🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #قسمت_سوم

❓چه تغییرات مهمی با کوچک شدن ذرات تا اندازه نانومتری حاصل می‌شود❓

✅ تغییر رنگ
با کوچک شدن اندازه ذرات و رسیدن به مقیاس نانومتری رنگ ذرات متفاوت خواهد شد. برای مثال طلا در اندازه کمتر از 1 نانومتر به رنگ زرد، در اندازه 3 تا 30 نانومتر به رنگ قرمز و در اندازه 30 تا 500 نانومتر به رنگ آبی است.

✅ تغییر واکنش پذیری
واکنش پذیری یک ماده در طی واکنش با مواد دیگر مشخص می شود. همانطور که می‌دانیم آلومینیوم بدون هیچ مشکلی در مجاورت هوا استفاده می‌شود. اما همین ماده در مقیاس نانو رفتاری متفاوت از خود نشان داده و واکنش پذیری اش به طرز چشمگیری افزایش می‌یابد. در این مقیاس ذرات آلومنیوم واکنش پذیری بالایی داشته و در هوا مشتعل شده و به عنوان سوخت موشک استفاده می‌شوند.

✅ تغییر شفافیت
شفافیت میزان توانایی یک ماده در عبور نور مرئی از خود است. مواد مختلف بسته به عملکردشان در برابر نور کاربردهای گوناگونی دارند. به عنوان مثال اکسید روی، نور ماوراء بنفش را جذب و نور مرئی را بازتاب می‌کند. این ماده که به رنگ سفید است گزینه مناسبی برای کرم‌های ضد آفتاب است. با کوچک کردن اندازه این نانوذرات می‌توان مشکل رنگ سفیدی که بر روی پوست ایجاد می‌کنند را برطرف کرد.

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #قسمت_چهارم

✅ از مهمترین کاربردهای نانو تکنولوژی در صنایع پلیمر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

✔️کامپوزیت‌های تقویت شده با انواع نانو ذره
✔️نانوکاتالیزورهای افزایش دهنده بازده انرژی واکنش
✔️رهایش دارو با سیستم کنترل شده
✔️غشاهای پلیمری
✔️تولید قطعات مغناطیسی
✔️چاپ با کیفیت بسیار عالی با استفاده از ذرات نانومتری
✔️باتری‌های پلیمری و سلول‌های خورشیدی
✔️محافظت کننده‌ها
✔️بسته بندی‌ها
✔️صفحات نمایشگر
✔️لوازم آرایشی
🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #قسمت_پنجم

✅ روش ساخت نانوذرات
نانو ذرات به دو روش کلی متداول ساخته می شوند:

🔶 روش بالا به پایین:
در این روش با اصلاح ساختارهای میکرو، نانو ذره تولید می‌شود. به این صورت که با استفاده از روش‌های مختلف نظیر آسیاب و سمباده زنی ابعاد ماده کاهش یافته و نانو ذره تولید می‌شود.

🔶 روش پایین به بالا:
در این روش با قرار دادن اتم‌ها و مولکول‌ها در کنار هم، ماده در اندازه نانو ساخته می‌شود. در حقیقت یک روش شیمیایی (سنتز) است. معمولا این روش ساخت ضایعات ندارد.

🔻 روش ساخت پایین به بالا، رویکرد مفیدتری است زیرا شانس تولید نانوساختار با نقض کمتر، بیشتر بوده همچنین ترکیب شیمیایی به دست آمده همگن‌تر است.
🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #تالک #قسمت_ششم

1️⃣ تالک (Talc)

❇️معرفی:
تالک از سیلیکات منیزیمی هیدراته تشکیل شده است وجزء نرم‌ترین کانی‌ها است؛ به طوری که با ناخن می‌توان بر روی آن خراش ایجاد کرد.

🔸ارزش صنعت آن در حدود 25 میلیون دلار تخمین زده می‌شود.

