ارتقاء کیفیت و ارزش افزوده محصولات پتروشیمی در صنایع
ارتقاء كيفيت و ارزش افزوده محصولات پتروشيمي در صنايع پايين دستي بااستفاده از فناوري نانو 2 – جمال اعلائي 1 علي رحمت پور پژوهشكده علوم و تكنولوژي پليمر پژوهشگاه صنعت نفت تهران ـ صندوق پستي 4163/18745 aalaiej@ripi.ir چكيده : با توجه به حجم بالاي توليد مواد پليمري توسط شركت ملي صنايع پتروشيمي در سالهاي آتي و همچنين وجود پتانسيل هاي علمي و قابل دسترس بودن تجهيزات دستگاهي و مواد اوليه مورد نياز، بكارگيري فناوري نانو براي ارتقاء كيفيت و ارزش افزوده محصولات پتروشيمي بسيار سريعتر و كم هزينه تر از خريد مستقيم تكنولوژي از شركت هاي خارجي بوده و باعث عرضه گريدهاي متنوعي از محصولات پليمري براي كاربردهاي مختلف توسط شركت پتروشيمي مي شود. به همين منظور مباحثي نظير معرفي نانو كامپوزيتهاي پليمري، پتانسيل هاي فنĤوري نانو در ارتقائ كيفيت محصولات پليمري، تجربيات جهاني در زمينه بكارگيري فناوری نانو ، پتانسيل هاي صنايع داخلي براي توليد و مصرف نانوكامپوزيتهاي پليمري و … از جمله مباحثي است كه اهميت ويژه اي داشته و در اين سخنراني به آنها پرداخته خواهد شد. با گذشت زمان و پيشرفت علم بشري و نياز به محصولات با قابليتها و كارآيي بالاتر و با توجه به پيشرفت هايي كه در توليد ذرات ريز حاصل آمد و از آنجا كه هدف اصلي در طراحي و تحقيقات مواد، از بين بردن محدوديت ها به لحاظ كارآيي و رسيدن به موادي با خواص برتر و مفيدتر است و اين خواص از نيازهاي صنايع پيشرفته امروزي مي باشد، مواد نانوكامپوزيتي به بازار عرضه شدند. مواد نانوكامپوزيتي به آن دسته از مواد كامپوزيتي اطلاق مي شود كه حداقل يكي از اجزاء تشكيل دهنده آن داراي ابعادي در مقياس 1 تا 100 نانومتر (nm (باشد. اين مواد به دليل كنترل ريز ساختار آنها در مقياس هاي نانومتري كه منجر به دستيابي به خواص بهتر و كيفيت مطلوب تر نسبت به كامپوزيتها رايج مي شود، در دهه آخر قرن بيستم پا به عرصه علم و فناوري گذاشته و پيشرفتهاي قابل توجهي در اين سالها داشته اند. نانوكامپوزيتهاي پليمري به علت داشتن خواص و كاربردهاي خاص اهميت ويژه اي در ميان نانوكامپوزيتها دارند. نانوكامپوزيتهاي پليمري تركيباتي از پليمرها و مقدار 2 تا 10 درصد وزني از ذرات نانومتري نظير خاكهاي آلي، الياف و … مي باشند . تقويت كننده نانومتري به علت داشتن ابعاد بسيار كوچك و نسبت D/L زياد و سطح بسيار بالا در مقايسه با تقويت كننده هاي معمولي در سطح بارگذاري (Loading (كمتري باعث بهبود خواص مورد نظر گرديده و مسائل مربوط به تقويت كننده هاي رايج، نظير افزايش وزن، نقايص سطحي و مشكلات فرآيندپذيري در آنها كمتر ديده مي شود. به همين دليل نانوكامپوزيتها جايگزين خوبي براي كامپوزيتهاي معمولي هستند چرا كه داراي كارآيي بهتر همراه با وزن كمتر مي باشند. ضرورت توجه به نانوكامپوزيتهاي پليمري در برخي از كشورها فعاليت هاي تحقيقاتي در زمينه نانوكامپوزيتهاي پليمري از سال 1990 آغاز شده و در بسياري از موارد نتايج تحقيقات به صنعت رسيده و كاربردي شده است . به عنوان مثال در سال2005 شركت جنرال موتورز با بكارگيري نانو كامپوزيتهاي پليمري ، خورويي به بازار عرضه كرد كه حدود 7 درصد سبكتر از خودروهاي مشابه بود . در داخل كشور نيز فعاليت تحقيقاتي در زمينه نانو كامپوزيتهاي پليمري از حدود 8 سال پيش آغاز گرديده و نتايج خوبي نيز حاصل شده است بااين وجود به علت عدم وجود الزامات قانوني و همچنين اطلاع رساني كم در اين زمينه ، بكارگيري نانو كامپوزيتها در