متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته : مهندسی شیمی

گرایش : کاربردی

عنوان : اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی عایق‌های رطوبتی با استفاده از گوگرد و خاک تصفیه روغن

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد علوم داروئی

دانشکده علوم و فن‌آوری‌های نوین،گروه شیمی

پایان‌نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد (M.SC)

گرایش: کاربردی

عنوان:

اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی عایق‌های رطوبتی با استفاده از گوگرد و خاک تصفیه روغن

استاد راهنما:

جناب آقای دکتر وحید حدادی

استاد مشاور:

سرکار خانم دکتر انسیه قاسمی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

فهرست مطالب:

خلاصه فارسي………………………………………………………………………………………………………… 1

فصل اول: کلیات

1-1. ضرورت و اهميت موضوع……………………………………………………………………………….. 3

1-2. بيان مسأله………………………………………………………………………………………………………. 4

1-3. هدف………………………………………………………………………………………………………………. 5

فصل دوم: مروري بر متون گذشته

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… 7

2-1. تعريف عايق…………………………………………………………………………………………………….. 7

2-2. انواع عايق‌هاي رطوبتي……………………………………………………………………………………… 8

2-3. عايق‌هاي رطوبتي پيش ساخته…………………………………………………………………………… 9

2-3-1. عايق‌هاي رطوبتي بام با اصلاح كننده app………………………………………………………

2-3-2. عايق‌هاي رطوبتي بام با اصلاح كننده SBS…………………………………………………….

2-4. فيلر يا پركننده……………………………………………………………………………………………….. 14

2-5. قير: خواص، ساختار………………………………………………………………………………………. 15

2-5-1. ساختمان شيميايي قير………………………………………………………………………………… 16

2-5-2. آسفالتن‌ها…………………………………………………………………………………………………. 18

2-5-3. آروماتيك‌هاي قطبي (رزين‌ها)……………………………………………………………………… 18  

2-5-4. آروماتيك‌هاي نفتي…………………………………………………………………………………….. 19

2-5-5. اشباع‌ها (پارافين‌ها)…………………………………………………………………………………….. 19

2-6. معايب عايق‌ها………………………………………………………………………………………………… 20

2-7. تاريخچه اصلاح قير………………………………………………………………………………………… 21

2-7-1. علل اصلاح ويژگي‌هاي قير………………………………………………………………………….. 21

2-7-2. علل استفاده از افزودني‌ها در قير………………………………………………………………… 22

2-8. انواع پليمر…………………………………………………………………………………………………….. 25

2-8-1. ترموست‌ها………………………………………………………………………………………………… 25

2-8-2. پليمر ترموپلاستيك…………………………………………………………………………………….. 25

2-8-2-1. تعريف پلي پروپيلن PP…………………………………………………………………………….

