علم سرامیک

موارد کاربرد محصول و آینده کاربرد آن

آهک از جمله مصالح ساختمانی می باشد که قرنها پیش شناخته شده است. از جمله ملاتهای آبی، ملات آهک است که مصری‌ها و یونانی‌هاي قدیم با مخلوط کردن آن با خاکستر آتش‌فشانی، خاک آجر و آب به نوعی آهک آبی دست می‌یافتند که خاصیت سخت شدن و فشارپذیری قابل توجهی داشت. با بکار بردن این ساروج رومی‌ها توانستند ساختمانهای عظیمی بسازند که بقایای آن پس از گذشت چند هزار سال پا برجا و قابل مشاهده است. در ایران نیز در زمان قدیم در مناطق مرطوب بویژه مناطق شمالی خلیج فارس از نوعی ساروج استفاده میکردند که دارای خواص هیدرولیکی جالب  و مقاومت فشاری بالایی بود که هنوز هم تأسیسات بندری که از این ساروج ساخته شده در نقاطی مانند بندر لنگه و بندر بوشهر پابرجا می‌باشد.
پودر میکرونیزه در صنایع مختلف مانند تولید پی وی سی ، رنگ، کابل و سیم، پلاستیک و لاستیک، غذایی و دارویی، کاغذ، شوینده ها، حفاری نفت، کفش پلاستیکي و زیره کفش(چرم مصنوعی)، بهداشتی و ... بکار برده می شود که در ادامه به جزئیات موارد مصرف این محصول پرداخته شده است.

 صنعت پلی وینیل کلراید (pvc) -1

یکی از پلیمرهای مهم که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد pvc یا همان صنعت پلی وینیل کلراید می باشد. Pvc به دو گرید سخت و نرم تقسیم می شود که هرکدام از آنها کاربردهای متنوعی دارند که از جمله میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

پی وی سی سخت در ساخت لوله ها، بست و اتصالات، پروفیل، فیلم و ورق، قالب گیری دمشی و نوارهای ضبط کاربرد دار

• پی وی سی نرم در ساخت عایق سیم و کابل، فیلم و ورق، کفپوش ها و پارچه های چرمی کاربرد دارد.

این ماده توسط شرکت های پتروشیمی داخل کشور در گریدهای مختلف تولید می شود که جزئیات هرکدام از گریدها در استانداردها قابل دسترسی می باشد.
خواص پی وی سی:
پی وی سی ترموپلاستیکی آمورف است ومعمولاً به شکل پودر بیرنگ وجود دارد. ماده ای است سخت که رنگ پذیری آن محدود میباشد. هنگامی که گرم شود خاصیت چسبندگی خوبی به فلزات دارد. پی وی سی سخت (بدون نرم کننده) در مقابل محلول اسیدها، بازها، الکلهای سبک و روغن ها مقاوم است. بنزین، بنزین و دیگر حلالها آن را متورم میکنند. پی وی سی نرم شده مقاومت شیمیایی کمتری نسبت به پی وی سی نرم نشده دارد. مقاومت خزشی پی وی سی بسیار خوب است. وزن مولکولی را در پی وی سی بوسیله گرانروی محلول رقیق شده آن تعریف و تعیین می کنند. این تبدیل به وسیله عدد گرانروی بیان می شود.
 یکی از ویژگیهای مهم پی وی سی مقاومت در برابر آتش گیری (Self extinguish) می باشدکه این پلیمر را از سایر پلیمرها متمایز کرده است. پی وی سی نرم نشده ماده ای است آتش گیر ولی در صورتیکه منبع آتش را از آن دور کنند خود بخود خاموش میشود ولی پی وی سی نرم شده به سوختن ادامه می دهد.
انواع پی وی سی:
علت اصلی تولید انواع پی وی سی، خواص مختلف این رزین در کاربردهای مختلف آن میباشد.هموپلیمرهای پی وی سی که حجمی حدود 80درصد از کل تولید انواع مختلف پی وی سی را بخود اختصاص داده اند حاوی حدود 8/56 درصد کلر در زنجیره کربنی میباشند. سه مشخصه مهم که فرآیند و استفاده از رزین مورد نظر اثر میگذارند عبارتنداز وزن مولکولی، اندازه ذرات و پیکربندی ذرات. پی وی سی کلرینه شده که در آن میزان کلر از 8/56 درصد به حدود 67درصد افزایش می يابد و در نتیجه باعث افزایش درجه حرارت خمیدگی گرمایی می شود در مقابل حرارت مقاوم بوده و از آن در لوله کشی آب گرم استفاده میکنند. گذشته از همو پلیمرهای پی وی سی تعداد زیادی از کوپلیمرهای آن نیز وجود دارند. وینیل کلراید با مواد گوناگونی مانند وینیل استات، استرهای اکريلیک و وینیلیدین کلرایدکوپليمریزه مي شود که مهمترین آنها بدليل سهولت سیلان در خلال فرآیند کوپلیمر وینیل استات می باشد. علاوه بر موارد ذکر شده فوق کوپلیمرهای دیگری نیز وجود دارند که در موارد زیر مورد استفاده قرار میگیرند:

