داشتن دانش نحوه بسته بندی ایده‌آل برای هر تولید کننده امری ضروری است و در این نوشته راهنمای جامع بسته بندی محصولات صنایع غذایی در اختار شما قرار داده می شود. بسته بندی نشان دهنده هویت شرکت، محصول و هدف شما به مشتری‌هایتان است. نه تنها باید در بسته بندی خود خلاقیت داشته باشید بلکه باید مشتریان خود را نیز جذب کنید و آنها را برای خرید هیجان زده کنید. با این حال، وقتی نوبت به بسته بندی مواد غذایی می‌رسد، موارد دیگری نیز باید مورد توجه قرار گیرند.

شرایط سفارش

بسته بندی محصول شما باید جذاب باشد و مشتری را متقاعد کند تا محصول را انتخاب کند، باید به هر نوع ماده غذایی بطور جداگانه رسیدگی کنید. هر محصول دارای ماندگاری خاص خود، الزامات محافظت و مقررات لازم برای بسته بندی می باشند. با در نظر گرفتن این موارد درمی‌یابید که بسته‌بندی امری طولانی مدت است که نیاز به آینده نگری دقیق برای بالا بردن وفاداری مشتریان و افزایش فروش دارد.

نوع محصول:

بدیهی است که شما محصولی که می فروشید را می‌شناسید. اما آیا اطلاعات شما به اندازه کافی است؟ هرچه دانش شما نسبت به محصول بیشتر باشد، خروجی بسته بندی بهتر می‌شود. از خودتان بپرسید:

• آیا همه مواد تشکیل دهنده محصولات غذایی خود را می‌شناسم؟
• برای تازه نگه داشتن محصول به چه مواد نگهدارنده ای نیاز دارید؟
• آیا احتمال آلرژی زا بودن این ماده غذایی برای افراد وجود دارد؟

مواد آلرژی‌زا نه تنها در محصولات غذایی بلکه در دیگر نقاط شرکت شما نیز اهمیت بسیاری دارد. فرآوری که برای آجیل، لبنیات یا صدف استفاده می شود، باید بهترین تکنولوژی را داشته باشد تا آلودگی های احتمالی به حداقل برسد.

محافظت از مواد غذایی

بسته بندی محصولات در صنایع غذایی خاص است زیرا باید محتویات داخل بسته حتی پس از ساعت‌های طولانی حمل و توزیع، تازه و ایمن برای مصرف باقی بماند. به همین دلیل، محصولات خاصی به انواع خاصی از مواد بسته بندی نیاز دارند که از آنها در برابر درجه حرارت، دستکاری و غیره محافظت نماید. مواد غذایی منجمد، مواد غذایی خشک و مواد غذایی قابل خراب شدن، برای حفظ طراوت و تازگی به انواع مختلفی از بسته بندی نیاز دارند. همچنین انتخاب یک ماده بسته بندی که در مقابل آلودگی مقاومت کند نیز مهم است. بخش مهم دیگری که از محصول شما محافظت می‌کند، اطمینان از این است که افراد درگیر در فرآیند بسته بندی، محصول را به اندازه شما می‌شناسند. بسته بندی اقلام مختلف مواد غذایی نیازهای متفاوتی دارند.

مواد مختلف می توانند روی ظاهر کلی بسته بندی شما تاثیر بگذارند و با مواد خاص عملکرد بهتری داشته باشند. غذاهای تازه مانند گوشت و فرآورده‌های آن، برای جلوگیری از وجود هرگونه باکتری و مشاهده کیفیت آن ها نیاز به بسته بندی هایی دارند که داخل آن‌ها قابل مشاهده باشد. کار با یک متخصص بسته بندی می تواند به شما در انتخاب بهترین مواد برای محصولات خاص کمک کند. آنها می دانند کدام ترکیبات بهتر کار می کنند و به ماندگاری محصول شما نیز کمک کنند.

صنعت بسته بندی شامل تولیدات محصولات متفاوتی که هر کدام مبحثمفصل و جامعی را شامل میشود که در اینجا مختصر اشاره ای به آنها خواهیم داشت.

چسب

چسب (به انگلیسی: Glue) هر ماده غیر فلزی است که بر روی سطوح یک یا دو جسم جدا از هم اعمال می شود و باعث ایجاد پیوند بین آن دو و جلوگیری از جداشدنشان می شود.[۱] خاصیت چسبانندگی یک بسپار به نیروهای چسبندگی آن بستگی دارد. بعضی از بسپارها به خاطر داشتن گروه‌هایی با جاذبه‌های وان‌دِروالسی (Van der Waals forces) بیشتر چسبندگی خوبی دارند. بسپارهایی که چسبندگی خوبی نداشته باشند با افزودن یک اسید آلی یا موادی که گروه‌هایی با جاذبه وان‌دِروالسی دارند، به صورت قابل اتصال در می‌آید. برای هر ماده‌ای با توجه به جنس و ساختار و نوع استفاده باید چسب مناسبی انتخاب کرد.

