در این سری مقالات به بررسی کاربرد های مختلف کامپوزیت که نوعی خاص از مواد ژئوسنتتیک است، می پردازیم.
انواع کامپوزیت ها کدام هستند؟
همانطور که میکروکامپوزیت های معمولی می‌توانند برخی از خواص مورد نظر مواد کامپوزیت (مانند خواص مکانیکی و حرارتی) را تغییر دهند، اما در عین حال نیز می تواند سایر خواص را (مانند خواص الکتریکی) به صورت منفی تحت تأثیر قرار دهد.
نکته قابل توجه این است که نانوکامپوزیت‌های پلیمری نوظهور، بهبودهای قابل توجهی را در ترکیب خواص الکتریکی، حرارتی و مکانیکی ایجاد می‌کنند.
این اثرات عمیق، منافع بزرگی را به خصوص برای صنعت عایق فشار قوی و در راستای ارتقای خواص الکتریکی ایجاد می کند.
پیشرفت نانوکامپوزیت‌های پلیمری در صنعت عایق فشار قوی نسبت به سایر صنایع با سرعت کمتری صورت گرفته است.
ایده استفاده از نانو دی الکتریک های پلیمری در عایق‌های الکتریکی توسط لوئیس۱ در سال ۱۹۹۴ و با چاپ مقاله‌ای با عنوان ”دی‌الکتریک‌های نانو” مطرح گردید.
در این مقاله، لوئیس با گنجاندن نانو، تغییرات خواصی را که می‌توانست برای کاربردهای عایق‌های الکتریکی مفید باشد، پیش‌بینی نمود.
با این حال تلاش جهت توسعه نانودی‌الکتریک‌ها، محدود به آن زمان نبود. تا اوایل قرن ۲۱، که محققان بررسی این موضوع را آغاز کرده بودند، زمانی بود که برخی نتایج امیدوارکننده در مورد تغییر خواص با موفقیت ثبت شده بود.
نانوکامپوزیت‌های پلیمری دارای سه جزء اصلی می‌باشند:
- ماتریس پلیمر، 2. نانوپرکننده های و 3. ناحیه تعامل گفته می‌شود که حد واسط بین ماتریس و پرکننده، نقش اساسی را در ارتقای خواص نانوکامپوزیت‌های پلیمری بازی می‌کند.
ماتریس پلیمر دارای سه طبقه‌بندی اصلی می‌باشد: مواد گرمانرم (ترموپلاستیک‌ها)، مواد گرماسخت (ترموست) و الاستومرها (لاستیک‌ها).
همچنین نانو پرکننده ها بر اساس ابعاد شان طبقه بندی می‌شوند:
تک بعدی: معمولاً اشاره به صفحه های نازک دارد؛
دوبعدی: مربوط به نانوسیم ها و نانولوله ها می باشد؛
و سه بعدی: اشاره به اکسیدهای غیر آلی (معدنی) دارد.
در میان تحقیقاتی که در زمینه برق انجام گرفته است، معمولترین نانو پرکننده ها برای مصارف عایق، نوع تک بعدی مانند سیلیکات رس یا سیلیکات لایه‌ای و نوع سه‌بعدی مانند، آلومینا (Al2O3)، سیلیکا (SiO2)، تیتانیا (TiO2) و بسیاری از این قبیل می باشند.
با توجه به خواص متمایز نانوکامپوزیت‌ها، محققان در سراسر دنیا به دنبال احتمالات مختلف ترکیب ذراتی با اندازه نانو با پلیمرهای پایه بودند.
در حال حاضر نمونه‌هایی از نانوکامپوزییت هایی که در حال توسعه می‌باشند عبارتند از:
نانوکامپوزییت‌های پلی‌اولفین‌ها/ رس ها، نانوکامپوزییت‌های اکسیدهای اپوکسی/ غیرآلی، نانوکامپوزییت‌های نانولوله‌های الاستومر/ کربن، نانوکامپوزییت‌های کوپلیمرهای اتیلن- وینیل/ گرافیت و نانوکامپوزییت‌های ترفتالات پلی‌اتیلن/ سرامیک
خواص الکتریکی مختلف نانوکامپوزییت های پلیمری برای کاربردهای عایق فشار قوی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
برخی از این خواص عبارتند از:
استحکام شکست دی‌الکتریک، گذردهی۴، ضریب اتلاف، تشکیل بار فضایی، مقاومت تخلیه جزئی۵ و استحکام جریان خزشی۶. تحقیقاتی که بر روی این خواص انجام گرفته، نشاندهنده نتایج امیدوارکنندهای در زمینه عایق‌ها می‌باشد.
کاربرد نانو کامپوزیت ها در سیستم‌های توزیع برق
ولیکن تحقیق در مورد کاربرد نانوکامپوزییت‌های پلیمری برای عایق‌های الکتریکی، صورت گرفت، و پس از آن، تحقیقی در رابطه با برخی منافع بالقوه نانوکامپوزییت‌های پلیمری انجام دادند.
در این تحقیق، خواص غیرمعمول نانوکامپوزییت‌های پلیمری مورد بررسی قرار گرفتند و نتیجه این بررسی نشان داد که این خواص در مقایسه با پلیمر پایه و به اصطلاح میکروکامپوزیت‌های پلیمری (کامپوزییت‌های پلیمری که به آنها میکروپرکننده (میکروفیلر) اضافه شده است) بسیار متفاوت می‌باشد.
شرکت بزرگ آرین خاک ایرانیان با تجربه انجام پروژه های عمران و ژئوسنتتیک در سراسر کشور با بیش از 10 سال سابقه درخشان در این زمینه می تواند به شما کمک کند.