✅ ویژگی‌ها:
✔️ تحمل حرارتی بالا (حدود 900 درجه)
✔️ رنگ سفید و نرمی آن باعث پخش شدن مناسب آن می‌شود.
✔️ جلای بسیار خوب که باعث درخشندگی آن می‌شود.
✔️ دارای خاصیت آبگریزی که باعث ایجاد لغزندگی و روانی می‌شود.
✔️ هدایت الکتریکی پایین (عایق پذیری بالا)
✔️ دارای جذب مناسب (جذب روغن)
✔️ دارای مقاومت شیمیایی مناسب در برابر اسید

🔻 مهمترين خصوصيات شيميايی تالك، عدم تاثير پذيری از لحاظ شيميايی است. اين خاصيت باعث شده كه در طبيعت نيز مقاومت بسيار زيادی در برابر هوازدگی شيميايی از خود نشان دهد.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #تالک #قسمت_هفتم

✅ از مهم ترین کاربردهای تالک می‌توان به صنایع آرایشی و بهداشتی، پلاستیک، رنگ و پوشش، لاستیک و سرامیک سازی اشاره کرد.

🔸 صنایع آرایشی و بهداشتی:
از تالک برای ساخت پودر بچه و سنگ صابون استفاده می‌شود؛ زیرا سطح آن دارای چربی است و روی پوست می‌لغزد و باعث ایجاد لطافت و نرمی می‌شود.

🔹 رنگ:
حدود ۸/۵ درصد تالک تولیدی جهان به عنوان ماده پرکننده و رنگی در صنعت رنگ سازی استفاده می‌شود. از خواص مورد توجه تالک در این صنعت می‌توان به نرمی، ضریب پخش مناسب، دانسیته کم و خنثی بودن در برابر محلول‌ها اشاره کرد.

🔻 پلاستیک:
تالک افزودنی با صرفه‌ای در صنعت پلاستیک بوده و درصد قابل توجهی را به خود اختصاص داده است. تالک باعث افزایش مقاومت حرارتی پلاستیک شده به طوری که در صنعت خودرو تحت عنوان پلاستیک‌های حرارتی مهندسی استفاده می‌شود. تالک در بعضی موارد جریان پذیری را تسریع نموده و جریان مواد مذاب را قابل کنترل می‌نماید.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #میکا #قسمت_هشتم

2️⃣ میکا

✅ میکا نام گروهی از ذرات معدنی سیلیکاتی است. خانواده میکا نسبتا نرم و سبک هستند و می‌توان آن‌ها را به صورت ورقه‌های نازک در آورد. به دلیل نرم بودنشان به آسانی با ناخن خط بر می‌دارند.

🔸 37 نوع میکا مختلف وجود دارد که از معروف ترین آن‌ها می‌توان به لپدولیت، بیوتیت و فلوگپیت اشاره کرد.

🔹 انواع میکا هر چند از فلزات مختلفی تشکیل شده‌اند ولی همه شبیه به یکدیگرند.

📍 از آنجایی که ممکن است در تلفظ این کلمات دچار مشکل شویم بهتر است از لفظ میکا برای همه آن‌ها استفاده کنیم.

🔻 از مهم ترین مناطقی که میکا به دست می‌آید می‌توان به کوه‌های آپالاش در ایالات متحده آمریکا، راکی در کانادا، هندوستان، ماداگاسکار، شوروی، برزیل و آفریقای جنوبی اشاره کرد.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #میکا #قسمت_نهم

🔸 میکا در صنعت به صورت ورقه‌ای، دانه‌های ریز و پولک به کار می‌رود.

✅ ویژگی‌ها:
✔️ دارای سختی و پایداری حرارتی مناسب
✔️ کاهش میزان همرفتگی (Shrinkage)
✔️ بهبود قابلیت اکسترود کردن
✔️ عایق مناسب در برابر گرما و الکتریسیته
✔️ دارای قابلیت اصلاح سطحی مواد

❇️ مهم‌ترین کاربردها:
✔️ خشک کننده و پوشش دهنده
✔️ منبسط کننده ماده رنگی
✔️ صنایع کاغذ سازی
✔️ صنایع پلاستیک (مورد استفاده در پلی‌پروپیلن و...)
✔️ صنایع لاستیک
✔️ صنعت الکترونیک ( لامپ و اتو)
✔️ دیوارهای عایق حرارتی
✔️ استفاده به عنوان بازدارنده شعله
✔️ صنایع کشاورزی

🔻 قبل از شیشه از ورقه‌های میکا برای روشنایی پنجره‌ها استفاده می‌شد.