2-8-2-2. خواص فيزيكي و شيميايي پلي‌پروپيلن………………………………………………………. 26

2-9. اصلاح قير توسط پودر لاستيك……………………………………………………………………….. 27

2-9-1. تعريف پودر لاستيك…………………………………………………………………………………… 28

2-9-2. بازيافت لاستيك‌هاي فرسوده براي توليد پودر لاستيك…………………………………… 29

2-9-3. روش‌هاي بازيافت تايرهاي ضايعاتي……………………………………………………………. 31

2-9-3-1. خرد كردن…………………………………………………………………………………………….. 31

2-9-3-1-1. خردسازي در دماي معمولي……………………………………………………………….. 31

2-9-3-1-2. پيروليز……………………………………………………………………………………………… 32

2-9-3-1-3. خرده‌سازي برودتي……………………………………………………………………………. 32

2-9-4. استفاده از پودر لاستيك در اصلاح آسفالت…………………………………………………… 33

2-9-4-1. لاستيك خرد شده…………………………………………………………………………………… 33

2-9-5. استفاده از پودر لاستيك در بتون‌هاي سيماني……………………………………………….. 34

2-9-6. ساختار لاستيك‌ها و الاستومرها………………………………………………………………….. 34

2-9-6-1. خاصيت الاستومرها……………………………………………………………………………….. 35

2-9-6-2. تشكيل لاستيك……………………………………………………………………………………….. 35

2-9-6-3. واكنش بين لاستيك و قير………………………………………………………………………… 36

2-9-7. گوگرد………………………………………………………………………………………………………. 37

2-9-7-1. استفاده از گوگرد در صنعت…………………………………………………………………… 39

2-9-7-2. تاريخچه استفاده از گوگرد در صنعت……………………………………………………… 39

2-9-7-3. برهمكنش گوگرد با قير…………………………………………………………………………… 40

2-9-8. بنتونيت……………………………………………………………………………………………………… 42

2-9-8-1. اثر بنتونيت در قير………………………………………………………………………………….. 43 

فصل سوم: مواد و روش‌ها

3-1. مواد شيميايي و تجهيزات دستگاهي………………………………………………………………….. 45

3-1-1. مواد شيميايي، استانداردها و نمونه‌هاي حقيقي………………………………………………. 45

3-1-1-1. قير پايه…………………………………………………………………………………………………. 45

3-1-1-2. پليمر پلي‌پروپيلن…………………………………………………………………………………….. 45

3-1-1-3. گوگرد………………………………………………………………………………………………….. 45

3-1-1-4. بنتونيت…………………………………………………………………………………………………. 46

3-1-1-5. تالك……………………………………………………………………………………………………… 46

3-1-1-6. پودر لاستيك…………………………………………………………………………………………. 46

3-2. روش كار……………………………………………………………………………………………………… 46

3-2-1. مرحله اول نمونه‌سازي: اختلاط قير و پودر لاستيك………………………………………. 47

3-2-2. مرحله دوم نمونه‌سازي: افزودن گوگرد به مخلوط قير و پودر لاستيك……………. 48

3-2-2-1. آماده‌سازي مخلوط قير و پودر لاستيك و گوگرد………………………………………. 49

3-2-3. مرحله سوم نمونه‌سازي: افزودن پودر روغني بنتونيت به مخلوط قير و پودر لاستيك و گوگرد   50

فصل چهارم: نتايج

4-1. اثر پودر لاستيك بر ويژگي‌هاي قير………………………………………………………………….. 54

4-1-1. آزمايش نقطه نرمي (Softening point)…………………………………………………………… 54

4-1-2. آزمايش پايداري حرارتي (Flow)………………………………………………………………….. 55

4-1-3. آزمايش درجه نفوذ (Pentration)………………………………………………………………….. 56

4-1-4. آزمايش انعطاف‌پذيري در سرما (Cold bending)…………………………………………… 57

4-2. اصلاح قير لاستيكي توسط گوگرد……………………………………………………………………. 58

4-2-1. آزمايش نقطه نرمي (Softening point)………………………………………………………….. 58

4-2-2. آزمون تعيين درجه نفوذ  (Pentration)………………………………………………………….. 59

4-2-3. آزمايش پايداري حرارتي (Flow)………………………………………………………………….. 61

4-2-4. آزمايش انعطاف‌پذيري در سرما (Cold bending)…………………………………………… 62

4-3. بررسي تغييرات بعد از افزودن پودر روغني بنتونيت به مخلوط قير- پودر لاستيك- گوگرد  63

4-3-1. آزمايش نقطه نرمي (Softening point)…………………………………………………………… 63

4-3-1-1. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 5% گوگرد……………………………………………….. 63

4-3-1-2. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 7% گوگرد……………………………………………….. 64

4-3-2. آزمايش پايداري حرارتي (Flow)………………………………………………………………….. 65

4-3-2-1. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 5% گوگرد……………………………………………….. 65

4-3-2-2. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 7% گوگرد……………………………………………….. 65

4-3-3. آزمايش انعطاف‌پذيري در سرما (Cold bending)…………………………………………… 66

4-3-3-1. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 5% گوگرد……………………………………………….. 66

4-3-3-2. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 7% گوگرد……………………………………………….. 67

4-3-4. آزمايش تعيين درجه نفوذ (Pentration)…………………………………………………………. 68

4-3-4-1. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 5% گوگرد……………………………………………….. 68

