تواماً دارا مي باشند. به‌عبارتي اين مواد داراي دو ويژگي زير مي‌باشند:]23[
الف) در يك ماده جامد الاستيك ايده‌آل، رابطه بين تنش و كرنش مستقل از زمان است ولي در يك ماده ويسكوالاستيك تنش لازم جهت حفظ يك كرنش ثابت، به مرور زمان كاهش مي‌يابد.
ب) در سيالات مستقل از زمان، با قطع تنش، تغيير شكل يا كرنش در همان حد بوجود آمده باقي خواهد ماند ولي در سيالات ويسكوالاستيك، پس از قطع تنش كه موجب تغيير شكل سيال شده است، بخشي از تغيير شكل بتدريج باز خواهد گشت. نمونه‌هايي از سيالات ويسكوالاستيك، قيرها، خمير نان، محلول‌هاي پليمري نايلون، محلول ژلاتين و …. هستند.
3-4- مايعات پليمر
محلول‌ها و مذاب‌هاي پليمري اغلب موادي بشدت غيرنيوتني هستند. مطالعه رفتارهاي رئولوژيكي مواد از تكنيكهاي مورد استفاده جهت اندازه گيري خواص آن است كه از پيچيدگي‌هاي بسيار زيادي دارد. بررسي رفتار رئولوژيكي پيچيده سيالات رئولوژيكي پليمري دو نتيجه عملي مهم را باعث مي‌شود.
1 – هيچيك از خواص رئولوژيكي نمي‌توانند به تنهايي مشخصه‌هاي كامل رئولوژيكي ماده را بيان نمايند.
2 – اندازه‌گيري يك خاصيت رئولوژيكي پليمرها نيازمند كنترل بسيار دقيق جريان در مقايسه با يك سيال نيوتني مي‌باشد.
3-4-1-محلول كربوكسي متيل سلولز يا C.M.C
محلول كربوكسي متيل سلولز يك ماده قاعده تواني مي‌باشد ابتدا در آلمان كشف شد و سپس در آمريكا و بعد در ساير كشورهاي غربي گسترش يافت، در دو درجه صنعتي و غذايي به صورت فراگير مورد استفاده قرار مي‌گيرد. كربوكسي متيل سلولز يا C.M.C يك گرد سفيد رنگ، بي بو، بدون رنگ، قابل تعليق در آب و تحت شرايط نرمال غير قابل تخمير مي‌باشد. از نظر خواص شيميايي وفيزيكي مورد لزوم در محيط مورد استفاده، معمولاً از آن به جاي نشاسته و مواد طبيعي محلول در آب كه نسبتاً گران قيمت هستند مانند ژلاتين استفاده مي‌گردد. به دليل جهات اقتصادي آن در سال‌هاي اخير مورد توجه خاص گرفته است و پيشرفت‌هاي عمده‌اي در تكنولوژي و كيفيت و كاربري اين محصول صورت گرفته است.
اين پيشرفت ها امكاناتي را فراهم آورده است تا بتوان از كربوكسي متيل سلولز در كاربردهاي بسياري نظير خوراكي، دارويي، صنايع شوينده، رنگ و رزين و رونماي ساختمان، چسب‌ها، نساجي، چاپ و تكميل پارچه، كاشي و سراميك، سفال و چيني، كاغذ، الكترود جوشكاري، فرش و موكت، گل حفاري چاه‌هاي نفت، تخته‌هاي چند لايه، چرم مصنوعي و مواد آرايشي، سموم و آفت كشها و غيره استفاده كرد.
3-4-2-ويژگي‌هاي كاربردي محلول C.M.C
علاوه بر غلظت بخشي، چسبندگي و ايجاد استحكام، عامل انتشار، عامل نگهدارنده آب، حفظ حالت كلوييدي، تثبيت كننده، عامل تعليق ساز، امولسيون ساز و عامل تشكيل لايه است. به دليل ويژگي‌هاي متنوع، C.M.C در طيف گسترده‌اي استفاده مي‌شود. اين ماده به سرعت در آب سرد و گرم حل مي‌شود و اساساً در مواردي كه كنترل ويسكوزيته هدف باشد از اين ماده استفاده مي‌گردد زيرا حتي در حضور يون كلسيم نيز ژل تشكيل نمي‌دهد. اينكه اين ماده عامل كنترل ويسكوزيته است باعث شده تا از آن به عنوان غلظت دهنده، تثبيت كننده، امولسيون ساز (مانند پروتئين شير) و عامل تعليق ساز بهره گرفته شود.
