ساخت خودرو از پسماندهای نفتی

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت) : مواد ساخته شده از فیبر کربن به دلیل سبک و مستحکم بودن، با ارزش هستند. با این حال، فرآیند تولید آنها گرانتر از فولاد یا آلومینیوم مورد استفاده در ساخت وسایل نقلیه و هواپیما است. اکنون، محققان راهی برای ساخت فیبر کربن از یک منبع بسیار ارزان پیدا کرده اند: قیر

مواد زائد سنگین و تیره باقی مانده پس از پالایش نفت، قیر، در حال حاضر برای کاربردهای کم ارزش (مانند آسفالت) استفاده میشود و یا به سادگی به عنوان زباله در نظر گرفته میشود. استفاده از پسماندهای نفتی برای تولید فیبر کربن، تولید آن را بسیار ارزانتر میکند. قیمت کمتر قیر (قیر قطرانی، 800 دلار/تن، قیر پسماند پالایش نفت: 400 دلار/تن) در مقایسه با PAN (2100 دلار/تن تا 2250 دلار/تن) به عنوان ماده پیش ساز، ممکن است در نهایت یک مسیر مناسب برای تولید فیبر کربن با قیمت 11 دلار در کیلوگرم فراهم کند.

بررسی روش تولید مورد بحث با همکاری محققان آزمایشگاه ملی Oak Ridge، ایالات متحده، متخصص در تولید الیاف کربن تحت شرایط مختلف از مقیاس آزمایشگاهی تا مقیاس پایلوت کارخانه، انجام شده است. دکتر نیکولا فرالیس، دانشمند محقق در دپارتمان علوم و مهندسی مواد در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) ایالات متحده میگوید: «قیر مخلوطی از هیدروکربن های سنگین است، و این در واقع چیزی است که، به نوعی، آن را زیبا میکند؛ زیرا ترکیبات شیمیایی بسیار زیادی را میتوان از آن استخراج کرد.»

مواد صنعتی عموماً باید خواص بسیار ثابتی داشته باشند. ناهمگنی شیمیایی قیر، منجر به پیچیدگی فرآیند استخراج و بی ثباتی خواص محصولات نهایی می شود. محققان برای پیش بینی تاثیر شرایط مختلف فرآوری بر خواص فیبر کربن (ویژگی‌هایی مانند چگالی و مدول الاستیک الیاف)، از شبیه سازی کامپیوتری دینامیک بین مولکولی استفاده کردند.

آنها پارامترهای شیمیایی و فرآیندی کنترل کننده تشکیل الیاف کربن پایه قیر را شناسایی کردند. نتایج نشان داد که با تنظیم شرایط ابتدایی فرآیند تولید، میتوان الیاف کربنی ساخت که نه تنها از نظر کششی بلکه از نظر فشاری نیز مستحکم باشند.

کامپوزیت های الیاف متداول برای جبران کمبود معمول استحکام فشاری باید مطابق با الگویی دقیق به شکل پارچه تولید شوند. محققان امیدوارند نتایج به دست آمده، مسیرهای کاربردی کاملاً جدیدی نه تنها محدود به وسایل نقلیه را بگشاید.

source : https://cosmosmagazine.com

ترجمه و ویرایش : مریم مهاجر