4-3-4-2. نمونه حاوي 7% پودر لاستيك و 7% گوگرد……………………………………………….. 68

فصل پنجم: بحث و پيشنهادات

5-1. قيرهاي حاوي پودر لاستيك……………………………………………………………………………. 71  

5-2. نمونه‌هاي حاوي 7% پودر لاستيك و گوگرد………………………………………………………. 72  

5-3. نمونه حاوي پودر لاستيك، گوگرد و بنتونيت…………………………………………………….. 74  

منابع………………………………………………………………………………………………………… 76

خلاصه انگليسي……………………………………………………………………………………… 83

خلاصه فارسی:

ضد آب كردن تأسيسات، بخصوص آنهايي كه در معرض رطوبت و خوردگي قرار دارد از مهمترين كارهايي است كه در ساختمان‌سازي و راه‌سازي مورد توجه قرار مي‌گيرد. در واقع استفاده از عايق‌هاي رطوبتي يكي از راهكارهاي اساسي در ماندگاري و حفظ ابنيه ساختماني و جلوگيري از نفوذ آب در پوشش‌ها مي‌باشد. اين عايق‌ها پايه قيري بوده و معمولاً از مخلوط چند نوع قير و مواد افزودني مختلف مانند: مواد پليمري، الياف بافته و نبافته ساخته مي‌شود. از معايب عايق‌هاي معمول: كم بودن طول عمر مفيد و گران بودن اين عايق‌ها، تجزيه شدن در برابر اشعه ماوراء بنفش، پوسيدگي به مرور زمان، پارگي در اثر نشت‌هاي احتمالي و آلودگي محيط زيست مي‌باشد. لذا در اين تحقيق سعي شد با به كار بردن ضايعاتي از قبيل گوگرد و بنتونيت و پودر لاستيك اين مشكلات برطرف گردد و باعث كمك به محيط زيست شود.

در اين تحقيق مشخص شد افزايش گوگرد به مخلوط قيري عايق موجب: 1- افزايش پايداري در گرما 2- افزايش انعطاف‌پذيري در سرما 3- عدم نفوذپذيري آب و حساسيت پايين در برابر تغييرات دما مي‌باشد كه اين ويژگي‌ها احتمالاً به دليل تشكيل تعدادي پيوند عرضي بين گوگرد و پودر لاستيك و قير مي‌باشد. افزودن پودر روغني بنتونيت نيز در كنار گوگرد به مخلوط قيري عايق باعث 1- كاهش نسبت جرم به حجم مخلوط قيري عايق و 2- افزايش انعطاف‌پذيري در سرما 3- كاهش هزينه توليد و افزايش طول عمر عايق مي‌شود.

فصل اول: کلیات

1-1- ضرورت و اهمیت موضوع

عایق رطوبتی چیست؟

عایق­های رطوبتی از مواد ساختمانی بسیار مهم هستند که نقش اساسی در ماندگاری و حفظ ابنیه ساختمانی دارند. این عایق­ها معمولاً از مخلوطی از چند نوع قیر و مواد افزودنی مختلف مانند فیلر (تالک، …) مواد پلیمری، الیاف بافته و نبافته پلیمری و معدنی ساخته می­شوند.

دلایل استفاده از عایق­های رطوبتی، ضد آب کردن تأسیسات و تجهیزات مورد نظر بخصوص آنهایی که در معرض رطوبت قرار دارند، می­باشد. در میان این عایق­ها، عایق­های پایه قیری به دلیل سهولت تهیه و خواص چسبندگی خوب کاربرد وسیع‌تری از سایرین دارند. عایق­های پایه قیری بسته به کاربرد و شرایط محیطی به کار برده شده از قیرهایی با نقطه نرمی و درجه نفوذ متفاوت ساخته می­شوند. در واقع عایق­های رطوبتی از اجزاء بسیار مهم در ابنیه و سیستم‌های ضد خوردگی می­باشد.

