کرده است. ترکیبات نساجی سه بعدی، بر طبق، یکپارچگی ساختاری شان دارای یک شبکه دسته تارها در یک حالت یکنواخت می باشد، که نتیجه آن افزایش قدرت درون بافتی و بین بافتی، انعطاف پذیری بیشتر تشکیل شکل ساختاری پیچیده و امکان بیشتر تولید قطعات بزرگ با هزینه کمتر در مقایسه با ترکیبات سنتی است. سختی و استحکامل بیشتر همراه با وزن کمتر باعث افزایش کاربرد آنها در صنایع هوا فضا، خودروسازی و مهندسی شهری شده است. پیش بینی شده است که بهبود تکنولوژی های فرآوری و ترکیب آنها با تکنولوژی‌های ساختار هوشمند منجر به رشد صنعتی عمده در قرن بعد با استفاده از به چالش افتادن وضعیت فلز است دیگر مواد متداول مهندسی گردیده است.

یک موفقیت در توسعه تکنولوژی فرآوری TSC به درک بهتر رابطه خواص- ساختار پردازش دارد. یک گام مهم در این جهت نظارت بر توزیع تنش/ کرنش داخلی در زمان واقعی در طول فرآوری اجرای منسوج و جامد شدن متعاقب آن تا ساختارهای نهایی است. مسئله مهم دیگر در کاربرد TSC ها حساس کردن آنها به شرایط داخلی سلامت و محیطی خارجی آنها است. تجمیع شبکه های حسگری در داخل ساختارهای تولید- تقویت اولین گام برای هوشمند ساختن مواد محسوب می شود. علاوه بر این، پیچیدگی ساختار TSC مثل اثر پوست- هسته ترکیبات تابیده سه بعدی کاراکتریزه کردن مواد را امری دشوار ساخته است.

در گذشته اندازه گیری توزیع تنش/ کرنش داخلی یک چنین ماده ای پیچیده با استفاده از روش های متداول مانند معیار کرنش و حسگرهای فرابنفش تقریباً غیرممکن شده است. به علاوه، نیاز به بعضی انواع شبکه حسگری در این ساختارها لحاظ شده است تا وسیله‌ای باشد برای (1) نظارت بر توزیع تنس داخلی TSC های insith در طول فرایند تولید، (2) اجازه دادن جهت نظارت سلامت و ارزیابی آسیب TSC ها در طول خدمات و (3) قادر به ساختن یک سیستم کنترلی برای نظارت فعال و واکنش نشان دادن به تغییرات محیط کاری.

تکنولوژی های فیبر نوری که ارائه دهنده کارکردهای انتقال سیگنال و حسگری با هم است. در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است، به ویژه در ساختارهای بتن هوشمند شامل بزرگراه ها، پل ها، سدها و ساختمان ها. تعدادی از پژوهشگران از تکنولوژی حسگرهای فیبر نوری (FOS) برای نظارت بر فرآیند تولید و ارزیابی سلامت ساختار ترکیبات الیافی تقویت شده استفاده کرده اند. از آنجایی که فیبرهای نوری دارای اندازه کوچک و سبک وزن، ساختار با تارهای منسوج و آماده مشمول یا حتی بافته شدن درون TSC ها هستند، مطمئن ترین وسیله برای تشکیل شبکه حسگری ذکر شده در بالا می باشند.

این فصل مروری بر انواع مختلف حسگرهای فیبرنوری، مسائل عمده ترکیبات منسوج هوشمند تجمیع شده با حسگرهای الیاف براگ (Bragg) که زوج دما و کرنش است، ابزار اندازه گیری کرنش چند محوری، مسائل مربوط به اعتماد پذیری و مؤثر بودن اندازه گیری و همچنین سیستم های مختلف اندازه گیری برای ترکیبات منسوج هوشمند تجمیع شده با حسگرهای نوری فیبر.

2- فیبرهای نوری و حسگرهای نوری فیبر

به طور طبیعی، یک فیبرنوری شامل یک هسته است که اطراف آن یک روکش کاری صورت گرفته که شاخص شکست آن کمی کمتر از شاخص مربوط به هسته می باشد. این فیبر نوری در طول فرایند ترسیم با یک لایه محافظ پلیمری، پوشیده شده است. درون هسته فیبر، اشعه های نور تابیده شده روی هسته- روکش با زوایای بزرگتر از زاویه بحرانی به صورت کلاً داخلی منعکس شده و از داخل هسته و بدون شکست هدایت می شوند. شیشه سیلیکا متداول ترین ماده برای الیاف نوری است، جایی که روکش کاری به طور طبیعی با سیلیکای خالص گداخته صورت می گیرد و هسته از سیلیکای داپ تشکیل شده که حاوی چند مول ژرمانیم می باشد. سایز ناخالصی ها مانند فسفر را نیز می توان مورد استفاده قرار داد. جذب خیلی کم در یک فیبر ژرمانوسیلیکات همراه با یک حداقل ضریب افتدر و یک حداقل مطلق در صورت می گیرد. بنابراین نور در دو پنجره ده ها کیلومتر از طریق فیبر انتقال می یابد، بدون اینکه افت زیادی در یک شرایط هدایت صحیح به وجود می آید. به همین علت است که امروزه فیبر نوری جایگزین سیم کواکسیال مسی به عنوان وسیله انتقال برتر امواج الکترومغناطیس نشده و انقلابی در ارتباطات جهانی ایجاد کرده است.

موازی با توسعه سریع عهد ارتباطات فیبر نوری، حسگرهای نوری فیبر نیز توجه زیادی به خود جلب کرده و رشد زیادی را در سال های اخیر تجربه کرده است. این حس گرها سبک، کوچک و انعطاف پذیر هستند. بنابراین آنها بر یکپارچگی ساختار مواد مرکب تأثیر نمی گذارند و می توان آنها را با پارچه های تقویت شده تجمیع کرد تا ستون فقرات ساختار را تشکیل دهند. آنها مبتنی بر یک تکنولوژی واحد متداول هستند که ابزارها را قادر می سازد تا برای نابسامانی های فیزیکی بیشمار حس گری از یک ماهیت آبی، الکتریکی، مغناطیسی و گرمایی توسعه یابند. تعدادی از حسگرها را می توان در امتداد یک فیبرنوری با استفاده از تکنیک های تقسیم طول موج، فرکانس، زمان و پلاریزاسیون تسهیم کرد تا سیستم های حس گری توزیع شده یک، دو یا سه بعدی ایجاد شود. آنها از داخل ساختار یک مسیر هدایت کننده ایجاد نمی کنند و گرمای اضافی تولید نمی کنند که بتواند به صورت بالقوه به ساختار آسیب بزند. آنها به جداسازی الکتریکی از ماده ساختاری ندارند و تداخل الکترومغناطیسی ایجاد نمی کنند، این می تواند یک مزیت خیلی مهم در بعضی کاربردها باشد.

FOS ها را برای بکارگیری در ساختارهای هوشمند می توان بر طبق اینکه آیا حسگری توزیع شده، موضعی (نقطه) یا تسهیم شده (چند نقطه) است تقسیم بندی کرد. اگر حسگری در امتداد طول فیبر توزیع شده باشد،‌ توزیع اندازه گیری شده به عنوان یک تابع موقعیت می تواند از سیگنال خروجی تعیین گردد. بنابراین یک فیبر واحد می تواند به طور مؤثر تغییرات در کل جسمی که در آن قرار دارد را کنترل کند. یک حسگر موضعی تغییرات اندازه گیری شده را فقط در مجاورت حسگر شناسایی می کند. بعضی حسگرهای موضعی می توانند خودشان تسهیم شوند، که در آن حسگرهای موضعی چند گانه در فواصل معین در امتداد طول فیبر قرار می گیرند. هر حس گر را می توان به وسیله تشخیص طول موج، زمان یا فرکانس جداسازی کرد و در نتیجه امکان پروفایل کردن زمان واقعی پارامترها در کل ساختار فراهم می شود.