3-4-3-خواص فيزيكي
خواصي مثل چگالي، ويسكوزيته، نقطه ذوب و… كه به نوع ماده و مقدار آن بستگي دارد، خواص فيزيكي مي‌گويند كه شامل موارد زير مي‌باشد.
1 – حلاليت
2 – ويسكوزيته در محلول
3 – فعاليت سطحي
4 – خواص ترموپلاستيكي
5 – پايداري (در مقابل تخريبات بيولوژي، گرما، هيدروليز و اكسيداسيون)
دلايل تكنولوژيكي براي استفاده از آن عبارتند از:
1- غلظت بسيار اندكي لازم است.
2- انواع درجات آن با ويژگي‌هاي سازگار يافته براي مصارف گوناگون قابل توليد مي‌باشد.
3- بدون مزه و بو و رنگ مي‌باشد.
4- نسبت به محصولات طبيعي اصلاح نيافته مقاومت بيشتري در مقابل ميكرب‌ها دارد.
5- توانايي حفظ ويژگي‌ها در شرايط متغيير را داراست.
6- حلاليّت بالا حتي در آب سرد دارد.
7- عامل نارواني و غليظ كننده مي‌باشد.
8- توانايي ايجاد تعليق پايدار دارد.
9- امولسيفاير
10- تشكيل لايه محافظ
11- بهبود ويژگي‌هاي رئولوژي (تغيير شكل ماده)
12- جلوگيري از رشد كريستال‌ها
13- جلوگيري از انعقاد محصولات داراي نشاسته
14- جلوگيري از نرم و سفت شدن
15- اصلاح ساختار و بافت
16- حجيم كننده
3-4-4-كاربردهاي محلول C.M.C
فقط كافيست شما نيازهاي خود را با ويژگي‌هاي C.M.C ارتباط دهيد و درجه مناسب جهت مصرف مورد نياز خود را انتخاب كنيد. كاربردهاي آن در صنايع مختلف به شرح ذيل مي‌باشد.
مصارف خوراكي
ويژگي‌هاي كاربردي اين درجه، غلظت دهندگي، امولسيون كننده، نگهدارنده و جذب كننده آب، نگهدارنده و تثبيت كننده، عامل حفظ شكل و ظاهر (رئولوژي) مي‌باشد كه با داشتن اين ويژگي‌ها مي‌تواند به جاي ژلاتين و مواد ديگر استفاده شود كه نه تنها از لحاظ اقتصادي به صرفه است بلكه باعث حفظ طعم واقعي و تازگي غذا است و مدت زمان قابل مصرف بودن ماده غذايي را بالا مي‌برد و يكي از ضروري‌ترين افزودني‌هاي خوراكي محسوب مي‌شود كه هم اكنون به طور گسترده‌اي در بستني با كيفيت بالا جهت مقاومت در برابر ذوب شدن، در توليد انواع شيريني، بيسكويت و كيك، كلوچه، آب نبات، انواع آب ميوه و نوشيدني‌هاي مايع، محصولات لبني و گوشتي، غذاهاي منجمد، ماكاروني فوري، كنسروها و كمپوت‌هاي ميوه استفاده مي‌گردد و همچنين C.M.C مي‌تواند براي پايدار كردن و محافظت از پروتئين‌ها به ويژه پروتئين سبوس مصرف شود.