• وینیل کلراید و 2 تا 15 درصد وینیل استات برای فیلم و ورق.
• وینیل کلراید و 14 درصد وینیل استات بعلاوه 1درصد اسید مالتیک برای ساخت روغن جلا.
• وینیل کلراید و 30 درصد استایرن برای تولید کف پوش.
• وینیل کلراید و 45 – 30 درصد اکریلونیتریل برای تولید فیبرها.

مواد افزودنی به پی وی سی

از آنجائیکه پی وی سی ترموپلاستیکی حساس در برابر حرارت است اجزای ترکیبی معینی را باید به آن اضافه نمود تا بتوان آن را تبدیل به کالای ساخته شده و محصول نهایی کرد. افزایش این مواد هم در فرآیند پی وی سی و هم در کارآیی آن نقش بسیار مهمی بازی میکند. پایدار کننده های حرارتی در فرآیند کلیه محصولات پی وی سی بکار میروند و از نظر کاربرد و کارآیی اهمیت دارند.افزودنیهای مهم دیگری که مورد استفاده قرار میگیرند عبارتنداز: نرم کننده ها، روان کننده ها، اصلاح کننده های ضربه پذیري، پرکننده ها و رنگینه ها. خواص مخصوص نیز ممکن است در صورت استفاده از عوامل متورم کننده، مواد ضد اشتعال، مواد ضد قارچ، مواد ضد الکتریسیته ساکن و غیره بدست آید. پلیمر انتخاب شده و روش ترکیب آن با افزودنیهای فوق بستگی مستقیم به شکل فیزیکی محصول، چگونگی فرآیند و نوع خواص مورد انتظار از محصول نهایی دارد. قدیمی ترین تکنیکی که در این زمینه بکار گرفته می شود بصورت ریختن رزین و دیگر اجزاء در یک مخلوط کن نواری یا یک مخلوط کن دارای سرعت بالا، انتقال مخلوط به یک نورد و سپس به بن بوری یا مخلوط کن مداوم که در آنجا مخلوط تحت عمل اختلاط گرم که ضمناً با چینش بالا نیز همراه است میباشد. پر کننده ها بمنظور کاهش قیمت  استفاده میگرددکه از جمله این موارد میتوان به خاک چینی،کربنهای کلسیم (گچ – سنگ آهک آسیا شده)، تالک، کربنات کلسیم سبک و باریت اشاره نمود.
از پودر میکرونیزه جهت مسلح کردن اشیا لاستیکی و همچنين بالا بردن قدرت دوام و استحکام این نوع تولیدات و همچنین جهت ازدیاد فرم پذیری و ضربه گیری در مقابل فشار و ضربه مخصوص پی وی سی سخت استفاده می شود میزان مصرف پودر میکرونیزه در این نوع صنعت بطور تقریبی 25 درصد برآورد میگردد.
مشخصات پودر میکرونیزه در این صنعت به شرح زیر میباشد:
میزان cao  بیش از 97 درصد میزان fe2o3  کمتر از 3 درصد و درجه ریزی آن بیش از 350 مش.