پیش از اختراع گراتینگ های براگ فیبر(FBC ها)، FOS ها را بر طبق طرح حسگری ؟؟ در دو گروه بزرگ طبقه بندی کرد، اینتزیومتریک و اینترفرومتریک. حسرگرهای اینتنزیومتریک فقط مبتنی بر میزان نور شناسایی شده که از فیبر عبور می کند است. در ساده ترین شکل آن یک توقف انتقال ناشی از شکستن یک فیبر درون سیستم، آسیب ممکن را نشان می دهد. حسگرهای اینترفرومتریک برای گستره ای از کاربردهای با حساسیت بالا مانند حس گرهای میدان مغناطیسی و آبی تولید شده است و معمولاً مبتنی بر الیاف تک حالتی هستند. برای مثال، اینترفرومتریک ماچ- زند، همانگونه که در شکل 1-10 نشان داده شده، یکی از متداول ترین پیکربندی ها است. با این نوع ابزار، تنش را می توان مستقیماً به وسیله قرار دادن بازوی فیبر حس گری در ساختار کنترل کرد و این امر هنگامی صورت می پذیرد که بازوی مرجع به طول یکسان از محیط جدا شده باشد. گرچه یک چنین پیکربندی نسبت به تنش خیلی حساس است اما کل طول فیبر در یک بازو به کشش پاسخ می دهد و بنابراین موضع گیری ناحیه حسگری مشکل است. یک حس گر می تواند تداخلی دیگ، که برای حسگری موضعی مناسب تر است، مبتنی بر تداخل بین نور منعکس شده از دو سطح نزدیک می باشد که تشکیل یک اینترفرومتر نوع فابری پیروت (FP) با طول معیار کوتاه می دهد (شکل2-10).

کشش یا تنش به کار رفته در درون شاخص ساختار را می توان با اندازه گیری طیف بازتابی یا سیگنال نور بازتابی از انحناءFP تعیین کرد که تابعی از فاصله بین دو سطح بازتابی است. عیب اینگونه ابزارها این است که انجام اندازه گیری های مطلق سخت است و تشکیل یک ردیف حس گر تسهیم شده در امتداد طول یک فیبر به علت اتلاف زیاد ساختار ناپیوسته یک کاوFP مشکل می باشد. بررسی و تحلیل مفصل به وسیله Measures, Udd ارائه شده است.

3- تحلیل مبانی حسگرهای گراستیک براگ فیبر لحاظ شده

1-3- مبانی FBGS

چون FBG دارای مزیت های زیادی بر دو گروه دیگر است و اطمینان زیادی را می‌دهد، ما در این بخش بر روی FBG متمرکز خواهیم شد. FBG به وسیله مدولاسیون شاخص شکست هسته در یک فیبر نوری تک حالتی تولید می شود که به طور کامل در فصول 8و9 توضیح داده شده است. فرض کنید تغییر در دوره مدولاسیون شاخص مستقل از وضعیت پلاریزاسیون نور بازرسی شده باشد و فقط به کشش محوری فیبر بستگی داشته باشد، اختلاف طول موج براگ در معادله (15-9) نتیجه می دهد:

(1-10)

که در آن کشش محوری کل فیبر نوری است. به طور کلی دارای مقادیر مختلف در جهت های پلاریزاسیون هستند. زیرنویس I=1,2,3 دلالت بر مقادیر در جهت پلاریزه تعریف شده دارد. یک سیستم کوئوردینانس کارتزین محلی به کار رفته است: با 1،2،3 که به ترتیب بیانگر سه جهت اصلی هستند. معادله (1-10) را می توان به این صورت بازنویس کرد.