محتویات

۱          نیروهای چسبندگی

۲          کشش سطحی

۳          آماده‌سازی سطح برای چسبندگی (ایجاد اتصال)

۴          روش آماده‌سازی سطوح بسپاری

۵          تئوریهای چسبندگی

۵.۱      تئوری جذب فیزیکی

۵.۲      تئوری جذب شیمیایی

۵.۳      تئوری نفوذ

۵.۴      تئوری الکتروستاتیک

۵.۵      تئوری پیوند درونی مکانیکی

۵.۶      تئوری لایه مرزی ضعیف

۶          آماده‌سازی سطح برای چسبندگی

۷          انواع چسب‌ها

۷.۱      چسب‌هایی که توسط واکنش شیمیایی سخت می‌شوند

۷.۱.۱   چسب‌های اپوکسیدی

۷.۱.۲   چسب‌های فنولیک برای فلزات

۷.۱.۳  چسب‌های تراکمی فرمالدئید برای چوب

۷.۱.۴  چسب‌های آکریلیک

۷.۱.۵  چسب‌های غیر هوازی

۷.۱.۶  چسب‌های پلی سولفیدی

۷.۱.۷  سفت شدن لاستیکی چسب‌های ساختمانی

۷.۱.۸  سیلیکون‌ها

۷.۲      چسب‌هایی که بدون واکنش شیمیایی سخت می‌شوند

۷.۲.۱   چسب‌هایی که در اثر حذف حلال سخت می‌شوند

۷.۲.۲   چسب‌هایی که با از دست دادن آب سخت می‌شوند

۷.۲.۳  چسب‌هایی که به وسیله سرد کردن سخت می‌شوند

۸          معایب و مزایای چسب‌ها

۹          جستارهای وابسته

۱۰        منابع

نیروهای چسبندگی

دو نیرو در مکانیسم اتصال چسب‌ها دخالت دارد که عبارت‌اند از نیروهای واندروالسی و پیوندهای شیمیایی. نیروهای واندروالسی اساس اکثر فرایندهای چسبندگی هستند. این نیروهای جاذبه بین چسب و جسم مورد نظر عمل می‌کنند. پیوندهای شیمیایی قویترین نوع چسبندگی را ایجاد می‌کنند. این نوع اتصال وقتی رخ می‌دهد که جسمی که چسب روی آن استفاده می‌شود دارای گروه‌های شیمیایی واکنش دهنده با چسب باشد.

برخی از گروه‌های شیمیایی در پدیدآوردن نیروهای واندروالسی خیلی مؤثر هستند و در صورت وجود در چسب یا جسم مورد نظر سبب ایجاد پیوند خوبی می‌شوند. از این گروه‌ها می‌توان گروه‌های نیتریل، هیدروکسیل، کربوکسیل و آمید را نام برد.

کشش سطحی

AdhesivesForHouseUse001.jpg

AdhesivesForHouseUse002.jpg

برای ایجاد چسبندگی بین چسب و جسم لازم است که مواد با یکدیگر تماس پیدا کنند. در این حالت کشش سطحی تماس چسب با جسم جامد را کنترل می‌کند. تمام مواد دارای نیروهای سطحی هستند که در مایعات کشش سطحی و در جامدات به انرژی سطحی معروفند. کشش سطحی عامل ایجاد قطره در یک مایع است.

اگر انرژی سطح در جامد بیشتر از کشش سطحی مایع باشد، قطره چسب پخش شده و در سطح جسم جامد پخش و باعث خیس شدن و بهتر شدن چسبندگی می‌شود؛ بنابراین با افزایش انرژی سطحی جامد یا با کاهش کشش سطحی مایع می‌توان خیس شدن سطح جامد را بهبود بخشید.

کشش سطحی بحرانی کشش سطحی بحرانی، کشش سطحی لازم برای خیس کردن سطح جامد است. کشش‌های سطحی بحرانی فلزات تمیز و اکسیدهای فلزی بیشتر از کشش سطحی مواد آلی و آب است و بسپارهای آلی جامد کشش سطحی بحرانی کمتر از آب دارند. تشکیل اتصال با پلی اتیلن، CFCها و سیلیکون‌ها به علت کمتر بودن کشش سطحی بحرانی آن‌ها از کشش سطحی بحرانی اکثر چسب‌ها به دشواری صورت می‌گیرد.

آماده‌سازی سطح برای چسبندگی (ایجاد اتصال)

AdhesivesForHouseUse006.jpg

برای بالا بردن استحکام یک اتصال، ایجاد یک سطح تمیز لازم است. زیرا تمیزی سطح باعث افزایش کشش بحرانی سطح و پخش شدن بیشتر چسب و در نتیجه افزایش چسبندگی می‌شود. برای آماده‌سازی سطح فلزات باید سطح جسم عاری از گریس و روغن باشد. اکسیدهای سطح جسم را به‌وسیله ترجیحاً روش‌های شیمیایی مثل استفاده از محلول اسید کرومیک می‌توان پاکسازی کرد.

همچنین در اثر ترکیب کروماتها با سطح جسم، ماده در برابر اکسایش محافظت می‌شود و رطوبت نمی‌تواند به داخل نفوذ کرده و باعث تخریب سطح تماس فلز و چسب شود (برای زدودن اکسیدها از سطح فلز می‌توان از روش سایش مکانیکی هم استفاده کرد). آلودگی هوا و رطوبت می‌تواند باعث کاهش اتصال‌پذیری و همچنین کاهش استحکام اتصالات بین چسب و سطح مورد نظر شود.

روش آماده‌سازی سطوح بسپاری

برای چسباندن پلی اتیلن، پلی پروپیلن، تفلون و استال‌ها با چسب‌های معمولی سطح مورد نظر نیاز به آماده‌سازی ویژه‌ای دارد. تمیز کردن دقیق و مناسب این سطوح ضروری است. روش‌های مختلفی برای آماده‌سازی این اجسام برای ایجاد اتصال وجود دارد. تفلون می‌تواند پس از شستشو با سدیم ایجاد اتصال کند. این امر سبب انتقال فلوئور از سطح جسم شده و لایه قهوه‌ای رنگ کربنی باقی می‌گذارد. دید کلی ساخت و مصرف چسب از گذشته رایج بوده‌است. در قدیم، از موادی چون قیر و صمغ درختان به عنوان چسب استفاده می‌کردند. در تمام قرون گذشته و همچنین قرن نوزدهم چسب‌ها منشأ حیوانی یا گیاهی داشته‌اند. چسب‌های حیوانی به‌طور عمده بر مبنای کلوژن مامالیام Mammaliam بودند که پروتئین اصلی پوست، استخوان و رگ و پی است و چسب‌های گیاهی از نشاسته و دکسترین دانه‌های گندم، سیب زمینی و برنج تهیه می‌شدند.

کاربردهای متنوع چسب از قرن نوزدهم به تدریج با پیدایش چسب‌های سنتتیک ساخته شده در صنعت پلیمر، چسب‌های سنتی و گیاهی و حیوانی از صحنه خارج شده‌است. صنعت چسب به صورت گسترده‌ای در حال رشد می‌باشد و تعداد محدودی وسایل مدرن ساخت بشر وجود دارد که از چسب در آن‌ها استفاده نشده‌است. در اتصالات اغلب وسایل از یک جعبه بسیار ساده غلات گرفته تا هواپیمای پیشرفته بوئینگ ۷۴۷ از چسب استفاده شده‌است.

امکانات بشر می‌تواند به وسیلهٔ چسب‌ها اصلاح گردد. این مطلب، شامل استفاده از سیمان‌های سخت شده توسط UV در دندانپزشکی و سیمان‌های پیوند آکلریلیک در جراحی استخوان می‌باشد. پیشرفت جدیدی که اخیراً در کاربرد چسب حاصل گشت، اتصال ریل‌های فولادی و تراموای جدید شهر منچستر بود. چسب‌ها نه تنها برای موادی که بایستی چسبانده و بهم پیوسته شوند، بلکه در ایجاد چسبندگی برای موادی از قبیل جوهر تحریر، رنگ‌ها و سایر سطوح پوششی، وسایل بتونه کاری و وجوه میانی در مواد ترکیبی از قبیل فولاد یا بافت پارچه، در تایرهای لاستیکی و شیشه یا الیاف در پلاستیک‌ها ضروری هستند.

اجزای تشکیل دهنده چسب‌ها مواد پلیمری چسب‌ها، همگی حاوی پلیمر هستند یا پلیمرها در حین سخت شدن چسب‌ها به وسیلهٔ واکنش شیمیایی پلیمر شدن افزایشی یا پلیمر شدن تراکمی حاصل می‌شوند. پلیمرها به چسب‌ها قدرت چسبندگی می‌دهند. می‌توان آن‌ها را به صورت رشته‌هایی از واحدهای شیمیایی همانند که به وسیلهٔ پیوند کووالانسی به هم متصل شده‌اند، در نظر گرفت.

پلیمرها در دماهای بالا روان می‌گردند و در حلال‌های مناسب حل می‌گردند. خاصیت روان شدن آن‌ها در چسب‌های حرارتی و خاصیت حل شوندگی آن‌ها در چسب‌های بر پایه حلال، یک امر اساسی می‌باشد. پلیمرهای شبکه‌ای در صورت گرم شدن جریان نمی‌یابند، ممکن است در حلال‌ها متورم گردند، ولی حل نمی‌شوند. تمامی چسب‌های ساختمانی، شبکه‌ای هستند، زیرا این مورد خزش (تغییر شکل تحت بار ثابت) از بین می‌برد.

افزودنی‌های دیگر بسیاری از چسب‌ها، علاوه بر مواد پلیمری دارای افزودنیهایی هستند از قبیل:

مواد پایدارکننده در برابر تخریب توسط اکسیژن و UV.

مواد نرم‌کننده که قابلیت انعطاف را افزایش می‌دهد و دمای تبدیل شیشه‌ای (Tg) را کاهش می‌دهد.

مواد پرکننده معدنی که میزان انقباض در سخت شدن را کاهش می‌دهد و خواص روان شدن را قبل از سخت شدن تغییر می‌دهد و خواص مکانیکی نهایی را بهبود می‌بخشد.

مواد تغلیظ‌کننده.

معرف‌های جفت‌کننده سیلانی.

صنعت خودروسازی ایران، پس از صنعت نفت بزرگ‌ترین صنعت در ایران است. هم‌اکنون ایران با ساخت ۱٬۳۹۵٬۴۲۱ دستگاه خودرو و ۳۵٬۹۰۱ دستگاه خودروی تجاری (در سال ۲۰۰۹) هجدههمین خودروساز بزرگ جهان و بزرگترین خودروساز خاورمیانه شده‌است. در سال ۲۰۰۹ ایران از لحاظ سرعت رشد صنعت خودرو مقام پنجم دنیا را پس از چین، تایوان، رومانی و هند کسب کرد. اما در چند سال گذشته انتقادات فراوانی به کیفیت و قیمت خودرو های ایرانی وارد شده است.

در سال ۲۰۰۱، ۱۳ شرکت دولتی و خصوصی در ایران وجود داشت که در میان آنها ایران خودرو و سایپا صاحب ۹۴٪ از کل تولیدات بومی بودند. شرکت ایران خودرو با در سال ۲۰۰۱ با تولید پیکان (که بعدها در سال ۲۰۰۵، سمند جایگزین آن شد) ۶۱٪ بازار و سایپا در همان سال ۳۳٪ بازار خودروی ایران را به خودشان اختصاص دادند.