🔺 میکا نقش به سزایی در پیشرفت تکنولوژی خصوصا صنایع الکترونیک داشته و خواهد داشت.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #کائولین #قسمت_دهم

3️⃣ کائولین (Kaolin)

🔻 کائولین یا کائولینیت یک ماده معدنی از جنس خاک رس و بخشی از گروه مواد معدنی صنعتی است.

🔺 ترکیب شیمیایی این مواد Al2Si2O5(OH)4 است.

✅ از نظر خواص فیزیکی، کائولین ماده‌ی نیمه بلوری و تا حدودی بی شکل است. از خواص ویژه کائولین می‌توان به چسبندگی، کلوئیدی بودن و قابلیت جذب آب اشاره کرد. کائولین ظرفیت پایینی برای تورم و تبادل کاتیونی دارد. این ذره معدنی، نرم و اغلب سفید است. در برخی موارد کائولین توسط اکسید آهن به صورت قرمز، نارنجی و صورتی رنگ آمیزی می‌شود.

🔸 تحت شرایط شیمیایی در ۳PH تا ۹ پایدار بوده بنابراین به آسانی به عنوان رنگدانه، پر کننده و پوشش دهنده به کار می‌رود. دیگر خصوصیات مهم این مواد اندازه ریزشان است که به آسیاب و عملیات اضافی برای کاهش اندازه نیازی ندارد.

🔹 گریدهای تجاری این ماده به صورت پودر خشک، رشته‌های نیمه خشک و مایع دوغابی عرضه می‌شوند.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #کائولین #قسمت_یازدهم

✅ ذرات کائولین از لایه‌های شبه شش ضلعی تشکیل شده است. زمانی که دما به بالای 500 درجه می‌رسد آب ناشی از کریستالیزاسیون از دست رفته و به متاکائولینیت تبدیل می‌شود که تا دمای 960 درجه پایدار است.

🔶 کاربردهای کائولین در پلاستیک در حال افزایش است و بیشتر به عنوان عامل جفت کننده به کار می‌رود.
از مهم‌ترین کاربردهای آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

✔️ استفاده به عنوان آنتی بلاکینگ در فیلم‌های پلی‌اتیلن و پلی‌اتیلن ترفتالات
✔️ فیلم‌های کشاورزی به عنوان جاذب مادون قرمز
✔️ علامت گذاری با لیزر برای بسته بندی
✔️ افزایش مقاومت کابل‌های PVC با حذف یون‌های مضر از ماتریس
✔️ شرکت گروه‌های هیدروکسیل کائولین خشک در واکنش جفت شدن و افزایش مقاومت ضربه و مقاومت حرارتی در پلی‌آمید
✔️ قابلیت تنظیم خواص غیر ایزوتروپیک در پلاستیک‌های نیمه بلوری
✔️ تقویت تایر و بهبود نگه داشتن هوا

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #مونت‌موریلونیت #قسمت_دوازدهم

4️⃣ مونت‌ موریلونیت (Montmorillonite)

✅ مونت ‌موریلونیت یک گروه سیلیکات لایه‌ای بسیار نرم از مواد معدنی است که به طور معمول از بلورهای میکروسکوپی تشکیل شده است. مونت موریلونیت زیر مجموعه‌ای از اسمکتیت‌ها است. اسمکتیت خاک رسی است که دو صفحه 4 ضلعی از سیلیکا توسط یک صفحه هشت ضلعی از آلومینا احاطه شده است.

🔹 این ذرات صفحه‌ای شکل با قطر متوسط 1 میکرومتر و ضخامتی حدود 0.96 نانومتر هستند.

🔸 ساختار، ترکیب شیمیایی، نوع یون قابل تبادل و اندازه بلور کوچک از جمله مشخصه‌هایی هستند که خواص منحصر به فرد را به اسمکتیت‌ها می‌دهند.

🔹 مونت موریلونیت را می‌توان از طریق تخلیص بنتونیت با خلوص بیش از 90% تهیه کرد. بسته به نوع کاتیون بین لایه‌ای موجود در ساختار مونت موریلونیت خواص این نانو ذره تغییر می کند؛ مثلاً وجود سدیم و کلسیم در لایه میانی به ترتیب باعث تورم پذیری بالا و افزایش جذب سطحی در مونت موریلونیت می‌شود.

🔻 بیشترین مقدار مونت موریلونیت در فرانسه، آلمان، روسیه و آمریکا یافت می‌شود.

🆔 @scopie_srbiau

🔰 #به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #مونت‌موریلونیت #قسمت_سیزدهم

✅ ویژگی‌های مونت موریلونیت:
سازگاری با محیط
محلول در اسید‌ها
ظرفیت بالای تبادل کاتیون
ساختار لایه‌ای و مساحت سطحی بالا
واکنش پذیری سطح

🔹 این نانوذره در پلاستیک‌ها منجر به بهبود خواص نظیر دمای تغییر شکل حرارتی، خواص ضد اشتعال و ضریب انبساط حرارتی می‌شود.

🔸 به علت داشتن یون‌های فعال در فضای بین لایه‌ای آب را جذب کرده و سبب افزایش فواصل میانی می‌شود. این فواصل پس از نفوذ آب به 10 تا 15 آنگستروم می‌رسد.

📍 مونت موریلونیت توانسته است کاربردهای مختلفی را در صنایع زیر پیدا کند:
✔️نفت
✔️داروسازی
✔️سرامیک
✔️کائوچو

🔻 همچنین به دلیل داشتن خصوصیات تعلیق، انتشار و پراکندگی خوب به عنوان مکملی مناسب در پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

🆔 @scopie_srbiau

#به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #هالوزیت #قسمت_چهاردهم

5️⃣ هالوزیت (halloysite)

✅ هالوزیت نوعی ساختار لوله‌ای شکل است که در دسته مواد رسی جای می‌گیرد. ساختار شیمیایی این مواد به صورت AL2 (OH)4SI2O5.nH2O می‌باشد. نخستین بار توسط برثیر تحت عنوان یک اکتاهدرال متعلق به خانواده معدنی کائولین مطرح شدند. ساختار شیمیایی آن‌ها در سطوح داخلی و خارجی متفاوت است. به لحاظ شیمیایی به کائولین شباهت بسیار دارد؛ با این تفاوت که لایه‌های منفرد در هالوزیت توسط یک لایه‌ی مولکولی از مولکول‌های آب از یکدیگر جدا شده اند.

🔸 ذرات هالوزیت معمولا دارای طولی بین
۰/۵ تا ۱۰ میکرومتر، قطر خارجی ۳۰ تا ۱۹۰ نانومتر و قطر داخلی ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر هستند.

🔹 در سراسر جهان، بیشترین میزان از رسوبات معدنی هالوزیت در منطقه استرالیا، ایالات متحده، چین، نیوزلند، مکزیک و برزیل یافت شده است. هالوزیت‌های استخراج شده دارای مقادیر بالایی از ناخالصی است. به علاوه به لحاظ مورفولوژی و نیز میزان تخلخل کاملا با یکدیگر متفاوت هستند.

🆔 @scopie_srbiau

#به_زبان_ساده #دنیای_پلیمر #نانو_ذرات #خانواده_سیلیکاتی #هالوزیت #قسمت_پانزدهم

✅ مهم‌ترین ویژگی‌های هالوزیت
✔️ارزانی
✔️زیست سازگاری
✔️حجم حفره مناسب

🔹 کاربردها
✔️افزایش استحکام مکانیکی کامپوزیت‌ها
✔️استفاده در ایمپلنت‌های استخوانی
✔️افزایش مقاوت در برابر خوردگی پوشش دهنده‌ها
✔️افزایش مقاومت در برابر اشتعال
✔️پایه کاتالیست
✔️دارو رسانی
✔️قطعات الکترونیکی
✔️لوازم آرایشی

📍 پی نوشت
این ماده به آسانی به دست می‌آید و خیلی ارزان تر از نانولوله‌های کربنی است. مهم‌تر از همه ساختار کریستالی این مواد نه تنها از لحاظ نسبت مشابه نانولوله‌های کربنی است، بلکه دارای ساختار با نظم بالا در سطح داخلی و خارجی است.

🆔 @scopie_srbiau