(2-10)

برای کشش زیرنویس (j=1,2,3,4,5,6,…) به کار رفته است. سه عدد اول بیانگر کشش‌های نرمال در به ترتیب مهارت اول (محورهای فیبر)، دوم و سوم می باشند. کشش یک فیبر نوری می تواند با مشارکت یا انبساط گرمایی یا تنش باشد. بنابراین علامت برای کشش فیبرنوری القا شده فقط به وسیله تنش به کار رفته است. شاخص شکستn هم با درجه حرارتT و هم کشش مرتبط است، بنابراین:

(3-10)

برطبق نظریه کشش نوری (4-10)

که در آن P_ij برابر است با ماتریس ضریب کشش- نور برای یک واسط ایزوتروبیک همگن داریم:

P_ij=……………. (5-10)

که در آن P₄₄=(P₁₁-P₁₂)/2

برای یک واسط ایزوتروپیک همگن می توان فرض کرد که شاخص شکستn دارای یک رابطه خطی6 درجه حرارتT است: (6-10)

که در آن ثابت نوری- گرمایی است.

به علت اینکه نورها امواج متقاطع هستند، فقط انحرافات متقاطع (جهات2و3) از شاخص شکست می تواند باعث تغییر طول موج براگ شود- با جایگزین کردن معادله های (4-10) و (5-10)و (6-10) در معادله (3-10) تغییرات طول موج پیک برای نور پلاریزه خطی در جهات دوم و سوم به صورت زیر درمی آید:

و (7-10)

(8-10)

در بسیاری از موارد تغییر طول موج برای حسگر براگ برای هر حالت ایگن پلاریزاسیون فیبرنوری به هر سه جزء کشش اصلی درون فیبر نوری بستگی دارد. سرکیس و هاسلاچ مدل بوتر و هاکرا توسعه دادند و نشان داده اند که نتایج آنها به نتایج مشاهده شده در آزمایش های بارگیری متقاطع باری حسگر فیبر نوری اینتر فرومتریک نزدیک است.

مورد کلی در بخش 2-4-10 مورد بحث قرار خواهد گرفت. در اینجا ما فقط در مورد مسئله تقارن محوری بحث خواهیم کرد که در آن . اگر فیبر نوری یک ماده ایزوتروپیک گرمایی با ضریب توسعه ثابت باشد، در این صورت (j=1,2,3) معادله های (7-10) و (8-10) را می توان به همان شکل نوشت:

(9-10)

که در آن (10-10)

و (11-10)

f به صورت فاکتور حساسیت و به عنوان ثابت نوری- گرمایی اصلاح شده تعریف شده است.

2-3- عامل حساسیت

زمانی که تغییر دما به قدری کوچک باشد که از اثر آن بتوان صرف نظر کرد FBG را می‌توان به عنوان یک حسگر کشش در نظر گرفت. بگذارید را به عنوان نسبت مؤثر پایسون (EPR) فیبر نوری تعریف کنیم. از معادله (11-10) واضح است که عامل حساسیتf یک ثابت نیست بلکه تابعی ازV* می باشد.

شکل 3-10 یک منحنی نوعی از عامل حساسیت را به صورت تابعی از نسبت مؤثر پایسون نشان می دهد که با استفاده از پارامترهای مواد فیبرنوری ارائه شده در جدول (1-10) محاسبه شده است. موارد زیر را در نظر بگیرید.

1- 17/0=V* و 798/0=f به معنی آن است که EPR برابر است با نسبت پایسون ماده فیبر و شرایط فرض بوتر و هاکر را برآورده می سازد. مقدار فاکتور حساسیت 798/0=f به وسیله بسیاری از تولید کنندگان FBGS توصیه شده است.

2- 1- =V* و 344/0=f به معنی آن است که کشش ها در سه جهت اصلی فیبر برابر هستند. که با مورد تنش یکنواخت ایستا یا حالت توسعه گرمایی مطابقت دارد.

بررسی توسعه تکنولوژی فرآوری TSC در نساجیعامل حساسیتفیبرهای نوری و حسگرهای نوری فیبر

نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی نمونه قرارداد ,دانلود پروژه معماری,, طراحی نما دانلود مقاله ,تحقیق در مورد خودرو ,پایان نامه ,طراحی ,طراحی داخلی ,دانلود تحقیق ,نمونه سوال ,طرح توجیهی دکوراسیون داخلی ,تحقیق