تولیدات خودروی ایران در چند گونه خودروی مختلف موجود می‌باشد:خودروهای مسافری، چهار چرخ محرک، ون، کامیون‌ها، اتوبوس‌ها، مینی‌بوس‌ها و وانت‌ها. در ایران حدود ۵۰۰٬۰۰۰ نفر (تقریباً ۲٫۳٪ تمامی نیروی کار) به‌طور مستقیم در صنعت خودروسازی و بسیاری دیگر در صنایع مرتبط کار با این صنعت کار می‌کنند. تقریباً ۷۵٪ کل تولیدات خودروی کشور را خودروهای مسافری و ۱۵٪ آن را خودروهای وانت دربر می‌گیرند.

استفاده از پلیمر در صنعت خودرو

استفاده از پلیمری جدید برای تولید باتری های لیتیومی غیرقابل اشتعال

دانشمندان با استفاده از نوعی ماده جدید که از افزایش بیش از حد گرما جلوگیری می کند، باتری های لیتیومی بی خطرتر برای استفاده در خودروها تولید می کنند.

این ماده جدید در حقیقت نوعی پلیمر است که می تواند از انفجارات باتری که در ادامه به از بین رفتن آن منجر می شود، جلوگیری کند.

به گفته ابداع کنندگان ژاپنی چنین فناوری جدیدی، با به کار گرفتن پلیمر یاد شده در چنین باتری هایی استفاده راحت تر و بی خطر تر از باتری های لیتیومی در خودروهای دوگانه سوز و الکتریکی گسترش می یابد.

باتری های لیتیومی در لپ تاپ ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا در مقایسه با سایر باتری ها کوچک و سبک تر هستند. در خودروها نیز می توان این باتری ها را جایگزینی برای باتری های هیدریدی فلزی نیکلی که هم اکنون در خودروهای دوگانه سوز به کار گرفته می شوند، در نظر گرفت. اما تاکنون به جهت وجود برخی نگرانی های امنیتی و حفاظتی استفاده از گسترده آنها در چنین خودروهایی رایج نبوده است.

بر اساس گزارش تکنولوژی ریویو، این نگرانی ها عمدتا به انفجار و آتش گرفتن به هنگام گرم شدن شدید آن باز می گردد. اما اکنون استفاده از این پلیمر نگرانی خودروسازان را از بین برده است.

هيات دولت استفاده از مخازن سوخت پليمري چند لايه را اجباري کند

استفاده از باک هاي پليمري چند لايه موجب مي شود که هر خودرو در سال ۴۰۰ هزار ريال کاهش مصرف سوخت داشته باشد.

اين مخازن سوخت چهار ميليون ريال در هزينه هاي خرابي محيط زيست صرفه جويي مي کند.

مجموعه هاي سوخت رساني در گذشته فلزي بوده اند اما با پيشرفت تکنولوژي و توجه به محيط زيست به صورت پليمري درآمده اند به طوريکه نسل جديد باک هاي چند لايه جوابگوي استانداردهاي يورو ۳ تا يورو ۶ هستند و نسبت به باک هاي قديمي در آنها شاهد کاهش مصرف سوخت و بهينه سازي آن هستيم.

خودروهاي ساخت داخل هم اکنون از مخزن هاي سوخت تک لايه استفاده مي کند که توانايي پاس کردن استاندارد يورو يک را دارد و اميدواريم پس از افتتاح اين طرح شاهد استفاده باک هاي چند لايه در خوردوهاي ساخت داخل باشيم.

يکي از مواردي که به ما در اجراي اين طرح کمک بسزايي مي کند اين است که هيات دولت استفاده از اين باک ها در خودروهاي داخل را اجباري کند و سازندگان خودرو ملزم به کارگذاشتن آن بر روي خودروها شوند.

بيش از ۷۰ درصد از ۶۰ ميليون خودروهاي توليدي در دنيا از تکنولوژي مخازن سوخت پليمري چند لايه استفاده مي کند، اين باک ها داراي ۱۰۰ ليتر ذخيره سوخت هستند و ايمني آنها در مقايسه با باک هاي فلزي بسيار بيشتر است چرا که قابليت انعطاف پذيري و مقاومت آنها در مقابل ضربات بيشتر است.

تکنولوژی پوشش‌های پلاستیکی جدید در صنایع خودرو سازی

گسترش تکنولوژی پوشش جدید eco-sustainable برای پلاستیک‌ها جایزه‌ی CSIRO -یکی از جوایز برجسته‌ی زیست محیطی استرالیا (جایزه‌ی نوآوری Banksia)- و پروژه‌ی همراه (پوشش‌های پودری Dulux ) را بدست آورد. پوشش‌های خشک جدید، با توانایی ذخیره‌ی انرژی و تقریباً حذف انتشار اضافی و ضایعات جامد به عنوان نتیجه‌ای از گذشته‌ی صنعت اتومبیل سازی متکی بر تکنولوژی‌‌های wet Spray-painting تولید شدند.

صنعت اتومبیل سازی استرالیا در حال حاضر، سالانه ۶/۹ مگا لیتر رنگ مصرف می‌کند. تمام حلال‌های مورد استفاده در فرآیند هنگامی که ۵/۲ مگا لیتر از مواد جامد به انبار ضایعات برده می‌شوند به هوا منتقل می‌گردند. پیش بینی می‌شود که تکنولوژی پوشش جدید قابلیت صرفه جویی سالانه ۱۰۰ میلیون دلار را برای صنعت اتومبیل سازی استرالیا داشته باشد.

محققین از ربات برای ارزیابی تکنولوژی پوشش جدید استفاده می‌کنند.

سرپرست پروژه ( دکتر Voytek Gutowski ) می‌گوید: هدف تحقیقات غلبه بر نتیجه sustainability طولانی مدت برای صنعت اتومبیل سازی، صنایع پلاستیک و مبلمان توسط جایگزین کردن wet paint نهایی روی سطوح حساس به حرارت بود؛ مانند ترکیبات پلاستیکی با تکنولوژی پوشش پودری بدون ضایعات.

او همچنین میگوید: مشکلی که گروه قصد حل کردن آن را داشت این بود که ذرات پوشش‌های پودری تنها به سطوحی که هادی جریان الکتریسیته هستند می‌چسبند و این در حالی است که پلاستیک‌های مورد استفاده در صنعت اتومبیل سازی هادی نیستند.

او می‌گوید: ما این مشکل را بوسیله‌ی پوشش دادن سطح ترکیبات پلاستیکی با لایه‌ی نازکی از مولکول‌های چند عاملی در مقیاس نانومتر برطرف کردیم. پوشش‌های پودری Dulux نسل جدیدی از پوشش‌های پودری را که می‌توانند در دمایی پایین‌تر و مدت زمانی کمتر سخت شوند ایجاد کردند.

به دلیل مزایای زیست محیطی و کارایی منحصر به فرد، تکنولوژی پوشش جدید در طی سال‌های ۲۰۰۸-۲۰۰۶ با موفقیت صنعتی شد. از آن موقع به بعد سود مالی قابل توجه و افزایش اشتغال مشاهده شد.

این تکنولوژی همچنین اخیراً جایزه‌ی Victoria’s 2008 Premier’s Sustainability را کسب کرده است.

استفاده از چسب هاي پليمري در خودرو

چسب هاي پليمري نوعي از چسب ها هستند كه براي اتصال اجزا ساخته و پيش ساخته به يكديگر استفاده مي شوند و طي سالها كاربرد زيادي پيدا كرده اند آنها با به بوجود آوردن يك اتصال خوب و مطمئن مي توانند در شرايط محيطي مختلف دوام بياورند .با توجه به اينكه امروزه ساختمان قطعات صنعتي بسيار پيچيده شده اند و از طرفي مواد بكار رفته در آنها نيزمتنوع شده يكي از انتخاب هاي خوب مهندسان به كار بردن همين چسب هاي است كه توانسته جاي روش هاي قديمي تر جوشكاري را بگيرد . از مزاياي آنها ميتوان به كاهش وزن ، آب بندي خوب ، كم كردن تعداد قطعات واسطه ، مقاومت دربرابر خوردگي ، تحمل خستگي بيشتر و اتصال سريع قطعات بهيكديگر نام برد .

استفاده در محل های متفاوت خودرو:

۱- استفاده در لبه هاي درزمانند درب موتور ۲- لرزه گيري درب هاي عقب و جلو ۳- استفاده براي چسباندن زه هاي محافظتي دور دربهاي جلو و عقب ۴-براي زير گلگير و گلپخش كن ها ۵- بدنه رنگ نشده كه باعث ميشود پس از رنگ عمر رنگكاري بالا رود و مخصوصا در مناطق مرطوب عمر رنگكاري بالا برود .۶-استفاده در خود رنگ ۷-استفاده ازچسب براي زه هاي خارجي شيشه ها ۸- دور چراغ هاي ۹-سيستم ترمزو گيربكس براي آب بندي و استفاده در قطعات اصطكاكي ۱۰-برخي از اجزا و قطعات موتور

و همچنين براي اتصال نقاطي از سپر و عايق بندي در مقابل آب و صداهاي بيرون از اتاق سرنشينان

كاربرد كامپوزيت ها در صنعت خودرو

صنعت كامپوزيت يكي از صنايع رو به رشد در عرصة موادمهندسي است. امروزه به خاطر مزايايي كه كامپوزيت­ها نسبت به فلزات دارند، توسعة زيادي پيدا كرده­اند. از جمله مي­توان به كاربرد قطعات كامپوزيتي در صنعت خودرو اشاره كرد. مهندس مباهات، مدير عامل شركت نور­ايستا­پلاستيك، طي مصاحبه­اي با شبكة تحليلگران تكنولوژي ايران، به طرح ديدگاه­هايي در اين زمينه پرداخت كه در زير به برخي نكات مهم آن اشاره شده است:

اكثر قطعاتي كه در خودرو كاربرد دارند فلزي هستند، اما فلزات محدوديت­هايي دارند كه راه را براي استفاده از قطعات كامپوزيت در صنعت خودرو باز كرده است. كامپوزيت­هاي مورد استفاده در صنعت خودرو بيشتر از نوع كامپوزيت­هاي زمينه پليمري هستند. اين كامپوزيت‌ها از مواد ترمو­ست (گرما­سخت) و ترمو­پلاستيك (گرما­نرم) تشكيل شده­اند كه توسط الياف شيشه تقويت مي­شوند.

مزايا و صرفه­جويي ­ها

به علت مزايايي كه قطعات كامپوزيتي نسبت به قطعات فلزي دارند و صرفه­جويي­هايي كه در اثر استفاده از آنها ايجاد مي­شود، هر روز قطعات بيشتري از خودرو به قطعات كامپوزيتي تبديل مي­شود. در فلزات امكان ريخته­گري با ضخامتهاي كم را نداريم. اگر با ورق نيز به شكل­دهي قطعه بپردازيم، دور­ريز زياد دارد و ضايعات را زياد مي­كند. در صورتي كه براي كامپوزيت­ها اين محدوديت وجود ندارد و به خاطر قدرت سيلان بالا مي­توانند تمام قالب را پر كرده و شكل قطعه مورد نظر را كامل كنند.

در زير به بعضي از مزايا و صرفه­جويي­هاي ناشي از استفاده از مواد كامپوزيت در صنعت خودرو، اشاره شده است:

1. سبكي:

اين قطعات به خاطر وزن مخصوص كم داراي وزن كمتري نسبت به قطعات فلزي هستند. وزن تا حدود نصف و حتي بيشتر كاهش پيدا مي­كند. طبيعتاً اين كاهش وزن در كاهش مقدار سوخت و استفاده از موتورهايي با قدرت كمتر و كوچكتر موثر خواهد بود. اين مساله باعث صرفه­جويي در مصرف سوخت و در نتيجه كاهش آلودگي مي­گردد.

2. خواص مكانيكي بالا:

به همان نسبت كه وزن قطعات كم مي­شود، مقاومت مكانيكي آنها در ابعاد مختلف افزايش مي­يابد و به­طور متوسط در تمام خواص مكانيكي خواص بهتري نسبت به فلزات از خود نشان مي­دهند. اين مسئله باعث افزايش عمر قطعات خواهد شد.

3. مقاومت در برابر خوردگي:

بر خلاف فلزات تاثير مواد نمكي و شيميايي و اكسيد شدن در قطعات كامپوزيتي كم است يا اصلاً وجود ندارد كه باعث صرفه­جويي در هزينه­هاي نگهداري و افزايش عمر قطعات مي­شود و استفاده از قطعات در محيط­هاي مرطوب را براي مدت طولاني فراهم مي­نمايد.

4. سرمايه­گذاري كم:

بر خلاف قطعات فلزي براي توليد قطعات با استفاده از كامپوزيت­ها سرمايه­­­گذاري كمتري لازم است. به­طور مثال اگر براي توليد يك قطعه از فلز چند قالب لازم باشد، براي توليد همان قطعه با كامپوزيت، از يك يا دو قالب بيشتر استفاده نمي­شود.

5. سهولت توليد:

اين قطعات را مي­توان با ماشين آلات كمتر و با سهولت بيشتري نسبت به فلزات و با تعداد بيشتري توليد كرد.

روشهاي توليد

با توجه به­ نوع قطعه و خواص مورد نظر، در قطعات كامپوزيتي با زمينه پليمر، روش­هاي مختلفي براي توليد وجود دارد. در زير به شرح بعضي از آن­ها پرداخته­ايم:

۱) روشهاي دستي:(Hand Lay-up) كه روش پيچيده­اي نيست و تيراژ پايين دارد. اين روش براي قطعات ساده كه انتظار بالايي از نظر خواص مكانيكي از آنها نداريم استفاده مي­شود، مانند شناورها، قايق­ها، گلدانها و اتاقكها.

۲) روش:RTM (Resin Transfer Molding) در اين روش يك قالب زريني داريم كه پارچه­اي از فايبرگلاس در آن قرار مي­گيرد و سپس رزين تزريق مي­گردد. اين روش از دقت و صافي سطح بيشتري نسبت به روش دستي برخوردار است. ولي چون فشار بالا نيست به هم پيوستگي كمتري نسبت به روشSMC دارد. RTM نسبت به روش دستي به سرمايه­گذاري بيشتري نياز دارد.

۳) روش:SMC ( Sheet Molding compound) در اين روش ابتدا مواد ترموست (گرما­سخت) با الياف شيشه تقويت شده و سپس بصورت ورق در مي­آيد و سپس تحت گرما و فشار در قالب پرس شده و شكل مي­گيرد.

۴) روش :GMT (Glass Matt reinforced Thermoplastic) در اين روش مواد ترموپلاستيك (گرما­نرم) با پارچه­اي از فايبر گلاس مسلح شده و تحت فشار شكل مي­گيرند.

۵) روش :FW (Filament Winding) اين روش عمدتاً براي توليد قطعات مدور استفاده مي­شود كه به صورت پيوسته توليد مي­شوند، مثلاٌ براي توليد لوله­ها، به دور هسته­اي استوانه­اي، فايبر گلاس آغشته به رزين پيچيده مي­شود و بعد مواد تحت گرما حالت نهايي به خود مي­گيرند.

۶) روش :BMC (Bulk Molding Compound) توده­اي از خمير كه شامل مواد پليمري و فايبرگلاس مي­باشد، تحت فشار به قالب تزريق مي­شود.

۷) روش : LFT (Long Fiber Thermoplastic) در اين روش مواد ترموپلاستيك با الياف شيشه در داخل اكسترودر مخلوط مي­شوند و پس از خروج از اكسترودر تحت فشار، قطعه شكل نهايي را به خود مي­گيرد.

روش­هاي SMC و GMT بيشتر در ساخت قطعات در صنعت خودرو كاربرد دارند. امروزه تمام بدنة خودرو از روش SMCتوليد مي­شود. به­طور مثال مي­توان به خودرو رنو مدل spas اشاره كرد كه تمام بدنه آن كامپوزيتي است. سپرها، سيني زير موتور، قطعات زير خودرو (Under body cover)، سقف خودور، قاب چراغ­ها، سيني جا چراغي، جاي فن و غيره از جمله قطعاتي هستند كه معمولاٌ از كامپوزيت­ها ساخته مي­شوند.

کاربرد کامپوزیت­های قابل بازیافت در خودرو­های هایپرکار

از زمان تولید خودروهای نسل جدید، طراحان خودروی شرکت هایپرکار فرصت آن را داشته­اند که

خودرویی تولید کنند که تمامی اجزاء آن قابل بازیافت باشد. آنها توانسته­اند خودروی هایپرکار را

از موادی قابل بازیافت وکاملاً تفكیك‌پذیر بسازند. هر چه قدر تفکیک اجزاء مواد مشکل‌تر باشد

همان قدر بازیافت یک خودرو مشکل‌تر است.

مواد کامپوزیتی پیشرفته­ای که برای کاربرد در این وسایل نقلیه پیشنهاد شده­اند، بسیار متفاوت از نمونه­های رایج است و در این میان، مسئله اصلی بازیافت مواد می‌باشد و بازیافت آنها تاسیسات و امكانات جدیدی را می­طلبد.

وسایل نقلیه هایپرکار دو مزیت عمده نسبت به خودروهای رایج دارند:

مزیت اول: مواد کامپوزیتی به کاربرد شده در خودروهای هایپرکار بسیار بادوام هستند، زنگ نمی­زنند، خوردگی ندارند، خش نمی­افتند و این به خودرو اجازه می­دهد که به روز بماند.

مزیت دوم: زمانی که اتومبیل‌های هایپرکار نیاز به بازیافت دارند، از لحاظ تجاری، امکان استفاده از فرآیندهای جدیدی نظیر پیرولیز و سولوولایز (Solvolysis) کاتالیزوری در شرایط کم دما وجود دارد. فرآیند پیرولیز کم­دما، امکان فنی بازیافت کامپوزیت‌های پیشرفته را می­دهد. یافتن بازار مناسب برای مواد بازیافت شده، خود بحث دیگری است.

در حالی که پیش­بینی آیندة این بازارها مشکل است ولی روند کنونی، آینده خوبی را برای این بازارها پیش­بینی می­كند.

در هر حال، اگر تنها مواد شاسی و بدنة اتومبیل هایپرکار غیرقابل بازیافت باشد، وزن این اجزاء بسیار کمتر از تجهیزات غیرقابل بازیافت خودروهای رایج می­باشد.

تحلیل:

در قرن جدید محیط زیست یکی از مهمترین مباحثی است که کشورهای پیشرفته همگام با پیشرفت و توسعه به آن می­پردازند. اجلاس جهانی اخیر نیز که با محوریت زمین و محیط زیست در آفریقای جنوبی با حضور سران کشورهای جهان برگزار شد، بر اهمیت موضوع صحه می­گذارد.

در راستای حفظ محیط زیست قوانین و مقررات جدیدی مطرح و تصویب می شوند که به یک مورد از آن­ها که توسط اتحادیه اروپا مقرر شده است اشاره می‌شود:

تولید کنندگان خودرو و مواد و دستگاه‌ها موظفند که :

۱- اتومبیل‌هایی را طراحی و تولید نمایند که قابل بازیافت و دارای مواد برگشت پذیر باشند.

۲- مواد بازیافت شده را مجدداً در تولیدات خود استفاده نمایند.”

که هدف این دستورالعمل آن است که تا سال ۲۰۰۶ نرخ برگشت‌پذیری اتومبیل­ها به ۸۵ درصد و تا سال ۲۰۱۵ به ۹۵ درصد برسد.

با توجه به موارد فوق و بحث کاهش وزن خودرو (جهت کاهش مصرف سوخت)، استفاده از کامپوزیت‌ها در خودروها منوط به قابلیت بازیافت آنها می­گردد. حال با توجه به جهانی شدن بازارها، بهتر است که شرکت‌ها و صنایع تولیدکننده قطعات خودرو در کشور ما نیز متوجه استانداردها و قوانین بین‌المللی باشند تا بتوانند در فرآیند جهانی حفظ محیط زیست و همچنین ورود به بازارهای بزرگتر موفق باشند.

عصر نانو کامپوزیت‌ها فرا رسیده‌ است.

مواد نانوکامپوزیتی به آن دسته از موادی اطلاق می‌شود که فاز تقویت‌کننده آن دارای ابعادی در مقیاس یک تا ۱۰۰ نانومتر باشد که شامل نانوکامپوزیت‌های پلیمرـ سرامیک، پلیمر ـ فلز، سرامیک ـ فلز و سرامیک ـ سرامیک هستند.

مواد نانوکامپوزیتی در دهه آخر قرن۲۰ پا به عرصه علم و فن‌آوری گذاشته و پیشرفت‌های قابل‌توجهی در این سال‌ها داشته‌اند.

برحسب مواد تشکیل‌دهنده، می‌توان آن‌ها را به‌صورت نانوکامپوزیت‌های پلیمرـ سرامیک، پلیمر ـ فلز، سرامیک ـ فلز و سرامیک ـ سرامیک دسته‌بندی کرد.

نانوکامپوزیت‌های پلیمری، ترکیباتی از پلیمرها و مقدار ۲ تا ۱۰ درصد وزنی از ذرات نانومتری نظیر خاک رس، نانولوله‌های کربنی هستند.

تقویت‌کننده نانومتری به‌دلیل داشتن ابعاد بسیار کوچک و سطح بسیار بالا در مقایسه با تقویت‌کننده‌های معمولی در سطح بارگذاری «Loading» کمتر باعث بهبود خواص مورد نظر شده و مسائل مربوط به تقویت‌کننده‌های رایج نظیر افزایش وزن، نقایص سطحی و مشکلات فرآیندپذیری در آن‌ها کمتر دیده می‌شود.

به‌همین دلیل، نانوکامپوزیت‌ها جایگزین خوبی برای کامپوزیت‌های معمولی هستند؛ چراکه کارآیی بهتر و وزن کمتری ‌دارند.

محصولات تهیه‌شده از نانوکامپوزیت‌های پلیمری قابلیت استفاده در صنایع شیمیایی، خودروسازی، ساختمان، نظامی، پزشکی، لوازم خانگی، ورزشی، کشاورزی و الکترونیکی را داشته و استفاده از آن‌ها در این صنایع، کاهش مصرف سوخت و انرژی، افزایش مقاومت و ایمنی در برابر زلزله و آتش‌سوزی، افزایش عمر سازه‌ها، کاهش خسارات ناشی از زمان نگهداری مواد غذایی و محصولات کشاورزی‌،‌ کاهش خسارات ناشی از خوردگی و به‌طور خلاصه، استفاده بهینه از منابع موجود را می‌تواند به‌همراه داشته‌باشد.

ضرورت توجه به نانوکامپوزیت‌های پلیمری

با توجه به حجم گسترده استفاده از کامپوزیت‌های معمولی در داخل کشور و با عنایت به حجم بالای تولید پلیمرها در سال‌های آتی از‌سوی شرکت ملی صنایع پتروشیمی و لزوم افزایش کاربری این پلیمرها‌، تولید نانوکامپوزیت‌های پلیمری یکی از مناسب‌ترین راه‌های پاسخ‌گویی به نیاز بازار و بهبود خواص و گسترش دامنه کاربرد پلیمرهای داخلی است.

در‌حال‌حاضر، میزان مصرف کل آمیزه‌های پلیمری در داخل کشور حدود ۱۵۰ هزار تن در سال است که بخشی از آن، از طریق واردات از کشورهایی مثل هلند‌،‌ ایتالیا‌، تایوان‌، سوئد، آلمان و بخش دیگر به‌وسیله تولیدکنندگان داخلی تامین می‌شود.

این آمیزه‌ها عمدتا در صنایع خودرو‌، لوازم خانگی و اداری‌، لاستیک‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

با توجه به خواص برتر نانوکامپوزیت‌های پلیمری در مقایسه با آمیزه‌های معمولی پلیمری و با عنایت به روند نزولی قیمت جهانی نانوذرات و در نتیجه امکان رقابت این محصولات از نظر قیمت‌،‌ انتظار می‌رود با تولید نانوکامپوزیت‌ها در داخل کشور می‌توان آن‌ها را جایگزین بخش عمده‌ای از آمیزه‌های معمولی پلیمری کرد.

زمینه‌های تحقیقاتی

برخی زمینه‌های تحقیقاتی درباره نانو‌کامپوزیت‌های پلیمری عبارتند از:ساخت نانوکامپوزیت‌ها بر پایه پلیمرهای مختلف با هدف ارتقای کیفیت و ارزش‌افزوده محصولات پلیمری پتروشیمی، توسعه روش‌های شناسایی و شکل‌دهی نانوکامپوزیت‌های پلیمری، ساخت پلیمرهای مقاوم در برابر شعله برای کاربردهای الکتریکی‌، الکترونیکی و لوازم خانگی، افزایش پایداری ابعادی و استحکام مکانیکی پلیمرها برای کاربردهای صنایع خودرو و لوازم خانگی.

دیگر زمینه های تحقیقاتی نانو‌کامپوزیت‌های پلیمری شامل: ساخت پلیمرهای ‌هادی جریان الکتریسیته برای کاربردهای الکتریکی‌، الکترونیکی و صنایع نظامی، ساخت پلیمرهای مقاوم در برابر باکتری‌ها و میکرب‌ها برای کاربردهای بسته‌بندی‌، لوازم خانگی و خودرو، افزایش مقاومت پلیمرها در برابر نفوذ گازها و بخارات برای کاربردهای بسته‌بندی محصولات کشاورزی، ساخت غشاهای نانوکامپوزیت پلیمری برای فرآیندهای خالص‌سازی و جداسازی گازها، ساخت هیدروژل‌های نانوکامپوزیت پلیمری با هدف افزایش کارآیی آن‌ها در ازدیاد برداشت نفت، می شوند.

در کشورهای پیشرفته، فعالیت‌های تحقیقاتی در زمینه نانوکامپوزیت‌های پلیمری از حدود سال ۱۹۹۰ آغاز شده و در بسیاری از موارد نتایج تحقیقات به صنعت رسیده و کاربردی شده‌است.

به‌عنوان مثال در سال ۲۰۰۵ شرکت جنرال موتورز با به‌کارگیری نانوکامپوزیت‌های پلیمری، خودرویی به بازار عرضه کرد که حدود ۷ درصد سبک‌تر از خودروهای مشابه بود.

در داخل کشور نیز فعالیت تحقیقاتی در زمینه نانوکامپوزیت‌های پلیمری از حدود ۶ سال پیش آغاز و نتایج خوبی نیز حاصل شده‌است.

این به‌دلیل نبود الزامات قانونی و همچنین اطلاع‌رسانی کم در این زمینه و به‌کارگیری نانو کامپوزیت‌ها در صنایع داخلی رایج نشده‌است. مطبوعات و صدا‌و‌سیما می‌توانند نقش مهمی در این زمینه ایفا کنند.

بازار جهانی نانوکامپوزیت‌های پلیمری

پیش‌بینی شده‌است، بازار جهانی نانوکامپوزیت‌های پلیمری تا سال ۲۰۰۹ به ۲/۱ میلیارد ‌پوند برسد که یک میلیارد ‌پوند آن مربوط به نانوکامپوزیت‌های حاوی نانو ذرات خاک رس و بقیه شامل نانولوله‌های کربنی خواهد بود.

پیش‌بینی می‌شود، تا آن موقع‌، نانوکامپوزیت‌ها تا حدودی جایگزین کامپوزیت‌های رایج در کاربردهای سازه‌ای مانند لوله و اتصالات، در قطعات، اجزای داخلی موتور و بدنه بیرونی خودرو، بسته‌بندی مواد غذایی و دارویی، وسایل الکتریکی و کاربردهای ویژه مانند تجهیزات نظامی و فضایی شوند.