از معایب عایق­های معمول کم بودن طول عمر مفید (ترمیم متناسب آن با مشکلات اجرائی زیاد و هزینه­های قابل توجه­ای همراه است) گران بودن این عایق­ها (عایق­هایی که دارای مواد اولیه خارجی می­باشند در موقع ترمیم محل آسیب دیده از سایر جاها بالا می­زند) تجزیه شدن بر اثر اشعه UV و پوسیدگی به مرور زمان و پارگی در اثر نشست­های احتمالی و آلودگی محیط زیست می­باشند که بسیار از این موارد از استحکام کششی و انعطاف‌پذیری آنها نشأت می­گیرد.

عایق­ها چه از تنوع جنس چه از نظر کاربردی و ساختاری انواع گوناگونی دارند از نظر کاربردی عایق­ها می­توانند به عنوان عایق صدا، گرما و سرما (حرارتی) رطوبت، ضربه­گیر و لرزه­گیر عمل کنند که به تناسب وظیفه­ای که برای آنها تعریف می­شود ساختار و نوع و جنس آنها متفاوت است.

2-1- بیان مسأله

آلودگي هوا از مسائلي است كه همواره مورد نظر بوده و وجود گوگرد مازاد در پالايشگاه‌هاي  گاز كشور توجه به كاربردهاي جديد آنرا ضروري ساخته است. استفاده از مواد پلیمری در دنیای فعلی روز به روز افزایش یافته است. این در حالی است که عدم بازگشت مجدد این مواد به چرخه تولید از مشکلات زیست محیطی محسوب می‌شود. مثلاً لاستیک‌ها به دلیل گرما سختی قابلیت ذوب مجدد ندارند و بازیافت آنها کار دشوار است. همچنین گوگردزدایی مواد نفتی به منظور کاهش آلودگی هوا از مسائلی است که همواره مورد نظر بوده است و وجود گوگرد مازاد در پالایشگاه‌های گاز کشور توجه به کاربردهای جدید آن را ضروری ساخته است. هدف اصلی این کار استفاده از لاستیک‌های ضایعات و تایرهای پودرشده و همچنین گوگرد در تهیه مخلوط‌های آسفالتی و بهبود برخی از ویژگی‌های فنی مخلوط‌های آسفالتی می‌باشد در این تحقیق پس از بررسی عیوب عایق‌های معمولی نظیر ترک خوردگی، موج ‌دار شده و ترک خوردگی انعکاسی که ناشی از تکنیک‌های متفاوت طراحی و ساختار شیمیایی ترکیب عایق‌های معمولی دانسته شده‌اند. پودر لاستیک و گوگرد اصلاح شده با قیر 70/60 در حذف یا کاهش این معایب مورد بحث قرار می‌گیرد و ویژگی عایق اصلاح شده با این مواد افزودنی از جمله مقاومت مکانیکی بالا و نفوذناپذیری در دماهای مختلف و نیز آنالیز مکانیکی دمایی- دینامیکی پلیمر اصلاح شده با عایق مربوطه مورد توجه قرار گرفته است.

همچنین سعی شده است از خاک تصفیه روغن نیز برای برطرف ساختن عیب ذکر شده در مورد عایق‌ها استفاده کرد چرا که بنتونیت به دلیل خواص نرم بودن و تورم‌پذیری کلوئیدی و پلاستیک بودن و چسبندگی و اصلاح کننده خوبی به شمار می‌روند.

3-1- اهداف

هدف اصلی در این پژوهش از افزودن گوگرد و پودر لاستیک و بنتونیت برای اصلاح تمامی خواص شیمیایی و مکانیکی و فیزیکی عایق­های پیش ساخته و همچنین به دست آوردن ساختار تأثیر گوگرد و خاک تصفیه روغن بر روی عایق‌های رطوبتی و در نهایت پایین آوردن هزینه‌های تولید و کاهش آلودگی محیط زیست می‌باشد.