 صنعت رنگ

در این صنعت از پودر میکرونیزه به عنوان پرکننده(فیلر) استفاده می شود
مشخصات پودر مصرفی در این صنعت بشرح ذیل می باشد
میزان cao  بیش از 97 درصد میزان fe2o3  کمتر از 1 درصد و درجه ریزی آن بیش از 500 مش
بطو تقریبی مصرف پودر میکرونیزه در صنعت رنگ ایران 22 درصد در نظر گرفته می شود.

صنعت کابل و سیم

از پودر میکرونیزه برای استحکام و به عنوان پرکننده بمیزان 20 درصد جهت تولید کابل و 10درصد جهت تولید سیم مصرف می شود. مشخصات پودر مصرفی باید دارای خلوص cao  دارای 98 درصد ، رطوبت کمتر از 1درصد و درجه دانه بندی حدود 350 مش باشد. البته جهت تولید کابل از ماده اولیه ای بنام امیا استفاده میگردد که حدود 99درصد پودر میکرونیزه و 1درصد اسید استئاریک تشکیل گردیده است. مصرف پودر با درجه ریزی کمتر از 350 مش و خلوص کمتر باعث ترک خوردگی و شکنندگی این نوع محصولات خواهد شد. میزان مصرف پودر میکرونیزه در شرکت کابل سازی ایران بعنوان نمونه بشرح جدول ذیل می باشد:
جدول شماره 1 – میزان مصرف پودر میکرونیزه در شرکت کابل سازی

  صنعت پلاستیک و لاستیک

پودر میکرونیزه بسیار نرم در این صنایع مصرف میگردد. از این مواد جهت تولید لوله و اتصالات و لوازم پلاستیکی و همچنین لاستیک و تایر استفاده می شود. پودر میکرونیزه در این صنعت برای پر کنندگی و مقاومت محصول در مقابل حرارت و استحکام استفاده می کنند. مشخصات پودر میکرونیزه در این صنعت به این صورت است که میزان cao  حداقل 98 درصد، درجه رطوبت حداكثر 1درصد،  میزان fe2 o3  حداکثر 2 درصد ، ph  5/8 تا 5/9 درصد باشد.

 صنعت غذایی و دارویی

در این صنایع پودر میکرونیزه بعنوان پرکننده و تولید آنتی بیوتیکها، ضداسیدها، دندانپزشکی استفاده میگردد و با خلوص 100درصد جهت تولید لوازم آرایش و بعنوان پر کننده کاربرد دارد.

 صنعت کاغذ

از نوع کربنات کلسیم رسوب داده شده بعنوان کدر کننده، صاف کننده، پرکننده و همچنین مانع پخش جوهر روی کاغذ استفاده می گردد

صنعت شوینده ها

در این صنعت از پودر میکرونیزه جهت تهیه مواد سفید کننده با اندازه مخصوص و نرم استفاده میگردد.

 صنعت حفاری نفت

در حفاری چاههای نفت و در ترکیبات سیال حفاری، از پودر میکرونیزه با خلوص 85درصد و با مش 325 استفاده میگردد.

صنعت کفش پلاستیکی و زیره کفش 

در این صنعت بعنوان پرکننده از پودر میکرونیزه با دانه بندی حدود چند میکرون و سطح خارجی  که با یک نوع چرب کننده پوشیده شده است بکار میرود که خواص مذکور در ادامه را به محصول میدهد.

• براق کننده سطح خارجی جسم.
• افزایش دهنده مقاومت در مقابل بیشتر پاره شدن و کشیده شدن.
• عدم ایجاد زردی در جسم یعنی رنگ سفید را ثابت نگه میدارد.
• کم کننده خاصیت ارتجاعی.
• در مقابل چربی ثابت است.

در این صنعت حد مصرف مشروط به این مسئله است که حالت ارتجاعی جنس مورد مصرف حفظ و رعایت شودو درجه پرکنندگی در کفش و بخصوص زیره کفش فاکتور مهم بحساب می آید که در آنها 20درصد پرکننده مصرف میشود.

 صنعت بهداشتی

در این صنعت از پودر میکرونیزه با خلوص 100درصد جهت تولید خمیر دندان استفاده میگردد. از دیگر موارد کاربرد پودر میکرونیزه، تولید فرش ماشینی،مکالئوم،موکت، انواع چسب موکتي و صنایع دیگر میباشد.
اندازه مش مصرفی پودر میکرونیزه در صنایع مختلف بشرح جدول ذیل ارائه شده است.
ردیف    موارد مصرف در صنایع                       اندازه مش           موارد مصرف در صنایع     اندازه مش
1         صنایع شوینده،پودر کفشوی،صابون    170 - 100           مرکب چاپ                    2500
2         گرانول                                            3500 – 800         کاغذ                            2500 – 1500
3         انواع مستربچ                                  3500 – 800         خوراک دام                    1500 – 400 – 325
4         انواع رنگ                                        3500 - 400          چرم مصنوعی               2500 - 800
5        پلاستیک                                         1500 – 400         چسب                         2500 – 600
6        لاستیک                                          1500 – 400         رزین                            2500 – 600
7        سیم و کابل                                    2500 - 400          دارویی                         1500 - 800

  کربنات کلسیم(پودر میکرونیزه

استفاده از ملاتهایی همچون آهک، ساروج و گچ که مواد اولیه به صورت جداگانه به محل اجرا (ساختمان) حمل می شود به دلیل مشکلات ایجاد شده از سال 1960 به بعد به آرامی منسوخ شده است و در حال حاضر در کشورهای پیشرفته از روش جایگزین آن و در واقع از ملاتهای خشک استفاده میکنند. یکی از این ملاتهای خشک پلاستر کربنات کلسیم می باشد که بمنظور اندود کاری داخل ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد. برخی از خواص عمده آن بشرح ذیل است:
-    جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی در ساختمان بدلیل وجود مواد آنتی اکسیدانت.
-    زمان گیرش اولیه زیاد و قابلیت عملیات ابزار کاری در طول مدت 45 دقیقه.
-    سختی بسیار بالاتر از کچ و قابل مقایسه با بتن.
-    چسبندگی بسیار زياد و قابلیت اجرا بر روی سطوح مانند بتن، چوب، سفال و3D Panel.
-    وزن مخصوص پائین که باعث سبکی ساختمان می باشد(1060 کیلوگرم بر متر مکعب.)
-    مقاومت در برابر حریق و شعله مستقیم.
-    مقاومت در برابر انتقال حرارت  و برودت که باعث میشود در فصول گرم محیط خنک و در فصول سرد محیط گرم باشد.
-    مقاومت و پایداری در برابر رطوبت.
-    اجرای بسیار سریع روی سطوح بطوریکه در هرشیفت کاری با یک دستگاه شات کریت حداقل 80 الی 120 متر مربع را میتوان پوشش داد.
-    دانه بندی ریز در حد مش 400 و صافی سطح پس از اجرا.
-    قابلیت اختلاط با پیگمت های رنگی.
-    حذف مرحله گچ و خاک در ساختمان.
-    قیمت پائین و قابل رقابت با گچ کاری معمولی.
-    گیرش ثانویه پائین و قابل رقابت با گچ کاری معمولی.
-    عدم وجود ترک های سطحی.
-    به لحاظ زیست محیطی عاری از هر آلودگی می باشد.
-    عدم وجود اثرات نامطلوب بر روی پوست بدن در زمان اجراء.
-    مقاومت بالا در مقابل خراش های سطحی