مصارف در مواد دارويي، آرايشي و شيميايي
تعليق ساز ذرات، ابقاء رنگ، محافظ پوست، پراكندگي يكدست، زداينده چرك و لكه، غلظت بخش و تثبيت كننده، روان ساز، يكدست كننده، اين مواد همچنين در توليد خمير دندان به دليل مزه و طعم و جلا دهنده بودن آن، كرم‌هاي دست، شامپوها، خمير ريش تراش مايع و به دليل آب دوستي و عمل متورم كردن كاربرد وسيعي در قرص‌هاي دارويي دارد.
مصارف در صنعت نساجي
هماهنگ كننده تار و پود، نگهدارنده و جذب كننده آب، غلظت‌دهنده در خميرهاي چاپ و ماده اوليه در فرايندهاي مختلف تكميل، چسب مناسب براي الياف و تشكيل دهنده لايه، عامل استحكام و هماهنگي به جاي گرين (دانه) هماهنگ كننده تار و پود و مقاوم كننده در برابر فرسودگي بوده و پارچه‌هايي كه با الياف نخي و كتان هستند را از لحاظ وزني سبك مي‌كند و مانع از بين رفتن و فساد آنها مي‌شود. اين ماده به عنوان ماده اوليه در خلال فرايند چاپ، مخصوصاً به روي پارچه‌هاي ابريشمي به كار مي‌رود. نيز در آهارزني نخ‌هاي مصنوعي كاربرد دارد.
مصارف در رنگ و رزين
اين ماده به عنوان عامل كنترل ويسكوزيته در رنگ‌هاي امولسيون قابل استفاده است و نيز در حركت قلم مو اثر مطلوبي دارد. در رنگ‌هاي محلول به عنوان ماده‌اي براي پر كردن منافذ در سطوح منفذ دار سطح ديوار گچي و غيره قبل از استعمال رنگ و روغن به كار مي‌رود. اين ماده عامل حجم‌دهنده خوبي براي مواد پركننده مي‌باشد. نگهدارنده و جذب‌كننده آب، تشكيل دهنده لايه، تعليق ساز ذرات، نگهدارنده رنگ، غلظت دهنده، تثبيت كننده و يكدست كننده مي‌باشد.
مصارف در صنعت شوينده‌ها و صابون‌ها
افزايش مقدار كمي از آن به شوينده‌ها موجب معلق ماندن چرك جدا شده مي‌گردد و داراي حداكثر قدرت حل كردن چرك و چربي مي‌باشد. پود پارچه را پر مي‌كند و اجازه نمي‌دهد چرك در لابه لاي آن جا گيرد و به اصطلاح از چرك مردگي جلوگيري مي‌كند و ازهمه مهمتر اينكه مي‌تواند امولسيون صابون و يا محلول را غلظت داده و ساختار آن را تثبيت بخشد و نيز تعليق ساز ذرات و خاك بوده و به پوست آسيبي نمي‌رساند.
مصارف در صنعت كاغذ سازي و مقوا
اين ماده در فرآيند كاغذسازي، مقاومت در برابر ساييدگي و يكنواختي سطح و ويژگي ضد شكنندگي، قدرت كشش و سختي كاغذ را بالا مي‌برد. تشكيل‌دهنده لايه چسبنده، غلظت بخش، باعث افزايش استحكام، عامل بهبودي سطح و جلاي آن بوده و نيز انعطاف سطح در برابر تاشدگي را بهبود مي‌بخشد. در ساخت مقواي چين دار به عنوان عامل كنترل كننده ويسكوزيته و تثبيت كننده براي خميرهاي نشاسته‌اي و چسب آن قابل استفاده مي‌باشد.
مصارف در صنعت كاشي و سراميك
اين ماده در صنايع كاشي سازي و سراميك نوعي تثبيت كننده، نگهدارنده و جذب كننده آب، تشكيل دهنده لايه، غلظت دهنده و تثبيت كننده و براي جلاها جهت بهسازي استحكام قطعه قالب شده مي‌باشد و مي‌تواند به عنوان غلظت دهنده در قالب‌هاي كوزه‌گري استفاده و محصولات را زيبا و بدون هيچگونه ترك و حباب و عيب مي‌گرداند و قدرت چسبندگي را افزايش دهد و باعث شكل‌پذيري آسان و افزايش استحكام آن تا 2 يا 3 برابر مي‌شود. افزودن اين ماده قدرت پخش شوندگي لعاب را بهبود مي‌بخشد و نيز باعث استحكام چسبندگي بين لعاب و سراميك مي‌گردد.