فصل دوم: مروری بر متون گذشته

مقدمه:

یکی از مشکلات اساسی سازه‌ها مشکل رطوبت و نم می‌باشد که موجب خسارات بسیار و گاهی جبران‌ناپذیر برای این سازه‌ها و ساختمان‌ها می‌شود. یکی از راه‌های مقابله با این مشکل عایق‌های رطوبتی است. انواع عایق‌های رطوبتی عبارتند از: 1- قیر گونی 2- استفاده از زائدات کشاورزی مانند کاه به جای گونی 3- عایق رطوبتی پیش ساخته 4- پوشش‌های قیر اصلاح شده، استفاده از پلیمرو لاستیک در قیر می‌باشد. (30)

از انواع کاربردهای قیر، عایق‌های رطوبتی پیش ساخته می‌باشد. ساختار عایق‌های رطوبتی علاوه بر قیر شامل الیاف تقویت کننده مانند الیاف پلی‌استر ترموپلاست (PET)، شیشه، یا متشکل از دو نوع الیاف متفاوت هستند.

1-2- تعریف عایق

بطور کلی مواد عایق به موادی گفته می‌شود که انتقال حرارت، صوت، رطوبت و انرژی را ازمحلی به محلی دیگر به تأخیر انداخته و یا متوقف سازند. بنابراین مواد عایق باعث کاهش تلفات انرژی می‌شوند.

عایق به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند: (30 و47)

1- عایق‌های گرمائی هدایتی (حرارتی) عایق حرارتی مواد و مصالحی هستند که مقاومت زیادی در مقابل عبور گرما دارند و می‌توان به وسیله‌ی آنها تا آنجا که ممکن است از انتقال حرارت محل گرم شده یا لوله‌های حامل آب گرم یا کانال‌ها و … جلوگیری و از اتلاف سوخت جلوگیری نمود.

2- عایق‌های گرمائی تشعشعی یا عایق‌های فلزی  این عایق‌ها که در سطح دیوارها و سقف ساختمان بکار برده می‌شود، از صفحات فلزی براق نظیر آلومینیوم و برنز و مس می‌باشند و عمل آن‌ها انعکاس و جلوگیری از نفوذ اشعه آفتاب به داخل سطوح ساختمانی می‌باشد.

3- عایق‌های رطوبتی رطوبت موجب بالا بردن ضریب هدایت و تقلیل ضریب عایق بودن عایق‌های هدایتی می‌شود. لذا برای جلوگیری از نفوذ رطوبت در عایق‌های سطوح ساختمانی (نظیر دیوار و سقف) و عایق لوله‌های حامل سیال گرم یا سرد و همچنین برای جلوگیری از نفوذ رطوبت زمین به لوله‌های فلزی و زنگ‌زدگی آن‌ها می‌بایستی از عایق‌های رطوبتی استفاده کرد. (30 و 23 و 7)

2-1- انواع عایق های رطوبتی

1- پوشش قیر و گونی که رایج‌ترین نوع عایق رطوبتی در ایران است، چنین پوشش‌هایی کم دوام‌اند و هر چند سال یکبار به تعمیر و پوشش دوباره نیاز دارند. از طرف دیگر، گونی مورد مصرف در عایق‌کاری از خارج وارد می‌شود.

2- استفاده از زواید کشاورزی از جمله کاه به جای گونی که در مناطق روستایی انجام می‌شود از پوشش قیر گونی دوام کمتری دارند و برای ساختمان‌های دایمی شهری مناسب نیستند.

3- با عایق‌های رطوبتی پیش ساخته می‌توان بسیاری از مشکلات عایق‌کاری رطوبتی را حل کرد. دانش عایق رطوبتی (ایزوگام) از اوایل دهه 1350 وارد ایران شد و بتدریج به دلیل تاب کششی زیاد و پایداری در برابر عوامل جوی و ارزبری کم مورد توجه و استقبال خوب مصرف کنندگان قرار گرفت و بتدریج توانست جای عایق‌های سنتی (کاهگل، قیرگونی) را گرفته و با پیشرفت صنعت ساختمان بر کیفیت تولید و استفاده آن افزوده گردید.

4- نوع دیگر پوشش‌های بام رایج در دنیا پوشش‌های قیر اصلاح شده است. استفاده از پلیمر لاستیک در قیر باعث بهتر شدن خواص آن می‌شود. بدین ترتیب که با افزایش درجه نرمی و کاهش نقاط شکنندگی قیر دوام زیاد می‌گردد. (8)

تعداد صفحه : 109

قیمت : 17300تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        ———- ****       [email protected]

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

*********  ********* *********