صنايع داخلي رايج نشده است. صنايع پايين دست بعنوان موتور محرك توسعه صنايع پتروشيمي تلقي مي شوند . با توجه به حجم گسترده استفاده از كامپوزيتهاي معمولي در داخل كشور و با عنايت به حجم بالاي توليد پليمرها در سالهاي آتي توسط شركت ملي صنايع پتروشيمي و لزوم افزايش كاربري اين پليمرها ، توليد نانو كامپوزيتهاي پليمري يكي از مناسب ترين راههاي پاسخ گويي به نياز بازار و بهبود خواص و گسترش دامنه كاربرد پليمرهاي داخلي است. در حال حاضر بخش عمده اي از آميزه هاي پليمري مورد مصرف در داخل كشور از طريق واردات از كشورهايي نظير هلند ، ايتاليا ، تايوان ، سوئد ، آلمان و … و بخش ديگر بوسيله توليد كنندگان داخلي تامين مي شود. اين آميزه ها عمدتاً در صنايع خودرو ، لوازم خانگي و اداري ، لاستيك سازي و … مورد استفاده قرار مي گيرد . با توجه به خواص برتر نانوكامپوزيتهاي پليمري در مقايسه با آميزه هاي معمولي پليمري و با عنايت به روند نزولي قيمت جهاني نانوذرات و در نتيجه امكان رقابت اين محصولات از نظر قيمت ، انتظار مي رود با توليد نانوكامپوزيتها در داخل كشور مي توان آنها را جايگزين بخش عمده اي از آميزه هاي معمولي پليمري نمود. پتانسيل هاي تحقيقاتي و سرمايه گذاري در زمينه نانوكامپوزيتهاي پليمري برخي از زمينه هاي تحقيقاتي و سرمايه گذاري درباره نانو كامپوزيتهاي پليمري عبارتند از : – توسعه روشهاي شناسايي و شكل دهي نانو كامپوزيتهاي پليمري ساخت پليمرهاي مقاوم در برابر شعله براي كاربردهاي الكتريكي ، الكترونيكي و لوازم خانگي – افزايش پايداري ابعادي و استحكام مكانيكي پليمرها براي كاربردهاي صنايع خودرو و لوازم خانگي – ساخت پليمرهاي هادي جريان الكتريسيته براي كاربردهاي الكتريكي ، الكترونيكي و صنايع نظامي – افزايش مقاومت پليمرها در برابر نفوذ گازها و بخارات براي كاربردهاي بسته بندي محصولات كشاورزي – ساخت پليمرهاي مقاوم در برابر باكتريها و ميكروبها براي كاربردهاي بسته بندي ، لوازم خانگي و خودرو – ساخت غشاء هاي نانوكامپوزيت پليمري براي فرآيندهاي خالص سازي و جداسازي گازها – ساخت هيدروژلهاي نانوكامپوزيت پليمري با هدف افزايش كارآيي آنها در كاربرد هاي مختلف محصولات تهيه شده از نانوكامپوزيتهاي پليمري قابليت استفاده در صنايع شيميايي ، خودروسازي ، ساختمان ، نظامي ، پزشكي ، لوازم خانگي ، ورزشي ، كشاورزي و الكترونيكي را داشته و استفاده از آنها در اين صنايع كاهش مصرف سوخت و انرژي ، افزايش مقاومت و ايمني در برابر زلزله و آتش سوزي ، افزايش عمر سازه ها ، كاهش خسارات ناشي از زمان نگهداري مواد غذائي و محصولات كشاورزي ، كاهش خسارات ناشي از خوردگي و بطور خلاصه استفاده بهينه از منابع موجود را مي تواند به همراه داشته باشد . بازار جهاني نانوكامپوزيتهاي پليمري پيش بيني شده است كه بازار جهاني نانوكامپوزيتهاي پليمري تا سال 2009 به 2/1 ميليارد پوند برسد كه 1 ميليارد پوند آن مربوط به نانو كامپوزيتهاي حاوي نانو ذرات خاك رس و بقيه شامل نانولوله هاي كربني خواهد بود . پيش بيني مي شود كه تا آن موقع ، نانوكامپوزيتها تا حدودي جايگزين كامپوزيتهاي رايج در كاربردهاي سازه اي مانند لوله و اتصالات، در قطعات و اجزاء داخلي موتور و بدنه بيروني خودرو، بسته بندي مواد غذايي و دارويي، وسايل الكتريكي و كاربردهاي ويژه مانند تجهيزات نظامي و فضايي گردند. ضمن سپاس از نویسندگان مقاله بالا، یادآور می‌شویم که شرکت فناوری دانش بنا دراک ، کاملترین فناوري های نانو در همه صنايع از جمله محصولات پتروشيمي را تولید و ارائه مينمايد