مصارف در حفاري چاه‌هاي نفت
اين ماده به عنوان عامل مهمي در بهبود كيفيت گل حفاري عمل مي‌كند. نوع با ويسكوزيته بالاي آن براي ايجاد غلظت و نوع با ويسكوزيته پايين به عنوان عاملي در كاهش ضايعات فيلتراسيون محلول حاصل حفاري نفت است. كنترل كننده اتلاف مايع، جاذب و نگهدارنده آب، عامل درزگيري ديواره چاه، تعليق ساز خاك و نيز غلظت دهنده رواني مي‌باشد. مصارف ديگر اين ماده شامل:
* تخته هاي چند لايه: اين ماده تعليق ساز ذرات، باعث افزايش استحكام، غلظت دهنده، تثبيت‌كننده، مقاوم در برابر گرما، روان ساز و يكدست كننده مي‌باشد.
* در الكترودهاي جوشكاري: اين ماده تشكيل‌دهنده لايه، استحكام بخش، غلظت دهنده، روان‌ساز و يكدست‌كننده مي‌باشند.
* مصارف در صنايع چرم: اين مواد پرپشت كننده، بهبود دهنده سطح و جلا، محافظ بافت چرم‌هاي مصنوعي مي باشد.
* مصارف در فرش و موكت: اين مواد همچنين جهت آهارزني در صنعت فرش و موكت به كار مي‌رود.
* مصارف در چسب: اين ماده به علت خاصيت تشكيل فيلم و كشش سطحي خوب، به عنوان يك چسب در چسب كاغذ ديواري، چسب خمير كاغذ، چسب كاغذ سنباده، چسب چرم و غيره به كار مي‌رود.
* مصارف در سموم و آفت كشها: اين ماده در سموم و آفت‌كشها به عنوان عامل تعليق ساز استفاده مي‌شود.
3-4-5-بررسي تجربي رفتار رئولوژيكي محلول كربوكسي متيل سلولز يا C.M.C
در اين پايان نامه سعي شده است كه از مطالعه تجربي لين43 و ينكو44 ]24[به تاثيرات شاخص پايداري سيال (k) و رفتار ساختاري سيال (n) بر اساس دما پي برد و نتايج آنها را به عنوان ورودي در برنامه استفاده‌نمود. حل عددي استفاده شده در اين پايان نامه بر اساس نتايج تجربي لين و ينكو مي باشد. آنها به بررسي تجربي تغيير ويسكوزيته ظاهري در مقابل نرخ برش در دماهاي 10 تا 70 درجه سانتيگراد و غلظت‌هاي مختلف wppm 1400 تا 2400 بروي محلول CMC پرداخته‌اند. همانطور كه مشخص است ويسكوزيته ظاهري به صورت زير مي‌باشد.
(3-11)
واضح است كه شاخص هاي nو kتابعي از درجه حرارت و گراديان سرعت مي‌باشند. آنها از مطالعه تجربي رفتار برشي تاثيرات شاخص‌هاي پايداري سيال (k) و رفتار سيال (n) بر اساس دما و غلظت‌هاي مختلف را بررسي نمودند كه نتايج آزمايش در نمودارهاي شكل‌هاي صفحه بعد مشخص شده است.
در مرحله بعد تعريف مسئله را انجام داده و بعد فيزيك مسئله را در نرم‌افزار گمبيت شبيه‌سازي كرده است.
شكل (8-3) نمودار شاخص پايداري سيال(k) بر حسب درجه حرارت t در غلظت‌هاي مختلف ]24[
شكل(3-9) نمودار شاخص رفتار ساختاري سيال n بر حسب درجه حرارت t در غلظت‌هاي مختلف]24[
همانطور كه شكل(3-9) ديده مي‌شود بهترين خط انطباق n بر حسب t به

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید