NFR6

میزان مرگ‌ومیر VAP بین 10 تا 40% گزارش شده است ]6[. مدت اقامت در ICU بیمارانی که مبتلا به VAP شده اند نسبت به بیمارانی که تهویه‌ی مکانیکی می شوند ولی به VAP مبتلا نشده اند بین 4 تا 19 روز افزایش دارد. و هزینه‌ی درمان این بیماران نسبت بیمارانی که تهویه‌ی مکانیکی می شوند ولی مبتلا بهVAP نشده اند حدود 40000 تا 57000 دلار بیشتر برآورد می‌شود ]8و7[.
از طرفی آزمودن شیوه های مختلف ارائه و آموزش متون علمی نوین به پرسنل بهداشتی درمانی درجهت بررسی اثر بخشی آموزش ها بر دانش و عملکرد پرسنل می‌تواند راه‌گشای ما در حل معضلات بهداشتی و درمانی در تمام بخش‌ها و به‌خصوص کاهش مشکلات و عوارض بیمارانICU باشد.
در پژوهشی که مهرعلی و همکاران درباره‌ی میزان دانش مبتنی بر شواهد پرستاران در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور قبل و بعد از آموزش داشتند از گاید لاین 2003 مرکز پیش‌ گیری وکنترل بیماری های امریکا 1(CDC) جهت آموزش استفاده کردند ودانش پرستار را با ابزار پرسش ‌نامه ، یک‌ بار قبل از آموزش، بار دوم دقیقا بعد از آموزش وبار سوم یک ماه بعد از آموزش سنجیدند]9[.
در مطالعه برزیل که توسط مارتین و همکارانش تحت عنوان تاثیر آموزش بر فشار کاف‌ها دربخش مراقبت های ویژه انجام شده است، فشار کاف‌ها یک ‌بار قبل از آموزش پرستاران به‌صورت گذشته نگر ویک ‌بار بعد از آموزش در شیفت های صبح، عصر وشب به‌طور جداگانه جمع‌آوری گردیده است و فشار کاف بالاتر از 30 سانتی متر آب به‌عنوان فشار کاف نامناسب در نظر گرفته شده است. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن بود که تغییرات در شیفت عصر وشب معنی دار ولی در شیفت صبح معنی دار نبوده است]10[.
واما در بحث آموزش ،آموزش فردی به صورت آموزش چهره به چهره از روش‌های مستقیم و حضوری آموزش بوده و با انواع روش‌های توضیحی یا عملی در محل‌های مختلف و در فرصت‌های متنوع قابل اجرا است. مزیت آموزش انفرادی آن است که می‌توان با افراد بحث و گفتگو کرد و آن‌ها را ترغیب نمود تا رفتار خود را دگرگون کنند. و کارگاه آموزشی، روشی برای حل مسائل و مشکلات است که در آن تعداد معدودی از افراد ( بین 25 تا 40 نفر) که به یک رشته یا موضوع خاص علمی، فنی و... وابستگی دارند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند]11[.
بنا بر این با توجه به عوارض جبران ناپذیر VAP که شامل افزایش مرگ‌ومیر، افزایش عوارض، افزایش مدت اقامت در بیمارستان و افزایش هزینه های بیمارستانی است]12[، پیش‌گیری از آن ضروری بنظر می رسد و در این میان، پرستاران در ICU به‌ دلیل تماس مداوم با بیمار، انجام دهنده بودن اکثر پروسیجر های او وهدایت سایر افرادی که با بیمار در تماس هستند نظیر دانشجویان، بهیاران، کمک بهیاران و همراهان بیمار، مهمترین نقش را در پیش‌گیری از VAP دارند. بنا بر این، نظر به نقش مهم و کلیدی پرستاران در پیش‌گیری از VAP، سنجش میزان رعایت اصول پیش‌گیری از آن توسط پرستاران و همچنین آموزش به شیوه های مختلف و ارزیابی تاثیر این آموزش بر عملکرد آنان ضروریست، تا دست اندرکاران درمانِ جامعه بتوانند با برنامه‌ریزی‌های کوتاه مدت و بلند مدت و با آموزش به موقع و موثر پرستاران، بیمارانICU واطرافیان نگران آنها را، از این معضل رهائی بخشند. در متون داخلی وخارجی پژوهشی که تاثیر آموزش پیش‌ گیری ازVAP بر پرستاران دقیقا به دو شیوه کارگاهی و چهره به چهره مقایسه شود یافت نشد؛ بنا بر این، پژوهشِ حاضر، با هدف بررسی مقایسه ایِ آموزش راهنمایِ بالینیِ پیش‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور به دو روشِ چهره به چهره وکارگاهی بر دانش و عملکرد پرستاران شاغل در بخش مراقبت های ویژه انجام گردید.
193738596520فصل دوم
00فصل دوم

فصل دوم
چهارچوب پنداشتی ومروری بر متون2-1. پنومونی وابسته به ونتیلاتور
امروزه عفونت‌های اکتسابی بیمارستانی، شایع‌ترین عارضه در بیماران بستری است. با وجود آن‌که بخش‌های مراقبت ویژه (ICU)، تنها حدود 15-5% تخت‌های بیمارستانی را به خود اختصاص می‌دهند، اما بیش از %30 عفونت‌های اکتسابی بیمارستانی، مربوط به این بخش‌هاست]13[.
یکی از عفونت‌های اکتسابی بیمارستانی، پنومونی بیمارستانی است که عبارت است از عفونت پارانشیم ریه به‌وسیله ی عوامل عفونی که در موقع ورود به بیمارستان، وجود نداشته و در دوره‌ی کمون هم نیستند و حداقل 48 ساعت بعد از بستری در بیمارستان ایجاد می‌شود. پنومونی اکتسابی در بیمارستان، دومین عفونت شایع بیمارستانی بعد از عفونت مجاری ادراری است]14[.
پنومونی وابسته به ونتیلاتور(VAP )، زیر مجموعه ای از پنومونی بیمارستانی است که 48 ساعت یا بیشتر پس از لوله گذاری و اتصال بیمار به دستگاه تهویه‌ی مکانیکی ایجاد شده باشد.VAP عارضه ای شایع، جدی و پر هزینه در بیماران بستری به حساب می آید که در بخشهای مراقبت ویژه، رتبه اول عفونت‌های بیمارستانی را به خود اختصاص می دهد. شیوع VAP از 9 تا 27 درصد متغیر و مرگ‌ومیر ناشی از آن بین 10تا 40درصد گزارش شده است. خطر VAPدر بیماری که تهویه‌ی مکانیکی دارد، در هر روز %3-1 افزایش می یابد. بیماران تحت تهویه‌ی مکانیکی چنان‌چه مبتلا به VAP شوند نسبت به سایر بیمارانی که آنها نیز تهویه‌ی مکانیکی دریافت می‌کنند ولی مبتلا به VAP نشده اند باید 4تا 19 روز بیشتر در ICU بمانند، 40000 تا 57000 دلار بیشتر هزینه بپردازند و میزان مرگ‌ومیر انها نیز 14% بیشتر از بقیه خواهد بود]7و8[.
2-2. اتیولوژی پنومونی وابسته به ونتیلاتور ورود میکروارگانیسم‌ها به قسمت‌های تحتانی واستریل مجاری تنفسی از علل اصلی ایجاد و توسعه‌ی VAP است]8[.
ورود میکروارگانیسم‌ها به قسمت های تحتانی و استریل مجاری تنفسی، به طرق زیر صورت می پذیرد:
آسپیراسیون و میکروآسپیراسیونِ محتویات اوروفارنجیال و یا معده به ریه ها (عامل اصلی)
استنشاق ذرات یا آئروسلِ حاوی ارگانیسم‌های بیماری‌زا ( مانند استنشاق در موقع قطع مدار ونتیلاتور)
انتقال ارگانیسم ها بوسیله‌ی ورود تجهیزات الوده به ریه ( مانند کاتتر ساکشن)
انتشار از طریق خون یا از مکان دیگر به ریه (مانند تزریقات وریدی و پروسیجر های غیر استریل)]1[.
2-3. پاتو فیزیولوژی پنومونی وابسته به ونتیلاتور
پنومونی زمانی رخ می دهد که مکانیسم پاکسازی مخاطی مژکی برونش یا سلول‌های فاگوسیت کننده‌ی ذرات استنشاقی یا آسپیره شده از بین برود. ارتشاح ارگانیسم‌ها در پارانشیم ریه نمایانگر یک پاسخ التهابی با رسوبات سلول های فاگوسیت کننده به داخل آلوئول‌ها و راه‌های هوایی و تولید اگزودایِ غنی از پروتئین است. این پاسخ التهابی باعث اختلال تهویه وکاهش ظرفیت ریه، افزایش کار تنفس و هیپوکسمی می‌گردد. پاسخ التهابی منجر به تب و لُکوسیتوز نیز می‌گردد]1[.
اگرچه مجموعه‌ای از ارگانیسم‌های مشابه باعث ایجاد پنومونی وابسته به ونتیلاتور می‌شوند ولی باکتری‌های زیر، به ترتیب از بیشتر به کمتر، عوامل ابتلا به پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور هستند: استافیلوکوک اورئوس، سودوموناس آئروژینوزا، سوش‌های انتروکوک، آسینتو باکتر بامائی، کلبسیلاپنومونیه، اشرشیاکولی و استافیلو کواگولاز منفی. ولی ویروس ها، قارچ ها، وپاتوژن های بی‌هوازی، نقش زیادی ندارند ]1[.
2-4. عوامل خطر ابتلاء به VAPسن بالا، کاهش سطح هوشیاری، دریافت خون و فرآورده‌های خونی، بیماری ریوی زمینه ای، بیماری های تهدید کننده‌ی حیات (دیسترس تنفسی، تروما ،سوختگی ،شوک )،کلونیزاسیون اوروفارنجیال، افزایش طول مدت تهویه‌ی مکانیکی، وضعیت طاق‌باز، تماس با سایر بیماران و یا سایر پرستاران، آنتی بیوتیک ها، مصرف بیش از اندازه آرام بخش‌ها، فشار کم کاف اندوتراکئال (کمتراز cm/H2o 20)، انتقال موقت به خارج از ICU وتضعیف سیستم ایمنی، عوامل خطر ابتلاء به VAP هستند ]15و1[.
2-5. علائم پنومونی وابسته به ونتیلاتور
ارتشاح پیش‌رونده‌ی ریوی، تب، لُکوسیتوز وترشحات تراکئوبرونشیالِ چرکی
Lung filtration
Fever > 38.5 or < 35 C
WBC> 10000/mm3 or < 3000/ mm3
Purulent sputum ]8[.
2-6. راهنمای بالینی پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور کشور ایرلند در سال 2011 2-6-1.اهمیتراهنمای بالینی پیشگیری از بیماری ها دستور العملی است که بر اساس اخرین دست اورد های علمی جهانی توسط صاحب نظران تدوین می گردد تا جامعه پزشکی را در رسیدن به اهداف پیشگیری وکنترل بیماری ها یاری نماید.کمیته کنترل مقاومت میکروبی کشور ایرلند با کمک راهنماهای بالینی قبلی پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور وبر اساس آخرین دست آورد های علمی استخراج شده از مقالات متعدد پیشنهاداتی را در جهت کنترل این عارضه ارائه نموده است که به ان اشاره می گردد ]16[.2-6-2.آموزشهمه بیمارستان‌ها باید برنامه‌ای برای آموزش، پیش‌گیری وکنترل VAP برای پرسنل درمانی داشته باشند که شامل اطلاعات در مورد اپیدمیولوژیِ بومی، بعلاوه‌ استراتژیِ مبتنی بر شواهد پیش‌گیری از VAP باشد.
گام اول در آموزش پیش‌گیری وکنترل، باید شامل ضد عفونی دست‌ها و استفاده از وسایل محافظتی شخصی باشد.
گاید لاین‌های بالینی و پروتوکل‌های مراقبت از VAP در بخش های ویژه، باید اجرا شوند و توسعه یابند.
علاوه بر آن، راهنماهای بالینی و پروتوکل‌ها باید به‌طور منظم پایش شوند تا از پذیرش آن توسط پرسنل مطمئن شویم و هرگونه نقص در این زمینه شناسایی وگزارش شوند ]16[.
2-6-3.کنترل مراقبت‌های بالینی و پیش‌گیری از عفونت
به‌کارگیری پیش‌گیری‌های استاندارد، باید اولین اقدام در پیش‌گیری از انتقال عوامل عفونی در بیماران وپرسنل باشد.
ضد عفونی کردن دست‌ها بر اساس راهنماهای بین‌المللی، باید جزئی از مراقبت‌های بالینیِ پیش‌گیری از VAP باشد.
قبل و بعد از هر تماسِ مستقیم با بیمار و بعد از هر عملی که بالقوه باعث آلودگی دست می‌شود و بعد از در آوردن دست‌کش‌ها، دست‌ها باید به‌طور مناسب با آب و صابون شستشو داده شوند و در صورت عدم وجود آلودگی واضح در دست، با محلول های الکلی، ضد عفونی شوند.
علاوه بر آن، ضد عفونی دست‌ها باید مرتب پایش شوند تا از پذیرش آن توسط پرسنل مطمئن شویم و بازخورد مناسبی از آن‌ها دریافت نماییم.
وسایل محافظتی پرسنل مثل دست‌کش، پیش‌بند، ماسک، عینک و... باید به‌طور مناسب استفاده شوند و به‌طور مناسب جمع‌آوری و معدوم گردند ]16[.
2-6-4. لوله گذاری نایتاحد ممکن لوله گذاری از طریق دهان باشد تا از طریق بینی.
حتی المقدور از خارج سازی غیر ضروری لوله‌ی نای و لوله گذاری مجدد خودداری شود ]16[.
2-6-5. تهویه با فشار مثبت
تاحد ممکن از تهویه غیر تهاجمی استفاده شود.
تهویه‌ی مکانیکی در مواردی که ضرورت ندارد نباید ادامه پیدا کند.
پروتوکل جدا سازی بیمار از دستگاه بر اساس شواهد موجود باشد.
ارزیابی روزانه بیمار برای امکان جا سازی از دستگاه انجام شود.
کم کردن یا قطع آرامبخش‌ها روزانه به‌طور مناسب اجرا شود ]16[.
2-6-6.استراتژی داروییخط مشی محدودیت استفاده از فرآورده‌های خونی در بیماران با تهویه‌ی مکانیکی باید اجرا شود.
2-6-7. پیش‌گیری از آسپیراسیون یک فشار کاف مناسب باید در بیمارانی که تراکئوستومی یا دارای لوله‌ی تراشه بوده و در معرض اسپیراسیون قرار دارند اجرا شود.
فشار کاف باید دقیقا اندازه‌ای باشد که هیچ صدای قابل شنیدنی از لیک هوا در اطراف لوله وجود نداشته (در مواقعی که فشار طبیعی راه هوایی وجود دارد ) و باید حد اقل 20 سانتی متر آب باشد .
بیماران تحت تهویه‌ی مکانیکی، باید وضعیت نیمه نشسته (30 تا 45 درجه بالا بودن سر تخت ) داشته، مگر آن‌که ممنوعیتی داشته باشند.
در بیمارانی که وضعیت نیمه نشسته را نمی توانند تحمل کنند، باید از تخت چرخان استفاده شود.
بایداز نفخ معده در بیماران تحت تهویه‌ی مکانیکی که تغذیه‌ی معدی دارند اجتناب شود ]16[.
2-6-8.پیش‌گیری ازآلودگی وسایلوسایل یک‌بار مصرف نباید هیچ‌گاه دو بار استفاده شوند.
همه وسایلی که در ارتباط با بیمار هستند باید بر طبق خط و مشی بیمارستان وکارخانه سازنده، تمیز، ضد عفونی ونگهداری شوند.
بعد از گندزدایی، برای شستشوی وسایل تنفسیِ غیر تهاجمی و چند بار مصرف باید از آب مقطر استریل استفاده کرد.
پرسنل، هنگامی که مدار تنفسی را قطع می‌کنند باید از ماسک صورت استفاده کنند.
برای شستشوی وسایل تنفسی غیر تهاجمی وچند بار مصرف باید از اب مقطر استریل استفاده کرد.
سیستم وسایل مرطوب‌کننده (مرطوب‌کننده‌های گرمائی و یا فیلترهای نگه‌داری گرما و رطوبت ) باید بر اساس توصیه‌ی کارخانه‌ی سازنده یا هر زمان که از نظر بالینی لازم شد، تعویض شوند.
و برای هر بیمار جدید، یک سیستم جدید آماده شود.
هنگامی که مرطوب‌کننده‌ها پر می شوند نکات استریل رعایت شود ، آب استفاده برای مرطوب‌کننده‌ها باید استریل یا تقطیر شده باشد.
توصیه خاصی برای استفاده ازنوع خاصی از مرطوب‌کننده وجود ندارد.
نوع سیستم ساکشن ( بسته یا باز) بر شیوع VAP تاثیری ندارد.
ولی در بیمارانی که ترشحات فراوان دارند یا عفونت مشکوک یا شناخته شده ای دارند که می‌تواند از طریق هوا منتقل شود، ساکشن بسته توصیه می‌شود.
وسایل ساکشن باید زمانی تعویض شوند که خراب یا کثیف شده باشند، برنامه‌ی منظم تعویض توصیه نمی‌شود.
یک سیستم ساکشن جدید برای بیمار جدید باید آماده شود ]16[.
2-6-9. پیش‌گیری از کلونیزاسیونِ مجاری گوارشیآنتاگونیست های H2 نظیر رانیتیدین و یا مهارکننده‌های پمپ پروتون نظیر پنتوپرازول باید در بیماران تحت تهویه‌ی مکانیکی که ریسک بالایی برای خونریزی دستگاه گوارش دارند استفاده وسوکرالفات ممکن است در بیمارانی که ریسک پایین تری دارند استفاده شود.
ضد عفونی دهان باید به‌طور منظم در بیماران تهویه‌ی مکانیکی استفاده شود.
یک مسواک نرم هر 12 ساعت یک‌بار برای تمیزی پلاک های دهانی استفاده شود مگر در مواردی که ممنوعیت دارد مانند: کمبود پلاکت وخطر افزایش خونریزی.
کلرو هگزیدین (2%-12/0%) باید طبق برنامه منظم برای ضد عفونی دهان استفاده شود.
بتادین 10% ممکن است در بیماران با صدمات شدید سر به‌جای کلروهگزیدین استفاده شود ]16[.
2-7. بررسی وکنترل فشار کاف لوله‌ی نای و تراکئوستومیهدف از پر کردن کاف امکان برقراری تنفس با فشار مثبت بدون اتلاف حجم جاری و جلوگیری از آسپیراسیون ترشحات دهان ومعده و عوارض متعاقب آن است ]17[.
2-7-1.صدمات نای به‌علت فشار بالای کاف لوله‌ی نای
فشار کاف بیشتر از فشار پرفیوژن آرتریول ها موجب بروز صدمات ایسکمیک، آسیب، له شدگی ونکروز بافت نای می گردد. در بیماران ICU این مسئله جدی‌تر است چراکه بعضی از بیماران ممکن است دچار حملات افت فشار نیز شوند و پرفیوژن نای کمتر از حد عادی شود.
التهاب ساده، ایجاد زخم، خونریزی، تشکیل بافت نکروزه ، فیستول نای مری، تشکیل بافت اضافی، تنگی تراشه و انسداد، از صدمات تراشه به‌ علت فشار بالای کاف لوله نای است]17[.
2-7-2. نرم شدگی غضروف نای
پرشدگی بیش از حد کاف و فشار طولانی مدت، باعث ضعف عضلات نای، نرم شدن غضروف‌ها وگشاد شدگی تراشه در محل تماس کاف با تراشه می گردد، که برای جلوگیری از نشت، احتیاج به اضافه کردن حجم بیشتری از هوا به کاف است. که این موضوع باعث وضعیت خطرناک تبعیت نای از کاف و احتمال نرم شدگی غضروف نای می گردد. مطالعات نشان داده اند که بین فشارهای بالای 25 تا 30 میلیمتر جیوه و افزایش صدمات نای ارتباط مستقیم وجود دارد. فشار بیش از 25 میلیمتر جیوه (حدود 34 سانتی متر آب ) موجب آسیب به سیستم گردش خون نای می گردد. فشار بیش از 50 میلیمتر جیوه قادر است در عرض 15 دقیقه ایسکمی غیر قابل برگشت و تخریب لایه پوششی نای را در محل کاف ایجاد کند و پس از 48 ساعت منجر به نکروز کامل ‌گردد]17[.
فشار کاف باید بین 20 تا 30 سانتی متر آب نگه‌داری شود؛ بعضی منابع بین 25 تا 30 و بعضی دیگر20 تا 25 ذکر کرده اند ولی حد اقل آن، 20 سانتی متر آب است. باید به بیماران جدید بخصوص بیمارانی که از اتاق عمل یا اورژانس منتقل شده اند توجه خاصی داشته باشیم. درصورتیکه با فشار 20 تا 30 سانتی متر آب، هنوز نشتی داشته باشیم باید به پزشک اطلاع داده شود. فشار کمتر از 20 سانتی متر آب باعث آسپیراسیون و ایجاد پنومونی وابسته به ونتیلاتور می‌گردد]17و16[.
2-8 .شست‌وشو و ضد عفونی دست‌هاروزانه هزاران نفر در دنیا به‌علت عفونت های ناشی از مراقبت‌های درمانی می‌میرند ودست‌ها عامل اصلی انتقال میکروب‌ها است وشستن یا ضدعفونی دست‌ها مهمترین عامل در پیش‌گیری از انتقال میکروب‌هاست. ]18[.
2-9. مراقبت‌های پرستاری در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور1-جلوگیری از انتقال آلودگی توسط دست‌ها (دست شستن- ضدعفونی دست - پوشیدن دست‌کش ).
2-تکنیک استریل در انجام پروسیجرها به‌خصوص در ساکشن لوله‌ی تراشه یا تراکئوستومی.
3-استفاده از لوله‌ی‌ تراشه با لومن ساکشن دار جهت ساکشن ترشحات ساب گلوت (باقی نماندن ترشحات در دهان وته حلق).
4-تخلیه‌ی ترشحات ته حلق ( به هنگام لوله گذاری یا خارج سازی آن، جابه‌جایی لوله و یا اندازه‌گیری فشار کاف ).
5-لوله گذاری از طریق دهان (تاحد ممکن).
6-لوله گذاری در شرایط استریل (استریل باقی ماندن لوله- پایین نرفتن ترشحات ).
7-انجام تراکئوستومی در شرایط استریل.
8-عدم تعویض مکرر لوله‌های خرطومی (تعویض موقع خرابی یا آلودگی و یا هر بیمار جدید ).
9-استفاده از فیلتر مناسب و جلوگیری از حرکت آب به سمت بیمار و تخلیه به‌موقع آب جمع شده در مدار.
10- ماسک زدن در موقع قطع مدار ونتیلاتور.
11- پیش‌ گیری از زخم‌های گوارشی.
12- پیش ‌گیری از ترومبوز وریدهای عمقی.
13- سر تخت 30 تا 45 درجه، مگر در موارد ممنوعیت .
14- چک کردن محل صحیح لوله معدی به‌طور روتین .
15- چک کردن حجم باقی‌مانده معدی به‌طور روتین .
16-دهان‌شویه منظم و موثر با کلروهگزیدین و مسواک مناسب .
17-کم کردن روزانه آرامبخش ها و ارزیابی روزانه برای خارج سازی لوله‌ی نای ]17و8و2و1[.
2-10. آموزش چهره به چهره وکارگاهی در پرستاری آموزش فردی به صورت آموزش چهره به چهره از روش‌های مستقیم و حضوری آموزش بوده و با انواع روش‌های توضیحی یا عملی در محل‌های مختلف و در فرصت‌های متنوع قابل اجرا است. مزیت آموزش انفرادی آن است که می‌توان با افراد بحث و گفتگو کرد و آن‌ها را ترغیب نمود تا رفتار خود را دگرگون کنند. و کارگاه آموزشی روشی برای حل مسائل و مشکلات است؛ که در آن تعداد معدودی از افراد ( بین 25 تا 40 نفر) که به یک رشته یا موضوع خاص علمی، فنی و... وابستگی دارند در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و با حضور کارشناسان، موضوعات، مباحث و یا مسایل مشخصی را به‌منظور ارائه‌ی توصیه‌ها یا پیشنهادهایی برای اقدامات و برنامه‌های بعدی مورد بحث و تجزیه و تحلیل قرار می‌دهند. همکاری کامل تک تک شرکت کننده‌گان ازطریق فراگیری به‌صورت عمل و تجربه از خصوصیات کارگاه است ]11[.
2- 11. جمع بندیدر این بخش تعریف پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور، عوارض، شیوع، مرگ‌و‌میر، راه‌های اصلی انتقال، اتیولوژی، پاتوفیزیولوژی، علائم و عوامل خطر آن، به اختصار توضیح داده شد. همچنین آخرین دست آوردهای مبتنی بر شواهد علمی در پیش‌گیری از VAP و تنظیم فشار کاف لوله‌ی نای وضد عفونی دست‌ها مطرح و در آخر، آخرین روش‌های مراقبت‌های پرستاری در پیش ‌گیری از این بیماری بحث گردید و اما میزان رعایت جزئیات پیش‌ گیری توسط پرستار چه قبل وچه بعد از آموزش سوالی است که ما در این پژوهش آن‌را دنبال می کنیم.
2-12.مروری بر متوندر این بخش ابتدا متون مرتبط با گاید لاین‌های پیش‌گیری از VAP و تایید آن‌ها و سپس مطالعات مرتبط با آموزش پرستاران و نقش آن ها در پیش‌گیری از VAP بررسی می شود. اغلب مطالعات به‌صورت یک مجموعه‌ی نسبتا کامل VAP را بررسی نکرده بودند، بعضی فقط دانش پرستار را بررسی و بعضی از خودگزارش‌دهی و مشاهده‌ی عملکرد و یا یک یا چند عاملِ معدود در پیش‌ گیری از VAP بهره جسته اند،که بطور خلاصه به آنها اشاره می شود:
مدنی و همکاران اثر بالا بودن سر تخت را درپیش‌گیری ازVAP در یک مطالعه‌ی آینده نگر، در360 بیمار ترومایی درسال2006 آزمودند و نتیجه گرفتند که بالا بردن سر تخت به اندازه 30درجه به میزان معنی داری خطر آسپیراسیون ریوی و پنومونی را کم می‌کند]19[.
نتیجه یک متا آنالیز از 11 پژوهش، شامل 3242 بیمار که تهویه‌ی مکانیکی دریافت می‌کردند،در سال 2007 نشان داد که ضد عفونی کننده های دهانی، مثل کلروهگزیدین، به‌طور معنی داری شیوع VAP راکاهش می‌دهند]20[.
تریک وهمکاران،در سال 2007 اثر سه ضد عفونی کننده دست را به‌طور اتفاقی آزمودند و مشاهده کردند، میکروب های بیماری زا در گروهی که دست‌شان ضد عفونی نشده بود نسبت به گروهی که ضد عفونی شده بود 10 برابر بیشتر می باشد]21[.
مرکز مراقبت و حمایت های پزشکی اخیرا VAP را در لیست بیماری‌هایی قرار داده است که پیش‌گیری از آن‌ها ضروری است(سال 2012). از نظر این مرکز، VAP باید پیش‌گیری شود چرا که خسارت‌های آن قابل جبران نیست به‌عنوان مثالی از عواقب آن، استافیلوکوک ارئوسِ مقاوم به متی سیلین را می‌توان نام برد و اگر VAP پیش‌گیری نشود بیمارستان‌ها باید یک ضایعه‌ی بزرگ اقتصادی را تجربه کنند]8[.
راهنمای بالینی پیش‌گیری از VAP به‌صورت یک مجموعه در سال 2003 منتشر شد و با استفاده از شواهد علمی، بارها آزمایش و تایید گردید. اجزاء مجموعه‌ی 2010 پیش ‌گیری شامل: بالا بردن سر، به میزان 30تا45 درجه، پیش‌گیری از ترمبوز وریدهای عمقی، پیش‌گیری از زخم های گوارشی، قطع و کم کردن روزانه‌ی آرامبخش‌ها، ارزیابی روزانه برای خارج سازی سریع‌تر لوله‌ی تراشه وبهداشت روزانه‌ی دهان با کلروهگزیدین می باشد. چندین محقق این مجموعه را آزمودند و دریافتند که شیوع VAP را کاهش می دهد]23و22و8[.
واما در بحث آموزش پرستاران، در مطالعه‌ی که حسن‌پور و همکاران در سال 1385 با عنوان تاثیر آموزش به روش یادگیری بر اساس حل مشکل وسخنرانی بر یادگیری، نگرش وعملکرد دانشجویان پرستاری انجام دادند، از40 دانشجوی پرستاری که به دو گروه 20 نفره تقسیم می‌شدند استفاده کردند و از سه پرسش‌نامه‌ی، بررسی نگرش، بررسی یادگیری و چک لیست بررسیِ عملکرد استفاده نمودند و نتیجه گرفتند که یادگیری بر اساس حل مشکل تاثیر بیشتری دارد]24[.
در پژوهشی که مهرعلی و همکاران در سال 2011 درباره‌ی میزان دانش مبتنی بر شواهد پرستاران در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور قبل و بعد از آموزش در شهر کراچی پاکستان داشتند از گاید لاین 2003 مرکز پیش‌گیری وکنترل بیماری های امریکا(CDC) جهت آموزش استفاده کردند ودانش پرستار را با ابزار پرسش‌ نامه ، یک‌ بار قبل از آموزش، بار دوم دقیقا بعد از آموزش وبار سوم یک ماه بعد از آموزش سنجیدند. در این پژوهش 40 پرستار سنجیده،حداقل سابقه کار پرستار در ICU یکسال بعنوان معیار ورود،آموزش انجام شده5ساعت و متوسط دانش پرستاران در قبل از آموزش نمره 7، دقیقا بعد از آموزش 9/10 ویک ماه بعد از آموزش 8/9 گزارش شده است ]9[.
در مطالعه برزیل که توسط مارتین و همکارانش در سال های 2007 و2008 ، تحت عنوان تاثیر آموزش بر فشار کاف‌ها دربخش مراقبت های ویژه انجام شده است، فشار کاف‌ها یک ‌بار قبل از آموزش پرستاران به‌صورت گذشته نگر ویک ‌بار بعد از آموزش در شیفت های صبح، عصر وشب به‌طور جداگانه جمع‌آوری گردیده است. از آزمون مجذور کای استفاده شد و محدوده‌ی 5% (P <0.05) به‌عنوان تغییرات معنی دار وفشار بالاتر از 30 سانتی متر آب به‌عنوان فشار کاف نامناسب در نظر گرفته شده است.همچنین آموزش تئوری وعملی انجام شده در این پژوهش 30 دقیقه گزارش شده است و نتایج به‌دست آمده در این مطا لعه به‌شرح زیر می باشد: میزان فشارهای نامناسب کاف‌ در شیفت صبح، قبل از آموزش 9.2% در حالی که بعد از آموزش به 7.6% و در شیفت عصر و شب نیز به همین ترتیب از 11.9% به 4.1% و از 13.7% به 5.2% کاهش پیدا کرده بود. که تغییرات در شیفت عصر وشب معنی دار ولی در شیفت صبح معنی دار نبود]10[.
در مطالعه ی قندیل وطنطاوی درسال 2011 که در کشور مصر تحت و عنوان تمرینات عملی که در حال حاضر پرستاران در پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور دارند، انجام شده است .بر روی 150 پرستار از شش ICU مختلف با استفاده از دو ابزار پرسش ‌نامه‌ی خودگزارش ‌دهی و چک ‌لیستِ مشاهده،اطلاعات مربوط به پیش ‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور توسط پرستار با دو ابزار فوق در یک مقطع زمانی جمع‌آوری وشش ICU جراحی،عمومی،مغزواعصاب،داخلی،ریه وکبد با هم مقایسه شده اند.در این مطالعه از راهنمای بالینی CDC استفاده شده است ومواردی مانند:شستن دست ،پوشیدن دستکش،ساکشن ته حلق،درجه سرتخت و مسواک زدن بررسی شده است. در این مطالعه، دانش پرستار لحاظ نشده بود و آموزش نیز وجود نداشت. همچنین در این مطالعه 3/53 % از پرسنل گفته‌اند که همیشه در انجام امور بیماران دست ‌شان را می‌شویند،47%گفته اند که ساکشن ته حلق را قبل از خارج سازی لوله نای انجام می دهند،39%سرتخت را بالا قرار می دهندو33% هر 8تا12 ساعت یکبار بیمارشان را مسواک می کنند.]25[.
در مرور متون ، مطالعه‌ی خارجی یا داخلی که آموزش پرسنل در پیش‌گیری از VAP را دقیقا در دو گروهِ چهره به چهره یا کارگاهی مقایسه نماید ،یافت نشدوهمانطور که اشاره شد اغلب مطالعات انجام شده در این زمینه، به‌صورت یک مجموعه‌ی نسبتا کامل VAP را بررسی نکرده بودند، واما در مطالعه حاضر سعی شد از یک مجموعه‌ی نسبتا کامل، یعنی دانش، خودگزارش‌دهی و مشاهده‌ی عملکرد استفاده گردد،تا عوامل موثر بر VAPکه مرتبط با پرستاران می باشد مانند انجام ساکشن ،بالا بودن سر تخت، دست شستن ، فشار کاف و... در دو گروه ، قبل وبعد از آموزش مقایسه شود.این در حالی است ‌که هنوز بسیاری از عوامل مرتبط با VAP در کنترل قرار نگرفت.

2057400-1097280فصل سوم
00فصل سوم
فصل سوم
مواد و روش‌ها
3-1. اهداف 3-1-1.هدف کلی
مقایسه‌ی تاثیر آموزش راهنمای بالینیِ پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور به دو روش چهره به چهره وکارگاهی بر دانش و عملکرد پرستاران.
3-1-2.اهداف جزئی شاملالف: اهداف مشاهده:
1- تعیین و مقایسه‌ی میزان فشار کاف لوله‌ی تراشه یا تراکئوستومیِ بیماران گروه آموزش چهره به چهره با گروه آموزش کارگاهی، قبل و بعد از آموزش.
2-تعیین و مقایسه‌ی میزان آماده بودن مایع ضدعفونی دست در مجاورت تخت بیماران ، قبل و بعد از آموزش.
3-تعیین و مقایسه‌ی میزان صحیح بودن وضعیت سر تخت بیماران ، قبل و بعد از آموزش.
4-تعیین و مقایسه‌ی میزان تعویض فیلتر ضد باکتری دستگاه ونتیلاتور بیماران ،قبل و بعد از آموزش.
5-تعیین و مقایسه‌ی میزان شستن، ضد عفونی کردن دست و یا پوشیدن دست‌کش معاینه قبل از تماس با بیمار، قبل و بعد از آموزش.
6- تعیین و مقایسه‌ی میزان ترشحات دهان (ساکشن انجام نشده پرستار) بیماران ، قبل و بعد از آموزش.
ب: هدف خودگزارش‌دهی:
تعیین و مقایسه‌ی میزان رعایت اصول پیش‌گیری از VAP در خودگزارش‌دهی پرستار گروه آموزش چهره به چهره با گروه آموزش کارگاهی، بعد از آموزش
ج: هدف دانش پرستاری:
تعیین و مقایسه میزان دانش پرستار در پیش‌گیری از VAP ، در گروه آموزش چهره به چهره با گروه آموزش کارگاهی، قبل و بعد از آموزش
3-2.فرضیات
1-آموزش چهره به چهره‌ی راهنمای بالینی پیش ‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور نسبت به آموزش کارگاهی آن، بر عملکرد پرستاران موثرتر است.
2-آموزش چهره به چهره‌ی راهنمای بالینی پیش‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور نسبت به آموزش کارگاهی آن، بر دانش پرستاران موثرتر است.
3-آموزش چهره به چهره وکارگاهیِ راهنمای بالینیِ پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور، بر دانش وعملکرد پرستاران در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور موثر است.
3-3. معیارهای پذیرش و خروج نمونه3-3-1. معیارهای وروددارا بودن لیسانس پرستاری و سابقه حداقل 3 ماه کار در ICU
3-3-2. معیار های خروج:
آگاه شدن پرستار از بخش مشاهده طرح، مرخصی ویا انتقال پرستار به بخش دیگر

3-4. مواد و روش انجام تحقیق3-4-1. جامعه مورد مطالعه و روش نمونه گیری
در این پژوهش نیمه‌تجربی در سال 1392، کلیه 75 نفر پرستار شاغل در چهار ICU مشابه (همگی بیماران جراحی) در یکی از بیمارستان‌های وابسته به دانشگاه علوم پزشکی شیراز در دو گروه 35 نفره و40 نفره که از نظر تحصیلات، همگی دارای مدرک لیسانسِ پرستاری و از نظر جنس، سن و سابقه‌ی کار در ICU، کاملا مشابه بودند، تحت آموزش و بررسی قرار گرفتند. داده ها به روش تمام شماری جمع آوری شدند.
3-4-2.روش اجراجهت انجام این پژوهش از سه ابزار: چک لیست مشاهده(ضمیمه الف )، پرسش ‌نامه‌ی خودگزارش ‌دهی (ضمیمه ب) و پرسش‌ نامه‌ی سنجش‌ دانش(ضمیمه ج) استفاده شد.
جهت روایی پرسش ‌نامه‌ی سنجش‌دانش و عملکرد پرستار در پیش ‌گیری ازپنومونی وابسته به ونتیلاتور که توسط قندیل و همکاران [25] و کارولاین و همکاران ]26[ استفاده شده بود، به فارسی ترجمه و سپس توسط پزشک عمومیِ مسلط به زبان انگلیسی مجددا به انگلیسی بازگردانده شد و آن‌گاه توسط متخصص ICU، اصل پرسش ‌نامه و ترجمه‌ی فارسی و ترجمه‌ی انگلیسی آن مقایسه وپس ازحذف چند سوال وجایگزینی آنها، روایی آن تایید گردید. برای تایید پایایی آن نیز 2 بار به فاصله‌ی 10 روز به 7 نفر پرستارICU تحویل شد و با ضریب همبستگی 87% برای پرسش‌ نامه‌ی خودگزارش ‌دهی و84% برای پرسش‌ نامه‌ی سنجش‌دانش پرستار، تایید گردید.. چک لیست مشاهده نیز بر اساس آخرین راهنمای بالینی پیش‌ گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور توسط پژوهشگر تهیه و پس از تائید اعضای هیئت علمیِ بیهوشی، جهت استفاده در پژوهش آماده گردید.
چهارICU مورد مطالعه از نظر نوع بیماران بستری به‌طور کامل همگن بودند ولی از نظر اداره‌ی آن توسط متخصص دو به دو متفاوت بوده که با قید قرعه، همگن گردیدند و پرستاران دو ICU درگروه آموزشِ چهره به چهره و دو ICU دیگر در گروه کارگاهی قرار گرفتند. پس از کسب اجازه از مسئولین، جهت مشاهده‌ی قبل از آموزش، دوکمک پژوهشگر که دانشجوی کارشناسی رشته‌ی بیهوشی بودند، در حالی‌که بر روی یک طرح پژوهشی دیگری نیز در همان ICU ها کار می‌کردند (بدینوسیله پرستاران از قسمت مشاهده‌ی طرح مطلع نشدند) وارد بخش‌های ویژه شده، و پرستارِ هر بیماری را که احتیاج به مراقبت‌های پیش‌گیری از VAP داشت، تحت نظر گرفتند. کمک پژوهشگر طبق فرم مشاهده‌ی عملکرد، (ضمیمه الف) عملکردِ پرستار را که شامل موارد زیر است، کنترل و ثبت می نمود:
1- اندازه فشار کاف لوله‌ی تراشه بوسیله‌ی مانومتر مخصوص و قابل اعتماد کنترل و ثبت می‌شد.
2- در دسترس بودنِ ضد عفونی کننده های دست در مجاورت تخت بیمار کنترل و ثبت می‌شد.
3- کمک پژوهشگر، دستور پزشک مبنی بر وضعیت سر تخت بیمار را از پرونده چک و اجرا شدن یا نشدن این دستور راکنترل و ثبت می‌کرد.
4- میزان تعویض فیلتر ضد باکتریِ دستگاه ونتیلاتور را طبق تاریخی که پرستار بر آن درج کرده بود، در چک لیست ثبت می نمود.
5-سه تماس پرستار با بیمار که شامل یکی از موارد دست شستن، ضدعفونی کردن دست، پوشیدن دست‌کش معاینه و یا انجام ندادن هیچ‌کدام است ، را یاداشت می‌کرد. (چنان‌چه پرستاری برای یک پروسیجر استریل، دست‌کش استریل می پوشید این مشاهده، از 3 مشاهده‌ی پرستار حذف و بعدا مشاهده جدیدی ثبت می‌شد.همچنین فقط عکس العمل پرستار قبل از تماس با بدن بیمار ،ملحفه،تخت وسایر تجهیزات بیمار یا قبل از انجام پروسیجر برای بیمار ثبت می شد و عکس العمل بعد از تماس یاداشت نمی شد ).
6- کمک پژوهشگر دهان بیمار را مشاهده می‌کرد وچنان‌چه دهان پر از ترشحات بوده یا از گوشه های لب و ایروی لبریز بود، به‌عنوان ساکشن انجام نشده پرستار ثبت می‌کرد.
پس از آنکه چک‌ لیستِ مشاهده‌ی قبل از آموزش پر شد. آموزش پرستاران توسط دانشجوی مسئول پایان نامه، به شکل کارگاه و با پرسش و پاسخ پرستاران و آموزش عملیِ چگونگی تنظیم فشار کافِ لوله‌ی نای وتراکئوستومی و در دو روز متوالی و هر روز حدود20 پرستار، برای گروه گارگاهی و طبق آخرین اصول پیش‌گیری ازVAP ارائه گردید که این آموزش شامل: شناسائی، عوامل خطر، علل ایجاد، اهمیت، میزان مرگ‌ومیر و اصول پرستاری در پیش‌گیری از VAP بود و جزییات پیرامون: شست‌شوی دست، ساکشن استریل، بالا بردن سر به میزان 30تا45 درجه ، پیش‌گیری از ترمبوز وریدهای عمقی ، پیش‌گیری از زخم‌های گوارشی، قطع وکم کردن روزانه آرامبخش ها، ارزیابی روزانه برای خارج سازی سریع‌تر لوله‌ی تراشه و بهداشت روزانه‌ی دهان با کلروهگزیدین می‌شد که بیشتر از گاید لاین پیش‌گیری ازVAP کشور ایر لند استفاده شده بود(ضمیمه د). قبل از شروع آموزش، پرسش‌نامه‌ی سنجش دانش به پرستاران ارائه و جواب ها اخذ گردید. و در همان هفته نیز آموزش گروه بعدی به روش چهره به چهره ودر گروه‌های 2الی 5 نفره و با همان محتوا انجام پذیرفت. یک هفته بعد از ارائه آموزش کارگاهی و چهره به چهره، پرسش ‌نامه‌ی سنجش دانش پرستاری مجددا و به همراه پرسش ‌نامه‌ی خودگزارش‌ دهی توسط پرستاران و در ICU ها تکمیل گردید، و یک ماه بعد از آموزش، چک لیستِ مشاهده بعد از آموزش، توسط کمک پژوهشگر مجددا برای همان پرستاران و دقیقا به‌مانند قبل از آموزش ، بعد از مشاهده آنان تکمیل گردید.ودر آخر داده‌های گردآوری شده وارد نرم افزار spss و به کارشناس آمار ارائه گردید.
3-4-3.روش تجزیه و تحلیل اطلاعاتداده ها با کمک آزمون های آماری توصیفی (میانگین و فراوانی) و تحلیلی( آزمون تیِ‌ زوجی،تیِ مستقل، مک نمار، فیشر دقیق، ساین و آزمون مجذور کای)تحلیل گردید، P value کمتر از05/ به‌عنوان اختلاف معنی داری در نظر گرفته و جهت انجام تمام تجزیه و تحلیل ها، از نرم افزار spss/19 استفاده شد.

3-4-4. حجم نمونه حجم نمونه شامل 75 پرستار بود که نمونه ها به روش سرشماریِ کل پرستارانِ شاغل در چهارICU یکی از بیمارستان های تابعه‌ی دانشگاه علوم پزشکی شیراز ،وارد مطالعه شدند وICU ها با قرعه کشی در دو گروه 35 نفره و40نفره همگن قرار گرفتند.
3-5.محدودیت‌ها
فشار کاف لوله‌های نای وتراکئوستومی که در حین اندازه گیری نامناسب و برای بیمار خطرناک بود همان موقع تصحیح می‌شد ودر شیفت های بعدی این بیمار از لیست مشاهده حذف می شد.
محدودیت بعدی حضور مشاهده گر بود که در هر حال می توانست بر عملکرد پرستار موثر باشد اگرچه سعی شد با انتخاب دو کمک پژوهش گری که بر یک طرح تحقیقاتی دیگری نیزدر همین ICU ها کار می کردند، این تاثیر به حد اقل برسد.
ومحدودیت اخر اینکه ارتباط بین گروه ها در زمان مطالعه و دریافت آموزش درطول طرح از منابع دیگر می توانست بر یافته ها موثر باشد که پژوهش گر قادر به کنترل آن نبود.
3-6.ملاحضات اخلاقی
مشاهده پرستار بدون اطلاع و اجازه او از مشکلات اخلاقی طرح بود که با در نظر گرفتن این امر، که حفظ حیات بیماران و پیش‌ گیری از ابتلای آنها به یک بیماریِ با مرگ‌ومیر بالا مهمتر است و با محرمانه بودن اطلاعات و ارائه آن‌ها با شماره‌ی پرستار و مطرح نشدن نام پرستار، نام بخش وحتی نام بیمارستان سعی شد تا اثرات این مشکل تقلیل یابد.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

2272665-360680فصل چهارم
00فصل چهارم

فصل چهارمنتایج و یافته‌ها
در این فصل ابتدا به مقایسه گروه ها از نظر جنس ،سن ،مدرک تحصیلی ومیزان سابقه کار در ICU پرداخته وسپس یافته های مشاهده وخودگزارش دهی بررسی می گردد.4-1. مقایسه جنس ،سن ،مدرک تحصیلی ومیزان سابقه کار در ICU ،گروه چهره به چهره و کارگاهیدو گروه از نظر جنس، سن، مدرک تحصیلی و میزان سابقه کار در ICU تفاوت معنی داری نداشتند.قابل ذکر است، با توجه به این‌که یکی از گروه‌ها دارای دو پرسنل با مدرک کارشناسی ارشد بود برای یکسان سازیِ دو گروه، این دو نفر از مطالعه حذف گردیدند( جدول شماره4- 1،جدول شماره4- 2 و جدول شماره4- 3)
جدول شماره4- 1. مقایسه جنس گروه چهره به چهره وکارگاهیگروه جنس تعداد درصد P*
چهره به چهره مرد 4 12 P=1
زن 31 88 کارگاهی مرد 5 12 زن 35 88 * آزمون مجذورکایجدول شماره4- 2.مقایسه میانگین سن گروه چهره به چهره وکارگاهی
گروه میانگین سن انحراف معیار P*
چهره به چهره 001/4 44. 2877/0P=
کارگاهی
14/ 4 49. 28*آزمون تی تست
جدول شماره 4-3. مقایسه میانگین سابقه کار گروه چهره به چهره وکارگاهیگروه میانگین (سال)± انحراف معیار آزمون P
چهره به چهره 74/1 6/2تی
تست
(t=0/429)
(df=67) 57/0P=
کارگاهی
94/1 4/24-2. یافته ها و نتایج مشاهده4-2-1. میزان فشار کاف لوله‌های تراشه و یا تراکئوستومی بیماراندر اندازه گیری فشار کاف لوله‌های تراشه و یا تراکئوستومی از 35 بیمار در هر گروه که هر کدام متعلق به یک پرستار بود یک‌بار قبل از آموزش ویک‌بار بعد از آموزش فشار ثبت گردید. فشار 20 تا 30 سانتی متر آب طبیعی و بیشتر یا کمتر از آن غیر طبیعی محسوب گردید. فشار کاف بالاتر از 42 سانتی متر آب بعلت قطع کامل پرفیوژن آرتریول های تراشه، به‌عنوان فشار خطرناک محسوب شد ونتایج زیر حاصل شد.در مقایسه دو گروه قبل از آموزش و همچنین بعد از آموزش از آزمون فیشر دقیق استفاده شد ونتایج معنی دار نبود(P=0/69 قبل از آموزش وp=1 بعد از آموزش) واما مقایسه قبل وبعدازآموزش گروهها معنی دار بودو نتایج در(جدول شماره4-4)و(نمودار شماره 4-1 ، نمودار شماره 4-2 و نمودار شماره 4-3)آمده است.

جدول شماره 4-4.مقایسه وضعیت فشار کاف قبل بابعد از آموزش
گروه زمان وضعیت فشار کاف ها تعداد درصد P*
چهره به چهره قبل از آموزش مناسب 8 20 P=0/001
نامناسب 32 80 بعد ازآموزش مناسب 27 67.5 نامناسب 13 32.5 کارگاهی قبل از آموزش مناسب 16 40 P<0/001
نامناسب 24 60 بعد ازآموزش مناسب 34 85 نامناسب 6 15 * آزمون مک نمار

نمودار شماره4-1.مقایسه فشارکاف لوله های تراکئوستومی ونای گروه چهره به چهره
نمودار شماره 4-2. مقایسه فشارکاف لوله های تراکئوستومی ونای گروه کارگاهی
نمودار شماره 4-3. مقایسه فشارکاف های خطرناک4-2-2 نتایج آماده بودن مایع ضد عفونی کنار تخت بیمار.درمقایسه دو گروه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش از آزمون فیشر دقیق استفاده شد و تفاوت ها معنی دار نبود(P=1)، ادامه مقایسه ها در( جدول شماره 4-5)آمده است.جدول شماره 4-5. مقایسه قبل با بعد از آموزش اماده بودن مایع ضد عفونی کنار تخت بیمار.گروه زمان مشاهده آماده بودن مایع ضد عفونی در مجاورت تخت بیمار تعداد درصد P *
چهره به چهره قبل از آموزش آماده 31 88 P=0/12
غیر آماده 4 12 بعد از آموزش آماده 35 100 غیر آماده 0 0 کارگاهی قبل از آموزش آماده 31 88 P=0/37
غیر آماده 4 12 بعد از آموزش آماده 34 97 غیر آماده 1 3 * آزمون مک نمار
4-2-3. مناسب بودن وضعیت سر تخت بیمار (30 تا 45 درجه در صورت نداشتن ممنوعیت )از مشاهده‌ی تخت بیماران در دو گروه قبل از آموزش، فقط در هر گروه یک مورد تخت نامناسب بود و بعد از آموزش، در دو گروه وضعیت مناسب تخت، صد درصد رعایت شده بود. ( جدول شماره 4-6).
جدول شماره 4-6. مقایسه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش مناسب بودن وضعیت سر تخت بیمار گروه ها با یکدیگرگروه زمان مشاهده مناسب بودن سرتخت تعداد درصد P *
چهره به چهره قبل از آموزش مناسب 34 97 P=1
نامناسب 1 3 بعد از آموزش مناسب 35 100 نامناسب 0 . کارگاهی قبل از آموزش مناسب 34 97 نامناسب 1 3 بعداز آموزش مناسب 35 100 نامناسب 0 0 * آزمون فیشر دقیق4-2-4. مشاهده‌ی تعویض فیلتر ضد باکتریفیلتر ضد باکتری در بخش، طبق توصیه‌ی کارخانه وکمیته‌ی کنترل عفونت 48 ساعته تعویض می‌شد. در مشاهده‌ی فیلتر، چنان‌چه تاریخ درج شده توسط پرستار بیشتر از 48 ساعت یا تاریخ درج نشده بود، به‌عنوان نامناسب و در غیر این صورت به‌عنوان مناسب یادداشت می‌شد. درمقایسه دو گروه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش از آزمون مجذور کای استفاده شد و تفاوت ها معنی دار نبود(P=0/19 در گروه چهره به چهره وP=0/13 در گروه کارگاهی)،ادامه مقایسه ها در( جدول شماره 4-7)آمده است.
جدول شماره 4-7. مقایسه قبل با بعد از آموزش تعویض فیلتر ضد باکتریگروه زمان مشاهده وضعیت فیلتر ضد باکتری تعداد درصد P*
چهره به چهره قبل از آموزش مناسب 23 65.7 P=0/1
نامناسب 12 34.3 بعد از آموزش مناسب 29 82.9 نامناسب 6 17.1 کارگاهی قبل از آموزش مناسب 18 51.4 P=0/039
نامناسب 17 48.6 بعداز آموزش مناسب 26 74.3 نامناسب 9 25.7 * آزمون مک نمار
4-2-5. مشاهده‌ی پوشیدن دست‌کش معاینه، شستن دست و یا ضدعفونی دست‌ها.تماس پرستار با بیمار وانجام پروسیجر بیمار به‌جز مواردی که احتیاج به دست‌کش استریل داشت در این قسمت مشاهده گردید و به‌صورت، پوشیدن دست‌کش معاینه، شستن دست، ضدعفونی کردن دست و یا هیچکاری نکردن ثبت گردید. درمقایسه دو گروه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش از آزمون مجذور کای استفاده شد و تفاوت ها معنی دار نبود(P=0/78 در گروه چهره به چهره وP=0/88 در گروه کارگاهی)،ادامه مقایسه ها در( جدول شماره 4-8)آمده است.

جدول شماره 4-8. مقایسه قبل با بعد از آموزش درصد پوشیدن دستکش معاینه ،شستن دست ویا ضدعفونی دستها.گروه زمان مشاهده عکس‌العمل در تماس با بیمار تعداد درصد P*
چهره به چهره قبل از آموزش پوشیدن دست‌کش معاینه 3 5/8 P=0/68
ضدعفونی یا شستن دست 1 8/2 هیچکاری نکردن 31 7/88 بعد از آموزش پوشیدن دست‌کش معاینه 4 5/11 ضدعفونی یا شستن دست 2 7/5 هیچکاری نکردن 29 8/82 کارگاهی قبل از آموزش پوشیدن دست‌کش معاینه 4 5/11 P=0/75
ضدعفونی یا شستن دست 1 8/2 هیچکاری نکردن 30 7/85 بعد از آموزش پوشیدن دست‌کش معاینه 5 2/14 ضدعفونی یا شستن دست 2 7/5 هیچکاری نکردن 28 1/80 * آزمون ساین4-2-6. مشاهده‌ی ساکشن انجام نشده پرستار.درمقایسه دو گروه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش از آزمون فیشر دقیق استفاده شد و تفاوت ها معنی دار نبود(P=1 در گروه چهره به چهره وP=0/11 در گروه کارگاهی)، در حالی که مقایسه قبل با بعد از آموزش گروه ها معنی دار بود.ادامه مقایسه ها در( جدول شماره 4-9) و(نمودار شماره 4-4و4-5)آمده است.
جدول شماره 4-9. مقایسه قبل با بعد از آموزش ساکشن انجام نشده پرستارگروه زمان مشاهده ساکشن تعداد درصد P*
چهره به چهره قبل از آموزش انجام نشده 10 5/28 P=0/008
انجام شده 25 5/71 بعد از آموزش انجام نشده 2 7/5 انجام شده 33 3/94 کارگاهی قبل از آموزش انجام نشده 12 2/34 P=0/002
انجام شده 23 8/65 بعداز آموزش انجام نشده 2 7/5 انجام شده 33 3/94 * آزمون مک نمار

نمودار شماره 4-4. مقایسه میزان ساکشن انجام نشده پرستار گروه چهره به چهره
نمودار شماره 4-5. مقایسه میزان ساکشن انجام نشده پرستار گروه کارگاهی4-3. یافته ها و نتایج خودگزارش‌دهیدر این قسمت میزان پاسخ پرستاران به گزینه های سوالات خودگزارش دهی در جدول بعد از هر سوال آمده است.
4-3-1. سوالات عمومی در ارتباط با روتین بخش‌ها1-آیا یک پروتوکل نوشته شده(مدون) دربخش ICU شما در مورد پیش‌گیری از VAP وجود دارد؟
جدول شماره4-10.پاسخ سوال1خودگزارش دهیگروه گزینه تعداد
پاسخ درصد
پاسخ
گروه چهره به چهره(34 پرستار) بلی 15 44%
خیر 19 56%
گروه کارگاهی(38 پرستار) بلی 23 60%
خیر 15 40%
2-آیا یک پروتوکل نوشته شده(مدون) دربخش ICU شما در مورد مراقبت های بهداشتی دهان وجود دارد؟
جدول شماره4-11. پاسخ سوال 2 خودگزارش دهیگروه تعداد کل گزینه تعداد درصد
چهره به چهره 35 بلی 20 57%
خیر 15 43%
کارگاهی 40 بلی 31 77%
خیر 9 23%
3-دفعات مسواک کردن دهان بیمار در بخش شما در 24 ساعت چند بار است ؟
جدول شماره4-12. پاسخ سوال 3 خودگزارش دهیگروه تعدادکل گزینه تعداد درصد
چهره به چهره 34 4 بار 1 3%
3 بار 22 65%
2 بار 8 23%
1بار 3 9%
کارگاهی 38 4 بار 2 5%
3 بار 33 87%
2 بار 2 5%
1بار 1 3%
4-دفعات دهان‌شویه بیمار با کلرو هگزیدین در بخش شما در 24 ساعت چند بار است ؟
جدول شماره4-13. پاسخ سوال 4 خودگزارش دهیگروه کل جواب تعداد درصد
چهره به چهره 35 4بار 3 8%
3بار 28 80%
2بار 0 0%
1بار 4 12%
کارگاهی 37 4بار 4 11%
3بار 30 81%
2بار 3 8%
1بار 0 0%
5- نوع مرطوب‌کننده‌ی راه‌های هوایی که در بخش شما استفاده می‌شود کدام است ؟
جدول شماره4-14. پاسخ سوال 5 خودگزارش دهیگروه گزینه تعداد درصد
چهره به چهره
33نفر سیستم مرطوب‌کننده‌های گرمایی 3 10%
فیلتر مخصوص حفظ گرما ورطوبت 10 30%
هردو نوع 20 60%
کارگاهی
35نفر سیستم مرطوب‌کننده‌های گرمایی 3 9%
فیلتر مخصوص حفظ گرما ورطوبت 11 31%
هردو نوع 21 60%
4-3-2. نتایج عملکرد شخصی پرستارانچنان‌چه بیمار شما در ICU احتیاج به مراقبت پیش‌گیری ازپنومونی وابسته به ونتیلاتور داشته باشد (دارای لوله‌ی تراشه یا تراکئوستومی )، در این زمینه عملکرد خود را گزارش فر مایید.
6-شستن دست قبل از تماس با بیمار یا ضدعفونی انرا.. ....
جدول شماره 4-15. پاسخ سوال 6 خودگزارش‌دهیگروه گزینه تعداد درصد
چهره به چهره(31 پرستار) همیشه انجام می دهم 23 74%
اکثر اوقات انجام می دهم 8 26%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0%
کارگاهی(38پرستار) همیشه انجام می دهم 31 81%
اکثر اوقات انجام می دهم 7 19%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0%

7-برای انجام امور بهداشتی دهان بیمار.. ........
جدول شماره 4-16. پاسخ سوال 7 خودگزارش دهیگروه گزینه تعداد درصد
چهره به چهره
(34 پرستار) همیشه دست‌کش می پوشم 32 94%
اکثراوقات دست‌کش می پوشم 2 6%
بندرت دست‌کش می پوشم 0 0%
هیچ وقت دست‌کش نمی پوشم 0 0%
کارگاهی(37پرستار) همیشه دست‌کش می پوشم 34 91%
اکثراوقات دست‌کش می پوشم 3 9%
بندرت دست‌کش می پوشم 0 0%
هیچ وقت دست‌کش نمی پوشم 0 0%
8-قبل از خارج ساختن لوله‌ی نای، جابه‌جایی یا خالی کردن کاف آن، ساکشن ته حلق واطراف لوله‌ی نای را.. ......
جدول شماره 4-17. پاسخ سوال 8 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(34 پرستار) همیشه انجام می دهم 32 94%
اکثر اوقات انجام می دهم 2 6%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0%
کارگاهی(37پرستار) همیشه انجام می دهم 34 91%
اکثر اوقات انجام می دهم 3 9%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0%

4-چنان‌چه بیمارم منعی برای بالا بودن سر تخت نداشته باشد، قراردادن سر تخت بیمار دروضعیت 30 تا45 درجه بالاتر را.. ..
جدول شماره 4-18. پاسخ سوال 9 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(33 پرستار) همیشه انجام می دهم 29 88%
اکثر اوقات انجام می دهم 4 12%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0%
کارگاهی(39پرستار) همیشه انجام می دهم 32 82%
اکثر اوقات انجام می دهم 7 18%
بندرت انجام می دهم 0 0%
هیچ وقت انجام نمی دهم 0 0
10-تعویض کاتتر ساکشن لوله‌ی نای راچگونه انجام می دهید؟
جدول شماره 4-19. پاسخ سوال 10 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(35 پرستار) هربار ساکشن یک کاتتر جدید 35 100%
هرشش ساعت یک کاتتر 0 0%
هردوازده ساعت یک کاتتر 0 0%
هر24ساعت یک کاتتر باشد 0 0%
کارگاهی(39پرستار) هربار ساکشن یک کاتتر جدید 39 100%
هرشش ساعت یک کاتتر 0 0%
هردوازده ساعت یک کاتتر 0 0%
هر24ساعت یک کاتتر باشد 0 0%
11- روشی که عموما شما در بخش برای ساکشن کردن استفاده می‌کنید کدام است ؟
جدول شماره 4-20. پاسخ سوال 11 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(35 پرستار) روش باز 24 68%
روش بسته 9 26%
هر دو روش استفاده می‌شود 2 6%
کارگاهی(35پرستار) روش باز 22 63%
روش بسته 8 23%
هر دو روش استفاده می‌شود 5 14%
12- لوله‌های خرطومی ونتیلاتور را چگونه تعویض می‌کنید ؟
جدول شماره 4-21. پاسخ سوال 12 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(35 پرستار) هر48ساعت یک‌بار 2 6%
هرهفته یک‌بار 0 0%
هربیمارجدید و
هرموقع از نظر بالینی لازم باشد 33 94%
کارگاهی(37پرستار) هر48ساعت یک‌بار 2 6%
هرهفته یک‌بار 0 0%
هربیمارجدید و
هرموقع از نظر بالینی لازم باشد 35 94%

13-به چه میزان از مرطوب‌کننده راه‌های هوایی استفاده می‌کنید ؟
جدول شماره 4-22. پاسخ سوال 13 خودگزارش دهیگروه و
تعدادکل پرستاران پاسخ داده گزینه ها تعداد ودرصد پاسخ داده به این گزینه
تعداد درصد
چهره به چهره(31 پرستار) همیشه 18 58%
اکثر اوقات 13 42%
بند رت 0 0%
هیچ وقت استفاده نمی کنم 0 0%
کارگاهی(38پرستار) همیشه 15 40%
اکثر اوقات 21 55%
بند رت 2 5%
هیچ وقت استفاده نمی کنم 0 0%
4-4.نتایج دانش پرستاردر مقایسه دو گروه قبل از آموزش وهمچنین بعد از آموزش ازآزمون تی مستقل استفاده شد ونتایج معنی دار نبود(P=0/97 در گروه چهره به چهره و P=0/92 درگروه کارگاهی )،در حالیکه مقایسه قبل با بعد از آموزش گروه ها معنی دار بود(جدول شماره4-23 ) و (نمودار شماره 4-6)

جدول شماره4-23. مقایسه قبل با بعد از آموزش میانگین وانحراف معیاردانش پرستاران
گروه زمان میانگین ± انحراف معیار P*
چهره به چهره قبل از آموزش 7/14 ± 17/36 P < 0/001
بعد از آموزش 79/7 ± 82/93 کارگاهی قبل از آموزش 56/14 ± 28/36 P < 0/001
بعد از آموزش 35/ 7 ± 94 * آزمون تی جفتی
نمودار شماره4-6.مقایسه قبل با بعد ازآموزش دانش پرستاران2298700-1049655فصل پنجم
00فصل پنجم
فصل پنجمبحث ونتیجه گیری
در این پژوهش، ابتدا بعضی از مهمترین عواملی را که در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور نقش داشته و به‌طور مستقیم با عملکرد پرستاران مرتبط بود، در ICU های مورد مطالعه و با استفاده از روش‌های خودگزارش‌دهی، سنجش دانش و مشاهده‌ی عملکرد پرستاران جمع‌آوری شد و بعد از آموزش به دو روشِ چهره به چهره وکارگاهی، مجددا با روش‌های ذکر شده پرستاران ارزیابی شدند، در حالی‌که در مطالعه قندیل و طنطاوی در مصر که بر روی 150 پرستار از 6 ICU مختلف با استفاده از دو ابزار پرسش‌نامه‌ی خودگزارش‌دهی وچک لیست مشاهده، انجام گردیده بود، اطلاعات مربوط به پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور توسط پرستار با دو ابزار فوق در یک مقطع زمانی جمع‌آوری و6 ICU با هم مقایسه شده بودند. در این مطالعه دانش پرستار لحاظ نشده بود و آموزشی نیز وجود نداشت. ولی اطلاعات گردآوری شده می توانست در برنامه‌ریزی در پیش‌گیری از VAP موثر باشد.
در این قسمت به بحث در مورد جزئیاتِ نتایجِ به‌دست امده در پژوهشِ حاضر می پردازیم:
5-1. مشاهده 5-1-1. فشار کاف‌های لوله‌ی نای یا تراکئوستومیمشاهدات نشان داد که، فشار کاف‌ها که باید هر 8 ساعت یک‌بار کنترل شود، فقط یک ‌بار در 24 ساعت کنترل می‌شد و علاوه بر آن، فشار کاف‌ها بسیار بالاتر از میزان طبیعی آن بود. در این میان بیماران بخش های دیگر مثل اتاق‌عمل یا اورژانس که به ICU منتقل می‌شدند، اکثرا فشار کاف‌هایشان بالاتر از میزان استاندارد بود. در مورد کنترل فشار کاف‌ها، آموزش پرسنل موفقیت‌آمیز بود و با همکاری مسئولین، تنظیم کاف‌ها به‌صورت 8 ساعته انجام شد. اگرچه در ابتدای تنظیم فشارها توسط پرسنل، با کاهش بیش از اندازه (کمتر از 20 سانتی متر اب ) در بعضی موارد مواجه بودیم ولی این مشکل با آموزش و تمرین مجدد پرسنل حل گردید . در مطالعه‌ی مارتین و همکاران که در برزیل با عنوان تاثیر آموزش بر فشار کاف‌ها در بخش مراقبت های ویژه انجام شده بود، 6/11 درصد از بیمارانِ دارای لوله‌ی نای قبل از آموزش، فشارکاف نامناسب داشتند، درحالی‌که بعد از آموزش به 6/5 درصد کاهش یافته بود. ولی در مطالعه‌ی ما متوسط کاف‌هائی که فشارشان نامناسب بود در دو گروه قبل از آموزش 70 درصد بود درحالی‌که بعد از آموزش به7/23 درصد کاهش پیدا کرد. و این به این معنی است که در ICU های مورد مطالعه ما حدود7 برابر بیشتر از ICU های مورد مطالعه برزیل فشار کاف‌ها نامناسب و خطر ناک است.
5-1-2. ضد عفونی وشستن دست
انجام این مهم یعنی همان شستن دست و ضدعفونی، که یکی از مهمترین عوامل کنترل عفونت و پیش‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور است، درپرسنلِ مورد مطالعه‌ی ما قبل از آموزش بسیار ناچیز بود (حدود8/2% ). وبعد از آموزش نیزاگرچه افزایش پیدا نمود ولی تغییرات آن معنی دار نبود(حدود7/5%).با توجه به اظهار نظر مسئولین کنترل عفونت بیمارستان مبنی بر اینکه آموزش روش دست شستن وضد عفونی دست واهمیت بالینی آن در کنترل عفونت بارها ارائه گردیده است وپرستاران در این رابطه اطلاعات کافی دارند، شاید بتوان دلیل عدم نتیجه گیری مطلوب این مورد را به علل زیر نسبت داد:باور ونگرش منفی پرستاران در این مورد، حجم زیاد کار پرستار وداشتن بیش از یک بیمار در ICU (ICU های مورد مطالعه‌ی این پژوهش به این شکل اداره می‌شد)، بی انگیزگی پرستار در مراقبت از بیمار به‌علل حقوق و مزایای پایین، عدم کنترل کافی مسئولینِ پرستاری وکنترل عفونت،کمبود وسایل و لوازم مورد نیاز ، کمبود روشوئی وفاصله زیاد انها تا تخت بیماران و...
5-1-3. آماده بودن مایع ضدعفونی ومناسب بودن سرتخت بیمار
بالا بودن سر تخت درصورت نداشتن ممنوعیت به میزان 30 تا 45 درجه و آماده بودن مایع ضدعفونی در مجاورت تخت بیمار در این پژوهش، هم قبل از آموزش و هم بعد از آن، توسط دو گروه به‌خوبی رعایت می‌شد و در این زمینه مشکلی مشاهده نشد.
5-1-4. تعویض فیلتر ضد باکتریدرمورد تعویض به‌موقع فیلتر ضد باکتری که طبق دستورالعمل کارخانه‌ی سازنده، هر48 ساعت یک‌بار تعویض می گردید، بعد از آموزشِ ما در دو گروه، شاهدِ بهبودی نسبی تعویض به‌موقع بودیم ولی فقط در گروه کارگاهی معنی دار بود.
5-1-5. ساکشن انجام نشده‌ی پرستاراز آن‌جایی که علت اصلی ایجاد پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور، آسپیراسیون و میکروآسپیراسیونِ ترشحات حلق ، دهان و معده است، در ارزیابی و مقایسه‌ی میزان ساکشن انجام نشده‌ی پرستار قبل و بعد از آموزش، ساکشن های انجام نشده بعداز آموزش کاهش چشمگیر داشت؛ که دلیل آنرا می توان در اطلاعات ناکافی پرستاران ، قبل از آموزش در این مورد و تاکید زیاد پژوهش ‌گر حین آموزش‌ها به تاثیر انجام ساکشن ها در پیش‌گیری از آسپیراسیون ونهایتا پیشگیری از VAP ، جستجو کرد .
5-2. خودگزارش دهی
فرم خودگزارش دهی که توسط پرستاران یک هفته بعد از آموزش تکمیل گردید، حاوی نکات زیر بود:
اکثر پرستاران در دوگروه اعلام داشتند که در یک دوره‌ی 24 ساعته، بیماران 3 بار دهان شویه با کلروهگزیدین گرفته و3 بار مسواک می شوندو همچنین اکثر آن‌ها اعلام کرده اند که برای امور بهداشتیِ دهان بیمار، همیشه دست‌کش می پوشند و قبل از خارج سازی لوله‌ی نای، ته حلق را ساکشن می‌کنند و بالا گذاشتن سرتخت به میزان 30 تا 45 درجه را درصورت نداشتن ممنوعیت انجام می دهند در حالیکه در پژوهش مشابه آن که در مصر توسط قندیل وهمکاران انجام گردیده بود کمتر از 50% پرستاران به سه سوال آخر جواب مثبت داده بودند.
5-3. دانش پرستاران در پیش‌گیری از VAP
در پژوهش مهر علی و همکاران که در باره‌ی میزان دانش مبتنی بر شواهد پرستاران در پیش‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور قبل و بعد از آموزش انجام شده بود، دانش پرستار با ابزار پرسش‌نامه ، یک‌بار قبل از آموزش، بار دوم دقیقا بعد از آن سنجیده شده بود. ولی در پژوهش حاضر، برای ارزیابی هرچه بهترِ آموزشِ داده شده در حافظه‌ی دراز مدت پرستاران، این پرسش‌نامه‌ها یک هفته بعد از آموزش تحویل داده شد و دانش پرستاران در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتورارزیابی گردید و دانش پرستاران در دو گروه در قبل از آموزش با بعد از آن تغییر چشمگیری داشت. (نمودار شماره 4- 6)
5-4. مقایسه‌ی قبل با بعد آموزشِ هر گروهدر مقایسه‌ی قبل با بعد هر گروه به‌طور جداگانه، همان‌طور که ذکر گردید در بعد از آموزش موفقیت چشمگیری در موارد زیر مشاهده شد: کاهش درصد فشارهای‌ نامناسب وخطر ناک کاف ، کاهش ساکشن‌های انجام نشده، افزایش تعویض فیلتر ضد باکتری و افزایش دانش پرستار.
برخی موارد مورد مطالعه، هم قبل و هم بعد از آموزش مناسب بود مانند: آماده بودن مایع ضد عفونی در مجاورت تخت بیمار و مناسب بودن سر تخت.
ولی در بعضی موارد دیگر، هم قبل از آموزش ضعف مشاهده شد و هم بعد ازآموزش نیز تغییری معنی داری نداشت؛ مانند: دست شستن و ضدعفونی کردن دست.

5-5. مقایسه‌ی گروه چهره به چهره با کارگاهی
اگرچه آموزش به روش چهره به چهره وکارگاهی بر اکثر متغییرهای مورد مطالعه در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور موثر بود ولی در مقایسه‌ی دو گروه با یک‌دیگر در قبل از آموزش و همچنین بعد از آن، تفاوت معنی داری مشاهده نشد که این می‌تواند به‌علت ماهیت آموزش در این دو روش باشد که با هم تفاوت آن‌چنانی نداشت. چرا که محتوای آموزش در آموزش کارگاهی و چهره به چهره یکی و فقط تعداد افراد در گروه کارگاهی بیشتر بودند؛ در نتیجه زمان بیشتری نیز برای بحث در گروه کارگاهی صرف ، ولی در گروه چهره به چهره به‌علت تعداد کمتر، زمان کم‌تری نیز گرفته می‌شد.
5-6.نتیجه گیری
پایش و ارزیابی بخش مراقبت های ویژه از نظر میزان رعایت اصول پیش‌گیری از پنومونیِ وابسته به ونتیلاتور، امری ضروری و آموزش پرستاران در جهت پیش‌گیری از این بیماری بسیار موثر است و در این میان، بررسی فشار کاف‌ها، دست شستن و ضدعفونی کردن دست‌ها و ساکشن های انجام نشده، توجهی ویژه را می طلبد.
5-7. کاربرد پ‍‍‍ژوهش در حرفه‌ی پرستاریاولین دست‌آورد این پژوهش آن است که ICU ها احتیاج به پایشِ منظم عملکردِ پرسنل، به‌خصوص پرسنل پرستاری به‌خاطر ارتباط تنگاتنگ و موثرشان با بیماران را دارد، تا به این وسیله از میزان اجرای استانداردهای مراقبت‌های پرستاری توسط پرسنل اطمینان حاصل کرده وکاستی ها و مشکلات را با آموزشِ موثر بهبود بخشیم.
فشار کاف‌های لوله‌ی نای و تراکئوستومی در بیماران ICU باید بیش از پیش پایش شوند، پر کردن کاف‌ها بدون مانومترِ مخصوص، معمولا به فشار غیر مجاز کاف منجر می شود و این مشکل، علاوه بر درگیری اغلب ICU ها شامل اتاق‌های عمل و اورژانس‌ها و سایر بخش‌ها نیز می گردد که لازم است مسئولین علاوه بر فراهم نمودن مانومتر مخصوص برای تمام بخش ها، آموزش لازم را نیز به پرستاران ارائه نمایند.
این پژوهش نشان داد که به شستن دست و ضدعفونی آن که مهمترین عامل در پیشگیری از انتقال میکروارگانیسم ها است،کم توجهی می‌شود .پس لازم و حیاتی است که مسئولینِ مربوط، به گونه ای برنامه‌ریزی نمایند تا پذیرش این امر توسط پرسنل افزایش یابد.
5-8.پیشنهادات جهت پژوهش‌های آیندهبررسی تاثیر آموزش پرستاران بر بروز VAP در ICU
مقایسه تاثیر آموزش به روش فعال و غیر فعال بر عملکرد پرستاران در پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور
مقایسه‌ی تاثیر آموزش حضوری و غیرحضوری بر عملکرد پرستاران در پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور
مقایسه‌ی تاثیر آموزش به روش الکترونیکی و حضوری بر عملکرد پرستاران در پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور
بررسی میزان نامناسب بودن فشار کاف لوله‌های نای وتراکئوستومی در ICU، اتاق‌های عمل و بخش‌های اورژانس
بررسی علل کاهش پذیرش دست شستن وضدعفونی دست توسط پرسنل پرستاری.
بررسی میزان اجرای ساکشن استریل در بخش مراقبت های ویژه.
بررسی موانع بکارگیری راهنمای بالینی پیشگیری از بیماری ها از دیدگاه پرستاران.

23215601112520فهرست منابع
00فهرست منابع
فهرست منابع منابع1- مارینو پ. کتاب کامل ICU.مترجم: پوران سامی.چاپ چهارم، تهران،انتشارات بشری، 1390،ص 429-421.
2-چولای م. ‌برنز س. ضروریات پرستاری مراقبت های ویژه. مترجم: شوریده آتش زاده، چاپ اول، تهران،انتشارات جامعه‌نگر ،1390.ص 269-267.
3- Pobo A, García-Esquirol O, Mariscal D, Real J, Vallés J, Fernández R. Excess ICU mortality attributable to ventilator-associated pneumonia: the role of early vs late onset. Intensive Care Med 2008;33(8):1363–1368.
4- Mcnabb B, Isakow W. probiotics for the prevention of nosocomial pneumonia:current evidence and opinions. Curr Opin Pulm Med 2008; 14:168-175.
5- سلیمی ص.ارزیابی اثر استاندارد سازی مراقبتهای پرستاری بر میزان عفونت‌های بیمارستانی در بخش MICU. مجله پزشکی ارومیه 1387; 4 (19):ص 310
6- Jacobi C, Schulz C, Mal Fertheiner P, Treating critically ill patients with probiotics Beneficial or dangerous?. Gut pathogens 2011,3:2 oi:10.1186/1757-4749-3-2
7-Restrepo M, Anzueto A, Arrogliga A. Economic burden of
ventilator-associated pneumonia based on total resource utilization. Infect Control Hosp Epidemiol 2010;31: 509–515.
8-Sedwick M , Smith M, Sara J, Nardi J. Using Evidence-Based Practice to Prevent Ventilator-Associated Pneumonia. Crit Care Nurse 2012;32:441-51
9- Meherali S, Parpio Y, Tazeen S. nurses, knowledge evidence based Guidelines for the prevention of ventilator associated pneumonia in critical care areas:a pre and post design. J Ayub Med Coll Abbottabad 2011;23(1): 146-149
10- Renata DE, Martin P .Cuff pressure control in intensive care unit: training effects. Rev. bras. ter 2010;22(2):192-195
11- خراسانی پ ، سعیدالذاکرین م. روش تدریس فعال و اثربخش با نقشه مفهومی .نشریه سبز 1388;شماره 10
12-Buczk. Ventilator-associated pneumonia among elderly Medicare beneficiaries in long-term care hospitals. Health Care Financ Rev 2009;31(1):1–10.
13-افخم زاده ع،لاهور پور ف،دل پیشه ع. بررسی میزان بروز پنومونی وابسته به ونتیلاتور و الگوی مقاومت باکتریایی آن در بخش مراقبت های ویژه بزرگسالان بیمارستان بعثت سنندج. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی کردستان1390 ;دوره شانزدهم:ص 26-20
14- نادی ا،نکویی ب، مبین ا. بررسی علل پنومونی های بیمارستانی در بخش های مراقبت ویژه بیمارستانهای آموزشی دانشگاه علوم پزشکی همدان. مجله علمی دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی همدان 1390; دوره هجدهم، شماره 59 :ص 16-11.
15-Torpy JM , Lynm C , Glass RM Ventilator-associated pneumonia . JAMA 2008;300 (7):864.
16- SARI working group. Guidelines for the prevention of ventilator associated pneumonia in adults in Ireland [internet]. 2011 February [cited 2013 ,6,13]. Availabel from: http: //www.hpsc.ie
17-نیک روان مفرد م،شیری ح.اصول مراقبت های ویژه در ICU ، CCU ودیالیز،چاپ سوم،تهران ،انتشارات نور دانش،1387،ص 280-259
18-WHO Guidelines on Hand Hygiene in Health Care:First Global Patient Safety,Challenge Clean Care is Safer Care.World Health Organization &World Alliance for Patient Safety[internet]. 2009 February [cited 2014 .1.2]. Availabel from:www.cdc.gov/handhygiene .
19-Metheny N, Clouse R, Chang U, Stewart B, Tracheobronchial aspiration of gastric contents in critically ill tube-fed patients: frequency, outcomes, and risks. Crit Care Med 2006;34(4):1007–101
20-Chan E, Ruest A, Meade MO, Cook DJ. Oral decontamination for prevention of pneumonia in mechanically ventilated adults: sys--atic review and meta-analysis. BMJ 2007;334:889.
21-Trick WE, Vernon MO, Welbel SF, Demarais P, Hayden MK, Weinstein RA. Multicenter intervention program to increase adherence to hand hygiene recommendations and glove use and to reduce the incidence of antimicrobial resistance. Infect Control Hosp Epidemiol 2007;28(1):42–49.
22-Resar R, Pronovost P, Ha--en C, Simmonds T, Rainey T, Nolan T. Using a bundle approach to improve ventilator care process and reduce ventilator-associated pneumonia. Jt Comm J Qual Patient Saf 2005;31(5):243–248.
23-Cason C, Tyner T, Sunder S, Broome L. Nurses’ implementation of guidelines for ventilator-associated pneumonia from the Centers for Disease Control and Prevention. Am J Crit Care 2007;16(1):28–36
24-حسن پور دهکردی ع، خیری س، شهرانی م. بررسی تأثیر آموزش به روش یادگیری بر اساس حل مشکل و سخنرانی بر یادگیری، نگرش و عملکرد دانشجویان کارشناسی پرستاری. مجله دانشگاه علوم پزشکی شهرکرد1385; 8 (3): 82-76
25- Kandeel N , Tantawy N. Current Nursing Practice for Prevention of Ventilator Associated Pneumonia in ICUs. Life science journal 2012 ;9(3):966-75
26- Carolyn L, Tyner T, Saunders S, Broom L. Nurses' Implementation of Guidelines for Ventilator-Associated Pneumonia From the Centers for Disease Control and Prevention. American Journal of Critical Care 2007 ;16: 28-37

2264410-360680ضمائم
00ضمائم

ضمائمضمیمه الف
فرم مشاهده عملکرد
شماره
مشاهده شونده دست‌ها(ضدعفونی-شستن دستها پوشیدن دست‌کش معاینه–هیچکاری نکردن –) ساکشن انجام نشده (بلی –خیر) میزان فشار کاف (سانتی متر اب) وضعیت مناسب سر تخت (بلی –خیر) فیلتر ضد باکتری(تاریخ نگذشته-تاریخ گذشته-بدون تاریخ) آماده بودن مایع ضدعفونی (بلی-خیر)
1-
2-
3- 1-
2-
3- 1-
2-
3- 1-
2-
3- ضمیمه ب.
فرم خودگزارش‌دهی
بسم ا.. الرحمن الرحیم
پرسش‌نامه‌ی خودگزارش‌دهی پرستار در پیش‌گیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور(VAP)
همکار گرامی این پرسش‌نامه بدون نام پرستار بوده واز چندین ICU مختلف جهت انجام یک پژوهش گردآوری می گردد، وپاسخ شما به‌عنوان شخص خاص یا حتی ICU خاصی مطرح نمی گردد، لذا خواهشمندیم عملکرد خود را بدقت وبدون هیچ نگرانی گزارش فرمایید. باتشکر
سابقه کار شما در ICU : سال ماه
تحصیلات:
الف: کارشناسی ارشد ب: کارشناسی د: کمتر از کارشناسی
سوالات عمومی در ارتباط با روتین بخش:
1 - ایا یک پروتوکل نوشته شده(مدون) دربخش ICU شما در مورد پیش‌گیری از VAP وجود دارد؟
الف: بلی ب: خیر
2- ایا یک پروتوکل نوشته شده(مدون) دربخش ICU شما در مورد مراقبت های بهداشتی دهان وجود دارد؟
الف: بلی ب: خیر
3- دفعات مسواک کردن دهان بیمار در بخش شما در 24 ساعت چند بار است ؟
الف: 4 بار ب: 3 بار ج: 2 بار د: 1 بار
4- دفعات دهان شویه بیمار با کلرو هگزیدین در بخش شما در 24 ساعت چند بار است ؟

—149

2-2 طبقه بندی الیاف در صنعت نساجیبه طور کلی الیاف به دو دسته الیاف طبیعی و الیاف بشر ساخت تقسیم میشوند.
2-2-1 الیاف طبیعیالیاف طبیعی به سه گروه گیاهی، حیوانی و معدنی تقسیم میشوند:
الیاف گیاهی: انواع الیاف گیاهی عبارتند از :
الف) الیاف گیاهی دانه ای مانند پنبه.
ب) الیاف گیاهی ساقه ای مانند کتان، کنف و مانیلا
ج) الیاف گیاهی برگی مانند سیسال
د) الیاف گیاهی میوه ای مانند نارگیل.
الیاف حیوانی: مانند پشم و ابریشم، انواع کرک ها و الیاف مویی.
الیاف معدنی: مانند آسبست( پنبه کوهی) و الیاف فلزی "امیری، 1385، ص10".
2-2-2الیاف بشر ساختواژه ای مصطلح برای الیاف شیمیایی یا الیافی که انسان آن را تولید کرده است "موسوی شوشتری و توانایی، 1384، ص111".
الیاف بشر ساخت به دو گروه تقسیم می شوند:
الف) الیاف بازیافت شده
الیاف بازیافتی به الیافی اطلاق میشود که از پلیمرهای طبیعی ساخته شده اند، به این صورت که از طریق دوباره شکل دادن مواد اولیه و اصلاح آن ها تولید میگردند.
در ابتدا این نوع الیاف را از مواد پروتئینی مثل شیر، بادام زمینی و سویا به دست میآوردند، اما امروزه پایه تولید این نوع الیاف سلولز است "میر جلیلی، 1384، ص1".
ب) الیاف مصنوعی
این نوع الیاف از سنتز شیمیایی پلیمرها به دست میآیند. مواد خام مورد استفاده در ساخت این الیاف مشتقات نفتی بوده و طیف گسترده ای از این نوع الیاف موجود میباشد. نایلون ها، پلی استرها، اکریلیک ها، الیاف محتوی کلر، پلی اولفین ها و پلی آمیدهای آروماتیک نمونه هایی از الیاف مصنوعی هستند.
2-3 مواد اولیه مصرفی در تولید فرش دستبافالیاف طبیعی و حیوانی به دلیل سازگاری با محیط زیست و بدن انسان و ویژگی هایی همچون عایق پذیری و نرمی برای تولید فرش دستباف بسیار مناسبند. در میان الیاف طبیعی سه لیف پشم، پنبه و ابریشم مرسوم ترین الیاف مورد استفاده در فرش میباشند.
2-3-1 پنبهپنبه یکی از مهمترین الیاف سلولزی است که کشت آن از زمان های قدیم رایج بوده است. در حفاری هایی که در هند صورت گرفته است، انواع پارچه ها و ریسمان های پنبه ای مربوط به سه هزار سال قبل از میلاد کشف شده است. الیاف پنبه در رنگ های سفید، قهوه ای و خاکستری وجود دارد و اندازه ی طول و قطر آن ها متغیر است "امیری، 1385، ص 65".
پنبه به گیاهی اطلاق میشود که دارای ساقهی سبک و کوتاه و شاخه های نازک، برگ های درشت با گل های زرد یا سرخ رنگ میباشد. به میوه ی آن غوزه میگویند که 3 تا 5 ترک دارد. غوزه پس از رسیدن شکافته شده و از میان آن دانه هایی به همراه رشته ها یا تارهای سفید رنگی نمایان میگردد. تارهای پنبه همگی یک اندازه نبوده بلکه در هر غوزه طول تارها متفاوت میباشد. پنبه را با دست یا دستگاه از دانه جدا میکنند و در نخ ریسی و پارچه بافی به کار میبرند "ژوله، 1381، ص 53".پنبه در مراحل اولیه رشد خود به رطوبت و آبیاری نیاز دارد، ولی رطوبت و آبیاری زیاد و همچنین بارندگی در مراحل آخر رشد گیاه پنبه، باعث آسیب رسیدن به محصول میشود. پنبه در مناطقی که اختلاف درجه ی حرارت روز و شب آن کم باشد، بهتر عمل میآید "امیری، 1385، ص.67".
2-3-1-1 طبقه بندی پنبه از لحاظ کیفیتاز نظر کیفیت می توان پنبه را به سه گروه زیر تقسیم بندی نمود:
پنبه سی آیلند، مصری و آمریکایی-مصری: این نوع پنبه طویل تر از انواع دیگر بوده و دارای قطر کم و ظاهر درخشانی میباشد.
پنبه آمریکایی آپلند: این نوع پنبه کوتاه تر و ضخیم تر از پنبه های گروه یک است.
پنبه آسیایی: پنبه های آسیایی در مقایسه با پنبه های دیگر کوتاه تر و ضخیم تر میباشد "توانایی، 1376، ص 16".

2-3-1-2 ترکیب شیمیاییپنبه لیفی است سلولزی که از تکرار واحدهای سلوبیوز در طول زنجیره مولکولی به وجود آمده است "فورد، 1386، ص10". لیف پنبه از سه عنصر کربن، هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است. علاوه بر سلولز، همیشه در انواع مختلف پنبه مواد و ترکیبات دیگری نیز وجود دارد که ناخالصی آن محسوب میشود. واکس یا موم بعد از سلولز مهم ترین ماده ای است که در یک لیف سلولزی وجود دارد.مقدار واکس در انواع مختلف پنبه در حدود 4/0-8/0 درصد است "امیری، 1385، ص 74".
2-3-1-3 ویژگی های فیزیکی پنبهدرازای الیاف پنبه در یک غوزه متفاوت است. اگر در یک پنبه بلندی و کوتاهی الیاف بین 25 تا 60 میلیمتر باشد نشانه ی خوبی آن است و هر اندازه درازای رشته های پنبه از میزانی که ذکر شد بیشتر باشد مرغوبتر محسوب میشود. به طور کلی نشانه های مرغوبیت پنبه بستگی فراوانی دارد به رنگ، ظرافت، نرمی، شفافیت، درجه خالص بودن و همچنین رطوبتی که پنبه در خود دارد. هر اندازه الیاف پنبه سفیدتر باشد به همان اندازه خالص تر است چون رنگی بودن الیاف به دلیل مواد خارجی در ترکیبات آن است "ژوله، 1381، ص 53".
2-3-1-4 جذب رطوبتمیزان رطوبت بازیافتی پنبه در رطوبت نسبی 65%، معادل 7% است و قابلیت نگهداری آب توسط این لیف 50% میباشد"فورد، 1386، ص10".
2-3-1-5 خواص حرارتیالیاف پنبه به آسانی میسوزد و خاکستر کمی هنگام سوختن باقی میگذارد. این لیف در دمای ˚c150 استحکام خود را از دست داده و سست میگردد، در نهایت در دمای ˚c200-185 سوخته و تجزیه میشود "فورد، 1386، ص10".
2-3-1-6 ساختمان داخلی لیف پنبهالیاف پنبه در زیر میکروسکوپ شکل رشته های استوانه ای را دارد که از پهنا آنرا برش داده باشند و سه بخش در آن به خوبی دیده میشود:
بخش رویی که با لایه ی شفافی پوشیده شده که به آن کوتی کول میگویند.
دیواره ثانویه یا بیشترین بخش الیاف پنبه که سلولز نامیده میشود.
بخش میانی یا دیواره لومن. در بخش میانی رشته ها یا الیاف، مغز ویژه ای پر از مایع دیده میشود به نام پروتوپلاسم که پس از رشد کامل پنبه، مغز این الیاف خالی و پروتوپلاسم جذب پنبه دانه میشود و تمام پروتوپلاسم به سلولز خالص تبدیل میگردد "ژوله، 1381، ص 53".
2-3-1-7 موارد استفاده پنبه در تولید فرش دستبافالیاف پنبه ای استحکام زیادتری نسبت به پشم دارند و هم چنین به دلیل خاصیت کشش کمتری که در مقایسه با الیاف پشمی دارند برای تار و پود قالی مناسب تر میباشد. یکی از امتیازات رشته های پنبه ای نسبت به انواع پشمی آن این است که چون آفت بید به خوردن آن تمایل ندارد، لذا فرش هایی که تار و پود آن ها از پنبه میباشد در صورتی که در معرض بیدخوردگی قرار گیرند تنها پرز آن ها از بین می رود و سوراخ و حفره ای در آن ایجاد نمیشود و در نتیجه به آسانی میتوان طبقه جدیدی ازپرز را از طریق گره زدن بر روی شبکه تار و پود فرش که سالم باقی مانده است، به وجود آورد "نصیری، 1382، ص 16".
2-3-1-8 روش شناسایی الیاف پنبه به کمک روش سوزاندنالیاف سلولزی به سرعت میسوزند و بوی کاغذ سوخته ایجاد میکنند. خاکستر باقیمانده بسیار ناچیز و نرم بوده و برنگ خاکستری میباشد "نجفی کوتنایی، 1388، ص 7".
2-3-2 پشمپشم یکی از الیاف مهم حیوانی به شمار میرود و مصرف آن در انواع منسوجات، به دوران بسیار قدیم بر میگردد. پشم مهمترین ماده اولیه مورد لزوم در صنعت فرش بافی است و الیاف پشم در ساختار تار و پود و پرز فرش های دستباف ایران نقش عمده و اساسی دارد "دانشگر، 1376، ص 113". ماده اصلی تشکیل دهنده پشم، کراتین میباشد که همان پروتئین است و ساختمان مولکولی آن از اتم های کربن، هیدروژن، نیتروژن، اکسیژن و گوگرد طبق فرمول شیمیایی n(C72H112N18O16S) تشکیل شده است "منصوری، 1378، ص 15".
2-3-2-1 ساختمان داخلی لیف پشمیک لیف پشم از سه لایه تشکیل شده است:
لایه بیرونی (کوتیکل): به فلس های مسطح و نایکنواختی که سطح لیف را پوشانده است گفته میشود. وجود فلس باعث میشود که هنگام ریسندگی، الیاف در هم فرو رفته و استحکام بیشتری پیدا کنند.
لایه میانی (کورتکس): قسمت اعظم تشکیل دهنده لیف است که دارای سلول های دوکی شکل است. استقامت، جعد، رنگ پذیری و سایر خواص فیزیکی مربوط به این قسمت است.
مغز (مدولا): داخلی ترین قسمت لیف است که در الیاف ظریف ممکن است مدولا وجود نداشته باشد اما در الیاف ضخیم بصورت مغزی لوله ای شکل وجود دارد "ژوله، 1381، ص 57".
2-3-2-2 ویژگی های فیزیکی پشممرغوبیت پشم چنانکه میدانیم، بسته به ظرافت الیاف، نازکی قطر آن، طول تارهای پشم، استحکام، عدم تجعد، طبیعی بودن رنگ، قابلیت رنگ پذیری و قابل کشش بودن آن است. صرف نظر از این عوامل، برگشت پذیری، شفافیت و بو نیز در ساختار پشم نقش اساسی دارد "یساولی، 1370، ص 9".
ظرافت الیاف: هر چه قطر الیاف پشم کمتر باشد، پشم نازکتر بوده و مرغوب تر است. واحد اندازه گیری ظرافت برای الیاف پشم میکرون میباشد.
جدول 2-1 . قطر الیاف پشم مصرفی برای رج شمارهای مختلف فرش "امیری، 1385، ص 32".قطر الیاف پشم رج شمار فرش
حداکثر 35 میکرون فرش های ضخیم زیر 30 رج
حداکثر 33 میکرون فرش های متوسط 30-40 رج
حداکثر31 میکرون فرش های ریز بافت 40 رج
طول الیاف: طول الیاف یکی از خواص اصلی است که در ارزشیابی پشم نقش مؤثری دارد و در مواردی از قبیل حد ریسندگی، استحکام نخ، یکنواختی نخ، زیردست نخ تولید شده، براقی و درخشندگی، مویی بودن نخ و قابلیت تولید تأثیر میگذارد "منصوری، 1378، ص 7". طول تارهای پشم هر چه بلندتر باشد، بهتر است. این طول در الیاف پشم درجه ی یک به 5/7 سانتی متر و بیشتر میرسد "یساولی، 1370، ص 10".
استحکام: به مقاومت الیاف در مقابل پاره شدن، استحکام الیاف گویند. هرچه الیاف پشم ضخیم تر باشد استحکام و درصد ازدیاد طول آن نیز بیشتر است.
ازدیاد طول: الیاف باید قادر به تغییر شکل دادن و تحمل ظرفیت نیروی وارد شده به آن را داشته باشند. ازدیاد طول پشم بین 25 تا 40% و پنبه بین 3 تا 7% میباشد.
تجعد: هر چه پشم ظریفتر باشد تجعد آن در واحد طول بیشتر است. وجود خاصیت تجعد در الیاف پشم ضمن پفکی نمودن آن اولا باعث محبوس شدن هوا در منسوجات پشمی میشود و گرما را در خود حفظ میکند که از این رو کمک به عایق شدن آن در برابر حرارت مینماید. ثانیا خاصیت تجعد در الیاف پشم باعث میشود که الیاف بهتر با یکدیگر درگیر شده و در نتیجه نخی محکم تر و مقاوم تر تولید شود "منصوری، 1378، ص 9".
جذب رطوبت: رطوبت بازیافتی پشم در رطوبت نسبی 65 % معادل 18-16 % میباشد، ضمنا قابلیت نگهداری آب توسط الیاف پشم 44 % است.
خواص حرارتی: پشم به آرامی نرمی و استحکامش را در دمای ˚c100 از دست میدهد و در دمای ˚c130 زرد رنگ شده و در نهایت تجزیه شده و فورا در دمای ˚c300 ترکیبی سیاه رنگ شبیه قیر متورم شده و خاکستری ترد برجا میگذارد.
2-3-2-3 خواص شیمیایی پشمالیاف پشم در محیط های اسیدی یا قلیایی غلیظ داغ میشوند، ضمنا در محلول سولفید سدیم، هیپوکلرید یا تیوگلیکولات نیز همراه با تجزیه شدن، حل میگردند. این الیاف توسط کرم های حشرات معینی همچون بید لباس و سوسک فرش و سایر میکروارگانیسم ها مورد حمله قرار میگیرند. الیاف پشم از مقاومت خوبی در برابر نور و در معرض هوا برخوردار میباشند. الیاف پشم در برابر اسیدها و قلیایی های رقیق (به جز در یک درجه حرارت بالا، به مدت طولانی) و همچنین حلال های آلی نسبتا بی تأثیر میباشند. حدود آسیب زدن اسیدها و قلیایی ها به الیاف بستگی به غلظت اسید، درجه حرارت و زمان عملیات دارد "فورد، 1386، ص 23".
2-3-2-4 واکنش های پشم در مقابل مواد شیمیاییاثر مواد قلیایی: به طور کلی پشم در برابر مواد قلیایی نسبت به اسیدها مقاومت کمتری دارد. مواد قلیایی بر پیوندهای گوگردی، هیدروژنی و یونی پشم اثر میگذارد و سبب متلاشی شدن کامل پشم میشود. مواد قلیایی قوی مانند هیدروکسید سدیم یا پتاسیم به ویژه در حالت گرم به سرعت پشم را هیدرولیز میکند.
اثر مواد اسیدی بر روی الیاف پشم: میزان آسیبی که اسید به پشم میرساند به غلظت اسید، درجه ی حرارت و مدت زمان تماس بستگی دارد. محلول رقیق اسیدهای معدنی، آسیب زیادی به الیاف پشم نمیرساند. اسید سولفوریک گرم و غلیظ، پشم را کاملا متلاشی میسازد. اسیدنیتریک الیاف پشم را زرد رنگ و سپس آن را حل میکند "امیری،1385، ص 42".
اثر مواد اکسید کننده: محلول غلیظ آب اکسیژنه باعث خراب شدن پشم میشود. سرعت تأثیر هم بستگی به غلظت آب اکسیژنه دارد. از محلول رقیق آب اکسیژنه برای سفید کردن پشم استفاده میکنند.
2-3-2-5 درجه مرغوبیت الیاف پشم مصرفی در فرش دستبافمیانگین طول الیاف برای نمره های مختلف باید حداقل 5 سانتی متر باشد و مقدار الیاف کوتاه تر از 5 سانتی متر در آن نباید از 5 درصد تجاوز نماید. چربی و روغن الیاف پشم نباید بیش از 5/1 درصد و مواد ناخالص گیاهی حداکثریک درصد باشد. طول الیاف هر اندازه بلندتر باشد (از 5/7 سانتی متر به بالا) مرغوب تر است.
قطر الیاف کمتر از 30 میکرون درجه یک
قطر الیاف بین 35-30 میکرون درجه دو
قطر الیاف تا 40 میکرون درجه سه
طبق استاندارد ملی ایران، مهم ترین مشخصات الیاف پشم مصرفی در تولید پرز فرش دستباف عبارتند از:
قطر در محدوده 25 تا 38 میکرون
درصد الیاف مدولائی کمتر از 20%
1 تا 4 جعد در 5/2 سانتیمتر
میانگین ازدیاد طول الیاف 45-30% و استحکام 55/1-11/1 گرم بر دنیر
قابلیت ارتجاعیت حداقل 75% "دفترچه استاندارد ملی ایران، 1377"
2-3-2-6 چگونگی شناسایی الیاف پشمتشخیص پشم طبیعی از مواد غیر طبیعی در فرش حایز اهمیت فراوان است. برای شناخت پشم از سایر الیاف راه های مختلف وجود دارد که عبارتند از:
سوزاندن پشم: وقتی پشم را به شعله نزدیک میکنیم خود را جمع میکند. در داخل شعله به آرامی میسوزد و مقداری ذوب میشود. دود آن بوی گوگرد و موی سوخته میدهد. خاکستر سیاه از آن باقی میماند که به سادگی خورد میشود.
از طریق مشاهده عینی( بوسیله ذره بین): شکل تار پشم در زیر ذره بین مانند درخت کاج فلس دار مینمابد که از یک سو آزادند، هر چه پشم کهنه تر و صدمه دیده تر باشد، این فلس ها کوتاهتر و برآمدگی کمتری دارند.
از طریق مواد شیمیایی: در برابر مواد قلیایی حساسیت دارد و برخی از قلیایی ها آن را حل میکند. در آب جوش مقداری از پروتئین خود را از دست میدهد. در برابر اکسید کننده ها و احیاکننده ها کم مقاومت است "وکیلی، 1383،ص 51".
2-3-3 ابریشمابریشم از الیاف حیوانی و پروتئینی است که نرم، شفاف، لطیف، ظریف و محکم است. این ماده مهم به صورت نخ بسیار نازکی در دو رشته به هم تابیده و از غدههای کرم ابریشم ترشح میشود. ابریشم یکی از بهترین موادی است که در نساجی بویژه قالی بافی به کار می رود. این ماده دارای قابلیت پذیرش عملیاتی نظیر سفیدگری، رنگرزی، صمغ گیری و ... است.
2-3-3-1 انواع الیاف ابریشم مصرفی در قالیبافی:به طور کلی دو نوع ابریشم طبیعی و مصنوعی در ایران وجود دارد که از نظر آمادهسازی آن برای استفاده در قالیبافی و رنگرزی به انواع زیر تقسیم میشوند:
1-ابریشم خام: ابریشمی است که مستقیماً از پیله گرفته میشود و با دست یا با ماشین به نخ تبدیل میشود. به عبارت دیگر ابریشم خام، ابریشمی است که عملیات صمغگیری و قلیاب کشی روی آن انجام نشده باشد، رنگ این نوع ابریشم زرد یا کرم است و پس از قلیاب کشی سفید میگردد.
2-ابریشم پخته: به ابریشمی میگویند که صمغ یا ناخالصی آن به نام «سرازین» گرفته شده باشد، رنگ آن پس از صمغ گیری سفید میشود.
3-ابریشم گجین: تفاله ابریشم و انتهای الیاف و باقی مانده پیله را، ابریشم کجین گویند که بخش نامرغوب الیاف است، این نوع ابریشم برای فرش بافی مناسب نیست." دانشگر،1376، ص45"
2-3-3-2 ویژگیها و قابلیت های ابریشمابریشم طبیعی که در قالی بافی مورد استفاده قرار میگیرد دارای قابلیتهای بسیاری است که اگر در رنگرزی آن و در تهیه و آماده سازی آن اصول فنی رعایت گردد، موجب ارتقاء کیفی فرش میشود.
1) ابریشم تا 140 درجه حرارت را تحمل میکند و در مقابل مواد قلیایی در مقایسه با پشم مقاومت بیشتری دارد.
2) ابریشم با توجه به لطافتی که دارد آلودگی را جذب نمیکند. در صورت آلوده شدن میتوان آن را با صابون ملایم شستشو داد.
3) ابریشم از جمله موادی است که دچار بیدزدگی و یا کپک زدگی نمیشود.
4) ابریشم به دلیل داشتن ترکیباتی چون کربن، هیدروژن، اکسیژن و ازت در آب حل نمیشود ولی اگر به مدت زیادی جوشانده شود استحکام خود را از دست میدهد.
5) ابریشم به دلیل داشتن الیاف پیوسته از قابلیت تابیدن خوبی برخوردار است.
6) الیاف ابریشم عملیات نساجی نظیر سفیدگری، رنگرزی، عملیات صمغ گیری و صمغ زدایی را به خوبی تحمل میکنند.
7) ابریشم یکی از بادوام ترین مواد طبیعی است، زیرا رشته های آن به هم تابیده میشوند و از نظر سایش به دلیل نرمی و لطافتی که دارد ساییدگی پیدا نمیکند.
2-4 اجزای تشکیل دهنده فرش دستبافسه گروه نخ شامل نخهای پرز(خاب) ، نخهای تار(چله) و نخهای پود ضخیم(زیر) و نازک(رو) تشکیل دهنده اسکلت اصلی هر فرش دستباف میباشند.

شکل 2-1. ساختار تشکیل دهنده فرش دستباف، a) گره نامتقارن b) گره متقارنجنس و مشخصات الیاف مصرفی براساس استانداردهای تولید فرش دستباف به شرح زیر میباشند:
نخ پرز: مهمترین جزء هر فرش که نمود اصلی ظاهر بصری و طرح و نقوش را فراهم مینماید و بطور معمول از جنس پشم یا کرک و در فرشهای بسیار ظریف بصورت گل ابریشم و یا تمام ابریشم میباشد.
نخ تار: مجموعه نخهایی که بصورت موازی یکدیگر و معمولاً یک در میان بصورت تار جلو و عقب، در طول فرش قرار گرفته و بطور رایج و متعارف از جنس پنبه، و در موارد خاص در فرشهای برخی از مناطق از جنس ابریشم یا پشم و در فرشهای بزرگ پارچه بصورت استثناء خارج از استاندارد با بکارگیری الیاف مصنوعی، از جنس مخلوط پنبه –پلی استر انتخاب میگردد.
نخ های پود ضخیم و نازک: رشته نخهایی هستند که مابین نخهای تار بصورت عرضی در ساختار فرش عبور داده شده و به ترتیب وظیفه پرکردن و دوخت هر رج را بعهده دارند. بطورمعمول هر دو از جنس پنبه بوده و در برخی مناطق فرشبافی از جنس پشم انتخاب میگردد.
معمولاً نسبت وزنی تار و پود و پرز در فرشهای پشمی بصورت 12تا20% نخهای تار، 10تا 18% نخهای پود، و 50 تا70% نخهای پرز میباشد "طباطبایی هنزایی، 1393، ص 4".
2-4-1 مشخصات ساختمانی فرش دستبافهر فرش از دو بخش لایه تخت زیرین و لایه نخهای پرز تشکیل شده است. در هر بخش مشخصههای ساختمانی متمایزی وجود دارد که عبارتند از:
در بخش لایه زیرین: مشخصات نوع گره و چلهکشی، شیوه پودکشی و مکانیزمهای بافت.
در بخش لایه پرزها: ارتفاع پرز، تراکم پرز(رجشمار).
در حالت ساختمان یکپارچه فرش: ضخامت فرش، وزن مترمربع و ابعاد فرش.
در مقطع عرضی هر فرش ارتفاع مجموع دو لایه زیرین و لایه پرزها را اصطلاحا˝ضخامت فرش گویند. ”Lee, H.S., Carr, W.W., Beckham, H.W., Wepfer, W.J., 2000"
2-4-2 انواع گره در بافت فرشدر بافت فرش از دو گره اصلی به طور معمول استفاده میشوند که عبارتند از:
گره متقارن یا ترکی: در این گره نخ خامه دو حلقه حلزونی را تشکیل میدهد که هر کدام از حلقه ها به دور یکی از نخ های تار پیچیده و دو انتهای آن ها از میان این دو عدد تار بیرون میآید و پرز قالی را تشکیل میدهد.
گره نامتقارن: در این نوع گره، نخ خامه فقط تشکیل یک حلقه حلزونی را میدهد و به دور یکی از رشته های تار پیچیده و اولین انتهای آن از میان دو رشته چله مورد نظر بیرون میآید و دومین انتها از بین یکی از این رشته ها و رشته بعدی خارج میگردد "هانگلدین، 137، ص 9".
2-4-3 سیستم پودکشینخهای پود ضخیم و نازک بصورت افقی بعد از هر رج بافت در بین تارها قرار داده میشوند. پود ضخیم ما بین تارهای زیر و رو باعث ایجاد استحکام، پرکردن و ممانعت از لغزش گرهها میشود و پس از ایجاد ضربدر در تارهای زیر و رو، پود نازک بر بالای ضربدرها یا دهنه تار قرار داده شده و با دوخت گرهها در هر رج باعث ایجاد نظم و ظرافت بیشتر فرش میگردد. از دو نوع نخ پود استفاده می شود: پود نازک به جهت دور زدن همگی تارها از پشت فرش دیده میشود و پود ضخیم در لابهلای فرش پنهان میماند "نصیری،1382،ص 56".

شکل 2-2. ارتفاع و طول ساق پرز در فرش دستباف"” Kimura, K., Kawabata, S., Kawai, H., 1970
2-4-4 رجشمار یا تراکم طولی و عرضیدر فرش دستباف بدلیل یکسانی تراکم پرز در طول و عرض فرش از عناوین رجشمار، تعداد گره در دسیمتر و یا تراکم گره در واحد سطح و یا حتی در معیار وزنی از چگالی یا وزن مجموع پرزها در واحد سطح استفاده میشود. رجشمار در فرشهای فارسی باف برابر تعداد گره در 5/6 سانتیمتر و در ترکی باف برابر تعداد گره در 7 سانتیمتر طولی و عرضی میباشد. بطورمعمول فرشهای تا رجشمار 30 را فرشهای معمولی یا درشتباف، فرشهای با رجشمار 30-40 را فرش با ظرافت متوسط و فرشهای با رجشمار بالاتر از 40را ریزباف و با درجه ممتاز تعریف مینمایند "یاوری، 1386، ص36 ". تراکم پرز موثرترین شاخص ساختمانی فرش در تعیین اکثر خواص عملکردی آن میباشدکه در شروع بر اساس کیفیت طرح اولیه فرش تعیین میگردد و طراحی خط تولید ازجمله مشخصات ابزارهای بافت، مواداولیه مصرفی،چلهکشی و حتی در برخی موارد مکانیزم تولید از نظر پودکشی و نوع گره بر پایه آن تعریف و تنظیم میگردند. پُری فرش یا تراکم پرز از مشخصههایی است که مشتریان فرش در هنگام خرید با مطالعه اطلاعات برچسب مشخصات آن و با تماس و فشار لامسهای پرزها آنرا ارزیابی میکنند. بطورمعمول فرشهای تا رجشمار 30 را فرشهای معمولی یا درشتباف، فرشهای با رجشمار 30-40 را فرش با ظرافت متوسط و فرشهای با رجشمار بالاتر از 40 را ریزباف و با درجه ممتاز تعریف مینمایند "یاوری،1384، ص 20".
2-4-5 مشخصات و خواص نخ های مصرفی در تولید فرش دستبافمهمترین مشخصات و خواص ساختمانی نخهای مورد استفاده در تولید هر فرش عبارتند از: نمره نخ(تکلا و چندلا)، تعدادلای نخ، تاب نخ(تکلا و چندلا)، سختی خمشی، استحکام و ازدیاد طول و یکنواختی نخ، که در تأمین مشخصات ساختمانی فرش و درنتیجه خواص عملکردی نهایی فرش تأثیرگذار میباشند.
جدول 2-2 نمونه ای از تناسب تجربی رایج بین مشخصات مواد اولیه مصرفی در فرش دستباف با تراکم پرز(رجشمار) را نشان میدهد.
جدول 2-2. تناسب مواد اولیه مصرفی با تراکم پرز(رجشمار) در فرش دستباف "مجابی، سمینار ملی فرش، 1388".رجشمار(دسی متر مربع) نمره پرز مصرفی(Nm) نمره تار مصرفی(Ne) نمره پود ضخیم(Ne) نمره پود نازک(Ne)
31˟31 2/3 24/20 24/10 یا 12/5 6/20
39˟39 2/4 21/20 20/10 یا 10/5 5/20
49˟49 2/5 15/20 16/10 یا 8/5 4/20
54˟54 2/6 12/20 14/10 یا 7/5 3/20
61˟61 2/7 12/20 12/10 یا 6/5 3/20
69˟69 2/8 9/20 10/10 یا 5/5 2/20
77˟77 2/10 9/20 10/10 یا 5/5 2/20
92˟92 2/14 چله ابریشمی 8/10 یا 4/5 2/20
100˟100 2/16 چله ابریشمی 8/10 یا 4/5 2/20
108˟108 2/16 چله ابریشمی 6/10 یا 3/5 2/20
2-5 خواص کیفیتی فرشبه طور کلی خواص کیفی فرش به سه دسته خواص ظاهری (از قبیل طرح و نقش، رنگبندی و همنشینی رنگها، مقاومت در برابر سایش و فرسایش)، خواص فیزیکی (از قبیل ضخامت و ارتفاع پرز، رجشمار و وزن متر مربع) و خواص مکانیکی (از قبیل افت ضخامت پرز، ارتجاعیت، درصد فشردگی، سختی و طول خمشی، خواص اصطکاکی و ...) تقسیم میگردند. "طباطبایی هنزایی، 1393، ص 4".
2-5-1- طبقه بندی خواص فیزیکی فرش هاخواص ضروری و ذاتی هر فرش را میتوان از دو جنبه خواص ظاهر هنری و خواص عملکردی بررسی و مطالعه نمود. خواص ظاهر هنری فرشهای دستباف به صورت ظرفیت ارائه یک سیمای ظاهری زیبا و جذاب هنری با ابعاد درونی و بیرونی تعریف میگردد. بطورکلی عوامل زیباییشناختی فرش را میتوان به دو دسته باطنی و ظاهری تقسیم نمود. عوامل باطنی منسوب به حالات روحی، معنوی و دریافتهای درونی هنرمند بوده و در بطن هنر نهفته میدانند مانند مشخصاتی نظیر نیت و صدق هنری هنرمند، شهود، تخیل و الهام، و حتی باورهای مذهبی و دینی که در روح فرش دستباف پنهان میباشد. مجموعه عوامل ظاهری نیز خود به دو دسته تقسیم میشوند: درونی و بیرونی. آن قسمت از زیباییهای فرش که در نگاه دقیقتر و دوم کارشناسان و متخصصان فرش و بافندگان دیده میشود را عوامل ظاهری درونی گویند. مهمترین زیباییهای بیرونی فرش عبارتند از : طرح و نقش، و رنگ و رنگبندی آن. خارج از ابعاد روانی زیبایی ظاهر فرش، ارتفاع پرز و جهت و زاویه خاب پرزها، و در معماری امروز تطبیق با دکوراسیون داخلی منازل و گاهاً عملکرد تزئیناتی و همگامی با نورپردازی فضای منازل امروزی، ویژگیهای سطحی فرش و تناسب ابعاد نیز بصورت ذهنی در این ارزیابی موثر میباشند "دریایی، فصلنامه گلجام، 1385، شماره4 و 5".
خواص عملکردی در اصل همان خواص مورد انتظار از فرش در هنگام استفاده یا راه رفتن بر روی آن میباشدکه تأمین حالت مطلوب این خواص در چرخه طراحی اولیه و سپس فرایند تولید فرش، کیفیت نهایی و رضایتمندی مصرفکنندگانش را فراهم خواهد نمود. خواص عملکردی فرش بعنوان یک منسوج با کاربرد پوشش کف براساس خواص و مشخصات مواد اولیه مصرفی بطور مخصوص نخهای پرز از نظر جنس الیاف، نمره نخ تک لا و چندلا و تاب نخ تکلا و چندلا، مشخصات ساختمانی فرش از جمله تراکم و ارتفاع پرز، نوع گره و سیستم بافت و حتی نوع تکمیلهای انجام شده بر روی آن تعیین میگردد” Onder, E., Berkalp, O.B., 2001"
2-6 خواص عملکردی فرشمهم ترین خواص عملکردی فرش دستباف را میتوان به 4 گروه عمده زیر تقسیم نمود:
حفظ ظاهر فرش
فاکتورهای راحتی
دوام
خواص فشاری
به موارد فوق، خواص فیزیکی دیگری مانند مشخصات جذب صوت به ویژه صدای سقوط پا، خواص حرارتی مناسب (دمای مناسب)، سختی خمشی مناسب در برابر چروک یا مچاله شدن، زیر دست و ثبات ابعادی در شرایط محیطی مختلف و حتی خواص الکترواستاتیکی نیز میتوان اضافه نمود”Pailthorpe, MT., 1988"
2-6-1 حفظ ظاهر فرش:فرش ها بطورمخصوص لایه پرزهای آنها در طول زمان استفاده در معرضنیروهایی مانند فشردگی محوری، خمشی، کششی و برشی، سایش و همچنین آلوده شدن با خاک، کثافات و انواع لکه قرار دارند که این عوامل با کاربرد نامتعارف، نگهداری و مراقبت نادرست و تکرار و استمرار، تغییر و تنزل مشخصات کیفی ظاهری آنها را باعث می گردند، که این تغییرات بصورت بصری و لامسهای قابل تشخیص میباشند. وقوع این شرایط سبب ایجاد ظاهر و ترکیب بد در فرش قبل از فرسایش کامل آن می گردد و به اصطلاح نزول کیفیت ظاهر رخ خواهد داد. حفظ یا تأمین حداقل مشخصات ظاهری فرش ها در تعیین طول عمر مفید یا دوام مصرف آن ها بسیار مؤثر بوده که علاوه بر لزوم نگهداری صحیح، کیفیت طراحی شایسته و کارشناسی در انتخاب مواد اولیه مناسب و متناسب با مشخصات ساختمانی از قبیل رجشمار (تراکم پرز) و ارتفاع پرز توسط تولید کننده، ضرورت مییابد. به طور کلی فرسایش عمده فرش ها در قسمت پر تردد، مسیر پیچ و قسمت های تا و مچاله شده و لبه های پله میباشد.در فرش های نو پرزها به صورت عمود بر لایه زمینه قرار دارند و فرش دارای بافت سطحی یکنواختی است. در هنگام استفاده و به مرور زمان در اثر پا خوردن، گذاشتن بار، چرک گرفتن و دیگر عوامل ، ظاهر زیبای فرش تغییر میکند”Wood, E.J., 1993"
2-6-2 راحتی قدمزدن بر روی فرشواکنشهای مکانیکی فرشها در برابر فعالیتهای بشر مانند ایستادن و قدمزدن بر روی آن، مخصوصاً هنگامیکه نیروی فشاری با زمان تغییر میکند در ارتباط با خواص فشاری آنها میباشد. خواص راحتی در ارتباط با قدمزدن و ایستادن با آسودگی و استواری بالا با حداقلکردن شوک ضربه یا تماس پا با کف و کاهش پتانسیل سقوط و لغزش انسان میباشد ” Dunlop, J.I., Jie, S., 1989" خوابیدگی یا پهنشدن پرزهای فرش بعد از بار فشاری و عدم عملکرد مکانیکی مطلوب خواص فشاری پرزها در قدمزدن باعث کاهش راحتی بشر در طول فعالیت بر روی فرش مانند ایستادن و راه رفتن میگردد. درک میزان این کاهش راحتی دارای اهمیت زیادی است زیراکه گزارشاتی از مشکلات فیزیکی ناشی از ایستادن طولانی و لغزش و سقوط بر روی کفپوشهای نامناسب مخصوصاً برای افراد مسن ارائه شده است ” Wu, J., Pan, N., Williams, K.R., 2007"راحتی هنگامیکه شخص بر روی فرشهای مختلف قدم میزند وابستگی زیادی به تأثیرات لایه زیرین فرش در کاهش شوک ناگهانی به بدن هنگامیکه پا با فرش برخورد میکند و حداقل کردن پتانسیل زمین خوردن، دارد. درجه راحتی قدمزدن ارائه شده توسط یک فرش به جز عملکرد خواص فشاری به عوامل متعدد دیگری مانند نقش لایه زیرین، ضریب به اندازه کافی بالای اصطکاک لغزشی برای جلوگیری از سرخوردن و پایداری جانبی فرش در مکان بستگی دارد ” Norton, M.A., Fiest, J.R., 1995"
2-6-3 دوام بلند مدت فرشمعمولاً فرشها سالها و حتی چندین دهه دارای طول عمر فرسایشی میباشند و این اندازهگیری آزمایشگاهی آنرا مشکل و نیاز به زمان طولانی دارد. دوام فرش بر اساس تعداد دور سایش یا فرسایش لازم تا حذف کامل لایه پرزها و رسیدن به لایه زیرین فرش تعریف میگردد. دو شاخص موثر در پیشبینی طول عمر یا دوام فرش، نرخ افت ضخامت و تراکم وزنی پرز میباشد ” Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989"
2-6-4 خواص فشاری فرشفرشها در حین استفاده معمولاً درمعرض دو نوع بار استاتیکی(مانند پایه میز و صندلی) و دینامیکی (مانند راه رفتن بر روی فرش) قرار دارند و نخهای پرز فرش در این بارگذاری فشاری ثابت یا سریع، متراکم شده که تغییرشکل آنها پیچیده بوده و هر ساق پرز بطورجداگانه تحت حالتهای مختلف تغییرشکل ناشی از فشار محوری، خمشی، پهنشدن، کشیدگی و برش میباشد. رفتار فشاری پرز فرشها در حین بارگذاری و عکسالعمل دینامیکی آنها پس از رفع بار نقش مهمی در عملکرد مکانیکی آنها دارد. نحوه واکنش مکانیکی به جز تأثیر در ظاهر فرش، از جهت ارائه شرایط راحت در طول فعالیتهای بدن انسان در قدمزدن و ایستادن بر روی فرش و همچنین آسودگی بالا در حداقلکردن شدت ضربه تماس پا و کاهش پتانسیل سقوط و لغزش و ادراکات تماسی یا زیردست مطلوب بر روی فرش بسیار مهم میباشد ” Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989". شکل 2-1 مقطع عرضی تغییرشکل فشاری را در لایه پرزهای نمونه فرش ماشینی با نخ پرز از جنس اکریلیک را نشان میدهد. پس از رفع بار بسته به خواص و مشخصات نخهای پرز و مشخصات ساختمانی فرش، نخهای پرز تمایل به بازگشتپذیری دارند که اغلب کمتر از 100% خواهد بود” Grover, G., Zho, S., Twilly, I.C., 1993".
شکل 2-3. مقطع عرضی تغییرشکل پرزهای فرش ماشینی cut-pile از جنس اکریلیک تحت بار فشاری ” Dayiary, M., Shaikhzadeh, S., Shamsi, M., 2009"بطورکلی رفتار مکانیکی ناشی از بارگذاری فشاری فرش متمرکز بر سه جنبه بازگشتپذیری الاستیک که سبب ارتجاعیت پرزها میگردد، مکانیزم غیرالاستیک(ناشی از لغزش اصطکاکی بین الیاف و بین نخها در حین خمش پرزها و همچنین خواص ویسکوالاستیک نخهای پرز) که خوابیدگی یا پهنشدن پرزها را باعث میشود، و همچنین مکانیزم فرسایشی(افت مشخصات پرز فرش بواسطه سایش)، میباشد” Onder, E., Berkalp, O.B., 2001".
2-6-4-1 بارگذاری فشاری فرشبرای بارگذاری فشاری فرشها به روش آزمایشگاهی و شبیه سازی حالت طبیعی بار ثابت(اثاثیه ساکن) و بار متحرک(راه رفتن انسان بر روی فرش)، تاکنون از روشهای مختلف زیر استفاده شده است.
2-6-4-1-1 قدمزدن عابرین بر روی فرش در مسیر یا راهروی مخصوص پرترددقدیمیترین روش است که با پهنکردن نمونه فرشها در مسیر یا راهروی عبور عابرین در مکانی پرتردد، بارگذاری متحرک با تعداد گام مشخص که توسط شمارشگری ثبت میگردد، اجرا میشود. تا دهه 70 میلادی از این روش با تعداد گام محدود(حداکثر تا 100 گام) تحت شرایط کنترل شده برای بررسی رفتار فشاری فرشها(بارگذاری سریع با بار متوسط 120 پوند براینچ مربع) استفاده شده است. از این روش با افزایش عبور عابرین تا 100000 گام، برای آزمونهای فرسایش فرش و ارزیابی تغییرات ظاهر فرش نیز بکارگرفته میشود. معایبی از جمله زمانبر بودن(در برخی مواقع ماهها نیز طول میکشد)، خاکگرفتن و چرکشدن فرش(ایجاد اختلال در ارزیابیهای بعدی فرش)، احتمال خطا در شمارش تعداد گام و سختیهای تأمین شرایط آزمایشگاهی مشابه و تکرار، باعث استفاده کمتر از این روش شده است ” Clegg, D.G., 1965"

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

2-6-4-1-2 بار گذاری استاتیکیفرشها در حین استفاده معمولاً درمعرض دو نوع بار استاتیکی(مانند پایه میز و صندلی) و دینامیکی (مانند راه رفتن بر روی فرش، حرکت اثاثیه بر روی فرش) قرار دارند.نخهای پرز فرش در این بارگذاری فشاری ثابت یا سریع، متراکم شده که تغییرشکل آنها پیچیده بوده و هر ساق پرز بطورجداگانه تحت حالتهای مختلف تغییرشکل ناشی از فشار محوری، خمشی، پهن شدن، کشش و برش می باشد. رفتار فشاری پرز فرشها در حین بارگذاری و عکسالعمل دینامیکی آنها پس از رفع بار نقش مهمی در عملکرد مکانیکی آنها دارد “Carnaby, G.A., Wood, E.J., 1989". دستگاه بارگذاری استاتیکی با بازوی اعمال نیرو از سال 1966 تا به امروز بر همان اساس بکارگرفته میشود. اغلب در این دستگاه بازوی افقی با وزنه انتهایی جهت اعمال بار با تناسب طولی 1:5 نسبت به بازوی در تماس با کالا، طراحی شده است. (5 برابر مقدار وزنه اضافه شده به انتهای بازوی افقی، به نمونه بار فشاری ثابت اعمال خواهد شد). طبق استاندارد مربوطه، بار ثابت مشخص برای دو حالت بارگذاری کوتاهمدت 2 ساعت و بلند مدت 24 ساعت، بر روی نمونه اعمال میگردد. مطالعه این رویه و بازیابی حاصل نوعی پدیده خزش فشاری را تداعی میکند. معمولاً ضخامت نمونهها در حالت بارگذاری کوتاه مدت؛ بلافاصله(1دقیقه)، 15، 30 و 60 دقیقه پس از رفع بار و درحالت بارگذاری بلند مدت؛ بلافاصله(2دقیقه)، یک و 24 ساعت پس از رفع بار اندازهگیری و ثبت میگردند. برای تحلیل نتایج روند بازیابی، تغییرات ضخامت فرش پس از رفع بار نسبت به زمان بصورت گسسته ترسیم و لذا مشخصههای فشردگی و ارتجاعیت پرزها قابل بررسی میگردد“Ross, D.A., Palmer, D.G., 1973"

شکل2-4. دستگاه بارگذاری استاتیکی2-6-4-1-3 بار گذاری دینامیکیدستگاه بارگذاری دینامیکی دارای قسمت ضربهزن با نرخ معمول 14 ضربه در دقیقه، سقوط وزنه 82/2 پوندی به نمونهای که دارای حرکت رفت و برگشت عرضی محدودی میباشد را اجرا نموده و معمولاً با تنظیم تا حداکثر 1000 ضربه، مشابه روش استاتیکی برای بازههای زمانی مشخص پس از رفع بار، نمودار روند بازیابی یا تغییر ضخامت فرش به زمان بصورت گسسته ترسیم و تحلیل میگردد“Mirjalili, S.A., Sharzehee, M., 2005"

شکل2-5. دستگاه بارگذاری دینامیکی2-6-4-1-4 بارگذاری فشاری ارتعاشیمطابق مطالعات بیومکانیکی مشخص شده است که حد نهایی زمان اعمال نیروها در قدمزدن معمول انسان بر روی فرش، در زمان کوتاه تقریباً 20 میلیثانیه میباشد که متناظر با فرکانس 50 هرتز میباشد، لذا خواص فشاری دینامیکی فرشها در این دامنه از فرکانس قابل مطالعه میباشد“Dunlop, J.I., Jie, S., 1991"
با تکنیک ارتعاش و دستگاه ارتعاشساز مقدار کرنش ثابتی با فرکانس تا یک هرتز به نمونه فرش اعمال میگردد و مقادیر تنش حاصل در پرزها توسط قطعه حساس دستگاه ثبت میگردد. علاوه بر نمودار تنش-کرنش بارگذاری ارتعاشی، مدول دینامیکی فشاری و افت استهلاکارتعاش فرش نیز قابل اندازهگیری میشود“Horino, T., Yabunaka, T., Morikawa, M., 1971"

شکل2-6. بارگذاری فشاری ارتعاشی2-6-4-1-5 بارگذاری فشاری با نرخ ثابت ازدیاد فشردگیدر ابتدا از دستگاه ضخامتسنج دومنظوره، با توانایی انجام همزمان دو عمل بارگذاری فشاری گسسته افزایشی(تا بار حداکثر و برعکس) و اندازهگیری ضخامت فرش، استفاده میشد " Anderson, S.L., Clegg, D.G., 1961". دستگاههای جدید اینسترون با طراحی ویژه فکهای بالا و پایین دستگاه و با قابلیت تنظیم بارگذاری فشاری پیوسته با نرخ فشردگی ثابت(5 تا 20 میلیمتر در دقیقه) و برعکس، امکان مطالعه رفتار فشاری پرزهای فرش در حین بارگذاری دینامیکی را تا حداکثر نیروی فشاری مدنظر، فراهم کرده است.

شکل 2-7. بارگذاری فشاری با دستگاه اینسترون بر روی نمونه فرش “Dayiary, M., Shaikhzadeh, S., Shamsi, M., 2010"با انتقال مستقیم نتایج به سیستم کامپیوتری دستگاه، منحنی نیرو- فشردگی و بازگشتپذیری ترسیم و محاسبات برخی مشخصههای فشاری بطور مستقیم حاصل میگردد. نکته مهم اینکه همواره در این روش در ابتدای کار جهت همسطحکردن پرزها و یا الیاف بیرون زده احتمالی بالاتر از ارتفاع اصلی پرز نمونه فرش، با اعمال بار فشاری حداقل؛ 25/0 پوند براینچ مربع(معادل 6/17 گرم بر سانتیمترمربع) شرایط آزمون را کالیبرهکرده و سپس بار حداکثر با نرخ ثابت فشردگی اعمال میگردد“Laughlin, K.C., Cusick, G.E, 1968"
2-6-4-2 خواص فشاری فرش هابه طور کلی خواص فشاری فرش ها تحت شرایط مختلف بارگذاری لایه پرزها عبارتند از:
1- درصد فشردگی
2- انرژی فشردگی
3- درصد بازگشت پذیری
4- انرژی بازگشت الاستیک
5- درصد ارتجاعیت
6- انرژی اتلافی
7- درصد افت ضخامت
8- مدول فشاری
2-6-4-2-1 درصد فشردگیحد نهایی فشردگی(تغییرضخامت) پرزهای فرش تحت بار فشاری حداکثر تنظیمی دستگاه اینسترون و تغییر ارتفاع پرز فرش بلافاصله پس از رفع بار فشاری استاتیکی و دینامیکی میزان فشردگی پرز فرش نامیده می شود. میزان فشردگی و درصد قابلیت فشردگی پرزهای فرش(%S)را مطابق روابط زیر می توان محاسبه نمود:
%S = (h0-h1h1) × 100

شکل 2-8. درصد فشردگی2-6-4-2-2 انرژی فشردگیانرژی یا کار انجام شده جهت فشردگی پرز فرش ها همان انرژی کل بارگذاری بوده که اندازه آن برابر مساحت زیر منحنی نمودار بارگذاری حاصل، مانند مساحت زیر منحنی ABD در شکل زیر میباشد.

شکل 2-9. انرژی فشردگی2-6-4-2-3 درصد بازگشت پذیریبطورکلی در بارگذاری کششی یا فشاری، مقدار بازگشت منسوج به اندازه اولیه پس از رفع بار را بازگشت پذیری گویند. واکنش مکانیکی پرزهای فرش در جهت بهبود تغییر شکل فشاری را بازگشت پذیری یا بازیابی پرز گویند که معمولاً مقدار این بازیابی بعد از 24 ساعت پس از رفع بار را بازگشت الاستیک یا الاستیسیته پرزها گویند.

—196

مدل به نوعی ساده کردن واقعیت است و می‌تواند چیزهای واقعی یا ذهنی از یک حوزه خاص را ارائه می‌کند. یک مدل خوب شامل عناصر مؤثر و حذف عناصر غیر مؤثر که ربط مستقیم در فرآیند نداشته و یا اینکه پیچیدگی مدل را افزایش می‌دهد، است. هر سیستم ممکن است از جنبه‌های مختلف توسط مدل‌های مختلف مورد بررسی قرار بگیرد.
بطور کلی مدلسازی باعث می‌شود که درک بهتری از رفتار سامانه حاصل شود، مدل امکان مشخص کردن ساختار و رفتار سیستم را حتی قبل از ساخت را خواهد داد. در نتیجه امکان برطرف کردن معایب سیستم حتی قبل از تولید را به ما خواهد داد؛ که بالطبع خود موجب صرفه‌جویی زیاد در هزینه و زمان خواهد شد. با درک رفتار سیستم امکان کنترل سیستم و روند آن را داشته و با درک بهتر سیستم، مدیریت ریسک سیستم و استناد به روش‌ها و تغییرات اعمال شده بر سیستم مستند خواهد شد. در واقع می‌توان گفت مدل خلاصه‌ای از واقعیت را نشان می‌دهد. به بیان دیگر نمایش کلیات و یا فیزیک یک شیء یا سیستم و سامانه را از یک نقطه نظر و نگاه خاص را مدل می‌نامند.
مدلسازی؛ فرایند ایجاد و انتخاب مدل‌ ها را مدل‌سازی نامیده اند. مدل‌ها ، انواع گوناگون داشته (مثل فیزیکی، ریاضی، عددی، نرم‌افزاری، و ...) و کاربردهای حیاتی متنوّع و فراوانی در همه زمینه‌های علوم و فن‌آوری دارند. تبدیل یک مفهوم فیزیکی، به زبان ریاضی، نوعی از مدل‌سازی است.که هرچه مفاهیم زبان ریاضی استفاده شده در آن ساده‌تر باشند، مدل‌سازی ارزش بیشتری دارد.
در مدل‌سازی ابتدا اجزای محیط واقعی انتخاب شده و متناسب با هدف مورد نظر از مدل‌سازی خصوصیاتی از هریک از اجزای واقعی انتزاع می‌شود، یعنی به ازای هزیک از اجزای محیط واقعی یک موجودیت مصنوعی ساخته می‌شود و با برقراری ارتباطی مشابه با ارتباط اجزای واقعی، در میان موجودیت‌های مصنوعی، محیط واقعی مدل می‌شود. پس می‌توان گفت که هدف از مدل‌سازی دو چیز می‌باشد:
شناخت
تنها یک جنبه از مدل‌سازی را بیان می‌کند و آن جنبه شناخت می‌باشد. یعنی در مدلسازی‌های مشابه مدل‌سازی فوق‌الذکر، هدف از مدل‌سازی تنها شناخت محیط مورد مدل می‌باشد.
تبیین
یک جنبه دیگر از مدل‌سازی، تبیین می‌باشد. یعنی گاه برای معرفی و ارائه خصوصیات یک موجودیت واقعی یک مدل از آن ارائه می‌شود. نقشه جغرافیایی مثال خوبی است که این جنبه از مدل‌سازی را مورد نظر دارد.
بر اساس تعریف مسئله، مدل‌سازی یکی یا هردو هدف را در نظر می‌گیرد.
حال به این سوال بر می‌خوریم که تفاوت مدلسازی با شبیه‌سازی چیست؟
پاسخ این است که مدل سازی گام اول شبیه سازی است. در شبیه سازی رفتار یک سیستم را بر اساس یک سناریو میخواهیم به دست بیاوریم که این رفتار را بر اساس روابط ریاضی یا نمیتوان بدست آورد یا بسیار پیچیده است.
بر اساس سناریوی تعریف شده رفتار مدل سازی شده و بعد مدل اعتبارسنجی شده و سپس رفتار سیستم بر اساس سناریو پیش‌بینی و شبیه‌سازی می گردد.
آنچه در این اثر به آن پرداخته شده؛ بترتیب فصول؛ عبارتند از: کامپوزیت‌های تأخیردهنده اشتعال، خواص اشتعال نانوکاپوزیت‌های پلیمری، پلی‌یورتان، مدلسازی پاسخ حرارتی کامپوزیت در شعله، و نهایتاً بخش اصلی که در آن ابتدا به تهیه و بررسی نانوکامپوزیت پلی‌یورتان/نانورس/اوره کندانس پرداخته و سپس به بحث مدلسازی پاسخ حرارتی نمونه و برررسی رفتار انتقال حرارت تک-بعدی و ارتباط تغییرات دما و جرم در کامپوزیت پلیمری ساخته شده از پلی‌یورتان/نانورس/اوره کندانس خواهیم پرداخت.
فصل دوم
مروری بر تحقیق‌های انجام شدهکامپوزیت های تأخیردهنده اشتعالمقدمهدر این بخش یک نگاه کلی به روش‌های افزودن و بهینه کردن خواص تأخیر اشتعال در کامپوزیت های تقویت شده با الیاف خواهیم داشت. روش های مورد استفاده فوق العاده متنوع و متفاوت می باشند. افزودنی های ساده آلیاژ شونده با ماتریس پلیمری یا پوشش های مقاوم در حرارت، روش‌های شیمیایی اصلاح ماتریس کامپوزیت‌هایی که سطح آنها با گرما به instumescence تبدیل می‌شود. همچنین روش هایی برای بهبود پایداری حرارتی و مقاومت در برابر آتش الیاف آلی مورد استفاده در کامپوزیت نیز مشخص شده است. روش معمول برای کاهش اشتعال پذیری کامپوزیت، افزودن پرکننده داخلی (مثل تالک، سیلیکا) یا پرکننده فعال حرارتی (مثل اکسیدهای هیدراته) به ماتریس پلیمری است. انواع پرکننده ها مکانیسم تأخیر اشتعال آنها و راندمان آنها زمانی که در مواد کامپوزیتی استفاده می شود شرح داده می شود بعد از آن به اصلاح ساختار شیمیایی پلیمیرهای آلی جهت بهبود مقاومت اشتعال پذیری با تکیه بر مکانیسم های تأخیر اشتعال و خواص برهمکنش شعله در پلیمرهای فسفره، کلره و برمه توضیح داده خواهد شد. برخی روش های گفته شده جهت تأخیر اشتعال صدها سال جهت کاهش اشتعال در پارچه لباس و چوب و اخیراً در پلیمرها و کامپوزیت‌های پلیمری کاربرد دارد. دیگر روش‌ها در 10 الی 50 سال گذشته ارائه شده است. چندین روش جدید نیز برای کاهش اشتعال‌پذیری در حال تکمیل و بهبود است و چشم انداز بزرگی جهت تأخیر اشتعال کامپوزیت ها را پیشنهاد می کنند. دیگر روش های موجود عبارتند از پلیمریزاسیون پیوندی اجزای تأخیردهنده اشتعال به پلیمر آلی و پلیمرهای با ساختار غیر معدنی غیر قابل اشتعال نیز از این روش‌ها است. چرخه اساسی اشتعال کامپوزیت‌های پلیمری به صورت شماتیک در REF _Ref384714541 h * MERGEFORMAT شکل ‏21 نشان داده شده است.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 1: چرخه اشتعال کامپوزیت‌های پلیمری در آتش.علامت ضربدر مشخص کننده مراحلی از چرخه است که تاخیر دهنده اشتعال چرخه را بر هم میزند ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gibson</Author><Year>2007</Year><RecNum>345</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>345</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">345</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Gibson, AG</author></authors></contributors><titles><title>Fire properties of polymer composite materials</title></titles><volume>143</volume><dates><year>2007</year></dates><publisher>Springer</publisher><isbn>1402053568</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
دمای حاصل از تجزیه وابسته به طبیعت شیمیایی پلیمر و اتمسفر آتش است اما به صورت عمده این دما در محدوده 500-300 درجه سانتی گراد برای بیشتر پلیمرها و الیاف آلی مورد استفاده در کامپوزیت ها می باشد. همانطور که گفته شده گازهای حاصل از تجزیه از درون کامپوزیت به شعله جریان می یابد. در اینجا مواد ناپایدار قابل اشتعال با اکسیژن واکنش می دهد و به مقدار زیاد رادیکال فعال OH و H را تولید می کند. این رادیکال ها نقش مهمی در واکنش های زنجیره ای منجر به تجزیه و سوختن زنجیره ای پلیمرها و دیگر سوخت های آلی بازی می کند. واکنش های پیرولیز در شعله به صورت ساده به وسیله نهاد O2-H2 توصیف می شود:
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 1)
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 2)
واکنش گرمازای اصلی که بیشترین انرژی گرمایی در شعله را تولید می کند عبارتست از:
( STYLEREF 1 s ‏2 SEQ معادله * ARABIC s 1 3)
رادیکال های H تولید شده در واکنش REF _Ref384714697 h * MERGEFORMAT (‏22) و REF _Ref384714699 h * MERGEFORMAT (‏23) به واکنش REF _Ref384714752 h * MERGEFORMAT (‏21) برگردانده می شود بنابراین واکنش اشتعال باعث یک فرآیند خود انتشار متوالی یا واکنش زنجیره ای شده که تا زمانی که اکسیژن مورد نیاز لازم موجود باشد ادامه خواهد یافت. گرمای تولید شده دمای ناحیه اشتعال را بالا می برد و این عامل باعث افزایش شتاب نرخ تجزیه کامپوزیت خواهد شد. بسیاری از پلیمرها مثل پلی استرها، ونیل استرها و اپوکس ها با مقدار زیادی گازهای قابل اشتعال را آن می کنند که خود عاملی افزایش مقدار سوخت شعله خواهد شد. در این مواد تا زمان تخریب کامل ماتریس پلیمر اشتعال ادامه می یابد. اشتعال پذیری مواد کامپوزیتی به وسیله توقف یا کاهش واکنش های شاخه ای شدن زنجیردر مراحل REF _Ref384714752 h * MERGEFORMAT (‏21) و REF _Ref384714697 h * MERGEFORMAT (‏22) در چرخه احتراق کاهش می یابد. تأخیر دهنده های اشتعال پلیمرها به سه روش چرخه احتراق را قطع می کنند:
1- اصلاح فرآیند تخریب حرارتی برای کاهش میزان و یا انواع گازهای قابل اشتعال
2- تولید گازهای تجزیه که شعله و آتش را سریعاً سرد می کند . این عمل به وسیله حذف رادیکال های H و OH انجام می گیرد.
3- کاهش دمای مواد به وسیله اصلاح خصوصیات هدایت حرارتی و یا گرمای ویژه (این روش می تواند به تنهایی یا با دیگر روش ها به کار برده شود.)
به صورت کلی اغلب پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال به دو دسته فاز متراکم شونده و فاز گازی فعال تقسیم می شوند. این تقسیم بندی بستگی به این دارد که آیا در آنها مکانیسم تجزیه پلیمر مختل می شود یا احتراق در شعله. زمانی پلیمر در دسته فاز متراکم قرار می گیرد که در حالت جامد یا مذاب باشند. دسته فاز متراکم خود شامل چندین مکانیسم برای تأخیر اشتعال است که عبارتند از:
1- رقیق کردن مقدار ماده آلی قابل اشتعال به وسیله افزودن ذرات پرکننده داخلی.
2- کاهش دمای کامپوزیت به وسیله افزودن پر کننده هایی که به عنوان جاذب حرارتی عمل می کنند.
3- کاهش دما به وسیله افزودن پر کننده هایی که به صورت گرماگیر تجزیه شده و محصولاتی مانند آب یا دیگر محصولات غیر قابل اشتعال با ظرفیت حرارتی ویژه بالا تولید می کنند.
4- کاهش میزان نرخ رهایش حرارت به وسیله بکارگیری پلیمرهایی که توسط واکنش‌های گرماگیر تجزیه می‌شوند.
5- افزایش آروماتیسیته ماتریس پلیمری به منظور اینکه به یک سطح و لایه عایق فضای کربنی تجزیه شود که هدایت حرارتی درون کامپوزیت را کاهش می دهد و انتشار گازهای قابل اشتعال را کاهش دهد.
کامپوزیت های پلیمری که جزء تأخیر دهنده های اشتعال از نوع فاز گاز می باشند، به وسیله ممانعت از واکنش اشتعال عمل می‌کنند. در نتیجه هم کاهش انتشار شعله و هم بازگشت مقدار حرارت از سوی شعله به ماده را در این نوع مشاهده می‌شود. مکانیسم‌های موجود در نوع فاز گاز که به صورت گسترده جهت تأخیر اشتعال به کار گرفته شده است معمولاً رهایش رادیکال های بر پایه برومین، کلرین و فسفره را خواهند داشت که باعث اختتام واکنش های اشتعال گرمازا از طریق حذف رادیکال های H و OH از شعله خواهند شد. یکی دیگر از مکانیزم های معمول این دسته رهایش بخارات غیر قابل اشتعال برای رقیق کردن غلظت گازهای H و OH در شعله است. همچنین باعث کاهش دما نیز خواهد شد. در حالی که بسیاری از تأخیر دهنده های اشتعال تنها با یکی از مکانیسم های فاز متراکم و یا فاز گاز عمل می کنند، تأخیر دهنده هایی بیشترین تأثیر را دارند که از هر دو مکانیسم فازها در یک زمان واحد استفاده می کنند.
تأخیر دهنده‌های اشتعال برای کامپوزیت‌هامواد تأخیر دهنده اشتعال متنوعی برای پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری ارائه شده است. در حدود 200-150 آمیزه و ماده مختلف برای استفاده وجود دارد. PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj
TnVtPjI3MDwvUmVjTnVtPjxEaXNwbGF5VGV4dD5bMi03XTwvRGlzcGxheVRleHQ+PHJlY29yZD48
cmVjLW51bWJlcj4yNzA8L3JlYy1udW1iZXI+PGZvcmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFwcD0iRU4iIGRi
LWlkPSJ6NXJ3eDVhZGRkdnJzM2VhZXg5cHphOXd6ejJlMjA1MHB0d3IiPjI3MDwva2V5PjwvZm9y
ZWlnbi1rZXlzPjxyZWYtdHlwZSBuYW1lPSJKb3VybmFsIEFydGljbGUiPjE3PC9yZWYtdHlwZT48
Y29udHJpYnV0b3JzPjxhdXRob3JzPjxhdXRob3I+Um9zZSwgUEo8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPk1h
cmssIEhGPC9hdXRob3I+PGF1dGhvcj5CaWthbGVzLCBOTTwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+T3ZlcmJl
cmdlciwgQ0c8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPk1lbmdlcywgRzwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+S3Jvc2No
d2l0eiwgSkk8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRpdGxlcz48dGl0bGU+
RW5jeWNsb3BlZGlhIG9mIHBvbHltZXIgc2NpZW5jZSBhbmQgZW5naW5lZXJpbmc8L3RpdGxlPjxz
ZWNvbmRhcnktdGl0bGU+TWFyaywgSEYsIEJpa2FsZXMsIE5NLCBPdmVyYmVyZ2VyLCBDRywgTWVu
Z2VzLCBHLiwgS3Jvc2Nod2l0eiwgSkksIEVkczwvc2Vjb25kYXJ5LXRpdGxlPjwvdGl0bGVzPjxw
ZXJpb2RpY2FsPjxmdWxsLXRpdGxlPk1hcmssIEhGLCBCaWthbGVzLCBOTSwgT3ZlcmJlcmdlciwg
Q0csIE1lbmdlcywgRy4sIEtyb3NjaHdpdHosIEpJLCBFZHM8L2Z1bGwtdGl0bGU+PC9wZXJpb2Rp
Y2FsPjxwYWdlcz40ODgtNTEzPC9wYWdlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk4NzwveWVhcj48L2RhdGVz
Pjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0
aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+PFJlY051bT4yODA8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVt
YmVyPjI4MDwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1
cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgwPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtl
eXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhv
cnM+PGF1dGhvcj5NYWRvcnNreSwgU2FtdWVsIExlbzwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9ycz48L2NvbnRy
aWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5UaGVybWFsIGRlZ3JhZGF0aW9uIG9mIG9yZ2FuaWMgcG9s
eW1lcnM8L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjx2b2x1bWU+NTA8L3ZvbHVtZT48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk3
NTwveWVhcj48L2RhdGVzPjxwdWJsaXNoZXI+UkUgS3JpZWdlciBQdWJsaXNoaW5nIENvbXBhbnk8
L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+Q3Vs
bGlzPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4MTwvWWVhcj48UmVjTnVtPjI3MTwvUmVjTnVtPjxyZWNvcmQ+
PHJlYy1udW1iZXI+MjcxPC9yZWMtbnVtYmVyPjxmb3JlaWduLWtleXM+PGtleSBhcHA9IkVOIiBk
Yi1pZD0iejVyd3g1YWRkZHZyczNlYWV4OXB6YTl3enoyZTIwNTBwdHdyIj4yNzE8L2tleT48L2Zv
cmVpZ24ta2V5cz48cmVmLXR5cGUgbmFtZT0iQm9vayI+NjwvcmVmLXR5cGU+PGNvbnRyaWJ1dG9y
cz48YXV0aG9ycz48YXV0aG9yPkN1bGxpcywgQ2hhcmxlcyBGb3dsZXI8L2F1dGhvcj48YXV0aG9y
PkhpcnNjaGxlciwgTU08L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRpdGxlcz48
dGl0bGU+VGhlIGNvbWJ1c3Rpb24gb2Ygb3JnYW5pYyBwb2x5bWVyczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+
PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5ODE8L3llYXI+PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPkNsYXJlbmRvbiBQcmVz
cyBPeGZvcmQ8L3B1Ymxpc2hlcj48aXNibj4wMTk4NTEzNTE4PC9pc2JuPjx1cmxzPjwvdXJscz48
L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5FYmRvbjwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5OTY8L1ll
YXI+PFJlY051bT4yODE8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVyPjI4MTwvcmVjLW51bWJl
cj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlw
emE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgxPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9
IkpvdXJuYWwgQXJ0aWNsZSI+MTc8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+PGF1
dGhvcj5FYmRvbiwgSlI8L2F1dGhvcj48YXV0aG9yPkpvbmVzLCBNUzwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9y
cz48L2NvbnRyaWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5GbGFtZSByZXRhcmRhbnRzIChvdmVydmll
dyk8L3RpdGxlPjxzZWNvbmRhcnktdGl0bGU+UG9seW1lcmljIE1hdGVyaWFscyBFbmN5Y2xvcGFl
ZGlhPC9zZWNvbmRhcnktdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PHBlcmlvZGljYWw+PGZ1bGwtdGl0bGU+UG9s
eW1lcmljIE1hdGVyaWFscyBFbmN5Y2xvcGFlZGlhPC9mdWxsLXRpdGxlPjwvcGVyaW9kaWNhbD48
cGFnZXM+MjM5Ny0yNDExPC9wYWdlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk5NjwveWVhcj48L2RhdGVzPjx1
cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9y
PjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+PFJlY051bT4xMjY8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVy
PjEyNjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4
NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MTI2PC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+
PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+
PGF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrcywgQSBSaWNoYXJkPC9hdXRob3I+PGF1dGhvcj5QcmljZSwgRGVubmlz
PC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+PHRpdGxlPkZpcmUgcmV0
YXJkYW50IG1hdGVyaWFsczwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjIwMDE8L3llYXI+
PC9kYXRlcz48cHVibGlzaGVyPndvb2RoZWFkIFB1Ymxpc2hpbmc8L3B1Ymxpc2hlcj48aXNibj4x
ODU1NzM0MTkyPC9pc2JuPjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhv
cj5OZWxzb248L0F1dGhvcj48WWVhcj4yMDAxPC9ZZWFyPjxSZWNOdW0+MjczPC9SZWNOdW0+PHJl
Y29yZD48cmVjLW51bWJlcj4yNzM8L3JlYy1udW1iZXI+PGZvcmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFwcD0i
RU4iIGRiLWlkPSJ6NXJ3eDVhZGRkdnJzM2VhZXg5cHphOXd6ejJlMjA1MHB0d3IiPjI3Mzwva2V5
PjwvZm9yZWlnbi1rZXlzPjxyZWYtdHlwZSBuYW1lPSJKb3VybmFsIEFydGljbGUiPjE3PC9yZWYt
dHlwZT48Y29udHJpYnV0b3JzPjxhdXRob3JzPjxhdXRob3I+TmVsc29uLCBHTjwvYXV0aG9yPjxh
dXRob3I+V2lsa2UsIENBPC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+
PHRpdGxlPkZpcmUgYW5kIFBvbHltZXJzIElJSS4gTWF0ZXJpYWxzIGFuZCBTb2x1dGlvbnMgZm9y
IEhhemFyZCBQcmV2ZW50aW9uPC90aXRsZT48L3RpdGxlcz48ZGF0ZXM+PHllYXI+MjAwMTwveWVh
cj48L2RhdGVzPjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PC9FbmROb3RlPn==
ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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==
ADDIN EN.CITE.DATA [2-7]
تأخیر دهنده‌های اشتعال یکی از بزرگترین گروه از افزودنی‌هاست که در پلیمرها استفاده می شود. این مواد در حدود 27% از بازار افزودنی پلاستیک را به خود اختصاص داده است. رتبه بعدی متعلق به پایدار کننده حرارتی (6/15%) آنتی اکسیان ها (6/7%) روان کننده ها (6%) و پایدار کننده اشعه ماوراء بنفش (5%) می باشد. مواد تأخیر دهنده اشتعال با پلیمر طی فرآیند آلیاژ می شوند اما به صورت شیمیایی با پلیمر واکنش نمی دهند. ترکیب شیمیایی بسیاری از آنها بر اساس عناصر آنتیموان، آلومینیوم، بروم، فسفر، برومین، کلرین است که این مواد تأخیر اشتعال درصد زیادی را تأمین می کنند. به صورت تخمینی در حدود 90% از مواد افزودنی بر اساس این عناصر هستند و به شکل اکسیدهای آنیتموان، آلومینیوم سه آبه و اکسیدهای برون کاربرد دارند. به مقدار کمتری نیز افزودنی هایی شامل باریوم، روی، تین، آهن، مولیبدنیوم یا گوگرد وجود دارند. بسیاری از افزودنی ها شامل نمک های فلزی هیدراته هستند که به صورت گرماگیر در شعله تجزیه می شوند و در نتیجه میزان و نرخ رهایش حرارت کلی پلیمر را کاهش می دهند. برخی دیگر از عناصر افزودنی نیز در هنگام تجزیه بخار آب آزاد می کنند طی فرآیند تجزیه و این بخار آب باعث رقیق شدن و کاهش غلظت گازهای قابل اشتعال رهایش شده خواهند شد. کامپوندهای واکنشی نیز با زرین در هنگام فرآیند پلیمریزه می شوند و دارای ساختار شبکه ای مولکولی یکپارچه شوند. تأخیر دهنده های واکنشی اشتعال به صورت اساسی بر پایه هالوژن بروم و کلر، فسفره و عناصر معدنی و ملامین هستند. در حال حاضر بروم و کلر، تأخیر دهنده های معمولی هستند زیرا قدرت زیادی در یکباره سرد کردن شعله دارند. کامپوندهای هالوژن به وسیله رهاسازی اتم های برومین و کلرین فعال به درون شعله در برابر اشتعال پذیری مقاومت می کنند. این اتم ها واکنش اکسیداسیون احتراق گازهای اشتعال پذیر را متوقف می کنند. اگرچه در حال حاضر از سوی مقامات دولتی و طرفداران طبیعت تصمیماتی جهت استفاده از تأخیر دهنده های اشتعال غیر هالوژن گرفته شده است (این ترکیبات به طبیعت لطمه وارد می کنند). ترکیبات فسفره یکی دیگر از ترکیبات مؤثر در ارتباط با اشتعال است این ترکیبات میزان گازهای قابل احتراق حاصل از تجزیه را به وسیله افزایش تشکیل ذغال کاهش می دهند. انتخاب تأخیر دهنده اشتعال برای کامپوزیت پلیمری چندین عامل و فاکتور بستگی دارد که شامل هزینه، سازگاری شیمیایی میان تأخیر دهنده اشتعال و پلیمر میزبان دمای تجزیه ماده و وزن. بسیاری از پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال خواص مکانیکی پلیمرها را کاهش می دهند. البته می توان به وسیله اصلاح سطح پرکننده این تأثیرات منفی را کاهش داد و بر همکنش میان ذرات و ماتریس پلیمری را بهبود بخشید. برخی مواد پر کننده با وجودی که اشتعال پذیری را کاهش می دهند مقدار دود و دودهای سمی را با تجزیه ماده افزایش می دهند. به خاطر همین دلایل سعی بر این است که ترکیبی از تأخیر دهنده های اشتعال در کامپوزیت های پلیمری استفاده شود تا میزان مقاومت در برابر اشتعال پذیری افزایش یابد و در عین حال تأثیرات مضرب و منفی و مضر روی ویژگی ها و خواص مکانیکی، دود و سمیت به کمترین مقدار ممکن برسد. پرکننده ها عناصر غیر فعال معدنی هستند که به پلیمر طی مراحل پایانی فرآیند افزوده می شود تا اشتعال پذیری محصول نهایی کاهش یابد. قطر ذرات پرکننده زیر 10 میکرومتر است و اغلب در محدوده میکرون است. ذرات به زرین مایع آلیاژ می شود و به صورت یکنواخت در آن پراکنده می شود. بیشتر پلیمرها نیاز به مقدار زیادی پرکننده جهت نشان دادن بهبود محسوس در مقاومت اشتعال پذیری شان دارند. مقدار حجمی کمینه معمولاً در حدود 20% و مقدار متوسط در حدود 50% تا 60% است. پرکننده باید با پلیمر سازگار باشد. در غیر این صورت خواص مکانیکی و دوام و بقای محیطی ماده از بین رفته و کاهش یابد. پرکننده ها می توانند اثرات مخرب بر روی خواص بگذارند این اثرات شامل افزایش و سیکوزیتید، کاهش زمان ژل شدگی مذاب پلیمری که باعث مشکل شدن فرآیند گردد، می شود. بیشتر پرکننده ها به صورت تدریجی با تحت مجاورت قرار گرفتن رطوبت دچار هیدرولیز شده و از بین می روند و این عامل جهت کاهش خاصیت تأخیر اشتعال آنها خواهد شد. با وجود این مشکلات پرکننده ها اغلب به دلیل هزینه پایین آنها افزودن آسان آنها به پلیمر و قابلیت مقاومت اشتعال پلیمر استفاده می شوند. این نکته قابل اهمیت است که پرکننده ها به ندرت به تنهایی استفاده می شود اما در مقابل به صورت ترکیبی با تأخیر دهنده های اشتعال دیگر (مثل ارگانوهالوژن ها یا ارگانوفسفره ها) برای رسیدن به مقدار زیاد مقاومت در برابر اشتعال استفاده می شود. ما دو نوع پرکننده تأخیر دهنده اشتعال داریم: خنثی و فعال که بر اساس نوع فعالیت مشخص می شود:
الف) پر کننده های تأخیر دهنده اشتعال خنثی
این نوع پر کننده توسط چندین مکانیسم، اشتعال پذیری و تولید دود کامپوزیت پلیمری را کاهش می دهند. مکانیسم برتر و مهم بر این اساس است که میزان سوخت به وسیله رقیق کردن درصد جرمی ماده آلی در کاپوزیت به وسیله افزودن پر کننده غیر قابل اشتعال، کاهش می دهد. در این حالت مقدار پلیمر به شدن باید کاهش یابد و به همین دلیل مقدار پر کننده در حدود 50 تا 60 درصد خواهد بود (مورد نیاز است). مکانیسم دیگر جذب گرما به وسیله پلیمر است و میزان و نرخ سوخت ماتریس پلیمری کاهش خواهد یافت. برای اینکه پرکننده جاذب حرارت باشد باید ظرفیت حرارتی آن از پلیمر میزبان بیشتر باشد. برخی دیگر از پلیمرها اشتعال پذیری پلیمر را به وسیله تشکیل لایه سطحی عایق زمانی که پلیمر تجزیه می شود و تبخیر می شود کاهش می دهند. این لایه عایق میزان و نرخ تجزیه ماتریس پلیمری را کاهش می‌دهد. این لایه سطحی مانع جریان مواد ناپایدار قابل اشتعالی به درون شعله خواهد شد و باعث کاهش بیشتر میزان تجزیه خواهد شد. همه پرکننده ها به وسیله کاهش میزان جرم پلیمر و بیشتر پر کننده ها به عنوان جاذب حرارت عمل می کنند. فقط تعداد کمی از پرکننده ها هستند که باعث به وجود آمدن لایه سطحی عایق می‌شوند. پرکننده‌هایی خنثی که به طور معمول به پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری افزوده می شوند شامل سیلیکا، کربنات کلسیم، دوده هستند. این پرکننده ها اشتعال پذیری و تولید دود را از طریق مکانیسم رقیق کردن و یا جذب گرما کاهش می‌دهند. در موارد جزئی نیز از سیلیکات های رس هیدراته ساده مانند پومیس، تالک، gypsum و سولفات کلسیم دوآبه استفاده می‌شود.
ب) پرکننده‌های تأخیردهنده اشتعال فعال
این پرکننده تأثیرات بیشتری بر روی پلیمر از لحاظ تأخیر اشتعال و تولید دود نسبت به پرکننده خنثی خواهد گذاشت. پرکننده فعال نیز مانند پرکننده خنثی به عنوان جاذب حرارت و دقیق کننده ماتریس در کامپوزیت عمل می کند. همچنین این نوع پرکننده در فاز متراکم فعالیت می کند. در زمان تجزیه در دماهای بالا و واکنش های گرماگیر مقدار زیادی گرما را جذب می کند و این تأخیر خنک کنندگی باعث کاهش میزان و نرخ تجزیه ماتریس پلیمری خواهد شد. واکنش تجزیه پرکننده باعث رهایش گازهای بی اثر به مقدار زیاد خواهد شد گازهایی مثل بخار آب و دی اکسید کربن که این گازها نیز می توانند به درون شعله نفوذ کرده و غلظت مواد ناپایدار اشتعال پذیر، رادیکال های H و OH را کاهش و رقیق می کند. این رقیق کردن باعث کاهش دمای شعله شده که خود باعث نرخ تجزیه ماده کامپوزیتی می شود. دمای تجزیه پرکننده یک عامل بحرانی و مؤثر در تأخیر دهندگی اشتعال آنهاست. دمای تجزیه بایست بیشتر از دمای فرآیند آنهاست تا دیگر پرکننده در طول ساخت ماده کامپوزیتی تجزیه نشود. کامپوزیت های شامل رزین‌های ترموپلاستیک دما بالا، مانند پلی فنیلن سولفید یا پلی اتر اتر کتون بایت در دمای حدود 400-300 درجه سانتی گراد فرآیند شوند. بنابراین پرکننده های مورد استفاده برای این مواد باید در دماهای این محدوده تجزیه نشود. همچنین دمای تجزیه پرکننده بایست پایین تر از دمای پیرولیز ماتریس پلیمری باشد که بسیاری زرین ها مورد استفاده در کامپوزیت این دما بین 450-300 درجه سانتی گراد است. بسیاری از اکسیدهای فلزی و هیدروکسیدهای فلزی به عنوان تأخیر دهنده های اشتعال فعال مورد استفاده قرار می گیرد. در این بین معمول ترین و پر مصرف ترین آلومینیوم تری هیدراته Al(OH)3 است. همچنین انواع دیگر از اکسیدهای آلومینیوم نیز مورد استفاده است. همچنین ترکیبات اکسیده دیگر مثل ترکیبات آنتیموان (sb2o3,sh2o5)، آهن (مثل فروسن ferocene، FeOOH، FeOCl)، ترکیبات مولیبدنیوم (MoO3)، منزیم (Mg(OH)2) روی و تین tin قابل کاربرد است. به وسیله فعالیت این عناصر و پرکننده اشتعال و همچنین تشکیل دوده به مقدار قابل توجهی متوقف خواهد شد. اگرچه میزان تأثیر آنها به صورت کلی با افزایش غلظت آنها در ماتریس پلیمری افزایش خواهد یافت. مانند پرکننده های خنثی میزان بارگزاری بالایی از پرکننده (60-20%) جهت یک کاهش اساسی در اشتعال‌پذیری مورد نیاز است.عنصرهای پایه نیتروژن یکی از مؤثرترین تأخیر دهنده های اشتعال است این عنصر به همواره ترکیبات گوانیدین و ملاحین سال ها برای بهبود مقاومت اشتعال در پوشاک های پشمی، لباس های کتونی و کاغذ مورد استفاده بوده است. اما افزودنی های پایه نیتروژن به ندرت به عنوان تأخیردهنده اشتعال در کامپوزیت های پلیمری مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پرکننده تأخیر دهنده اشتعال متورم شوندهاین نوع پر کننده جزء پرکننده های فعال هستند. این روش یکی از نوین ترین روش های بهبود مقاومت اشتعال مواد کامپوزیتی است. نمونه ای از این پرکننده ها پلی فسفات/ ؟؟؟ ترتیول است که در دماهای بالا متورم می شود. مکانیسم عملکرد این نوع پرکننده در کامپوزیت به صورت شماتیک در شکل 10-8 نشان داده شده است. زمانی که کامپوزیت تحت مجاورت شعله قرار می گیرد ذرات متورم شونده واکنش داده و مقدار زیادی گازهای غیر قابل اشتعال و غیر سمی که در ماتریس پلیمری گیر می افتد ایجاد می شود. تجمع این گازها باعث می شود که پلیمر نرم شده به فوم و پلیمر متورم شده تبدیل شود. در صورتی که ماتریس پلیمری قابلیت تبدیل به ذغال (char) را داشته باشد با افزایش دما ماتریس تجزیه شده و باعث تولید لایه ذغالی متخلخل عایق خواهد شد. این لایه ماده کامپوزیتی اصلی را حفظ و حمایت می کند. Kovar و همکاران ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Kovar</Author><Year>1993</Year><RecNum>274</RecNum><DisplayText>[8]</DisplayText><record><rec-number>274</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">274</key></foreign-keys><ref-type name="Conference Proceedings">10</ref-type><contributors><authors><author>Kovar, RF</author><author>Bullock, DE</author></authors></contributors><titles><title>Multifunctional intumescent composite firebarriers</title><secondary-title>Proceedings of the 4th Annual Conference on Recent Advances in Flame Retardancy of Polymeric Materials</secondary-title></titles><pages>87-98</pages><dates><year>1993</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]به این نتیجه رسیدند که فرآیند تولید فوم زمانی اتفاق خواهد افتاد که پلیمر در حالت ویسکوز نرم باشد. اگر ذرات پرکننده در دماهایی پایین‌تر از دمای انتقال شیشه پلیمر تجزیه شوند در این حالت ماتریس سخت خواهد بود و قابلیت تولید فوم و تورم را نخواهد داشت. در مقابل در صورتی که میزان فشار حاصل از تولید سریع گازها می تواند منجر به تولید شیار و لایه لایه شدن در کامپوزیت‌های سخت خواهد شد. در صورتی که تجزیه در دماهای بالا اتفاق افتد گازها می تواند از درون کامپوزیت خارج خواهد شد و لایه متورم شده ای تشکیل نخواهد شد. در صورتی که درجه بالایی از حمایت در برابر آتش را بخواهیم دمای واکنش تجزیه ذرات متورم شونده ها باید بالاتر از دمای انتقال شیشه و کمتر از دمای تجزیه ماتریس پلیمری باشد.
پلیمرهای تاخیر دهنده اشتعال قابل استفاده در کامپوزیت‌هاتعداد زیادی از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال در حدود 26 سالی است که ارائه شده است و بسیاری از این موارد مناسب برای استفاده در کامپوزیت های لیفی است. اتصال مولکول های بروم، کلر یا فسفر به ساختار مولکولی پلیمر معمول ترین و رایج ترین روش بهبود مقاومت اشتعال رزین‌های ترموست و ترموپلاست است. یکی دیگر از روش‌های استفاده از پرکننده‌های در مقیاس نانو است که خیلی سریع تبدیل به یک گروه مهم از مواد تأخیر دهنده اشتعال شده است. یکی دیگر از روش ها نیز اصلاح شیمیایی ساختار شبکه‌ای مولکولی به وسیله کوپلیمریزاسیون پیوندی است.
افزایش مقاومت اشتعال به وسیله پلیمریزاسیوناصلاح ساختاری زنجیره های پلیمری یک تکنیک مؤثر برای بهبود مقاومت اشتعال‌پذیری است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]همانطور که قبلاً گفته شد پایداری حرارتی پلیمر به وسیله انرژی پیوندی میان اتم های روی زنجیره اصلی تعیین می شود. پلیمرهای شامل مقادیر زیاد هیدروژن، نیتروژن یا اکسیژن؛ اشتعال پذیری زیادی از خود نشان می دهند زیرا آنتالپی پیوندی پایینی با کربن دارند. پایداری حرارتی پلیمر می تواند به وسیله افزایش استحکام پیوندهای زنجیره افزایش داد. پایداری حرارتی می تواند به وسیله اتصال ساختارهای حلقه ای هتروسیکل و آروماتیک با انرژی های پایدارسازی رزنانسی بالا به درون زنجیره اصلی و کاهش حضور هیدروژن (H)، نیتروژن (N) و اکسیژن (O) افزایش داد. نه تنها دمای تجزیه پلیمر به وسیله این اصلاح ساختار افزایش می یابد بلکه درصد جرمی مواد ناپایدار قابل اشتعال کاهش می یابد که نرخ رهایش حرارت نیز پایین تر می آید.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 2: رابطه میان مقادیر اروماتیک و میزان بقایای ذغال و گازهای ناپایدار. توسط Parker & Kourtide ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gibson</Author><Year>2007</Year><RecNum>345</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>345</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">345</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Gibson, AG</author></authors></contributors><titles><title>Fire properties of polymer composite materials</title></titles><volume>143</volume><dates><year>2007</year></dates><publisher>Springer</publisher><isbn>1402053568</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
REF _Ref384714911 h * MERGEFORMAT شکل ‏22 رابطه میان دانسیته گروه آروماتیک در زنجیره اصلی پلیمر در برابر میزان درصد گاز ناپایدار و ذغال ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Parker</Author><Year>1983</Year><RecNum>115</RecNum><DisplayText>[9]</DisplayText><record><rec-number>115</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">115</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Parker, JA</author><author>Kourtides, DA</author></authors></contributors><titles><title>New fireworthy composites for use in transportation vehicles</title><secondary-title>Journal of fire sciences</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of fire sciences</full-title></periodical><pages>432-458</pages><volume>1</volume><number>6</number><dates><year>1983</year></dates><isbn>0734-9041</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[9] نشان می‌دهد. یک رابطه خطی میان دانسیته گروه های آروماتیک و میزان و کاهش خطی مواد ناپایدار وجود دارد.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 3: رابطه میان بقایای ذغال و شاخص اکسیژن پلیمر و بقایای ذغال بعنوان جرم باقیمانده حاصل از آزمون TGA در دمای 800 درجه سانتیگراد در اتمسفر خنثی است. توسط Krevelan ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Van Krevelen</Author><Year>1975</Year><RecNum>194</RecNum><DisplayText>[10]</DisplayText><record><rec-number>194</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">194</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Van Krevelen, DW</author></authors></contributors><titles><title>Some basic aspects of flame resistance of polymeric materials</title><secondary-title>Polymer</secondary-title></titles><periodical><full-title>Polymer</full-title></periodical><pages>615-620</pages><volume>16</volume><number>8</number><dates><year>1975</year></dates><isbn>0032-3861</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]
REF _Ref384714953 h * MERGEFORMAT شکل ‏23 یک رابطه خطی میان میزان ذغال پلیمرها و پارامتر محدودیت اکسیژن که باعث کاهش میزان مواد ناپایدار اشتعال پذیر که عاملی برای استمرار احتراق است وجود دارد. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Van Krevelen</Author><Year>1975</Year><RecNum>275</RecNum><DisplayText>[11]</DisplayText><record><rec-number>275</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">275</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Van Krevelen, DW</author></authors></contributors><titles><title>Entzündlichkeit und Flammhemmung bei organischen Hochpolymeren und ihre Beziehungen zur chemischen Struktur</title><secondary-title>Chemie Ingenieur Technik</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemie Ingenieur Technik</full-title></periodical><pages>793-803</pages><volume>47</volume><number>19</number><dates><year>1975</year></dates><isbn>1522-2640</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]استحکام میان زنجیره ها نیز عامل مهم دیگری برای کنترل پایداری حرارتی پلیمرهای ترموست است. پلیمرهایی که می توانند یک ساختار شبکه ای 3 بعدی اتصال عرضی زیاد تشکیل دهند معمولاً پایداری حرارتی زیادی نشان می دهند زیرا شکست و تشکیل دوباره اتصالات عرضی باعث تشکیل ذغال خواهد شد. پلی فنیلن‌ها، پلی فنیلن اکسایدها نمونه و مثال هایی از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال با قابلیت آروماتیک بالا و اتصال عرضی بالا می باشند. مشکل این پلیمرها دمای فرآیندپذیری بالا (نرم شدگی) می باشد.
کامپوزیت‌های پلیمری هالوژنه
اصلاح شیمیایی پلیمرها به وسیله عناصر ارگانوهالوژن یکی از معمولترین و مؤثرترین روش های کاهش اشتعال پذیری مواد کامپوزیتی است. PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Sb3NlPC9BdXRob3I+PFllYXI+MTk4NzwvWWVhcj48UmVj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ADDIN EN.CITE.DATA [2, 3, 5, 6, 12, 13]
عناصر پایه هالوژن شامل بروم و کلر تأخیردهنده‌های اشتعال فوق العاده‌ای هستند که به صورت فرآیند فاز گاز از اشتعال جلوگیری می کنند. (اختتام واکنش های اشتعال به وسیله حذف رادیکال H و OH واکنش با هالوژن) پلیمرهای هالوژنه به وسیله اتصال مولکول هالوژن به ساختار شبکه ای زرین از طریق کوپلیمریزاسیون تشکیل می شوند. مقدار برومیت بایست بیشتر از 20% وزنی باشد تا بتواند تأثیر مشخصی بر روی مقاومت اشتعال بگذارد. میزان کلرین برای بیشتر پلیمرها بایست بیشتر از مقدار 25 درصد وزنی باشد اگرچه افزایش کلرین بیشتر از این مقدار بر روی نتایج و بهبود آن تأثیر چندانی نخواهد گذاشت. پلیمرهای کلرین و برومینه را نیز می توان به همراه پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال استفاده کرد که ترکیب پرکننده با هالوژن ها می تواند خاصیت های جمع پذیری، غیر هم افزایی و هم افزایی بر روی خواص تأخیر دهنده اشتعال سیستم پلیمری بگذارد. اثر جمع پذیری زمانی اتفاق می افتد که بازده تأخیر دهنده اشتعال کل سیستم پلیمری برابر با ترکیبی از بازده های پرکننده و هالوژن است و برهمکش خاصی میان این دو جهت افزایش و کاهش اثرات تأخیر اشتعال وجود ندارد. نمونه این نوع اثر شامل پلیمرهای هالوژنه به همراه پر کننده های خنثی است. هالوژن مقاومت اشتعال پذیری را در فاز گاز افزایش می دهد در صورتی که پرکننده در فاز متراکم به عنوان کاهنده میزان سوخت پلیمری و جاذب حرارت عمل می کند. هر دو به صورت مستقل بر روی افزایش قابلیت اشتعال سیستم پلیمری عمل می کند. تأثیر غیر هم افزایی زمانی است که بازده سیستم پلیمری کمتر از بازده سیستم های افزودنی به طور مستقل است. هالوژن و پرکننده مزاحم واکنش های تأخیر اشتعال یکدیگر شده در نتیجه مقاومت اشتعال پذیری کلی پلیمر کاهش خواهد یافت. بهترین حالت زمانی اتفاق می افتد که پرکننده و تأخیر دهنده اشتعال و واکنش تأخیر اشتعال اثر هم افزایی می گذارند. زمانی این اتفاق می افتد که بازده کل سیستم پلیمری بیشتر از اثرات افزودنی هالوژن و یا پرکننده به تنهایی باشد. میزان گسترده ای از عناصر فعال می توانند به عنوان پرکننده‌های افزایی پلیمرهای هالوژنه استفاده شوند. این عناصر شامل اکسید بیسموت ، اکسید مولیبدنیوم ، اکسید تین هستند. اگرچه معمولاً از اکسید آنتیموان (sb2o3) استفاده می‌شود. این عنصر خاصیت ضد اشتعال پذیری کمی در زمان هایی که به تنهایی مصرف می شود (پلیمرهای غیرهالوژنه) دارد اما زمانی که از زرین های برومینه استفاده شود بازده تأخیر اشتعال به شدت افزایش می یابد. این افزایش به دلیل بر همکنش های هم افزایی میان مکانیزم های تأخیر دهنده اشتعال هالوژن و اکسید آنتیموان است. (واکنش مواد ناپایدار هالوژنه با مواد ناپایدار آنتیموان در فاز گاز و تولید هالوژن یا آمیزه اکسی هالید) پرکننده ها شاخص گسترش شعله را را کاهش می دهند و به استثنای آلومینیوم سه آبه (ATH) باعث افزایش پارامتر محدودیت اکسیژن می شوند. REF _Ref384715043 h شکل ‏24 تأثیر پرکننده های تأخیر دهنده اشتعال را بر روی پارامتر انتشار شعله، پارامتر محدودیت اکسیژن و دانسیته نوری ویژه وینیل استر برومینه شده شده را نشان می‌دهد.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 4: تأثیر تأخیردهنده اشتعال بر روی (الف) شاخص گسترش اشتعال (ب)شاخص محدودیت اکسیژن (ج) دانسیته نوری ویژه یک است وینیل استری برومینه شده.توسط Mochat & Hiltz( ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Morchat</Author><Year>1992</Year><RecNum>278</RecNum><DisplayText>[14]</DisplayText><record><rec-number>278</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">278</key></foreign-keys><ref-type name="Generic">13</ref-type><contributors><authors><author>Morchat, RM</author><author>Hiltz, JA</author></authors></contributors><titles><title>Fire-Safe Composites for Marine Applications</title></titles><dates><year>1992</year></dates><publisher>DEFENCE RESEARCH ESTABLISHMENT ATLANTIC DARTMOUTH (NOVA SCOTIA)</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[14]
بیشترین دغدغه استفاده از پلیمرهای هالوژنه و کامپوزیت های پلیمری رهایش دودهای خورنده اسیدی و گازهای سمی است که به طور جدی بر روی سلامت و خطرات زیست محیطی تأثیرگذار است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Ebdon</Author><Year>1996</Year><RecNum>281</RecNum><DisplayText>[5, 6, 14]</DisplayText><record><rec-number>281</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">281</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Ebdon, JR</author><author>Jones, MS</author></authors></contributors><titles><title>Flame retardants (overview)</title><secondary-title>Polymeric Materials Encyclopaedia</secondary-title></titles><periodical><full-title>Polymeric Materials Encyclopaedia</full-title></periodical><pages>2397-2411</pages><dates><year>1996</year></dates><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Morchat</Author><Year>1992</Year><RecNum>278</RecNum><record><rec-number>278</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">278</key></foreign-keys><ref-type name="Generic">13</ref-type><contributors><authors><author>Morchat, RM</author><author>Hiltz, JA</author></authors></contributors><titles><title>Fire-Safe Composites for Marine Applications</title></titles><dates><year>1992</year></dates><publisher>DEFENCE RESEARCH ESTABLISHMENT ATLANTIC DARTMOUTH (NOVA SCOTIA)</publisher><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5, 6, 14] پلیمرهای کلرینه مقدار زیادی گاز HCL رهایش می کنند که می توانند بر روی سیستم تنفسی و چشم تأثیر گذاشته و توانایی گریز از آتش را از انسان بگیرد. همچنین پلیمرهای کلرینه می توانند ؟؟؟ و عناصر وابسته دی اکسین که به شدت سمی هستند را تولید کند. تماس با دی اکسین ها با غلظت زیاد می تواند منجر به مشکلات زیادی از لحاظ سلامتی شود، مشکلاتی از قبیل سرطان، تغییر رنگ پوست، خارش پوست و تاول ایجاد کند. همچنین دی اکسین ها با ورود به اکوسیستم می توانند برای سال ها درون بدن جانداران و گیاهان باقی بمانند. به همین دلایل استفاده از این پلیمرها در بسیاری از کشورها منسوخ شده است و به جای آن از پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال دوستدار محیط زیست شامل brominaded index، tris(tribromophenyl)cyanurate,tris(tribromoneophentyl)cyanurate استفاده می کنند.
کامپوزیت های پلیمری فسفره تأخیر دهنده اشتعال
مقاومت اشتعال پذیری پلیمرها و کامپوزیت های پلیمری می تواند به وسیله افزودن فسفر افزایش یابد.PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+
PFJlY051bT4yODA8L1JlY051bT48RGlzcGxheVRleHQ+WzMsIDYsIDEzLCAxNSwgMTZdPC9EaXNw
bGF5VGV4dD48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVyPjI4MDwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlz
PjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3
ciI+MjgwPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10
eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+PGF1dGhvcj5NYWRvcnNreSwgU2FtdWVsIExlbzwv
YXV0aG9yPjwvYXV0aG9ycz48L2NvbnRyaWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5UaGVybWFsIGRl
Z3JhZGF0aW9uIG9mIG9yZ2FuaWMgcG9seW1lcnM8L3RpdGxlPjwvdGl0bGVzPjx2b2x1bWU+NTA8
L3ZvbHVtZT48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk3NTwveWVhcj48L2RhdGVzPjxwdWJsaXNoZXI+UkUgS3Jp
ZWdlciBQdWJsaXNoaW5nIENvbXBhbnk8L3B1Ymxpc2hlcj48dXJscz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+
PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+SG9ycm9ja3M8L0F1dGhvcj48WWVhcj4yMDAxPC9ZZWFyPjxS
ZWNOdW0+MTI2PC9SZWNOdW0+PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xMjY8L3JlYy1udW1iZXI+PGZv
cmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFwcD0iRU4iIGRiLWlkPSJ6NXJ3eDVhZGRkdnJzM2VhZXg5cHphOXd6
ejJlMjA1MHB0d3IiPjEyNjwva2V5PjwvZm9yZWlnbi1rZXlzPjxyZWYtdHlwZSBuYW1lPSJCb29r
Ij42PC9yZWYtdHlwZT48Y29udHJpYnV0b3JzPjxhdXRob3JzPjxhdXRob3I+SG9ycm9ja3MsIEEg
UmljaGFyZDwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+UHJpY2UsIERlbm5pczwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9ycz48
L2NvbnRyaWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5GaXJlIHJldGFyZGFudCBtYXRlcmlhbHM8L3Rp
dGxlPjwvdGl0bGVzPjxkYXRlcz48eWVhcj4yMDAxPC95ZWFyPjwvZGF0ZXM+PHB1Ymxpc2hlcj53
b29kaGVhZCBQdWJsaXNoaW5nPC9wdWJsaXNoZXI+PGlzYm4+MTg1NTczNDE5MjwvaXNibj48dXJs
cz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+TGUgQnJhczwvQXV0aG9yPjxZ
ZWFyPjE5OTg8L1llYXI+PFJlY051bT4yODI8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVyPjI4
MjwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4NWFk
ZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgyPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+PHJl
Zi10eXBlIG5hbWU9IkJvb2siPjY8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+PGF1
dGhvcj5MZSBCcmFzLCBNaWNoZWw8L2F1dGhvcj48L2F1dGhvcnM+PC9jb250cmlidXRvcnM+PHRp
dGxlcz48dGl0bGU+RmlyZSByZXRhcmRhbmN5IG9mIHBvbHltZXJzOiB0aGUgdXNlIG9mIGludHVt
ZXNjZW5jZTwvdGl0bGU+PC90aXRsZXM+PGRhdGVzPjx5ZWFyPjE5OTg8L3llYXI+PC9kYXRlcz48
cHVibGlzaGVyPlJveWFsIHNvY2lldHkgb2YgY2hlbWlzdHJ5PC9wdWJsaXNoZXI+PGlzYm4+MDg1
NDA0NzM4NzwvaXNibj48dXJscz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+PC9DaXRlPjxDaXRlPjxBdXRob3I+
QnJhdW1hbjwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5Nzc8L1llYXI+PFJlY051bT4yNzk8L1JlY051bT48cmVj
b3JkPjxyZWMtbnVtYmVyPjI3OTwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJF
TiIgZGItaWQ9Ino1cnd4NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+Mjc5PC9rZXk+
PC9mb3JlaWduLWtleXM+PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkpvdXJuYWwgQXJ0aWNsZSI+MTc8L3JlZi10
eXBlPjxjb250cmlidXRvcnM+PGF1dGhvcnM+PGF1dGhvcj5CcmF1bWFuLCBTSzwvYXV0aG9yPjxh
dXRob3I+RmlzbWFuLCBOPC9hdXRob3I+PC9hdXRob3JzPjwvY29udHJpYnV0b3JzPjx0aXRsZXM+
PHRpdGxlPlBob3NwaG9ydXMgZmxhbWUgcmV0YXJkYW5jZSBpbiBwb2x5bWVycy4gSUlJLiBTb21l
IGFzcGVjdHMgb2YgY29tYnVzdGlvbiBpbiBwb2x5bWVyczwvdGl0bGU+PHNlY29uZGFyeS10aXRs
ZT5Kb3VybmFsIG9mIEZpcmUgUmV0YXJkYXRpb24gYW5kIENoZW1pc3RyeTwvc2Vjb25kYXJ5LXRp
dGxlPjwvdGl0bGVzPjxwZXJpb2RpY2FsPjxmdWxsLXRpdGxlPkpvdXJuYWwgb2YgRmlyZSBSZXRh
cmRhdGlvbiBhbmQgQ2hlbWlzdHJ5PC9mdWxsLXRpdGxlPjwvcGVyaW9kaWNhbD48cGFnZXM+OTMt
MTExPC9wYWdlcz48dm9sdW1lPjQ8L3ZvbHVtZT48ZGF0ZXM+PHllYXI+MTk3NzwveWVhcj48L2Rh
dGVzPjx1cmxzPjwvdXJscz48L3JlY29yZD48L0NpdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5MdTwvQXV0aG9y
PjxZZWFyPjIwMDI8L1llYXI+PFJlY051bT4yODM8L1JlY051bT48cmVjb3JkPjxyZWMtbnVtYmVy
PjI4MzwvcmVjLW51bWJlcj48Zm9yZWlnbi1rZXlzPjxrZXkgYXBwPSJFTiIgZGItaWQ9Ino1cnd4
NWFkZGR2cnMzZWFleDlwemE5d3p6MmUyMDUwcHR3ciI+MjgzPC9rZXk+PC9mb3JlaWduLWtleXM+
PHJlZi10eXBlIG5hbWU9IkpvdXJuYWwgQXJ0aWNsZSI+MTc8L3JlZi10eXBlPjxjb250cmlidXRv
cnM+PGF1dGhvcnM+PGF1dGhvcj5MdSwgU2h1aS1ZdTwvYXV0aG9yPjxhdXRob3I+SGFtZXJ0b24s
IElhbjwvYXV0aG9yPjwvYXV0aG9ycz48L2NvbnRyaWJ1dG9ycz48dGl0bGVzPjx0aXRsZT5SZWNl
bnQgZGV2ZWxvcG1lbnRzIGluIHRoZSBjaGVtaXN0cnkgb2YgaGFsb2dlbi1mcmVlIGZsYW1lIHJl
dGFyZGFudCBwb2x5bWVyczwvdGl0bGU+PHNlY29uZGFyeS10aXRsZT5Qcm9ncmVzcyBpbiBQb2x5
bWVyIFNjaWVuY2U8L3NlY29uZGFyeS10aXRsZT48L3RpdGxlcz48cGVyaW9kaWNhbD48ZnVsbC10
aXRsZT5Qcm9ncmVzcyBpbiBQb2x5bWVyIFNjaWVuY2U8L2Z1bGwtdGl0bGU+PC9wZXJpb2RpY2Fs
PjxwYWdlcz4xNjYxLTE3MTI8L3BhZ2VzPjx2b2x1bWU+Mjc8L3ZvbHVtZT48bnVtYmVyPjg8L251
bWJlcj48ZGF0ZXM+PHllYXI+MjAwMjwveWVhcj48L2RhdGVzPjxpc2JuPjAwNzktNjcwMDwvaXNi
bj48dXJscz48L3VybHM+PC9yZWNvcmQ+PC9DaXRlPjwvRW5kTm90ZT4A
ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5NYWRvcnNreTwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjE5NzU8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE.DATA [3, 6, 13, 15, 16]
یکی از روش‌های بسیار معمول و رایج برای افزودن فسفر، آلیاژسازی یک آمیزه پرکننده فسفره پایه معدنی یا پایه آلی به پلیمر طی فرآیند است. اکثر آمیزه های فسفری دارای قابلیت مقاومت اشتعال است اما انواع معمول و رایج و پر کاربرد آنها فسفر خالص، فسفات آمونیوم و trialylphosphates هستند. فسفره ها همچنین می توانند به وسیله کوپلیمریزاسیون زرین با منومرهای آلی فسفره فعال (استرهای فسفاته، پلی ال‌ها و فسفات ها) یا فسفات های هالوژنه(phosphate (tris(1-cloro-2-propyl)phosphate , tris(2,3-dibromo propyl) به ساختار مولکولی زرین متصل شوند. روش پلیمیریزاسیون برای تولید تعداد بسیار زیادی از پلیمرهای مناسب تأخیر دهنده اشتعال برای کاربرد در کامپوزیت ها استفاده می شود. فسفره به عنوان تأخیر دهنده اشتعال هم در فاز گاز و هم در فاز متراکم عمل می کنند (بسته به ساختار و طبیعت شیمیایی و پایداری حرارتی پلیمر میزبان). مکانیزم فاز گاز در بیشتر ترموپلاستیک ها و پلیمرهای ترموست غیر اکسیژنه حاکم است. در این نوع مکانیسم رادیکال های فسفره رهایش شده از طرف پلیمر در دماهای بالا اگرچه زمانی مؤثرتر است که تولید مواد ناپایدار در دماهای پایین تر از 400-300 درجه سانتی گراد اتفاق بیفتد و یا ماتریس پلیمری تجزیه شود می باشد. رادیکال های فسفره زیادی می توانند به درون شعله رهایش شده البته این رهایش بستگی به دما و ترکیب درصد تأخیر دهنده اشتعال فسفره دارد. این رادیکال ها با رادیکال های H و OH واکنش داده و موجب کاهش اشتعال و یا توقف آن شوند. مکانیسم دوم تأخیر دهنده اشتعال فاز گاز است مین مکانیسم یک تأثیر پوششی بر روی سطح داغ پلیمر می گذارد. بسیاری از مواد حاوی فسفر رهایش شده از پلیمر تجزیه شده به صورت متناسب سنگین هستند و این عامل باعث می شود که یک فاز غنی از بخار در سطح پلیمر ایجاد شود که از دسترسی اکسیژن جلوگیری کند. زمانی که آمیزه و عنصر فسفره در پلیمرهای آلی هیدروکسیل و اکسیژنه استفاده می شود به صورت یک تأخیر دهنده اشتعال در فاز متراکم عمل می کند. فسفر در این سیستم های پلیمری باعث تشکیل ذغال می شود که خود باعث کاهش مقدار مواد ناپایدار قابل اشتعال رهایش شده به سمت آتش خواهد شد. فسفر می تواند افت حرارت را در برخی ترموپلاستیک ها به وسیله ذوب شدن و چکه کردن شتاب دهد. اطلاعات بیشتر در مورد انواع واکنش های تأخیر دهنده اشتعال فسفره را می توان در پروژه - ریسرچجامع ارائه شده توسط Granzow ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Granzow</Author><Year>1978</Year><RecNum>276</RecNum><DisplayText>[12]</DisplayText><record><rec-number>276</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">276</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Granzow, Albrecht</author></authors></contributors><titles><title>Flame retardation by phosphorus compounds</title><secondary-title>Accounts of Chemical Research</secondary-title></titles><periodical><full-title>Accounts of Chemical Research</full-title></periodical><pages>177-183</pages><volume>11</volume><number>5</number><dates><year>1978</year></dates><isbn>0001-4842</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]یافت.
کوپلیمریزاسیون پیوندی برای مقاومت اشتعال
یکی دیگر از تکنیک های تولید پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال، کوپلیمریزاسیون پیوندی است ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Horrocks</Author><Year>2001</Year><RecNum>126</RecNum><DisplayText>[6]</DisplayText><record><rec-number>126</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">126</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Horrocks, A Richard</author><author>Price, Dennis</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardant materials</title></titles><dates><year>2001</year></dates><publisher>woodhead Publishing</publisher><isbn>1855734192</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]. این تکنیک بر مبنای افزودن یک منومر که به شدن خاصیت تشکیل ذغال دارد به زنجیره پلیمری استوار است. فرآیند کوپلیمریزاسیون می تواند از طریق دو روش که شامل پیوند زدن از طریق و یا پیوند زدن به ایجاد شود. فرآیند سازنده و تشکیل دهنده شامل واکنش پلیمر با اغازگر و ایجاد مراکز فعال در طول زنجیره پلیمر است. سپس منومرها از طریق رادیکال با زنجیره پیوند می زنند.
فرآیند پیوند زدن به (Grafting onto) زمانی اتفاق می افتد که منومر با آغازگر واکنش می دهد و رادیکال تولید می شود و این رادیکال به زنجیره پیوند می خورد. صرف نظر از فرآیند، ضروری است که منومر به صورت حرارتی در دماهای پایین تر از پلیمر تجزیه شود و مقدار زیادی ذغال که باعث حفاظت از پلیمر می شود را به جا بگذارد. کوپلیمریزاسیون پیوندی یک تکنیک مطلوب برای تولید پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال است. هرچند ترموپلاستیک های تأخیر دهنده اشتعال زیادی به وسیله این تکنیک تولید می شوند. کوپولیمریزاسیون پلیمرهای ترموست مهندسی که به صورت معمول در سازه های کامپوزیت کاربرد دارد نیاز به پژوهش های بیشتر و تحقیقات بیشتر است.
الیاف تأخیر دهنده اشتعال برای کامپوزیت‌هاالیاف شیشه یک تقویت کننده فوق العاده معمول و رایج است. این الیاف قابل اشتعال نیستند اما آمارهای آلی و افزودنی های چسبنده مورد استفاده در این الیاف موجب تولید دود و مواد ناپایدار رهایش شده به وسیله کامپوزیت در حال تجزیه خواهد شد.
پوشش های سطحی محافظ اشتعالییکی دیگر از روش های حفاظت از کامپوزیت استفاده از پوشش های عایق است. یک پوشش ایده آل باید خصوصیات زیر را دارا باشد:
غیر اشتعال پذیری، هدایت حرارتی پایین، چسبندگی قوی (مثل ضریب انبساط) به لایه های زیرین کامپوزیت تداوم و بقا در محیط، مقاومت در برابر سایش، وزن پایین، نازک و ارزان بودن. صدها مواد پوشش وجود دارند که به صورت تجاری برای کاربرد در کامپوزیت ها مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه ممکن است یکی از خواص مورد نیاز برای پوشش های ایده آل را نداشته باشند. سه گروه بزرگ از پوشش های عایق وجود دارد:
1) پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال
2) محافظ و پوشش حرارتی
3) پوشش های متورم شونده
4) مواد فرسایشی
مثال برای پلیمرهای تأخیر دهنده اشتعال عبارت است از زرین آلی مثل پلیمرهای برومینه و مواد معدنی مثل geopolymers که به عنوان فیلمی نازک (معمولاً کمتر از 5 میلی متر) بر روی سطح کامپوزیت قرار می گیرد. این پلیمرها به دلیل پایداری حرارتی بالا زمان رسیدن به احتراق و اشتعال لایه های زیرین با تأخیر مواجه می شود. در مورد پوشش های پلیمری معدنی هدایت حرارتی پایین باعث تأخیر خواهد شد. پوشش های غشایی حرارتی معمولاً موادی پایه سرامیک هستند که غیر قابل اشتعال بوده و خواص هدایت حرارتی پایینی دارند. نمونه این پوشش ها شامل سرامیک (مثل ceramic و rockwool)های با الیاف بافته شده و سرامیک زیرکونیوی هایی با لایه اسپری شده توسط پلاسما. مواد متورم شونده از طریق واکنش شیمیایی در دماهای بالا که منجر به تورم و تولید فوم لایه پوشش مورد استفاده قرار می گیرد. این واکنش باعث تولید یک لایه به شدت متخلخل و یک لایه ذغال ضخیم با هدایت حرارتی پایین خواهد شد. یکی دیگر از گروه از پوشش ها مواد فرسایشی هستند که باعث حفاظت حرارتی از طریق حذف حرارت از سطح داغ به وسیله پوسته شدن و ذوب شدن خواهند شد. مواد فرسایشی به ندرت به عنوان پوشش محافظ شعله در کامپوزیت مورد استفاده قرار می گیرند و بیشتر به عنوان محافظ پلیمر در کاربردهای دما بالا مثل نازل های موشک و سپرهای حرارتی فضاپیماهایی که به زمین بر می گردند، مورد استفاده قرار می گیرند
.
خواص اشتعال نانو کامپوزیت های پلیمریمقدمهاصطلاح نانو کامپوزیت پلیمری، کامپوزیت هایی را توصیف می کند که یکی از مواد تشکیل دهنده کامپوزیت از ماده با مقیاس نانو باشد. سایز نانو حداقل بایست در یکی از ابعاد رعایت شده باشد و کاملاً در فاز پلیمری پراکنده شده باشد. یک نمونه بارز از مواد نانو، خاک رس است. اما گرافیت، نانولوله های تک جداره و چند جداره ، نانو ذرات کروی مانند polyhedral oligomeric silsequioxane،POSS ، Silica، Tatania همچنین مورد استفاده قرار می گیرد. تحلیل تشکیل نانو کامپوزیت، بررسی تأخیر اشتعال: انواع مختلف اصلاح خاک رس و اثرات آنها مکانیسم و نحوه تأثیر ماده نانو بر روی تأخیر اشتعال جزء موارد مورد بحث در این بخش است. پر کننده های تأخیر دهنده اشتعال سال هاست که مورد استفاده قرار می گیرد. در سیستم های پر شده و پر کننده سنتی میکروکامپوزیت‌ها مقدار زیادی پر کننده برای ایجاد تأثیری خاص مثل کاهش خواص مکانیکی لازم است. وقتی که ذرات حاوی فاز نانو مورد استفاده قرار گرفت شرایط کاملاً تغییر کرد. کاهش اندازه از سایز میکرو به سایز نانو میزان سطح تماس ذرات را بالا می برد. افزایش سطح تماس منجر به کاهش مقدار ماده مورد نیاز می شود. حضور مواد با سطح تماس زیاد می تواند باعث تعبیر در مسیر تخریب شده و در نتیجه بر روی میزان رهایش حرارت پلیمر اثر بگذارد. در پایان، استفاده از مواد با سایز نانو می تواند باعث تشکیل یک لایه شود که باعث جلوگیری از جابجایی مواد ناپایدار در هنگام تخریب شده و موجب افزایش ذغال تولیدی شود. در مورد نانو کامپوزیت های پلیمر / خاک رس حضور مواد سیلیکاته لایه ای مانند مونت موریلونیت، هکتوریت، بنتونیت حتی با بارگزاری مقدار پایین (مخصوصاً 3 و 5%) خواص مکانیکی به صورت فوق العاده افزایش می یابد. همچنین خواص لایه محافظ و تأخیر اشتعال پلیمر افزایش خواهد یافت PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+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ADDIN EN.CITE PEVuZE5vdGU+PENpdGU+PEF1dGhvcj5Ib3Jyb2NrczwvQXV0aG9yPjxZZWFyPjIwMDE8L1llYXI+
PFJlY051bT4xMjY8L1JlY051bT48RGlzcGxheVRleHQ+WzYsIDE3LTIxXTwvRGlzcGxheVRleHQ+
PHJlY29yZD48cmVjLW51bWJlcj4xMjY8L3JlYy1udW1iZXI+PGZvcmVpZ24ta2V5cz48a2V5IGFw

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 
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ADDIN EN.CITE.DATA [6, 17-21]. در سال 1960 مطالعاتی بر روی پایداری حرارتی پلی استایرن و پلی متیل متاکریلات ساخته شده در حضور خاک رس انجام شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Friedlander</Author><Year>1964</Year><RecNum>304</RecNum><DisplayText>[22, 23]</DisplayText><record><rec-number>304</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">304</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Friedlander, Henry Z</author><author>Frink, Charles R</author></authors></contributors><titles><title>Organized polymerization III. Monomers intercalated in montmorillonite</title><secondary-title>Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letters</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letters</full-title></periodical><pages>475-479</pages><volume>2</volume><number>4</number><dates><year>1964</year></dates><isbn>1542-6254</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Blumstein</Author><Year>1965</Year><RecNum>305</RecNum><record><rec-number>305</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">305</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Blumstein, Alexandre</author></authors></contributors><titles><title>Polymerization of adsorbed monolayers. I. Preparation of the clay–polymer complex</title><secondary-title>Journal of Polymer Science Part A: General Papers</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Polymer Science Part A: General Papers</full-title></periodical><pages>2653-2664</pages><volume>3</volume><number>7</number><dates><year>1965</year></dates><isbn>1542-6246</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[22, 23]. آنها دریافتند که مولکول های استایرن و متیل متاکریلات بر روی سطح و سطح مشترک مونت موریلونیت جذب شده و یک کمپلکس بین لایه ای پلیمر-مونت موریلونیت تشکیل می دهند. این کمپلکس ها پایداری حرارتی بالا و مقاومت در برابر حلالیت بالایی را از خود نشان می دهند زیرا تخریب مولکول ها در محیط محدود، جابجایی زنجیره پلیمر را با تأخیر مواجه کرده و تخریب با تأخیر انجام خواهد شد. قبل از این پژوهشگران شرکت تویوتا ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Usuki</Author><Year>1993</Year><RecNum>306</RecNum><DisplayText>[24, 25]</DisplayText><record><rec-number>306</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">306</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Usuki, Arimitsu</author><author>Kojima, Yoshitsugu</author><author>Kawasumi, Masaya</author><author>Okada, Akane</author><author>Fukushima, Yoshiaki</author><author>Kurauchi, Toshio</author><author>Kamigaito, Osami</author></authors></contributors><titles><title>Synthesis of nylon 6-clay hybrid</title><secondary-title>Journal of Materials Research(USA)</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Materials Research(USA)</full-title></periodical><pages>1179-1184</pages><volume>8</volume><number>5</number><dates><year>1993</year></dates><isbn>0884-2914</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Kojima</Author><Year>1993</Year><RecNum>307</RecNum><record><rec-number>307</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">307</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Kojima, Yoshitsugu</author><author>Usuki, Arimitsu</author><author>Kawasumi, Masaya</author><author>Okada, Akane</author><author>Fukushima, Yoshiaki</author><author>Kurauchi, Toshio</author><author>Kamigaito, Osami</author></authors></contributors><titles><title>Mechanical properties of nylon 6-clay hybrid</title><secondary-title>Journal of Materials Research(USA)</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Materials Research(USA)</full-title></periodical><pages>1185-1189</pages><volume>8</volume><number>5</number><dates><year>1993</year></dates><isbn>0884-2914</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[24, 25]دریافتند که افزودن خاک‌رس به پلی‌آمید-6 به میزان 7/4% عنصر به خواص مکانیکی فوق العاده خواهد شد که دمای واپیچش و تغییر شکل حرارتی به دمای 152 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت که این مقدار 87 درجه سانتی گراد بیشتر از پلی آمید-6 اصلی و اولیه است. خاک رس ها خانواده ای از مواد سیلیکاته لایه ای هستند (شناخته شده از نوع 2:1 فیلوسیلیکات) این مواد شامل مونت موریلونیت، هکتوریت، ساپونیت، فلورومیکا، فلوروهکتوریت، ورمیکومیت، کائولینیت، ماگادیت و غیره می باشد. مونت موریلونت یکی از انواع خاک رس است که استفاده بیشتری از آن می شود. این ماده از زمانی که در ابتدا در شهر مونت موریلون فرانسه در سال 1874 کشف شد به این نام مشهور شد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Grimshaw</Author><Year>1971</Year><RecNum>308</RecNum><DisplayText>[26]</DisplayText><record><rec-number>308</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">308</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Grimshaw, Rex W</author><author>Searle, Alfred Broadhead</author></authors></contributors><titles><title>The chemistry and physics of clays and allied ceramic materials</title></titles><dates><year>1971</year></dates><publisher>Wiley-Interscience</publisher><isbn>0471327808</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[26]. ساختار خاک رس مونت موریلونیت از دو دیدگاه مختلف می تواند بررسی شود میکروساختار و ساختار بلورین. بر اساس مطالعات انجام شده بر روی ذرات میکرو ساختار مونت موریلونیت تقسیم به سه نوع دسته بندی مختلف می شود: ساختار لایه ای ، ذرات اولیه ، حالت خوشه ای شدن. ساختار لایه ای شامل یک لایه ساده است اما با ضخامت 1 نانومتر و طول 200-100 نانومتر. ساختار بلوری و کریستال مونت موریلونیت به ساختار لایه ای بر می گردد. چندین لایه با هم متحد و پیوند زده می شوند و ذره اولیه شکل می گیرد (با محدوده چندین نانومتر تا ده ها نانومتر). صدها هزار ذرات اولیه به هم چسبیده و تشکیل خوشه می دهند و محدوده اندازه خوشه میان 1/0 تا ده ها میکرومتر است. از نقطه نظر ساختار کریستالی، این مواد معدنی یک ساختار لایه ای دو بعدی دارند. اگر کسی بخواهد یک پلیمر آلی را با خاک رس مونت موریلونیت مخلوط کند بایست به وسیله تبادل یونی، یون های هیدروفیل سدیم را حذف کرده به جای آن یون های آلی دوست جایگزین کند. نانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس به وسیله پلیمریزاسیون هم زمان و فرآیند آلیاژسازی تولید می شوند. آلی دوست ها برای هر دو مورد از روش ها کمی متفاوت عمل می کنند. در فرآیند آلیاژسازی به زنجیره های آلکیل بیشتری نسبت به پلیمریزاسیون هم زمان نیاز داریم. هنگام ساخت نانو کامپوزیت، سه نوع مختلف ممکن است به وجود بیاید:
1) غیر قابل امتزاج
معمولاً به عنوان میکرو کامپوزیت شناخته می شود. در این حالت خاک رس به صورت نانو پراکنده نمی شود و در این حالت مانند یک پرکننده با اندازه میکرو عمل می کند.
2) نانو کامپوزیت های intercalated
نانو کامپوزیت کاملاً در اندازه نانو در ماتریس پراکنده می شود و لایه های خاک رس ثابت باقی می‌مانند.
3) نانو کامپوزیت Exfoliated
در این حالت لایه های خاک رس از هم باز می شوند و پراکنش خوبی را بوجود می‌آید و فاصله ثابت میان لایه ها از بین خواهد رفت و این خاک رس به درون لایه ها نفوذ می کند.
این تعاریف بر اساس ابزارها و تست های X-Ray diffraction (XRD) به دست آمده است. REF _Ref384715186 h * MERGEFORMAT شکل ‏25 این سه نوع مختلف مواد را نشان می دهد. پایداری حرارتی خاک های رس به وسیله آنالیزهای وزن‌سنجی حرارتی (TGA) مطالعه و بررسی می شود.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 5: انواع نانوکاپوزیت‌هاتوصیف و تحلیل تشکیل نانوکامپوزیتنانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس علاوه بر کاهش اشتعال پذیری، بهبود خواص مکانیکی را نیز از خود نشان می دهد. این امر یک نکته مثبت است زیرا بسیاری از تأخیر دهنده های اشتعال بایست با مقدار زیاد استفاده شوند تا بتوانند به خواص ضد آتش مطلوب برسند، در این حالت ممکن است خواص مکانیکی پلیمر کاهش یابد. تحلیل و آنالیز معمولاً نشان دهنده پراکنش خوب خاک رس در پلیمر مثل پراکنش نانو ذرات و همچنین نفوذ Intercalated، Exfoliated و یا اختلاط ماده به وسیله تفرق اشعه X (XRD) و TEM قابل حصول است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Morgan</Author><Year>2003</Year><RecNum>310</RecNum><DisplayText>[27]</DisplayText><record><rec-number>310</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">310</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Morgan, Alexander B</author><author>Gilman, Jeffrey W</author></authors></contributors><titles><title>Characterization of polymer‐layered silicate (clay) nanocomposites by transmission electron microscopy and X‐ray diffraction: A comparative study</title><secondary-title>Journal of Applied Polymer Science</secondary-title></titles><periodical><full-title>Journal of Applied Polymer Science</full-title></periodical><pages>1329-1338</pages><volume>87</volume><number>8</number><dates><year>2003</year></dates><isbn>1097-4628</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[27] XRD فاصله میان فضای گالری، فاصله d ماده درون سیستم Intercalated را می‌دهد. زمانی سیستم Exfoliate بوجود می‌آید که فاصله ثابت میان لایه های خاک رس تغییر کند و در آزمون XRD هیچ گونه پیک (Peak) مشاهده نمی شود. متأسفانه در برخی موارد در فرآیند اختلاط خاک رس با پلیمر اخلال و بی نظمی به وجود می آید که این امر باعث عدم مشاهده پیک در آزمون خواهد شد. در این حالت عدم مشاهده پیک در آزمون XRD مبهم است. TEM یک تصویر واقعی از خاک رس در پلیمر را به ما می دهد. در اینجا حداقل 2 برابر بزرگنمایی لازم است. بزرگنمایی پایین می تواند نشان دهد که پراکنش خاک رس خوب انجام شده در صورتی که تصویر با بزرگنمایی بالاتر می تواند لایه های واقعی خاک رس را نشان دهد و دیگر آنکه فاصله ثابت میان لایه ها را نیز نشان دهد. مشکلی که تصاویر TEM دارند این است که سطح واقعی که از آنها عکسبرداری می شود در مقایسه با کل ماده بسیار بسیار کوچک است و در بیشتر اوقات، پژوهشگرها با استفاده از نتایج این تصاویر کوچک، نتایج را به کل نمونه بسط می دهند. به صورت واقع گرایانه و صحیح بایست یک تحلیل آماری و تصادفی از کل نمونه انجام شود و تصاویر کافی گرفته شود و بر روی موقعیت های مختلف تمرکز کرد تا بتوان به صورت اطمینان بخشی در مورد نانو کامپوزیت بحث نمود. تکنیک و روش دیگری نیز وجود دارد که به صورت کمتری استفاده می شود ولی باید بیشتر استفاده شود. AFM میکروسکوب نیروی اتمی، زمان استراحت رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) و گرماسنج مخروطی است. AFC یک روش سریع تر و آسان تر ولی کمتر و کوچک تر از روش TEM است. نمونه هایی از تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی حالت های Intercalated، مخلوطی از Intercalated – Exfoliated و ساختار Exfoliated در REF _Ref384715260 h * MERGEFORMAT شکل ‏26 نشان داده شده است.

شکل STYLEREF 1 s ‏2 SEQ شکل * ARABIC s 1 6:نتایج AFM نانوکاپوزیت های پلی استایرن.شکل بالا سمت چپ ساختارexfloliated.بالا سمت راست مخلوطی از Intercalated/exfoliated و نهایتا شکل پایین ساختار Intercalated ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Gibson</Author><Year>2007</Year><RecNum>345</RecNum><DisplayText>[1]</DisplayText><record><rec-number>345</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">345</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Gibson, AG</author></authors></contributors><titles><title>Fire properties of polymer composite materials</title></titles><volume>143</volume><dates><year>2007</year></dates><publisher>Springer</publisher><isbn>1402053568</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]
در ریزساختار Intercalated سطح کاملاً صاف است در صورتی که برای ساختار Exfoliated، نواحی و قطعات کوچکی در ماتریس پلیمری پراکنده شده است. لغات Intercalated و Exfoliated به عنوان ترم هایی که نشان دهنده فاصله ثابت میان لایه هاست و تکنیک NMR یک روش متفاوت برای بررسی این پدیده پیشنهاد می کند و این امر نیاز به جمع آوری و استفاده از اصطلاحات و ترم های جدید است. در برخی کارهای زودتر انجام شده در مورد تأخیر اشتعال نانو کامپوزیت های پلیمر خاک رس توسط Gilman و همکاران ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Al-Malaika</Author><Year>1999</Year><RecNum>311</RecNum><DisplayText>[13, 28]</DisplayText><record><rec-number>311</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">311</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Al-Malaika, Sahar</author><author>Golovoy, A</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Chemistry and technology of polymer additives</title></titles><dates><year>1999</year></dates><publisher>Blackwell Science</publisher><isbn>0632053380</isbn><urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Le Bras</Author><Year>1998</Year><RecNum>282</RecNum><record><rec-number>282</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">282</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Le Bras, Michel</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardancy of polymers: the use of intumescence</title></titles><dates><year>1998</year></dates><publisher>Royal society of chemistry</publisher><isbn>0854047387</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[13, 28] نشان داده شده که گرماسنج مخروطی اطلاعاتی در زمینه تشکیل نانو کامپوزیت می دهند. در میکرو کامپوزیت ها کاهشی در پیک نرخ رهایش حرارت (PHRR) ضرورتاً نخواهد داشت در صورتی که در نانو کامپوزیت ها، صرف نظر از Intercalated یا Exfoliated بودن، کاهش نسبتاً قابل توجهی را نشان داد. در کارهای آزمایشگاهی انجام شده در این موارد، تفاوت مشخصی در کاهش پیک نرخ رهایش حرارت نانو کامپوزیت ها در برابر میکروکامپوزیت‌ها مشاهده می‌شود.
بررسی تأخیر اشتعالخواص آتش مواد به وسیله روش های مختلفی بررسی می شود: کالریمتر مخروطی(ASTM E1354)، تبخیر به وسیله اشعه ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Zanetti</Author><Year>2002</Year><RecNum>312</RecNum><DisplayText>[29]</DisplayText><record><rec-number>312</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">312</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Zanetti, M</author><author>Kashiwagi, Takashi</author><author>Falqui, L</author><author>Camino, G</author></authors></contributors><titles><title>Cone calorimeter combustion and gasification studies of polymer layered silicate nanocomposites</title><secondary-title>Chemistry of Materials</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemistry of Materials</full-title></periodical><pages>881-887</pages><volume>14</volume><number>2</number><dates><year>2002</year></dates><isbn>0897-4756</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[29]و پارامتر محدودیت اکسیژن (ASTM D2863,ISO 4589)روش های محبوبی هستند که برای بررسی تأخیر اشتعال مواد پلیمری به کار می روند. برای محصولات تجاری از آزمون UL-94(ISO 9772,ISO 9773,ASTM D635) می توان برای تعیین کیفیت مواد تأخیر دهنده اشتعال استفاده کرد. کالریمتر مخروطی به صورت گسترده ای به عنوان یک روش آزمایشگاهی برای بررسی ترکیب تأخیر اشتعال ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Grand</Author><Year>2000</Year><RecNum>144</RecNum><DisplayText>[30]</DisplayText><record><rec-number>144</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">144</key></foreign-keys><ref-type name="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>Grand, Arthur F</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Fire retardancy of polymeric materials</title></titles><volume>803</volume><dates><year>2000</year></dates><publisher>CRC Press</publisher><isbn>0824788796</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[30]مورد استفاده قرار می گیرد. اطلاعاتی که می توان از این طریق به دست آورد افزایش حرارت عبارت است از: زمان رسیدن به احتراق، میزان و نرخ رهایش حرارت به عنوان تابعی از زمان، گرمای اشتعال، نرم جرم از دست رفته و دوده تولید شده. میزان نمودار کل نرخ رهایش حرارت نیز قابل دسترسی است اما معمولاً بر روی مقادیر تمرکز می شود (مقدار پیک رهایش حرارت PHRR) تبخیر بر اثر اشعه تکنیک وابسته و متناسب با آزمون کالریمتر مخروطی است البته اگر در اتمسفر نیتروژن انجام شود.) این امر باعث می شود که دود حذف شود و زمانی که ماده گرم می شود می توان از آن عکس گرفت و شواهد تصویری از واکنش را می توان داشت. پارامتر محدودیت اکسیژن نیز مقدار کمینه اکسیژن مورد نیاز برای ادامه سوختن و اشتعال نمونه را معرفی می کند. افزایش میزان پارامتر محدودیت اکسیژن به مقدار بیشتر از 20، نزدیک به درصد اکسیژن در هوا، ترکیب تأخیر دهنده اشتعال ممکن است بتوان تعیین کرد.
مکانیسم های تأخیر اشتعال در نانو کامپوزیت هامکانیسم هایی که باعث افزایش پایداری حرارتی و پایداری اشتعال پلیمرها در هنگام تولید و تشکیل نانو کامپوزیت ها می شود در برخی مواقع جالب و مورد اقبال است. اولین پیشنهاد مکانیزم توسط Gilman و Kashiwagi معرفی شد. آنها گفتند که ساختار نانو کامپوزیت هنگام اشتعال منقبض می شود و این اتفاق باعث تشکیل ساختار سیلیکاتی کربنی در سطح می شود که به عنوان یک لایه محافظ در برابر انتقال جرم و همچنین به عنوان لایه ای عایق سطح زیرین پلیمری در برابر منبع حرارتی عمل می کند. دومین مکانیسم زمانی مؤثر است که مقدار و درصد خاک رس کاملاً پایین باشد. در این حالت رادیکال ها به وسیله آهن جایگزین شده در خاک رس به دام می افتد ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Zhu</Author><Year>2001</Year><RecNum>315</RecNum><DisplayText>[31]</DisplayText><record><rec-number>315</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">315</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Zhu, Jin</author><author>Uhl, Fawn M</author><author>Morgan, Alexander B</author><author>Wilkie, Charles A</author></authors></contributors><titles><title>Studies on the mechanism by which the formation of nanocomposites enhances thermal stability</title><secondary-title>Chemistry of Materials</secondary-title></titles><periodical><full-title>Chemistry of Materials</full-title></periodical><pages>4649-4654</pages><volume>13</volume><number>12</number><dates><year>2001</year></dates><isbn>0897-4756</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[31]. زمانی که خاک رس حاوی آهن باشد در مقایسه با زمانی که آهن وجود نداشته باشد یک تفاوت و اختلاف مشخص در کاهش پیک رهایش حرارت در مقادیر کمتر از 3 درصد خاک رس مشاهده می شود. به طور کلی کارهای زیادی در مورد تشکیل نانو کامپوزیت ها انجام شده و در بیشتر کارها میزان پیک رهایش حرارت و همچنین افت جرم کاهش می یابد اما بر روی رهایش حرارت کلی تأثیری نمی گذارد و زمان رسیدن به احتراق در بیشتر موارد کوتاه تر خواهد شد. تمام این تأثیرات مهم در کالریمتری مخروطی وجود دارد و از طریق سوختن نانو کامپوزیت به دست می آید. پیشنهاد می شود که اثر هم افزایی میان تشکیل نانوکامپوزیت و کاربرد تأخیر دهنده اشتعال استفاده شود (در صورتی که رسیدن به تأخیر اشتعال از طریق تکنولوژی نانو انجام می گیرد.) همچنین بایست در آینده تحقیقات بر روی مواد نانو به جز خاک رس انجام شود
.
پلی‌یورتانمقدمهامروزه مبحث انرژی و صرفه‌جویی در مصرف انرژی در تمامی زمینه‌ها حتی در خانه‌ها یکی از مهمترین دغدغه‌های بشر است. مقدار زیادی انرژی از طریق مصارف خانگی در روزهای سرد زمستان هدر می‌رود. عایق‌های از جنس پلی یورتان قابلیت حفظ انرژی در طول زمستان و تابستان و در مقابل گرما و سرما را دارا می‌باشند. در اکثر یخچال‌ها و فریزرها که در سرتاسر جهان تولید می‌شوند، پلی‌یورتان بعنوان یک ماده عایق حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث می‌شود که هوای خنک درون یخچال محفوظ باقی بماند. همچنین از این ماده جهت خنک‌سازی مواد غذایی حین حمل و نقل از مرحله تولید تا مصرف سالم و تازه باقی بماند. همچنین برخی دیگر از خواص موجود در پلی یورتان باعث شود این ماده یک گزینه مناسب جهت استفاده در برخی محیط‌های حساس و پرتنش مورد توجه قرار بگیرد؛ بعنوان مثال لباس‌های فضانوردی دارای لایه‌هایی از جنس پلی‌یورتان هستند که از یخ زدن فضانوردان در محیط‌های سرد خارج جلوگیری می‌کند و همچنین باعث کاربرد در لباس‌های مخصوص آب‌های سرد شده است.
همچنین این ماده در مبلمان‌های راحت و همچنین تشک‌های خواب مورد استفاده قرار می‌گیرد. دلیل کاربرد این ماده جهت استفاده در مبلمان‌ها و لوازم خواب به دلیل ویژگی و خواص مناسب است که می‌تواند به فرم بدن شکل بگیرد و موجب آسایش و راحتی بیشتر فرد شود. از دیگر مزایای این ماده این است که به راحتی و انرژی کمی قابل ازبین رفتن است و همچنین میتوان آن را با محصول جدید دیگری مخلوط و بازیابی کرد.
یکی از نکات جالب در مورد پلی‌یورتان‌ها این است که با نسبت استوکیومتری‌های مختلف از مواد اولیه آن؛ یعنی ایزوسیانات و پلی‌ال؛ می‌تواند بصورت اشکال مختلف و ویژگی‌های کاملاً متفاوت، شکل‌دهی و فرآیند شود. بعنوان مثال: تخته موج سواری با وجود اینکه سبک‌وزن است اما استحکام و سختی لازم را دارا می‌باشد و یا چرخ‌های اسکیت بسیار مقاوم است.
از پلی‌یورتان‌ها به شکل بسیار گسترده‌ای در صنایع خودروسازی استفاده می‌شود. در سپرهای اتومبیل به عنوان جاذب ضربه، در لاستیک‌ها به جهت انعطاف و آسایش بیشتر در رانندگی، سپر صوتی موتور اتومبیل در کاپوت خودرو و بعنوان فوم‌ در صندلی اتومبیل و کنسول اتومبیل کاربرد دارد اما این تمام قضیه نیست، پلی یورتان باعث سبک شدن وزن اتومبیل و کاهش مقدار مصرف سوخت خواهد شد.
پلی یورتانها را اولین بار اتوبایر در سال1937 در آلمان کشف کرد و بعد از آن این مواد با داشتن خواص ویژه پیشرفت بسیار زیادی را در انواع صنایع جهان داشتند.
پلی یورتان‌ها دسته‌ای از پلیمرهای پر مصارف با خواص عالی هستند. به همین خاطر، طراحان و متخصصان صنایع پوشش دهی بخوبی توان بهره بردای از این ترکیبات را در کاربردهای گوناگون دارند مثالهای متعددی برای کاربردهای فراوان این ترکیبات وجود دارد، از جمله پوششهای شفاف برای پوشش دهنده های تک لایه مخصوص بامها و رنگهای مشخص کردن محل گذر عابرین پیاده و غیره.
مقاومت پلی یورتانها در برابر سایش ضربه و ترک خوردگی بسیار خوب است، از جمله ویژگی های آنها پخت سریع و کامل در دمای محیط است. خواص مکانیکی فوم‌ها وابسته به ماده دیواره سلول و هندسه سلول است. ADDIN EN.CITE <EndNote><Cite><Author>Lee</Author><Year>2005</Year><RecNum>342</RecNum><DisplayText>[32]</DisplayText><record><rec-number>342</rec-number><foreign-keys><key app="EN" db-id="z5rwx5adddvrs3eaex9pza9wzz2e2050ptwr">342</key></foreign-keys><ref-type name="Journal Article">17</ref-type><contributors><authors><author>Lee, L James</author><author>Zeng, Changchun</author><author>Cao, Xia</author><author>Han, Xiangming</author><author>Shen, Jiong</author><author>Xu, Guojun</author></authors></contributors><titles><title>Polymer nanocomposite foams</title><secondary-title>Composites science and technology</secondary-title></titles><periodical><full-title>Composites science and Technology</full-title></periodical><pages>2344-2363</pages><volume>65</volume><number>15</number><dates><year>2005</year></dates><isbn>0266-3538</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[32] پلی یورتان‌ها آلیفاتیک از انواع آروماتیک گرانتر هستند. به همین خاطر انواع آروماتیک و نمونه های اپوکسی دار در استری ها، رنگهای پایه و پوششهای رابط بکار می روند. در حالی که آلیفاتیک ها ویژه پوشش نهایی هستند. همچنین ایزوسیانات‌های آلیفاتیک پایداری بیشتری نسبت به انواع آروماتیک دارند. استفاده از پوشش های محافظ برای جلوگیری از پدیده خوردگی در ساختارهای فولادی که آستر و پوشش پایه آنها از نوع سامانه های اپوکسی دار است، نمونه ای از کاربردهای مهم پلی یورتانها محسوب می شوند. مورد دیگر، سامانه های پوشش دهنده کف است که در آنها نیز انواع پوششهای پایه را می توان بکار برد، گاهی پوشش نهائی از نوع یورتان برای لایه نهایی کف نیز کفایت می کند.
پلی یورتان چیست؟ پلی یورتان‌ها (PU) نام عمومی ترکیبات و پلیمرهایی است که در ساختار آنها پیوند یورتانی می باشند. پیوند یورتانی از طریق واکنش افزایشی بین یک گروه ایزوسیانات و یک ترکیب دارای هیدروژن فعال مثل گروه هیدروکسیل تشکیل شده است. گروه های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد.(واکنش در دمای محیط صورت می گیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار بوجود می آید
ایزوسیانات‌ها اغلب از واکنش آمین و فسژن در حلال‌های بی اثر و شرایط دمایی زیر صفر تا 100 درجه سانتیگراد تولید می‌شوند. دی ایزوسیانات‌ها دارای دو گروه سیاناتی می‌باشند. گروه‌های ایزوسیانات به شدت واکنش پذیر بوده و به همین علت پیشرفت واکنش آنها نیاز به افزایش دما ندارد.(واکنش در دمای محیط صورت می گیرد) مهمترین ویژگی این گروه از پلیمرها این است که پس از واکنش ساختاری پایدار بوجود می آید.
ترکیباتی که دارای گروه ایزوسیانات هستند عبارتند از:
2و4 یا 2و6 تولوئن دی ایزوسیانات
4و4 یا 2و4 دی فنیل متان دی ایزوسیانات
1و6 هگزا متیلن دی ایزوسیانات
از جمله معروفترین دی ایزوسیانات‌های تجاری می‌توان به MDI، (6,2)TDI، (4,2)TDI، NDI، IPDI، TODI، TMDI، CHDI، PPDI، XDI، HDI اشاره کرد.
علاوه بر موارد ذکر شده، ترکیبات ایزوسیاناتی دیگری نیز وجود دارند.
ترکیباتی که دارای دو گروه هیدروکسیل(OH) یا بیشتر باشند را پلی اُل می نامند. بطور معمول در تولید پلی یورتان‌ها از دو نوع پلی ال پلی استری و پلی ال پلی اتری استفاده می‌شود. نوع پلی ال بکار رفته در پلی یورتان‌ها تعیین کننده خواص نهایی آنها می‌باشد. معمولا پلی ال‌های بکار رفته در تولید پلی یورتان‌ها دارای وزن مولکولی مابین 200 تا 2000 می‌باشند که بسته به خواص نهایی مورد انتظار ازز پلی یورتان، انتخاب می‌شوند. بطور معمول از گونه های زیر استفاده می‌شود:
پلی ال‌های پلی استری
پلی استرها زنجیرهای ملکولی با وزن مولکولی بالا هستند که در زنجیر آنها گروه استری تکرار می‌شود و از واکنش یک اسید کربوکسیلیک دو عاملی با یک الکل دو عاملی حاصل می‌شوند.
پلی استرهای مورد استفاده در صنایع پلی یورتان به روش‌های مختلفی تهیه می‌شوند که مهمترین آنها عبارتند از روش پلی استریفیکاسیونی و پلی کاپرولاکتونی.
پلی ال‌های پلی اتری(Polyether Polyols)
این نوع پلی ال‌ها معمولا از واکنش پلیمریزاسیونی گروه اپوکسیدالکین اسید در مجاورت کاتالیست‌های بازی مانند هیدروکسید سدیم و هیدروکسید پتاسیم تولید می‌شوند. پلی اتر پلی ال‌ها بسته به روش تهیه آنها دو عاملی یا سه عاملی می‌باشند.
پلی کربنات پلی ال
پلی کاپرولاکتون پلی ال
به علاوه، به جای گروههای هیدروکسیل، ترکیباتی مثل اسیدهای کربوکسیلیک و آمینها، که دارای هیدروژن فعال هستند نیز می توانند در ترکیب با ایزوسیاناتها مورد استفاده قرار گیرند. به همین دلیل، زمانیکه صحبت از پلی یورتانها می شود، می توان گفت که گونه های بیشماری از آنها وجود دارد.
با توجه به آنچه گفته شد می توان نتیجه گرفت، پلی یورتانها در موارد گوناگونی مانند: فومهای نرم، فومهای سخت، الاستومرها، چسبها، روکش ها و پایه های رنگی بکارگرفته می شوند.
پلی یورتان خالص ضعف هایی نیز دارد:
هیدروفوب نیست و در حضور رطوبت و شرایط جوی مرطوب و شرجی، با رطوبت وارد واکنش منفی می شود.در نتیجه روی سطوح سرد قابل اعمال نمی باشد.
مقاومت شیمیایی بالایی ندارد.
مقاومت مکانیکی فوق العاده ای ندارد.
خواص فیزیکی ضعیف تری از خود بروز می دهد.
چسبندگی ضعیفی به سطوح داشته و دایماً نیاز به مصرف پرایمر جهت بهبود چسبندگی دارد.
در عرض چند دقیقه تا ساعت وارد واکنش شده، در عرض 6-3 ساعت به 75 درصد میزان سخت شدن کامل خود می رسد و در عرص 73-24 ساعت کاملاً سخت می شود.

—351

2-2-2-1- اثر نوع الیاف روی دفع روغن25
2-2-2-2- اثر نوع الیاف روی دفع آب25
2-2-2-3- اثر نوع الیاف روی دفع خاک25
2-2-2-4- اثر نوع الیاف بر روی ثبات رنگ با نیتروژن25
2-2-3- ارزیابی نا پارامتریک بافت26
2-2-4- نتیجه گیری29
مطالعه وتحقیق اثر بار دینامیکی و استاتیکی روی خصوصیات فرش دست باف30
2-3-1- بررسی اثر تراکم گره بر خصوصیات بار استاتیکی فرش دست باف33
2-3-2- اثر بار استاتیک در رفتار برگشت پذیری فرش های دست باف33
اثر ارتفاع پایل و تراکم بر خصوصیات نهایی استفاده از فرش35
تئوری37
مواد و روش ها40
نتایج وبحث41
نتیجه گیری43
مطالعه در مورد از دست دادن ضخامت تحت بار دینامیکی بر روی فرش های از نوع
ویلتون43
2-5-1- مواد و روش45
2-5-2-نتایج وبحث46
2-5-3- کاهش ضخامت50
2-5-4- تجزیه وتحلیل تفاوت معنی دار آماری52
2-5-5- نتیجه گیری53
فصل سوم : تجربیات55
3-1- مقدمه56
3-2- مشخصات مواد مصرفی در نمونه های آزمایش شده56
3-3- تعیین ضخامت تحت فشار بار متحرک58
3-4- تعیین کاهش ضخامت تحت اثر بار ثابت61
3-5- دستگاه مقاومت سنج پایل فرش66
3-6- تعیین میزان انرژی تلف شده در نخهای مصرفی68
فصل چهارم : بحث و نتیجه گیری69
4-1- مقدمه70
4-1-1– مجموع مربعات اضافی71
4-1-2- آزمون برای معنی دار بودن رگرسیون73
4-1-3-ضریب تعیین چندگانه 74
4-1-4- عامل تورم واریانس74
4- 2- تجزیه وتحلیل نتایج75
4-2-1- برگشت پذیری پایل بعد از 60 دقیقه از برداشتن بار استاتیکی (متغیر Y176
4-2-2- میانگین برگشت پذیری پاپل در طول 60 دقیقه بعد از برداشتن بار استاتیکی 79
4-2-3- کاهش ارتفاع پایل بعد از 1000 ضربه بار دینامیکی (متغیر Y383
4-2-4- نیروی کشیدگی پرز ( بر حسب گرم) با کد متغیرY486
4-3- نتیجه گیری88
پیوست91

فهرست شکل ها
عنوان صفحه
فصل1
شکل 1-1- روش کار دستگاه Rheovibron7
فصل2
شکل2-1- عملیات اصلی (بارگذاری کشش دینامیکی) روی Rheovibron12
شکل2- 2- خصوصیات مکانیکی دینامیکی الیاف و نخ پلی پروپیلن14
شکل2-3- دستگاه بار استاتیکی32
شکل 2-4- اختلاف ضخامت فرش های نوع A,B,C,D33
شکل 2-5- اختلاف برگشت پذیری نمونه های A,B بعد از حذف نیرو34
شکل 2-6- اختلاف برگشت پذیری پایل نمونه های فرش E,F,C,D بعد از حذف نیرو34
شکل 2-7- مجموعه تمام تغییر شکل های وابسته به ارتفاع و تراکم پایل در سه چرخه بار
گذاری a- یک چرخه b- دو چرخه c- سه چرخه41
شکل2-8- تغییر شکل ارتجاعی وابسته به ارتفاع و تراکم پایل در سه چرخه بار گذاری a- یک
چرخه b- دو چرخه c- سه چرخه 41
شکل2-9- تغییرات غیر قابل بازگشت وابسته به ارتفاع و تراکم پایل در سه چرخه بار گذاری
a- یک چرخ b- دو چرخه c- سه چرخه 41
شکل2-10- تقریب لگاریتمی از مقدار ضخامت50
شکل2-11 تقریب رگرسیون لگاریتمی از ضخامت از دست داده51
شکل2-12- مقایسه تغییر شکل وضخامت از دست داده بعد از 1000 ضربه52
فصل 3
شکل 3-1- دستگاه اعمال بار ثابت64
فصل 4
شکل4-1- مدل برازش خطی Y178
شکل4-2- نمودار برگشت پذیری در نمونه ها بعد از 60 دقیقه79
شکل4-3- مدل برازش خطی Y281
شکل4-4- نمودار میانگین برگشت پذیری در نمونه ها در مدت 60 دقیقه82
شکل4-5- مدل برازش خطی Y384
شکل4-6- نمودار میزان کاهش ارتفاع پایل بعد از بار دینامیکی85
شکل4-7- مدل برازش خطی Y587

فهرست جداول
عنوان صفحه
فصل 1
فصل2
جدول2- 1- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی بر روی لیف نایلون 613
جدول 2- 2- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ پایل نایلون 615
جدول2-3- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی نخ نایلون616
جدول2-4- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ پلی استر17

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

جدول2- 5- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی الیاف و نخ پلی پروپیلن17
جدول2-6-اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ نایلون 6618
جدول2-7- خصوصیات دینامیکی نخ رنگ شده نایلون18
جدول2- 8- تعریف متغییر ها21
جدول2- 9- مشخصات نمونه فرش در آزمایشات22
جدول2- 10- اندازه مشخصات نمونه های فرش23
جدول2- 11- آزمون آماری معنی دار به روش ANOVA24
جدول2-12- مقایسه جفتی طرح ها با پایل کات28
جدول 2- 13- مقایسه جفتی طرح ها با پایل حلقه28
جدول2- 14- مشخصات ساختاری فرش38
جدول2- 15- ماتریس طرح ریاضی38
جدول2- 16- پارامترهای اصلی فرش های نمونه45
جدول2-17 - نتیجه آزمایشات نمونه فرش با پایل اکریلیک (ارتفاع پایل13میلی متر)47
جدول2- 18- نتیجه آزمایشات نمونه فرش با پایل پشم (ارتفاع پایل12میلی متر)..47
جدول2- 19- نتیجه آزمایشات نمونه فرش با پایل pp (ارتفاع پایل10میلی متر47
جدول 2-20-پارامترهای آماری محاسبه شده از نتایج آزمایش48
جدول2-21- میانگین مقدار آزمایشات و پیش گویی نتایج49
جدول2-22- نتایج آنالیز واریانس52
فصل 3
جدول 3-1- مشخصات دستگاه بافندگی56
جدول 3-2- مشخصات کلی نخهای مصرفی در نمونه های مورد آزمایش57
جدول3-3- نتایج درصد کاهش ارتفاع پایل در اثر بار دینامیکی60
جدول3- 4- نتایج در صد برگشت پذیری در آزمایشات استاتیکی بعد از 60 دقیقه65
جدول 3- 5 - میانگین در صد برگشت پذیری در آزمایشات استاتیکی66
جدول شماره 3 – 6 - نیروی کشیدگی پرز از فرش68
فصل 4
جدول4-1- آنالیز واریانس برای معنی دار بودن رگرسیون در رگرسیون چند متغیره73
جدول 4-2- آنالیز واریانس برگشت پذیری پایل بعد از 60 دقیقه از برداشتن بار استاتیکی77
جدول 4-3- آنالیز واریانس مدل رگرسیون با پنج متغیر مستقل برای متغیر وابسته Y1 77
جدول 4-4- برآورد ضرایب معادله برای متغیر Y177
جدول 4-5- اهمیت وسهم هر کدام از متغیرهای مستقل از مدل78
جدول 4-6- آنالیز واریانس برگشت پذیری پایل بعد از 60 دقیقه از برداشتن بار استاتیکی 80
جدول 4-7- آنالیز واریانس مدل رگرسیون با پنج متغیر مستقل برای متغیر وابسته Y280
جدول 4-8- برآورد ضرایب معادله برای متغیرY281
جدول 4-9- اهمیت وسهم هر کدام از متغیرهای مستقل از مدل 81
جدول 4-10- آنالیز واریانس درصد کاهش ارتفاع پایل در اثر بار دینامیکی84
جدول 4-11- آنالیز واریانس مدل رگرسیون با پنج متغیر مستقل برای متغیر وابسته Y384
جدول 4-12- برآورد ضرایب معادله برای متغیرY384
جدول 4-13- اهمیت وسهم هر کدام از متغیرهای مستقل از مدل85
جدول 4-14- آنالیز واریانس نیروی کشیدگی پرز ( بر حسب گرم) با کد متغیرY487
جدول 4-15- آنالیز واریانس مدل رگرسیون با چهار متغیر مستقل برای متغیر وابسته Y587
جدول 4-16- برآورد ضرایب معادله برای متغیرY587
جدول 4- 17- اهمیت وسهم هر کدام از متغیرهای مستقل از مدل88
فهرست پیوست ها
عنوان صفحه
جدول پ-1- کدگذاری نمونه های مورد آزمایش92
جدول پ -2- کد جداول دینامیکی92
جدول پ-3- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA192
جدول پ - 4- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA292
جدول پ -5- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA393
جدول پ-6- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA493
جدول پ-7- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA593
جدول پ-8- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA693
جدول پ-9- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA794
جدول پ-10- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA894
جدول پ-11- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدA994
جدول پ-12 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB194
جدول پ- 13- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB295
جدول پ -14- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB395
جدول پ-15 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB495
جدول پ-16- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB595
جدول پ –17- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB696
جدول پ-18- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB796
جدول پ- 19- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB896
جدول پ -20- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدB996
جدول پ-21- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC197
جدول پ – 22- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC297
جدول پ- 23- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC397
جدول پ-24- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC497
جدول پ-25 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC598
جدول پ-26- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC698
جدول پ-27- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC798
جدول پ- 28- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC898
جدول پ- 29- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدC999
جدول پ-30- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD199
جدول پ -31- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD299
جدول پ- 32- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD399
جدول پ-33- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD4100
جدول پ- 34- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD5100
جدول پ-35 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD6100
جدول پ- 36- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD7100
جدول پ- 37- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD8101
جدول پ- 38- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدD9101
جدول پ- 39- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE1101
جدول پ- 40- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE2101
جدول پ- 41- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE3102
جدول پ- 42- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE4102
جدول پ- 43- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE5102
جدول پ- 44- نتایج آزمایش ینامیکی روی نمونه با کدE6102
جدول پ- 45- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE7103
جدول پ- 46- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE8103
جدول پ- 47- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدE9103
جدول پ-48 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF1103
جدول پ- 49- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF2104
جدول پ- 50- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF3104
جدول پ- 51- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF4104
جدول پ- 52- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF5104
جدول پ- 53- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF6105
جدول پ- 54- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF7105
جدول پ- 55- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF8105
جدول پ-56 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدF9105
جدول پ- 57- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG1106
جدول پ-58- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG2106
جدول پ- 59- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG3106
جدول پ- 60- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG4106
جدول پ- 61- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG5107
جدول پ- 62- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG6107
جدول پ- 63- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG7107
جدول پ- 64- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG8107
جدول پ- 65- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدG9108
جدول پ- 66- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH1108
جدول پ-67- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH2108
جدول پ-68 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH3108
جدول پ- 69- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH4109
جدول پ- 70- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH5109
جدول پ- 71- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH6109
جدول پ- 72- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH7109
جدول پ- 73- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH8110
جدول پ- 74- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدH9110
جدول پ-75 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ1110
جدول پ- 76- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ2110
جدول پ- 77- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ3111
جدول پ- 78- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ4111
جدول پ- 79- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ5111
جدول پ- 80- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ6111
جدول پ- 81 - نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ7112
جدول پ- 82- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ8112
جدول پ- 83- نتایج آزمایش دینامیکی روی نمونه با کدJ9112
جدول پ – 84- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد A113
جدول پ –85- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد B114
جدول پ –86- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد C115
جدول پ –87- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد D116
جدول پ –88- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد E117
جدول پ –89- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد F118
جدول پ – 90- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد G119
جدول پ –91- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد H120
جدول پ –92- نتایج ازمایشات استاتیکی روی نمونه های با کد J121
فصل اول: مقدمه ای بر کفپوش ها
مقدمه
امروزه فرش به عنوان یک زیر انداز و کف پوش در اکثر خانه ها دیده می شود نزد ایرانیان فرش یکی از جلوه‌های منحصر به فرد به شمار می‌رود شماری از فرش‌های دست بافت ایرانی، درزمره‌ی برجسته ترین آثار هنری آفریده شده به دست بشر هستند امروزه علیرغم بازار رقابت شدید، مشغله‌های دنیای جدید و دغدغه‌های جهان صنعتی، چه در ایران و چه در خارج از ایران، نام ایران با نام فرش گره خورده است خانه‌ یک ایرانی بدون فرش، خانه‌ای بی روح و خالی جلوه می‌کند و این نمونهای کم نظیر و پیوند یک قوم با هنر ملی خود است حال با این تفاسیر و با توجه به اینکه نقش زیبایی و جلوه فرش که در زندگی روزمره با آن در تماس هستیم تولید فرش با دوام و با حفظ ظاهر مناسب در طول مدت استفاده از اهمیت ویژه ای برخوردار می گردد . به همین منظور می بایست از خصوصیات فیزیکی فرش که مرتب تحت فشار بارهای ثابت ومتحرک مانند پایه میز و صندلی و راه رفتن بر روی آن هستیم آگاهی کامل داشته باشیم و با بررسی کوچکترین جزئیات ، سعی در تولید محصولاتی با کیفیتی بهتر نمائیم
تاریخچه فرش
تاریخچه‌ی بافت قالی (یا فرش) تا آنجا که دانسته شده است، به هزاره‌ی پنجم و ششمِ پیش از میلاد در آسیای مرکزی برمی‌گردد. قالی ایرانی پازیریک، قدیمی‌ترین قالیِ دستبافِ یافته‌شده‌ی جهان است که در سیبری کشف شده و بافت ایران در دوران هخامنشیان است. قالی‌بافی در سده‌ی ۱۰ میلادی به وسیله‌ی مورها به اسپانیا شناسانده شد. جنگ‌های صلیبی باعث شد تا قالی‌های ترکی به اروپا برده شوند که در آنجا بیشتر از دیوارها آویزان می‌شد و یا بر روی میزها قرارمی‌گرفت. بنابراین، از آغاز آشناییِ اروپاییان با قالی، آنها به آن به دیده‌ی یک اثر هنری و نه یک زیراَنداز می‌نگریستند. پس از گسترش تجارت در سده‌ی ۱۷، قالی‌های ایرانی به شکل چشمگیری به اروپای غربی شناسانده شدند.
امروزه مراکز عمده‌ی تولید و بافت قالی، کشورهای ایران، پاکستان، هند، ترکیه، شمال آفریقا، منطقه‌ی قفقاز، نپال، اسپانیا، ترکمنستان و تبت می‌باشند.
تعریف فرش
فرش واژه ای عربی است که به معنای زمین میباشد و در زبان فارسی دارای مفاهیمی چون گسترده شده ، زیرانداز و کف پوش می باشد. با توجه به تعریف فوق مفاهیمی چون گلیم ، نمد ، زیلو ، فرش ماشینی و دستباف را می توان فرش دانست
انواع کفپوش
الف: کفپوشهای پرزداری که روی سیم بافته می شود .این کفپوش ها روی ماشینهای بافندگی یک مرحله ای که در آن میله های فولادی شکل ارتفاع پرز را معلوم می نماید تولید می شوند و به انواع ویلتون دو پودی وسه پودی تقسیم می شود
ب: کفپوش های رویه به رویه که روی ماشین های بافندگی که می توانند کفپوش های بهم چسبیده را تولید نمایند ایجاد می شوند
ج: کفپوش های اکسمینستر که بوسیله قرار دادن پودهای متوالی و رنگین ایجاد می شود به طوریکه طرحی که قبلا پیش بینی شده ایجاد شود
مشخصات فنی فرش ماشینی
تراکم فرش: هر تخته فرش دارای دو نوع تراکم (عرضی و طولی) می‌باشد.
تراکم عرضی فرش :تعداد ریشه (گره رنگ) در یک متر عرض فرش را گویند که با شانه مشخص می‌شود. مثال: قالی 350 شانه یعنی در هر متر عرض فرش معادل 350 ریشه (گره رنگ) بافته شده است. شانه‌های رایج بازار عبارتند از 220-250-280-320-350-380-400-440-500-700-1000 شانه.
تراکم طولی فرش : تعداد ریشه (گره رنگ) در یک متر طولی قالی را گویند. مثال: قالی با تراکم 500 یعنی در یک متر طولی فرش معادل 500 ریشه (گره رنگ) بافته شده است، تراکم‌های طولی رایج در بازار عبارتند از: 300-400-500-600-700-800-900-1000 رج می‌باشد. (تراکم طولی در روش‌های مختلف بافت فرش ماشینی با همدیگر تفاوت دارد).
تعداد ریشه(گره رنگ) در یک متر مربع فرش: حاصلضرب تعدادگره در یک مترعرض ماشین در تعداد گره در طول آن برابر است با تعداد ریشه در یک متر مربع
مواد اولیه مصرفی در فرش :جهت بافت هر فرش باید سه نوع نخ مصرف نمود: نخ پرز، نخ تار و نخ پود. البته جنس این سه نخ معمولا متفاوت است ولی از جنس یکسان نیز استفاده می شود
رنگ :جهت بافت گره‌های از رنگهای مختلف استفاده می‌شود که به دور نخ پود به صورت گره و یا به شکل (U) قرار می‌گیرد و از جنس های مختلف استفاده میشود متداولترین آنها اکریلیک ، پشم ، پلی پروپیلن و مخلوط آن می باشد
نخ تار فرش :این نخ معمولا به صورت مخلوط پنبه پلی استر ریسیده می‌شود، کیفیت الیاف مصرفی و نوع ریسندگی آن عامل مهمی در دوام و زیبایی فرش است. این نوع نخ‌ها بیشتر در قالی‌های اکریلیک مصرف می‌شود و جهت نخ تار قالی‌های پلی‌پروپیلن و بی.سی.اف از همان جنس نخ پرز (یعنی نخ بی.سی.اف) بعلت ارزانی استفاده می‌شود.
ویژگی های الیاف مناسب برای نخ پرز
رنگ پذیری یکنواخت و با دوام بسیار بلند مدت
مقاومت در برابر عوامل محیطی از جمله نور خورشید و ...
مقاومت بالا در برابر پارگی (قوام، تطویل مناسب)
مقاومت در برابر آبرفتگی
خواص آنتی استاتیک
جلای بالا و زیر دست مطلوب الیاف
طول عمر بالای الیاف
حالت ارتجاعی (Resilience) بالای الیاف
دیرتر کثیف شدن و از طرفی زودتر تمیز شدن الیاف در شستشو
نخ های متداول مصرفی در فرش ماشینی
الف :الیاف اکریلیک
به طور کلی الیاف اکریلیک به روش های زیر تهیه می شود
1-اکسیداسیون اتیلن: یک روش کلاسیک بوده واستعمال صنعتی ندارد
2-از استیلن : به منظور تهیه اکریلو نیتریل ، استیلن را با هیدروسیانیک اسید در مجاورت آب و کلروسود به عنوان کاتالیزور به طور افزایشی ترکیب می نمایند
3-روش سوهیو: در این روش برای تهیه اکریلونیتریل از اکسیداسیون پروپیلین به اکرولین استفاده می شود
4- روش استالوئید: در این روش هیدروسیانیک اسید به استالوئید افزوده می شود تا سیانیدرین حاصل شود در اثر گرفتن یک مولکول آب از سیانیدرین ، اکریلونیتریل به دست می اید در نتیجه تماس فرایندهای اشاره شده در بالا به اکریلونیتریل به دست میاید که این ترکیب به خاطر دارا بودن باند دوتایی قابلیت ترکیب اضافی با یک مولکول دیگر از اکریلونیتریل را داشته بدین ترتیب می تواند پلیمریزه شود
ب:الیاف پلی پروپیلن
مولکول پلی پروپیلن شامل یک زنجیره بلند اتمهای کربن با شاخه های گروههای متیل می باشد پلی پروپیلن بخش اصلی مخلوط های بدست آمده از فرایند های کراکینگ حرارتی و کاتالیزوری در صنعت نفت می باشد . پلی پروپیلن در بسیاری از موارد شبیه پلی اتیلن است ولی مقاومت حرارتی پایین تر و استحکام وسختی بالاتری دارد ودر مجموع بهتر از پلی اتیلن است . پلی پروپیلن ابتدا برای مصارف پلاستیکی تولید میشد ولی بعدا به صورت الیاف استیپل ونخ های مولتی فیلامنت عرضه شد
الیاف پلی‌استر:
الیاف مصنوعی حاصل از دی متیل ترفتالاک یا اسید ترفتالیک و اتیلن گلیکون ٰ و یا از 1 و 4 در متیلول سیکلوهگزان و یا کودل (kodel) که به روش ذوب ریسی تولید می‌شوند. تولید انبوه این الیاف از سال 1945 آغاز شد از خصوصیات این الیاف می توان دانسیته g/cm3 1.38، نیرو تاحد پارگی بسیار زیاد، الاستیسیته خوب، مقاومت سایشی، ثبات بسیار خوب نوری، مقاومت در برابر اسیدهای معدنی و آلی بالا را نام برد. الیاف پلی‌استر ضد چروک و نمدی شدن بوده و جمع نمی‌شوند، به راحتی شستشو و به سرعت خشک می‌شوند.
تعاریف مربوط به کیفیت فرش
دوام: قابلیت کفپوش در نگهداری مشخصات آن ضمن کاربرد آن است
دوام ظاهر: پایداری ساختمان ظاهری کفپوش ها از نظر طرح و رنگ می باشد
موئی شدن : الیافی که در کفپوش محکم نشده و بعد از مدتی از رویه خارج شده و به صورت کرک در می اید
پرزدهی: شکلی از توده کوچک الیاف که معمولا از رویه کفپوش های نساجی بیرون کشیده شده وبه وسیله برس و مکش خارج نمی شود
سایه دار شدن: تغییرات به وضعی ثابت در ظاهر پرزهای فرش که باعث ایجاد تغییرات نامنظم در جهت قرار گرفتن گره ها و حلقه ها و یا الیاف پرز می شود
مقاومت در برابر گرد و خاک : منظور مقاومت ظاهر کفپوش های نساجی در برابر گرد و غبار در طول مصرف است
دستگاههای مورد استفاده برای تعیین خصوصیات فیزیکی و مکانیکی فرش
دستگاه بار استاتیکی: این دستگاه با اعمال نیرو در نقطه ثابت ، اثر بارهای سنگین مانند پایه مبل و صندلی را بررسی میکند
دستگاه بار دینامیکی: این دستگاه با وارد کردن ضربه های متوالی ، اثر بارهای متحرک مانند راه رفتن بر روی فرش را بررسی میکند
دستگاه ضخامت سنج : این دستگاه پس از انجام بار دینامیکی و استاتیکی ، نتایج تاثیرات این آزمایشات را به ما گزارش می دهد
دستگاه اندازه گیری حالت ارتجاعی نخ Rheovibron) )
یک نوسان ساز، که می تواند فرکانس های مختلف را تنظیم کند و به طور معمول از 110 هرتز استفاده می شود ، یک تحریک کننده با یک ارتعاش دهنده الیاف را تحت فشار سیکلی قرار میدهد و یک مبدل در انتهای دیگر الیاف قرار دارد و تغییرات تنش را تشخیص می دهد . خروجی مبدل بار و مبدل فشار توسط مدارهای الکترونیکی مناسب تغذیه می شود و مقادیر نسبت بار به ازدیاد طول و تانژانت δ به طور مستقیم نشان داده می شود و یا ثبت می گردد . استفاده از درجه حرارت های مختلف در دستگاه Rheovibron گنجانده شده است . شکل زیر ، روش کار دستگاه Rheovibronرا نشان داده است

شکل1-1-روش کار دستگاه Rheovibron

فصل دوم : تحقیقات انجام شده
خواص مکانیکی دینامیکی نخ فرش و عملکرد فرش
خواص مکانیکی دینامیکی فرش با نخ های نایلون ، پلی استر و پلی پروپیلن با Rheovibron اندازه گیری و مقدار تانژانت δ به عنوان اندازه ارتجاعی نخ استفاده شد . اثرات طراحی الیاف ، الیاف چین دار و ساختار نخ و نخ های هیت ست شده واثر رطوبت بر حالت ارتجاعی و مدول نخ اندازه گیری شده و به وسیله Rheovibron بررسی شده است . در این مطالعه اکتشافی ، اندازه گیریهای دینامیکی مکانیکی بر روی نخ پایل فرش با عملکرد حفظ ظاهر فرش مقایسه شده است . اندازه گیری Rheovibron از حالت ارتجاعی نخ ممکن است حفظ ظاهر فرش در طی مراحل اولیه از عکس العمل فرش را شرح دهد .
عملکرد فرش مصنوعی موضوع توجه محققان زیادی بوده است . بافت sauony ، محبوب ترین سبک فرش های مصنوعی است که از نخهای پایل نایلون ، پلی استر یا پلی پروپیلن تولید شده است . تغییرات در ظاهر فرش توسط چند مکانیسم مانند شکستگی الیاف ، تغییر رنگ ، از دست رفتن نوک پایل و خرد شدن آن ایجاد می شود . southern وهمکارانش (1) از دست دادن ظاهر فرش را در فرش ساکسونی با پایل کات به عنوان برگشت پذیری طبقه بندی کردند. ( به عنوان مثال : خرد شدن و از دست دادن ارتفاع پایل ) و از دست دادن نیرو ( به عنوان مثال بوریا بافی ) در مطالعات انجام شده بر روی فرش نایلون 66 و پلی استر ، آنها دریافتند که اگر چه نوع پلیمر اثر عمده ای بر عملکرد خرد شدن فرش داشته ولی اثر قابل توجهی بر روی بوریا بافی نداشت آنها به این نتیجه رسیدند که افزایش تاب و کاهش حجم نخ در بهبود حفظ ظاهر فرش موثر است اما در همان زمان نیز ضخامت فرش کاهش می یابد . مطالعه ما به جنبه های مرتبط با حالت ارتجاعی عملکرد فرش که اندازه گیری شده به عنوان حفظ ظاهر فرش محدود شده است . ما به طور خاص بررسی کردیم که آیا اندازه گیری Rheovibron از حالت ارتجاعی نخ در ارتباط به حفظ ظاهر فرش است یا خیر ؟. از هر مدل نظری برای تعریف نقش حالت ارتجاعی نخ در عملکرد فرش استفاده نشد بلکه بررسی شد که آیا اندازه گیری حالت ارتجاعی نخ مربوط به حفظ ظاهری فرش می شود یا خیر ؟ اگر بتوانیم ابزار پیش بینی اندازه گیری را در مرحله نخ تائید کنیم ، باعث می گردد توسعه محصولات انعطاف پذیر تر در فرش سرعت یابد . Rheovibron بر اساس اصل تجزیه و تحلیل مکانیکی دینامیکی (DMA) است این تکنیک مشخص با اندازه گیری ویژگیهای تغییر شکل مواد در پاسخ به انبرک ارتعاشی است . هنگامی که مواد ویسکوالاستیک مانند الیاف و نخ تغییر شکل می دهند ، بخشی از انرژی پتانسیل ذخیره شده به صورت انرژی و بخشی به صورت گرمای درون اصطکاکی تلف می شود اصطکاک داخلی بیشتر باعث اتلاف گرما و کاهش حالت ارتجاعی می گردد . انتظار می رود که اندازه گیری های مکانیکی دینامیکی بر روی نخ فرش مربوط به خواص مکانیکی دینامیکی الیاف و پارامتر های ساختاری نخ باشد . اندازه گیری از دست دادن انرژی بالا در نخ فرش دلالت بر حالت ارتجاعی کم نخ دارد و کم بودن حالت ارتجاعی به این معنی است که برگشت پذیری پایل فرش کم است .
آزمایشات
خواص مکانیکی دینامیکی مجموعه های مختلفی شامل نخ فرش تجاری نایلون ، پلی استر و پلی پروپیلن و اختلاف در خواص الیاف و ساختار نخ را اندازه گیری شد . برای مطالعات اکتشافی مربوط به خواص مکانیکی دینامیکی نخ به منظور حفظ ظاهر فرش ، امکان دسترسی به نخ پایل و اطلاعات حفظ ظاهر برای دو مجموعه فرش را بود از آن جایی که از نمونه های تجاری در دسترس استفاده گردید ، تجزیه و تحلیل کامل برای هر متغیر امکان پذیر نبود . با وجود این محدودیت این مطالعه ، ارتباط اندازه گیری های مکانیکی دینامیکی بر روی نخ فرش با مطالعه حالت ارتجاعی نخ و به نوبه خود ارتباط آنها با جنبه های مربوط به حالت ارتجاعی از حفظ ظاهر فرش را بررسی کرده است .
2-1-1- اندازه گیری خواص مکانیکی دینامیکی بر روی نخ فرش
خواص مکانیکی دینامیکی نخ فرش با استفاده از یک Rheovibron مدل DDV-11 اندازه گیری شد که بر اساس روش DMA حرکت سینوسی و عکس العمل آن است . (به شکل 2-1 نگاه کنید) هر دو کشش اعمالی ، تنش و کرنش منجر به تغییرات سینوسی در زمان می گردد . نمونه قبل از اندازه گیری کشیده شده است و تغییر شکل آن صرفا کششی است ، این نمونه در معرض فشار قرار ندارد . مقدار مدول دینامیکی E نسبت حد اکثر دامنه تنش به دامنه کرنش است و زاویه اختلاف فاز δ مقدار افت بین تنش و کرنش است . مدول دینامیکی را می توان به دو جزء تقسیم نمود ، بخش واقعی E'،که نشان دهنده ی بخشی است که در آن تنش و کرنش در فاز هستند و بخش موهومی E" که نشان دهنده ی بخشی است که در آن تنش خارج از مرحله با کرنش است . ضریب اتلاف تانژانت δ می تواند نشان داده شود به صورت E"/E' . RHEOVIBRON مستقیما مقدار E وδ tan را نشان می دهد .

شکل2-1- عملیات اصلی (بارگذاری کشش دینامیکی) روی Rheovibron
حالت های تغییر شکل نخهای فرش پیچیده است بافت فرش تحت حالتهای مختلف مانند ، فشرده سازی محوری ، خمشی ، سطحی ، کششی برشی و غیره تغییر شکل می دهد . حتی اگر ، Rheivibron تنها در حالت کششی کار کند ، اندازه گیری Tanδ ممکن است به عنوان یک ویژگی اساسی مواد اولیه در نظر گرفته شود که بستگی به حالت ارتجاعی در روش های مختلف دارد . الشیک و هرش(2) ، در تجزیه و تحلیل تغییر شکل پایل لوپ فرش نشان دادند که پس از فشرده سازی اولیه ، پایل فرش به صورت افقی منحرف می شود . اگر حلقه به اینچ در هر دو جهت کم باشد ، حلقه ها ممکن است له شوند و از جهت جانبی تغییر شکل پیدا نکنند . در بارهای زیاد ، نخ پایل منحرف می شود تا متراکم شود ، به طوری که ستون های سفتی جهت تحمل بار تشکیل گردد . نویسندگان ممکن نیست هندسه مطلوب فرش را بدون دانش رفتار بر گشت پذیری ریشه فرش شرح دهند ، و انرژی فشاری ذخیره شده در پایل های تغییر شکل یافته باید بیشتر از مجموع انرژی تلف شده باشد . اندازه گیری مکانیکی دینامیکی بر روی نخ فرش می تواند اطلاعات موجود درباره رفتار برگشت پذیری پرز فرش را ارائه دهد . در مقایسه الیاف با نخ ، مقدار تانژانت کمتر نشان دهنده اتلاف انرژی کمتر و انعطاف پذیری بهتر است و مقادیر مدول دینامیکی پایین تر نشان دهنده تغییر شکل آسان تر یا مواد نرم تر است .
اثر تغییرات در الیاف ، نخ ، و تغییرات زیست محیطی بر روی خواص مکانیکی دینامیکی نخهای فرش اندازه گیری شده و خواص مورد انتظار فرش مقایسه گردید .
2-1-1-1- اثرات کشش الیاف
در این مطالعه ، خواص مکانیکی دینامیکی نایلون 6 را در اثر کشش دادن و کشش ندادن آزمایش کرده است ( جدول 2-1 ) . کم شدن زیاد تانژانت برای کشش ندادن الیاف ، نشان دهنده حالت ارتجاعی ضعیف آن می باشد . کشیدگی منجر به پیوند مولکولی بزرگتر و عملکرد انعطاف پذیر الیاف می گردد . نسبت کشیدگی الیاف یک پارامتر مهم در بهینه سازی ساختار لیف است ودر نتیجه منجر به بهینه سازی عملکرد فرش می گردد و اما حداکثر نسبت کشیدگی که به صورت تجاری استفاده می شود به وسیله افزایش انرژی مورد نیاز برای الیاف چین دار محدود شده است .
جدول2- 1- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی بر روی لیف نایلون 6

2-1-1-2- اثر فر و موج الیاف
خواص مکانیکی دینامیکی دو نوع الیاف تجاری پلی پروپیلن که در بازار به عنوان پلی پروپیلن استاندارد و انعطاف پذیر است تحت عنوان A و B آزمایش شد چین وموج الیاف B، 40 درصد است و الیاف A ، 28 درصد است . الیاف B دارای تراکم بیشتری است و ادعا می شود که مقاوم تر است . این دو نوع الیاف را برای خواص مکانیکی دینامیکی آزمایش شد (شکل 2-2 ). در حالیکه بسیاری از چین و موج های الیاف در حال آزمایش قبل از اندازه گیری به وسیله کشش برداشته می شود با این حال پیش کشش نخ باعث کاهش چین و موج زیاد الیاف نمی گردد زیرا آن ها در ساختار نخ قفل شده است .

شکل2- 2- خصوصیات مکانیکی دینامیکی الیاف و نخ پلی پروپیلن
الیاف B مدول دینامیکی کمتری از الیاف A در دمای اتاق نشان می دهد زیرا نرمتر است . کم شدن مقدار تانژانت دو الیاف در دمای اتاق مشابه هستند اما در دماهای بالاتر ، الیاف B اتلاف انرژی کمتری دارد ، و این دلالت بر حالت ارتجاعی بالاتری دارد. مقدار مدول نخها کمتر از الیاف است زیرا انرژی اولیه به حالت مستقیم قبل از کشش خود مورد استفاده قرار می گیرد . دو نخ ارائه شده دارای اتلاف انرژی مشابه هستند الیافی که چین و موج بیشتری دارند منجر به مدول دینامیکی پایین تر برای نخ B می کردند به طور خلاصه مقدار تانژانت δ برای نخ A و B که به ترتیب ریسیده شده اند با چین و موج کم و زیاد ، در دمای اتاق با هم فرقی ندارند . بنابر این می توان گفت نخ A و B در حالت ارتجاعی مشابه هستند . چین و موج دار کردن الیاف به طور کلی به عنوان یک پارامتر مهم در بهینه سازی حالت ارتجاعی و نرمی فرش به رسمیت شناخته شده است .
2-1-1-3- اثر تاب چند لا
در این مطالعات ، هنگامی که تاب نخ نایلون 6 چند لا افزایش یافته در یک محدوده کوچک مقدار تانژانت کاهش یافته است (جدول 2-2) . این یافته با انتظار ما که تاب بیشتر باعث حالت ارتجاعی بالا تر می گردد سازگار است میزان تاب در نخ فرش با هزینه آن محدود می شود و همچنین تاب بیشتر نخ باعث کاهش ظاهر بدنه فرش می گردد .
جدول 2- 2- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ پایل نایلون 6

2-1-1-4- اثر هیت ست(heat set)
پیمودن و تنظیمات حرارتی یک تک نخ نایلون 6 (جدول 2-3 ) منجر به یک نخ با مقدار تانژانت پایین تر مشابه یک تک نخ می گردد هم چنین مقدار مدول دینامیکی کمتر از یک تک نخ می شود . اندازه گیری روی نایلون 66 تک لا ، چند لا و پیمودن و هیت ست کردن نخ (جدول 2-6 ) نیز نشان می دهد که در فرکانس 110 هرتز ، افزایش پیمودن ، مقدار تانژانت را کاهش و کاهش تنظیمات حرارتی نیز مقدار تانژانت را کاهش می دهد . با این حال به نظر می رسد این اثرات بر 11 هرتز معکوس باشد .
می شود به طور مختصر بیان کرد که پیمودن و تنظیم حرارت منجر به مدول پایین تر نخ فرش نسبت به نخ تک لا می گردد . در نتیجه محصول ما فرشی نرم تر است و حالت ارتجاعی را به همان اندازه حفظ می کند . تنظیم حرارت برای بهبود حالت ارتجاعی برای رفت و آمد نخ حیاتی و مهم است .
جدول2-3- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی نخ نایلون6

2-1-1-5- اثر رطوبت
انتظار می رود رطوبت باعث کاهش حالت ارتجاعی فرش ، بخصوص برای الیاف جاذب رطوبت مانند نایلون شود . مایعات به دلیل کاهش نیروی بین مولکولی درون الیاف نرم می شوند. ، در این مطالعه ، تحت شرایط استاندارد و شرایط رطوبت اندازه گیری شده تا بررسی شود که آیا تفاوت در مقدار کاهش تانژانت برای دو مجموعه با تغییراتی که در حالت ارتجاعی برای انواع مختلف الیاف انتظار می رود مطابقت دارد . جدول2- 4 لیست اندازه گیری های مکانیکی دینامیکی را که تحت شرایط استاندارد و رطوبت برای نخ پلی استر نشان می دهد . همانطور که جدول نشان می دهد ، اثر رطوبت مواد منجر به بالا رفتن مقدار تانژانت در شرایط مرطوب میگردد .که با حالت ارتجاعی ضعیف که انتظار می رود سازگار است .
جدول 2-5 لیست اندازه گیری های مکانیکی دینامیکی را تحت شرایط استاندارد و رطوبت برای الیاف پلی پروپیلن نشان می دهد . جدول نشان می دهد یک افزایش کوچک در مقدار کاهش تانژانت برای الیاف پلی پروپیلن در شرایط مرطوب وجود دارد که از افزایش برای نخ پلی استر کمتر است . این موضوع با این نظریه که الفین ها کمتر تحت تاثیر رطوبت قرار می گیرند و مناسب ترین فرش برای مناطق مرطوب هستند ، سازگار است .
جدول2-1 لیست اندازه گیری های استاندارد و رطوبت روی الیاف نایلون 6 است از انجایی که نایلون رطوبت بیشتری را نسبت به پلی استر و الفین جذب می کند و این منجر به انرژی بیشتر و از دست دادن حالت ارتجاعی بیشتری می گردد . برای نایلون 66 ( جدول2- 6 ) مقدار کاهش تانژانت تحت شرایط مرطوب ، بسیار بالا است . اثر رطوبت بر روی خواص مکانیکی دینامیکی فرش الیاف نایلون به طور قابل توجه بین الیاف خام و رنگی متفاوت است . درمورد نخ نایلون خام ، مقدار کاهش تانژانت تحت شرایط مرطوب افزایش یافته همان طور که در جدول 2-1و2-6 آمده است . برای نخ نایلون رنگی (جدول 2-7 )مقدار کاهش تانژانت در شرایط مرطوب کمتر بوده است . برای این یافته توضیحی نیست ،حضور رنگ ممکن است در اثر رطوبت اثر نرم کنندگی داشته باشد . اگر رنگ ها در واقع بهبود دهند عملکرد حالت ارتجاعی نایلون را در شرایط مرطوب از لحاظ تجاری اهمیت زیادی خواهد داشت . احتمال دیگر این است که اثر رنگ ها بر روی اصطکاک الیاف ممکن است در شرایط خشک بسیار بیشتر باشد .
جدول2-4- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ پلی استر

جدول2- 5- اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی الیاف و نخ پلی پروپیلن

جدول2-6-اندازه گیری مکانیکی دینامیکی روی نخ نایلون 66

جدول2-7- خصوصیات دینامیکی نخ رنگ شده نایلون

2-1-2- نتیجه گیری :
اندازه گیری های مکانیکی دینامیکی بر روی نخ فرش می تواند یک اقدام مفید برای مطالعه و پیش بینی جنبه های مربوط به حالت ارتجاعی از عملکرد فرش را ارائه دهد . عملکرد حالت ارتجاعی ممکن است از عوامل مهم موثر بر حفظ ظاهر فرش در مراحل اولیه فرسودگی باشد .
اثر الیاف ، نخ و متغییرهای محیطی بر روی حالت ارتجاعی نخ و رابطه بین حالت ارتجاعی نخ و عملکرد فرش نیاز به بررسی بیشتر دارد . نسبت کشیدگی الیاف در به دست آوردن الیاف انعطاف پذیر بسیار مهم است . ترکیب الیاف به تک نخ و تک نخ به یک نخ چند لا منجر به نرمی و تراکم بیشتر فرش می گردد . هیت سیتینگ باعث بهبود حالت ارتجاعی نخ می گردد . تغییرات در تاب نخ در حالت ارتجاعی و حفظ ظاهر موثر است . اثر شرایط مرطوب در حالت ارتجاعی نخ فرش بستگی به نوع پلیمر دارد .
مقایسه عملکرد خواص فرش شامل نخ نایلون 6ونایلون 66
تجزیه وتحلیل پارامتر عملکرد خواص از یک گروه 24 تایی نمونه فرشهای یکسان که نیمی از ان با نخ نایلون 6 و نیمه بقیه با نایلون 66 تهیه شده و نشان میدهد که فرش با نایلون 66 از استحکام بافت و ثبات رنگ با ازن ، برتر از نایلون 6 است . هیچ تفاوت معنی داری بین عملکرد خواص نایلون 66 ونایلون 6 از لحاظ دفع خاک ، دفع روغن ،ثبات رنگ با نور، ثبات رنگ با اکسید نیتروژن و بازگشت ضخامت بعد از برداشتن بار استاتیکی وجود ندارد .
ارزیابی غیر پارامتری با یک دستگاه مخصوص از طریق مقایسه زوجی فرش نایلون 6 ونایلون 66 به وسیله سایش در یک غلتک vettermann نشان می دهد که دستگاه نایلون 66 را بیش از نایلون 6 ترجیح می دهد ( 50 بار از 54 بار )
این مقایسه بین ساختار فرش است و بین ساختار یک نوع الیاف تهیه شده خاص نیست . از انجایی که بافت فرش به پایان رسیده ما معتقدیم که تاثیرات بر اثر یک دسته از پارامتر ها مانند دنیر لیف ، مدول الیاف ، شکل سطح مقطع الیاف ، دنیر نخ ، تاب نخ ، شرایط هیت ست ، ارتفاع پایل ، وزن پایل و غیره می باشد . نوع پایل و وزن پایل هر دو بر خواص حفظ بافت اثر دارند که در آزمایش vettermannنشان داده شده است .علاوه بر این نوع پایل در دفع خاک و کثیفی موثر است . رفتار پلیمر ها تاثیر مثبتی روی خصوصیا ت ثبات رنگ با ازن ، دفع خاک ، دفع روغن و دفع آب دارد .
از لحاظ تاریخی ، مطالعات انجام شده از پلیمر های نایلون 66 و6 روی توسعه ساختار ، خواص فیزیکی و مکانیکی ، روابط ساختاری و مرفولوژی متمرکز شده است . بنابر این ، بسیاری از خواص الیاف و پلیمر مانند رفتار های مذاب ، خواص کششی ، حرارتی و پایداری اکسیداتیو ، تبلور و جهت گیری به صورت گسترده بررسی شده است . در حالی که تفاوت در برخی از خواص این مواد قابل توجه است ، ولی همچنان نایلون 66 ونایلون 6 کم و یا زیاد به جای یکدیگر استفاده می شود . شاید این به علت تشابه بسیاری از خواص آن می باشد .
به عقیده prevorsek و همکارانش(4) ، در حالیکه این امکان وجود دارد که با تغییر در روند ساخت و اصلاحات شیمیایی کوچک ، خواص بسیار متفاوت نایلون 6 و نایلون 66 را به هم انتقال داد . ولی به ندرت نایلون 6 برای همان برنامه معادل نایلون 66 بوده است . هر چند این بدین معنی نیست که نایلون 66 به طور خود کار به نایلون 6 ترجیح داده می شود ، زیرا برای محصول نهایی قطعی نیست که نیازی به خصوصیات ویژه نایلون 66 نباشد و یا کیفیت خاص بستگی به محصول فرعی دارد و یا با استفاده از پلیمر های مختلف پوشش داده می شود .
وقتی عملکرد فرش ارزیابی می شود ، از لحاظ تجاری درک می شود که ساختار نایلون به طور قابل توجه بهتر از پلی پروپیلن والیاف پلی استر است با این حال تفاوت در عملکرد خواص فرش های ساخته شده از نایلون 66 و نایلون 6 تفاوت های ظریفی دارد . جالب توجه است که داده های توصیفی که اختلاف بین فرش نایلون 6 ونایلون 66 را شرح دهد ، وجود ندارد؟! در این مطالعه ، از طرح چند عاملی (فاکتوریل) که از نظر عملی صحیح است استفاده شده است . هدف اصلی از این مطالعه شناسایی پارامتر های آماری معنی دار عملکرد فرش مربوط به خواص ذاتی پلیمر و تعیین کیفیت تفاوت هایی که امکان پذیر است میباشد .
2-2-1- مواد و روش ها
این مطالعه تحت پوشش 24 نمونه مختلف فرش است که نیمی از آن از نخ نایلون 66 و نیمه دیگر آن نخ نایلون 6 می باشد نخ ها از لحاظ سطح مقطع ، دنیر فیلامنت و دنیر نخ با هم برابر بودند . همچنین برای اطمینان حاصل از اینکه نتایج بدست آمده از این مطالعه می تواند به طیف گسترده ای از استفاده های محلی وصنعتی برسد نوع پایل ، وزن پایل ، ارتفاع پایل و نوع ساختار ورفتار پلیمر را به عنوان متغییر در تکمیل نهایی در نظر گرفته شد . همچنین سطح این تغییرها را برای دو نوع الیاف یکسان نگه داشته شد ، در نتیجه برای مقایسه یک جفت یکسان از عملکرد خواص از دو نوع الیاف در تمام تغییرات ساختار استفاده شده است جدول 8 نشان می دهد که آزمایش مواد ارائه شده با طرح چند عاملی ، با 4 فاکتور مختلف است که هر فاکتور با حداقل 2 سطح مختلف نشان داده شده است .
جدول2- 8- تعریف متغییر ها

مجموعه کاملی از مواد آزمون به نمایندگی از این پارامترهای متغیر در جدول 9 نشان داده شده است . همه اقدامات احتیاطی لازم در طول مدت تولید مواد آزمایش انجام گرفته تا پارامتر های فیزیکی هر دو مجموعه فرش نزدیک به هم نگه داشته شود .وزن پایل انتخاب شده برای پایل لوپ وپایل کات مختلف بودند (30 و36 و42 انس برای پایل کات و 24 و28 و32 انس برای پایل لوپ) . این اختلاف ها در صنعت عرف است اختلاف آماری معنی داری بین متوسط وزن پایل نایلون 6 نایلون 66 وجود ندارد و این برای متوسط ارتفاع پایل نیز صحیح است . در نتیجه برای فرش نایلون 6 ونایلون 66 یک طرح کاملا متعادل است. در زیر بعضی از ساختارهای ویژه اضافی از نمونه های فرش که در جدول 2-9 ذکر نشده است توضیح داده شده است .
نوع نخ : 18 تا از 24 نمونه فرش از فیلامنت مداوم استفاده شد و6 تا باقی مانده از الیاف استیپل استفاده گردید . 50 % از نخهای فیلامنت فرش از نایلون 6 و 50 % بقیه از نایلون 66 . و به همین ترتیب سه تا از 6 نخ استیپل از نایلون 6 و3 تای باقی مانده از نایلون 66 می باشد .
مشخصات نخ فیلامنت : نخ فیلامنت تولید شده از 20 رشته dpf trilobal و با دنیر نخ 1300 و تاب 75/4
مشخصات نخ استیپل : نخ استیپل تولید شده از 18 رشته dpf trilobal نمره نخ 4/3 Ne بود تعداد تاب 3/5 تاب در اینچ و تاب یک لا بود 1/5 تاب در اینچ . گیج سوزن : 10/1 مقدار دفع رنگ روی نایلون 6 ونایلون 66 : صفر ( بدون دفع رنگ ) .
تجهیزات هیت ست : نخ فیلامنت از تجهیزات هیت ست superb استفاده شده است و نخ استیپل از تجهیزات هیت ست sussen . نخها به شیوه تجاری برای نایلون 6 ونایلون 66 هیت ست شدند . روش رنگرزی : رنگرزی مرطوب
تمام آزمایشات بر اساس استاندارد ATTCC انجام شده است .
جدول2- 9- مشخصات نمونه فرش در آزمایشات

2-2-2- نتایج وبحث
جدول 10 ارزیابی عملکرد خواص اندازه گیری شده ازمایشات فرش را برای ثبات نور ،ثبات ازن ، ثباتNOx ودفع روغن، دفع آب ، دفع خاک ، برگشت پذیری ضخامت و درجه بندی سطح بافت را نشان می دهد که به روش درام vatterman اندازه گیری شده است جدول2- 11 نشان می دهد که متغیرهای ساختار فرش بر روی اندازه گیری عملکرد خواص از نظر اماری معنی دار است (95% بادرصد اطمینان ) واین که متغیرها هیچ اثری روی اندازه گیری خواص ندارد
جدول2- 10- اندازه مشخصات نمونه های فرش

اثر نوع الیاف بر روی خواص سطح بافت به وسیله درام vettermann اندازه گیری شد . در شکل یک ما می بینیم که نایلون 66 در مقایسه با نایلون 6 بعد از 5000 بار بار گذاری و برداشتن بار در تست درام از خواص حفظ ساختار بافت بهتری بر خوردار است جدول 2-11 نشان می دهد که تفاوت مشاهده شده در خواندن درام vettermann بین نایلون 6 و نایلون 66 از نظر آماری معنی دار است .
جدول2- 11- آزمون آماری معنی دار به روش ANOVA

اثر نوع الیاف بر ثبات ازن : از مقایسه مقادیر اماری درجدول2- 11 آشکاراست که خواص ثابت ازن روی فرش نایلون 66 برتر از نایلون 6 است . رفتار آن شبیه مشاهدات کار های قبلی است . شکل 5 نشان می دهد که فرشی که با یک فلو پلیمر آماده شده ثبات ازن را بهتر نشان می دهد نسبت به فرشی که این گونه نیست .
2-2-2-1- اثر نوع الیاف روی دفع روغن :
جدول 2-11 نشان می دهد اختلاف در مقدار اندازه گیری در دفع روغن بر روی نایلون 66 و نایلون 6 از لحاظ آماری معنی دار نیست . در عین حال در جدول 2-11 وشکل 2-6 نشان می دهد که دفع روغن دارای اثر مثبتی است .به وسیله رفتار فلو پلیمر و برای فرش هایی که فلو پلیمر عمل نمی کند درجه دفع روغن بین 08/3 تا 33/1 می باشد .
2-2-2-2- اثر نوع الیاف روی دفع آب :
جدول 2-11 نشان می دهد که نوع الیاف روی دفع آب اثری ندارد با این حال جدول همچنین نشان می دهد که دفع آب به طور قابل توجه تحت تاثیر رفتار فلو پلیمر قرار دارد و این مشاهده مورد انتظار ما است .
2-2-2-3- اثرنوع الیاف روی دفع خاک :
نوع الیاف اثری بر روی خاک ندارد با این حال در روش آزمون ANOVA نشان میدهد که هر دو نوع پایل ورفتار فلو پلیمر بر روی دفع خاک اثر دارد . برای مقادیر کم دفع خاک ، فرش با پایل لوپ در مقایسه با پایل کات و دفع خاک بهتری را نشان می دهد . همچنین رفتار فرش با فلو کربن پلیمر نسبت به فرشهای که این گونه نیست دفع خاک بهتری دارد .

2-2-2-4- اثر نوع الیاف بر روی ثبات رنگ با نیتروژن :
جدول 2-11 نشان می دهد که اختلاف بین نایلون 6 و نایلون 66 از لحاظ آماری معنی دار نیست با این حال ، در ارتباط با ثبات رنگ ، مهم است که به یاد داشته باشید که آنچه برای یک رنگ لازم نیست ، برای رنگ های دیگر اینگونه نیست . نتایج به دست آمده تنها برای سیستم رنگ اسیدی مورد استفاده در این مطالعه می باشد
در بازگشت ضخامت ، اما به طور قابل توجه برای رفتار فلوپلیمر پایین است و این برای هر دو آزمایش 1 ساعت و24 ساعت می باشد بنا بر این ، رفتار فلوپلیمر تاثیر قابل توجهی بر روی بازیابی ضخامت از اعمال بار استاتکی دارد چنان چه قبلا گفته شد ، هدف ما از این مطالعه تعیین تشخیص و کیفیت ارزیابی عملکرد مختلف است وما قصد نداریم دلیل این اختلاف را کشف کنیم . مطالعات جدید باید بر روی عواملی که باعث کم شدن بهبودی ضخامت بارفتار فلو پلیمر میشود توجه کند .
.
2-2-3- ارزیابی نا پارامتریک بافت
یکی از محدودیت های عمده ای که برای ارزیابی بافت ، مقیاس درجه بندی بافت CRI است که نشان دهنده سیستم تر تیبی است و در آن تغییرات بافت فرش با عکس استاندارد مقایسه می گردد علاوه بر این ، از آنجایی که این مقیاس ترتیبی ، تفاوت رتبه X از کمترین مقدار تا بیشترین مقدار نمی تواند به یک اندازه اهمیت داشته باشد . بنابر این ، حتی اگر تفاوت عددی بین رتبه بندی 4 و5 و رتبه 2 و3 باشد بسیار متفاوت است . به همین دلیل ، رفتار کمی ( ارزیابی پارامتری ) داده های ترتیبی تا حدودی گمراه کننده است زیرا آنها به طور کامل اختلاف ها را با کیفیت واقعی منعکس نمی کنند . آیا حالتی وجود دارد که ارزیابی نا پارامتریک بهتر از ارزیابی پارامتریک باشد .
قدرت تشخیص انسان بیشتر از ابزار های اندازه گیری خطوط پارچه است که توسط دیویس این گونه شرح داده شده است : این واقعیت شگفت انگیز است که کوچک ترین خطوط روشنایی در پارچه را مردم می فهمند و به آن اعتراض می کنند . مردم به رگه هایی که به سختی با ابزار قابل تشخیص است اعتراض می کنند قضاوت انسان اغلب باعث می شود که کمترین اختلاف بین بافت نمونه ها را ببینیم و در نتیجه CRI کمتر در نشان دادن اختلاف بین نمونه ها موثر است . همچنین ، در واقعیت مصرف کنندگان بر اساس حواس خود برای خرید تصمیم گیری می کنند و بنابراین آنچه فهم آن برای انسان حیاتی است توسعه تجارت است . بنابراین در این کار ، ما برای استفاده از تفکیک بیشتر خصوصیات تصمیم گرفتیم از آزمون مقایسه ای یکسانی برای فرش نایلون 66 در برابر نایلون 6 استفاده کنیم . ما از ارزش آزمون مقایسه ای برای پاسخ به این سوال استفاده کردیم آیا تفاوت معنی دار در پوشش فرش نایلون 66 ونایلون 6 وجود دارد . ما اعتقاد داریم که استفاده از روش آزمون مقایسه ای در مقابل توصیف سر به سر ، روش آماری قدرتمندی است . و آن را در مقایسه از نظر ارتباط و سودمندی نسبت به بافت CRI برتر کرده است .
هر یک از 24 نمونه فرش در 3 تکرار در آزمون درام vettermann با 5000 چرخه قرار گرفتند تا در آزمون مقایسه ای مورد استفاده قرار گیرند . نمونه ها به نمایندگی از پارامتر ساختار یکسان به عنوان آزمون برای آزمون مقایسه ای انتخاب شدند . هر تکرار نایلون 6 با عددهای 1 و2 و3 و هرتکرار نایلون 66 با A وb وc نشانه گذاری شد . هر 9 ترکیب ممکن نایلون 6 در مقابل نایلون 66 با هم مقایسه شدند ( 1 در مقابل A ،2در نقابل َA و..... و3 در مقابل C وغیره ) و نمره ای برای آن در نظر گرفته شد . ( توسط یک شخص ماهر در هنر قضاوت سایش ) این قضاوت در مورد میزان سایش (درجه بافت) به دنبال یک روش کور کورانه است. در داخل یک جفت خاص مورد آزمایش قرار گرفته و 9 مقایسه به صورت تصادفی انتخاب شدند و پس از آن 9 مقایسه دیگر آماده گردید . و9 مورد بعدی برای این جفت در نظر گرفته شد همه جفت های پایل برشی قبل از اقدام به جفت پایل های حلقه ای مورد قضاوت قرار گرفتند . طرحهای مقایسه ای برای پایل فرش کات و لوپ و تنظیمات نمره گذار برای هر جفت مقایسه در جدول 2-5 و2-6 نشان داده شده است .
جدول2-12- مقایسه جفتی طرح ها با پایل کات

جدول 2- 13- مقایسه جفتی طرح ها با پایل حلقه

جدول 2-12 نشان می دهد که در مقایسه کور که شامل جفت های همسان است ،متخصص نمره گذار فرش نایلون 66 را 50 بار از 54 بار در مورد فرش با پایل کات ترجیح داده است و نشان می دهد در شرایط مساوی ، برای نایلون 6 از 54 بار 4 بار برتر از نایلون 66 بوده است . جدول 2-13 نیز در مورد پایل حلقه فرش نایلون 66 را 50 از 54 مورد به نایلون 6 ترجیح می دهد بنابر این ، نمره گذار اکثریت فرش نایلون66 را در مقایسه با نایلون 6 ترجیح داده و تنظیمات برای فرش با پایل لوپ وکات نیز یکسان بوده است .
2-2-4- نتیجه گیری
یک ارزیابی کامل فاکتوریل از خواص عملکرد فرش نایلون 6 و نایلون 66 که شامل اکثر متغییرهای ساختاری رایج است نشان داده است که فرش نایلون 66 از لحاظ حفظ ساختار و ثبات رنگ با ازن در مقایسه با نایلون 6 بهتر است . در یک آزمایش مقایسه ای کور کورانه ( بدون دلیل ) که شامل جفت های یکسان است ، متخصص نمره گذار در اکثر موارد فرش نایلون 66 را به نایلون 6 ترجیح می دهد (50 از 54 )
با این حال ما باید به یاد داشته باشیم که مقایسه بافت بین طراحی بهینه فرش نایلون 6 و66 نیست برتریها می تواند به طور قابل ملاحظه ای متفاوت باشد . در دو مجموعه از فرش که به نحو متناسب طراحی شده اند و با هم مقایسه شوند
همچنین مهم است به خاطر داشته باشید که الیاف نایلون 66 به طور کلی هزینه بیشتری نسبت به نایلون 6 دارد و این امکان وجود دارد که فرش نایلون 6 در مقایسه با برتری بافت نایلون 66 از لحاظ هزینه ترجیح داده می شود . هیچ تفاوت قابل توجهی در عملکرد بین خواص فرش نایلون 6 با نایلون 66 در شرایط ثبات رنگ به اکسید های نیتروژن ، بهبود ضخامت در مدت طولانی از بار استاتیکی ، دور کنندگی روغن ، دفع آب وخاک وجود ندارد . همانطور که انتظار می رود رفتار نایلون فلوپلیمر به میزان قابل توجهی دفع آب ، روغن و خاک را بهبود می بخشد
با این حال ، رفتار فلوپلیمر همچنین باعث کاهش برگشت ضخامت بعد از برداشتن بار استاتیکی در مدت طولانی می گردد . این کار بر رفتار فلو پلیمر که باعث کاهش برگشت ضخامت می شود تمرکر نمی کند و ممکن است که برای درک این رفتار کار بیشتری لازم باشد .

2-3- مطالعه و تحقیق اثر بار دینامیکی و استاتیکی روی خصوصیات فرش های دست باف
اثر بار استاتیک بر خواص فرش دستباف :
در این تحقیق خواص فیزیکی و مکانیکی فرش دستباف ،موردمطالعه قرار داده شده است و از دو گروه از الیاف پشم،که از دو بخش از ایران ، آماده و برای استفاده در فرش از ان استفاده شد . هر گروه از الیاف شامل پشم معمولی ودباغی شده بودند . نمرات استفاده شده در نخ ها, 2/4 و 2/6 ، متریک با دو تراکم متفاوت بافته شد .. پس از بافتن فرش ها، آنها تحت نیروی ثابت قرار داده شد و تغییرات ضخامت آنها در برابر زمان اندازه گیری و در مقیاس لگاریتمی رسم شد . این نتایج برای مقایسه هر یک از پارامترها ، از جمله نوع و کیفیت الیاف پشم و همچنین تراکم گره از فرش مورد بررسی قرار گرفت .
هدف از این پژوهش مطالعه وبررسی خواص دینامیکی فرش دستباف بود که ، لازم بود برای انجام آزمایش در فرش نمونه هایی با ابعاد کوچک از فرش تهیه شود و فرش باید برای این منظور تهیه می شد بنابر این، هشت فرش ، در ابعاد 60×90 سانتیمتر، بافته شد. برای تولید این فرش ، دو الیاف پشم متفاوت از دو بخش ایران ارائه شد .منطقه انتخابی (سیرجان ) جنوب شرق ایران و(کرمانشاه ) غرب ایران بود . از هر منطقه هر دو الیاف پشم معمولی ودباغی شده استفاده شد .
الیاف پشم از منطقه اول تا حدودی بهتر از منطقه دوم بود . سپس چهار گروه از الیاف پشم دو نخ با نمرات مختلف ، Nm = 4/2 and 6/2، تابیده شد هشت فرش بافته شد . برای گروه اول از نخی با نمره 2/4 متریک ، و تراکم 25 گره در 5/6 سانتیمتر، مورد استفاده قرار گرفت برای فرش های گروه دوم از نخ 2/6 متریک و تراکم 35 گره در 5/6 سانتی متر برای بافت مورد استفاده قرار گرفت . نخ پشمی با استفاده از مواد رنگی گیاهی به روش سنتی رنگ شد .علاوه بر نخ پشمی، مواد استفاده شده درپایل ، تار و پود نخ نیز مورد نیاز بود . که در نهایت فر و تاب استفاده شده برای دوگروه از فرش به شرح زیر بود
تراکم گره (25) : نمره انگلیسی 20/20
تراکم گره (35) : نمره انگلیسی 12/20
فرش های نمونه برداری شده در این تحقیق به شرح ذیل می باشد:
فرش :A بافته شده از پشم سیرجانی (منطقه کرمان)، تراکم گره 6.5/25سانتیمتر
فرش :Bبافته شده از پشم کرمانشاهی، تراکم گره 6.5/25 سانتیمتر
فرش :Cبافته شده از پشم دباغی ازسیرجانی، تراکم گره از 6.5/25 سانتیمتر
فرش :Dبافته شده از پشم دباغی ازکرمانشاهی، تراکم گره 6.5/25 سانتیمتر
فرش :Eبافته شده از پشم سیرجانی، تراکم گره 6.5/35 سانتیمتر
فرش : Fبافته شده از پشم کرمانشاهی، تراکم گره 6.5/35 سانتیمتر
فرش :G بافته شده از پشم سیرجانی دباغی،تراکم گره 6.5/35 سانتیمتر
فرش :H بافته شده ازپشم دباغی از گره کرمانشاهی با تراکم 6.5/35 سانتیمتر
دراین آزمایش اثر بارهای استاتیک مانند وزن پایه های صندلی ، و غیره در خواص فیزیکی و مکانیکی فرش دست بافت مورد بررسی قرار گرفت . به منظور مطالعه اثر نیروی ثابت بر سلامت فیزیکی و خواص مکانیکی از فرش دستباف چهار نمونه ، 50 × 50 میلی متر، از آنها گرفته شد. سپس نمونه ها بر روی دستگاه بار گذاری شده و در زیر پیستون قرار داده شد.که درشکل زیر نشان داده شده است . این دستگاه ، که با توجه به استانداردهای WIRA [ 9 ] عمل می کند

شکل2-3- دستگاه بار استاتیکی
با استفاده از روشهای آماری(ANOVA)و مقایسه نتایج نشان داده شده در منحنی ها اثرالیاف پشم را می توان مشاهده کرد,همانطور که پیشتر گفته شد ، دو نوع مختلف ازالیاف پشم، با نرمی متفاوت ، برای ریسیدن نخ پشمی مورد استفاده قرار گرفت ودر نهایت بافت فرش به منظور بررسی اثر نژاد پشم ، یعنی نرمی لیف ، بر روی خواص فرش دست باف صورت گرفت .تفاوت بین منحنی های مربوط به نژاد مورد استفاده پشم است . مقایسه تغییرات ضخامت دو فرش ، A و B ، نشان می دهد که ضخامت فرشA تحت بار ثابت دارای ضخامت بیشتری از نمونه فرشB است چنین رفتاری ممکن است به دلیل نرمی الیاف پشم A باشد . این بدان معنی است که فرش A نرم تر و راحت تر از فرش B است، یعنی الیاف پشم سیرجانی بهتر از الیاف کرمانشاهی است .
righttop
شکل شماره 2-4- اختلاف ضخامت فرش های نوع A,B,C,D
2-3-1- بررسی اثر تراکم گره بر خصوصیات بار استاتیکی فرش دست باف:
بحث در مورد اثر این پارامتر بر تغییرات ضخامت فرش بافته شده از الیاف پشم مشابه باید با هم مقایسه شوند بنابر این در این بخش، کاهش ضخامت فرش تحت بار استاتیک اندازه گیری شد و نتایج در یک نموداری رسم و مقایسه با عنوان های زیر در نظر گرفته شد:• فرشA ) و E)• فرش C)و G)• فرش B)و ( F فرش D)و(H مقایسه نمونه های فرش بالا نشان می دهد که کاهش ضخامت فرش، با چگالی گره بالاتر، در مقایسه نمونه های فرش با تراکم گره پایین تر،کمتر است که این قابل قبول به نظر می رسد. از آنجایی که افزایش تراکم گره باعث می شود که پایل فرش به دلیل مقاومت خمشی بالاتری که دارد به راحتی خم نشود که این هم به دلیل افزایش تراکم گره در فرش دست باف است.
2-3-2- اثرباراستاتیک در رفتار برگشت پذیری فرش های دست بافت
برای مطالعه بیشتر در این زمینه ، منحنی بهبود برگشت پذیری پایل در برابر زمان ، در مقیاس لگاریتمی رسم شده ، و همچنین نوع وکیفیت الیاف و گره که به عنوان تراکم فرش در نظر گرفته شده است.

شکل شماره 2-5- : اختلاف برگشت پذیری نمونه های A,B بعد از حذف نیرو

شکل شماره 2-6- : اختلاف برگشت پذیری پایل نمونه های فرش E,F,C,D بعد از حذف نیرو
در این پژوهش اثرات نژاد پشم ( الیاف با دانه های ریز(،اثر فرآیند دباغی ( کیفیت پشم ) و اثر گره تراکم فرش بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی فرش تحت بار استاتیک مورد بررسی قرار گرفت . طبق نتایج انجام گرفته بر روی نمونه های فرش دست باف که تحت بار استاتیکی بودند می توان نتیجه گرفت که زمان یک پارامتر مهم در کاهش ضخامت فرش تحت بار استاتیک می باشد. اغلب موارد کاهش ضخامت فرش, زیرروند خطی زمانی که در برابر زمان ورود به سیستم است رسم می شود. مقایسه تغییرات ضخامت دو فرش ، A و B ، نشان می دهدکه ضخامت فرشA تحت بار استاتیک کاهش بیشتری نسبت به ضخامت فرش B دارد.کاهش ضخامت فرش C و D تقریبا شبیه به فرش A و Bبا این حال فرش C و D کاهش بیشتری نسبت به فرش A, B نشان می دهد . اگر کاهش ضخامت فرش E و F تحت بار استاتیک در نظر گرفته شود، می توان مشاهده کرد که هر دو فرش ها از کاهش ضخامت مشابه ایی برخوردارند. تجزیه و تحلیل نتایج با استفاده از ANOVA نشان می دهد که رفتار فرش Eو F ، کاملا مشابه نیست. مقایسه ضخامت مقایسه فرشG و H نشان می دهد که کاهش ضخامت فرش G بالاتر از کاهش ضخامت فرشH. است.
کاهش ضخامت فرش بافته شده از نوع پشم دباغی سیرجانی منحنی های A و C ، تا حدودی بالاتر از فرش بافته شده از پشم متعارف سیرجانی است . این وضعیت زمانیکه از تراکم 25/6.5 سانتی متر،گره باشد بیشتر آشکار است. اما منحنی های کاهش ضخامت فرش در تراکم گره بالاتر (35 knots/6.5) سانتیمتر همین روند رادر مورد فرش هایی با تراکم گره از 25/6.5سانتی متر، را نشان می دهد . نتایج نشان می دهد که کاهش ضخامت فرش، با چگالی گره بالاتر، کمتر است در مقایسه با فرش با تراکم گره پایین تر، که قابل قبول به نظر می رسد. از آنجا که افزایش تراکم گره باعث می شود که پایل فرش خم نشود.
2-4- اثر ارتفاع پایل و تراکم بر خصوصیات نهایی استفاده از فرش
نه فرش مختلف با سطح پایل برشی برای تحقیق استفاده شد . مواد خام آن فرش ها از نخ پایل مخلوط پشم و پلی آمید بود . تاثیر پارا متر های ساختار های مختلف (شامل تراکم و ارتفاع پایل فرش )بر خواص فرش مورد بررسی قرار گرفت . تغییر شکلی که در فرش هنگام فشرده سازی اتفاق می افتد تعیین گردید . بار فشاری 100 نیوتن به سطح فرش به کار گرفته شد و سه چرخه بار گیری انجام شد . طرح ریاضی متعامد برای بررسی نتیجه تغییر شکل استفاده شد . با توجه به تغییر شکل کلی ، نتایج نشان داد که در تغییر شکل الاستیک ، تراکم پایل بیشترین اثر را دارد و در تغییر شکل بدون بازگشت ، هر دو پارا متر تاثیر زیادی دارند
سیستم بروسل ، گاهی اوقات به عنوان پایل حلقه ای ویلتون و یا بروسل ویلتون شناخته می شود اولین سیستم مکانیکی برای فرش بافی بود وقتی که سیم تیغه دار توسعه داده شد ، سیستم اصلاح شده و به عنوان ویلتون شناخته شد بافت رویه به رویه فرش ، در سال 1940 توسعه یافت ، همچنین گاهی اوقات به عنوان ویلتون بافی در نظر گرفته شد . این سیستم رویه به رویه به تولید دو فرش با همان مقدار از نخ مرده که در یک طرف سیم قرار می گرفت . از این رو هزینه مواد پایین تر آمد . طرح مانند سبک های شرقی استادانه درست شد ، بنا بر این اغلب ماشین ها به صورت رویه به رویه ساخته شد این ویژگی سیم بافندگی را بسیار مناسب برای تولید عملکرد بالای فرش قرار دارد .
پشم از قدیمی ترین الیاف مورد استفاده در تولید فرش است . اگر پشم معمولی کشیده شود ، می تواند تا 50% در آب و یا 100% در بخار افزایش یابد . این انعطاف پذیری لکه پذیری کم و تاثیر خوشایند و غیره را می رساند . الیاف پلی آمید محبوب تر است زیرا که با دوام ، با ثبات و مقاوم در برابر لکه ، کپک و خرد شدن است [8] . تحقیقات زیادی در مورد فرش شده است ، بسیاری از تحقیقات در مورد استفاده نهایی ازفرش متمرکز شده است . برای به دست آوردن عملکرد فرش می بایست ، فشرده سازی ، برگشت پذیری ، صاف شدن ، انعطاف پذیری و جذب انرژی را به طور عمومی ازرفتار تنش، کرنش فرش اندازه گیری وارزیابی کرد.
یکی از عوامل کیفی مهم در فرش از دست دادن ضخامت (یعنی تغیر شکل در فشرده سازی ) ناشی از بارهای استاتیکی و دینامیکی است . با توجه به این که از دست دادن ظاهر فرش از شکل اصلی خود بر روی شکل ظاهری فرش وانعطاف پذیری آن تاثیر می گذارد. عواملی که باعث کاهش قابلیت انعطاف پذیری هستند فشار استاتیکی توسط کالاهای عظیم مانند راه رفتن ، دویدن ، حرکت کردن وهمچنین مبلمان و سایر وسایل خانه که یک فرش در حال استفاده باید تحمل کند .[10]
تراکم و ارتفاع پایل از پارامترهای ساختار اصلی فرش است که در تغییر شکل فشرده سازی موثر می باشد ، هر گونه تغییرات این دو پارامتر مکانیکی در خصوصیات نهایی فرش موثر است . بنابر این ، این دو پارامتر به عنوان دو عامل در طرح آزمایش مورد استفاده قرار گرفت . انعطاف پذیری پایل ، توانایی پایل به بازگشت به حالت اصلی بعد از اعمال بار می باشد . هدف ما بررسی اثر تراکم و ارتفاع پایل بر روی انعطاف پذیری فرش پس از بارگذاری بود .
2-4-1- تئوری
فشرده سازی پایل فرش را مجموعه از فیلامنت ها به عهده می گیرد . تصور می شود که استحکام خمشی نخ پشمی تابیده شده بستگی به قطر متوسط الیاف به همراه چهار عامل اصلاحی دیگر برآورد شود :
توزیع قطر ، تاب نخ ، اختلاف قطر الیاف و متوسط طول الیاف
برای فشرده سازی فرش توسط کیمورا و کاواباتا نظریه ای تنظیم و فرمول سازی شد[11] . با توجه به نظریه این دو نفر فرایند فشرده سازی را می توان به سه مرحله زیر تقسیم نمود
1_ منطقه تغییرخمش :منطقه ای که در آن تنها تغییر شکل خمش موثر است (تا زمانی که پایل مجاور در تماس است )
2_منطقه مخلوط خمش و تغییر شکل فشاری : منطقه ای که در آن خمش و تغییر شکل فشاری هر دو موثر است . به عنوان مثال ، موافقت تغییر شکل خمشی پایلی که در تماس با پایل مجاور است و تغییر شکل فشاری پایل که انجام می دهد .
3_منطقه تغییر شکل فشاری : منطقه ای که در آن تنها تغییر شکل فشاری موثر است ( بعد از اینکه همه پایل هابه طور کامل پایین افتاده باشد )
Horino و shimonishi [12] فرض کردند که نخ پایل برشی (a ) و قطر آن da و طول پایل lp تحت فشار بار w هستند ، آن را به سه نوع حالت های تغییر شکل یافتند . اگر مقدار lp /da کوچک تر از 3 باشد و نخ پایل برشی ممکن است تغییر شکل دهد ، و مقدار زاویه تاب نخ نیز تغییر کند ، اما قطر آن در حالت فنری تغییر نمی کند .
وقتی که lp /da بزرگتر از 5 باشد ، نخ پایل مانند ستون کمانی تغییر شکل می دهد که در آن یک سر ثابت و سر دیگر آزاد است .
با توجه به اینکه کیمورا ، کاواباتا وکاوال [9] نویسندگان پذیرفتند که به عنوان یک مدل ساختار ساده که در آن میله های نازک در یک پارچه توسط یک میله حمایت شده و میله دیگر در زاویه β برابر با خط عمودی فرش به صورت آزاد قرار دارد . خواص خمش جانبی به علت خم شدن میله نازک با یک بار فشاری عمودی p می تواند اساس خواص فشاری فرش باشد . اما برای ارایه خواص فشاری فرش ، ما باید خواص تغییر شکل جانبی پیچیده ای را در نظر بگیریم که شامل اثر گروه میله های نازک می باشد ، که در یک الگو شطرنجی در فواصل برابر قرار دارند . یک مدل فرض شده است که در آن میله های نازک ممکن است همگی بتوانند در یک جهت خم شوند و سایه خود را بر روی خطوط شطرنجی در سطح فرش قرار دهند . اگر این مدل فشرده شود زاویه شیب α افزایش می یابد ، در هدف بالا که شروع به هم پیوستن میله های نازک و اتصال به یک دیگر است می رسد .
جدول2- 14- مشخصات ساختاری فرش

جدول2- 15- ماتریس طرح ریاضی

اگر این میله های نازک از مجموعه های الیاف (نخ ) ساخته شده باشند ، قطر یک میله نازک باید به وسیله حساب کردن اثرات فشاری سطح مقطع نخ محاسبه شود همچنین توسط Aarper F.C.[13] ثابت شد که نیروهای فشاری و برشی در هنگام راه رفتن وجود دارد در هنگام راه رفتن مستقیم ، آسیب رسیدن به الیاف نسبتا یکنواخت در عمق پایل پخش می شود . کیمورا [11] پیشنهاد کرد که منحنی تغییرات شکل فشاری پایل برشی فرش را می توان از خواص مکانیکی نخ پایل ( یعنی خواص فشاری و خمشی آن ) محاسبه کرد . انعطاف پذیری خمش به خواص الاستیک مواد الیاف نسبت داده شده است و تصور می شود که اتصال اجباری از اصطکاک بین اتصال لیف به وجود آید . بر اساس آزمایشات ثابت شد که نوع مواد ، چین و چروک الیاف ، شکل سطح مقطع الیاف و نخ ، تاب نخ پایل و ساختار پارچه زمینه در ساختار فرش موثر است بطور کلی ، اگر فرض شود که یک فرش از یک سری الیاف و یک سری فضای خالی ساخته شده ، خواص مکانیکی آن وابسته به عوامل زیر در نظر گرفته شده است .
حجم الیاف
شکل اصلی پایل
مواد نخ پایل
با توجه به رفتار پایل و پارچه زمینه ، در اندازه گیری ضخامت کلی فرش ، علت اصلی کم شدن ضخامت ممکن است به شرح زیر باشد

user8344

5-3 کاربرد یافته ها.........................................................................................................89
5-4 پیشنهادات برای پژوهش های بعدی..............................................................................90
5-6 منابع ومأخذ.............................................................................................................91
پیوست ها
فهرست جداول فصل چهار
جدول 4-1 : توزیع واحدهای مورد پژوهش بر حسب سن.......................................................50
جدول 4-2 : توزیع واحدهای مورد پژوهش بر حسب جنس.....................................................50
جدول 4-3 : توزیع واحدهای مورد پژوهش بر حسب BMI ....................................................51
جدول 4-4 : توزیع واحدهای مورد پژوهش برحسب تشخیص بیماری.......................................51
جدول 4-5 : توزیع واحدهای مورد پژوهش بر حسب مد دستگاه ونتیلاتور.................................52
جدول 4-6 : میانگین وانحراف معیار واحدهای مورد پژوهش بر حسب طول مدت بستری ، SOFA و متغیر های فشاری :......................................................................................................... 53
جدول 4-7 : میانگین وانحراف معیارIAP واحدهای مورد پژوهش بر حسب زوایای مختلف سر تخت به تفکیک دفعات اندازه گیری .............................................................................................54
جدول 4-8 : تغییرات IAP در سه وضعیت صفر ، 15 و30 درجه بر اساس درجه بندی هیپرتانسیون
داخل شکمی ...................................................................................................................56
جدول 4-9 : مقایسه میانگین وانحراف معیارIAP بر حسب گرو های سنی به تفکیک وضعیتهای مختلفسرتخت......................................................................................................................58
جدول 4-10 : مقایسه تغییرات IAP بین زوایای 15-0 و 30-0 بر حسب سن واحدهای مورد پژوهش...60
جدول 4- 11 : مقایسه میانگین وانحراف معیار IAP بر حسب جنس به تفکیک زوایای مختلف سر تخت..61
جدول 4- 12 : مقایسه متوسط تغییرات IAP بین زوایای 15-0 و 30-0 بر حسب جنس .....................63
جدول 4- 13 : مقایسه میانگین وانحراف معیار IAP بر حسب گروه های BMI به تفکیک زوایای مختلف
سرتخت...............................................................................................................................64
جدول 4-14: مقایسه متوسط تغییرات IAP بین زوایای 15-0 و 30-0 سر تخت بر حسب گروه های BMI..................................................................................................................................66
جدول 4 – 15 : مقایسه اختلاف IAP در سه زوایه مختلف سر تخت بین گرو های BMI ....................67
جدول 4 – 16 : مقایسه میانگین وانحراف معیار IAP بر حسب تشخیص بیماری به تفکیک زوایای مختلف سرتخت...............................................................................................................................68
جدول 4- 17 : مقایسه متوسط تغییرات IAP بین زوایای 15- 0 و 30 – 0 سر تخت بر حسب تشخیص بیماری................................................................................................................................70
جدول 4 – 18: مقایسه میانگین وانحراف معیار IAP بر حسب مد دستگاه ونتیلاتور به تفکیک زوایای مختلف سر تخت..................................................................................................................71
جدول 4 -19 : مقایسه تغییرات IAP بین زوایای 15- 0 و 30 -0 بر حسب مد دستگاه ونتیلاتور .........73
جدول 4 - 20 : ضریب همبستگی پیرسون متغیرهای IAP و تغییرات آن در زوایای مختلف سر تخت....74
جدول 4 – 21 : محدوده توافق و میزان خطای IAP بین زوایای مختلف سر تخت.............................75
فهرست نمودار های فصل چهار :
نمودار 4- 1 : تغییرات فشار داخل شکمی از زاویه صفر درجه به سمت زاویه 30 درجه .....................55
نمودار 4- 2 : تغییرات فشار داخل شکمی بر اساس درجه بندی هیپرتانسیون داخل شکمی در سه زاویه صفر ، 15 و 30 درجه ..........................................................................................................57
نمودار4_3 : روند و مقدار تغییرات فشار داخل شکمی در زوایای مختلف سر تخت بر حسب گروه های سنی واحدهای مورد پژوهش..................................................................................................59
نمودار 4_4 : روند ومقدار تغییرات فشار داخل شکمی در زوایای مختلف بر حسب جنس واحدهای مورد پژوهش...............................................................................................................................62
نمودار 4 _ 5 : : روند ومقدار تغییرات فشار داخل شکمی در زوایای مختلف سر تخت بر حسب گروه های BMI واحدهای مورد پژوهش................................................................................................65
نمودار 4 _ 6 : : روند ومقدار تغییرات فشار داخل شکمی در زوایای مختلف سر تخت بر حسب تشخیص بیماری واحدهای مورد پژوهش..............................................................................................69
نمودار 4 _ 7 : روند ومقدار تغییرات فشار داخل شکمی در زوایای مختلف سر تخت بر حسب مد دستگاه ونتیلاتور ............................................................................................................................72
نمودار 4 – 8 : محدوده توافق و میزان خطا بین زوایای 15 و 0 درجه سر تخت ................................76
نمودار 4 – 9 : محدوده توافق و میزان خطا بین زوایای 30 و 0 درجه سر تخت ................................77

بیان مسئله :
فشار داخل شکمی ( (IAPبه شکل فزاینده ای به عنوان یک عامل مهم فیزیولوژیکی در بیماران بخش مراقبت ویژه مورد توجه قرار گرفته است (2،1). افزایش فشار داخل شکمی یک فرایند خاموش بالینی است که تا وقتی به طور کامل پیشرفت نکند تشخیص داده نمی شود .انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی (WSACS) میزان بروز هیپرتاسیون داخل شکمی (IAH)در بیماران بخشهای مراقبت ویژه از 18درصد تا8/58 درصد و در بیماران بدحال داخلی وجراحی 65 - 4/54 درصد بیان کرده است (2 ) . این دامنه وسیع در محیط های بالینی مختلف( جراحی یا داخلی ) ، وضعیت بیمار ( تروما ، سوختگی، بیماران بعد از عمل ) ، تنوع روش های اندازه گیری IAP و نیز عددی که برای تعریف هپیرتاسیون داخل شکمی انتخاب می شود ( 25-12 میلی مترجیوه ) متفاوت است (3). از این رو IAHبه عنوان یک سندرم دیسترس حاد تنفسی ((ARDS شکمی شناخته می شود(4). افزایش فشار داخلی شکمی نتایج و اثرات مختلف و مخربی برروی بافتهای اطراف و ارگانهای دیگر بدن دارد . اثر ایسکمیک وقتی IAP به 10 میلی متر جیوه و یا بیشتر برسد رخ می دهد .اما وقتی فشار به 20 میلی متر جیوه و بالاتر رسید ، آسیب ارگانی غیر قابل برگشت رخ می دهد سندرم کمپارتمان شکمی ایجاد می گردد (4،2) .
تحقیق رین تام و همکاران نشان داد که میزان مرگ و میر درروز بیمارن مبتلا به IAH بستری در بخش مراقبت ویژه در مقایسه با بیماران بدون ابتلاء به IAH در طی 28 روز به ترتیب 9/37 در مقابل 1/19 و در طی 90 روز 7/53 در مقابل 8/35 بود ، IAH اولیه به عنوان عامل خطر مستقل مرگ و میر شناخته شده است (5).
مطالعات نشان داده است که با پایش IAP در بیماران بستری در بیمارستان وبه بخصوص بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه طول مدت بستری بین 10 تا 13 روز کاهش پیدا می کند و بدنبال آن روازانه 2000 دلار صرفه جویی در هزینه های درمان می گردد. با درمان و مراقبت به موقع و زود هنگام در بیماران مبتلاء به IAH به ازای هر بیمار مبتلاء 10000 تا 20000 دلار صرفه جویی خواهد شد (2).
-22669567945
00
یافتهها در مطالعه کربز نشان داد که در بیماران تحت تهویه مکانیکی، تنظیم دستگاه تهویه مکانیکی بخصوص ((PEEP باید با توجه به اثرات فشار داخل شکمی برروی قفسه سینه و کمپلیانس ریه ها انجام شود(6). از طرف دیگرفشار داخل شکمی افزایش یافته می تواند یک عامل پیش بینی کننده نارسایی ارگانی و میزان مرگ و میر در این بخش ها باشد (7،3).
اکثر بیماران بخش های مراقبت ویژه تحت تاثیر مانیتورینگ های مختلف همودینامیک مانند (CVP ( و ((CO می باشند چیزی که اغلب به آن توجه نمی گردد این مسأله است که اندازه گیری های مختلف همودینامیک تحت تاثیر عوامل دیگری مثل تهویه مکانیکی وIAP می باشند (9،7،8 ) . علیرغم شیوع بالای IAH و اهمیت ACS و کنترل آن در بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه ، اندازه گیری فشار داخل شکمی کمتر مورد توجه قرار گرفته است و این در حالی است که اگر سندرم کمپارتمان شکمی و عوارض شدید آن رخ دهد تنها درمان جراحی برای کاهش فشار داخل شکمی کاربرد دارد . بنابراین تشخیص زود رس برای مداخله کافی و کنترل آسیب ضروری می باشد ( 3 ) .
بررسی و اندازه گیری فشار داخل شکمی همانند سایر بررسی های پارامترهای همودینامیک از وظایف پرستار بخش مراقبت ویژه است. کسب مهارت های پرستاری به منظور تشخیص بیماران در معرض خطر IAH اساسی و ضروری می باشد تا با مداخلات غیر جراحی زود هنگام به کاهش IAP و جلوگیری از بروز ACS کمک نماید. تحقیقات نشان داده است که در 60-40 درصد موارد معاینات بالینی در تشخیص IAHدر مقایسه با اندازه گیری فشار داخل شکمی موفق نبوده است(10،11) . اندازه گیری سریال IAP برای تشخیص و درمان IAH/ACS ضروری است زیرا حساسیت معاینه بالینی تنها 60درصد می باشد (13،12).
به دلیل اهمیت IAH ، پرستاران باید به طور ویژه ای از فرایند اندازه گیری فشار داخل شکمی و جنبه های مختلف آن آگاه باشند . از طرفی اگر به این امر توجه نشود منجر به بروز اشتباه در سایر اندازه گیری همودینامیک خواهد شد ( 16،14،15).
از این رو طبق توصیه انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی ، اندازه گیری روتین در بیماران دارای دو یا چند عامل خطر مثل اتصال به تهویه مکانیکی ، ترانسفوزیون خون بیش از 10 واحد در 24 ساعت ، دریافت مایعات بیش از 5 لیتر در 24 ساعت ، پنومونی ، سپسیس و ... باید هر 6-4 ساعت تا زمان حذف عامل خطر انجام شود(17) .
معمولاً وضعیت استاندارد مورد استفاده برای اندازه گیری فشار داخل شکمی صفر درجه می باشد.اما برای بیماران بستری در بخش مراقبت ویژه این وضعیت می تواند عواقب جبران ناپذیری از جمله پنومونی ، دیسترس تنفسی و ... داشته باشد بخصوص وقتی که این اندازه گیری بصورت مداوم صورت گیرد. لذا چالشی که اغلب پرستاران بخش مراقبت ویژه با آن روبرو هستند این مسئله است که هنگام مانیتورینگ همودینامیک بیمار از جمله IAP نیاز است که بیمار حتماً در وضعیت طاقباز قرار گیرد؟(14)
پیشبرد راحتی و آسایش بیمار از طریق مداخلات پرستاری یک جزء جدایی ناپذیر از مراقبت پرستاری در بخش های ویژه است و از وظایف پرستاران می باشد. یکی از جنبههای راحتی وآسایش بیمار برقراری وضعیت مناسب و راحت برای بیمار می باشد (18 ) .
شواهدی در مقالات درباره تاثیر وضعیت بدن برروی اندازه گیری فشار داخل شکم وجود دارد ، اما تاثیر درجه ای که معمولاَ برای وضعیت های مختلف زاویه سرتخت در بیماران بخش های مراقبت ویژه استفاده می شود برروی فشار داخل شکم روشن نیست(19). اندازه گیری فشار داخل شکم در وضعیت صفر درجه که وضعیت مطلوب در بیماران بخش مراقبت ویژه نمی باشند ، باعث می شود که فشار داخل شکم کمتر از میزانی که اغلب اوقات بیماران با آن روبرو هستند ،اندازه گیری گردد( 1،13،15 ).
از سوی دیگر عدم تحمل این وضعیت دربیماران با شرایط خاص منجر به افزایش کاذب IAP خواهد شد (12،11). تحقیقات در زمینه این بیماران، که تحمل چنین وضعیتی را ندارند همانند بیماران مبتلا به نارسایی قلبی ، سندرم دیسترس تنفسی ، سپسیس یا جراحی به اندازه کافی در دسترسی نمی باشد(13). علاوه بر آن قرار گرفتن بیمار در وضعیت خوابیده به پشت بدون بالا آوردن سرتخت حتی برای مدت کوتاه با هدف اندازه گیری فشار داخل شکمی خطر پنومونی آسپراسیون را افزایش میدهد. این وضعیت برخلاف خط مشیهای توصیه شده مرکز کنترل بیماریها برای پیشگیری از این عارضه می باشد در اصول توصیه شده در بیماران بخش های مراقبت ویژه تاکید میشود تادر صورت عدم ممنوعیت درهمهزمان ها حداقل30 درجه افزایش سرتخت وجود داشته باشد . علت این امر شواهدی از کاهش پنومونی وابسته به ونتیلاتور است واینکه این وضعیت میزان بروز زخم های فشاری را کاهش می دهد (14). بنابراین درک تاثیر وضعیت بدن بر اندازه گیری فشار داخل شکمی مهم است بطوریکه اندازه های فشار داخل شکمی می تواند به شکل مناسبی تفسیر گردد (20) .
برخی از مطالعات نشان داده اند که با افزایش سر تخت بیش از 20 درجه فشار داخل شکمی به شکل معنی داری افزایش پیدا خواهد کرد (12) و نیز در مواردیکه بیمار در معرض خطر کمپارتمان شکمی قرار دارد و فشار داخل شکمی بیش از 20 میلی مترجیوه می باشد ، فشار داخل شکمی می تواند در وضعیت نیمه نشسته اندازه گیری گردد(1). همچنین تحقیقات نشان داده اند که ارتباط فشار داخل شکمی و زاویه سر تخت در مردان و بیماران با شاخص توده بدنی بالاتر معنی دار تر بوده است(19،20) .
ثبات وضعیت بیمار از یک اندازه گیری تا اندازه گیری بعدی در روش اندازه گیری متناوب فشار داخل شکمی در صحت آن برای تصمیم گیری بالینی اهمیت دارد . تغییر وضعیت های مختلف در فواصل اندازه گیری فشار داخل شکمی بر صحت میزان اندازه گیری شده تاثیر گذار است و می تواند در تصمیم گیری بالینی اختلال ایجاد نماید ( 2 ) .
مطالعات بیشتر در این زمینه این امکان را خواهد داد تا در تکنیک اندازه گیری فشار داخل شکمی در زوایای مختلف سرتخت بدون آنکه بیمار در وضعیت صاف (صفر درجه) و عوارض بالقوه آن قرار داده شود ، تصحیحی صورت گیرد و همچنین از آنجائیکه ACS برمبنای اندازه گیری فشار داخل شکمی در وضعیت صاف تعریف می شود ، برای اینکه وضعیتی غیر از صفر درجه برای اندازه گیری فشار داخل شکمی استفاده شود نیاز به مطالعات بیشتری است (11). انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی یکی از توصیه ها و پیشنهادات برای پژوهش و تحقیق درباره روش اندازه گیری فشار داخل شکمی و تاثیر وضعیت بدن بر روی اندازه گیری IAP بیان کرده است (17) .
ازآنجائیکه عوارض ناشی از وضعیت صفر درجه در برخی موارد مانع از انجام اندازه گیری IAP می شود ، لذا پژوهشهای متعددی در مورد درجه زاویه سرتخت که کمترین تفاوت را با اندازه گیری فشار داخل شکمی در وضعیت صفر درجه دارد لازم به نظر می رسد . برخی از محققین بیان می کنند که تعیین معیار های اصلاح شده فشار داخل شکمی اجازه می دهد که بتوان فشار داخل شکمی را در وضعیت های نیمه نشسته تفسیر کرد(20) . آنچه در مراقبت از بیماران مهم بوده این است که سعی شود مراقبت ها به گونهای انجام گردد که حداقل عوارض احتمالی را برای بیماران به دنبال داشته باشد و نیز در عین حال با حفظ راحتی و آسایش بیمار مانیتورینگ بیمار دقیقاً منعکس کننده وضعیت واقعی او باشد (2) .
با توجه به اینکه اندازه گیری فشار داخل شکمی به صورت استاندارد و معمول در وضعیت صفر درجه انجام می شود و از طرفی اندازه گیری فشار داخل شکمی دربیماران بخش مراقبت ویژه با داشتن عوامل خطر متعدد و اثرات آن بر روی وضعیت بیمار امری لازم الاجراء به شمار می رود و نیز عدم تحمل قرار گیری بیماران دراین وضعیت مانعی درجهت این امر به شمار می رود ، پژوهشگر به دنبال درجهای از زاویه سر تخت است که کمترین تغییر را در وضعیت بیمار و میزان فشار داخل شکمی ایجاد مینماید. این درجه با توجه به مطالب ذکر شده متفاوت است. با توجه بهاینکه همانند سایر شاخصهای همودینامیک اندازهگیری فشار داخل شکمیاز وظایف و مسئولیتهای پرستار بخش مراقبت ویژه محسوب می شود (2) و تاکنون نیزدر کشور ایران تحقیقی در این زمینه انجام نشده است لذا پژوهشگر برآن شد تا به بررسی تغییرات فشار داخل شکمی در وضعیت های مختلف پرداخته و به وضعیت مناسب برای اندازه گیری فشار داخل شکمی دست یابد تا شاید این یافته ها بتواند در ارتقاء کیفیت مراقبت بیماران در بخش های مراقبت ویژه ممورد استفاده قرار گیرد.
اهداف پژوهش:
هدف کلی پژوهش:
مقایسه تغییرات فشار داخل شکمی در وضعیت صفر ،15 و 30 درجه سر تخت در بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه مراکز آموزشی درمانی شهر رشت در سال 91-1390.
اهداف ویژهی پژوهش :
تعیین میانگین فشار داخل شکمی بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه در وضعیت صفر درجه سر تخت
تعیین میانگین فشار داخل شکمی بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه در وضعیت 15 درجه سر تخت
تعیین میانگین فشار داخل شکمی بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه در وضعیت 30 درجه سر تخت
مقایسه میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت های صفر ، 15 و 30 درجه سر تخت با برحسب عوامل فردی ومداخله گر
تعیین محدوده توافق L.A ومیزان خطا بین گروه 15 و صفر
تعیین محدوده توافق و میزان خطا بین گروه 30 و صفر
فرضیه پژوهش :
1.میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت های صفر و 15 درجه تفاوتی ندارد.
2.میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت های صفر و 30 درجه تفاوتی ندارد.
سؤالات پژوهش :
میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت صفر درجه سر تخت چقدر است؟
میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت 15 درجه سر تخت چقدر است؟
میانگین فشار داخل شکمی در وضیت 30 درجه سر تخت چقدر است؟
میانگین فشار داخل شکمی در وضعیت های صفر ، 15 و30 درجه سر تخت بر حسب متغیرهای فردی و مداخله گر چقدر است؟
محدوده توافق و میزان خطا بین گروه صفر و15 درجه چقدر است؟
محدوده توافق و میزان خطا بین گروه صفر و 30 درجه چقدر است؟
تعاریف علمی واژه ها :
فشار داخل شکمی :
فشار داخل شکمی ، فشار نهفته ثابت در درون حفره شکم می باشد که میزان آن در افراد طبیعی 5-0 میلی متر جیوه و در بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه 7-5 میلی متر جیوه می باشد (20، 2 ) .
اندازه گیری فشار داخل شکمی :
فشار داخل شکمی هم به شکل مستقیم وهم به شکل غیر مستقیم قابل اندازه گیری می باشد . به شکل معمول فشار داخل شکمی به روش غیر مستقیم از طریق کاتتر فولی اندازه گیری می شود . به عبارتی فشار داخل مثانه منعکس کننده فشار داخل شکمی می باشد. به شکل استاندارد بعد از قرار دادن بیمار در وضعیت سوپاین ، با اتصال کاتتر فولی به یک مانومتر آب یا ترانسدیوسر فشار بعد از کلامپ کردن ابتدای کیسه ادراری متصل به کاتتر فولی به آهستگی حدود 25 میلی لیتر محلول نرمال سالین استریل هم دمای بدن وارد مثانه خواهد شد و بعد از 60-30 ثانیه فشار از روی مانومتر آب و یا مانیتور ترانسدیوسر در انتهای بازدم خوانده خواهد شد (2) .
تعاریف عملی واژه ها :
زاویه سر تخت:
زاویه سر تخت بیمار بوسیله ابزار اندازه گیری ارائه شده توسط سایت انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی در زوایای صفر ، 15و 30 درجه از سطح افق قرار داده می شود.
تغییرات فشار داخل شکمی:
اندازه گیری آن بر اساس تعریف علمی و با استفاده از مانومتر آب هر 8 ساعت برای هر واحد پژوهشی در زوایای صفر ، 15 و 30 درجه انجام گردید و سپس برای تعیین تغییرات فشار داخل شکمی ، پس از اندازه گیری IAP در سه زاویه ، میانگین اندازه گیری در 24 ساعت در صفر ، 15 و30 محاسبه و سپس بر اساس آزمونهای آماری میانگینIAP در زوایای 15 و30 با میانگین اندازه گیری در زاویه صفر درجه که وضعیت استاندارد می باشد ، مقایسه گردید.
محدوده توافق و میزان خطا در تغییرات فشار داخل شکمی
محدوده توافق بر اساس انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکم بین 4- تا 4+ و میزان خطا 1 میلی متر جیوه تعیین شده است . در این پژوهش نیز محدوده توافق و میزان خطا بین زاویه صفر و 15 و بین صفر و30 بر همین اساس مورد سنجش قرار گرفت و در صورتیکه در این محدوده قرار بگیرد تغییر ایجاد شده پذیرفته می شد.
پیش فرض های پژوهش
شیوع هیپرتانسیون داخل شکمی در بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه 18 تا 8/58 در صد می باشد.(8 ، 2)
معاینات بالینی تنها در60 در صد موارد قابلیت تشخیص هیپرتانسیون داخل شکمی را دارد.(2)
فشار بالاتر از 20 میلی متر جیوه می تواند منجر به ACS واختلال عمل ارگان های شکمی شود.(2)
اندازه گیری فشار داخل شکمی در تشخیص زود رس هیپرتانسیون شکمی مؤثر است.(2)
اندازه گیری فشار داخل شکمی در بیماران بخش مراقبت ویژه از اهمیت برخوردار می باشد ( 8 ، 2 )
جهت اندازه گیری فشار داخل شکمی نیاز به قرار دادن بیمار در وضعیت سوپاین می باشد.(17)
تحمل وضعیت سوپاین توسط برخی از بیماران خاص منجر با افزایش کاذب فشار داخل شکمی خواهد شد.(11،12)
قرار گرفتن بیمار در وضعیت سوپاین ممکن است منجر به بروز خطراتی مانند آسپیراسیون تنفسی ، دیسترس تنفسی و اختلالات همودینامیک و ... گردد.(21،2)
وضعیت توصیه شده برای بیماران بخش مراقبت ویژه جهت پیشگیری از پنومونی وابسته به ونتیلاتور ، زخم فشاری و... افزایش 30 درجهای زاویه سر تخت می باشد.(21،2)
حفظ راحتی وآسایش بیمار از وظایف پرستار مراقبت ویژه می باشد.(2)
یکی از وظایف پرستار اندازه گیری فشار داخل شکمی می باشد.(2)
تغییرات فشار داخل شکمی در وضعیت های مختلف قابل اندازه گیری است.
محدودیت های پژوهش :
با توجه به عدم امکان اندازه گیری دقیق وزن بیماران جهت محاسبه BMI از وزن تقریبی ثبت شده در پرونده پزشکی بیماران استفاده شد.
عدم وجود ست مخصوص اندازه گیری فشار داخل شکمی

چهارچوب پژوهش :
چهارچوب این پژوهش پنداشتی بوده و بر اساس مفهوم فشار داخل شکمی می باشد. براین اساس ، تعریف فشار داخل شکمی ، عوامل مؤثر بر آن ،هیپرتانسیون داخل شکمی و شیوع آن در ICU ، عوارض ناشی از افزایش آن ، اهمیت اندازهگیری و روشهای آن ، وضعیت بیمار حین اندازه گیری ، پیشگیری ودرمان هیپرتانسیون داخل شکمی مورد بحث قرار می گیرد.
شکم به صورت یک حفره بسته با دیواره های سخت ( دنده ها ، ستون فقرات و لگن ) و انعطاف پذیر ( دیواره شکم و دیافراگم ) است. الاستیسیته این دیواره ها و ماهیت محتویات شکم تعیین کننده فشار درون آن میباشد. بنابراین فشار داخل شکمی به صورت یک فشار ثابت و نهفته درون حفره شکم تعریف می گردد.IAP در هنگام دم (با انقباض دیافراگم ) افزایش و در هنگام بازدم (با شل شدن دیافراگم ) کاهش می یابد. همچنین IAP به صورت مستقیم تحت تاثیر حجم ارگان های جامد و یا احشایی توخالی( که ممکن است خالی یا پر شده بوسیله هوا ، مایع و یا مواد دفعی باشد.) ، آسیت ، خون یا شرایطی مثل بارداری یا وجود تومور نیز می باشد. همچنین وجود شرایطی که باز شدن دیواره شکم را محدود می کند جوشگاه های سوختگی یا ادم نیز بر روی IAP موثر است(2،21).
از آنجاییکه میزان IAP بحرانی که باعث نارسایی ارگانی شود از یک بیمار به بیمار دیگر متفاوت است و تحت تاثیر تفاوت های فیزیولوژیکی هر فرد و بیماری های همراه می باشد. تلاش های زیادی برای به دست آوردن معیارپیش گویی کننده تاثیر IAP بر روی پیش آگهی بیماران انجام شده است که در نهایت مفهوم فشار خونرسانی شکمی (APP) معرفی شد. APP نه تنها نشان دهنده IAP می باشد بلکه نشان دهنده پارامتر فیزیولوژیکی متوسط فشار شریانی که نماینده خونرسانی شکمی و ارگانی است نیز می باشد. مطالعات نشان داده است که APP بر روی IAP، PH ، کمبود باز و لاکتات شریانی در پیش گویی پیش آگهی بیمار ارجحیت دارد ( 23).
فشار خونرسانی شکمی با کم کردن IAP از متوسط فشار شریانی ( ( APP=MAP_IAP محاسبه می گردد که می تواند عامل پیشگویی کننده خونرسانی شکمی و بصورت بالقوه تعیین کننده پایان احیای مایعات باشد. میزان APP هدف حداقل 60 میلی متر جیوه است (10) .
میزان طبیعی IAP بین 5-0 میلی متر جیوه است اما شرایط خاص فیزیولوژیکی مانند چاقی مرضی یا بارداری موجب افزایش مزمن IAP بین 15-10 میلی متر جیوه می شود که فرد بدون بروز علائم پاتولوژیک با آن سازگاری پیدا می کند. در کودکان میزان IAP پایین تر می باشد. در بیماران بالغ بدحال IAP اغلب از میزان طبیعی بالاتر و بین 7-5 میلیمتر جیوه می رسد. جراحی اخیر شکم ،نارسایی ارگانی ، نیاز به تهویه مکانیکی و تغییرات در وضعیت بدن با افزایش IAP در ارتباط است. در بعضی از موارد افزایش IAP به شکل گذرا است (چند ثانیه تا چند دقیقه) اما اغلب بیشتر از این طول می کشد( چند ساعت تا چند روز ) که به طور بالقوه منجر به اختلال عملکرد و یا نارسایی ارگانی می شود (21، 19،2).
طبق تعریف ارائه شده توسط انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی، به افزایش مکرر و پاتولوژیکی 12 IAP ≥ میلی متر جیوه IAH اطلاق می گردد. شدت درجات IAH تعیین کننده درمان اورژانسی جهت کاهش فشار داخل شکمی (درمان های جراحی یا غیر جراحی ) می باشد. بر این اساس IAH به چهار درجه تقسیم بندی می گردد ؛ درجه I 15-12 میلی مترجیوه ، درجه II 20-16 میلی مترجیوه ، درجه III 25-21 میلی مترجیوه و درجه IV 25 IAP> میلی مترجیوه (20،17،2). بر اساس طول مدت نشانه ها به چهار گروه خیلی حاد ، حاد ، تحت حاد و مزمن تقسیم می گردد. در نوع خیلی حاد ، IAH در عرض چند ثانیه تا دقیقه به دنبال سرفه ، عطسه و یا هرگونه فعالیت فیزیکی و ... افزایش می یابد. افزایش IAH نوع حاد در عرض چند ساعته و بطور اولیه در بیماران که تحت عمل جراحی قرار گرفتند و یا در نتیجه آسیب یا خونریزی داخل شکمی ، اتفاق می افتد و ممکن است به سرعت منجر به سندرم کمپارتمان شکمی شود. IAH تحت حاد در طی چند روز بروز می کند و در بیماران داخلی شایعتر است. نوع مزمن در طی چند ماه ( مثل بارداری ) یا چند سال ( چاقی مرضی ، تومورهای داخل شکمی ، دیالیز صفاقی ، آسیب مزمن یا سیروز ) رخ می دهد و ممکن است بیماران را در معرض خطر نوع حاد و تحت حاد IAH قرار دهد (2).
افزایش فشار داخل شکمی به 20 میلی مترجیوه و بیشتر به همراه بروز یک نارسایی ارگانی نشانگر کمپارتمان شکمی است.( شکل2-1) ACS منجر به کاهش خطرناک جریان خون دیواره شکم و ارگان ها می گردد که منجر به ایسکمی و نکروز بافت های اطراف و سیستم عروقی می شود.ایسکمی به شکل اولیه منجر به پاسخ التهابی حاد شامل آزاد شدن سیتوکین ، تشکیل رادیکال آزاد ، کاهش تولید آدنوزین تری فسفات می شود.
این واسطه های شیمیایی باعث افزایش نفوذپذیری و ادم سلولی می گردد. کاهش ATP منجر به اختلالات الکترولیتی و خارج شدن محتویات داخل سلولی به فضای خارج سلولی می شود. از طرفی پاسخ های التهابی حاد منجر به انتقال باکتری از دستگاه گوارش به داخل خون بیماران مستعد می شود که بیماران را به سمت سپسیس و نارسایی چند ارگانی سوق خواهد داد (7،2).

شکل 2-1 سیر بروز سندرم کمپارتمان شکمی (17)
از این رو تشخیص بیماران درمعرض خطر از نظر بالینی بسیار مهم است تا با مداخله به موقع از بروز ACS جلوگیری شود و بیمار پیش آگهی بهتری داشته باشد. پرستار باید قادر باشد علائم و نشانه های ACS را در بیماران پرخطر شناسایی کند.برای این منظور آشنایی با اندازه گیری فشار داخل شکمی و فشار خونرسانی شکمی ضرورت دارد و اندازه گیری IAP باید قویاً در بیماران پرخطر انجام گردد (2) .
اخیرا اهمیت IAP در بیماران بدحال به شکل فزاینده ای مورد توجه قرار گرفته است چندین مطالعه اخیر نشان داده است که بالا رفتن میانگین IAP با بدتر شدن پیش آگهی بیماران در بخش های مراقبت ویژه در ارتباط است . پیشرفت IAH در طول دوره بستری در ICU یک عامل خطر مستقل برای مرگ و میر می باشد . شیوع IAH در بیماران بخش های مراقبت ویژه تا 50درصد نیز گزارش شده است . تاثیر IAP در بیماران بستری در در بخش های مختلف مراقبت ویژه داخلی و جراحی احتمالا متفاوت است (8) .اطلاعات بدست آمده شیوع و بروز IAH/ACS را در بیماران بخش های مختلف مراقبت ویژه تأیید می کند. در پایین میزان شیوع IAH در جمعیت های مختلف بیماران آمده است ؛
سپسیس شدید 87 -41% ( 23،24،22،7)
سوختگی وسیع 100-22% ( 25،26 )
جراحی وسیع شکم 45-32% (8)
ترومای بزرگ 5-2 % (7،10)
پانکراتیت 40-31% ( 27،28 )
بیماری احتقانی قلب و بعد از بای پس عروق کرونر 60-40% (29)
بیماران ICU داخلی 64-33% (30)
ICU کودکان 18-1% ( 31 )
مطالعات نشان داده است که اندازه گیری IAP به هیچ گروه خاصی از بیماران ، بیماری یا درمان محدود نمی شود بلکه باید به شکل روتین در همه گروههای در معرض خطر اندازه گیری انجام شود. طبق توصیه انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی در بیمارانیکه 2 یا بیشتر از 2 عامل از عوامل خطر IAH/ACS در بدو ورود به ICU داشته باشند و یا دچار یک نارسایی ارگانی جدید یا پیشرفت نارسایی ارگانی شوند IAP باید اندازه گیری گردد (33).
بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه دارای عوامل خطر IAH/ACS متعدد می باشند که به طور کلی این عوامل را می توان به چهار گروه اصلی تقسیم کرد:
عوامل کاهنده کمپلیانس دیواره شکم که شامل نارسایی حاد تنفسی ، جراحی شکم همراه با بستن اولیه فاشیا ، آسیب یا سوختگی وسیع ، در وضعیت دمر ، بالا بردن سر تخت بیش از 30 درجه ، BMI بالا و چاقی مرکزی
افزایش محتویات داخل لومن که شامل فلج گوارشی ،ایلئوس و انسداد کاذب کولون
افزایش محتویات شکم مانند: هموپریتوئن ، پنوموپریتوئن ، آسیت ، اختلال عملکرد کبدی
نشت مویرگی و احیای مایعات که شامل اسیدوز2/7 > PH ، هیپوتانسیون ، هیپوترمی (دمای مرکزی کمتر از 33 درجه ساتنی گراد)، کواگولوپاتی ( پلاکت کمتر ازmm3 /55000 یا PTT کمتر از 50 در صد ویا 5/1< INR ) دریافت مایعات کلوییدی یا کریستالوییدی بیش از 5 لیتر در 24 ساعت ویا اولیگوری و سپسیس (17)
بالا رفتن فشار داخل شکمی تقریباً بر همه ارگان های بدن اثرسوء دارد.IAH همراه با افزایش فشار داخل قفسه سینه منجر به کاهش برون ده قلبی علی رغم کسر تخلیه ای و حجم طبیعی می گردد. علاوه براین IAH باعث بالا رفتن فشار ورید مرکزی و فشار وج مویرگ های ریوی (PCWP) با وجود کاهش حجم مایعات بدن می شود، به طوریکه بیان شده است برای محاسبه میزان دقیق CVP و PCWPبه اندازه نیمی از IAPاندازه گیری شده باید از این فشارها کاسته شود. بنابراین بدنبال چنین تغییراتی ناشی از افزایش فشار داخل شکمی ارزیابی احیای مایعات با استفاده از PCWP وCVP می تواند گمراه کننده باشد. عدم تشخیص این مشخصه مهم بر روی عملکرد قلبی می تواند منجر به احیای ناکافی، ایسکمی مقاوم و بدتر شدن پیشآگهی گردد( 8،9،2). افزایش IAP باعث افزایش فشار پرده جنب و داخل قفسه سینه و به دنبال آن ادم ، آتلکتازی ، کاهش ظرفیت باقی مانده عملکردی ، کمپلیانس ریه و حجم باقیمانده می گردد. به صورتیکه علائم یک بیماری محدود کننده ریوی را بروز می دهد. اثرات IAP بر روی سیستم تنفسی بیشتر به صورت مکانیکی می باشد. کلاپس آلوئولی ناشی از کوچک شدن فضای داخل قفسه سینه و بالارفتن فشار داخل قفسه سینه ، باعث عدم تطابق تهویه و پرفیوژن ، هیپوکسی و اسیدوز تنفسی می شود. بنابراین فرد مراقبت کننده باید بیمار را از نظر هیپرتانسیون ریوی و انقباض عروقی ناشی از هیپوکسی تحت نظر قرار دهد.
در بیمارانیکه تحت تهویه مکانیکی هستند فشار مثبت انتهای بازدمی خودبخودی ، فشار حداکثر راه هوایی ، فشار پلاتو و متوسط فشار راه هوایی اغلب در نتیجه آسیب آلوئولی ناشی از فشار بالا می رود. علاوه بر این کمپلیانس استاتیک و دینامیک به طور واضحی کاهش پیدا می کند . افزایش ایسکمی ناشی از هیپوکسی منجر به آزاد شدن واسطههای التهابی شده و سندرم نارسایی تنفسی که در بیماران ICU شایع است بروز می کند. نارسایی تنفسی در نتیجه ترکیبی از عواملی مثل ؛ کلاپس آلوئولی ، افزایش فشار قفسه سینه و ادم بینابینی است.
اثر افزایش فشار داخل شکمی بر روی سیستم کلیوی از طریق افزایش جریان خون کلیوی ، فیلتراسیون کلیوی می باشد. در IAP15 و بالاتر علائم اولیگوریک و در بیشتر از 30 میلیمتر جیوه آنوری رخ می دهد. علت اختلال عملکرد کلیوی ناشی از چندین عامل همانند ؛ کاهش برون ده ادراری ، افزایش مقاومت عروق کلیوی و کاهش فیلتراسیون گلومرولی می باشد .کاهش برون ده ادراری ناشی از IAH منجر به افزایش مقاومت عروق سیستمیک وانقباض شریان های کلیوی میشود. این شرایط تحت تاثیر فاکتورهای هورمونی مثل آنتی دیورتیک و افزایش فعالیت رنین ، آلدوسترون پلاسما بدتر خواهد شد. افزایشIAP منجر به کاهش جریان خون احشایی به دنبال انقباض عروق مزانتر و ترشح وازوپرسین می گردد. وقتی IAP به 10 میلی متر جیوه و بیشتر برسد جریان خون ورید پورت کاهش پیدا می کند . کاهش جریان خون پورت منجر به ایسکمی کبد و بروز اختلالات انعقادی می گردد.
IAP بالا باعث ایسکمی بافتی در همه ارگانهای داخل شکمی به جزء غده آدرنال می شود. سیکل معیوب افزایش احتقان وریدی و کاهش جریان خون شریانی باعث ایسکمی و نشت مویرگی و آسیب سلولی می گردد. سپسیس و نارسایی چند ارگانی باعث می شود که سیستم گوارش دچار هیپوکسی بیشتر و دوره های ایسکمی و چرخه پاسخ های التهابی می شود.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

IAH یک عامل خطر مستقل برای آسیب ثانویه مغزی می باشد که بر روی فشار داخل جمجمه اثر می کند. افزایش IAP باعث بالا رفتن دیافراگم و به دنبال آن کاهش حجم داخل قفسه سینه و افزایش فشار داخل توراسیک می گردد. بالا رفتن این فشار منجر به افزایش فشار ورید مرکزی و به تبع آن افزایش فشار در ورید ژگولار داخلی می شود. این افزایش فشار ، جریان خون وریدی را مختل و منجر به احتقان داخل جمجمه ای و کاهش فشار خونرسانی مغزی و ایسکمی مغزی می شود(2).
ارتباط IAP و (ICP) در پژوهشی که توسط دیرن وهمکارانش بر روی 11 بیمار تحت تهویه مکانیکی با آسیب غیر ترومایی مغز در سال 2005 انجام شد به اثبات رسیده است . حتی افزایش ناچیز IAP نیز منجر به افزایش ICP می گردد.(66/3 ±13/8) همچنین در این پژوهش بیان شده است IAP می تواند عامل هیپرتانسیون داخل جمجمهای ایدیوپاتیک در افراد مبتلاء به چاقی مرضی باشد و یا علت بدتر شدن وضعیت نورولوژیک در بیماران مبتلاء به آسیب چندگانه بدون آسیب آشکار عصبی باشد (33).
با توجه به اثر IAH بر روی سیستم های مختلف و عوارض ناشی از افزایش آن، تشخیص زودهنگام جهت پیشگیری وبرطرف نمودن علت زمینهای ضروری است. درصورت شناسایی به موقع IAH با مداخلات غیرجراحی قابل کنترل می باشد. برای رسیدن به این هدف باید IAH قبل از بروز علائم سندرم کمپارتمان شکمی تشخیص داده شود. شواهد جدیدتر بیان می کند که اندازه گیری IAP هریک تا دو ساعت تا ثابت ماندن IAP برای جلوگیری از افزایش سریع IAP لازم می باشد (2) .
بررسی و اندازه گیری فشار داخل شکمی همانند سایر بررسی های همودینامیک از وظایف پرستار بخش مراقبت ویژه است. تحقیقات نشان داده است که تنها در 60درصد موارد معاینات بالینی در تشخیص IAH در مقایسه با اندازه گیری فشار داخل شکمی موفق بوده است. اندازه گیری سریال IAP برای تشخیص و درمان ACS/IAH ضروری است. زیرا حساسیت معاینه بالینی تنها 60-40درصد می باشد(10،11،12). از این رو طبق توصیه انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی، اندازه گیری روتین در بیماران دارای دو یا چند عامل خطر IAH باید هر 6-4 ساعت تا زمان حذف عامل خطر انجام شود(17).
IAP به دو روش مستقیم و غیر مستقیم اندازه گیری می شود. در روش مستقیم با استفاده از یک کاتتر داخل پریتوئن که به مانومتر آب یا ترانسدیوسرفشار متصل می شود مستقیماً فشار داخل شکمی اندازه گیری می گردد. این روش به شکل اولیه در طی جراحی لاپاراتومی استفاده می گردد(34).(شکل 2-2) اما این روش برای استفاده در محیط های ICU به دلیل عوارض بالقوه آلودگی پریتوئن یا پارگی روده قابل استفاده و عملی نیست.

شکل 2-2: اندازه گیری IAP به روش مستقیم( 34)
IAP به طور غیر مستقیم بوسیله اندازه گیری فشار ارگان های خاص درون شکم نیز قابل محاسبه است. قرار دادن یک کاتتر از طریق ورید فمورال به داخل ورید اجوف تحتانی یک روش اندازه گیری غیر مستقیم IAP است. اما این روش نیز دلیل عوارضی مثل عفونت و تشکیل ترومبوز محدود می باشد. روش دوم اندازه گیری غیر مستقیم شامل اندازه گیری فشار معده از طریق لوله های گاستروستومی یا بینی _معدی است.(شکل 2-3)در نهایت روش اخیر و استاندارد، پایش IAP از طریق سوند فولی و اندازه گیری فشار داخل مثانه می باشد.(شکل 2-4) دیواره مثانه وقتی حاوی حجمی به اندازه 50 تا 100 میلی لیتر مایع می باشد به عنوان یک دیواره غیر فعال عمل می کند و از قانون پاسکال تبعیت می کند و فشار را به مانومتر آب و یا ترانسدیوسر منتقل می کند( 34، 2) .

شکل 2-3: اندازه گیری IAP از طریق معده(34)

شکل 2-4 اندازه گیری فشار داخل شکمی از طریق کاتتر فولی( روش korn) (34)
مطالعات اخیر بیان کرده است که حجم 50-25 میلی لیتر کمترین میزان خطا را از نظربالینی برای اندازه گیری IAP دارد. در اندازه گیری IAP به این روش باید متغیر هایی که برروی حرکت دیواره مثانه مؤثر باشد مثل مثانه نوروژنیک تشخیص داده شود چرا که این اثر منجر به اندازه گیری کاذب IAP خواهد شد. در صورت بروز این موارد از دیگر روش های غیر مستقیم می توان استفاده کرد.استفاده از سوند مثانه سه راهه برای این روش مناسب تر است.با این حال از سوند فولی دوراهه نیز می توان برای اندازه گیری استفاده کرد. در صورت استفاده از سوند سه راهه می توان با استفاده از پورت شستشوی مثانه بدون نیاز به دسترسی مکرر به سیستم بسته بوسیله یک سر سوزن اندازه گیری را انجام داد. در صورت استفاده از سوند دو راهه بوسیله یک سوزن شماره 18 می توان ارتباط داخل مثانه را به سیستم اندازه گیری فشار برقرار کرد. این روش یک روش غیر تهاجمی ، مناسب، ساده ودقیق است که در همه محیط های ICUقابل استفاده می باشد. روش اخیر اولین بار در سال 1984 توسط کرن معرفی شد وبوسیله چتام تعدیل گردید . شرکت های مختلفی در پی تولید دستگاهای ساده ای برای اندازه گیری IAP بوده اند. یکی از نمونه هایی که امروزه بیشتر استفاده می گردد کیت ابوایزر می باشد که خطر بالقوه انتقال عفونت را به سیستم ادراری با بسته نگه داشتن سیستم اندازه گیری کاهش می دهد. (شکل 2-5) هرچند تحقیقات انجام شده در این زمینه که توسط چتام انجام شده است میزان بروز خطر انتقال عفونت را ناچیز گزارش کرده اند (2).

شکل شماره 2- 5 : کیت Ab viser (17)
از روش های اندازه گیری دیگر استفاده از کاتتر ادراری بیمار به عنوان یک مانومتر اندازه گیری فشار می باشد که اولین بار توسط هارا هیل (روش لوله U) ارائه گردید (35 ). (شکل 2- 6 ) در این روش نیاز به ترانسدیوسر فشار یا مانیتورینگ نمی باشد بنابراین برای استفاده در محیط های غیر از ICU مناسب است. امروزه چندین شرکت تجاری در پی ساخت تجهیزاتی هستند که به صورت غیر تهاجمی و با کمترین صرف وقت کادر پرستاری قادر به اندازه گیری IAP باشد. مبنای اندازه گیری همه این وسایل از طریق فشار مثانه به عنوان عنوان فشار داخل شکمی است(2).

شکل 2-6 اندازه گیری فشار داخل شکمی به روش لوله U(35)
طبق استاندارد طلایی ارائه شده توسط انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی و سایت هیپرتانسیون داخل شکمی اندازه گیری IAP به هر کدام از روش های ذکر شده باید در وضعیت صفر درجه انجام گردد. اما به دلیل اثرات نامطلوب این وضعیت بر روی سیستم تنفسی و قلبی_عروقی در بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه به ندرت این بیماران قادر به تحمل این وضعیت می باشند. بنابراین پژوهشگران مطالعات زیادی در این زمینه انجام داده اند تا به وضعیت مناسبی که با حفظ راحتی و آسایش بیماران منجر به اندازه گیری دقیق تر IAP دست پیدا کنند (12،11،1).
مدیریت مناسب بیماران در معرض خطر IAH و بررسی دقیق وضعیت قلبی_ عروقی همراه با در نظر گرفتن خطاهایی است که IAP می تواند بر روی وضعیت همودینامیک داشته باشد، ضروری است(8).
تنظیم مناسب ونتیلاتور با توجه به اثرات افزایش IAP بر روی کمپلیانس دیواره قفسه سینه بسیار مهم است . مدیریت دقیق مایعات و وازوپرسورها نیز بسیار کلیدی و مهم است چرا که مایع کم ممکن است منجر به ایسکمی روده ای و تولید سایتوکین ها گردد. این جریان وقتی سندرم نفوذپذیری مویرگی رخ میدهد خیلی بدتر خواهد شد(2). جهت کمک به درمان این گونه پیچیدگیها انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی توصیه به استفاده از الگوریتم بررسی و درمان سندرم کمپارتمان شکمی و هیپرتانسیون شکمی کرده است (شکل 2-7) (37،36) .
2282825-63500اندازه گیری IAP و APP به صورت مداوم یاحداقل هر 6-4 ساعت
ادامه درمان تا حفظ IAP کمتر از mmHg 15 و APP بیش از mmHg 60
00اندازه گیری IAP و APP به صورت مداوم یاحداقل هر 6-4 ساعت
ادامه درمان تا حفظ IAP کمتر از mmHg 15 و APP بیش از mmHg 60
2879725-440690002386965-1088390mmHg 12< IAP
شروع درمان طبی تا کاهش IAP
00mmHg 12< IAP
شروع درمان طبی تا کاهش IAP

52673252768600039681152768600047498027686000156781527686000290893527686000
4648200259715بهبود جریان خون سیستمیک و منطقه ای
00بهبود جریان خون سیستمیک و منطقه ای
3420110259715مطلوب سازی تجویز مایعات
00مطلوب سازی تجویز مایعات
2278380259715بهبود کمپلیانس دیواره شکم
00بهبود کمپلیانس دیواره شکم
1019175259715خارج کردن توده های فضاگیر خل شکمی
00خارج کردن توده های فضاگیر خل شکمی
-90170259715تخلیه محتویات داخله روده ای
00تخلیه محتویات داخله روده ای

-5162552924810مرحله اول
00مرحله اول
4623435263525احیای مایعات با هدف مستقیم
00احیای مایعات با هدف مستقیم
3420110263525اجتناب از تجویز بیش از حد مایعات
00اجتناب از تجویز بیش از حد مایعات
2278380263525اطمینان از آرامبخشی و بی دردی کافی
00اطمینان از آرامبخشی و بی دردی کافی
1019175238760سونوگرافیشکمی جهت تشخیص ضایعات
ایعات
00سونوگرافیشکمی جهت تشخیص ضایعات
ایعات
-90170238760گذاشتن NGT یا رکتال تیوب
00گذاشتن NGT یا رکتال تیوب

-90170272415شروع داروهای افزایش دهنده حرکات معده روده
00شروع داروهای افزایش دهنده حرکات معده روده

3334385111125کمک به حفظ تعادل منفی مایعات برای سه روز
00کمک به حفظ تعادل منفی مایعات برای سه روز
-4667254046855مرحله دوم
00مرحله دوم
-90170111125به حداقل رساندن تغذیه روده ای
00به حداقل رساندن تغذیه روده ای
4623435111125حفظ فشار پرفیوؤن شکمی mmHg60≤APP
00حفظ فشار پرفیوؤن شکمی mmHg60≤APP
2194560111125برداشتنپانسمانها واسکارهایمحدودکننده شکم
00برداشتنپانسمانها واسکارهایمحدودکننده شکم
933450111125توموگرافی کامپیوتری شکم برای تشخیص ضایعات شکمی
00توموگرافی کامپیوتری شکم برای تشخیص ضایعات شکمی

4592955169545مانیتورینگ همودینامیک جهت احیای مایعات
00مانیتورینگ همودینامیک جهت احیای مایعات
2194560169545اجتناب از وضعیت دمر وافزایش سرتخت بیش از20 درجه
00اجتناب از وضعیت دمر وافزایش سرتخت بیش از20 درجه
3363595169545احیا با مایعات هیپرتونیک وکلوییدی
00احیا با مایعات هیپرتونیک وکلوییدی
963295270510درناژ با کاتتر از طریق پوست
00درناژ با کاتتر از طریق پوست
-90170208280تجویز انما
00تجویز انما

9563105080برداشتن ضایعات توسط جراحی
00برداشتن ضایعات توسط جراحی
459359025400تجویز داروهای وازواکتیو جهت حفظ APP>60 mmHg
00تجویز داروهای وازواکتیو جهت حفظ APP>60 mmHg
333375025400برداشتن مایعات توسط دیورتیک
00برداشتن مایعات توسط دیورتیک
211455025400وضعیت عکس ترندلنبرگ
00وضعیت عکس ترندلنبرگ
-692158255کلونوسکوپی با هدف کاهش فشار
00کلونوسکوپی با هدف کاهش فشار
-4152905200015مرحله سوم
00مرحله سوم

336359551435انجام همودیالیز / اولترافیلتراسیون
00انجام همودیالیز / اولترافیلتراسیون
211455051435تجویز بلوک کننده های عصبی-عضلانی
00تجویز بلوک کننده های عصبی-عضلانی
-3937089535قطع تغذیه روده ای
00قطع تغذیه روده ای

-4152906217285مرحله چهارم
00مرحله چهارم
-90170189865در صورت mmHg 25< IAP (و یا mmHg 60 < APP ) و وجود نارسایی یا اختلال عملکرد ارگانی جدید IAH/ACS بیمار به درمان طبی مقاوم می باشد. انجام لاپاراتومی با هدف کاهش فشار داخل شکمی به طور اکید توصیه می گردد.
00در صورت mmHg 25< IAP (و یا mmHg 60 < APP ) و وجود نارسایی یا اختلال عملکرد ارگانی جدید IAH/ACS بیمار به درمان طبی مقاوم می باشد. انجام لاپاراتومی با هدف کاهش فشار داخل شکمی به طور اکید توصیه می گردد.

شکل 2-7: الگوریتم درمان هیپرتانسیون داخل شکمی و سندرم کمپارتمان شکمی(36)
درمان های غیر جراحی شامل 5 مداخله درمانی می باشد.
1. تخلیه محتویات داخل روده ای
2. تخلیه محتویات خارج روده ای (درون شکم یا فضای رتروپریتوئن)
3. بهبود کمپلیانس دیواره شکم
4. تعدیل تجویز مایعات (به اندازه کافی ونه خیلی زیاد)
5. بهبود پرفیوژن بافتی
تخلیه محتویات داخل روده ای
حجم زیاد هوا در دستگاه گوارش و ایلئوس دو عارضه ای است که در بیماران بخش های مراقبت ویژه که تحت تهویه مکانیکی و دریافت ترکیبی از داروهای مختلف می باشند رخ می دهد. تجمع مایعات و گازهای داخل لوله گوارش حجم درون حفره شکم را افزایش می دهد و منجر به افزایش IAP و کاهش خونرسانی می گردد.یک مداخله ساده مثل ساکشن لوله بینی –معدی و درناژ رکتال تیوب اغلب اوقات برای درمان این مشکل وپایین آوردن IAP مؤثر است. تجویز داروهای محرک پروکینتیک مثل اریترومایسین و متوکلوپروماید به تخلیه مواد داخل روده ای کمک خواهد کرد. به ندرت برای کاهش فشار داخل روده ای از کلونوسکوپی کاهنده فشار یا حتی جراحی شکم نیز ممکن است استفاده گردد(38).
تخلیه فضای خارج روده ای از توده های فضاگیر
مایع آزاد در شکم ، آبسه یا هماتوم رتروپریتوئن می تواند منجر به افزایش IAP گردد. این موارد بوسیله معاینه فیزیکی ، سنوگرافی و سی تی اسکن لگن قابل تشخیص می باشد. درناژ مایعات جمع شده از طریق پوست پرفیوژن ارگانی را بهبود می بخشد و از انجام مداخله جراحی جلوگیری می کند. مطالعات اخیر نشان داده است که درناژ مایعات باعث کاهش سطح سایتوکین های التهابی هم در فضای داخل شکمی و هم در سطح سرمی می گردد (40،39)
بهبود کمپلیانس دیواره شکم
وقتی دیواره شکم بیش از حد اتساع پیدا می کنددیگر افزایش فشار داخل شکمی تحمل نخواهد شد. بویژه در بیمارانیکه تحت تهویه مکانیکی می باشند و یا درد دارند. در حقیقت نوسانات IAP در طی تهویه مکانیکی می تواند یک شاخص مفید کاهش کمپلیانس دیواره شکم باشد. اگر تفاوت زیادی بین IAP در انتهای بازدم و انتهای دم وجود داشته باشد به این معنی می باشد که بیمار به سمت IAH در حال پیشرفت است .گاهی اوقات به کاربردن مداخلات بسیار ساده مثل تجویز مسکن یا آرامبخش ها در کاهش IAP مؤثر است.با توجه به تاثیر وضعیت بدن بر روی IAP ، مداخله ساده دیگر در کاهش فشار داخل شکمی قرار دادن بیمار در وضعیتی است که شکم صاف و بدون چین خوردگی باشد به طور مثال قرار دادن بیمار دروضعیت طاقباز همراه با وضعیت ترندلنبرگ بر عکس می تواند به کاهش IAP کمک کند. قرار دادن بیمار در وضعیت خوابیده به شکم همچنین باعث افزایش IAP می گردد که در این موارد مراقبت دقیق از نظر ایسکمی روده ای باید انجام گردد. برخی از مطالعات و شواهد بالینی بیان می کند که اگر با این مداخلات همچنان IAP بیش از 20 میلی متر جیوه باشد استفاده از بلوک کننده های عصبی _عضلانی می تواند مؤثر باشد (40).
از دیگر روش های مشابه استفاده از بی دردی اپی دورال است. ها کابیان و همکارانش در مطالعه ای که بروی بیماران بعد از عمل جراحی با IAP بالای 15 میلی متر جیوه که تحت بی دردی اپی دورال قرارگرفتند به این نتیجه رسیدند که یک ساعت بعد از بی دردی اپی دورال IAP از 7/15 به 9/5 کاهش یافت . این در حالی است که کاهش متوسط فشار شریانی در این بیماران دیده نشد(41).
احیای مایعات
احیای مناسب مایعات ممکن است کار دشواری در بیماران بدحال باشد . بخصوص در حضور IAP بالا وجود IAH ممکن است تفسیر بسیاری از شاخص های همودینامیک را تحت تاثیر قرار دهد. این در حالی است که تجویز بیش از حد مایعات نیز منجر به افزایش فشار داخل شکمی و بدتر شدن نتایج درمان می گردد. پیچیدگی تداخل بین فشارهای داخل شکمی ، داخل قفسه سینه ای و داخل عروقی صحت استفاده از CVP و PCWP را در بررسی حجم مایعات بدن دچار مشکل می سازد . بررسی حجم پایان دیاستولی بوسیله اکوکاردیوگرافی روش دقیقتری برای بررسی حجم داخل عروقی می باشد که معمولاً در دسترس نمی باشد.IAP می تواند به عنوان پارامتری برای تصحیح استاندارد CVP و PCWP به کار برده شود. بیمارانیکه در خطر IAH قرار دارند نیازمند مراقبت دقیق تر از نظر تجویز مایعات می باشند. احیای مایعات در این بیماران باید با توجه به وضعیت پارامترهای قلبی ، اکسیژناسیون ، برون ده ادراری و اندازه گیری IAP انجام گردد.( 42،43)
اصلاح پرفیوژن بافتی
بدنبال احیای مطلوب مایعات ، جریان خون شکمی برقرار می گردد که این موضوع بوسیله فشار پرفیوژن شکمی قابل محاسبه است . اساس این مفهوم همانند فشار پرفیوژن مغزی است. جریان خون بافتی در ارتباط مستقیم با MAP می باشد. APP که منعکس کننده اکسیژناسیون واقعی بافتی است نسبت به اندازه گیری IAP یک معیار پیشگویی کننده دقیق تری است. بیمارانیکه به درستی در آنها احیای مایعات انجام شده است بوسیله عوامل اینوتروپیک وضعیت اکسیژناسیون بافتی بهتری خواهند داشت . به منظور اطمینان از اکسیژناسیون کافی بافتی APP نباید کمتر از 60 میلی متر جیوه باشد.(44)
MAP- IAP=APP
درمان های جراحی (لاپاراتومی کاهنده فشار)
وقتی همه راه های کاهش فشار داخل شکمی منجر به شکست می شود و بیمار از IAH به سمت ACS پیشرفت می کند نیاز به یک جراحی فوری پیدا میکند. این بیماران معمولاً از مرحله پایانی ایسکمی بافتی رنج می برندکه به سمت اختلال عملکرد سلولی و در نهایت مرگ سلولی پیش می رود. مناسب ترین درمان ، جراحی فوری کاهنده فشار از طریق تکنیک های شکم باز و یا به صورت اولیه انجام فاشیاتومی زیر پوستی است. عدم تعجیل در انجام دکمپرسیون جراحی ACS منجر به طولانی شدن زمان و افزایش شدت ایسکمی مزانتر و نیز کاهش خونرسانی ارگان های چند گانه و نهایتاً افزایش مرگ ومیر می گردد (39).
به هرحال علی رغم شیوع بالای IAH/ACS در بیماران داخلی اکثر پزشکان و پرستاران بر این باور هستند که تنها درمان IAH دکمپرسیون جراحی می باشد . در حالی که درمان غیر جراحی سنگ بنای درمان این سندرم می باشدو نقش حیاتی را در پیشگیری و درمان نارسایی ارگانی ناشی از IAH ایفا می کند. امروزه مطالعات زیادی نشان داده اند که درمان غیر جراحی نه تنها میزان بقا را بهتر می کند بلکه از پیشرفت کامل ACS نیز جلوگیری خواهد کرد و طول مدت بستری در ICU و بیمارستان را کاهش خواهد داد و از طرفی از نظر اقتصادی نیز مقرون به صرفه خواهد بود(45).
اندازه گیری IAP به هر روشی که انجام گردد حفظ راحتی وآسایش بیمار در حین اندازه گیری IAP بسیار مهم و ضروری است. یکی از جنبه های راحتی وآسایش، بیماران بخصوص بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه حفظ وضعیت مناسب و بی خطر آنها می باشد.از طرفی وضعیت بیمار باید به گونه ای باشد که به صحت اندازه گیری IAP و سایر پارامترهای همودینامیکی خللی وارد نکند.
مطالب ذکر شده نشان می دهد که اندازه گیری IAP می تواند در تشخیص زود هنگام IAH بسیار مفید باشد و لزوم انجام این فرایند نیاز به وضعیت ایمن و راحتی بیمار با توجه به شیوع آن دارد لذا تعیین وضعیتی از زاویه سر تخت برای اندازه گیری IAP بویژه در روش اندازه گیری مداوم جهت پیشگیری از عوارض وضعیت صفر درجه بسیار مهم می باشد از این رو این پژوهش با توجه به اهمیت مسئله مزبور انجام گردید.
مروری بر مطالعات انجام شده :
اهمیت اندازه گیری سریال IAPدر بررسی و احیای بیماران به شدت بد حال در دهه گذشته به طور فزاینده ای تشخیص داده شده است. IAP باید در بیمارانیکه عوامل خطر IAH / ACS را دارند کنترل گردد.
چتام و همکاران (2009) مطالعه ا ی کهورت آینده نگر با هدف تعیین تاثیر سه وضعیت مختلف بدن (وضعیت طاقباز یا صفر درجه ، 15 درجه و 30 درجه ) برروی فشار داخل مثانه که روش استاندارد شده برای اندازه گیری فشار داخل شکمی می باشد می باشد انجام دادند .
-296164015144751)Intra-ahdomind Prerruse
2)Su Iutya-abdominal hypertension
3)Abodmind Comartment sundrome
4) Yentilatore –Associated pneumonia
5) Supine position
6 )chcathametal
001)Intra-ahdomind Prerruse
2)Su Iutya-abdominal hypertension
3)Abodmind Comartment sundrome
4) Yentilatore –Associated pneumonia
5) Supine position
6 )chcathametal
معیارهای ورود نمونه شامل بیماران 18 سال و بالاتر دریافت داروی آرامبخش و اتصال به تهویه مکانیکی که حداقل یک عامل خطر IAH/ACS به شمار می رود. معیارهای خروج هر بیماری که نمی توانست تغییر در وضعیت بدن را تحمل کند مثل بیماران با ضایعات نخاعی ، هیپرتانسیون داخل جمجمه ای ، بی ثباتی همودینامیک را شامل می شد .
با توجه به موارد فوق تعداد 132 بیمار در مطالعه شرکت داده شدند . بعد از کسب اجازه از کمیته اخلاق و اخذ فرم رضایت ، بیماران در سه وضعیت طاقباز ، 15 درجه و 30 درجه قرار گرفتند و از خار ایلیاک به عنوان نقطه صفر اندازه گیری استفاده شد و برای کنترل تاثیر انقباض عضله دیواره شکم برروی اندازه گیری IAPبیمارانآرام میشدند به طوریکه نمرهآرامبخش و آژیتاسیون براساس معیار ریچموند (RASS ) در طی دوره اندازه گیری (4-) بود .
اندازه گیری از طریق مثانه و با تزریق 20 میلی لیترنرمال سالین به داخل مثانه با استفاده از کیت ابوایزر انجام شد . سه بار اندازه گیری در هر وضعیت ( صفر درجه ، 15 درجه و 30 درجه ) حداقل به فاصله 4 ساعت انجام شد. اندازه گیری در انتها ی بازدم و در حالیکه انقباض فعال عضله شکم وجود نداشت و بعد از حداقل 30 ثانیه برای جلوگیری از انقباض مثانه صورت گرفت. نرمال سالین تزریق شده اجازه می دهد تا مثانه برای اندازه گیری بعدی IAP به طور کامل تخلیه شود . اطلاعات فردی در نظر گرفته شده شامل : سن ، جنس ، وزن قد تشخیص زمان پذیرش یا مکانیزم آسیب و وجود عامل خطر IAP بود .-915225569851)Acute physidogy and Chronic Health Evalution Score version
2)Simlified Acute physiology Score Version
3)Seoyuential organ failure Assessment score
001)Acute physidogy and Chronic Health Evalution Score version
2)Simlified Acute physiology Score Version
3)Seoyuential organ failure Assessment score
متوسط سن بیماران 18±59 سال ، 71 درصد مرد ،متوسط شاخص توده بدنی 6±27 ، به طور متوسط تشخیص بیماران 43 درصد داخلی ، 39 درصد جراحی ، و 18 درصد تروما بود. شد .
شدت بیماری طی اندازه گیری در یک دوره 24 ساعته بوسیله نمره نارسایی ارگانی ( SOFA) ( SAPS) ، ( APACHE II) تعیین شد که متوسط این معیارها به ترتیب 6±10، 18± 45، 9± 21 بود. برای هر وضعیت متوسط فشار شریانی (MAP) و PEEP و حداکثر فشار بازدمی (PIP) ، متوسط فشار راه هوایی(MAP ) و RASS ثبت اطلاعات با ضریب اطمینان %95 گزارش گردید . از واریانس اندازه گیری مکرر ، آزمونt وپست هوک برای معنی داری بین گروه های IAP و جهت تعیین میزان خطا و حد توافق بین سه گروه وضعیت از روش بلند و آلتمن استفاده گردید. در این پژوهش طبق انجمن جهانی سندرم کمپارتمان شکمی میزان خطا کمتر از 1 میلیمتر جیوه و حد توافق بین 4- تا 4+ بیان شده است. بین همه معیار ها با 5 0/0 >P معنی دار در نظر گرفته شد . از 132 بیمار شرکت داده شده در این مطالعه 392 بار اندازه گیری IAP انجام شد . در 4 بیمار به دلیل عدم تحمل ،وضعیت سوم اندازه گیری در آنها انجام نشد .
شیوع IAH 46 درصد ، ACS 15 درصد ، متوسط فشار شریانی 83 میلی متر جیوه ، حداکثر فشار بازدمی 24 سانتی متر آب ، متوسط فشار راه هوایی 13 سانتی متر آب و متوسط فشار مثبت انتهای بازدمی 8 سانتی متر آب بود . متوسط RASS 8/3- تایید کننده صحت اندازه گیری IAPاست. 88 درصد بیماران د ر طی اندازه گیری شکم بسته داشتند و در 12درصد شکم باز شده بود . از نظر درمان هیپرتانسیون داخل شکمی 56درصد نیاز به دکمپرسیون شکمی و 44 درصد نیاز به شکم باز داشتند . 24درصد ا ز بیماران به دلایل نارسایی چند ارگانی (44درصد) ، ACS (22درصد)، خونریزی (18درصد) و سپسیس (15درصد) فوت کردند . سه سری اندازه گیری IAP در هر وضعیت بدن با آنالیز واریانس مقایسه شد .
مقایسه IAP در زاویه 15 و30 درجه در مقایسه با IAP در صفر درجه اختلاف معنی داری نشان داد. ( 0001/0>P ) میزان خطا و محدوده توافق به ترتیب بین زوایای 15-0 ، 1/5 میلیمتر جیوه و2/8- تا 5/8 ومیزان خطا و محدوده توافق به ترتیب بین زوایای 30-0 3/7 و 2/2- تا 9/6 گزارش گردید. داده ها نشان داد که وقتی فشار داخل شکمی به 20 میلیمتر جیوه و بیشتر رسید، زوایای کمتر از30درجه در افزایش فشار داخل شکمی موثر نیست . ( 01/0 > (P این نتیجه بیان می کند که IAP در بیماران بد حال در زوایای بین صفر و 30 درجه قابل اندازه گیری می باشد .
این پژوهش بیان می کند که بالا بردن سرتخت حتی به میزان کم باعث افزایش فشار داخل شکمی نسبت به وضعیت صفر درجه می گردد. این اختلافات وضعیتی اگرچه اندک به نظر می رسد اما هم از نظر آماری و هم از نظر بالینی مهم هستند و می تواند به شکل بالقوه منجر به تغییر در درمان بالینی شوند. ثبات وضعیت بیمار از یک اندازه گیری تا اندازه گیری بعدی در صحت اندازه گیری IAP برای تصمیم گیری بالینی اهمیت دارد.
این مطالعه پیشنهاد می نماید که اندازه گیریIAP در وضعیت صفر درجه انجام شود تا هم یک استاندارد سازی در تکنیک اندازه گیری بوجود آید و هم اینکه از خطاهای اندازه گیری در زوایای 15 و 30 درجه پیشگیری شود. مراقبت کنندگان باید به این مساله توجه داشته باشند که در صورت بالا بردن سر تخت در فواصل اندازه گیری جهت پیشگیری از پنومونی ممکن است میزان IAP کمتر از حد واقعی نشان داده شود(1) .
اندازه گیری فشار داخل شکمی به منظور شناسایی هیپرتانسیون داخل شکمی که ممکن است علاوه بر بروز اختلالات قلبی _عروقی ، تنفسی وکلیوی موجب اختلال گردش خون احشایی شود،استفاده می گردد. از آنجائیکه درجه ای از IAP که در آن درجه ، سندرم کمپارتمان شکمی تشخیص داده شود ، هنوز تعریف نشده است و همچنین تاثیر درجه ای که معمولا برای وضعیت سرتخت استفاده می شود، بر اندازه گیری وسنجش روشن نیست ، مطالعات زیادی در این زمینه در حال انجام است . از این روواسکویز و همکارانش در ویچیتا کانزاس مطالعه ای مقطعی آینده نگر با هدف تاثیر درجات مختلف سرتخت برروی فشار داخل شکمی که بوسیله اندازه گیری فشار داخل مثانه اندازه گیری می گردد، را انجام دادند.
در این پژوهش پس از کسب اجازه از کمیته استانداردهای اخلاقی در پژوهش های تجربی ودریافت موافقت از سازمان تحقیق پزشکی ویچیتا انجام گردید .معیارهای ورود نمو نه در این مطالعه شامل : بیماران ترومایی 18 سال به بالا که با جایگذاری کاتترادراری در ICU پذیرش می شدند بوده است . معیارهای خروج بارداری ، شکستگی همراه با جابجایی و هماتوم لگن ؛ سیستکتومی قبلی ، پارگی تروماتیک مثانه ، موارد منع وضعیت خوابیده به پشت ؛ نیمه خوابیده وضعیت به پهلو ، عدم ثبات همودینامیک ؛ مایع درمانی وسیع و وجود کاتتر سوپراپوبیک ذکر شده است .
با رعایت موارد فوق تعداد 45 نفر بیمارترومایی پذیرش شده بین مارس 2005 تا اگوست 2005 به عنوان واحدهای مورد پژوهش در نظر گرفته شد. روش کار بدین شرح بوده است که برای هر واحد مورد پژوهش سه بار در 5 وضعیت خوابیده به پشت ( صفر ، 15 ، 30 ، 45 و 30 درجه بالای خط افقی همراه با 15 درجه انحراف سرتخت) اندازه گیری فشار داخل مثانه که نمایانگر فشار داخل شکمی می باشد انجام شد . اندازه زاویه سرتخت بوسیله شاخص زاویه موجود در نرده هر تخت سنجیده شد . اندازه گیری فشار داخل مثانه درانتهای بازدم و حداقل یک دقیقه بعد از هر تغییر وضعیت بیمار جهت برقراری تعادل بدن انجام شد. بعلاوه همه اندازه گیری های واحدهای مورد پژوهش در طی یک دوره 4 ساعته جهت به حداقل رساندن تاثیر تغییرات وضعیت بالینی بر اندازه گیری فشار داخل مثانه صورت گرفت .کیت ابوایزر اندازه گیری فشار داخل شکمی از طریق کاتتر فولی به واحدهای پژوهش وصل گردید ؛ بعد از قرار دادن بیمار در اولین وضعیت و برقراری موازنه به آرامی 50 سی سی سرم نرمال سالین به داخل مثانه تزریق گردید . بعد از حداقل یک دقیقه، فشار اندازه گیری شده مثانه ثبت شد . این روش برای وضعیت های بعدی تا زمانی که فشار داخل مثانه برای هر 5 وضعیت تعیین شده اندازه گیری و ثبت شود ادامه یافت . IAP بیماران در هر 5 وضعیت سه بار اندازه گیری شد و متوسط IAP محاسبه گردید . از این رو 675 بار فشار داخل مثانه برای 45 بیما رمورد بررسی قرار گرفت جمع آوری داده ها در همه شیفت ها صورت گرفت .
بیماران انتخاب شده از نظر شاخص توده بدنی (BMI) براساس طبقه بندی سازمان بهداشت جهانی در سال 2000 در چهار گروه : وزن کمتر از حد طبیعی 5/18 >BMI ، وزن در محدوده طبیعی 99/24_5/18 ، اضافه وزن 99/29_25 و چاقی 30 <BMI طبقه بندی شدند. خصوصیات بالینی و دریافت مداخلات مختلف آنها عبارت بود از : ساکشن لوله بینی (7/26درصد) ، تغذیه لوله ای (6/15درصد) ، فلج روده ای ( 11درصد) ، لاپاراتومی (9/8درصد) ، استفاده از فلج کننده های شیمیایی (2/2درصد) ، اتصال به تهویه مکانیکی (3/33درصد) با فشار پلاتو 40-7 و متوسط کل آن 14/21 بود.
برای یکسان سازی واحدهای مورد پژوهش در گروه بندی BMI از آزمون کای اسکوئر و آزمونt زوج استفاده شد. جهت تاثیر زاویه سر تخت بر میزان فشار مثانه ، میانگین فشار داخل مثانه در وضعیت های مختلف بوسیله آزمون آنوا یک طرفه مقایسه شد که از نظر آماری در همه وضعیت های بدن تفاوت معنی دار داشت(001/0(P<.
برای همسان سازی گروههای طبیعی ، اضافه وزن و چاق بر اساس دسته بندی BMI از نظر تعداد ، خصوصیات فردی و بالینی از آزمون squre-chi و t- Test استفاده شد که تفاوت معنی دار را نشان نداد. همچنین آزمون پست هوک 4 در وضعیت صفر درجه اختلاف معنی دار را بین گروه های طبیعی ، اضافه وزن وچاق از نظر فشار داخل مثانه نشان داد. (001/0>P ( ولی بین گروه چاق و اضافه وزن اختلاف معنی دار دیده نشد. در وضعیت 15 درجه تفاوت معنی دار بین گروه طبیعی و چاقی دیده شد. (001/0 (P<
آزمون Ancova بین BMI به عنوان یک متغیر همراه تشدید کننده و فشار داخل مثانه تفاوت معنی داری را نشان داد. ( 013/0P= ) نتایج بیان کننده افزایش معنی دار در میزان فشار داخل مثانه به دنبال بالا بردن سر تخت که معمولا برای بیماران بستری درICU استفاده می شود، است. 72درصد تغییر در فشار داخل مثانه به دلیل تغییر در بالا بردن سر تخت می باشد به گونه ای که از وضعیت خوابیده یا صفر درجه (6 /1 ± 2/10 میلیمتر جیوه) به وضعیت 15 درجه( 7/1 ± 4/12 میلیمتر جیوه ) تفاوت معنی دار گزارش می شود.
علاوه بر این متوسط افزایش از وضعیت صفر درجه به وضعیت 30 درجه با انحراف 15 درجه 1/9 میلیمتر جیوه بود که بطور بالقوه فشار داخل شکمی بیمار را از درجه I (IAP بین 12 تا 15 میلیمتر جیوه) به درجه II ( IAP بین 21 تا 25 میلیمتر جیوه ) تغییر می دهد. همچنین اثر بالا بردن سر تخت در بیماران با BMI بالاتر به مراتب بیشتر است و36 -25 درصد تغییر در فشار مثانه به دلیل BMI بوده است . نتایج فوق ارتباط نسبی را بین بالا بردن سر تخت و فشار داخل مثانه شرح می دهد. توجه به فشار داخل شکمی به عنوان یک عامل فیزیولوژیک مهم در بیماران ویژه به شکل فزایند ه ای درحا ل افزایش است(12).
بالا بردن سر تخت یک وضعیت توصیه شده برای اکثر بیماران بستری در بخش های مراقبت ویژه می باشد. هیچ دلیل فیزیولوژیکی ، تکنیکی و بالینی برای عدم اندازه گیری IAP در وضعیت 30 درجه وجود ندارد. به این منظور پژوهشی آینده نگر ،تصادفی و تجربی با هدف بررسی امکان پذیر بودن اندازه گیری IAP در وضعیت 30 درجه توسط شوستر و همکارانش در بیمارستان عمومی الگنسی پنسیلوانیا بر روی 120 بیمار بستری در بخش های مختلف مراقبت ویژه انجام شد. معیارهای ورود به پژوهش شامل بیماران بالای 18 سال که از نظر بالینی نیاز به کاتتر ادراری داشته باشند بود و هر بیماریکه قادر به تحمل تغییر وضعیت نبود و یا دارای مثانه نوروژنیک ،پارگی مثانه و یا هماچوری بود از مطالعه خارج گردیدند.
اندازه گیری فشار داخل شکمی به روش کرن انجام شد.در این مطالعه واحدهای مورد پژوهش در وضعیت صفر درجه قرار داده شدند و IAP با وارد کردن 25 میلی لیتر نرمال سالین به داخل مثانه اندازه گیری شد.
سپس دومین اندازه گیری به صورت تصادفی در یکی از 12 وضعیت ترکیبی شامل ؛ 4 وضعیت مختلف بدن (صفر درجه ، 30 درجه ، پهلوی راست همراه با زاویه 30 درجه و پهلوی چپ همراه با زاویه 30 درجه سر تخت ) و سه حجم مختلف 25 ، 50 و 200 میلی لیتر نرمال سالین انجام شد.
جهت آنالیز داده های با توزیع نرمال از آنالیز واریانس و تست نئوما کولس و پست هوک و برای داده هایی که توزیع نرمال نداشتند از آزمون های کروسکال والیس و یا ویلکاکسون و برای مقایسه اندازه گیری ها در شرایط مختلف از آزمون تی زوج استفاده گردید.
از 120 بیمار مورد پژوهش که فرم رضایت نامه شرکت در پژوهش را امضاء نموده بودند 66 بیمار مرد و 111 نفر سفید پوست با میانگین سنی 5/63 )1/17= (SD بودند . شاخص توده بدنی8/15 تا54 با میانگین 29(3/7=(SD و طول مدت اقامت در ICU قبل از اندازه گیری IAP از یک تا 50 روز با میانگین 7/4 (8/6=SD ) بود. آنالیز واریانس نشان داد که هیچ اختلاف معنی داری درباره طول مدت اقامت در ICU در بین 12 گروه دیده نشد. اما در مورد سن ( 007/0=P ، 2/0=R2 ، 5/2=F ) و شاخص توده بدنی ( 007/0=P ، 2/0=R2 ، 5/2=F ) این اختلاف معنی دار بود.
48 بیمار (60درصد) از بخش تروما، 25 بیمار (8/20درصد) از ICU جراحی اعصاب ، 18 بیمار (15درصد) از ICU داخلی ، 15 بیمار از بخش CCU و 14 نفر (7/11درصد) ازICU جراحی بودند. 8 نفر از بیماران (7/6درصد) متصل به تهویه مکانیکی بودند و 5 نفر به روش تهویه در دو سطح فشار مثبت راه هوایی تهویه می شدند . 25 نفر تعادل منفی مایع و 95 بیمار (2/79درصد) تعادل مثبت مایع داشتند .در وضعیت خوابیده صفر درجه همراه با وارد کردن 25 میلی لیتر نرمال سالین IAP دامنه ای از 1 تا 44 میلی متر جیوه با میانگین 6/11 (9/5=SD) اندازه گیری شد. 115 بیمار محدوده 1 تا 25 میلی متر جیوه و 2 بیمار بالای 25 میلی جیوه و 53 بیمار (2/44درصد) IAP 12 میلی متر جیوه و بیشتر داشتند. میانگین IAP با وارد کردن 25 میلی لیتر نرمال سالین در وضعیت خوابیده صفر درجه 8/5 (2/2=SD) ، وضعیت 30 درجه 7/12 (7/2=SD ) ، در وضعیت پهلوی راست با زاویه 30 درجه 11 ( 7/3=SD) و در وضعیت پهلوی چپ با زاویه 30 درجه 2/12(8/5) گزارش شد.

–313

1120140204470
شکل 2- SEQ شکل_2- * ARABIC 2: ریشه کاساواجدول 2- SEQ جدول_2- * ARABIC 1: گیاه شناسی گیاه کاساواطبقه بندی علمی
رده دولپه ایها
راسته مالپیگیالس
خانواده تیره فرفیون
زیرخانواده کروتنوییده
نژاد مانیهوته
گونه اسکولنتا
نام علمی مانیهوت اسکولنتاکرانتز
2-1-2-1- مرفولوژی گیاه کاساوابوته کاساوا چوبی و چند ساله است که تا ارتفاع 2 تا 4 متر رشد می کند برگ ها به صورت توده ای در تاج درخت شبیه به برگ نخل گسترده و روی دمبرگ بلند و باریکی شامل 5 تا 9 پهنه به وجود می آیند آن ها فقط به سوی انتهای شاخه رشد می کنند. وقتی گیاه درحال رشد است.ساقه اصلی به سه شاخه تقسیم شده وبعد به همین ترتیب شاخه ها ی دیگری بر روی آن ها تشکیل می شود ریشه یا غده ها نیز در زیرسطح زمین توسعه می یابند. گل نر و ماده به صورت مجزا مرتب شده و به روی همان بوته تشکیل می شوند. شکل میوه سه گوش و حاوی سه دانه است که قابل دوام بوده و برای انتشار گیاه مورد استفاده قرار می گیرد. تعداد ریشه ها ی غده ای و ابعاد آن ها و تا حد زیاد ی در میان گونه های مختلف متفاوت است. ریشه ی کاساوا مخروطی وطویل است و با گوشت سفت همگن در پوسته ای قابل تفکیک که حدود یک میلی متر ضخامت دارد و با رنگ قهوه ای و درقسمت خارجی زبر می باشد گوشت غده می تواند سفید گچی یا زرد باشد. ممکن است اندازه ی طول ریشه از 30 تا 120 سانتی متر و قطر آن 4 تا 15 سانتی متر و وزن 1 تا 8 کیلوگرم یا بیشتر برسد. ترکیب شیمیایی ریشه های کاساوا متفاوت است مطالعهی 30گونه در مکزیک نتایجی به شرح ذیل در بر داشته است ریشه های آن بسیار غنی از نشاسته است و حاوی مقادیر قابل توجهی از کلسیم،فسفر و ویتامین ‏c‏ می باشد.ولی فقیر از پروتئین است. دربرگ این نوع گیاهان،منبع خوبی از پروتئین لیزین،اما کمبود اسید امینه احتمالا متیونین و تریپتوفان است ]22[.
جدول 2- SEQ جدول_2- * ARABIC 2: آنالیز ریشه کاساوا و سیب زمینی ] 68[.
درصد کاساوا سیب زمینی
رطوبت 7/25 75/80
مواد نشاستهای 21/45 19/90
قندها 5/13 0/40
پروتئین 1/12 2/80
چربیها 0/41 0/20
فیبر 1/11 1/10
خاکستر 0/54 0/92
2-1-2-2- فرآوری و تبدیل کاساواعمر مفید کاساوا چند روز است و خواص ویژه خود را از دست می دهد اگر برگ های کاساوا دو هفته قبل از برداشت حذف شوند عمر مفید آن دو هفته طولانی تر می شود.قرار دادن ریشه در پارافین یا موم یا ذخیره کردن آن در کیسه پلاستیکی خطرات آن را کاهش داده و عمر مفید آن را به 3 تا 4 هفته افزایش می دهد ریشه پوست گیری شده را می توان منجمد کرد.روش سنتی عبارتست از بسته بتدی ریشه در مالچ مرطوب برای تمدید عمر مفید آن می باشد .ریشه های خشک را می توان کوبید و به آرد تبدیل کرد در خلال فرآیند کوبیدن ریشه،ذرت را می توان اضافه کرد تا پروتئین آرد افزوده شود. آرد کاساوا دارای ظرفیت نگهداری آب زیادی میباشد و از آن در تهیه پخت نان،کیک،کراکر و پودینگ استفاده میشود. بعضا آرد کاساوا با مشتقات جزیی ممکن است به عنوان جانشین آرد گندم در تهیه نان استفاده شود. نانی که بطور کامل از آرد کاساوا تهیه شده در امریکا به بازار عرضه شده و نیاز افراد دارای آلرژی به آرد گندم را برآورده کرده است. ریشه های تازه را میتوان به صورت قطعه های نازک کاملا سرخ کرده و محصولی مشابه چیپس سیب زمینی تهیه کرد.ریشه ها را میتوان پوست گیری رنده کرده و با آب شستشو داده و نشاسته را استخراج نمود و همچنین پروتئین برگ را میتوان به خوراک دام اضافه کرد. در افریقا فرآوری ریشه به چند روش مختلف صورت میگیرد. آن ها ممکن است برای اولین بار در آب تخمیر شده سپس آن ها را بوسیله آفتاب خشک کرده برای ذخیره سازی یا رنده نمودن آن سپس خمیر تهیه می نمایند و می پزند. نوشیدنی های الکلی را نیز میتوان از ریشه کاساوا تهیه نمود. برگهای جوان حساس می تواند به عنوان سبزیهای معطر خوراکی مورد استفاده قرار گیرد که حاوی سطوح بالایی از پروتئین می باشد. استفاده های صنعتی از کاساوا و فرآیند تبدیل آن در کارخانجات و تولید محصولاتی شامل کاغذسازی، پارچه،چسب، شربت فروکتوز، سوخت زیستی، خوراک دام وکیسه های زیست تخریب پذیر میباشد ]22 و 68[.

2-2- نانو تکنولوژی
علم نانو و علوم مرتبط با آن جدید نیستند چرا که صدها سال است شیمیدانان از تکنیک‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های علم نانو در کار خود استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. از پنجره های رنگارنگ کلیساهای قرون وسطی گرفته تا شمشیرهای یافت شده در حفاری های سرزمین های مسلمان همگی گویای این مطلب هستند که بشر مدت هاست که از برخی شگردهای این فناوری در بهینه کردن فرایندها و ساخت باکیفیت تر اشیاء بهره می برده است اما تنها به دلیل پیشرفت کم فناوری و نبود امکانات امروزی نتوانسته حوزه مشخصی برای این فناوری تعیین کند. اولین بار ریچارد فیمن در سال 1959 طی سخنرانی خود با بیان امکان به راه اندازی فرآیندی برای دستکاری اتمها و مولکولها با استفاده از ابزارهای دقیق سبب شده تا افکار به سمت توسعه چنین امکانی متمایل شوند. در سال 1974، پروفسور نوریو تانیگوشی، مدرس دانشگاه علوم توکیو، نخستین بار واژه "فناوری نانو" را بکار گرفت. او در پروژه - ریسرچای با نام "مفهوم اساسی فناوری نانو" اشاره می کند که فناوری نانو اساسا مجموعه ای از فرایندهای تفکیک، ادغام و تشکیل مواد در حد یک اتم یا یک مولکول است. در دهه 1980 این تعریف به طور وسیع تر توسط دکتر درکسلر (نویسنده کتاب های موتور خلقت) مورد بررسی قرار گرفت. فناوری نانو و نانوعلوم در اوایل دهه 1980 با تولد علم کلاستر آغاز به کار کرد. این توسعه سبب کشف فلورین در سال 1986 و نانولوله های کربنی در مدت چند سال بعد شد. مقیاس نانو، ابعادی کمتر ازnm 100 (معمولا nm 1/0 تا nm 100) را شامل می شود، که شامل موادی یا سطوح خارجی بسیار زیاد و ناهمگونی کم که پدیدههای کوانتومی بروز میدهند میباشد. علم نانو، مطالعه پدیدهها و خواص نوین مواد، در این مقیاس (در حد اتم ها و مولکولها ) میباشد. فناوری نانو، کاربرد دانش ، مهندسی و فناوری در مقیاس نانو در جهت تولید مواد و سیستمهایی است که وظایف خاص الکتریکی، مکانیکی، بیولوژیکی، شیمیایی یا محاسباتی را انجام میدهند. نانو تکنولوژی بر اساس ارائه خواص و عملکردهای نوینی از نانو ساختارها، دستگاه ها و سیستم ها به علت ساختار بسیار کوچک آنهاست. این دستگاه ها عموما کاربردهای بیولوژیکی و پزشکی دارند به طور کلی نانوتکنولوژی، فن آوری تغییر در خواص مولکولهای تشکیل دهنده مواد است. و به همین دلیل مقیاس نانو بهترین تعریف برای تکنولوژی میباشد ]88[.
2-3- بایو نانو تکنولوژی
نانو بایو تکنولوژی حوزه نوظهور علمی و فنی است که گرایش چند رشته ای از علوم (شیمی ، زیست شناسی، فیزیک، علم مواد) است. این حوزه از یک سو، به فعالیتهای همگام علم مواد و بیولوژی اشاره دارد و از سوی دیگر حد فاصل علم فیزیک و بیولوژی است. نانو بایوتکنولوژی با سیستمهایی در مقیاس نانو که با راهکار بالا به پائین ساخته شدهاند(خرد کردن واحدهای بزرگتر به اجزای کوچکتر ) یا از روش پائین به بالا برای سامان دادن اجزا بهره میبرند، سر کار دارند. نانو بایو تکنولوژی بیش از آنکه شاخه ای از بایوتکنولوژی باشد شاخه ای از نانو تکنولوژی است. بایوتکنولوژی از سازوارههای زنده در کاربردهای صنعتی مختلف است، ولی نانو بایوتکنولوژی استفاده از قابلیتهای نانوتکنولوژی در کاربردهای زیستی است. بنابراین واژه نانو بایوتکنولوژی نیز مانند واژههایی چون بیومکانیک و بیومتریال به استفاده از تکنولوژیهای مختلف، در کاربردهای زیستی اشاره دارد و نه به استفاده از قابلیتهای ارگانیزمهای حیاتی در کاربردهای مختلف صنعتی. نانو کامپوزیتها جایگزین خوبی برای بطریهای پلاستیکی نوشیدنیها هستند استفاده از پلاستیک برای ساخت بطری باعث فساد و تغییر طعم نوشیدنی میشوند، نانوکامپوزیتها میتوانند به عنوان مواد بسته بندی جدید استفاده شوند، یک مثال نانوکامپوزیتهای تشکیل شده از نشاسته سیب زمینی و کلسیم کربنات است، این فوم مقاومت خوبی به حرارت دارد، سبک و زیست تخریب پذیر است و میتواند برای بسته بندی مواد غذایی به کار رود. افزودن 5-3% از نانو خاک رس به ماده پلاستیک آن را سبک تر، قویتر و مقاومتر به حرارت می کند و خواص ممانعت کنندگی بهتر در برابر اکسیژن، دی اکسید کربن، رطوبت و مواد فرار دارد ]81[.
2-4- کامپوزیترشد فزاینده تکنولوژی در سال‌های اخیر باعث شد تا موادی که در دسترس بشر بود برای جامه حقیقت پوشاندن بر رویاهای مدرن کافی نباشد و از این رو تلاش برای رسیدن به مواد جدید آغاز شد. امروزه در بیشتر کاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز داریم. موادی که ضمن داشتن استحکام بالا، سبک باشند، مقاومت سایشی وجذب UV1خوبی داشته باشند که از جمله آن انواع کامپوزیت ها را می توان نام برد.
کامپوزیتها، ترکیبات ساخته شده از پلیمر و پر کننده آلی یا غیر آلی هستند. استفاده از پر کنندهای غیرآلی در ماتریکس پلیمر، استحکام و سفتی پلیمر را افزایش میدهد و تولید آنها به صورت بالقوه میتواند باعث بهبود ویژگیهای مکانیکی مواد بسته بندی و ظروف نشاستهای گردد.
کامپوزیت‌ها از دیدگاه زیستی به دو دسته کامپوزیت‌های طبیعی. مانند استخوان، ماهیچه، چوب و ...و کامپوزیت‌های مصنوعی(مهندسی) تقسیم میشود.کامپوزیت‌های سبز(کامپوزیت‌های زیست‌تجزیه‌پذیر)در اینگونه کامپوزیت‌ها، فاز زمینه و تقویت کننده، از موادی که در طبیعت تجزیه می‌شوند، ساخته می‌شوند. در کامپوزیت‌های سبز، معمولاً فاز زمینه از پلیمرهای سنتزی قابل جذب بیولوژیکی و تقویت کننده‌ها از فیبرهای گیاهی ساخته می‌شوند ] 88[.
2-5- تعریف نانو کامپوزیتفناوری نانو به دلیل تعامل نزدیکی که با سایر رشتههای علوم دارد به سرعت در حال گسترش است و در این علم پلیمر را نیز از مزایای خود بی بهره نگذاشته است. استفاده از فناوری نانو در زمینهی علم پلیمر به تولید پلیمرهای نانوکامپوزیت منجر شده است. نانوکامپوزیتها پلیمرهایی هستند که در آنها از ترکیبات آلی یا غیرآلی مختلفی که دارای اشکال مختلف صفحه ای، کروی و یا به صورت ذرات ریز بوده و اندازه ای در حد ابعاد نانو دارند به عنوان فیلر یا پرکننده استفاده میشود. فیلمهای حاصل از ترکیب نانو مواد و بیوپلیمرها و یا به اصطلاح نانو کامپوزیتهای بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوبتری از خود نشان میدهند که مهمترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذپذیری نسبت به بخار آب میباشد. افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارایی فیلم در استفاده به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت حرارتی ماده بسته بندی و ایجاد شفافیت و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیتهای بیوپلیمری است ]6[.
2-6- تعریف بایو نانو کامپوزیتدر طول چند سال اخیر "بایونانوکامپوزیت" تبدیل به یک اصطلاح رایج برای تعیین نانوکامپوزیت ها که شامل پلیمرهای طبیعی در ترکیب با مواد معدنی هستند و نشان دهنده حداقل یک بعد در مقیاس نانومتر است ] 31 و 61[. که ویژگی های آنها در مقایسه با نانوکامپوزیت های مشتق شده از پلیمرهای سنتزی بسیار مطلوب تر است. علاوه بر این بایونانوکامپوزیت ها مزیت قابل توجه ای از زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری و بهبود ویژگی های عملکردی به وسیله ارائه بایولوژی یا بخش معدنی نشان دادند. موجودات زنده تولید کننده نانوکامپوزیت های طبیعی هستند که آرایش ترکیبی از ترکیبات آلی و معدنی در مقیاس نانو نشان میدهد ]32[.
در واقع بایونانوکامپوزیت ها نسل جدیدی از نانوکامپوزیتها هستند که شامل ترکیبی از بیوپلیمرها و مواد معدنی هستند که حداقل یکی از ابعاد آنها در مقیاس نانومتری باشد ] 63[. علاوه بر این، مواد بیوپلیمر به عنوان یک فن آوری سبز شناخته شده ]73[. و در صنایع دارویی، بسته بندی مواد غذایی و تکنولوژی های کشاورزی قابلیت تجزیه بیولوژیک و زیست سازگاری از خود نشان داده اند ]84[.
2-7- فلز تیتانیومبسیاری از مهندسین و طراحان هنوز تیتانیوم را فلزی گران و ناشناخته قلمداد می کنند اما پیشرفت های اخیری که در زمینه تولید این فلز صورت گرفته است نشان می دهد که تیتانیوم ماده ای بسیار فوق العاده برای استفاده های مهندسی است. تیتانیوم با عدد اتمی 22 و نماد Ti از عناصر گروه فلزات واسطه می باشد. نقطه ذوب 1668درجه سانتیگراد، نقطه جوش 3287 درجه سانتیگراد و وزن اتمی 88/47 دارد. یکی از ویژگی های مهم تیتانیوم چگالی پایین آن 506/4 گرم بر سانتیمتر مکعب می باشد. این ویژگی همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی تیتانیوم را به فلزی ایده آل تبدیل کرده است. تیتانیوم عمدتاً در صنایع هوا فضا و همینطور در کارخانه ها و تجهیزات صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین در ساخت عینک ها، مهندسی کنترل و فناوری پزشکی خصوصاً مواردی که حد تحمل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخوردار است مورد استفاده قرار می گیرد. تیانیوم ماده ای غیر سمی حتی در مقادیر بالا می باشد. همچنین این ماده هیچ نقشی در سیستم طبیعی بدن انسان ایفا نمی کند. بطور تخمینی روزانه 8 میلی گرم تیتانیوم وارد بدن انسان می شود. اگر چه تقریباً بدون جذب شدن از بدن دفع میگردد ]2[.
2-7-1- نانو دی اکسید تیتانیومدی اکسید تیتانیوم در اندازه نانومتری یک فوتو کاتالیست ایده آل است که مهم ترین دلیل وجود این خاصیت در این ماده قابلیت جذب اشعه فرابنفش است. فوتون های فرابنفش بسیار پرانرژی هستند و در بیشتر موارد می توانند به سادگی باعث تخریب اجسام گردند. دی اکسید تیتانیوم با جذب اشعه فرابنفش و به واسطه خاصیت فوتوکاتالیستی خود می تواند پوششی ضد باکتری روی سطوح ایجاد کند و هم چنین مانع از عبور اشعه گردد. وجود همین خواص ویژه، نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم را تبدیل به گزینه ای مناسب برای استفاده در کرم های ضدآفتاب نموده است. حذف بوی نامطبوع و تجزیه سموم آلی و معدنی و میکروارگانیسم های مضر و بیماری زای موجود در آب و فاضلاب کاربرد عمده دیگر این ماده است. نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم خاصیت آب دوستی بالایی دارند ]2[.
2-8- فیلم های خوراکیتولید فیلمهای خوراکی از پلیمرهای طبیعی مورد توجه زیادی قرار گرفته است که به علت قابلیت خوراکی بودن و سازگاری زیستی این فیلمها است. آماده سازی این فیلمها شامل استفاده از دست کم یک عامل شکل دهنده فیلم، یک محلول و یک واسط میشود. ماکرو مولکولهای مورد استفاده عبارتند از پلی ساکاریدها، پروتئینها و لیپیدها هستند. بسیاری از منابع پلی ساکارید برای آماده سازی فیلمهای خوراکی همچون ریشه و نشاسته غلات و پکین وجود دارند. با این حال، نشاستهها بیشتر در مواد خام بهکار برده میشوند زیرا منابعی تجدیدپذیر هستند و ارزان هم هستند. نشاسته یک جزء غذایی عمده است و یک کربوهیدرات تجزیهپذیر که از هزاران واحد گلوکز ساخته شده است. نشاسته دربرگیرنده زنجیرههای خطی و شاخهدار مولکولهای گلوکز است که آمیلوز و آمیلوپکین نامیده میشوند. آمیلوز که یک حالت خطی نشاسته است مسئول شکلگیری فیلمهای قوی است. پیوندهای فیزیکی در شبکه ماکرومولکولی نشاسته بیشتر براساس آمیلوز هستند و بر خصوصیات مکانیکی فیلمها تاثیر میگذارند از سوی دیگر، ساختار شاخهدار آمیلو پکتین عموماً باعث ایجاد فیلمهایی میشود که شکننده هستند .فیلمهای بر پایه نشاسته خصوصیات فیزیکی شبیه پلیمرهای سنتزی دارند از جمله شفاف بودن، بدون بو، بدون مزه و نیمه نفوذپذیر به علاوه، آنها خصوصیات مانعی خوبی دارند ]51[.
2-9- پوشش ها و فیلم های خوراکیپوششهای خوراکی لایه نازکی از یک ماده خوراکی هستند که بر روی سطح ماده غذایی به عنوان پوشش و یا در لابلای اجزای تشکیلدهنده ماده غذایی از طریق پیچیدن، فروبری، برسزدن یا اسپری کردن قرار داده می‌شود تا مانعی در برابر عوامل مخرب از قبیل حضور گازهایی مانند اکسیژن و دی اکسید کربن، رطوبت و مواد معطر باشد تا به این ترتیب زمان ماندگاری ماده غذایی افزایش یابد. این مواد می‌توانند به صورت پوشش کامل محصول باشند و یا به عنوان یک جزء غذایی همراه غذا مصرف گردند. فیلمهای خوراکی از نظر نحوه تولید متفاوت از پوششهای خوراکی هستند. آنها قبل از کاربرد در بستهبندی مواد غذایی به صورت لایهای نازک تولید میشوند و سپس مانند پلیمرهای سنتزی برای بندی بکار میروند. کاربرد فیلمها و پوششهای خوراکی بدینمعنی نمیباشد که میتوانند برای افزایش زمان انبارمانی مواد غذایی جایگزین مواد بستهبندی غیرخوراکی و ساختگی گردند. پوششهای خوراکی در واقع ظرفیت افزایش کیفیت و ماندگاری غذا و بهبود بازده اقتصادی مواد را به عنوان یک ماده کمکی بستهبندی دارا میباشند ]47[.
فیلمهای حاصل از نانو مواد و بیوپلیمر ها یا به اصطلاح نانو کامپوزیت های بیوپلیمری خواص کاربردی مطلوب تری نشان می دهند که مهم ترین آنها افزایش مقاومت مکانیکی و کاهش نفوذ پذیری به بخار آب، افزایش بازدارندگی در برابر نفوذ گازها، افزایش کارائی فیلم به عنوان بسته بندی فعال، افزایش مقاومت گرمایی ماده بسته بندی و بهبود خواص ظاهری فیلم از دیگر مزایای نانوکامپوزیت های بیوپلیمری می باشد ]51[.

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

پوشش محصولات غذایی با فیلمهای خوراکی و پوششهای خوراکی، آنها را از مزایای گونا گون از نقطه نظر جنبههای سلامت بخش، حسی و اقتصادی برخوردار می سازد .برخی از مهمترین این مزایا به شرح زیر هستند: به سبب زیست کافت بودن، بر خلاف فیلم های سنتزی باعث آلودگی محیط زیست نمی شوند] 35[ ؛ خود، از ارزش تغذیه ای نیز برخوردار هستند ]21و 41[. ؛ مانع فساد و آلو دگی میکروبی می شوند ]77[. فساد و پلاسیدگی 2میوه ها و سبزی ها را طی انبارداری به تعویق می اندازند]62 و 26[. ظاهر یا جلوه غذا را به نحو مطلوب حفظ می کنند ]23و 96[ و مانع جذب رطوبت یا آبگیری مواد غذایی با رطوبت کم و تبعات منفی ناشی از آن همچون بدبافتی حاصل از تبلور قندها در فرآورده، بدرنگی وجلوگیری از کلوخه شدن پودرها می شوند ]61[ مانع ازدست رفتن رایحه غذا می شوند ]86[. مانع قهوه ای شدن آنزیمی و غیرآنزیمی مواد غذایی می شوند]26 و 39[. براستحکام و یکپارچگی بافت مواد غذایی می افزایند و از افت ترکیبات مغذی در اثر واکنش های ناخواسته همچون اکسایش و واکنش های قهوه ای شدن جلوگیری می کنند ] 39[. بدطعمی و بدرنگی و آثار سوء ناشی از آن ها را کاهش می دهند ]19، 26 و 95 [. مانع چکیدن یا تراو ش، درگوشت می شوند ] 39[. به عنوان حامل مواد افزودنی نظیر ترکیبات پادمیکروبی، پاداکسنده ها، مواد طعم دهنده ورنگ ها عمل می کنند]86[. مانع سبز شدن سطحی سیب زمینی در برابر نور می شوند ] 39[.و جذب بیش از حد روغن به بافت محصول و خروج بیش از حد آب از آن را طی سرخ کردن به طور چشمگیر کاهش می دهند ] 21 و 98[. زیست -کافت بودن (تجزیه پذیر بودن زیستی)، خوراکی بودن و کارآمد بودن فیلم های خوراکی سبب شده است که این فیلم ها به عنوان جایگزین های فیلم های سنتزی به طور وسیع مورد مطالعه، پژوهش و کاربرد قرار گیرند. کارآیی فیلم های خوراکی به شاخص های کیفی آن ها مربوط می شود. این شاخص ها نیز به نوبه خود از جنس فیلم و روش تولید آن اثر میپذیرند.
کاربرد فیلم های خوراکی در محصولات غذایی به سال های بسیار دور برمی گردد. چینی ها در قرن دوازدهم و سیزدهم میلادی مرکبات را با موم پوشش می دادند تا از افت وزن و کاهش رطوبت آنها جلوگیری شود. در قرن شانزدهم میلادی گوشت را با چربی پوشش می دادند تا از چروکیدگی آن جلوگیری شود. در همان زمان برای نگهداری گوشت گوشت و سایر مواد غذایی آنها را با فیلم های ژلاتین پوشش می دادند. یوبانوعی فیلم ترکیبی از چربی و پروتئین خوراکی است که از قرن پانزدهم در شرق آسیا به طور سنتی از شیر سویا تهیه می شده است. در قرن نوزدهم فندق و بادام را با ساکاروز پوشش می دادند تا از اکسید شدن و تندی آنها جلوگیری شود. از دهه 1930 تا کنون سطح میوه ها را با موم ها و امولسیون روغن در آب پوشش می دهند. طی 40 سال گذشته تحقیقات متعدی در زمینه تهیه، کاربرد و ویژگی های فیلم ها و پوشش های خوراکی انجام شده است. یکی از روش های تولید فیلم های تجزیه پذیر استفاده از بایو پلیمرهایی بر پایه نشاسته، پروتئین و سلولز است. ]53[.
2-10- بسته بندی فعال
تکنولوژی جدید در بسته بندی مواد غذایی در پاسخ به نیازهای مشتریان یا در راستای تولید صنعتی محصولات غذایی محافظت شده با روش های ملایم تر، تازه، لذیذ و راحت با عمر انباری زیاد و کیفیت کنترل شده توسعه می یابند. علاوه بر این تغییرات در نحوه توزیع(مثل جهانی سازی بازاردر نتیجه توزیع غذا در مسافت های طولانی) یا روش زندگی مصرف کنندگان ( بدلیل صرف زمان کمتر برای خرید غذای تازه از بازارو پخت و پز) مهمترین چالش ها در زمینه صنعت بسته بندی می باشد و به عنوان نیروی پیش برنده در جهت توسعه مفاهیم جدید بسته بندی و بهبود یافته می باشند که میزان مدت زمان نگهداری را افزایش داده در حالیکه موجب حفظ ایمنی و کیفیت مواد غذایی شده و آن را تحت نظارت دارد. در بسته بندی فعال به بسته بندی اجازه داده می شود تا با غذا و محیط اطرافش واکنش متقابل داشته باشد و نقش دینامیکی در نگهداری ماده غذایی بازی نماید.
بسته بندی فعال به صورت زیر تعریف می شود:
"در بسته بندی فعال شرایط حاکم بر غذای بسته بندی شده را به نحوی تغییر می دهد تا مدت زمان نگهداری آن را افزایش داده و ایمنی و خصوصیات حسی غذا را بهبود بخشیده در حالیکه کیفیت غذای بسته بندی شده را حفظ می نماید"یا" بسته بندی فعال به عنوان زیر مجموعه ای از بسته بندی هوشمند طبقه بندی می شود و به شرکت افزودنی های خاص در فیلم های بسته بندی یا در داخل بسته با فرض نگهداری و افزایش عمر انبار مانی اطلاق میشود".
بسته بندی فعال می تواند نقش های متعددی را داشته باشد که در بسته بندی های رایج وجود ندارد. این نقش ها عبارتنداز: فالیت ضدمیکروبی، گرفتن اکسیژن، رطوبت و اتیلن (ویژگی اسکاونجری)، رهاکردن مواد طعمی و یا اتانول ] 2[.
2-11- بسته بندی نانو
یکی از کاربردهای تجاری نانوتکنولوژی در بخش غذایی بسته بندی است. پیشگوئی شده است که در 25% بسته بندی های غذایی در دهه آینده از نانوتکنولوژی استفاده میشود. هدف اصلی در بسته بندی نانو افزایش عمر ماندگاری به وسیله بهبود عملکرد مانع در کاهش گاز، تبادل رطوبت و پرتو نور UV است. بالغ بر 90 درصد بسته بندی نانو بر اساس نانو کامپوزیت است که بهبود دهنده عوامل حامل در لفاف های پلاستیکی برای مواد غذایی و بطری های پلاستیکی برای نوشیدنی های غیر الکلی و آبمیوه است.
بسته بندی نانو می تواند خصوصیات ضدمیکروبی، آنتی اکسیدانی و گسترش مدت ماندگاری و غیره داشته باشد.
به طور کلی کاربردهای فناوری نانو در بسته بندی و حفاظت از محصولات را می توان به صورت زیر خلاصه کرد:
-نانوکامپوزیت های مغناطیسی مورد استفاده در حسگرهای برچسبی.
-نانوکامپوزیت های پلیمری کلی(خاک رس) برای بهبود ویژگی های عایقی.
-پلاستیک های جدید برای استفاده در بطری ها با خواص عایق در برابراشعه UVو نفوذ گازها.
-برچسب های RFID .
-نفوذ ذرات پرکننده پلیمرها.
-نانو بارکدها و برچسب ها جهت بسته بندی و محافظت مقادیر کم.
-ارتقای دوام و قابلیت استفاده و بسته بندی پلاستیک ها.
-روکش های با نانو کامپوزیت های پلیمری و نانو الیافی.
-نانومواد افزودنی برای بهبود عملکرد (استحکام، مقاوم به آب، جذب، رسانایی و ...).
-کاغذ و یا پلاستیک های با قابلیت حسگرها.
-نانوکدهای ساخته شده از مواد کاغذی و یا پلاستیکها برای شناسایی و تأیید اهداف بسته بندی هوشمند ]88[.
2-12- بسته بندی ضد میکروبیسیستم بستهبندی است که قادر به بازداری از فساد و جلوگیری از رشد میکرو ارگانیسمهای بیماریزایی که آلودهکننده مواد غذایی هستند، میباشد. میتوان از طریق افزودن مواد ضدمیکروبی در سیستم بستهبندی و یا به کارگیری پلیمرهای ضدمیکروبی که نیازمندیهای بستهبندی مورد رضایت مصرف کننده را تامین کند، به عملکرد ضدمیکروبی جدیدی دست یافت. هنگامیکه سیستم بستهبندی فعالیت ضدمیکروبی را القا میکند، سیستم بستهبندی یا مواد بسته بندی بوسیله افزایش دوره تاخیری و کاهش سرعت رشد و یا کاهش تعداد میکرو ارگانیسمهای زنده، رشد میکروبی را محدود میکند و یا از رشد میکروبی جلوگیری میکند ]7[.
2-12-1- انواع بسته بندی های ضد میکروبی
بسته بندیهای ضد میکروبی را میتوان به انواع زیر طبقهبندی کرد :
قرار دادن کیسههای کوچک (ساچت) حاوی مواد ضدمیکروبی فرار در داخل بستهبندی
وارد کردن مستقیم مواد ضد میکروبی و غیر فرّار در داخل پلیمر بستهبندی
پوششدادن یا جذب سطحی ماده ضدمیکروبی بر روی سطح پلیمر بستهبندی
بی تحرککردن مواد ضد میکروبی بر روی پلیمر توسط پیوندهای کووالانسی
استفاده از پلیمرهایی که به صورت ذاتی ویژگی ضدمیکروبی دارند ]5[.
2-12-2- مزایای استفاده از بسته بندی های ضد میکروبیدر بستهبندیهای ضد میکروبی انتشار مواد ضد میکروبی از ماتریکس پلیمر به سطح ماده غذایی به صورت آهسته و در زمان طولانی انجام میگیرد و در نتیجه برای مدت طولانی غلظت زیادی از ماده ضدمیکروب در سطح فرآورده وجود خواهد داشت. مواد ضدمیکروبی از طریق کاهش سرعت رشد و طولانی کردن فاز تاخیری میکروارگانیسمها و یا غیر فعال کردن و نابودی میکروبها باعث افزایش ماندگاری فرآورده غذایی میشود ]5[.
2-12-3- معایب استفاده از بسته بندی های ضد میکروبیماده ضد میکروبی به سرعت از سطح ماده غذایی به داخل آن نفوذ میکند (منتشر میشود ) و در نتیجه خاصیت ضد میکروبی در سطح کاهش مییابد. مواد ضد میکروبی باقی مانده در تماس با مواد فعال موجود در سطح خنثی میشوند و میکروبهای آسیب دیده ممکن است دوباره فعال گردند. برای مثال ثابت شده است که امولیسفایرها و اسیدهای چرب با نایسین واکنش داده و خواص آن را کاهش میدهند ]5[.
2-13- پلاستی سایزرهافیلم ها و پوشش های خوراکی نیاز به کشش خوب و انعطاف پذیری، شکنندگی پایین، چقرمگی بالا برای جلوگیری از ترک خوردن در طول حمل و نقل و ذخیره سازی دارند بنابراین پلاستیسایزرها با وزن مولکولی پایین برای تغییر انعطاف پذیری فیلم های خوراکی به آنها افزوده میشود. سایز کوچک، قطبیت بالا گروههای قطبی در مولکول و فاصله بیشتر گروههای قطبی در مولکولهای پلایستسایزر سبب افزایش اثرات آن بر روی پلیمرها میگردد. در واقع عملکرد آنها اینگونه است که با افزایش حجم آزاد یا کاهش جاذبه ذرات بین زنجیره های پلیمری مجاور سبب کاهش پیوند هیدروژنی بین زنجیره های پلیمر میگردد ]89[. بیشترین پلاستیسایزرهای استفاده شده پروپیلن گلایکول ]97[، گلیسرول ]89[، سوربیتول ]44[، الیگوساکارید ]20[، و آب هستند. در نهایت به این نتیجه میرسیم که افزودن پلاستیسایزرها سبب تغییرات قابل توجه ای در خواص مانعی از فیلم ها به عنوان مثال افزایش نفوذپذی فیلم به گازها، کاهش توانایی فیلم در جذب آب و کاهش استحکام کش ] 34و 38[. به عنوان یک قانون کلی می توان بیان نمود:با افزایش پلاس سایزرها به فیلم های غذایی، قابلیت نفوذ پذیری تا حد قابل توجهی افزایش یافته و باعث پیوند هیدروژنی بین زنجیرههای پلیمری کاهش یافته و در عین حال حجم مولکولی افزایش می یابد که منجر به افزایش قابلیت انعطاف پذیری فیلم میشود ]87[.
تالجا و همکاران (2007)، اعلام کرده اند که گلیسرول به منظور نرم کنندگی به فرمولاسیون فیلم افزوده می شود. پلاستیسایزرها تحرک زنجیره های پلیمر را با پرکردن فضاهای خالی بین شبکه پلیمر، افزایش می دهند و نیروهای پیوندی درون مولکولی کاهش یافته، شکنندگی کم، آبدوستیو قابلیت انتقال گاز و بخار آب زیاد می شود ]92[.
بنابه گزارش ( گیلبرت و همکاران، 1996)، افزودن پلاستیسایزر با کاهش پیوندهای درون مولکولی بین زنجیره های پلیمر، خواص فیلم را اصلاح کره و WVP را افزایش می دهد. علیرغم این یافته فیلم های دارای فروکتوز و سوربیتولWVP کمتری را نسبت به فیلم های بدون پلاستیسایزر نشان دادند. از آنجائیکه فیلم های بدون پلاستیسایزر بسیار شکننده اند، این امکان وجود دارد که منافذ بسیار ریزی داشته باشند که سرعت انتقال بخار آب را افزایش دهند ]37[.
2-14- روشهای تولید فیلمبه طورکلی فیلمهای خوراکی از محلول ها یا دیسپرسیون های ترکیبات فیلمساز پدید می آیند ]50[. اجزای اصلی فیلم سازی را میتوان به سه بخش شامل حلال، پلیمر و نرم کننده (پلاستیسایزر) تقسیم کرد. پلاستیسایزرها همچون پلیمرها باید محلول در حلال و نیز با آنها قابل امتزاج باشند ]70[. تولید فیلم مستلزم وجود دست کم یک ترکیب پلیمری است که قادر به ایجاد ساختار شبکهای با استحکام و پیوستگی کافی باشد ]69[. در ارتباط با تولید فیلم های خوراکی نکات و ظرایف فراوانی وجود دارند که هر یک بر خواص نهایی فیلم های تولید شده اثر قابل ملاحظه دارند. از جمله آنها می توان به اثر عواملی نظیر جنس و غلظت پلیمر فیلم ساز، PHمحلول لفاف ساز، دما، زمان، قدرت یونی محلول فیلم ساز، نوع و مقدار افزودنی های مورد استفاده، فشار، نوع ترکیب بندی فیلم از نظر ساده و یا مرکب بودن و مخلوط یا لایه ای بودن (قرار گیری دو یا چند لایه مجزا روی یکدیگریا مخلوط شدن اجزاء)، جزئیات مربوط به خواص شیمیایی هر یک از اجزای فیلم ساز، حضور الکترولیت ها و روش تولید فیلم اشاره داشت ]54[. تولید این فیلم ها را می توان در دو قسمت شامل تشکیل فیلم به صورت مجزا و تشکیل فیلم به طور مستقیم بر سطح غذا مورد بررسی قرار داد. در حالت نخست، ابتدا فیلم ساخته شده و سپس بر سطح ماده غذایی پوشش داده میشود، حال آن که در حالت دوم تشکیل فیلم و پوشش دهی آن بر سطح غذا در یک مرحله صورت میگیرد. هر یک از روش های بالا که مورد استفاده قرار گیرند، نخستین مرحله در تولید فیلم، تهیه محلول فیلم ساز است. این محلول، حلال، پلیمر فیلم ساز و افزودنی ها را شامل می شود. در شیوه تشکیل مجزای فیلم، محلول فیلم ساز پس از تهیه شدن با یکی از روش های لایه سازی گسترانده و خشکمی شود. فیلم حاصل با روش های روکش دادن بر سطح ماده غذایی پوشش داده می شود. معادل این شیوه ها در روش پوشش دهی مستقیم فیلم بر غذا، شیوه های افشانی، لایه سازی، برس زنی، غرقابی یا غوطه وری و پوشش دهی با بستر سیال را شامل میشود ]48[.
2-15- ارزیابی خواص فیلم های خوراکی2-15-1- خواص ممانعتی خواص ممانعتی فیلمهای خوراکی به گازها/ بخارات در صنعت غذا، در شرایطی که جلوگیری از پدیدههای نامطلوبی نظیر از دست رفتن رایحه، جذب بوهای نامطلوب از محیط، از دست رفتن رطوبت غذا و جذب رطوبت از اتمسفر به غذاهای خشک مطرح باشد، از اهمیت فراوان برخوردار است ]30[. به طور کلی فیلم های خوراکی به دلیل آبدوست بودن، از خواص ممانعتی مطلوب به O2 و CO2 به ویژه در رطوبت نسبی پائین برخوردارند. عوامل محیطی دما و رطوبت نسبی در میزان تراوایی این فیلمها مؤثرند ] 12[. زیاد بودن رطوبت در مواد غذایی باعث واکنش های شیمیایی و آنزیمی مخرب و زایل شدن بافت آنها میشود. به طور کلی خواص ممانعتی فیلمهای زیست پلیمری به رطوبت به دلیل خاصیت آبدوستی آنها، برخلاف خواص ممانعتی به اکسیژن و سایرگازها، ضعیف است ]13[. ممانعت به عبور بخار آب با شاخص "تراوائی بخار آب =WVP، سرعت گذر بخار آب = WVTR
و ممانعت به عبور اکسیژن با شاخص" تراوائی اکسیژن =OP " یا " سرعت گذر اکسیژن = OTR " سنجیده میشود ] 14[ .
OTR= oxygen transmission rate
OP= oxygenpermeability
WVP=water vapor permeability
WVTR=water vapor transmission rate
استفاده از پوشش های خوراکی به ویژگی های ممانعت در برابر گاز، بخار آب، آروما و روغن وابسته است که به ترکیبات شیمیایی و ساختار پلیمر تشکیل دهنده و ویژگی های محصول و شرایط نگهداری بستگی دارد.
کاهشOTR موجب کاهش اکسیداسیون چربی (رنسیدیتی)، اکسیداسیون میوگلوبین (قهوه ای شدن رنگ)، کاهش تصعید مواد فرار از محصول و جلوگیری از نفوذ مواد فرار از محیط می شود.
در مورد نفوذ پذیری به بخار آب از میان ماتریکس پلیمر فیلم میزانWVP برای فیلمهای خوراکی بستگی به پلاستیسایزر، دما، رطوبت نسبی و ... دارد. میل ترکیب شدن با آب در فیلم ها به ترکیبات هیدروفیلیک موجود در پلیمر نسبت داده شود ]91[.
جییوآگو و همکاران در سال 2009بیان داشتند، در فیلم بر پایه نشاسته نخود با پلاستیسایزر گلیسرول (GPS) با پر کننده اکسید روی به همراه40% کربوکسی متیل سلولز ZnO-CMC))، WVPدر فیلم های کامپوزیت Zno-CMC/GPS با افزایش محتوی Zno-CMCکاهش معنی داری پیدا می کند که نشان دهنده اینموضوع استکهمقاومت دربرابرآب درکامپوزیت بهتراز ماتریکسخالصاست] 45[.
لی و همکاران در سال 2010 نشان دادند کهWVPدر فیلم هایPVC با فزایش مقدار نانو ذرات اکسید روی کاهش قابل توجه ای دارد (05/0 > P)، بنابراین فیلمهای پوشیده شده با نانو ذرات اکسید روی میتوانند مولکول آب بیشتری در سیستم بسته بندی نگه دارند و در نتیجه عمر مفید برخی مواد غذایی مانند میوه ها و سیبزیجات را به تاخیر می اندازد. این محققین بیان کردند که ضعف اصلی فیلم های خوراکیWVTR بالای آنهاست که در این تحقیق مشخص شد که نرخ انتقال رطوبت نسبی و اکسیژن در بسته بندی های نانو کاهش یافت در مقایسه با بسته بندی های طبیعی در نتیجه فیلم های پوشش داده شده با نانو اکسید روی پتانسیل خوبی برای بسته بندی مواد غذایی است ]57[.
طی تحقیقات برودی در سال 2006 نشان داده شد که نانو کامپزیت هایCNTs با PLA تا 200 درصد سرعت انتقال بخار آب را بهتر از PLA خالص افزایش میدهد ]24[.
2-15-2- خواص مکانیکیبه طور معمول، مقاومت مکانیکی فیلم های هیدروکلوئیدی بر اساس سه پارامتر مورد بررسی قرار میگیرد: استحکام کششی (TS) مدول یانگ (Y)و درصد افزایش طول در نقطه شکست (E).قدرت کشش، خواص ازیاد طول،مدول یانگ توسط منحنی استرس–استرین (تنش-کرنش) توسط انجمن مواد و آزمایش آمریکا (ASTM ) تعریف شده است.
خواص مکانیکی فیلمها به نیروهای بین مولکولی زنجیرههای پلیمری سازنده آنها، نسبت ترکیبات سازنده افزودنیهای اضافه شده در شرایط محیطی بستگی دارد ]53[.
مهمترین شاخصهای سنجش خواص مکانیکی عبارتند از:
استحکام کششی(TS)، بیشترین نیرویی که سبب کسیختگی جسم میشود تقسیم بر سطح مقطع جسم را گویند. نشان دهنده قدرت کششی یا فشاری آن جسم است و یا نشان دهنده مقاومت جسم است.
کشیدگی در نقطه شکست (E%)، بیشترین تغییر طول نسیت به طول اولیه را گویند.به عنوان یک خاصیت جسم معرفی می شود که انعطاف پذیری جسم را بررسی میکند. نشان دهنده قدرت کشش پذیری است. (چند درصد طول می تواند کش بیاید ولی پاره نشود)
مدول یانگ (Young’s moduls) نسبت stress به strain در ناحیه خطی است که میزان سختی جسم را بررسی می کند و نشان می دهد که هرچه سختی جسم بیشتر باشد سختی جسم بیشتر است.
ویلهلم و همکاران در سال 2003 نشان دادند که افزودن پر کننده غیر آلی به ماتریکسPS-PVOH سفتی فیلم را افزایش میدهد ] 102[.
لین و همکاران در سال 2009 نانو ذرات اکسید روی را در سه شکل(P-N-W)به پلیمر پلی پروپیلن(PP)اضافه کردند. که نتایج نشان داد ساختار شش ضلعی یا چند وجهیrod اجازه می دهد، استرس به طور موثرتری نسبت به دیگر نانو ذرات ZnO به ماتریکس پلیمری منتقل شود که سبب افزایش قدرت و سفتی کامپوزیت میشود. پر کننده ZnO _ N کمترین میزان کشیدگی(E%)را دارد که بدین علت است که بطور متوسط سایز کریستال کوچکتر است و تمایل دارد به آگلومیریزه شدن (بهم پیوستن) در هنگام مخلوط شدن با پلی پروپیلن دارد، در نتیجه ماتریکس حاصل خواص کششی پایین تری دارد ]60[.
لی و همکارانش (2009) اثرات نانو ذرات ZnO بر خواص مکانیکی پوشش های پلی اورتان را بررسی کرده اند. پوشش های پلی اورتان غنی شده با نانو ذرات ZnOتا 2 درصد وزنی بهبود قابل توجهی در Young’s moduls و استحکام کششی (TS) نشان داده اند. پلی اورتان به دلیل خواص فیزیکی خوب مانند انعطاف پذیری در دمای پایین، استحکام کششی، قابلیت کنترل سختی و شفافیت به طور گسترده ای استفاده می شود اما از معایب آن مقاومت دمایی پایین و دوام مکانیکی پایین آن می باشد. اندازه نانومتر و بویژه سطح تماس زیاد نانو فیلرها واکنش سطح داخلی فیلر و پلیمر را افزایش داده و در نتیجه موجب بهبود خواص پلیمر می شود. آزمایش های متناوب نشان می دهد که نانوفیلر ذرات ZnO استحکام را افزایش می دهد اما تأثیری بر انعطاف پذیری فیلم های کامپوزیتی ندارد. بالا رفتنYoung’s moduls و استحکام کششی ممکن است به دلیل محدودیت نسبی حرکت اجزاء ساختاری زنجیرهPU با افزودن ZnO باشد. صاف کردن نیز می تواند سبب تراکم نانو ذرات ZnO در فیلم خشک شده و منجر به تنزل خاصیت مکانیکی فیلم شود ]56[.
2-16- خواص ضد میکروبیبسته بندیهای فعال ضد میکروبی ساخته شده از نانوکامپوزیت های فلزی نسل جدیدی از بسته بندی با ساختار نانو هستند که از ترکیب مستقیم نانو ذرات فلزی با پلیمر پایه تولید میشوند. در بسته بندیهای فعال، انتشار مواد ضد میکروبی از ماتریکس پلیمری به سطح ماده غذایی به صورت آهسته و در زمان طولانی انجام میشود و در نتیجه برای مدت طولانی غلظت بالایی از ماده ضد میکروبی در سطح فرآورده وجود خواهد داشت. مواد ضد میکروبی از طریق کاهش سرعت رشد و طولانی کردن فاز تأخیری میکروارگانیسم ها و یا غیر فعال کردن و نابودی میکروب ها باعث افزایش ماندگاری فرآورده های غذایی میشوند. در مورد فیلم ها و پوشش های خوراکی انتخاب نوع ماده ضد میکروبی تنها به ترکیبات خوراکی محدود میشود. زیرا از آن جا که این مواد همراه ماده بسته بندی و ماده غذایی مصرف می شوند، خوراکی بودن و ایمنی آنها امری ضروری است. ویژگی هایی که یک ترکیب ضد میکروبی مورد استفاده در بسته بندی های فعال باید داشته باشد عبارتند از:
-مورد تأیید سازمان های نظارت کننده بوده و برای تماس با ماده غذای مجاز باشد.

–353

1-8-5-روش های ساخت نانوکامپوزیت.........................................................................18
1-9-کاربرد تکنولوژی غشا........................................................................................19
1-10-محورهای اصلی کاربرد غشاها...........................................................................19
1-10-1صنعت آب و فاضلاب.....................................................................................19
1-10-2-صنایع غذایی...............................................................................................20
1-10-3-صنایع دارویی و پزشکی................................................................................20
1-10-4-تصفیه هوا و خالص سازی گازها.....................................................................20

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

1-10-5-کاربردهای دیگر..........................................................................................21
1-11-غشاهای بستر آمیخته.........................................................................................21
1-12-انواع غشاها....................................................................................................22
1-13-مدل حلالیت نفوذ..............................................................................................22
1-14-تجهیزات لازم بررسی ساختار عملکرد غشاها.........................................................25
1-15-تاریخچه گسترش غشا........................................................................................25
1-16-تاریخچه غشاهای بستر آمیخته.............................................................................26
بخش دوم: مواد، تجهیزات و کارهای تجربی....................................................................28
2-1-انتخاب مناسب فاز پلیمری....................................................................................29
2-1-1-غشای پلیمر پلی سولفون...................................................................................29
2-1-2-دلایل انتخاب نانوکلی و نانوسیلیکا و پلیمر.............................................................31
2-2-کارهای تجربی..................................................................................................33
2-2-1-مواد و تجهیزات.............................................................................................33
2-2-2-ساخت غشا....................................................................................................33
2-2-2-1-ساخت فیلم غشای پلیمری اولترافیلتراسیون PSf..................................................33
2-2-2-2-ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی........................................................................34
2-2-3-شار آب خالص...............................................................................................35
2-2-3-1-مدول غشایی..............................................................................................35
2-2-3-2-آزمون تراوش.............................................................................................35
2-2-3-3-نحوه انجام آزمایش ها...................................................................................35
2-2-3-4-محاسبه میزان آب خالص عبوری غشا..............................................................36
2-3-روش های ارزیابی ساختاری................................................................................36
بخش سوم: نتایج و بحث.............................................................................................37
3-1-ارزیابی ساختاری..............................................................................................38
3-1-1-طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) .....................................................38
3-1-2-آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM).................................................39
3-1-3-میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM) ....................................................................42
3-2-نتایج آزمایش های جداسازی مایعات.......................................................................45
3-2-1-آزمون تراوایی..............................................................................................45
بخش چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادات...........................................................................51
4-1-نتیجه گیری......................................................................................................52
4-2-پیشنهادات........................................................................................................54
مراجع...................................................................................................................55
فهرست شکل ها
عنوان صفحه
شکل 1-1-نمونه هایی از غشاهای سرامیکی......................................................................7
شکل 1-2-غشای فلزی.................................................................................................8
شکل 1-3-نمونه ای از غشای مارپیچی.............................................................................9
شکل 1-4-فرآیند جداسازی نانوفیلتراسیون.......................................................................12
شکل 1-5- فرآیند جداسازی اولترافیلتراسیون...................................................................13
شکل 1-6-فرآیند جداسازی میکروفیلتراسیون...................................................................14
شکل 1-7-تقسیم بندی مواد..........................................................................................15
شکل 1-8-فاز پیوسته و پراکنده در ساختار غشاهای بستر آمیخته..........................................24
شکل 1-9- ساختار شیمیایی پلی سولفون.........................................................................27
شکل 2-1- آون مورد استفاده بهمنظور ساخت و خشک کردن غشا.........................................34
شکل 2-2- حمام آب و سیستم بازگشتی در ساخت غشا........................................................34
شکل2-3- حمام اولتراسونیک مورد استفاده برای پخش کردن یکنواخت ذرات..........................34
شکل2-4- مدول غشایی استفاده شده جهت اندازهگیری میزان تراوایی.....................................35
شکل3-1- طیف FTIR پلی سولفون خالص....................................................................38
شکل3-2- طیف FTIR نانوسیلیکا.................................................................................38
شکل3-3- طیف FTIR نانوکلی...................................................................................39
شکل3-4- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با 5/0% وزنی نانوکلی......................40
شکل 3-5- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با 1% وزنی نانوکلی.......................40
شکل 3-6- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با 2% وزنی نانوکلی........................41
شکل 3-7- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با 5% وزنی نانو سیلیکا....................41
شکل 3-8- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با10% وزنی نانو سیلیکا..................41
شکل 3-9- تصویر FESEM از پلی سولفون آمیخته شده با15% وزنی نانو سیلیکا...................42
شکل 3-10- تصویر FESEM از پلی سولفون خالص.......................................................42
شکل 3-11- ریخت شناسی سطح غشای پلی سولفون خالص توسط AFM .............................43
شکل 3-12- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 5/0% وزنی نانوکلی توسط AFM…….43
شکل 3-13- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 1% وزنی نانوکلی توسط AFM..43
شکل 3-14- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 2% وزنی نانوکلی توسط AFM...44
شکل3-15- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 5% وزنی نانو سیلیکا توسط AFM............44
شکل 3-16- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 10% وزنی نانوسیلیکا توسط AFM…….44
شکل 3-17- ریخت شناسی سطح غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون با 15% وزنی نانوسیلیکا توسط AFM…..…45
جدول3-1-اثر حضور نانو کلی و نانو سیلیکا بر تراوایی آب خالص در غشای نانو کامپوزیتی پلی سولفون ... 46
شکل 3-18- نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-نانوسیلیکا با 5% وزنی..........46
شکل 3-19-نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-نانوسیلیکا با 10% وزنی…....47
شکل3-20- نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-نانوسیلیکا با 15% وزنی…....47
شکل3-21- نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-خاک رس با 5/0%وزنی........48
شکل3-22- نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-خاک رس با 1% وزنی..........48
شکل 3-23- نمودار مقایسه تراوایی بین پلی سولفون با غشای پلی سولفون-خاک رس با 2% وزنی…….49
چکیده
در حال حاضر غشاها جایگاه ویژه ای در صنایع جداسازی مختلف پیدا کرده اند و کاربردهای وسیعی در زمینه های گوناگون جداسازی اعم از محلول های مایع و گازهای مختلف دارا میباشند. تکنولوژی غشا یکی از تکنولوژی های پرکاربرد در صنعت امروز است که حوزه کاربرد آن از صنعت آب و فاضلاب تا صنایع غذایی و دارویی گسترده است. بیشتر غشاهایی که اخیرا در فرایندهای جداسازی غشایی گازها مورد استفاده قرار می گیرند غشاهای پلیمری و غیر متخلخل هستند و پایه عملکرد آنها مکانیسم حلالیت – نفوذ است. این مکانیسم در مقیاس مولکولی تراوش مولکولها از غشاء پلیمر است. در این مکانیسم فرض می شود مولکول در یک طرف غشا جذب می شود و از میان فضاهای خالی زنجیرهای پلیمر نفوذ می کند و در سطح دیگر دفع می شود.پلیمر پلی سولفون به دلیل دارا بودن خواص خوب مکانیکی، مقاومت شیمیایی بالا و دمای تبدیل شیشه ای بالا ، به مقدار زیادی در تهیه غشاهای نامتقارن (معمولا در محدوده اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون) مورد استفاده قرار میگیرد.غشاهای اولترا فیلتراسیون پلی سولفونی، ترشوندگی سطحی بسیار پایینی دارند.به واسطه برهمکنشهای هیدروفوبی بین غشا و حل شونده های آبگریز، این خاصیت در غشاهای پلی سولفونی مشکلات انسداد زیادی را در پی خواهد داشت.همچنین غشاهای پلیمری نمی توانند به مشکل تناقض بین انتخابگری و تراوایی چیره شوند.به منظور افزایش آبدوستی غشاهای پلی سولفون و بهبود خواص ساختاری غشا ، روشهای متعددی وجود دارد ولی چند روشی که از ابتدای کار توسعه بیشتری یافته‌اند عباراند از: پلیمریزاسیون درجا ، ترکیب محلول القا شدن، فرآیند ذوبی و روش بستر آمیخته. در این پژوهش نانو ذره خاک رس در آماده سازی این غشای نانوکامپوزیتی به روش بستر آمیخته استفاده شده است.با غشاهای بستر آمیخته می توان به انتخابگری بالا با همان مقدار تراوایی یا تراوایی بیشتر در مقایسه با غشاهای پلیمری موجود دست یافت. با اضافه کردن نانو ذرات معدنی می توان خواص جداسازی را بهبود بخشید.
کلمات کلیدی: غشای نانوکامپوزیتی, اولترافیلتراسیون, نانوکلی, غشاهای بستر آمیخته
مقدمه
پیشرفت های کنونی در صنایع شیمیایی و صنایع مشابه به سمت افزایش سرعت انجام فرآیندها و کاهش مصرف انرژی در طول فرآیند معطوف شده است. یکی از فرآیندهای مهم و پرکاربرد در چنین صنایعی، جداسازی مواد مختلف می باشد. برای انجام فرآیندهای صنعتی اغلب باید اجزای ماده ی خام اولیه از هم جدا شده و محصول بدست آمده از این فرآیندها نیز تفکیک و تخلیص شود. از طرفی در اکثر صنایع، با درنظر گرفتن قوانین محیط زیستی، لزوم انجام فرآیندهای جداسازی بیش از پیش به چشم می خورد.
در حقیقت، اهمیت فرآیندهای جداسازی و دستگاه ها و تجهیزات مربوطه، به اندازه ای است که در بسیاری از صنایع، بخش اعظم قیمت تمام شده ی یک محصول، مربوط به هزینه های جداسازی و خالص سازی آن محصول است. به همین دلیل یافتن یک روش جداسازی ساده تر و با هزینه ی کمتر، می تواند قابل تأمل باشد. در انتخاب یک روش جداسازی مناسب، باید بازده آن روش ها، دسترسی به تجهیزات هزینه های جداسازی، هزینه ی ساخت و هزینه های انرژی، با در نظر گرفتن مسایل زیست محیطی و مسایل سیاسی مورد ارزیابی کامل قرار بگیرد. همچنین باید اهداف جداسازی در فرآیند مشخص شود، در یک فرآیند جداسازی، اهداف متفاوتی مانند تغلیظ، تخلیص، تفکیک و جابجایی تعادل واکنش می تواند مدنظر باشد. در این راستا غشاها برای جداسازی گونه های مختلفی از مواد در حالات جامد، مایع و گاز توسعه یافته اند. با اینکه روش جداسازی با غشاها نسبت به روش های دیگری چون تقطیر، جذب سطحی، کریستالیزاسیون و استخراج مایع– مایع جدیدتر است ولی با توجه به کارایی و سهولت استفاده طی دو دهه ی اخیر، گسترش چشمگیری در استفاده از آن مشاهده شده است [1].
بیشتر غشاهایی که اخیرا در فرآیندهای جداسازی غشایی مورد استفاده قرار می گیرند غشاهای پلیمری و نامتخلخل اند و پایه عملکرد آنها سازوکار حلالیت-نفوذ است. این سازوکار در مقیاس مولکولی، تراوش مولکول ها از غشا پلیمر است. در این سازوکار فرض می شود مولکول در یک طرف غشا جذب می شود و از میان فضاهای خالی زنجیرهای پلیمر نفوذ می کند و در سطح دیگر دفع می گردد. مطابق مدل حلالیت-نفوذ، نفوذ مولکول ها از میان غشا با دو پارامتر اصلی کنترل می شود ضریب نفوذ و ضریب حلالیت. ضریب حلالیت برابر نسبت دو پتانسیل جذب مثل فشار جزیی تعریف می شود [2]. برای عملکرد خوب غشا، هم تراوایی و هم گزینش پذیری باید بالا باشد. هرچه تراوایی بالا باشد سطح مورد نیاز غشا برای تصفیه گاز کمتر می شود و گزینش پذیری بالا، خلوص گاز بالایی را در شرایط تراوایی یکسان می دهد. در پلیمرهای شیشه ای (پلیمرهایی که زیر دمای گذار شیشه ای خود قرار دارند) مولکول های ریز مانند H2 و He سریع و مولکولهای بزرگ مانند هیدروکربن ها به آهستگی از غشا عبور می کنند. پلیمرهای تراوا گزینش پذیری پایینی دارند [2]. با وجود تمام این مزایا غشاهای پلیمری نمی توانند به مشکل تناقض بین گزینش پذیری و تراوایی چیره شوند. در واقع غشاهای غیرآلی مانند غشاهای کربنی دارای گزینش پذیری و تراوایی بالایی هستند اما در مقیاس بزرگ ساخت آنها مشکل است با توجه به نیاز بازدهی بالای غشاها در غشاهای پلیمری و غیرآلی نوع جدید غشاها اخیرا به نام غشاهای بستر آمیخته گسترش یافته است. غشاهای بستر آمیخته غشاهای ترکیبی هستند که در آنها جامد یا مایع یا هر دو به عنوان پرکننده در بستر پلیمر جاسازی شده اند [3]. پژوهش برروی غشاهای بستر آمیخته از سال 1980 با سرعت قابل ملاحظه ای به صورت پیوسته رو به افزایش است. اکنون یافته های تجربی و آزمایشگاهی، برتری نسبی جداسازی غشاهای بستر آمیخته نسبت به غشاهای پلیمری خالص را نمایانگر ساخته است. با توجه به جدید بودن این نوع از غشاها، فضای کاری زیادی برای مطالعات آینده پیش رو قرار دارد [3]. در این پژوهش برروی ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی پلی سولفون به روش بستر آمیخته و بررسی عملکرد این غشاها تمرکز شده است. به منظور بررسی عملکرد غشا در شرایط مختلف، آزمایش های تراوش و آنالیزهای ساختاری صورت گرفته است. در این پژوهش، اثر پارامترهای مختلف بر عملکرد غشا و اثر فشار بر تراوایی و گزینش پذیری غشا بررسی شده است. لازم به ذکر است که ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی پلی سولفون به روش بستر آمیخته، جدید و برای اولین بار می باشد.
این پایان نامه در چهار بخش تنظیم شده است. در بخش اول، مقدمه ای در مورد غشاها و انواع آنها، فرآیندهای غشایی از جمله اولترافیلتراسیون، کامپوزیت ها، ویژگی های غشاهای بستر آمیخته ارایه شده است. همچنین در این بخش اهداف تحقیق و فرضیه های ممکن نیز بیان شده است.
در بخش دوم، مواد و تجهیزات مورد استفاده در انجام این پژوهش بیان شده و روش ساخت غشای پلیمری اولترافیلتراسیون پلی سولفون و غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون توضیح داده می شود.
در بخش سوم، نتایج حاصل از ارزیابی های ساختاری انجام شده برروی غشاها بیان می گردد و در ادامه نتایج حاصل از آزمون های تراوایی مورد بررسی قرار می گیرد.
در بخش چهارم، نتیجه گیری و پیشنهادات جهت انجام پروژه های آینده ارایه گردیده است.
بخش اول
مطالعات کتابخانه ای
1-1-اهداف تحقیق
ساخت غشای نانوکامپوزیتی پلی سولفون آمیخته با خاک رس به روش بستر آمیخته
دستیابی به یک غشای نانوکامپوزیتی با ماهیت اولترافیلتراسیون جهت جداسازی و تصفیه مایعات
بهبود خواص غشا از جمله تراوایی و انتخاب پذیری
ارزیابی و بررسی غشای ساخته شده
1-2-فرضیه ها
با استفاده از پلیمر پلی سولفون مقاومت مکانیکی و شیمیایی غشا افزایش می یابد.
با استفاده از خاک رس آبدوستی غشای پلی سولفونی افزایش می یابد.
با این روش تراوش پذیری و مقاومت غشا افزایش می یابد.
جداسازی یونها و نمک ها از آب امکان پذیر می باشد.
با غشاهای بستر آمیخته می توان به انتخابگری بالا دست یافت.
تعاریف و مفاهیم
1-3-غشا
غشا به عنوان یک فاز که اجزای خوراک به صورت انتخابی از آن عبور می کنند تعریف می گردد. به عبارت بهتر، غشا به صورت فازی که اجزای جداشونده با سرعت های متفاوت از آن عبور می کنند عمل می کند. در فرآیندهای غشایی، جزیی که از غشا عبور می کند به نام تراوش کرده1 و بخشی که نتواند از غشا عبور کند، نگه داشته شده2 نامیده می شود که بر اساس هدف جداسازی هر کدام از آنها می توانند به عنوان محصول در نظر گرفته شوند. در حالت کلی، روش های غشایی در مواقعی که غلظت مواد کم باشد، کارایی بسیار زیادی دارند [4]. نیروی محرکه لازم در فرآیندهای غشایی می تواند بصورت اختلاف غلظت، فشار، دما و پتانسیل الکتریکی باشد. ساده ترین نوع غشاها براساس اختلاف اندازه ذرات عمل می کنند که از این نظر مشابه فیلترها هستند، ولی غشاها از لحاظ اندازه منافذ و توزیع اندازه ی آنها و نیز نحوه ی جریان، با فیلترها تفاوت دارند. کارایی غشاها با دو پارامتر تعیین می گردند که شامل دبی عبور کرده از غشا و گزینش پذیری غشاها است. فرآیندهای غشایی با داشتن مزایایی چون کاهش مصرف انرژی به دلیل عدم تغییر فاز، حجم کم و عدم نیاز به فضای زیاد، تنوع در شکل و اندازه، افت فشار کم و انتقال جرم زیاد، بالا بودن راندمان جداسازی برای محلول های رقیق، نیاز کم به مواد افزودنی و حلال ها، ساده بودن طراحی غشاها و سهولت کاربرد آنها در مقیاس های صنعتی و همچنین به دلیل اینکه دوست دار محیط زیست هستند، از سایر روش های جداسازی متمایز شده اند. با این حال این روش معایبی از قبیل قطبش غلظتی و گرفتگی غشاها، طول عمر کوتاه غشا، انتخاب پذیری و دبی کم عبوری از غشاها و هزینه بالای ساخت را دارد [2]. غشاها و فرآیندهای غشایی جایگاه مهمی در تکنولوژی شیمیایی بدست آورده اند و در طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی استفاده می شود.
1-4-تقسیم بندی غشا
به دلیل کاربردهای وسیع و جهت سهولت شناخت و استفاده از غشاها، تقسیم بندی آنها ضروری به نظر می رسد که در این بخش تقسیم بندی غشاها براساس معیارهای مختلف آورده شده است.
1-4-1-تقسیم بندی بر اساس مکانیسم حاکم بر جداسازی
اگر جداسازی بر اساس اختلاف فشار باشد، به کمک روش هایی مانند میکروفیلتراسیون، اولترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس می توان جداسازی را انجام داد. روش هایی که بر پایه اختلاف غلظت هستند شامل جداسازی گازی، غشای مایع و دیالیز می باشد. در الکترودیالیز، اختلاف ولتاژ و در روش تقطیر غشایی نیز اختلاف دما به عنوان عامل جداسازی عمل می کند.
1-4-2-تقسیم بندی بر اساس جنس غشا
غشاها به دو صورت عمده، غشاهای بیولوژیکی (طبیعی) و غشاهای سنتزی هستند که غشاهای سنتزی شامل غشاهای پلیمری، سرامیکی، فلزی و مایع می باشد[5] که در ادامه، هر کدام از موارد توضیح داده می شوند.
1-4-2-1-غشاهای پلیمری
از جمله غشاهای پلیمری می توان به غشاهای ساخته شده از جنس پلی پروپیلن، تفلون، پلی آمید، پلی ایمید و پلی سولفون اشاره کرد [6]. هر کدام از این مواد بر اساس ساختار شیمیایی خود، دما و pH محیط، حلالیت مواد و مقاومت آنها مورد استفاده قرار می گیرند. تخلخل بالا یکی از ویژگی های مهم در غشاهای پلیمری است [7]. غشاهای پلیمری در بازیافت هیدروکربن ها و گازهایی به کار می روند که در فرآیندهای مربوطه وارد اتمسفر شده و یا سوزانده می شوند، بنابراین از نظر کاهش آلاینده های محیطی می توانند بسیار با ارزش باشند. غشاهای پلیمری که قابلیت عبور ذرات بزرگتر مانند هیدروکربن های سنگین گازی را در مقایسه با ذرات کوچکتر مانند متان و ازت دارند، به صورت پیوسته تهیه می شوند، قابلیت انتخاب پذیری معکوس و عبوردهی بالای این غشاها، مزیت بسیار مهمی است که در کاربردهایی مانند خالص سازی گاز طبیعی که بخش عمده آن را متان تشکیل می دهد، نیاز به تقویت فشار مجدد گاز خالص شده را برطرف می کند [7]. از غشاهای تهیه شده می توان در کاربردهای دیگر مانند خالص سازی هیدروژن در پالایشگاه ها، بازیافت مونومر در واحدهای پلی اولفین، بازیافت بخارات بنزین در انبارها و جایگاه های سوخت رسانی و بسیاری از کاربردهای دیگر با ارزش افزوده بالا استفاده کرد. نیاز به غشاهایی با مجموعه خواص مطلوب شامل شار عبوری بالا، انتخاب پذیری بالا، پایداری شیمیایی، مکانیکی و حرارتی مناسب، محققین را به سمت توسعه غشاهای هیبریدی نانوکامپوزیتی (شامل مواد معدنی پخش شده در ماتریس پلیمری) سوق داده است [7].
1-4-2-2-غشاهای مایع
غشا فازی است بین دو فاز دیگر که انتقال جرم بین آنها را کنترل می کند. اگر این فاز میانی یک مایع امتزاج ناپذیر با دو فاز دیگر باشد، نقش یک غشا مایع را خواهد داشت. غشاهای مایع به صورت غشاهای امولسیونی، پایه ای و جریانی هستند. در غشاهای امولسیونی از عوامل فعال کننده سطحی برای تولید امولسیون استفاده می کنند. در غشا نوع دوم از مایعی در داخل یک جامد متخلخل با حفراتی در حد میکرون استفاده می کنند. در غشا جریانی هم، جریان مایع-مایع به صورت پیوسته برقرار بوده و حفرات را همواره پر نگه می دارد [1].
1-4-2-3-غشاهای سرامیکی
این غشاها که شامل اکسید های آلومینیوم، زیرکونیوم، تیتانیوم و سیلسیوم می باشند، دارای مزایایی مانند مقاومت حرارتی، مکانیکی و شیمیایی بالا، طول عمر زیاد، مقاومت خوردگی و باکتریایی بالا، امکان احیا، امکان تمیز کردن کنترل مطلوب اندازه حفرات هستند.در این غشاها، هیچ افزودنی مورد نیاز نبوده و محدودیتی در دمای فرآیند وجود ندارد. فیلتراسیون به کمک سرامیک، یک فرآیند با انتخاب پذیری بالاست که بدون تبدیلات فازی است. ولی در کنار این مزایا، معایبی مانند هزینه ی زیاد ساخت و مشکل بودن انجام اصلاحات بعدی بر روی غشا نیز وجود دارد [8].

شکل1-1– نمونه هایی از غشاهای سرامیکی
در غشاهای سرامیکی جریان یا محیطی که باید تصفیه شود، از داخل کانال های حامل غشا عبور داده می شود. ذرات در صورتیکه بزرگتر از شعاع حفرات غشا باشند، باقی مانده و نشست می کنند و ماده ی تغلیظ شده ای را ایجاد می کنند. ماده صاف شده از درون حفرات نفوذ کرده و وارد مراحل مختلف فرآیند می شود [8]. پایه غشاهای سرامیکی، متشکل از اکسید آلومینیوم یا کربید سیلیکون با حفرات باز است. این ماده نه تنها می تواند نفوذپذیری را بالا ببرد بلکه نیازهای مربوط به پایداری مکانیکی را نیز مرتفع می سازد. در ابتدا غشاهای سرامیکی در تکنولوژی تصفیه فاضلاب به کار می رفت. اما امروزه، کاربردهای آنها تمامی صنایع را پوشش می دهد که این صنایع می تواند صنایع شیمیایی مانند جداسازی پاک کننده ها و کاتالیست ها، صنایع فلزی مانند بازیافت فلزات سنگین صنایع نساجی و صنایع کاغذ و خمیر چوب مانند جداسازی، تغلیظ و آب زدایی بیومس و خزه ها، صنایع غذایی و آشامیدنی مانند تغلیظ آب میوه، استریلیزاسیون شیر و آب پنیر و صنایع بازیافتی و محیط زیستی مانند کاهش BOD/COD بازیابی آب از استخرهای شنا و بازیافت داروها و آفت کش ها را در بر می گیرد.
1-4-2-4-غشاهای فلزی
این غشاها که در حال حاضر بیشتر در آزمایشگاه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار می گیرند معمولا از جنس فولاد ضد زنگ، سیلیس، آلومینیوم، نقره، نیکل و برخی از آلیاژها هستند. خصوصیت برجسته ای که در رابطه با این غشاها مطرح است، مقاومت آنها در برابر خوردگی است. در زمینه جداسازی گاز که بیشتر به تخلیص گاز هیدروژن برای پیل های سوختی مربوط می شود، دسته ای از غشاهای فلزی توسعه یافته اند. البته در تصفیه آب آشامیدنی و حذف مواد آلی طبیعی به روش لخته سازی و میکروفیلتراسیون نیز از غشاهای فلزی همراه با هوادهی یا تزریق گاز ازون به عنوان یک روش جدید برای حذف آلودگی های آب باران استفاده شده، و ثابت شده است که غشاهای فلزی برای کاهش میکروبها و ذرات آلوده کننده از آب باران کافی است. برای حصول غشای فلزی با خواص ویژه، جنس پایه و روش ساخت و پوشش دهی آن اهمیت بسیاری دارد. تقریبا اکثر روش های ساخت شامل ایجاد شرایط خاص دما و فشار و همچنین انجام برخی عملیات اصلاحی، برروی پایه یا غشای ساخته شده می باشد. در این راستا خواص غشاها نظیر نفوذپذیری، ظرفیت عبور سیال، مقاومت شیمیایی، مقاومت مکانیکی و حرارتی باید مد نظر قرار گیرد[9].

شکل1-2– غشای فلزی
در رابطه با عملکرد این غشاها، مطالعات اخیر برروی ساخت غشاهای فلزی متراکم مرکب با ضخامت حدود زیر میکرون تا چند ده میکرون و ویژگیها و کاربردهای آنها متمرکز شده است توسعه غشاهای فلزی پایه دار یا مرکب بیشتر به دلیل کاهش هزینه های مواد، بهبود استحکام مکانیکی و امکان نفوذ بیشتر مواد می باشد. غشاهای مرکب فلزی دارای پایه هایی از جنس فلز، سرامیک یا پلیمر هستند البته در اکثر موارد استفاده از فولاد ضدزنگ به عنوان پایه غشای فلزی پیشنهاد شده است. ساخت غشا با این فلز هزینه کم و استحکام مکانیکی بالایی داشته و در اکثر فرایندهای صنعتی تولید و خالص سازی هیدروژن، از لحاظ شیمیایی بی اثر است [9]. از جمله روش های متداول در ساخت غشاهای فلزی روش ترسیب شیمیایی، ترسیب الکترو شیمیایی و فیزیکی بخار، روش پاشش پودر خیس و غلطک کاری می باشد [9].
1-4-3-تقسیم بندی بر اساس شکل هندسی غشا
غشاها را میتوان براساس شکلشان به انواع غشاهای: صفحه ای، لوله ای، مارپیچ و الیاف میان تهی تقسیم بندی کرد. غشاهای مارپیچ را می توان بر حسب نیاز در دماها و فشارهای بالا مورد استفاده قرار داد. غشاهای لوله ای در غلظت های بالایی از جامد مورد استفاده قرار می گیرد. در فرایند فیلتراسیون جریان متقاطع نیز الیاف میان تهی را می توان تحت عملیات شستشوی معکوس قرار داد[4].

شکل1-3– نمونه ای از غشای مارپیچی
غشاها در داخل محفظه ای قرار می گیرند که تحت عنوان مدول اطلاق می شود نوع جریان در سطح غشا و نیز نحوه حرکت سیال بستگی به نوع مدول انتخابی دارد. در واقع مدول به منظور نگهداری غشا کنترل حرکت سیال و افزایش نسبت سطح به حجم بکار میرود. در هر مدول، غشاها به همراه نگهدارنده ها و پایه های خود در یک شکل هندسی خاص قرار می گیرند که دارای مجراهایی برای ورود خوراک و همچنین جمع آوری مواد می باشد. انواع مدول هایی که بکار می رود شامل مدول های لوله ای، صفحه و قاب، مارپیچی و موئینه ای است که بر اساس ویژگی ها و مزایایی که دارند می توانند کاربردهای متفاوتی داشته باشند [4].
1-4-4-تقسیم بندی بر اساس ساختار غشا
براساس ساختمان غشاها می توان آنها را به دو دسته متقارن و نامتقارن تقسیم کرد. در دو سمت غشاهای متقارن، ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان می باشد. ضخامت این نوع غشاها بین 100تا 200 میکرون است. هرقدر ضخامت غشاها زیادتر باشد مقاومت در برابر انتقال جرم زیاد بوده و از طرف دیگر با کاهش ضخامت مقاومت مکانیکی آن کاهش می باید که برای حل این مشکلات از غشاهای نامتقارن که در آنها ابعاد حفرات و توزیع آنها یکسان نیست استفاده می کنند. این غشاها از دو لایه تشکیل یافته اند، در آن یک لایه فعال با ضخامت کمتر و متراکم تر وجود دارد که در آن جداسازی صورت میگیرد. لایه دیگر که به صورت پایه عمل می کند و حفرات بزرگتری دارد بر مقاومت مکانیکی لایه اول می افزاید. البته در این نوع غشاها هر دو لایه از یک ماده تشکیل می شوند. یکی دیگر از انواع غشاهای نامتقارن که تحت عنوان غشاهای مرکب یا کامپوزیتی هستند دو لایه از دو جنس متفاوت بوده و روش ساخت و اتصال آنها نیز تفاوتهایی با یکدیگر دارند. علاوه بر این مواد، غشا را از لحاظ تخلخل می توان به دو دسته متخلخل و غیر متخلخل تقسیم کرد. کارایی سیستم موفق تا حدود زیادی به تخلخل محیط بستگی دارد. بنابراین تخلخل انواع غشاها برحسب محیط کاربرد شامل: فیلترهای لیفی، غشاهای متخلخل پلیمری، مواد متخلخل سرامیک مواد موبینه و .... می باشد [4].
1-5- ویژگیهای غشاها
به منظور پیش بینی چگونگی انجام فرایندهای جداسازی باید ویژگی های مختلف غشاها را مورد بررسی قرار داد. خواص غشاها را می توان به دو دسته فیزیکی و شیمیایی تقسیم بندی نمود. خواص فیزیکی غشا شامل اندزه حفرات، تعداد حفرات، ضخامت، تخلخل و چروک خوردگی غشا می باشد خواص شیمیایی غشا نیز شامل بار سطحی، هدایت الکتریکی، قابلیت جذب، واکنش پذیری و آبدوستی آنها است که با توجه به نوع فرایند باید تأثیر این عوامل را مورد بررسی قرار داد [10].
1-6- کاربردهای غشا
امروزه جداسازی غشایی در بسیاری از صنایع مانند: دارویی، بیوتکنولوژی، صنایع غذایی، پتروشیمی، پالایش، نساجی، کاغذسازی، اتومبیل سازی، تصفیه آب و فاضلاب و.... مورد استفاده قرار می گیرد. با توجه به اینکه با بالا بودن ریسک سرمایه گذاری یکی از موانع اصلی برای صنعتی کردن و تولید انبوه غشاها در ایران است. سرمایه گذاری برای این امر منوط به وجود بازارهای داخلی است. استفاده از غشاها در بعضی از فرایندهای جداسازی مانند: شیرین سازی آب که در سطح وسیعی انجام می شود ممکن است توجیه اقتصادی برای سرمایه گذار در این حوزه داشته باشد. این تکنولوژی در برخی از حوزه ها در دنیا هنوز در مقیاس آزمایشگاهی است و به مرحله صنعتی نرسیده است، در این زمینه دستیابی به تکنولوژی فرایند در زمینه های تصفیه پساب های صنعت نفت، شیرین سازی گازهای ترش و ارتقای کیفیت حلالها و برشهای نفتی با استفاده از غشاها در حال انجام است [1].
1-7- فرآیندهای غشایی
غشاهای سنتزی با داشتن بازارهای در حال رشد و فراهم کردن قابلیتهای جداسازی بالا در بسیاری از صنایع توانسته اند پیشرفت های زیادی داشته باشند. صنایع و کارخانجات سرمایه گذار خود را در فرایندهای جداسازی برروی غشاها متمرکز کرده اند تا معایب سایر روشها مانند: تبخیر، تقطیر و یا استخراج را مرتفع سازند. هفت فرایند جداسازی عمده شامل: میکروفیلتراسیون، الترافیلتراسیون، نانوفیلتراسیون، اسمز معکوس، الکترودیالیز، جداسازی گازی و تراوش تبخیری، در بسیاری از زمینه های مورد استفاده قرار می گیرند که توجه و تمایل بیشتر به حفاظت از محیط زیست، تقاضا برای آب تمیز و بازده انرژی بالا استفاده از این فرایندهای غشایی را افزایش داده است [11].
1-7-1- اسمز معکوس(RO)
فرایند اسمز معکوس، قادر به حذف جامدات حل شده، باکتری، ویروس و سایر مواد میکروبی داخل آب می باشد. اسمز معکوس اساساً یک فرآیند غشایی نفوذی است که بر اساس نیروی محرکه فشاری عمل می کند. این فرآیند عمداً برای شیرین سازی آب دریا مورد استفاده قرار می گیرد. ویژگی برجسته روش اسمز معکوس این است که هیچ تغییر فازی در آن وجود نداشته و مصرف انرژی نسبتاً پایینی دارد. تقریباً تمامی غشاهای اسمز معکوس از جنس پلیمرهایی با ترکیبات پلی آمید و استات سلولز می باشد غشاهای فرآیند اسمز معکوس معمولاً در دو نوع غشاهای نامتقارن و غشاهای کامپوزیتی نازک فیلمی هستند. این غشاها کوچکترین ساختار حفرات با اندازه قطر حفرات در محدوده ی 0.5 الی 1.5 نانومتر را دارا هستند. در این غشاها بیشتر 95 تا 99 درصد از نمکهای معدنی و ترکیبات عالی باردار شده بدلیل دافعه بارالکتریکی سطح غشا دفع می شود. کاربرد این روش در صنایع آب آشامیدنی، صنایع غذایی، صنایع الکترونیکی، کاغذسازی و بسیاری از موارد دیگر است [1].
1-7-2- نانو فیلتراسیون(NF)
نانوفیلتراسیون شکلی از فیلتراسیون است که غشاها را به منظور جداسازی سیالات یا یونهای گوناگون بکار می گیرد. نانوفیلتراسیون یه صورت اسمز معکوس ملایم تری عنوان می گردد، چرا که حفرات غشایی بزرگتری در مقایسه با غشاهای اسمز معکوس دارد. بدلیل اینکه این غشاها در فشارهای بسیار پایین تری کار کرده و برخی از مواد معدنی را از خود عبور می دهند، نانو فیلتراسیون می تواند در مواردی که حذف بالای مواد آلی مورد نیاز است و همچنین در حذف متوسط مواد معدنی کاربرد داشته باشد. این روش قادر به تغلیظ شکر، نمکهای دو ظرفیتی و پروتیینها می باشد. مزیت این روش بر اسمز معکوس این است که نانوفیلتراسیون معمولاً در بازیافتهای بالاتری کار میکند در نتیجه در آب کل مصرفی صرفه جویی خواهد شد که ناشی از سرعت جریان با غلظت پایین تر است ولی این روش در مورد ترکیبات آلی با جرم ملکولی پایین مانند متانول موثر نیست. نانوفیلتراسیون از نظر هزینه انرژی و دفع یون و ابعاد حفرات در بین روشهای دیگر شرایط بهینه ای را ایجادکرده است. با یک نانوفیلتر می توان میزان غلظت یک باکتری را در یک محصول غذایی محلول به صفر رساند [1].

شکل1-4– فرآیند جداسازی نانوفیلتراسیون
1-7-3- اولترا فیلتراسیون(UF)
تکنولوژی جداسازی توسط غشا، با بهره گیری از توانایی های خاص خود جایگاه ویژه ای در فرآیندهای جداسازی پیدا کرده است. اولترافیلتراسیون یکی از مهمترین فرآیندهای این تکنولوژی است که در زمینه جداسازی ذرات، بویژه پروتئین ها قابلیت فراوانی دارد. غشاهای مورد استفاده در این فرآیند از نوع غشاهای متخلخل بوده و عمدتا پلیمری می باشند. نیروی محرکه لازم برای انتقال جرم، اختلاف فشار بوده که در محدوده بین 2 تا 10 بار اعمال می شود. در مصارف صنعتی غشاها در بسته های خاصی که مدول نامیده می شود مورد استفاده قرار می گیرند. در استفاده از این غشاها یک سری محدودیت هایی وجود دارد که مهمترین آنها پدیده گرفتگی است. بروز این پدیده موجب کاهش راندمان و عمر مفید غشا می گردد. از اولترافیلتراسیون برای جداسازی ماکرومولکول ها، کلوئیدها و مواد جامد سوسپانسیونی با اندازه 10-1000 آنگستروم استفاده می گردد. اساس کار غشاهای اولترافیلتراسیون تحت فشار، برطبق اندازه مولکولی استوار است معمولا مواد کوچکتر از غشا عبور نموده در حالیکه قطعات بزرگتر محلول باقی می مانند و تغلیظ می شوند. مهمترین عامل محدودیت استفاده از غشاهای اولترافیلتراسیون پدیده گرفتگی است. بطوریکه این پدیده بیشترین حجم تحقیقات را به خود اختصاص داده است. پدیده گرفتگی غشا ناشی از تجمع رسوب برگشت پذیر مواد از جمله کلوئیدها، ماکرومولکول ها و نمک برروی سطح غشا و یا درون ساختار آن است، این پدیده تابع خواص شیمی-فیزیکی خود غشا و اجزای موجود در سیال است. نتایج حاصل از وقوع گرفتگی عبارتند از: کاهش عمر غشا، افزایش فشار لازم برای فرآیند، تغییر قدرت نگهدارندگی غشا برای اجزاء و در نهایت کاهش شار تراوه فرآیند جداسازی. اولترافیلتراسیون بیشتر در جداسازی محلولی که بصورت مخلوطی از مواد مطلوب و نامطلوب است بکار می رود. اولترافیلتراسیون تا حدی بستگی به عواملی چون بار و اندازه ذره دارد. انواع گونه هایی که از این غشاها برگشت داده می شوند شامل: بیوملکولها، پلیمرها و ذرات کلوئیدی است. نیروی محرکه برای انتقال از غشا اختلاف فشار می باشد، فرآیندهای الترافیلتراسیون در 2-10 بار کار می کند که البته در بعضی از موارد امکان کار در فشارهای بالای 20-30 بار نیز وجود دارد. در این فرایندها زلال سازی خوراک، تغلیظ حل شونده برگشت داده شده و جز به جز کردن حل شونده انجام می شود. این روش در جداسازی جریانهای آلی روش چندان موثری نیست و غشاهای اولترا فیلتراسیون قادر به نگهداری گونه هایی هستند که دارای وزن مولکولی در محدوده 300-500000 دالتون و اندازه حفرات از 10-1000 آنگستروم باشد. این روش معمولاً در جداسازی ماکرومولکولهایی نظیر: پروتیئنها از حلالهایی با جرم ملکولی پایین کاربرد دارند. حفرات لایه پایینی غشا به طور نسبی بزرگتر از لایه سطحی بوده و هنگامی که حلال در درون غشا جریان می یابد گونه های باقی مانده برروی سطح غشا متمرکز شده و مقاومتی در برابر جریان ایجاد می کنند. در فرآیند سوسپانسیونی نیز به صورت رویه متخلخل برروی سطح غشا جمع می شوند. فرآیند اولترا فیلتراسیون بستگی به خواص فیزیکی غشا مانند: نفوذ پذیری، ضخامت، متغیرهای فرآیندی مانند: مصرف خوراک، غلظت خوراک، فشار سیستم، سرعت و دما دارد. محدوده کاربردی این روش در تصفیه زایدات امولسیونی نفت، تغلیظ ماکرومولکولی بیولوژیکی و تغلیظ پروتیئنهای حساس به حرارت برای افزودنیهای غذایی است [1].

شکل1-5– جداسازی اولترا فیلتراسیون
1-7-4- میکروفیلتراسیون(MF)
میکروفیلتراسیون فرایندی است که در آن اندازه حفرات بین 1-10 میکرون بوده و میکرو ارگانیزم ها نمی توانند از آن عبور کنند. این فرآیند برای جداسازی موادی با سایز ملکولی می باشد که از مکانیسم غربالی برای باقی ماندن ذرات بزرگتر از اندازه قطر حفرات استفاده می کند. در این فرآیند از پلیمرهای طبیعی و سنتزی مانند: نیترات یا استات سلولز، پلی آمیدها و پلی سولفون ها استفاده می شود. علاوه بر آن مواد معدنی مانند اکسیدهای فلزی، شیشه و کربن با پوشش زیرکوین نیز برای تولید این غشاها بکار می روند. این غشاها در صنایع دارویی و غذایی کاربرد وسیعی دارند.

شکل1-6– جداسازی میکروفیلتراسیون
1-8- کامپوزیت
کامپوزیت ها موادی که حاصل هوش و فراست و پژوهشهای هزاران دانشگرند که هرروز بیشتر مایه شگفتی می شوند: سبکترند و در برابر ضربه،خوردگی و دماهای بسیار بالا مقاومت بیشتری دارند، یعنی همان موادی هستند که انسان همیشه آرزوی آنرا داشته است.
در آغاز کامپوزیت ها را برای بهبود کیفیت کار موشکهای نظامی می ساختند و بعد در تسخیر فضا به کارگرفته شد و امروزه همه عرصه های صنعت و زندگی روزمره را فتح کرده است. از اتومیبل سازی تا پل و ساختمان سازی، هلیکوپتر، جلیقه ضدگلوله، وان حمام، کپسول هوای فشرده آتش نشانی، زندگی امروزه بدون استفاده از کامپوزیت ها نا ممکن است.
1-8-1- کامپوزیت چیست؟
واژه کامپوزیت کامپوزیت را می توان چنین معنی کرد: مرکب، مخلوط، آمیزه یا چند سازه .
اما همین جا باید تأکید کرد که کامپوزیت ها گرچه ترکیبی از چند ماده هستند اما ترکیب شیمیایی نیستند بلکه در واقع مخلوط و آمیزه ای از چند ماده هستند. می دانیم که در دانش شیمی "ترکیب" و"مخلوط" دو مفهوم جداگانه هستند و تفاوتهای بنیادی با هم دارند از جمله اینکه اجزای تشکیل دهنده مخلوط ماهیت خود را حفظ می کنند و مولکولهایی از انواع گوناگون هستند اما اجزای تشکیل دهنده ترکیب خواص اولیه خود را از دست می دهند و ترکیب ها و مولکولهایی یکسان دارند.
بطور کلی مواد (در علم مواد) به سه دسته تقسیم می شوند: 1- فلزات 2- سرامیک 3- مواد مصنوعی(پلیمرها) چهارمین گروهی که می توان به این سه اضافه کرد کامپوزیتها هستند.کامپوزیتها موادی هستند که از دو یا چند ماده یاد شده در بالا تشکیل شده اند و دارای خواص جدیدی هستند که منحصر به خود آنهاست [12].
آن چرا که در مورد تقسیم بندی مواد گفتیم در شکل مقابل می توان خلاصه کرد
فلزات نیم رساناها سرامیکها سیلکونها پلیمرها

شکل 1-7-تقسیم بندی مواد
1-8-2- از کاهگل تا کامپوزیتهای پیشرفته:
در فرهنگ متالورژی کامپوزیت را مواد مرکب و مواد چندسازه معنی کرده اند یعنی موادی که از اتصال دو یا چند ماده ساخته شده اند مثل: سرامیک و فلز، فیبر و فلز، پلاستیک و الیاف شیشه، الیاف کربن و پلاستیک و ..... ماده جدیدی که در این اتصال بوجود می آید (یعنی کامپوزیت) معمولاً از چند جنبه کیفیت بهتری نسبت به اجزای سازنده خود دارد. مثلاً مقاومتش در برابر ضربه یا حرارت بیشتر است. اولین کامپوزیت ساخت بشر کاهگل است که مخلوطی از کاه و گل برای اندود بام و دیوار به کار رفته است. در نواحی مختلف ایران تنورهای یافت شده اند که در ساختن آنها گل را با پودر شیشه و پشم بز در آمیخته اند تا مقاومت تنور در برابر گرما و ضربه افزایش یابد. در معماری خشتی ایران (که ارگ بم نمونه ای از شاهکار آن است) نیز برای افزایش مقاومت خشتها خاک رس را با کاه، خرده سنگ، خاکستر، موی بز، پوست برنج، الیاف خرما و حتی فضولات چهارپایان در می آمیختند. اینها در واقع کامپوزیتهای ابتدایی بوده اند اما کامپوزیتهای پیشرفته جدید ثمره نیازهای پیشرفته جدید هستند. سازندگان اتومیبل، موشک یا سفینه های فضایی همواره می کوشند استحکام را با سبکی آشتی دهند و کامپوزیتها هم مقاومت زیادی در برابر فشار دارند و هم سبکترند .ابتدا از کامپوزیتها فقط در ساختن هواپیما ، موشک و ماهواره استفاده می کردند اما امروزه نقش کامپوزیتها در زمینه های ساختمان سازی ، حمل و نقل، الکترونیک، صنایع دریایی و دهها زمینه دیگر بسیار افزایش یافته است و هر سال در جهان 6/4 میلیون تن کامپوزیت تولید می شود. کامپوزیتها را معمولاً به سه دسته تقسیم می کنند:
1- کامپوزیت های پایه پلیمری(ترکیبی از الیاف شیشه و رزین) پیش از 90% کامپوزیتهایی که در صنایع و موارد مختلف مصرف می شوند از کامپوزیتهای پایه پلیمری هستند.
2- کامپوزیتهایی پایه فلزی: که در آنها یک فلز با فلز دیگری همراه می شوند. مثلاً الیاف تنگستن را بصورت تور می بافند و با آلومینیوم اندود می کنند، حاصل کار کامپوزیتی است که نه مانند تنگستن سنگین است و نه مانند آلومینیوم شکننده.
3- کامپوزیتهایی پایه سرامیکی: از این کامپوزیت ها بیشتر در صنایع نظامی استفاده می شود اگر چه در صنعت خودرو نیز مصارفی دارند ولی هنوز چندان تجاری نشده اند و عمده ترین مشتری این کامپوزیتها به شرح زیر می باشند:
صنعت ساختمان : 42%
صنعت حمل و نقل: 30%
صنعت برق: 17%
سایر صنایع: 10%
صنعت هوا و فضا (گرچه خود بنیانگذار کامپوزیت است): 1% [12].
1-8-3- کاربردهای دیگر کامپوزیت ها:
صنایع دریایی: کامپوزیت ها بدلیل پایداری بسیار خوب آنها در محیط های خوردنده کاربردهای وسیعی در صنایع دریایی پیدا کرده اند از جمله: ساخت بدنه قایق ها، کشتی ها، تأسیسات فراساحلی، لوله ها و نرده های کامپوزیتی [12].
تجهیزات ورزشی: تولید وسایل و تجهیزات ورزشی از جمله راکت تنیس، چوب اسکی، کلاه ایمنی برای موتور سواران.
انواع لوله ها برای انتقال آب، فاضلاب، نفت و مواد شیمیایی، مخازن تحت فشار
1-8-4- ساخت کامپوزیت
مشخصات استثنایی کامپوزیت های خوب،ناشی از شیوه ی ساخت شدن آنهاست. مثلاً برای ساختن یک کامپوزیت کربن + کربن نخست یک پایه یا زمینه می سازند، پایه ممکن است از هزاران میله کربن درست شده باشد، این میله ها را به اشکال مختلف لایه چینی می کنند. طرز قرار گرفتن میله ها و زاویه آنها با یکدیگر بر حسب موارد استفاده از کامپوزیت فرق می کند. حداکثر مقاومت در راستای طولی میله هاست پس برحسب مقاومتی که از کامپوزیت انتظار داریم می توان میله ها یا الیاف را در چند جهت روی هم قرار داد:
1- در یک جهت
2- در دو جهت متقاطع
3- در سه جهت
آنگاه باید این مجموعه را بصورت یک قالب در آورند برای اینکار فواصل میان میله ها را با کربن پر می کنند، بعد نوبت چگال کردن یا متراکم کردن کامپوزیت می رسد. برای اینکار قالبی که به دست آمده در چندین نوبت و مدت ده ها ساعت به کوره می رود و پخته و متراکم می شود. دمای کوره به 1000 درجه سانتیگراد می رسد بعد از این مرحله کامپوزیت کربن + کربن بصورت یک قطعه در می آید که چگالی آن یک و نیم تا دو گرم بر سانتیمتر مکعب است، حالا از این قطعه می توانیم آن چرا مورد نظر ماست بسازیم. در کامپوزیت های دیگری ممکن است قالب را از رزین اپوکسی انتخاب کنند اگر بخواهیم کامپوزیتی بسازیم که در دماهای بالا کمتر اکسیده شود می توانیم در مرحله چگال کردن از کربور سیلسیوم استفاده کنیم برای ساختن پایه و قالب از مواد دیگر گداز مثل کربن و سرامیک استفاده می شود به این ترتیب کامپوزیت هایی بدست می آید که پایداری مکانیکی خوبی دارند و هم در برابر دماهای بالا مقاومت می کنند [12].
1-8-5-روش های ساخت نانوکامپوزیت
روشهای زیادی در تولید نانوکامپوزیتها استفاده شده، ولی سه روشی که از ابتدای کار توسعه بیشتری یافته‌اند عباراند از: پلیمریزاسیون in situ ، ترکیب محلول القاشدن و فرآیند ذوبی .
روش اینسیتو عبارت است از وارد نمودن یک پیش ماده پلیمری بین لایه‌های رسی و آنگاه پهن کردن و سپس پاشیدن لایه‌های رسی درون ماده زمینه (matrix) با پلیمریزاسیون. ابتکار این روش بوسیله گروه تحقیقاتی شرکت تویوتا بود و زمانی رخ داد که می‌خواستند نانوکامپوزیتهای خاک رس / پلیمر6 را بسازند. این روش قابلیت و توانایی تولید نانوکامپوزیتهایی با لایه لایه شدگی خوب را دارد و در محدوده وسیعی از سیستم های پلیمری، کاربرد دارد. این روش برای کارخانه‌های پلیمر خام مناسب است تا در فرآیندهای سنتزی پلیمر، نانوکامپوزیت‌های رسی / پلیمر بسازند و مخصوصاً برای پلیمرهای ترموستینگ (پلیمرهایی که در برابر گرما مستحکم‌تر می‌شوند) بسیار مفید است.
روش ترکیب محلول القا شده (solution induced interceletion) از یک حلال برای بارگیری و پخش رس‌ها در محلول پلیمری استفاده می‌شود. این روش هنوز مشکلات و موانع زیادی را در راه تولید تجاری نانوکامپوزیت‌ها پیش رو دارد. قیمت بالای حلالهای مورد نیاز و همچنین مشکل جداسازی فاز حلال از فاز محلول تولید شده، از جمله این موانع هستند. همینطور در این روش، نگرانیهایی از نظر امنیت و سلامتی وجود دارد . با این وجود این روش در مورد پلیمرهای محلول در آب قابل اجرا و مقرون به صرفه است، بخاطر قیمت پایین آب که بعنوان حلال استفاده می‌شود و همچنین امنیت بیشتر و خطر کمتر آن برای سلامتی.
در روش فرآیند ذوبی، ترکیب خاک رس و پلیمر در حین ذوب شدن انجام می‌شود. بازده و کارآیی این روش به اندازه روش اینسیتو نیست و کامپوزیتهای تولید شده، ورقه‌ورقه شدگی کمی دارند. به هر حال این روش می‌تواند در صنایع تولید پلیمر قدیمی که در آنها از روشهای قدیمی مانند قالبگیری و تزریق (Extrution and injection molding) استفاده می‌شود، بکار رود و اتفاقاً نقش مهمی در افزایش سرعت پیشرفت تولید تجاری نانوکامپوزیت‌های رس / پلیمر ایفا کرده است.
علاوه بر این سه روش با روش‌های دیگر نیز در حال توسعه هستند که عبارتند از: ترکیب جامد، کوولکانیزاسیون و روش سل-ژل. این روشها بعضاً در مراحل ابتدایی توسعه هستند و هنوز کاربرد وسیع پیدا نکرده‌اند.
کاربرد غشاء پلی سولفونی را در تصفیه آب می توان امتحان کرد بدین صورت که سه فلز سنگین آرسنیک، کروم و کادمیوم را به خوبی از آب جدا می شود و گرفتگی آن نیز بسیار کند می باشد؛ هر چند که کاربرد های این غشا بیش از تصفیه آب است.
مهمترین خصوصیت این غشاها از نظر عملکرد در سیستم جداسازی، تراوش پذیری و گزینش پذیری آنهاست. برای برخی از این غشاها پایداری حرارتی و شیمیایی اهمیت دارد که بستگی مستقیم به جنس پلیمر آنها دارد و باید آنها را بر اساس این ویژگی ها انتخاب کرد.
بیشتر غشاهایی که اخیرا در فرایندهای جداسازی غشایی مورد استفاده قرار می گیرند غشاهای پلیمری و غیر متخلخل هستند و پایه عملکرد آنها مکانیسم حلالیت – نفوذ است. این مکانیسم در مقیاس مولکولی تراوش مولکولها از غشاء پلیمر است. در این مکانیسم فرض می شود مولکول در یک طرف غشا جدب می شود و از میان فضاهای خالی زنجیرهای پلیمر نفوذ می کند و در سطح دیگر دفع می شود [12].
1-9- کاربرد تکنولوژی غشا
تکنولوژی غشا یا membrane یکی از تکنولوژی های پر کاربرد در صنعت امروز است که حوزه کاربرد آن از صنعت آب فاضلاب تا صنایع غذایی و دارویی گسترده است [13].
1-10- محورهای اصلی کاربرد غشاها
1-10-1 صنعت آب و فاضلاب
جداسازی املاح آب در فرآیندهای تصفیه بصورت شیمیایی، بیو شیمیایی، میکروبی و غیره انجام می گیرد. مهمترین بخش در فرآیند جداسازی و فیلتراسیون املاح از آب غشاها هستند. برای مناطقی که آب آشامیدنی طبیعی مطلوبی ندارند، آب شیرین کن ها از دستگاههای پر مصرف محسوب می شوند. بطور مثال در ایران شهرهایی مثل قم از این مشکل رنج می برند که آب شیرین کن ها تا حد زیادی این مشکل را مرتفع نموه اند. حتی در شهرهایی که آب آشامیدنی به ظاهر مطلوبی دارند، دستگاههای آب شیرین کن بازار خوبی داشته اند چرا که به هر حال آب جاری طبیعی دارای آلودگی می باشد. اخیراً خبری در مورد کشور چین منتشر شده که این کشور با مشکل آب مواجه است در حالی که کشور چین دارای رودخانه های بزرگ بوده و دارای میانگین بارش سالانه بالا می باشد. بنابراین چنین کشوری نیز با جمعیت زیاد نیاز به تصفیه آب و استفاده از تکنولوژی غشایی دارد. فاضلاب نیز پس از یک حد مشخص از آلودگی دیگر برای شرب مناسب نیست ولی با تصفیه می توان از آن در استفاده هایی نظیر کشاورزی یا کارهای عمرانی استفاده کرد. روشهای تصفیه ای که مبنی بر فرآیندهای تبخیر و میعان هستند مصرف انرژی بالایی دارند، به ویژه در فرآیند میعان میزان مصرف انرژی بیشتر است. ولی در تکنولوژی غشاء این مشکل وجود ندارد و می تواند به عنوان جایگزین خوبی برای روشهای قدیمی تصفیه مطرح شود.
البته هزینه اولیه دستگاههای آب شیرین کن شاید زیاد باشد ولی دولت می تواند سوبسیدی که برای درمان بیماریهای انگلی میدهد به خرید دستگاههای تصفیه بدهد و از شرکتهایی که در زمینه توسعه چنین دستگاههایی فعالیت می کنند حمایت کند تا بتواند بتدریج هزینه های تولید را کاهش دهد.
1-10-2- صنایع غذایی
صنعت لبنیات، آبمیوه و صنایع تبدیلی دیگر که خود در حوزه صنایع غذایی قرار می گیرند یکی از مصرف کنندگان اصلی غشاها محسوب می شوند بطور مثال در سیستم های UF که در تولید پنیر استفاده می شوند غشاء به کار برده می شود. همچنین از سیستمهایی غشایی در پاستوریزاسیون و هموژنیزاسیون نیز استفاده می شودو در تولید انواع آبمیوه ها که منبع پروتئین برای انسان هستند از غشاء برای شفاف سازی و تا حدودی آلودگی زدایی استفاده می شود.
1-10-3- صنایع دارویی و پزشکی
تولید دارو با سیستمهای مختلفی انجام می شود، این دارو نیاز به خالص کردن دارد و اهمیت خالص سازی دارو کمتر از تولید دارو نیست. بطوریکه تولید دارو 30 درصد از هزینه های دارویی را در بر میگیرد در حالیکه 70 درصد هزینه ها صرف خالص سازی دارو می شود. مهمترین عنصر در فرآیند خالص سازی غشاها هستند که در فرآیندهایی مانند: دیالیز، میکروفیلتراسیون و نانوفیلتراسیون بکار برده می شوند. در پزشکی نیز در سیستمهای رهایش دارو یا ایمپلنتهایی که باید جذب و دفع کنترل شده در بدن داشته باشند از غشا استفاده می شود.
1-10-4- تصفیه هوا و خالص سازی گازها
یکی از محورهای اصلی کاربرد غشا تصفیه هوا و یا تولید گازهای خالص مانند: اکسیژن خالص و نیتروژن خالص می باشد. که این گازها کابردهای صنعتی زیادی دارند. در فرآیند PSA که در تولید اکسیژن و نیتروژن خالص بکار برده می شود از غشاها استفاده می شود. امروزه عقیده براین است که اگر بتوان از طریق غشایی مقداری اکسیژن وارد موتور خودرو کرد احتراق بهتر صورت میگیرد.
1-10-5-کاربردهای دیگر
زمینه های صنعتی فراوان دیگری نیز وجود دارد که در کنار محورهای اصلی ذکر شده در بالا، در حوزه کاربردهای تکنولوژی غشا قرار می گیرند. از جمله سه محصول صنعتی مهم که در کشور با همین تکنولوژی تولید می شوند عبارنتد از: گاز کلر، آب ژاول و سود. گاز کلر تولید شده به این روش بسیار با کیفیت است بطوریکه حتی به کشورهای منطقه صادر می شود. در فرآیندهای خالص سازی عناصری مثل اورانیوم نیز در صنایع هسته ای بکار می رود از غشا استفاده می شود [13].
1-11- غشاهای بستر آمیخته
مطالعات برروی ساختار غشا جهت افزایش کارایی آنها همچنین ادامه دارد. یک راه جهت استفاده از ویژگی های هر دو نوع غشاهای آلی و غیر آلی، ساخت غشاهای پلیمری پر شده از ذرات پر کن که در فاز پلیمری به صورت پکنواخت پخش شده اند می باشد. این نوع از غشاها، غشاهای بستر آمیخته نامیده می شوند [14] که دارای گزینش پذیری و تراوایی در حد غشاهای غیرآلی می باشند. بازده جداسازی غشاهای بستر آمیخته می تواند با اصلاحات شیمیایی بهبود یابد. وجود گروه های عاملی آلی بر سطح پر کن غیر آلی علاوه بر این که برای پخش بهتر مواد غیر آلی در فاز پلیمری کمک می نماید، بلکه موجب افزایش گزینش پذیری نیز می شود [15]. در این غشاها از شکنندگی ذاتی غشاهای غیر آلی به دلیل استفاده از پلیمر منعطف جلوگیری می گردد [14]. در مقادیر کم فاز غیر آلی، ذرات پرکن می توانند در جداسازی مؤثر باشند، در مقادیر بالای پرکن، ناحیه هایی از ذرات به هم متصل شده، تشکیل می شود. حتی ممکن است در مقادیر بالاتر این ناحیه ها رشد کرده و مسیرهای پهنی را ایجاد کنند. در مقادیر بالاتر، کانال های پیوسته در داخل غشا شکل می گیرد.
فاز پیوسته (B) عموما بستر پلیمری یا سرامیکی است فاز پخش شده (A) می تواند غربال مولکولی جامد یا مایع باشد. مدل ماکسول ابزاری ساده و مؤثر برای پیش بینی ویژگی های غشاهای بستر آمیخته برای جداسازی H2/CO2 توسط غشای بستر آمیخته سلولز استات-سیلیکالیت در سال 1980 مطرح شد. کارهای برجسته در مورد غشاهای بستر آمیخته انجام شده که می توان به موارد زیر اشاره کرد: جداسازی N2 از هوا [16-17]، CO2 از گاز طبیعی [17]، n-پنتان از i-پنتان [18] و در جداسازی مایعات: جداسازی مخلوط آب و اتانول و مخلوط تولوئن-اتانول [18].
1-12-انواع غشاها
غشاها در حالت کلی به دو دسته غشاهای آلی و غیر آلی تقسیم می شوند از مهمترین غشاهای آلی، غشاهای پلیمری هستند این غشاها چگال می باشند، به همین دلیل گزینش پذیری بالایی دارند. از مهمترین غشاهای غیر آلی می توان به غشاهای سرامیکی اشاره کرد. مهمترین ویژگی غشاهای سرامیکی متخلخل تراوایی بالای آنهاست. می توان با استفاده از یک سیستم ترکیبی از غشاهای آلی-غیر آلی، از گزینش پذیری خوب غشاهای پلیمری و در عین حال از تراوایی و استحکام مکانیکی، شیمیایی و گرمایی بالای غشاهای سرامیکی استفاده کرد به این ترتیب که غشاها برروی پایه های نانوساختار سرامیکی پوشش داده می شوند. غشاهای هیبریدی که در سالهای اخیر تحولات چشم گیری در فرآیندهای جداسازی گازها ایجاد کرده اند، می توانند به عنوان انتخابی مناسب در شیرین سازی گاز طبیعی مطرح شوند. استفاده از پایه های نانوساختار بر عملکرد این نوع غشاها بسیار اهمیت دارد. زیرا اکنون کارهای پژوهشی در این زمینه در مرزهای دانش است و مراکز تحقیقاتی مهم دنیا در مقیاس های آزمایشگاهی کارهای ارزشمندی را انجام می دهند [7].
1-13-مدل حلالیت نفوذ
بیشتر غشاهایی که اخیرا در فرایندهای جداسازی غشایی مورد استفاده قرار می گیرند غشاهای پلیمری و غیر متخلخل هستند و پایه عملکرد آنها مکانیسم حلالیت – نفوذ است. این مکانیسم در مقیاس مولکولی تراوش مولکولها از غشاء پلیمر است. در این مکانیسم فرض می شود مولکول در یک طرف غشا جذب می شود و از میان فضاهای خالی زنجیرهای پلیمر نفوذ می کند و در سطح دیگر دفع می شود. مطابق مدل حلالیت - نفوذ ، نقوذ مولکولها از میان غشا با دو پارامتر اصلی کنترل می شود : ضریب نفوذ (D) و ضریب حلالیت (S). ضریب حلالیت برابر نسبت دو پتانسیل جذب مثل فشار جزئی تعریف می شود. تراوایی(P) در رابطه (1-1)به صورت توانایی مولکولها برای نفوذ از غشا تعریف می شود.
(1-1)(1)

انتخاب پذیری غشا هم که توانایی جداسازی دو مولکول مانند A و B است به صورت نسبت تراوایی تعریف می شود.
(1-2)(2)

که از رابطه (1-1) و (1-2) رابطه (1-3) بدست می آید.
(1-3)
DA/ DB (انتخابگری نفوذ) نسبت ضرایب نفوذ دو مولکول و SA/ SB (انتخابگری حلالیت) نسبت ضرایب جذب قانون هنری است. توازن بین انتخابگری نسبت به نفوذ و انتخابگری نسبت به حلالیت مشخص کننده این است که آیا غشا در مخلوط خوراک نسبت به A انتخابگری دارد یا نسبت به B. گازها می توانند ضریب تراوایی بالایی داشته باشند ، چون ضریب حلالیت یا ضریب نفوذ یا حتی هر دو آنها زیاد است. عموما با افزایش اندازه مولکولهای گاز ضریب نفوذ کاهش و ضریب حلالیت افزایش می یابد. برای عملکرد خوب غشا هم تراوایی و هم انتخابگری باید بالا باشد. هر چه تراوایی بالا باشد سطح مورد نیاز غشا برای تصفیه گاز کمتر می شود و انتخابگری بالا خلوص گاز بالایی را در شرایط تراوایی یکسان به ما می دهد. پلیمرها با دمای گذار شیشه ای (Tg) بالا ، دمای ذوب بالا و کریستالی بودن بالا معمولا پیشنهاد می شوند. پلیمرهای شیشه ای (پلیمرهایی که زیر دمای گذار شیشه ای خود قرار دارند) استقامت بالایی دارند بنابراین مولکولهای ریز مثل H2 و He سریع عبور می کنند و مولکولهای بزرگ مثل هیدروکربن ها به آهستگی عبور می کنند. پلیمرهای تراوا انتخاب پذیری پایینی دارند.
با وجود تمام این مزایا غشاهای پلیمری نمی توانند به مشکل تناقض بین انتخابگری و تراوایی چیره شوند. در واقع غشاهای غیر آلی مثل غشاهای کربنی و زئولیتی دارای انتخابگری و تراوایی بالایی هستند اما در مقیاس بزرگ ساخت آنها سخت است. با توجه به نیاز بازدهی بالای غشاها در غشاهای پلیمری و غیرآلی یک نوع جدید غشاها اخیرا گسترش یافته به اسم غشاهای بستر آمیخته. غشاهای بستر آمیخته غشاهای ترکیبی هستند که ذرات جامد یا مایع یا هر دو آنها به عنوان پرکننده در بستر پلیمر جاسازی شده اند.

با غشاهای بستر آمیخته می توان به انتخابگری بالا با همان مقدار تراوایی یا تراوایی بیشتر در مقایسه با غشاهای پلیمری موجود دست یافت. با اضافه کردن فاز پخش شده می توان خواص جداسازی را بهبود بخشید.

شکل 1-8-فاز پیوسته و پراکنده در ساختار غشاهای بستر آمیخته
فاز بالک (B) عموما به عنوان پایه ، پلیمری یا سرامیکی است. فاز پخش شده (A) می تواند غربال مولکولی مایع باشد. مدل ماکسول ابزاری ساده و موثر برای پیش بینی خواص غشاهای بستر آمیخته است.
lefttop(1-4)
P: تراوایی : جزء حجمی فاز پخش شده ، زیر نویس MM اشاره به غشای بستر آمیخته دارد. M اشاره به فاز پیوسته و D اشاره به فاز پخش شده دارد.
1-14-تجهیزات لازم بررسی ساختار عملکرد غشاءها
1- میکروسکوپ الکترونیکی روبشی(SEM)
2- میکروسکوپ نیرواتمی(AFM)
3- اندازه گیری سطح غشاء با استفاده از زتاپتاسیل
4- اندازه گیری زاویه تماس
5- آنالیز طیف سنجی FTIR-ATR
6- آنالیز حرارتی ثقلی(TGA)
7- سیستم ارزیابی غشاها
1-15- تاریخچه گسترش غشا
مطالعات سیستماتیک پدیده غشا و فرآیندهای غشایی به قرن هجدهم برمی گردد. دانشمندان برای مثال اب نولت کلمه اسمز برای توصیف نفوذ آب از طریق دیافراگم را در سال 1748 ابداع کرد. در طول قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم غشا هیچ کاربرد صنعتی یا تجاری نداشت اما به عنوان ابزار آزمایشگاهی برای توسعه تئوری فیزیکی/ شیمیایی مورد استفاده قرار گرفت. به عنوان مثال محاسبه فشار اسمزی ایجاد شده توسط غشا توسط وانت هوف در سال 1887 که رفتار محلول های ایده آل رقیق را توضیح می دهد، استفاده شد. حدودا همان زمان، مفهوم کاملا گزینشی غشاء نیمه تراوا توسط ماکس ول و دیگران در توسعه نظریه جنبشی گازها استفاده شد. به زودی محققان آزمایشات غشا را با نوعی دیافراگم قابل دسترس به عنوان مثال، مثانه خوک، گاو یا ماهی و سوسیس روده ساخته شده از روده ی حیوانات شروع کردند. پس از آن غشاهای محلول شیمیایی (نیتروسلولز) ترجیح داده شد زیرا آنها بایستی قابل تکثیر باشند. در سال 1907 بچهلد روشی را ابداع کرد که برای آماده سازی غشاهای نیتروسلولزی با اندازه منافذ مدرج که با یک آزمایش حباب تعیین می شد، مورد استفاده قرار گرفت. در اوایل سال 1930 غشای میکرو منفذ به صورت تجاری در دسترس بود.در طی 20 سال آینده تکنولوژی غشای میکروفیلتراسیون برای پلیمرهای دیگر، به طور ویژه استات سلولز، گسترش پیدا کرد. اولین کاربرد غشاهای یافت شده در تست آب آشامیدنی در پایان جنگ جهانی دوم بود. در سال 1960 که علم مدرن غشا گسترش یافته بود، غشاها تنها در چند آزمایشگاه کوچک تخصصی، استفاده شد. هیچ غشای قابل توجه صنعتی وجود نداشت و مجموع فروش سالانه غشا برای تمام کاربردهای صنعتی احتمالا بیش از 20 میلیون دلار در سال 2003 نمی شود. غشاها دارای 4 مشکل هستند که مانع کاربرد وسیع شان به عنوان یک فرآیند جداسازی می شود: آنها غیرقابل اعتماد، بیش از حد آهسته، همچنین غیر گزینشی و بیش از حد گران هستند. راه حل های هرکدام از این مشکلات در طول 30سال گذشته گسترش یافتند. فرآیندهای جداسازی مبتنی بر غشا اکنون رایج هستند. در دوره 1960-1980 یک تغییر ویژه در وضعیت تکنولوژی غشا ایجاد شد. دیگر فرآیندهای شکل گیری غشا، از جمله پلیمریزاسیون بین سطحی و ریخته گری کامپوزیت و پوشش چند لایه برای ساخت غشاهایی با کارایی بالا توسعه داده شد. با استفاده از این فرآیند غشاهایی با لایه های گزینشی به ضخامت µm 1/0 یا کمتر حالا توسط تعدادی از شرکت ها تولید می شوند. در سال 1980 میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون و اسمز معکوس و الکترودیالیز فرآیندهای ایجاد شده و گسترش یافته در جهان هستند[19].
1-16- تاریخچه غشاهای بستر آمیخته
با توجه به نیاز بازدهی بالای غشاها در غشاهای پلیمری و غیر آلی، نوع جدید غشاها اخیراَ به نام غشاهای بستر آمیخته گسترش یافته است. غشاهای بستر آمیخته غشاهای ترکیبی هستند که در آنها جامد یا مایع یا هردو به عنوان پر کننده در بستر پلیمر جاسازی شده اند [3] پژوهش بر روی غشاهای بستر آمیخته از سال 1980 با سرعت قابل ملاحظه ای به صورت پیوسته رو به افزایش است. اکنون یافته های تجربی و آزمایشگاهی، برتری نسبی جداسازی غشاهای بستر آمیخته نسبت به غشاهای پلیمری خالص را نمایان گر ساخته است. با توجه به جدید بودن این نوع از غشاها، فضای کاری زیادی برای مطالعات آینده پیش رو قرار دارد [19].
استراتژی مورد استفاده در غشاهای بستر آمیخته مربوط به ترکیب خواص غشاهای پلیمری و غشاهای معدنی در یک غشا است و این کار با پخش پرکننده ها در بستر پلیمرها انجام می شود. همانطور که قبلا هم بیان شد سه نوع غشای بستر آمیخته داریم : جامد – پلیمر ، مایع – پلیمر و جامد – مایع – پلیمر. بستر پلیمر از پلیمرهای شیشه ای که ارزان هستند (مثل پلی ایمید ، پلی سولفون ، پلی اتر سولفون یا سلولوزاستات) یا پلیمرهای لاستیکی (کائوچویی ) ، (مثل silicone rubber) انتخاب می شوند. در غشاهای بستر آمیخته جامد – پلیمر پرکننده های جامدی که در پلیمر پخش می شوند شامل غربال های مولکولی ریزتخلخل مثل زئولیت ها ، کربن فعال ، غربال مولکولی کربنی ، سیلیکا ، C60 ، TiO2 و... می شوند. امروزه غشاهای بستر آمیخته پلیمر – زئولیت به صورت گسترده و با صرفه اقتصادی با ذرات پر کننده درشت زئولیت که در اندازه میکرون می باشند مورد استفاده قرار می گیرند. اخیرا استفاده از ذرات زئولیتی در اندازه نانو هم به عنوان پر کننده در غشاهای بستر آمیخته گزارش شده است[19].
در غشاهای بستر آمیخته پلیمر – مایع ، پلی اتیلن گلیکول (PEG) با فاز پیوسته ترکیب می شود. نوع جدید غشاهای بستر آمیخته جامد – مایع – پلیمر هستند که اخیرا گسترش پیدا کرده اند. فاز جامد مانند کربن فعال با پلیمر مایع مانند PEG اشباع می شود که به عنوان تثبیت کننده ی پلیمر مایع در فاز پلیمر پیوسته می باشد. از طرفی کربن فعال کارایی غشاهای بستر آمیخته را افزایش می دهد. با تجاری شدن فرایندهای جداسازی غشایی در اواسط 1980 دو نوع از غشاهای بستر آمیخته گسترش یافتند. نوع اول غشاهای بستر آمیخته جامد – پلیمر با جاذب جامد معدنی که در بستر پلیمر جاسازی شده است می باشد. پلیمر می تواند سلولوز استات ، پلی سولفون ، پلی اتر سولفون یا پلیمرهای مرکب پلی الکترولیت باشد. جاذب جامد می تواند زئولیت هایی مانند NaA ، NaY ، NaX ، AgX ، سیلیکالیت ، آلومینا یا کربن فعال باشد. نوع دوم غشاهای بستر آمیخته پلیمر مایع هستند که از ریخته گری PEG یا پرکننده های مایع دیگر بر روی پایه سلولوز استات یا پلی سولفون باشد[19].
هر دو نوع غشاهای بستر آمیخته برای جداسازی گازهای قطبی و غیرقطبی ، دی اکسید کربن از نیتروژن و متان و پارافین های سبک از اولفین های سبک مورد ارزیابی قرار گرفتند[18].
اخیرا نوع سومی گسترش یافته که ترکیبی از جامد – مایع – پلیمر است. در این نوع جامد مانند کربن فعال با پلیمر مایع مانند پلی اتیلن گلیکول اشباع می شود. کربن اشباع شده سپس در بستر پلیمر که پیوسته است پخش می شود. مخلوط حاصل بر روی غشای پلیمری متخلخل نشانده می شود. این نوع ترکیب دارای خواص فاز پیوسته پلیمری ، پرکننده های جامد و فاز مایع می باشد[19].

1-9-ساختار شیمیایی پلی سولفون
بخش دوم
مواد، تجهیزات و کارهای تجربی
قلب یک فرآیند غشایی، غشای به کار گرفته شده در آن فرآیند می باشد. برای پوشش دادن همه فرصت های پیش رو فرآیندهای جداسازی غشایی، بایستی بتوان از مواد مناسب تر و بهتری بهره گرفت. معیارهای انتخاب یک ماده مناسب برای ساخت غشا برای یک جداسازی از پیش تعیین شده فراوان می باشد. اما از میان این معیارها، تراوایی و گزینش پذیری غشا در درجه اهمیت بالاتری قرار دارند. تراوایی و گزینش پذیری بالا، انعطاف پذیری دیگر پارامترهای سیستم، مانند سطح مورد نیاز کمتر برای دستیابی به یک جداسازی مشخص را بیشتر می کنند بنابراین جداسازی کاراتری بدست خواهد آمد.
2-1-انتخاب مناسب فاز پلیمری
2-1-1- غشای پلیمر پلی سولفون
پلی سولفون به عنوان ترموپلاست (پلاستیک گرما نرم) استفاده می شود. نام های دیگر آن عبارتند از لاسولف، ادل، التراستون. این پلیمر دارای گروههای آروماتیکی و سولفون (SO2) است و در سال 1965تولید شد، این پلیمر از واکنش دی فنل و بیس (4-کلرو فنیل) سولفون بدست می آید.ضریب تراوش پذیری پایین، انتخابگری بالا قابلیت خوب شکل پذیری بصورت فیلم و پایداری حرارتی از جمله خواص پلی سولفون برای کاربردهای جداسازی گازها می باشد.

به واسطه خواص خوب مکانیکی، مقاومت شیمیایی بالا و دمای تبدیل شیشه ای بالا پلیمر پلی سولفون به مقدار زیادی در تهیه غشاهای نامتقارن (معمولاً در محدوده الترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون) مورد استفاده قرار می گیرد. از غشاهای پلی سولفونی همچنین به عنوان لایه حفاظتی در تهیه غشاهای نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس استفاده می شود [20] غشاهای الترافیلتراسیون پلی سولفونی، ترشوندگی بسیار پایینی را دارند. بواسطه برهمکنشهای هیدروفوبی بین غشا و حل شوندهای آبگریز این خاصیت در غشاهای پلی سولفونی مشکلات انسداد زیادی را در پی خواهد داشت [22] بطور کلی افزودنی ها باعث تشکیل روزنه ها، افزایش آبدوستی غشا و ایجاد ساختار اسفنجی در غشا می شود [21] به منظور آبدوست تر نمودن غشاهای پلی سولفونی روشهای متعددی مورد استفاده قرار گرفته است این روشها شامل ترکیب پلیمرها [23] اصلاح شیمیایی [24] استفاده از پلاسما به منظور اصلاح [25] گرافت پلیمری با استفاده از اشعه ماوراء بنفش[26] و استفاده از نانو مواد مانند دی اکسید تیتانیوم و اکسیدآلومینیوم در تهیه غشاهای الترافیلتراسیون می باشد [27] .
یکی از مزایای پلی سولفون حسایست آن نسبت به نور می باشد بطوریکه غشاهای پلی سولفونی تحت تابش نور ماوراءبنفش تولید رادیکالهای آزاد می نماید. انجام گرافت با استفاده از تابش اشعه ماورابنفش بطور کنترل شده ای خصوصیات سطحی غشا را اصلاح می کند، بطوریکه با گرافت مونومرهای مشخص بر سطح غشا، به راحتی می توان غشاهایی با خصوصیات ویژه تولید نمود. نوع مونومر در این زمینه نقش مهمّی را بازی می کند[28] یاماگیشیو همکارانش گرافت مونومرهای وینیلی بر سطح غشاهای پلی سولفونی و پلی اترسولفونی را با استفاده از ترکیب موادهای مختلف مورد مطالعه قرار دادند[29]. با استفاده از این روش در ابتدا با تابش اشعه ماوراءبنفش به سطح غشا، رادیکالهای آزاد بوجود می آید. رادیکالهای بوجود آمده واکنش پذیر می باشد و پلیمراسیون مونومرهای وینیلی در این موفقیت ها صورت می پذیرد. در تابشهای شدیدتر و غلظتهای بالا از مونومر، بوسیله گرافت زنجیره پلیمری بر دیواره روزنه ها، روزنه های غشایی اولترافیلتراسیون تبدیل به روزنه هایی در محدوده نانوفیلتراسیون خواهد شد. از سویی دیگر مطابق با نوع مونومروینیلی، عوامل فعال شیمیایی همچون گروههای کربوکسیل و سولفات بردهانه دیواره روزنه هایی غشا شکل می گیرد. از طریق این دو واکنش یعنی کاهش حجم آزاد روزنه ها و باردار کردن دیواره روزنه ها، غشاهای الترافیلتراسیون اولیه تبدیل به غشاهای نانوفیلتراسیون می شود[30و31و32].
یاکسین ما و همکارانش غشاء نانوکامپوزیتی پلی سولفون - خاک رس را با درصدهای وزنی مختلفی از خاک رس به روش وارونگی فاز ناشی از غیر حلال آماده کرده اند. N-Nدی متیل استامید ،LiCl و آب مقطر به ترتیب به عنوان حلال، یک ماده منعقد کننده و یک عامل تشکیل منافذ، استفاده شده. مورفولوژی و ساختار غشاء توسط اسکن میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفته، عملکرد غشا در شرایط عبور پروتئین، تخلخل، زاویه تماس، شار عبوری آب خالص، مقاومت کششی ارزیابی شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که خاک رس پراکندگی خوبی در پلی سولفون داشته و افزودن خاک رس باعث افزایش آبدوستی غشا و افزایش مقاومت کششی غشا می شود [33].
آرش ملاحسینی و همکارانش غشای اولترافیلتراسیون پلی سولفون ضد باکتری را با استفاده از نانوذرات نقره تولید کردهاند. جهت توصیف مورفولوژی غشا ، آزمونهای پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی (SEM)، میکروسکوپ نیروی اتمی(AFM)، و زاویه تماس انجام گرفته. مطالعات SEM نشان داده که اندازه منافذ سطح با اضافه کردن نانوذرات نقره در محلول ریخته گری شده،کاهش یافته. پارامترهای زبری سطح به دست آمده از تصاویر AFM مشخص می کند که نانوذرات نقره با اندازه70 نانومتر باعث به وجود آمدن سطحی ناهموارتر برای غشاء می شوند.این نوع غشا دارای خاصیت ضد باکتری بسیار بالایی می باشد[34و35و36].
احمد اکبری و همکارانش غشاهای پلی سولفون اولترافیلتراسیون که از طریق فرایند وارونگی فاز تهیه کردند، با تابش اشعه UV در حضور مونومر اسید اکریلیک(AA) بهینه کرده و به فرم نانوساختاری تبدیل کرده اند.در محلول پلیمری اولیه % 17 پلی سولفون، % 75 ، حلال-n متیل پیرولیدون و % 8 پلی اتیلن گلایکول (PEG) با اوزان مولکولی 200 ، 400و 600 به عنوان افزودنی استفاده شده. همه غشاها دارای ساختار غیرمتقارن میباشند. نتایج مربوط به آنالیزهای SEM بیانگر این موضوع می باشد.با افزایش وزن مولکولی PEG در محلول پلیمری، نفوذپذیری غشاها (PWF)افزایش می یابد. در عملیات گرافت با افزایش غلظت AA و زمان تابش ، PWF کاهش می یابد و میزان جداسازی نمکهایی چون سدیم کلرید و سدیم سولفات و اتیلن دی آمین تترا استیک اسید(EDTA) و ماکرومولکولهایی نظیر PEG بهبود می یابد. آستانه شکست غشاها به میزان 10000 دالتون اندازهگیری شده که دلالت بر اندازه روزنه هایی در محدوده 6/4 نانومتر دارد. آنالیز FTIR ،گرافت AA روی پلی سولفون را ثابت می کند [37].
یاکینگ ژانگ و همکارانش ذرات فسفریله TiO2 و SiO2 (PTS) را با خاصیت آبدوستی بالایی برای اولین بار با روش سل ژل ساخته اند و سپس برای آماده سازی یک غشای کامپوزیتی PTS/PSF از طریق فرآیند وارونگی فاز به یک غشای پلی سولفون (PSF) اضافه کرده اند. خواص ذرات غشا توسط اسکن میکروسکوپ الکترونی (SEM) ، طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه، زاویه تماس آب، نفوذ شار، مقاومت کششی مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که ذرات PTS به صورت یکنواخت در غشا کامپوزیت PTS/PSF پراکنده شده اند و زاویه تماس آب از 0/78 به 5/45 درجه کاهش می یابد که خاصیت آبدوستی ذرات PTS را نشان می دهد و همچنین این نوع غشا خاصیت ضد رسوب و ویژگی های ضد تراکم نسبت به سایر غشاها، مانند SiO2/PSF را دارا می باشد. نتایج حاصل شده این می باشد که غشاء کامپوزیت PTS/PSF برای تصفیه فاضلاب حاوی روغن مطلوب هستند[38].
2-1-2-دلایل انتخاب نانو مواد
موضوع فناوری نانو طی سالهای اخیر بطور فزاینده‌ای مطرح شده است. عرصه نانو، محدوده‌ای بین ابعاد میکرو و ابعاد مولکولی است و این محدوده‌ای است که دانشمندان مواد و شیمیدان‌ها در آن به مطالعاتی پرداخته‌اند و اتفاقاً مورد توجه آنها نیز قرار گرفته است، مانند مطالعه در ساختار بلورها. ولی تکنولوژی که توسط علوم مواد و شیمی توسعه یافته و به نانومقیاس معروف است، نباید به عنوان نانوتکنولوژی تلقی شود. هدف اصلی در نانوتکنولوژی ایجاد کاربردهای انقلابی و خواص فوق‌العاده مواد، با سازماندهی و جنبش آنها و همچنین طراحی ابزار در مقیاس نانو می‌باشد. نانوکامپوزیت‌های خاک رس - پلیمر یک مثال موردی از نانوتکنولوژی هستند. در این نوع مواد، از خاک رس‌های نوع اسمکتیت ( Smectite ) از قبیل هکتوریت، مونت موریلونیت و میکای سنتزی، به عنوان پرکننده برای بهبود خواص پلیمرها استفاده می‌شود. خاک رس‌های نوع اسمکتیت، ساختاری لایه‌ای دارند و هر لایه، از اتمهای سیلیسیم کوئورانیه شده بصورت چهار وجهی که به یک صفحه هشت وجهی با لبه‌های مشترک از Al(OH) 3 یا Mg(OH) 2 متصل شده، تشکیل شده است. با توجه به طبیعت پیوند بین این اتمها، انتظار می‌رود این مواد خواص مکانیکی فوق‌العاده‌ای را در جهت موازی این لایه‌ها نشان دهند ولی خواص مکانیکی دقیق این لایه‌ها هنوز شناخته نشده‌اند. اخیراً با استفاده از روشهای مدل‌سازی تخمین زده شده که ضریب یانگ در راستای لایه‌ها، پنجاه تا چهارصد برابر بیشتر از یک پلیمر عادی است. لایه‌ها نسبت صفحه‌ای (aspect ratio) بالایی دارند و هر لایه تقریباً یک نانومتر ضخامت دارد، در حالیکه شعاع آن از سی نانومتر تا چند میکرون، متفاوت می‌باشد. صدها یا هزاران عدد از این لایه‌ها بوسیله یک نیروی واندروالسی ضعیف، روی هم انباشته می‌شوند تا یک جزء رسی را تشکیل دهند. با یک پیکربندی مناسب این امکان وجود دارد که رس‌ها را به اشکال و ساختارهای گوناگونی، درون یک پلیمر، به شکل سازمان‌یافته قرار دهیم. اصلی که در نانوکامپوزیت‌های خاک رس - پلیمر رعایت می‌شود، این است که نه تنها دانه‌های رسی را از هم جدا می‌کنند، بلکه لایه‌های هر دانه را نیز از هم جدا می‌کنند با انجام این عمل، خواص مکانیکی فوق‌العاده هر لایه نیز بطور موثر بکار می‌آید و این در حالی است که در اجزای تقویت شده نیز بطور چشمگیری افزایش پیدا می‌کند، زیرا هر جزء رسی خود از صدها تا هزاران لایه تشکیل شده است. امتیاز نانوکامپوزیتهای خاک رس - پلیمر این است که تاثیر قابل توجهی بر خواص اپتیکی پلیمر ندارند. ضخامت یک لایه رس منفرد، بسیار کمتر از طول موج نور مرئی است، بنابراین نانوکامپوزیت‌های خاک رس - پلیمر که خوب ورقه شده باشد، از نظر اپتیکی شفاف می‌باشد. با این دلایل، نتیجه می‌گیریم که نانوکامپوزیتهای خاک رس/ پلیمر نمایش خوبی از نانوتکنولوژی می‌باشد. با سازماندهی و چینش ساختار کلی در پلیمرها در مقیاس نانومتر، مواد جدید با خواص نو یافت شده‌اند. نکته دیگر در توسعه نانوکامپوزیتهای خاک رس - پلیمر این است که این تکنولوژی، فوراً می‌تواند کاربرد تجاری پیدا کند، در حالیکه بیشتر نانوتکنولوژی‌های دیگر، هنوز در مرحله مفاهیم و اثبات هستند.
2-2-کارهای تجربی
2-2-1-مواد و تجهیزات
در این پژوهش برای ساخت غشا نانوکامپوزیتی از پلیمر پلی‌سولفون (PSf) استفاده شده‌است. دیگر مواد مورد استفاده عبارت‌اند از حلال N-متیل‌پیرولیدون (NMP) از شرکت LOBA Chemie، آب‌مقطر، نانو‌سیلیکا (Nano SiO2) و نانوکلی (Nano Clay) از شرکت پیشگامان نانومواد ایران.
تجهیزات مورد استفاده در این پژوهش عبارت‌انداز: ترازو، هیتر با همزن مغناطیسی، آون و حمام فراصوت.
2-2-2-ساخت غشا
2-2-2-1- ساخت فیلم غشای پلیمری اولترافیلتراسیون PSf
به منظور ساخت غشای پلیمری اولترافیلتراسیون با پلیمر PSf در ابتدا پلیمر به مدت 12 ساعت در آون (شکل 2-1) تحت دمای °C70 خشک شده است تا رطوبت و حلالهای باقیمانده از آن خارج شود. سپس مقدار معینی از پلیمر برای ساخت محلول 15% وزنی به حلال NMP اضافه شده است. پس از آن محلول در حمام آب قرار داده شده و در دمای محیط به مدت 1روز همزده شده است تا پلیمر به طور کامل حل شود (شکل 2-2). محلول حاصل به مدت 5 دقیقه در حمام فراصوت قرار داده شده تا یک محلول کاملا یکنواخت بهدست آید. محلول پایانی به دست آمده توسط فیلمکش بر روی شیشه ریختهگری شده و پس از30 ثانیه در حمام آب‌مقطر در دمای محیط (ضدحلال) فرو برده میشود تا لایه غشایی شکل گرفته و از شیشه جدا گردد. غشای بهدست آمده به‌مدت 12 ساعت در آب‌مقطر باقی می‌ماند تا حلال به‌طور کامل از غشا خارج شود. حمام فراصوت استفاده شده در این پژوهش در شکل 2-3 نشان داده شده است.

شکل 2-1- آون مورد استفاده بهمنظور ساخت و خشک کردن غشا
شکل2-2- حمام آب و سیستم بازگشتی در ساخت غشا
شکل2-3-حمام اولتراسونیک مورد استفاده برای پخش کردن یکنواخت ذرات2-2-2-2- ساخت غشاهای نانوکامپوزیتی PSf
در پژوهش حاضر به منظور ساخت غشای نانوکامپوزیتی، به محلول آماده شده برای ساخت غشای اولترافیلتراسیون نانوذرات نانوسیلیکا و نانوخاک رس اضافه می‌شوند. مقدار مشخصی از نانوسیلیکا به محلول اضافه می‌شود و به‌مدت 12ساعت در دمای محیط 24 درجه روی دور تند هم‌زده می‌شود. سپس 5دقیقه در حمام فراصوت در دمای محیط قرار می‌گیرد تا یک محلول کاملاً یکنواخت و همگن حاصل شود. محلول پایانی به دست آمده توسط فیلمکش بر روی شیشه ریختهگری شده و پس از30 ثانیه در حمام آب‌مقطر در دمای محیط (ضدحلال) فرو برده میشود تا لایه غشایی شکل گرفته و از شیشه جدا گردد. مراحل اضافه کردن نانوکلی مشابه مراحل ذکر شده‌است با این تفاوت که برای بهتر پخش شدن ذرات کلی، پودر نانوکلی اندازه‌گیری شده به 5 قسمت مساوی تقسیم شده و در فاصله‌های زمانی مناسب به محلول اضافه می‌شود. غشاهای حاصل تا زمان استفاده در آب‌مقطر نگه‌داری می‌شود.
2-2-3- شار آب خالص
2-2-3-1- مدول غشایی2056576469327مدول استفاده شده در آزمایشها، مکعب مستطیل میباشد. این مدول با مساحت موثر 785/20 سانتیمترمربع تهیه شده است و جنس آن فولاد ضدزنگ میباشد. مدول در شکل 2-4 نشان داده شده است.
شکل 2-4- مدول غشایی استفاده شده جهت اندازهگیری میزان تراوایی
2-2-3-2- آزمون تراوش
در آزمایشهای تراوش، آب خالص در فشارهای مختلف وارد مدول غشایی شدهاست مقدار آب عبوری از غشا با ترازو اندازهگیری شده است. مقدار آب عبوری از غشا پس از رسیدن به حالت پایا اندازه گیری شده است. به علت شدت جریان مناسب جریان تراوش کرده، نیازی به ایجاد خلا در سمت تراوه و یا استفاده از جریان جارو‌کننده نبوده است.
2-2-3-3-نحوه انجام آزمایشها
بهمنظور انجام آزمایشهای شار آب خالص، غشاهای تهیه شده که در آب مقطر قرار دارند را در مدول غشایی قرار داده میشوند. سپس فشار 5/0 Bar بر روی غشا اعمال میگردد و به مدت 15دقیقه در این فشار باقی میمانند تا به حالت پایا برسند. سپس فشار تا فشارهای بالاتر افزایش داده میشود. این کار در هر غشا تکرار میشود و جریان عبوری از غشا با دقت gr/min 01/0 ثبت میگردد.
2-2-3-4- محاسبه میزان آب خالص عبوری غشادر شرایط پایا، شار آب خالص از غشا با استفاده از رابطه ( 2-1 ) محاسبه شده است. واحد شار kg/m2h است. از این رو شار آب خالص به‌صورت مقدار آب عبوری از غشا بر واحد سطح بر واحد زمان اندازه‌گیری شده‌است.
J=mA*t ) (2-1

project

۴-٣-بررسی تاثیر جریان بر L ۵٧
۴-۴-اثر ثابت گشتاور dL(θ,i)/dθ بر روی گشتاور ٧٧
۴-۵-اثر i 2 بر روی گشتاور ٧٨
۴-۶-ﲨع بندی در مورد کاهش ریپل گشتاور ٨٠
فصل۵ : طراحی مدار راهانداز (DRIVER) به روش غیرمستقیم
۵-١-مقدمه ٨٢ ۵-٢-تشخیص موقعیت روتور بدون استفاده از سنسور ٨٣ ۵-٣-آنﱰل جهت چرخش ۶٩ فصل۶ : نتیجه گیری و پیشنهادات ٩٩ نتیجه گیری پیشنهادات ١٠٢ پیوست نقشه های ﴰاتیکی سخت افزار دستگاه ١٠٣ پیوست اطلاعات نرم افزاری سیستم ١١٠ فصل٧ : مـراجـع ١٣٩ ۶
فهرست شکل ها صفحه عنوان ١-١.a-شکل :دو ﳕونه موتور رلوآتانسی با یک دندانه در هر قطب. ١٧ ١-١.b-شکل :ﳕونهای دیگر با دو دندانه در هر قطب . ١٧ ١-٢.شکل : ﳓوه عملکرد موتور رلوآتانس. ١٩ ١-٣-الف.شکل :ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی دوگانه. ٢٠ ١-٣-ب.شکل :ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی واحد. ٢٠ ١-۴-١.شکل :موتور رلوآتانس از نوع روتور صفحهای. ٢٢ ١-۴-٢.شکل :موتور رلوآتانس سوئیچی چند لایه. ٢٣ ١-۵-.aشکل :روتور با فاصله x از استاتور. ۶٢ ١-۵-.bشکل :منحنی شار برحسب mmf برای x1 و x2 آه x1>x2 ۶٢ ١-۶-.aشکل :یک قطب از موتور رلوآتانس. ٢٨ ١-۶-.bشکل :منحنی اندوآتانس برحسب موقعیت روتور. ٢٨ ١-٧-١.شکل :مدار معادل موتور رلوآتانسی. ٣١ ١-٧-٢.شکل :منحنی گشتاور ـ سرعت یک موتور رلوآتانسی ﳕونه. ٣٢ ٢-١.شکل :دستهبندی مدارات مبدل. ۴٣ ٢-٢.a-شکل :مبدل پل نامتقارن. ۵٣ ٢-٢.b-شکل :شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش اول. ۶٣ ٢-٢.c-شکل :شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش دوم. ٣٨ ٢-٢.d-شکل :استفاده از SCR و آاهش تعداد ترانزیستورهادرمبدل پل نامتقارن. ٣٩ ٢-۴-.aشکل :توپولوژی R-Dump ١۴ ٢-۴-.bشکل :شکل موجهای توپولوژی R-Dump ١۴ ٢-۵-.aشکل :مبدل Bifilar ٢۴ ٢-۵-.bشکل :شکل موجهای مبدل Bifilar ٣۴ ٢-۶-.aشکل :مبدل، منبع تغذیه dc دو نیمهای. ۴۴ ٢-۶-.bشکل :شکل موجهای مبدل با منبع تغذیه دو نیمهای. ۵۴ ٢-٧.a-شکل :مبدل با q ترانزیستور و 2q دیود. ۶۴ ٧
٢-٧.b-شکل :شکل موجهای مدار فوق با روش اول.٧۴
٢-٧.c-شکل :شکل موجهای مدار فوق با روش دوم.٨۴
٢-٨-١.شکل :مبدل با (١(q+ سوئیچ در هر فاز.٩۴
٢-٨-٢.شکل :ﲠبود یافته مدار(١(q+ ترانزیستوری.٠۵
٢-٩.a-شکل :مدار مبدل C-Dump١۵
٢-٩.b-شکل :شکل موجهای مبدل C-Dump٢۵
٢-١٠-١.شکل :مبدل C-Dump با قابلیت جریان هرزگرد.۴۵
٢-١٠-٢.شکل :عملکرد مدار بدون ﳘپوشانی جریان فازها.۴۵
٢-١١.a-شکل :مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک.۵۵
٢-١١.b-شکل :عملکرد مدار.۵۵
٢-١٢.شکل :مبدل با حداقل تعداد ترانزیستورو تغذیه ورودی متغیر. ٧۵
٢-١٣.شکل :مبدل با ولتاژ DC متغیر و توپولوژی Buck-Boost ٨۵
٢-۴١.a-شکل :مبدل با (1.5q) سوئیچ.٩۵
٢-۴١.b-شکل :عملکرد مدار.٩۵
٢-۵١.شکل :مبدل دو مرحلهای.١۶
٣-١.شکل :بلوک دیاگرام مدار آنﱰل موتور.٣۶
٣-٢-١.شکل :مدار ساده هر فاز.۴۶
٣-٢-٢.شکل :مدار درایو ترانزیستورهای قدرت.۵۶
٣-٣-١.شکل :مدار معادل فتواینﱰاپﱰ.۶۶
٣-٣-٢.شکل :مدار آامل سنسورها.۶۶
٣-٣-٣.شکل :شکل موجهای ناشی از سنسورها.٧۶
٣-۴-١.شکل :پالسهای PWM٨۶
٣-۴-٢.شکل :مدار سرعت موتور.٨۶
٣-۴-٣.شکل :مدار آنﱰل PI٩۶
٣-۴-۴.شکل IC-TL494:٧٠
۴-١.شکل :مدار معادل موتور رلوآتانسی.٧٢
۴-٢-١.شکل :تغییرات اندوکتانس با موقعیت روتور.۴٧
۴-٢-٢.شکل :پایین شکل،روتوراصلاح شده درمقایسه باروتور معمولی. ۵٧
٨
۴-٣.شکل :تغییرات اندوکتانس با جریان بر حسب زاویه. ۶٧ ۴-۴.شکل :استفاده از دیودهای هرزگرد برای ﲣلیه سریع تر جریان ٧٨ سیم پیچ. ۴-۵.شکل :کنﱰل جریان برای کاهش ریپل گشتاور. ٨٠ ۵-١-١.شکل :شفت انکدر و سه عدد سنسور برای تشخیص موقعیت روتور ٨٢ دریک موتور سه فاز ۴/۶. ۵-٢-١.شکل :شکل جریان سیمپیچ در استاتور. ۵٨ ۵-٢-٢.شکل :مدار مبدل ۶ سوئیچه با سه عدد مقاومت sense جریان. ۶٨ ۵-٢-٣.شکل :مقطع عرضی یک موتور رلوکتانس. ٨٧ ۵-٢-۴.شکل :پالسهای اعمال شده به یک فازﳕونه و جریان حاصله ٨٨ در ﳘان فاز. ۵-٢-۵.شکل :پالسهای اعمال شده به سه فاز و جریان حاصله در ٨٩ فازها. ۵-٢-۶.شکل :فاز A در حالت ﳘپوشانی کامل. ٩٢ ۵-٢-٧.شکل :فاز A در حالت عدم ﳘپوشانی کامل. ٩٢ ۵-٢-٨.شکل :پالسهای تشخیص و فرمان اعمال شده به یک فاز و ۴٩ جریاای حاصله. ۵-٢-٩.شکل :پالسهای تشخیص و فرمان اعمال شده به یک فاز و ۵٩ جریاای حاصله بعد از تقویت. ۵-٢-١٠.شکل :جریاای حاصل از پالسهای تشخیص هرسه فاز به ۵٩ صورت مالتی پلکس شده. ۵-٢-١١.شکل :پالسهای تشخیص وفرمان دو فاز متوالی. ۶٩ ۵-٣-١.شکل :ترتیب فرمان ها برای حرکت راست گرد یا چپ گرد. ٩٧ ۶-١.a-شکل :منحنی جریان فازها. ٩٩ ۶-١.b-شکل :منحنی گشتاور قبل از آنﱰل جریان. ٩٩ ۶-١.c-شکل :منحنی گشتاور باآنﱰل جریان. ٩٩ ۶-٢.شکل :منحنی گشتاور برحسب سرعت موتور. ١٠٠ ۶-٣.شکل :ارتباط میکرو با A/D و آنالوگ سوئیچ. ١٠٣ ۶-۴.شکل :مدار تغذیه رگوله شده برای درایور. ۴١٠ ٩
۶-۵.شکل :مدار تولید کننده PWM بر اساس سرعت.۵١٠
۶-۶.شکل :مدار مبدل۶ سوئیچه به ﳘراه مدار ﳏدود کننده جریان. ۶١٠
۶-٧.شکل :یک فاز از مدار مبدل به ﳘراه درایور MOSFET ها . ١٠٧
۶-٨.شکل :مدار راه انداز و مدار مبدل به ﳘراه موتور. ١٠٨
۶-٩.شکل :استاتور موتور ماشین لباسشویی.١٠٩
۶-١٠.شکل :روتور موتور ماشین لباسشویی.١٠٩
١٠
چکیده
ویژگیهای جذاب و مفید موتورهای رلوکتانس سوئیچی باعث افزایش میزان کاربرد آا در صنعت شده است که می توان به مواردی از قبیل هزینه پایین تولید، قابلیت کار در سرعت های ﳐتلف، راندمان بالا و دوام زیاد اشاره کرد. پیشرفت الکﱰونیک قدرت و رشد چشمگیر صنعت نیمه هادی تأثیر فراوانی بر طراحی و ساخت راه اندازهای موتورهای رلوکتانسی بر جای اده است. به این
صورت که با در دسﱰس قرار گرفﱳ مدارهای ﳎتمع ﳐتلف و کاهش
قیمت آا، این ادوات در ساخت راه اندازهای موتورهای رلوکتانسی مورد استفاده قرار گرفته و روز به روز باعث هوﴰندترشدن این راه اندازها گردیده اند.
به طورکلی دو روش برای راه اندازی موتورهای رلوکتانسی وجود
دارد :
١- روشهای مبتنی بر داشﱳ سنسور ٢- روشهای بدون سنسور روشهای بدون سنسور به علت حذف سنسورها و ﳘچنین اتصالات
مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشﱰی می باشد که از عمده ترین دلایل آن می توان به خراب شدن سنسورها به مرور زمان و نیاز به تنظیم سنسورها اشاره کرد. روشهای بدون سنسور به علت پیشرفت روزافزون علم الکﱰونیک و کنﱰل رشد چشمگیری پیدا کرده اند و با استفاده از مفاهیم ﳐتلف تنوع زیادی یافته اند. در فصل یک، ساختار موتورهای رلوکتانسی مورد بررسی قرار گرفته
است و در فصل دوم انواع مدارات مبدل ارائه شده و در فصل سوم راه اندازی با استفاده از سنسور گفته شده است و در فصل
چهارم رابطه ریاضی گشتاور مورد بررسی واقع شده و روش های عملی جهت کاهش ریپل گشتاور ارائه شده است و در فصل پنجم جزئیات روشی نوین در راه اندازی بدون سنسور موتورهای رلوکتانس سوئیچ شونده را بیان می کنیم.
١١
ﳘچنین در ضمائم، نقشه های ﴰاتیک سخت افزار و اطلاعات نرم افزاری مدار راه انداز آمده است.
١٢
مقدمه
با توجه به پیشرفت روز افزون صنایع نیمه هادی، موتورهای رلوکتانسی جایگاه ویژه ای در عرصه های ﳐتلف صنعت پیدا کرده اند. از ﲨله دلایل این امر می توان به مواردی از قبیل سادگی ساختمان این نوع موتورها، راندمان بالای آا نسبت به سایر موتورها و عدم نیاز به نگهداری اشاره کرد.
موتورهای رلوکتانسی بر خلاف اغلب موتورهای الکﱰیکی نیاز به یک سیستم راه انداز دارند، این سیستم راه- انداز به طور کلی به دو روش زیر قابل طراحی می باشد :
با استفاده از سنسور
بدون استفاده از سنسور
روشهای بدون سنسور به علت نداشﱳ سنسور و ﳘچنین اتصالات مربوطه در صنعت دارای طرفداران بیشﱰی می باشد که از عمده ترین دلایل آن می توان به توانایی کارکرد موتور در شرایط نامناسب ( از قبیل ﳏیطهای بسیار گرم و پر گرد و غبار ) و
عدم نیاز به تنظیم و نگهداری مداوم سنسور اشاره کرد.
روش ارائه شده مبتنی بر اعمال پالسهای شناسایی به موتور هم در مرحله ایستا و هم در مرحله چرخش می- باشد. عمده ترین مزایای این روش را نسبت به سایر روشهای مرسوم می توان در
موارد زیر ذکر کرد:
١- توانایی راه اندازی موتورهایی در گسﱰه توان چند ده وات
تا چندین کیلو وات.
٢- توانایی راه اندازی موتور با سطح ولتاژ ﳐتلف.
٣- این روش علاوه بر اینکه توانایی راه اندازی از حالت
ایستا با گشتاور زیاد را داراست، قادر است عملیات کنﱰل موتور را در سرعتهای ﳐتلف طبق تنظیمات اﳒام دهد.
۴- ریپل گشتاور به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
١٣
عملکرد موتور را طبق این روش می توان به مراحل زیر تقسیم
ﳕود :
١- مرحله تشخیص فاز مناسب در حالت ایستا.
در این مرحله با اعمال پالس شناسایی به هریک از فازها و ثبت نتایج حاصله و ﲢلیل آا مناسبﱰین فاز جهت دریافت اولین فرمان انتخاب می شود.
٢- مرحله اول چرخش با داشﱳ قابلیت تنظیم سرعت توسط PWM
در این مرحله الگوریتمی به صورت پیاپی و حلقه وار تکرار می شود تا موتور به میزان تعیین شده که می بایست در ابتدای کار تنظیم شود برسد.
١۴
فصل اول:
ساختمان موتورهای رلوآتانسی
١۵
١-١- مقدمه
راهاندازهای موتورهای رلوآتانسی سوئچ شونده، (SRM) برای آاربردهای صنعتی خواستگاه جدیدی میباشند. آلید فهمیدن هرماشینی فهمیدن گشتاور آن میباشد آه از اصول اولیه منتج میشود. عملکرد ماشین و خصوصیات برجسته آن از روابط گشتاور بدست می آیند. در این فصل ساختمان موتورهای رلوآتانسی را از نظر میگذرانیم، در دهه اخیر ﲢقیقات و مطالعات بر روی این دسته از موتورها بسیار افزایش یافته و به نتایج ارزندهای هم رسیده است بطور آه امروزه آا جزء ماشینهای الکﱰیکی مطرح در سطح جهان میباشند. از سال ١٩۶٩ یک موتور با رلوآتانس متغیر برای آاربردهای با سرعت متغیر ارائه شد آه منشأ آن به سال ١٨۴٢ برمیگردد، گرچه این ماشین جزء ماشینهای سنکرون میباشد اما خصوصیات جدیدی را دارد. ﳘانند موتورهای DC سیمپیچهایی بر روی استاتور این موتورها وجود دارد اما روتور آا هیچ مگنت یا سیمپیچ ندارد. روتور و استاتور قطبهای برجستهای دارند، این ماشین در شکل a)١-١) نشان داده شده است. و یک مدل تغییر یافته با دو دندانه در هر قطب نیز در شکل b)١-١)
آورده شده.
١۶

شکل (١-١) : (a) دو ﳕونه موتور رلوآتانسی با یک دندانه در هر قطب.
(b) ﳕونهای دیگر با دو دندانه در هر قطب
هرگاه قطبهای مقابل هم در استاتور ﲢریک شوند روتور (align)
ﳘردیف با آن میشود. در یک مدار مغناطیسی، عضو چرخشی (روتور)
میخواهد به موقعیتی برود آه آمﱰین رلوآتانس یا بیشﱰین اندوآتانس حاصل گردد.[16] وقتی دو قطب روتور ﳘراستا با دو قطب ﲢریک شده استاتور میشوند دو دسته دیگر از قطبهای روتور نسبت به دسته دیگری از قطبهای استاتور غیرهمراستا هستند، پس
١٧
این دو قطب استاتور ﲢریک میشوند تا قطبهای روتور را ﳘراستا
آنند، بهﳘین ترتیب با سوئیچ آردن متوالی جریان به داخل
سیمپیچهای قطبهای استاتور، روتور میچرخد، با حرآت روتور، توان و گشتاور ایجاد میشود.
این شامل سوئیچ آردن جریان در داخل سیمپیچهای استاتور است آه موجب رلوآتانس متغیر میشود، بنابراین یک چنین راهانداز موتور با سرعت متغیر بهعنوان راهانداز موتور رلوآتانسی سوئیچ شونده نامیده میشود.
١-٢- عملکرد اولیه موتور رلوآتانس
توجه آنید آه قطبهای r1 و r′1 از روتور و قطبهای C و C′ از استاتور با هم ﳘراستا هستند. اعمال یک جریان به فاز a با جهت نشان داده شده در شکل -a)٢-١) باعث ایجاد یک شار در قطبهای a و a′ از استاتور و قطبهای r2 و r′2 از روتور میگردد آه باعث آشیدن قطبهای r2 و r′2 از روتور به ﲰت قطبهای a و a′
از استاتور میشود. بهترتیب وقتی آه آا ﳘراستا هستند جریان فاز a قطع م یشود و موقعیت متناظر در شکل -b)٢-١) نشان داده شده است. حال فاز b ﲢریک میشود تا r1 و r′1 را در جهت عقربههای ساعت به ﲰت b و b′ بکشد، بطور مشابه ﲢریک فازC باعث ﳘراستا شدن C و C′ با r2 و r′2 میگردد، بنابر این با سه بار ﲢریک متوالی روتور °٩٠ میچرخد.[8]
١٨

شکل(٢-١) : ﳓوه عملکرد موتور رلوآتانس
١-٣- انواع موتورهای رلوآتانس متغیر
موتورهای رلوآتانس متغیر به دو دسته تقسیم میشوند:
الف) موتورهای رلوآتانس متغیر با برجستگی دوگانه ب) موتورهای رلوآتانس متغیر با برجستگی واحد[38]
در روتور هر دو نوع از موتورهای مذآور هیچگونه سیمپیچ یا مغناطیس دائم وجود ندارد و تنها منبع ﲢریک سیمپیچ استاتور میباشد. استاتور و روتور از مواد مغناطیسی با قابلیت نفوذپذیری مغناطیسی بالا ساخته میشوند در شکل (٣-١) (الف) و (ب) به ترتیب ﴰاهایی از یک موتور رلوآتانس با برجستگی دو گانه و دیگری با برجستگی واحد نشان داده شده است.[17]
١٩

شکل(٣-١) : (الف) ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی دوگانه
(ب) ﴰای موتور رلوآتانس با برجستگی واحد
١-۴- دسته بندی موتورهای رلوآتانسی از ﳊاظ ساختار
موتورهای رلوآتانس متغیر با برجستگی دوگانه از ﳊاظ ساختاری
به سه دسته آلی تقسیم میشوند آه عبارتند از : ١- موتورهای استوانهای با قطب برجسته مضاعف ٢- موتورهای صفحهای ٣- موتورهای چند لایهای آه این تقسیمبندی بنا به شکل ظاهری موتورها صورت گرفته
است.[37] - موتورهای رلوآتانس سوئیچی استوانهای با قطب برجسته
مضاعف : این موتورها دارای قطبهای برجسته بر روی استاتور و روتور
میباشند و از اینرو به آن قطب برجسته مضاعف میگویند. ﳕای
ظاهری دو مدل از آا در شکل (١-١) آمده است. سیمپیچهای آن
بر روی استاتور بسته شده و هیچگونه سیمپیچی روی روتور آن
وجود ندارد، بسته به جایگاه و موقعیت روتور جریان را در
٢٠
سیمپیچهای استاتور وصل میﳕاییم. حال ﲤایل به فراهم آوردن مسیری آم رلوآتانس در مدار مغناطیسی روتور باعث ایجاد گشتاور میشود.
- موتورهای رلوآتانس سوئیچی صفحهای :
آاربرد موتورهای صفحهای آه با جریان مستقیم آار میآنند از
نوع دیگر آا بیشﱰ است. برای چنین موتورهایی روتورهای
صفحهای بکار گرفته شده آه در آا اندازه فیزیکی از عوامل اصلی ﳏسوب میشود. لفظ »روتور صفحهای« ﲞاطر شکل فیزیکی ساختار روتور آن میباشد. چنین موتورهایی میتوانند دارای قطر بسیار بزرگ ولی طول آوچک یا بالعکس باشند و در ﳏدوده ما بین آا نیز ساخته میشوند و لذا چنین سیستمی دارای تنوع بسیار گسﱰدهای در اندازه و شکل ظاهری میباشد و حتی میتوان آن را در مکانهایی آه از ﳊاظ فضا بسیار ﳏدود میباشند بکار برد .[13]
یک مدل بسیار ساده از این موتور در شکل (١-۴-١) آمده است. در این شکل یک روتور ضخیم آه در داخل قطبهای استاتور؛ جهت ایجاد
گشتاور بیشﱰ در حرآت است را ملاحظه میآنید. چنانچه ملاحظه میگردد ساختار این سیستم بسیار ساده است.[5]
٢١

شکل(١-۴-١) : موتور رلوآتانس از نوع روتور صفحهای
- موتورهای رلوآتانس سوئیچی چند لایه :
ﳕای ظاهری این موتور در شکل (٢-۴-١) نشان داده شده است.
ﳘانطور آه در شکل نشان داده شده است این موتور از چند لایه ﳎزای مستقل تشکیل شده است آه هرقسمت میتواند معرف یک فاز موتور بوده و القای متقابل بین سیمپیچ فازها به حداقل ﳑکن رسیده است. در این ساختار ﳏدودیت افزایش قطبهای استاتور به سبب آمبود فضای سیمبندی مرتفع گشته و امکان دسﱰسی به قطبهای بیشﱰ و به تبع آن گشتاور بالاتر در موتورهای با ابعاد آوچک میسر میگردد .[11]
از آﳒا آه مسیر شارهای هر فاز ﳎزا بوده، میتوان از روی شار جاری در هر فاز به موقعیت روتور آن نسبت به استاتور پی برد و به سهولت در حذف سنسورهای موقعیت گام برداشت.[33]
٢٢

شکل(٢-۴-١) : موتور رلوآتانس سوئیچی چند لایه
- موتورهای رلوآتانس متغیر با برجستگی واحد :
ﴰای آلی این موتورها در شکل (ب ٣-١) نشان داده شده است.
استاتور اینگونه موتورها مشابه موتورهای AC میباشد ولی روتور آا طوری ساخته شده آه گشتاور تولید شده از تغییرات رلوآتانس بوجود میآید.
١-۵- ایجاد گشتاور در یک موتور رلوآتانس سوئیچی (روابط و
نتایج)
آلید فهمیدن هر ماشینی فهمیدن گشتاور آن میباشد آه از
اصول اولیه منتج میشود. روابط گشتاور نیاز به یک رابطه بین شار یا اندوآتانس با موقعیت روتور دارد، به منظور اختصار
٢٣
برای بیان تئوری پایه فقط عملکرد غیراشباع مورد بررسی قرار میگیرد.
ﳘانطور آه در شکل (۵-١) نشان داده شده سیمپیچ دارای N دور میباشد و وقتی آه با یک جریان i ﲢریک میشود سیمپیچ شار φ را ایجاد میآند. با افزایش جریان ﲢریک آرمیچر به ﲰت یوک آه ثابت است حرآت میآند. برای دو مقدار فاصله هوایی x1 و x2 شار برحسب mmf رسم شده است بهطوری آه x1>x2 میباشد. منحنی شار برحسب mmf برای x1 خطی میباشد بهخاطر اینکه رلوآتانس فاصله هوایی غالب میباشد. این امر باعث آاهش شار در مدار مغناطیسی میشود، انرژی الکﱰیکی ورودی بهصورت زیر نوشته میشود.
we  ∫eidt ∫idt ddNtφ  ∫Nidφ ∫Fdφ

در اینجا e، emf القایی بوده و F ، mmf میباشد، این انرژی الکﱰیکی ورودی، we، مساوی با ﳎموع انرژی ذخیره شده در سیم پیچ، wf، و انرژی تبدیل شده به آار مکانیکی، wm، میباشد.
we = wf + wm
وقتی آار مکانیکیای اﳒام ﳕیشود، مانند ﳊظهای آه آرمیچر از موقعیت x1 شروع میآند، انرژی ذخیره شده در میدان مغناطیسی، برابر انرژی الکﱰیکی ورودی میباشد، این منطق با مساحت OBEO
در شکل (۵-١) میباشد متمم این انرژی ذخیره شده در میدان
مغناطیسی، coenergy نامیده میشود، با مساحت OBAO در شکل (۵-٢
) داده میشود، و بهصورت ریاضی با رابطه ∫φdF داده میشود،
بطور مشابه در موقعیت x2 برای آرمیچر، اثری ذخیره شده در
میدان مغناطیسی منطبق با مساحت OCDO بوده و coenergy با
مساحت OCAO داده میشود برای تغییرات افزایش داریم dwe = dwf + dwm
٢۴
برای یک ﲢریک ثابت F1 آه با نقطه آار A در شکل (۵-١) داده میشود، انرژیهای ﳐتلف بهصورت زیر بدست میآیند :
(BCDEB) مساحت dwe  ∫φφ12 F1dφ  F1 φ2 −φ1 =
(OBEO) مساحت- (OCDO) مساحت x  x = − dw f 2 x  x dw f  dw f 1 با استفاده از معادلات فوق، انرژی مکانیکی بهصورت زیر بدست میآید :
(OBCO) مساحت dwm =dwe = dwf =
آه این مساحت بین دو منحنی برای یک mmf داده شده میباشد، در مورد یک ماشین با حرآت دوار انرژی مکانیکی افزایشی برحسب گشتاور الکﱰومغناطیسی و تغییرات در موقیعت روتور بهصورت زیر نوشته میشود.
dwe = Tedθ
بنابراین گشتاور الکﱰومغناطیسی بهصورت زیر بدست میآید :
T  dwm
edθ

برای حالتی آه ﲢریک ثابت است (وقتی آه mmf ثابت میباشد)
آار مکانیکی اﳒام شده برابر نرخ تغییرات coenergy میباشد، w′f،
آه فقط متمم انرژی ذخیره شده در میدان میباشد، بنابراین آار
مکانیکی اﳒام شده بهصورت زیر نوشته میشود :
dwm = dw′f
بهطوری آه :
we′  ∫φdF  ∫φd (Ni)  ∫Nφdi ∫λ(θ,i)di ∫L(θ,i)idi
در اینجا، اندوآتانس، L، و اتصال شار، λ ، توابعی از
موقعیت روتور و جریان میباشند، این تغییرات در coenergy بین
دو موقعیت θ1 و θ2 روتور اتفاق میافتند.
٢۵
dw′f (i,θ)  dw′f  dw T  m i  cons tan t dθ dθ dθ e اگر اندوآتانس بهصورت خطی با موقعیت روتور تغییر آند آه
در عمل عموماً این گونه نیست[6]، گشتاور بهصورت زیر میتواند نوشته شود :
i2 . dL(θ,i)  T 2 dθ e در رابطه اخیر dL(θ,i) ثابت گشتاور نامیده شده و واحد آن dθ N.m
A2 میباشد، باید تأآید شود آه این یک ثابت نیست و مرتباً

تغییر میآند و این بیان میآند آه SRM یک مدار معادل برای شرایط آار دائمی ندارد.

شکل(۵-١) : (a) روتور با فاصله x از استاتور (b) منحنی شار برحسب mmf برای x1 و x2 آه x1>x2
٢۶
- از رابطهگشتاور میتوان نتایج زیر را بدست آورد
١- گشتاور با توان دوم جریان متناسب است، بنابراین جریان میتواند در یک جهت برقرار شود تا گشتاور در یک جهت ایجاد
شود. بنابراین فقط با یک سوئیچ میتوان جریان را در سیمپیچ برقرار ﳕود، این سبب آاهش تعداد سوئیچهای قدرت و آاهش هزینه میشود.
٢- ثابت گشتاور با شیب اندوآتانس برحسب موقعیت روتور داده میشود. اینطور فهمیدهاند آه اندوآتانس سیمپیچ استاتور تابعی
از موقعیت روتور و جریان میباشد و بنابراین آن را غیرخطی میسازد.
٣- بهخاطر تناسب گشتاور با توان دوم جریان، این خصوصیت شبیه موتورهای DC سری میباشد، بنابراین SRM دارای گشتاور
راهاندازی خوب میباشد.
۴- عملکرد ژنراتوری با برقراری جریان در یک جهت هنگامیآه
شیب اندوآتانس منفی است، امکانپذیر میباشد.
۵- تغییر جهت چرخش با تغییر ترتیب فرمان سیمپیچهای استاتور امکانپذیر میباشد آه این یک عمل ساده است.
۶- گشتاور و سرعت هر دو به وسیله مدار مبدل (Converter) آنﱰل میشوند.
٧- این ماشین یک مدار مبدل آنﱰل شونده نیاز دارد و با تغذیه سهفاز برقشهر بهطور مستقیم ﳕ یتواند آار آند.
٨- تزویج در بین سیمپیچهای استاتور بسیار آم بوده و در بسیاری از آاربردها قابل صرفنظر میباشد. بنابراین هر فاز از این موتور میتواند بطور مستقل از فازهای دیگر عمل آند.
٩- بهخاطر اینکه جریان فقط لازم است در یک جهت در سیمپیچها جاری شود، ﲤام مبدﳍای قدرت دارای یک سوئیچ بصورت سری با سیم پیچ هستند بنابراین هیچگاه خطای shoot-through رخ ﳕیدهد.
٢٧
١-۶- رابطه بین موقعیت روتور و اندوآتانس سیمپیچ استاتور
برای یک جریان ثابت، اندوآتانس برحسب موقعیت روتور در شکل (۶-١) نشان داده شده است. این منحنی با صرفنظر از اثرات لبهای و اشباع سیمپیچ ترسیم شده است.

شکل(۶-١) : (a) یک قطب از موتور رلوآتانس (b) منحنی اندوآتانس برحسب
موقعیت روتور
نواحی ﳐتلف بر روی شکل (۶-١) را بهصورت زیر میتوان ﲢلیل آرد.
١ - φ1 - و φ4 - φ5 فازهای استاتور و روتور هیچگونه ﳘپوشانی با ﳘدیگر ندارند و شار عبوری به وسیله مسیر فاصله هوایی تعیین میشود، بنابراین اندوآتانس مینیمم شده و مقداری
٢٨
تقریباً ثابت باقی میماند بنابراین، این ناحیه باعث ایجاد گشتاور ﳕیشود، اندوآتانس در این ناحیه، اندوآتانس غیرﳘراستا
Lu(unaligned) نامیده میشود.
٢φ1- φ2 - در این ناحیه قطبها با هم ﳘپوشانی پیدا آردهاند بنابراین شار بطور عمده از ﳌینیتهای استاتور و روتور عبور
میآند، با تغییر موقعیت روتور اندوآتانس افزایش مییابد و به آن یک شیب مثبت میدهد، جریان تزریق شده به داخل سیمپیچ در این ناحیه باعث ایجاد یک گشتاور مثبت میشود، این ناحیه با ﳘپوشانی آامل قطبهای استاتور و روتور خاﲤه پیدا میآند.
٣φ2- φ3 - در این ناحیه حرآت روتور باعث تغییر ﳘپوشانی آامل فاز استاتور و روتور ﳕیشود و بنابراین تغییری در مسیر شار آه اآنون از طریق ﳌینیتها میباشد ایجاد ﳕیشود و اندوآتانس در مقدار حداآثر خود ثابت باقی میماند. این
اندوآتانس، اندوآتانس حالت ﳘپوشانی آامل La(aligned) نامیده میشود، از آﳒا آه تغییری در اندوآتانس ایجاد ﳕیشود بنابراین گشتاور تولید شده در این ناحیه صفر میباشد، هر چند جریان جاری در سیمپیچ غیرصفر باشد با دانسﱳ این حقیقت، این زمان ﲠﱰین زمان برای خاموش آردن فاز میباشد زیرا جریان برگشتی ناشی از انرژی ذخیره شده در فاز استاتور باعث ایجاد گشتاور منفی ﳔواهد شد.
۴φ3- φ4 - در این ناحیه قطب روتور در حال دور شدن از موقعیت ﳘپوشانی آامل فاز استاتور و روتور میباشد. این ناحیه خیلی شبیه ناحیه φ1- φ2 میباشد اما در این ناحیه با افزایش موقیت روتور، اندوآتانس آاهش مییابد و باعث تولید یک شیب منفی میگردد، عملکرد موتور در این ناحیه باعث ایجاد گشتاور
منفی میگردد. به خاطر اشباع جریان عبوری از سیمپیچ، رسیدن به منحنی
ایدهآل شکل فوق امکانپذیر ﳕیباشد، اشباع جریان باعث ﲬیده
٢٩ شدن منحنی به ﲰت بالا میشود و شیب را آاهش میدهد، بنابراین ثابت گشتاور آاهش مییابد. پس اشباع جریان باعث آاهش یافﱳ گشتاور و توان خروجی میشود.[14]
١-٧- مدار معادل موتور رلوآتانسی
مدار معادل اولیه یک موتور رلوآتانسی با صرفنظر آردن از اثر تزویج بین سیمپیچها بصورت زیر خواهد بود. ولتاژ اعمال شده به سیمپیچی فاز برابر با ﳎموع افت ولتاژ مقاومتی و نرخ تغییرات شار عبوری میباشد.
dλ(θ,i) V  Rs i  dt RS مقاومت بر هر فاز بوده و λ شار عبوری میباشد.
λ = L(θ,i) i
dL(θ,i)  dθ i di RSiL(θ,i) dL(θ , i )i V  RS i  dθ dt dt dt dL(θ,i) iw  di i  L(θ,i) V  R dθ m dt S در رابطه اخیر میتوان بهجای dL(θ,i) iwm ، e ، یعنی emf القا dθ شده را جایگذاری آرد. dL(θ,i) و dL(θ,i) Kb  Kbwmi e  iwm dθ dθ V  RS i  L(θ,i) dtdi  e

٣٠

شکل(١-٧-١) : مدار معادل موتور رلوآتانسی
با فرض ثابت بودن جریان در یک پریود داریم :
dL V  R i iw m dθ S V i  dL ( w (R m dθ S معادله اخیر بیانگر آن است آه جریان با سرعت نسبت عکس دارد و چون گشتاور با ﳎذور جریان نسبت دارد بنابراین گشتاور با ﳎذور سرعت نسبت عکس خواهد داشت.
Tα 1

w2m
این مطلب رفتار گشتاور سرعت یک موتور DC سری را تداعی میآند.[10]
٣١

شکل(٢-٧-١) : منحنی گشتاور ـ سرعت یک موتور رلوآتانسی ﳕونه
در موتورهای رلوآتانسی آه حرآت ابتدایی را خود آغاز
میآنند، تیغههای روتور باید با تیغههای استاتور مربوط به خودش ﳘپوشانی داشته باشد. تا در هر موقعیتی بر روی روتور آن گشتاور وجود داشته باشد.
ترآیبات ﳐتلف از تعداد قطبها (Nr , Ns) آه بهترتیب قطبهای
استاتور و روتور میباشند. ذیلا آورده شده است. 4 Nr = 6 Ns = برای موتور 3 فازه
6 = Nr 8 Ns = برای موتور 4 فازه
4 = Nr Ns = 10 برای موتور 5 فازه
البته ترآیبات دیگری نیز وجود دارد و تفاوت آا در این
است آه در برخی از جایگاههای روتور ﳑکن است گشتاوری تولید نگردد.[9]
٣٢
فصل دوم:
مدارات راه انداز (DRIVER)
٣٣
٢-١- پیکربندی مدارات مبدل
در موتورهای رلوآتانسی، تزویج بسیار ناچیز است، این امر سبب عدم وابستگی به دیگر فازها در آنﱰل هر فاز و تولید گشتاور میشود. درحالیآه این خصوصیت یک برتری ﳏسوب میشود، نداشﱳ تزویچ نیاز به عملکرد درست با انرژی مغناطیسی ذخیره شده دارد. در هنگام خاموش شدن فاز باید مسیری برای ﲣلیه انرژی ذخیره شده بوجود آورد، در غیراینصورت این انرژی سبب ایجاد ولتاژ بیش از حد خواهد شد و به سوئیچهای نیمه هادی صدمه خواهد رساند. این انرژی میتواند بهصورت آزاد بهحرآت درآید، ﲞشی از آن به انرژی الکﱰیکی/ مکانیکی تبدیل شده و ﲞشی دیگر از آن در سیمپیچهای ماشین تلف میشود[15]، روش دیگر بازگرداندن آن بر روی منبع ولتاژ DC میباشد.
دستهبندی مدارات مبدل بهصورت q ، q+1 ، 1. 5 q و 2 q سوئیچ در هر فاز و مبدل قدرت دو مرحلهای است آه q تعداد فازهای ماشین میباشد.[20]
این دستهبندی در شکل (١-٢) نشان داده شده است.

شکل(١-٢) : دستهبندی مدارات مبدل
٣۴
٢-٢- مبدل پل نامتقارن شکل -a)٢-٢) مبدل پل نامتقارن را با درنظر گرفﱳ یک فاز
SRM نشان میدهد.[3] بقیه فازها نیز بهطور مشابه متصل

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

میشوند. با روشن شدن ترانزیستورهای T1و T2 جریان در فاز A
برقرار میشود، اگر جریان بالاتر از حد تعیین شده برسد، T1و T2
خاموش میشوند. انرژی ذخیره شده در سیمپیچ فاز A موتور جریان را در ﳘان جهت حفظ میآند تا اینکه ﲣلیه شود، بنابراین دیودهای D1و D2 بهصورت مستقیک بایاس شده و باعث شارژ شدن دوباره منبع میشوند، این امر سبب آاهش سریع جریان و رسیدن
آن به زیر حد تعیین شده میشود این عملکرد با شکل موجهای شکل
-b)٢-٢) تشریح شده است. باید توجه داشت آه یک جریان با اندازه IP در هنگام عملکرد موتوری آه شیب اندوآتانس مثبت است مورد نیاز میباشد. در اینجا جریان فاز A ، ia، بهوسیله یک فیدبک جریان و مقایسه با ia ، در حدود ia حفظ میشود، ∆i
میزان اختلاف با جریان تعیین شده میباشد.

شکل(-a٢-٢) : مبدل پل نامتقارن
٣۵

شکل(-b٢-٢) : شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش اول
وقتی اختلاف جریان ia و ia به اندازه -∆i شود، ترانزیستورهای
T1 و T2 بطور ﳘزمان خاموش میشوند در این هنگام دیودهای D1 و
D2 باعث هدایت جریان به منبع ولتاژ DC میشوند، توجه آنید آه
ولتاژ فاز A در این ﳊظه منفی و به اندازه منبع ، Vdc،
میباشد، روش آنﱰلی فوق (روش١) از آﳒا آه ریپلهای بیشﱰی به خازن تغذیه اعمال میآند باعث آوتاه شدن عمر این خازن و
افزایش تلفات سوئیچینگ در ترانزیستورهای قدرت میشود. برای
ﲠﱰ شدن این مسأله میتوان از روش سوئیچینگ متناوب استفاده
آرد.[4] انرژی ذخیره شده در فاز A میتواند بهطور مؤثر در داخل
خودش استفاده شود، این آار با خاموش آردن T2 به تنهایی (روش
٣۶
دوم) امکانپذیر است. در این مورد جریان در داخل T1 و فاز A
و D1 جاری میشود، اگر از افت ولتاژ بر روی ترانزیستورو دیود صرفنظر آنیم، ولتاژ بر روی فاز A صفر خواهد شد. شکل ( -C٢-٢ ) در این روش (روش دوم) نسبت به روش اول زمان بیشﱰی طول میآشد تا جریان از IP + ∆I به IP-∆I برسد. این امر سبب آاهش فرآانس سوئیچینگ و بنابراین آاهش تلفات سوئیچینگ خواهد شد.
در روش دوم وقتی فاز میخواهد آاملا خاموش شود یعنی وقتی ia
صفر است، آنگاه T1 و T2 ﳘزمان خاموش میشوند در این فاصله ولتاژ دو سر سیمپیچ -Vdc خواهد شد و ﳘچنین D1 و D2 هدایت میآنند تا اینکه ia صفر شود، ولتاژ روی T2 در حین خاموشی و هنگامیآه T1 روشن است، مساوی ولتاژ منبع، Vdc ، میباشد بنابراین ولتاژ ترانزیستورها و دیودها باید در حدود ولتاژ منبع تغذیه باشد. در روش دوم جریان برگشتی فازها دیرتر از روش اول صفر میشود ﳘچنین در روش دوم انرژی ذخیره شده به انرژی مکانیکی مفید تبدیل میشود، این روش برای آنﱰل جریان استفاده میشود ولی هنگامی آه جریان باید سریعاً خاموش شود، دشارژ در داخل منبع مفید خواهد بود، یعنی زمانی آه شیب اندوآتانس صفر میشود و بعد از آن منفی خواهد شد، در این زمان دیرتر خاموش شدن فاز باعث ایجاد گشتاور منفی و از دست رفﱳ انرژی خواهد شد.
توجه آنید آه این مدار مبدل به ازای هر فاز دو ترانزیستور و دو دیود نیاز دارد.
٣٧

شکل(-c٢-٢) : شکل موجهای مبدل پل نامتقارن ـ روش دوم
ﲠرهبرداری از ادوات قدرت در مبدل نامتقارن ضعیف میباشد.
میتوان زماای سوئیچ آا را افزایش داد. این آار با آاهش
تعداد ترانزیستورهای قدرت و استفاده از SCR ﳑکن خواهد شد.[7]
ﳘانطور آه در شکل -d)٢-٢) دیده میشود تعداد فازها باید
زوج باشد. SCR ها برای هدایت جریان به فاز مناسب استفاده
میشوند و برای آنﱰل استفاده ﳕیشوند. با این وجود استفاده از
SCR نیاز به مدارات جانبی داشته آه باعث افزایش تعداد
قطعات، هزینه و ابعاد مدار راهانداز خواهد شد.
تعداد دیودها به یکعدد در هر فاز تقلیل یافته است. باید توجه داشت آه فازهای غیرمتوالی در یک گروه با هم قرار میگیرند و با یک دسته از ترانزیستورها ﲢریک میشوند. این آار
٣٨
سبب میشود آه یک فاز بتواند در موقع لزوم به سرعت خاموش شود و جریانش به صفر برسد. برای ﲢریک فاز A، ترانزیستورهای T1 و
T2 و تریستور S1 روشن میشوند، اگر جریان به مقدار تعیین شده برسد T1 خاموش میشود و جریان از طریق فاز A و ترانزیستور T2
S1 و D2 برقرار میشود، در این هنگام ولتاژ دو سر فاز A در
صورت ایدهآل در نظر گرفﱳ قطعات صفر خواهد بود در این روش انرژی ذخیره شده در اندوآتانس ماشین به انرژی مکانیکی تبدیل شده و جریان فاز آاهش مییابد، هنگامیآه جریان فاز باید آاملا خاموش شود. T1 و T2 ﳘزمان خاموش میشوند آه باعث روشن شدن D1
D2 میشود، در این هنگام ولتاژ در دو سر سیمپیچ فاز -Vdc
خواهد شد. ﲞشی از انرژی به منبع بازگشته و ﲞشی دیگر از آن
به انرژی مکانیکی تبدیل خواهد شد به این ترتیب جریان فاز به
سرعت به صفر میرسد. تریستور S2 مانع از گردش جریان فاز A از طریق فاز C میشود.

شکل(-d٢-٢) : استفاده از SCR و آاهش تعداد ترانزیستورهادرمبدل پل
نامتقارن
٣٩
٢-٣- مبدﳍای یک سوئیچ در هر فاز
مبدﳍای یک سوئیچ در هر فاز بهخاطر آوچک بودن ابعاد مبدل و ﳘچنین آاهش قیمت ساخت آا جذاب هستند این مبدﳍا دارای اشکال عدم توانایی اعمال ولتاژ صفر در دو سر سیمپیچ هستند، این ﳏدودیت سبب افزایش مبادله انرژی بین ماشین و منبع ولتاژ dc
میشود آه خود موجب تلفات بیشﱰ و آاهش بازده میشود ﳘچنین نویز صوتی افزایش مییابد.[35]
٢-۴- مبدل R-Dump
شکل (۴-٢) یک مبدل با یک سوئیچ و یک دیود در هر فاز را
نشان میدهد، وقتی T1 خاموش میشود جریان آزادانه از طریق
دیود D2 عبور میآند و خازن CS را شارژ میآند پس از مقاومت
خارجی R عبور میآند. این مقاومت مقداری از انرژی ذخیره شده
در فاز A را مصرف میآند آه باعث مشکل دیر ﲣلیه شدن سیمپیچ
میشود. علاوه براین اتلاف انرژی در مقاومت باعث آاهش بازده
میشود. ولتاژ بر روی T1 در هنگامیآه خاموش میشود برابر Vdc +
IaR میباشد. مقدار R هم میزان تلفات را تعیین میآند هم میزان ولتاژ حداآثر را آه ترانزیستور باید ﲢمل آند. اگر R آوچک باشد جریان فاز دیرتر خاموش شده و ﳑکن است در ناحیهای آه اندوآتانس دارای شیب منفی است سیمپیچ ﳘچنان جریان داشته و هنوز ﲣلیه نشده باشد. این امر سبب ایجاد گشتاور منفی و آاهش گشتاور موتوری میشود. اگر R بزرگ باشد آنگاه افت ولتاژ روی ترانزیستورها بزرگ بوده و ترانزیستوری آه ﲢمل ولتاژ بالاتری داشته باشد نیاز است.[18]
۴٠

شکل(۴-٢) : (a) توپولوژی R-Dump
(b) شکل موجهای توپولوژی R-Dump
٢-۵- مبدل Bifilar
در شکل (۵-٢) یک مبدل با یک ترانزیستور فاز دیده میشود اما انرژی ذخیره شده در برمیگردد. اینآار با استفاده از یک سیمپیچ

ویک دیود در هر فاز به منبع dc bifilar (دو رشتهای)
۴١
با پلاریته نشان داده شده در شکل امکانپذیر میباشد. وقتی ترانزیستور T1 خاموش میشود emf القا شده در سیمپیچ دارای
پلاریتهای است آه دیود D1 را روشن میآند. این باعث ﲣلیه
جریان از طریق D1 میشود و انرژی به منبع باز میگردد.
هنگامیآه ترانزیستور خاموش میشود ولتاژ بر روی سیمپیچ bifilar
ثانویه برابر ولتاژ منبع dc میباشد ولتاژ بر روی سیمپیچ
اصلی بستگی به نسبت دور سیمپیچها دارد. با در نظر گرفﱳ نسبت دور a بین سیمپیچ اصلی سری با ترانزیستور و سیمپیچ bifilar
ثانویه، ولتاژ بر روی ترانزیستور برابر خواهد بود با:
vT1 = vdc + avdc = (1+a) vdc
این نشان میدهد آه ولتاژ بر روی T1 میتواند خیلی بزرگﱰ از ولتاژ منبع باشد. ﳘچنین نیاز به یک سیمپیچ ثانویه باعث ایجاد ﳏدودیت در فضای سیمبندی برای سیمپیچ اصلی شده و اقتصادی ﳕیباشد.[19]

شکل(-a۵-٢) : مبدل Bifilar
۴٢

شکل -b)۵-٢) : شکل موجهای مبدل Bifilar
٢-۶- مبدل با منبع تغذیه dc دو نیمهای
مبدل با منبع تغذیه dc دو نیمهای برای هر فاز یک سوئیچ
داشته و به این صورت آار میآند آه فاز A با روشن شدن T1
ﲢریک میشود. جریان در ترانزیستور T1، فاز A و خازن C1
برقرار میشود. وقتی ترانزیستور T1 خاموش میشود جریان با
حرآت از مسیر فاز A و خازن C2 و دیود D2 ادامه مییابد. در
این عمل خازن C2 شارژ شده و بنابراین انرژی ذخیره در فاز A
بهسرعت ﲣلیه میشود مشابه این عمل برای فاز B اتفاق میافتد،
۴٣
است و 0.5 vdc
عملکرد این مدار برای فاز A در شکل -b)۶-٢) نشان داده شده
است. وقتی T1 روشن است ولتاژ در دو سر فاز A برابر vdc 2
خواهد بود و وقتی T1 خاموش میشود ولتاژ دو سرفاز A برابر
−vdc 2 خواهد شد.[24] ولتاژ بر روی ترانزیستور T1 وقتی آه روشن
است قابل صرفنظر میباشد و وقتی خاموش میشود برابرvdc
وقتی آه جریان سیمپیچ به صفر میرسد ولتاژ T1 برابر
خواهد شد. برخی از اشکالات این درایو این است آه فقط نصف
ولتاژ تغذیه برای ﲢریک فاز استفاده میشود. برای تعادل بار
بر روی خازای تغذیه باید تعداد فازهای ماشین زوج باشد.
شکل(-a۶-٢) : مبدل، منبع تغذیه dc دو نیمهای
۴۴

شکل(-b ۶-٢) : شکل موجهای مبدل با منبع تغذیه دو نیمهای
٢-٧- مبدل با q ترانزیستور و 2q دیود
در شکل -a)٧-٢) یک مبدل با یک سوئیچ در هر فاز نشان داده شده است، توجه آنید آه دیودهای هرزگرد D1 و D2 و D3 و D4
دیودهای سریع هستند و دیودهایD5 و D6 و D7 و D8 دیودهای با سرعت روشن شدن پایین هستند. با روشن شدن ترانزیستورهای T1 و
T4 فاز A ﲢریک میشود وقتی جریان به میزان تعیین شده رسید ترانزیستورهای T1 و T2 خاموش میشوند. این آار سبب روشن شدن دیودهای D1 و D4 شده تا جریان را برقرار سازند، در این حین ولتاژ بر روی فاز A برابر -vdc خواهد شد آه نشان دهنده
۴۵
انتقال انرژی از سیمپیچ به منبع ولتاژ DC میباشد. ﳘانطور آه در شکل -b)٧-٢) دیده میشود این آار سبب صفر شدن سریع جریان
فاز A میشود (روش اول) در روش دوم آه سوئیچها ﳘزمان خاموش
ﳕیشوند. در این حالت T4 روشن بوده و T1 خاموش میشود و برای
سیکل بعدی T1 روشن بوده و T4 خاموش میشود تا جریان rms
سوئیچها آاهش یابد. این عملکرد در شکل -c)٧-٢) نشان داده
شده است برای ﲢریک فاز B باید ترانزیستورهای T1 و T2 با هم عمل آنند.[27]

شکل(-a٧-٢) : مبدل با q ترانزیستور و 2q دیود
۴۶

شکل(-b٧-٢) : شکل موجهای مدار فوق با روش اول
۴٧

شکل(-c٧-٢) : شکل موجهای مدار فوق با روش دوم
٢-٨- مبدل با (١(q+ سوئیچ و دیود
یک آرایش (١(q+ سوئیچ در شکل (١-٨-٢) نشان داده شده است، برای اینکه فاز A ﲢریک شود، T1 و T2 باید روشن شوند آه باعث اعمال ولتاژ منبع به دو سر سیم پیچ میشود. وقتی جریان ia به حد تعیین شده میرسد یک روش این است آه T1 یا T2 خاموش شوند، در این صورت جریان از طریق T1 و D2 یا T2 و D1 برقرار شده و ولتاژ در دو سر فاز صفر میشود، روش دیگر این است آه T1 و T2
ﳘزمان خاموش بشوند و ولتاژ دو سر سیمپیچ -vdc شود و جریان آاهش یابد، برای خاموش آردن فاز A و آاهش سریع جریان در آن
۴٨
روش دوم انتخاب میشود. بطور مشابه برای فاز B،
ترانزیستورهای T2و T3 و دیودهای D2 و D3 استفاده میشوند و برای فاز C ترانزیستورهای T3 و T4 و دیودهای D3 و D4 استفاده
میشوند، ترانزیستورهای T2 و T3 و دیودهای D2و D3 بهصورت مشﱰ
ک استفاده میشوند این امر نهتنها باعث افزایش جریان عبوری
از آا میشود بلکه در آنﱰل مستقل فازها نیز ﳏدودیت ایجاد
میآند. بهعنوان مثال اجازه دهید فاز A خاموش شده و فاز B
ﲢریک شود، در این حال T1 باید خاموش شود و T2 و T3 روشن شوند، این امر سبب میشود آه ولتاژ روی فاز A صفر شود، در صورتی آه مطلوب ما -vdc میباشد. این امر سبب دیرتر خاموش شدن فاز A
شده و حتی ﳑکن است باعث ایجاد گشتاور منفی و آاهش گشتاور موتوری شود.[21]

شکل (١-٨-٢) : مبدل با (١(q+ سوئیچ در هر فاز
ﲠبود یافته مدار فوق با دیودهای اضافه و q
شکل (٢-٨-٢) نشان داده شده است. این مدار میباشد، نیمی از آا (دیودهای Da و Db و Dc

ترانزیستور در دارای 2q دیود و (Dd جریان را
۴٩
به فاز مناسب هدایت میآنند و بنابراین میتوانند دیودهای با سرعت آم باشند. فقط ماشینهایی با تعداد فاز زوج میتوانند از فواید این درایو ﲠرهمند شوند. [25]

شکل(٢-٨-٢) : ﲠبود یافته مدار(١(q+ ترانزیستوری
٢-٩- مبدل C-Dump مبدل C-Dump با مدار بازیافت انرژی در شکل (٩-٢) نشان
داده شده است. ﲞشی از انرژی مغاطیسی ذخیره شده در فاز به
خازن Cd منتقل شده و از آن از طریق Tr و Lr و Dr بازیابی شده
به منبع ولتاژ DC ورودی منتقل میشود. فرض آنید آه
ترانزیستور T1 روشن شود تا فاز A ﲢریک گردد و هنگامیآه
جریان فاز A به میزان تعیین شده میرسد، T1 خاموش میشود،
اینآار باعث روشن شدن دیود D1 میشود و جریان از طریق خازن
Cd بسته میشود آه باعث افزایش ولتاژ روی آن میشود. در نتیجه جریان فاز A آاهش مییابد، وقتی آه جریان به اندازه ∆i از
میزان تعیین شده آمﱰ شد، T1 روشن میشود تا جریان به مقدار
تعیین شده نزدیک شود. وقتیآه جریان باید آاملا در فاز A
۵٠
خاموش شود، T1 خاموش میشود و مقداری از انرژی ذخیره شده در فاز A در خازن Cd ذخیره میشود و ﲞشی از آن به انرژی مکانیکی
تبدیل میشود. این مبدل حداقل تعداد سوئیچ را داشته و ﳘچنین
جریان در آن بطور مستقل از فازهای دیگر آنﱰل میشود. اشکال
اصلی این مبدل این است آه سرعت خاموش شدن فاز به اختلاف
ولتاژ تغذیه ورودی، vdc، و ولتاژ vo روی Cd بستگی دارد، سریعﱰ خاموش شدن جریان نیازمند vo بزرگﱰ است آه باعث افزایش میزان ولتاژی خواهد شد آه ادوات قدرت باید ﲢمل آنند. ﳘچنین تبادل انرژی بین Cd و منبع تغذیه dc ورودی باعث تلفات اضافی شده و بازده ماشین را پایین میآورد. مدار باز یافت انرژی فقط هنگامیعمل میآند آه یکی از ترانزیستورهای T1، T2 ، T3 یا T4
روشن باشند تا از جریان هرز گرد فازها جلوگیری شود. Tr
زمانیآه ترانزیستورهای T1 تا T4 ﳘگی خاموش هستند خاموش می شود.[2]

۵١

شکل(٩-٢) : (a) مدار مبدل C-Dump
(b) شکل موجهای مبدل C-Dump
٢-١٠- مبدل C-Dump با قابلیت جریان هرزگرد
مبدل SRM به روش C-Dump توانایی ایجاد ولتاژ صفر ولت را
بر روی فازها نداشت، این امر سبب افزایش نویز صوتی در این
موتورها میشود. ﳘچنین فازهای ماشین هم با ولتاژ منبع dc و
هم با اختلاف ولتاژ بین منبع dc و خازن C-dump مواجه میشدند یعنی یک ولتاژ با تغییرات بسیار زیاد، تقریباً دو برابر ولتاژ منبع dc، این موضع باعث تلفات بیشﱰ میشود، ﳘه این مسائل با اضافه آردن یک ترانزیستور و ایجاد جریان هرزگرد به ﳘراه دیود DS برای بازیافت انرژی ذخیره شده در خازن C-Dump
۵٢
برطرف می شوند. شکل (١-١٠-٢) در این آرایش Lr حذف شده است.
برای ﲢریک فاز A، ترانزیستور T1 روشن می شود. مرحله ١، وقتی جریان فاز به میزان تعیین شده میرسد T1 خاموش شده و Tf روشن میشود، مرحله ٢، زمانی شروع میشود آه ولتاژ Cd به ولتاژ منبع dc میرسد، در این هنگام Tf روشن شده و جریان در فاز
ترانزیستور Tf و دیود D1 برقرار میشود (در این هنگام ولتاژ
دو سر سیمپیچ صفر است). وقتی جریان فاز باید خاموش شود T1
خاموش شده و Tf روشن ﳕیشود، در نتیجه ﲞشی از انرژی به خازن
Cd منتقل میشود و ﲞشی دیگر به انرژی مکانیکی تبدیل میشود، این مرحله ٣ است، و در این مرحله ولتاژ دو سر فاز ماشین برابر (vd-vo) خواهد شد.
مرحله ۴ زمانی آغاز میشود آه فاز آاملا خاموش شده است و انرژی داخل Cd میتواند برای ﲢریک فاز B یا فاز C استفاده شود، در این مرحله دیود DS خاموش شده و اجازه میدهد آه ولتاژ Cd به فاز دارای جریان منتقل شود در ﲤامی این مراحل آنﱰل مستقل جریان فازها امکانپذیر میباشد. فقط هنگامیآه جریان فازها با هم ﳘپوشانی دارند روشن آردن Tf باعث دیرتر خاموش شدن فاز درحال خاموش شدن خواهد شد. شکل موج عملکرد مدار بدون ﳘپوشانی جریان فازها در شکل (٢-١٠-٢) نشان داده شده است.[34]
۵٣

شکل (١-١٠-٢) : مبدل C-Dump با قابلیت جریان هرزگرد

شکل (٢-١٠-٢) : عملکرد مدار بدون ﳘپوشانی جریان فازها
۵۴
٢-١١- مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک
شکل (١١-٢) یک مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک برای فازها را نشان میدهد، T1 قسمت بالای فازها را از منبع dc جدا میآند تا انرژی بتواند به خازن C1 منتقل شود، در غیر اینصورت جریان بهصورت هرزگرد در داخل فاز و دیود جاری خواهد شد، وقتی ﲞواهیم فاز A ﲢریک شود، ترانزیستورهای T1 و T3 روشن میشوند، هنگامیآه جریان به میزان تعیین شده رسید ترانزیستور T1 و T2
ﳘزمان یا به تنهایی خاموش خواهند شد. اشکال این مبدل عدم توانایی آنﱰل جریان بهصورت مستقل در هنگامیآه جریاا با هم ﳘپوشانی دارند میباشد، هنگامیآه فاز A در حال خاموش شدن است اگر فاز B یا C روشن شود جریان در فاز A بهصورت هرزگرد خواهد شد و ﲣلیه آن طولانیتر میشود.[39]

شکل (١١-٢) : (a) مبدل با یک ترانزیستور مشﱰک
(b) عملکرد مدار
۵۵
٢-١٢- مبدل با حداقل تعداد سوئیچ و تغذیه ورودی متغیر
دو ﳕونه مبدل با (١(q+ ترانزیستور بررسی شدند، با وجود
ﳏدودیتهایی آه داشتند بهخاطر سادگی توپولوژی و خصوصیات
آنﱰلی جالب از آا استفاده میشود. این نوع مبدﳍا ﳘان ولتاژ منبع را به ادوات نیمه هادی اعمال میآنند اما توانایی آنﱰل جریان فازها را هنگامیآه جریاا با هم ﳘپوشانی دارند (وقتی یک فاز در حال خاموش شدن است فاز دیگر ﲞواهد روشن شود)
ندارند. نوع C-dump مشکل آنﱰل جریان بهصورت مستقل را حل
آرده اما ادوات نیمههادی باید ولتاژ بزرگﱰی را ﲢمل آنند،
ﳘچنین در مبدل C-dump گردش انرژی بیشﱰ است و تلفات بالاتر
میباشد. اشکالات فوق استفاده از این مبدﳍا را در عمل ﳏدود آرده است.
مبدل نشان داده شده در شکل (١٢-٢) با ﳘان تعداد ترانزیستور دیگر مشکل آنﱰل مستقل جریان فازها را ندارد.
ترانزیستور TC، دیود DC، سلف LC و خازن CC مدار آاهنده ولتاژ
DC ورودی را تشکیل میدهند. این مدار ولتاژ vdc ورودی را به vi
آاهش میدهد تا اینکه ولتاژ مورد نظر به سیمپیچ ماشین اعمل شود. با آاهش ولتاژ vi دیگر نیاز به سوئیچینگ ترانزیستورهای قدرت فازها ﳕیباشد و فقط یک بار برای اعمال ولتاژ به فاز روشن شده و یک بار هم برای خاموش شدن جریان، خاموش میشوند.
در نتیجه تلفات ناشی از سوئیچینگ ترانزیستورهای فازها و تلفات هسته به حداقل میرسد. ﳘچنین این مبدل خاموش شدن سریع فازها را درحالیآه حداآثر ولتاژ روی ادوات نیمههادی برابر ولتاژ DC تغذیه است فراهم میآند، درست برخلاف مبدل [28]C-dump
.
۵۶

شکل (١٢-٢) : مبدل با حداقل تعداد ترانزیستور و تغذیه ورودی متغیر
٢-١٣- مبدل با ولتاژ DC متغیر و توپولوژی Buck-Boost
در شکل(١٣-٢) یک مبدل با ولتاژ DC ورودی متغیر و با چهار عدد ترانزیستور و دیود نشان داده شده است. به ازای هر فاز ماشین فقط یک عدد ترانزیستور وجود دارد، این ترانزیستور با سیمپیچ فاز بصورت سری قرار گرفته و از خطای shoot-through
جلوگیری میآند. ترانزیستور TC، دیود DC، سلفL و خازن خروجی
C طبقه خروجی مبدل Buck-Boost را تشکیل میدهند. ولتاژ DC
ورودی به ماشین، Vi، میتواند از صفر تا دو برابر ولتاژvdc
تغییر آند تا ولتاژ مورد نظر را به سیمپیچهای ماشین اعمال
آند. بنابراین خاموش شدن سریع فازها با ولتاژ vdc ثابت امکانپذیر است، با روشن شدن ترانزیستور v1 ولتاژ vi به فاز A
اعمال شده و باعث ﲢریک این فاز میشود. وقتی T1 خاموش میشود صرفنظر از خاموش یا روشن بودن ترانزیستور TC، جریان از مسیر
D1 و منبع ولتاژ vdc و سیمپیچ فاز A جاری میشود، انرژی
ذخیره شده در خازن C در زمانی آه ترانزیستور TC خاموش است
میتواند به فازی آه قرار است روشن شود انتقال یابد، به ﳘین
۵٧
دلیل آنﱰل مستقل فازها در این توپولوژی امکانپذیر است.
برتری این مبدل نسبت به مبدلی آه طبقه خروجی آن بصورت Buck
آار میآند این است آه ولتاژ خروجی آه به فازها اعمال میشود میتواند بیشﱰ از vdc شود تا افزایش جریان در سیمپیچ در حال
روشن شدن سریعﱰ صورت پذیرد، این برتریها در این مدار مبدل
بهﳘراه افزایش ولتاژی است آه سوئیچ مدار مبدل ولتاژ باید
ﲢمل آند، این ولتاژ برابر ولتاژ dc ورودی به اضافه ولتاژ
خروجی مدار مبدل dc به dc میباشد و با فرض اینکه ولتاژ خروجی مبدل dc به dc دو برابر ولتاژ dc ورودی است. ولتاژی آه این ترانزیستور باید ﲢمل آند سه برابر ولتاژ dc ورودی میباشد، حتی برای حالتی آه ولتاژ خروجی مدار مبدل آوچکﱰ از ولتاژ ورودی است، میزان ولتاژی آه این ترانزیستور باید ﲢمل آند نسبت به مبدل Buck بیشﱰ میباشد.[39]

شکل (١٣-٢) : مبدل با ولتاژ DC متغیر و توپولوژی Buck-Boost
۵٨
٢-۴١- مبدل با (1. 5 q) سوئیچ و دیود
این مبدل در شکل (١۴-٢) نشان داده شده، آه آمﱰ از دو
سوئیچ برای هر فاز نیاز دارد و به ازای دو فاز سه عدد سوئیچ دارد، علاوه بر این در صورتی آه تعداد فازهای ماشین زوج باشد و بصورت غیرمتوالی در یک گروه قرار گرفته باشند امکان آنﱰل مستقل جریان فازها وجود دارد. در این مبدل سوئیچهای T5 و T6
هریک باید جریان دو فاز را از خود عبور بدهند بنابراین
میزان جریانی آه باید ﲢمل آنند نسبت به ترانزیستورهای T1 و
T2 و T3 و T4 بیشﱰ است، شکل موجهای مربوط به این مبدل در
هنگام آار در شکل -b)١۴-٢) نشان داده شده.[39]

شکل (١۴-٢) : (a) مبدل با (1.5q) سوئیچ
(b) عملکرد مدار
۵٩
٢-۵١- مبدل دو مرحلهای
آرایشی آه توانایی انتقال انرژی را بهصورت مستقیم از
سیمپیچهای فاز به منبع ولتاژ ac داشته باشد در شکل (١۵-٢)
نشان داده شده آه دو مرحله تبدیل ولتاژ در آن صورت میگیرد،
طبقه اول شامل یک مبدل آنﱰل شونده با شش عدد ترانزیستور و
شش عدد دیود است آه ورودی سه فاز 60 HZ را به خروجی ac تکفاز
و با فرآانس متغیر ارتباط میدهد، طبقه بعدی یک طبقه قدرت
بوده آه به وسیله آن هر فاز ﲢریک میشود بیشﱰ مدارات
راهانداز موتور رلوآتانس سوئیچ شونده به جز آا آه تغذیه
ورودیشان را باطری تشکیل میدهد ﳕیتوانند انرژی را مستقیماً
از ماشین به منبع ورودی منتقل آنند، این امر بهخاطر وجود یکسوسازهای دیودی و ﳏدودیت جریانی در خازای الکﱰولیتی میباشد. بنابراین فقط ﲞش آوچکی از انرژی به خازن برگشته و دوباره استفاده میشود. در نتیجه یک مقاومت باید موازی خازن واقع شود تا مانع از افزایش ولتاژ dc در آن شود، آه این خود باعث آاهش بازده میشود، در این موارد شارژ و دشارژ متناوب خازن باعث آاهش عمر آن میشود، مبدل مطرح در این قسمت فاقد خازن بوده و میتواند انرژی را مستقیماً از ماشین به منبع منتقل آند. اشکال این مبدل این است آه تعداد ترانزیستورها و دیودها در آن زیاد است و هزینه ساخت آن نسبت به سایر مبدﳍا بیشﱰ میباشد. و درجاهایی آه انرژی بازیافتی مورد توجه نباشد اقتصادی نیست. آاربردی آه میتواند مناسب باشد آنﱰل متغیر سرعت و تولید فرآانس ثابت از انرژی باد است.[22]
۶٠

شکل (١۵-٢) : مبدل دو مرحلهای
۶١
فصل سوم:
طراحی مدار راهانداز (DRIVER)
به روش مستقیم
۶٢
٣-١- مقدمه
موتورهای رلوآتانس به یک مدار راهانداز برای چرخش نیاز دارند. مدار راهانداز بستگی به مورد استفاده میتواند، بسیار ساده باشد. در عین حال آنﱰل سرعت موتور در یک حلقه بسته، حذف سنسورهای تعیین موقعیت روتور، آاهش ریپل گشتاور و ...
میتوانند بر پیچیدگی، حجم و قسمت مدار طراحی شده تأثیر بگذارند.
شکل (١-٣)، بلوک دیاگرام مدار آنﱰل یک موتور رلوآتانس را نشان میدهد.

شکل (١-٣) : بلوک دیاگرام مدار آنﱰل موتور
۶٣
٣-٢- سوئیچ و اﳌاای قدرت
روش متداول برای سوئیچ آردن سیمپیچهای موتور رلوآتانس استفاده از دو سوئیچ برای هر فاز میباشد و چون موتور طراحی شده سه فاز میباشد، ﲨعاً ۶ سوئیچ ترانزیستوری مورد نیاز میباشد. شکل (١-٢-٣) مدارد ساده هر فاز را مشان میدهد.
هنگامی آه سوئیچها روشن باشند ولتاژ تغذیه بر روی سیمپیچ فاز موجب عبور جریان از آن میشود. پس از خاموش شدن سوئیچها جریان سیمپیچ از طریق دیودها عبور میﳕاید و این جریان پس از مدت زمانی آه بستگی به L و R سیم پیچ دارد به ﲰت صفر میل میآند و سپس دیودها نیز خاموش میشوند.

شکل (١-٢-٣) : مدار ساده هر فاز
دیودها از نوع سریع میباشند. ترانزیستورهای سوئیچ میتوانند MOSFET یا IGBT باشند آهIGBT دارای خازن ورودی
آمﱰی است، در عین حال حداآثر ولتاژ شکست آا بالاتر از
MOSFET ها میباشند. افت ولتاژ بر روی IGBT برابر VCesat میباشد آه در حد 1.5 تا 2.5 ولت است در حالیکه افت ولتاژ بر روی MOSFET وابستگی به مقاومت درین وسورس دارد آه این مقاومت نیز وابستگی شدیدی به حرارت دارد. مدار ﲢریک گیت
۶۴
برای ترانزیستورهای MOSFET و IGBT یکسان میباشد. بنابراین میتوان این مدار را برای هر دو بکار برد.
با توجه به اینکه بیشﱰین تلفات در مدارهای سوئیچینگ در زمان روشن و خاموش شدن سوئیچ صورت میگیرد، بایستی زمان روشن و خاموش شدن ترانزیستورها را به حداقل رساند. از آﳒایی آه
ورودی این ترانزیستورها دارای یک خازن است، برای شارژ آردن
و دشارژ آردن آن نیاز به یک منبع با امپدانس خروجی آم
میباشد، برای این منظور از ترآیب دو ترانزیستور npn و pnp
استفاده میشود آه یک امیﱰ فالوور دو جهته میباشد، هم جریان دهی و هم جریان آشی مناسب دارد، با توجه به β بالاتر از 100
برای این ترانزیستورها در صورتی آه جریان بیس در حد 10mA در نظر گرفته شود، جریان خروجی این ترانزیستورها 1A خواهد بود.
در این صورت زمان روشن و خاموش شدن ترانزیستورهای قدرت در این مدار آمﱰ از 500ns میباشد. شکل (٢-٢-٣) مدار درایو ترانزیستورهای قدرت را نشان میدهد.

شکل (٢-٢-٣) : مدار درایو ترانزیستورهای قدرت
۶۵
٣-٣- سنسور تعیین موقعیت و سرعت موتور برای چرخش موتورهای رلوآتانس، بایستی هر آدام از فازهای
سه گانه با ترتیب و زاویه مشخص روشن شوند، این ترتیب و
زاویه بستگی به تعداد قطبهای روتور و استاتور و ﳏل قرار
گیری آا نسبت بههم دارد. به ﳘین منظور بایستی از یک ﳎموعه سنسور برای مشخص آردن این وضعیت استفاده ﳕود. یکی از روشهای متداول، استفاده از یک پره شکافدار به ﳘراه سه عدد فتواینﱰاپﱰ (Photo Interrupter) میباشد. فتواینﱰاپﱰ قطعهای است آه در آن یک فرستنده و یک گیرنده مادون قرمز وجود دارد. شکل (١ -٣-٣) مدار معادل یک مدل از آن را نشان میدهد.

شکل (١-٣-٣) : مدار معادل فتواینﱰاپﱰ
سه عدد از این قطعات الکﱰونیکی در زاویه 30° نسبت به هم
قرار میگیرند و یک پره شکافدار آه به ﳏور روتور متصل شده
است از میان آا میگذرد. شکافهای پره شکافدار بگونهای تنظیم شده است آه ﳘواره یک شکاف در مقابل یکی از سه فتو اینﱰاپﱰ
قرار میگیرد. بنابراین ﳘواره یکی از این سه سنسور، نور را
از خود عبور میدهد و از دو سنسور دیگر نور عبور ﳕیآند،
طراحی پره شکافدار بستگی به تعداد قطب روتور دارد. شکل (٢-٣ -٣) مدار آامل سنسورها را نشان میدهد.

شکل (٢-٣-٣) : مدار آامل سنسورها
۶۶
شکل موجهای ناشی از سنسورها برای سه فاز در شکل (٣-٣-٣)
مشاهده میشود.

شکل (٣-٣-٣) : شکل موجهای ناشی از سنسورها
از پالسهای ایجاد شده برای روشن آردن ترانزیستورهای هر
فاز استفاده میشود. ترتیب فازها بگونهایست آه موتور تنها در جهت راست میچرخد. برای چرخش در جهت چپ یک ﳎموعه ٣ تائی فتواینﱰاپﱰ دیگر نصب میشود. انتخاب جهت چرخش و ﳎموعه فتواینﱰاپﱰها توسط میکروآنﱰلر صورت میگیرد.
٣-۴- آنﱰل دور و حلقه فیدبک برای آنﱰل دور موتور بایستی جریان سیمپیچها را آنﱰل ﳕود،
برای این منظور از روش PWM استفاده میشود. در این حالت هر
آدام از پالسهای خروجی از فتواینﱰاپﱰها با یک موج پالسی
PWM آمیخته میشود و بدینترتیب زمان عبور جریان از یک
سیمپیچ و در نتیجه میزان جریان آن آنﱰل میگردد. هر چه نای
روشن ]یا یک بودنPWM [ بیشﱰ باشد جریان عبوری بیشﱰ است و
در نتیجه دور و گشتاور موتور بیشﱰ میشود. شکل (١-۴-٣) سه
شکل موج را نشان میدهد، اولی پالسهای سنسور موقعیت، دومی پالسهای PWM میباشد. سومین شکل موج در نتیجه AND آردن آن دو پالس میباشد آه به ترانزیستورهای یکی از فازها اعمال میگردد.
۶٧

شکل (١-۴-٣) : پالسهای PWM
فرآانس پالسهای ,PWM ثابت است و تغییرات نای پالس میتواند در یک حلقه فیدبک آنﱰل شود تا سرعت موتور ﳘواره با تغییر بار ثابت ﲟاند.[1] سرعت موتور از روی تعداد پالسهای موقعیت در ثانیه اندازهگیری میشود، برای این آار از مدار شکل (٢-۴-٣) استفاده میشود.

شکل (٢-۴-٣) : مدار سرعت موتور
ولتاژ VP متناسب با سرعت موتور است، مقاومتهای R1 و R2 و
مقدار خازن C بستگی به میزان تغییرات سرعت و مقدار سرعت و تعداد پالسهای فازها در ثانیه دارد. بدیهی است هرچه سرعت بالاتر باشد، تعداد پالسهای فازها در ثانیه بیشﱰ است و مقدار
R1 و R2 و C آوچکﱰ میشود. برای آنﱰل PI روی موتور از آنﱰل
۶٨
آننده شکل ٣-۴-٣ استفاده میشود. VP ولتاژ متناظر با سرعت میباشد و Vref ولتاژ مرجع متناسب با سرعت مرجع میباشد. Ve
ولتاژ خطا متناسب با اختلاف دو سرعت است.[29]

شکل (٣-۴-٣) : مدار آنﱰل PI برای پالسهای PWM از TL494 استفاده میشود. این IC دارای
یک مولد PWM است آه نای پالسهای آن توسط چند ورودی قابل
آنﱰل میباشد. شکل (۴-۴-٣) قسمتهای ﳐتلف این IC را نشان
میدهد. توسط پایههای ١ و ٢ و ١۵ و ١۶ و از طریق دو op-amp
داخلی میتوان ولتاژی را در پایه ٣ ایجاد آرد آه سطح این ولتاژ بین 0 تا ٣.٣ ولت تغییر میآند و تغییرات آن موجب تغییر
در نای پالس خروجی میگردد. op-amp، را میتوان در حلقه بسته و یا بهعنوان مقایسه آننده بکار برد. مدار حلقه فیدبک شکل ۴
-١٠ با استفاده از پایههای ١ و ٢ و یکی از op-amp ساخته میشود. از op-amp دوم برای ﳏدد آردن جریان موتور استفاده میشود. هنگامی آه جریان موتور از یک حد مشخص مثلا ١٠ آمپر بیشﱰ شود، ولتاژ در پایه ١۶ بیشﱰ از ولتاژ پایه ١۵ میشود و
۶٩
ولتاژ پایه ٣ تغییر می آند. بطوریکه موجب بسته شدن PWM در خروجی میگردد و بدینترتیب جریان ﳏدود میگردد.[26]

شکل (۴-۴-٣) : IC-TL494
پایه ۴ این IC برای Soft Start میباشد، اگر این پایه به آرامی
از ولتاژ +5v به ﲰت 0 ولت برسد. PWM نیز با ﳘان سرعت از %0
به %100 میرسد. از این پایه در زمان روشن آردن موتور در
ابتدای آار استفاده میشود.
٧٠
فصل چهارم:
روش های عملی کاهش
ریپل گشتاور
٧١
۴-١- بدست آوردن رابطه گشتاور از مدار معادل : SRM
با توجه به شکل (١-۴) ولتاژ اعمال شده به یک فاز برابر است با ﳎموع افت ولتاژ مقاومتی و میران شار پیوندی که با رابطه زیر داده می شود.
V R s i  d (dtNφ)

Nφ  L(θ,i)i

شکل (١-۴) : مدار معادل موتور رلوآتانسی
در این رابطه، L اندوکتانس بوده که تابعی از جریان سیم پیچ وموقعیت روتور می باشد
dL(θ,i) i di RsiL(θ,i) d{L(θ,i) i} V R s i  dt dt dt توان ورودی با رابطه زیر داده می شود :
pi Vi  Rs i 2 i 2 dL(dtθ,i)  L(θ,i)i dtdi

و می توان نوشت :
dL(θ,i) i 2 1  di L(θ,i)i2 )  L(θ,i)i 1 ) d 2 2 dt dt dt با استفاده از رابطه اخیر در رابطه pi خواهیم داشت :
٧٢
dL(θ,i) i 2 1 ,i)i 2 )  L(θ 1 ) d pi  Rs i 2  2 dt dt 2 رابطه فوق نشان می دهد که توان ورودی برابر است با ﳎموع تلفات مقاومتی که با Rsi2 داده می شود و انرژی ذخیره شده در داخل سیم پیچ که با رابطه 12 L(θ,i)i2 داده می شود ونیز توان فاصله هوایی , Pa که با رابطه زیر داده می شود :
dθ dL(θ,i) i 2 1  dL(θ,i) i2 1 P  dt dθ 2 dt 2 a wm  ddtθ

Pa  1 i2 dL(θθ,i) wm 2 d

توان فاصله هوایی، حاصلضرب گشتاور الکﱰو مغناطیسی و سرعت روتور می باشد که با رابطه زیر داده می شود
Pa  wmTe
با توجه به دو رابطه اخیر، گشتاور الکﱰومغناطیسی بدست خواهد آمد
dL(θ,i) i2 1  T dθ 2 e در رابطه فوق، dL(θ,i) ثابت گشتاور نامیده می شود و به خاطر dθ رابطه ای که اندوکتانس، L ،با موقعیت روتور و جریان سیم پیچ دارد ، یک کمیت غیر خطی می باشد.
۴-٢- بررسی رابطه L با موقعیت روتور : θ
با توجه به شکل (١-٢-۴) در مکان هایی که روتور واستاتور کاملا ﳘراستا هستند، ( (θ2 −θ3 و مکان هایی که روتور و استاتور کاملا غیر ﳘراستا هستند، ( (0 −θ1 و ( (θ4 −θ5 تغییر در اندوکتانس
٧٣
ﳔواهیم داشت. یعنی dL(θ,i) صفر می باشد، در نتیجه گشتاور در dθ
این نقاط صفر خواهد شد، حتی اگر سیم پیچ دارای جریان باشد.

شکل (١-٢-۴) : تغییرات اندوکتانس با موقعیت روتور
راه حل مساله فوق تغییر شکل مکانیکی روتور به ﳓوی است که در شکل (٢-٢-۴) نشان داده شده است. با این کار هیچ گاه اندوکتانس هنگام چرخش روتور مقداری ثابت ﳔواهد داشت، در نتیجه گشتاور صفر ﳔواهد شد.
٧۴

شکل (٢-٢-۴) : پایین شکل، روتور اصلاح شده
در مقایسه با روتور معمولی
۴-٣- بررسی تاثیر جریان بر : L
در جریاای که هسته موتور هنوز اشباع تغریبا شبیه ﳕودار (٣-۴) است. افزایش رفﱳ هسته موتور می شود، این امر در استاتور ﳘراستا هستند به خاطر کاهش gap

نشده، رابطه L و θ جریان سبب به اشباع جاهایی که روتور و مشهودتر است. با به

MS Thesis

عنوانشماره صفحه
چکیده1
مقدمه5
-1 کلیات5
-1-1پیشینه موضوع5
-2-1وضعیت کنونی موضوع7
-3-1هدف پروژه9
-2 مفاهیم کلی عیبیابی وحفاظت ترانسفورماتورها12
-1-2اهداف کلی پایش ترانسفورماتور ها13
-2-2ساختار کلی سیستم پایش14
-3-2روشهای مختلف تشخیص عیب21
-4-2عیوب مرسوم در ترانسفور ماتور ها22
-3 اصول و مبانی روش آنالیز پاسخ فرکانسی25
-1-3 روشهای مختلف شناسائی عیوب مکانیکی. 26
-2-3 تئوری روش آنایز پاسخ فرکانسی27
-3-3 روش اندازه گیری در ترانسفورماتورها28
-1-3-3 روش جاروی فرکانسی30
-2-3-3 روش ولتاژ ضربه31
-3-3-3 مزایا و معایب روش جاروی فرکانسی و ولتاژ ضربه31
-4-3 انواع روشها برای مقایسه نتایج حاصل از اندازه گیریها32
-5-3 مراحل پیشرفت روش تابع تبدیل برای پایش ترانسفورماتورها36
-1-5-3 تابع تبدیل برای آزمایش ترانسفورماتورهای بزرگ36
-2-5-3 تابع تبدیل برای پایش38
-1-2-5-3 تابع تبدیل برای پایش به صورت همزمان با بهرهبرداری و در حالت خروج از مدار39
-2-2-5-3 تابع تبدیل به عنوان یک روش تشخیص عیب مقایسهای39
-6-3 عوامل کلیذی موثر بر اندازه گیری های 41FRA
فهرست مطالب

عنوان مطالبشماره صفحه
-1-6-3 تاثیر مقدار امپدانس موازی 41................................
-2-6-3 تاثیر بو شینگهای فشار قوی 43................................
-3-6-3 تاثیر اتصال نقطه خنثی سیم پیچ فشار قوی 44................................
-4-6-3 تاثیر سیمهای رابط اندازه گیری 45................................
-7-3 دقت پردازش سیگنال در روش زمانی 47................................
-1-7-3 فرکانس نمونه برداری 47................................
-2-7-3 مدت زمان نمونه برداری 48................................
-3-7-3 تبدیل آنالوگ به دیجیتال 50................................
-4 انواع روشهای مدلسازی ترانسفورماتورها51
-1-4 روشهای مدلسازی جعبه سیاه52
-2-4 بررسی روشهای مدلسازی فیزیکی53
-1-2-4 مدل خط انتقال چند فازه54
-2-2-4 مدل مشروح 55................................
-1-2-2-4 مدلسازی براساس اندوکتانسهای خودی و متقابل 56................................
-3-4 مدل هایبرید 62................................
-4-4 انتخاب مدل مناسب برای مانیتورینگ63
-5 مدل فرکانس بالای سیم پیچ ترانسفور ماتور65
-1-5 مدل ترانسفور ماتوربر پایه ساختار فیزیکی سیم پیچ 66................................
-2-5 مدل مشروح ترانسفور ماتور68
-1-2-5 محاسبه ظرفیتهای الکتریکی 69................................
-1-1-2-5 تخمین ظرفیت طولی یک سیمپیچ بشقابی واژگون71
-2-1-2-5 تخمین ظرفیت الکتریکی بین دو سیمپیچ و یا بین یک سیمپیچ و زمین 74................................
-2-2-5 محاسبه اندوکتانسهای خودی و متقابل75
-1-2-2-5 محاسبه اندوکتانس متقابل 76................................
-2-2-2-5 محاسبه اندوکتانس خودی77
-3-2-5 محاسبه مقاومتهای عایقی موازی78
-4-2-5 محاسبه مقاومتهای اهمی سری79
فهرست مطالب

عنوان مطالبشماره صفحه
-6 نتایج شبیه سازی انواع عیوب ترانسفور ماتور81
-1-6 بررسی جابجائی محوری سیم پیچها نسبت بهم83
-2-6 نتایج آنالیز حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل شعاعی 88..................................
-3-6 تاثیر اتصال کوتاه بین حلقه ها روی پارمترهای مدل مشروح92
-7 تشخیص نوع عیوب ترانسفورماتوربه کمک شبکه عصبی95
-1-7 استخراج ویژگیها97
-2-7 شبکه های عصبی مصنوعی98
-1-2-7 ساختار شبکه های عصبی 99................................
-2-2-7 شبکه های عصبی پرسپترون چند لایه100
-3-7 بکار گیری شبکه عصبی جهت شناسائی نوع عیب ترانسفور ماتور102
-8 نتیجهگیری و پیشنهادات108
منابع111
چکیده انگلیسی116
فهرست جداول

عنوانشماره صفحه
جدول -1-3 فرکانس fmax که در آن طیف یک ولتاژ ضربه صاعقه استاندارد در نویز لبریز میشود، به
صورت تابعی از تفکیکپذیری مبدل 50(A/D)
جدول -1-6 تغییرات فرکانسهای تشدید در اثر جابجائی محوری سیمپیچ87
جدول -2-6 تغییرات فرکانسهای تشدید در اثر تغییر شکل شعاعی سیمپیچ91
جدول -1-7 انواع حالتهای خطا و کد خروجی شبکه برای آن نوع خطا 103................................
جدول -2-7 بردار ورودی متناسب با نوع خطای مربوطه جهت آزمایش103
جدول -3-7 داده های خروجی شبکه و کد خطای مربوطه103
جدول 4-7 بردار ورودی 3 ×16 متناظر بانوع خطای مربوطه جهت آزمایش 105.................................
جدول -5-7 بردار خروجی شبکه ونوع خطای مربوطه 106................................
فهرست شکلها

عنوانشماره صفحه
شکل -1-2 ارتباط بخشهای مختلف یک سیستم پایش18
شکل -2-2 ساختار مدیریت بهربرداری19
شکل -3-2 نتایج آماری از انواع عیبهای مرسوم در ترانسفورماتور23
شکل -1-3 ترانسفورماتور بصورت شبکه دو قطبی خطی27
شکل -2-3 اندازه گیری تابع انتقال در حوزه فرکانس29
شکل -3-3 اندازه گیری تابع انتقال در حوزه زمان29
شکل -4-3 مدار اندازه گیری تابع انتقال در روش جاروی فرکانس30
شکل -5-3 روشهای مختلف مقایسه توابع انتقال33
شکل -6-3 مقایسه بین فازها برای ترانسفورماتور34
شکل -7-3 مقایسه بین فازها برای ترانسفورماتور با ثانویه زیگزاگ35
شکل -8-3 اثر مقاومت شنت روی پاسخ فرکانسی تا 4210MHZ
شکل -9-3 اندازه گیریهای FRAدر بالا وپایین بوشینگ44
شکل -10-3 اثر وضعیت نقطه خنثی در اندازه گیریها( دردو حالت شناور و زمین شده).45
شکل -11-3 مقایسه اثرسیمهای رابط کوتاه و بلند در اندازه گیریها تا 4610MHZ
شکل -1-4 نمایش ترانسفورماتور به صورت یک چهار قطبی52
شکل -2-4 مدل یک ترانسفورماتور تشکیل شده از یک سیمپیچ بشقابی و یک سیمپیچ لایهای
براساس اندوکتانسهای خودی و متقابل58
شکل -1-5 ساختار فیزیکی سیم پیچی دیسکی ترانسفورماتور ومدل هر دیسک از آن67
شکل -2-5 مدل مداری معادل هر دیسک RLC) معادل).. 68
شکل (a -3-5 زوج دیسک واژگون، (b زوج دیسک درهم70
شکل -4-5 نمایش ظرفیتهای بین بشقابها و پتانسیل زمین و یا سیمپیچ مجاور71
شکل -5-5 توزیع ظرفیتهای الکتریکی در یک سیمپیچ بشقابی واژگون71
شکل -6-5 لایه های مختلف عایقی بین دو سیمپیچ75
شکل -7-5 دو حلقه موازی76
شکل -8-5 تعریف پارامترهای یک حلقه77
فهرست شکلها

عنوانشماره صفحه
شکل -1-6 مدار بررسی شده با شرایط پایانههای سیمپیچ فشارقوی و سیمپیچ فشارضعیف84
شکل -2-6 تأثیرات تغییرات جابجائی محوری سیمپیچها روی پارامترهای مدل مشروح84
شکل -3-6 مقایسه نتایج شبیه سازی حالت سالم و معیوب توابع تبدیل ولتاژ خروجی نسبت به ولتاژ
ورودی در حوزه زمان ، به منظور بررسی توابع تبدیل نسبت به جابجائی محوری85
شکل -4-6 مقایسه نتایج شبیه سازی حالت سالم و معیوب توابع تبدیل ولتاژخروجی نسبت به ولتاژ
ورودی در حوزه فرکانس ، به منظور بررسی حساسیت نسبت به جابجائی محوری86
شکل -5-6 نما از بالای سیمپیچ فشارقوی (HV) تغییر شکل یافته و سیمپیچ فشارضعیف((LV در اثر
نیروی مکانیکی شعاعی در چهار جهت88
شکل -6-6 تأثیرات تغییرات مکانیکی سیمپیچها روی پارامترهای مدل مشروح دررابطه با تغییر شکل
مکانیکی89
شکل -7-6 اثر ماتریس اندوکتانس روی توابع تبدیل جریان زمین نسبت به ولتاژ ورودی در خصوص
تغییر شکل شعاعی89
شکل -8-6 مقایسه نتایج محاسبات توابع تبدیل ولتاژ خروجی به ولتاژ ورودی در حوزه زمان، به
منظور بررسی حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل مکانیکی شعاعی سیم پیچ90
شکل -9-6 مقایسه نتایج محاسبات توابع تبدیل ولتاژ انتقالی حوزه فرکانس در ، به منظور بررسی
حساسیت توابع تبدیل نسبت به تغییر شکل مکانیکی شعاعی سیم پیچ90
شکل -10-6 درنظرگرفتن اتصال کوتاه بین حلقهها در مدل مشروح93
شکل -11-6 تابع تبدیل ولتاژ انتقالی برای یک اتصال کوتاه بین انشعابهای 22و9323
شکل -12-6 تأثیر اتصال کوتاه بین حلقههای73 و 74 سیمپیچ روی تابع تبدیل ولتاژ انتقالی94
شکل -1-7 مراحل عیب یابی ترانسفورماتور96
شکل -2-7 مراحل محاسبه ویژگی زمانی98
شکل -3-7 ساختار و ارتباطات نرون99
شکل -4-7 فرم ساده شبکه پرسپترون با دو لایه میانی 101................................
شکل -5-7 نمودار دو بعدی کلاسهای تشخیص داده شده توسط شبکه 104................................
شکل -6-7 متوسط مجذور خطا برای داده های آموزشی106
چکیده
ترانسفورماتورها به تعداد زیاد در شبکههـای بـرق بـرای انتقـال و توزیـع انـرژی الکتریکـی در
مسافتهای طولانی مورد استفادهقرارمیگیرند.قابلیت اطمینان ترانسفوماتورها در این میان نقشی اساسی
در تغذیه مطمئن انرژی برق بازی میکند. بنابراین شناسائی هر چه سریعترعیبهای رخ داده در داخـل
یک ترانسفورماتورضروری به نظر می رسد.یکیازچنین عیبهائی که به سختی قابـل تـشخیص اسـت،
تغییرات مکانیکی در ساختار سیمپیچهای ترانسفورماتور است. اندازهگیـری تـابع تبـدیل تنهـا روش
کارامدی است که در حال حاضـر بـرای شناسـائی ایـن عیـب معرفـی شـده و بحـث روز محققـین
میباشد.استفاده روش مذکور با محدودیتها و مشکلاتی روبرو می باشـد کـه تـشخیص انـواع عیـوب
مختلف را به روشهای متداول و مرسوم محدود ساخته اسـت.از ایـن رو امـروزه تحقیقـات بـر روی
استفاده از الگوریتمها و روشهای هوشمندی متمرکز شده است که بتواند یـک تفکیـک پـذیری نـسبتا
خوبی بین انـواع عیـوب و صـدمات وارده بـه ترانـسفورماتور را فـراهم سـازد. در ایـن پایـان نامـه
سیمپیچهای ترانسفورماتور به منظورپایش با روش تابع تبدیل مطالعه و شبیهسازی شدهاند. برای ایـن
کار مدل مشروح سیمپیچها مورد استفاده قرار گرفته و نشان داده شده که این مدل قادر به شبیهسـازی
عیبهائی (اتصال کوتاه بین حلقهها، جابجائی محوری وتغییر شکل شعاعی) است که توسط روش تابع
تبدیل قابل شناسائی میباشند. شبیهسازیهای مربوطه توسط مدل مشروح نشان میدهند که بـه کمـک
این مدل میتوان به طور رضایتبخش توابع تبدیل محاسبه شده در محدوده از چند کیلـوهرتز تـا یـک
١
مگاهرتز را ارائه نمود. این مدل مشخصههای اساسی توابع تبدیل (فرکانسهای تـشدید و دامنـههـا در
فرکانسهای تشدید) را به طور صحیح نتیجه میدهد. مقادیر عناصر مدار معادل از روی ابعـاد هندسـی
سیمپیچها و ساختار عایقی مجموعه محاسبه میشوند. با محاسبه و تخمین این مقادیر در حالتهائی که
تغییراتی در ساختار سیمپیچ بوجود آمده اند، اثرات عیبهای مکانیکی در مـدل درنظرگرفتـه شـدهانـد.
دقت مدل مشروح علاوه بر تعداد عناصر آن به دقت محاسبات پارامترهای آن نیز بستگی دارد. ارتباط
بین عیبهای بررسی شده (اتصال کوتاه بین حلقـههـا، جابجـائی محـوری و تغییـر شـکل شـعاعی) و
تغییرات ناشی از آنها در توابع تبدیل به خوبی توسـط مـدل نتیجـه مـیشـوند. تغییـر نـسبی مقـادیر
فرکانسهای تشدید در حوزه فرکانس وزمان فرونشست1 درحوزه زمان در یک تابع تبـدیل بـه عنـوان
معیار تغییرات در تابع تبدیل در اثر یک عیب مورد اسـتفاده قـرار گرفتـهانـد. ارزیـابی توابـع تبـدیل
محاسبه شده برای شناسایی عیب، به کمک توابع تبدیل گوناگون تعریف شـده درمقـالات مختلـف ،
منجر به حصول نتایج زیر شدهاند:
•نتایج محاسبات تغییرات یکسانی را در توابع تبدیل در اثر هر کدام از عیبهای فوقالذکر نشان
میدهند.
•نتایج محاسبات در خصوص آنالیز حساسیت جابجائی محوری نشان میدهد که اثـر جابجـائی
محوری روی تابع تبدیل در محدوده فرکانسی بالاتر از 100 کیلوهرتز به طورواضح بیشتر ازمحـدوده
کمتر از 100 کیلوهرتز میباشد.

1 Setteling Time
٢
نتایج محاسبات برای آنالیز تغییر شکل شعاعی سیم پیچ نشان می دهد که تغییر شکل شعاعی روی کل محدوده فرکانسی تابع تبدیل تأثیر تقریباً یکسانی می گذارد.
بعضی از فرکانسهای تشدید در یک تابع تبدیل درمقایسه با سایر فرکانـسهای تـشدید در اثـر
بروز یک عیب حساستر میباشند.
برای بدست آوردن نتایج بیشتر در مورد وابستگیهای بین مدل مشروح و تغییرات محاسـبه شـده
در توابع در اثریک عیب، اثرات پارامترهای مدل روی توابع تبدیل بـه طـور مجـزا بررسـی و تحلیـل
شدهاند. این تحلیلها نشان میدهند که:
تغییرات ظرفیتهای خازنی بـین دو سـیمپـیچ در اثـر جابجـائی محـوری قابـل چـشم پوشـی میباشند.
تغییرات توابع تبدیل در اثر تغییر شکل شعاعی عمدتاً از تغییرات ظرفیتهـا ناشـی مـیشـوند. درنظرگرفتن تغییرات اندوکتانسها در اینحالت ضروری نمیباشند.
چشم پوشیهای فوق باعث کاهش قابل ملاحظهای در زمان محاسـباتی مـیشـوند و اعمـال آنهـا
درپایش ترانسفورماتورها مفید است.
٣
مقدمه
از آنجائیکه قدرت شبکههای برق همواره در حال افزایش بوده و بایـستی تاحـد ممکـن تغذیـه
انرژی برق مطمئن انجام شود، بالا بودن قابلیت اطمینان، طول عمروکیفیت تکتک عناصر وتجهیزات
موجود در شبکه ضروری است. ترانسفورماتورهای مـرتبط کننـده سـطوح ولتـاژمختلف درشـبکه از
مهمترین عناصر شبکهاند که خروج از مدار آنها به قابلیت اطمینان توزیـع انـرژی آسـیب جـدی وارد
کردهو باعثهدررفتن هزینه زیادی میشود. برای افزایش قابلیت اطمینان تغذیه انرژی برق، شناسـایی
سریع عیبهای رخ داده در ترانسفورماتورها الزامی میباشد. بر این اساس در پا یان نامـه مـذکور ابتـدا
مقدمه ای بر روشهای مختلف عیب یابی وپایش ترانسفورماتورهای قدرت بیان شده است.در ادامه در
فصل سوم،روش آنالیز پاسخ فرکانسی به عنوان روش جدید در عیبیابی ترانسفورماتورهـا معرفـی و
اصول و مبانی آن تشریح میگردد.به منظور تحلیل انواع عیوب متداول وارده به ترانسفور مـاتور (کـه
معمولا در حالت کار عادی برای ترانسفور ماتور قدرت اتفاق می افتد)سـیم پـیچترانـسفور مـاتور بـا
روش تابع تبدیل مطالعه و شبیه سـازی شـده اسـت.ایـن مطالعـه بـا تمرکـز بـر روی مـدل مـشروح
ترانسفورماتور انجام پذیرفته است که جزئیات آن در فصول چهارو پنج ارائـه شـده انـد.فـصل شـش
نتایج حاصل از شبیه سازی یک ترانسفورماتور قدرت30MVA, 63/20 kV را نشان مـی دهـد و
حالتهای مختلف صدمات فیزیکی ترانسفورماتور و اثرات آن بر روی تابع انتقال را مورد بررسی قـرار
میدهد. نتایج حاصل از شبیه سازیها ، این امکان را فراهم ساخته است تا الگوهای مناسبی متنـاظر بـا
۴
خطاها و عیوب مختلف ترانسفورماتور استخراج گـردد. نهایتـا در فـصل هفـت یـک شـبکه عـصبی
هوشمند ارائه شده است که می تواند با استفاده از الگوهـای اسـتخراج شـده مـذکور ، یـک راهکـار
مناسب برای تشخیص دقیق و مطمئن از خطای وارد شده بدست دهد.
۵
فصل 1
کلیات
۶
-1-1 پیشینه موضوع
وظیفه یک سیستم تشخیص عیب مدرن این است کـه بـا تعیـین وضـعیت کـار ترانـسفورماتور،
استفاده بهینه آنرا با درنظرگرفتن قدرت انتقالی و مدت کارکرد تضمین کند، بدون آنکه قابلیت اطمینان
ترانسفورماتور تحت تأثیر قرار گیرد. برای انجام این کـار روشـهای مختلفـی همچونپـایش حرارتـی،
تجزیه و تحلیل گازهای حل شده در روغن، اندازهگیریهای تخلیه جزئی (الکتریکی، صـوتی)، تحلیـل
تابع تبدیل، اندازهگیری ولتاژ بازگشتی و غیره مورد بررسی و تحقیق قرار گرفتهاند. هـر کـدام از ایـن
روشها دارای خواص خصوص به خود بوده و قادر به شناسائی نوع به خصوصی از عیب مـیباشـند.
روش تابع تبدیل امروزه برای تشخیص تغییرات مکانیکی در سیمپیچ مورد بحث میباشد. تحقیقـات
عملی نشان میدهند که جابجائی محوری و تغییر شکل شعاعی سیمپیچها روی توابع تبدیل تأثیر مـی
گذارند .[4] بایستی با انجام تحقیقات بیشتر مشخص کرد که تا چه اندازهای میتوان چنین عیبهائی را
تشخیص داده و محل بروز آنهارا تخمین زد. روش تابع تبـدیل یـک روش مقایـسهای اسـت، یعنـی
اندازهگیریهای جدید را باید با اندازهگیریهای مرجعی در کنار هم قرار داد. کنتـرل مـنظم تـابع تبـدیل
پایش2 پیوستهای را امکان پذیر میسازد که میتوان به تغییرات بوجود آمده در کارکرد ترانـسفورماتور
به موقع پی برد. اگر انحرافات قابل ملاحظهای در نتایج اندازهگیریها مشاهده شد، باید این انحرافـات
را مورد بررسی و تحلیل قرار داد که آیا ممکن است عیبی رخ داده باشد. همچنین اگر عیبی روی داده
است، آیا میتوان نوع و محل آنرا برآورد کرد.

2 Monitoring
٧
-2-1 وضعیت کنونی موضوع
تا به امروز روش تابع تبدیل برای ترانسفورماتورها در حالت کلی به کمـک نتـایج انـدازهگیـری
انجام شده است. به منظور تقویت روشهای اندازهگیری توصیف شده و تحقیق نظـری رفتارفرکانـسی
ترانسفوماتورها، شبیهسازی سیمپیچهای ترانسفورماتور ضروری است.
مدلسازی ساختار پیچیدهای مثل قسمت فعال ترانسفورماتورها یک مصالحه بین هزینه محاسبات
و دقت آنها را میطلبد. تعداد عناصر قابل تعریف در مدل و لذا دقت مدلسازی محدود است. درمیان
روشهای زیاد مدلسازی، مدلهای زیر بیشتر مطرح میباشند:
مدلهای جعبه سیاه (Black-Box)
مدلهای فیزیکی:
(1 مدل خط انتقال n فازه
(2 مدل مشروح:
الف) مدلسازی بر پایه اندوکتانسهای خودی و متقابل
ب) مدلسازی بر اساس اندوکتانسهای نشتی
ج) مدلسازی به کمک اصل دوگانی
د) مدلسازی با استفاده از تحلیل میدانهای الکترومغناطیسی
- مدل هایبرید:
٨
ترکیبی از مدلهای فیزیکی و جعبه سیاه
برای مدلسازی تغییرات بوجود آمده در سیمپیچها، مدلهای جعبه سیاه مناسـب نمـیباشـند. زیـرا

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

برای چنین مدلسازی بایستی وابستگی بین قطبها و صفرهای سیستم و ساختار سیمپیچ ترانسفورماتور
معلوم باشد. در حالی که مدل جعبه سیاه از روی نتایج اندازهگیری شده در پایانههای ترانـسفورماتور
ساخته میشود.
در مدلسازی فیزیکی، ابعاد هندسی سیمپیچهـا بـرای توصـیف محاسـباتی ترانـسفورماتور مـورد
استفاده قرارمیگیرند. مدلهای فیزیکی که به صورت مدار معادل میباشـند، در محـدوده مشخـصی از
حوزه فرکانسی معتبر میباشند .[5]
با مدلسازی سیمپیچها به صورت یک مدار RLCM (مدل مشروح) مـیتـوان مقـادیر جریانهـا و
ولتاژها را توسط نرم افزارهای مرسوم برای حل مدارهای الکتریکی (به عنوان مثـال 3ATP، Pspice،
...) محاسبه کرد. بر خلاف مدل خط انتقال چند فازه، میتوان توسط مدل مـشروح پدیـدههـای غیـر
خطی (هیسترزیس، اشباع) و وابسته به فرکـانس (تلفـات جریانهـای فوکـو، تلفـات عـایقی) را وارد
محاسبه کرد. علاوه بر این بهکارگیری مدل مشروح نـشان داده اسـت کـه سـاختارهای سـیمپیچهـای
پیچیدهتر با تعداد سیمپیچهای بیشتر را میتوان تا حد قابل قبولی شبیهسازی نمود.
با توجه به مطالعات انجام شده در [6] دیده میشود که از میان مدلهای مشروح ذکر شـده، مـدل
متکی براندوکتانسهای خودی و متقابل سادهتر و مفیدتر میباشد. گرچه ممکن است نتوان عناصر مدار

3 Alternative Transients Program
٩
معادل را کاملاً دقیـق تعیـین کـرد، بیـشتر شـبیهسـازیهای انجـام شـده توسـط ایـن مـدل محاسـبات
رضایتبخشی را نتیجه دادهاند. بنابراین مدل مشروح متکی براندوکتانـسهای خـودی و متقابـل در ایـن
پایان نامه مورد توجه قرار گرفته است.
-3-1 هدف پروژه
نیاز روز افزون به انرژی برق ساخت ترانسفورماتورهای با قدرت و ولتاژ بالاتر را ایجاب میکند.
مسائل مربوط به چنـین ترانـسفورماتورهائی همچـون اطمینـان کـارکرد، وزن بـالای حمـل ونقـل و
نیازمنـدی بـه مـواد بیـشتر یکپـایش کامـل از ترانـسفوماتورها را ضـروری مـیکنـد تـا بتـوان ایـن
ترانسفورماتورهای گران قیمت را از بروز صدمات شدید محافظت کرده و هزینههای ناشی از آنهـا را
تاحد ممکن پائین نگاه داشت. به ویژه اینکه میتوان صدمات وارد برسـیمپیچهـای ترانـسفورماتور را
بوسیله روش تابع تبدیل شناسائی کرد. برای اینکه از آزمایشهای عملی پرهزینه اجتناب شود میتـوان
از نتایج شبیهسازیهای کامپیوتری برای بدسـت آوردن اطلاعـات مـوردنظر لازم اسـتفاده نمـود. ایـن
اطلاعات را میتوان برای هر کدام از اهداف زیر مورد استفاده قرار داد:
• اگر هیچگونه نتیجه اندازهگیری از ترانسفورماتور در حالت سالم موجـود نباشـد، مـیتـوان
نتایج محاسباتی را به عنوان مرجع برای مقایسه با نتایج اندازهگیری جدید مورد اسـتفاده قـرار
داد.
١٠
• میتوان اثرات عیبهای شناخته شده روی توابـع تبـدیل را بـه کمـک شـبیهسـازیها بررسـی
وتحلیل کرد.
• با استفاده از آموزش شبکه عصبی هوشمند میتوان نوع عیب را در یک ترانسفورماتور
معیوب تعیین کرد.
برای حصول این اهداف، کارهای زیر به ترتیب انجام داده شدهاند:
شبیهسازی سیمپیچهای ترانسفورماتور درحالت سالم برای ارزیابی دقت مدل.
مدلسازی یک سیمپیچ که بین چند حلقه آن اتصال کوتاه شده، به منظـور تعیـین تغییـرات ناشی از اتصال کوتاه.
محاسبه توابع تبدیل یک ترانسفورماتور که دو سیمپیچ آن را مـیتـوان نـسبت بـه هـم در جهت محوری جابجا کرد. بوسیله این محاسبات حساسیت اثر جابجائی محوری روی توابـع تبدیل مورد تحلیل قرار گرفته و همچنین تغییرات توابع تبدیل و پارامترهـای مـدل مطالعـه و بررسی شدهاند.
تعیین اثرات تغییر شکل شعاعی روی توابـع تبـدیل و پارامترهـای مـدل بـه کمـک نتـایج شبیهسازیها.
استخراج ویژگیها و پارامترهای مناسب و مرتبط با عیوب مختلف به منظور آمـوزش شـبکه عصبی هوشمند
١١
فصل 2
مفاهیم کلی عیب یابی و حفاظت
ترانسفورماتور
١٢
ترانسفورماتورهای بزرگ به عنوان عناصر ارتباطی بین نیروگاهها وشبکههای توزیع انرژی یا بین
شبکهها با سطوح ولتاژمختلف مورد استفاده قرارمیگیرند تا انرژی الکتریکی به طور اقتصادی توزیـع
شود. لذا همواره در دسترس و سالم بودن آنها پایه و اساس یک توزیع انرژی مطمئن میباشد.
با افزایش تواناییهای سیستمهای اندازهگیری و کامپیوترها و پیـشرفت نـرم افزارهـای کـامپیوتری
بهبود روشهای تشخیص عیب نیز امکان پذیر میشود. به عنوان نمونهای از آن میتوان بـه محاسـبه و
تحلیل تابع تبدیل از روی سیگنالهای گذرائی کـه در طـول بهـرهبـرداری و عملکـرد ترانـسفورماتور
اندازهگیری میشوند اشاره کرد. این تابع تبدیل دربرگیرنده اطلاعاتی از وضعیت داخل ترانسفورماتور
میباشد. وجود اختلاف بین توابع تبدیل اندازهگیری شده در زمانهـای مختلـف نـشان دهنـده وجـود
تغییراتی در ساختار ترانسفورماتور میباشد که میتوانند باعث عملکرد نامطلوب ترانسفورماتورشوند.
در حال حاضر روش قابل اطمینانی وجود ندارد که بتوان توسط آن خطاهای مکانیکی و تغییـرات در
ساختار سیمپیچهای ترانسفورماتور را تشخیص داد. چنین خطاهایی میتوانند بـه عنـوان مثـال تغییـر
شکل مکانیکی و جابجائی سیمپیچها باشند کـه در اثـر نیروهـای وارده بـر سـیمپـیچ در اثـر اتـصال
کوتاههای رخ داده در نزدیکی ترانسفورماتور ایجاد میشوند. تغییر شکل و یـا جابجـائی سـیمپیچهـا
باعث تغییر در ظرفیتها واندوکتانسهای ترانسفورماتور میشود. بنابراین محاسبات تـابع تبـدیل روش
مناسبی برای شناسایی چنین عیبهایی میباشد. با ترکیب نتـایج حاصـل از روشـهای تـشخیص عیـب
١٣
گوناگون میتوان قابلیت اطمینان سیستمهای پایش1 ترانسفورماتورها(عیـب یـابی) را بـه میـزان قابـل
توجهی افزایش داد.
-1-2 اهداف کلی پایش ترانسفورماتورها
پایش ترانسفورماتورها با گذشت زمان تکامل یافته و با پیشرفت صنعت وتکنولوژی انتظارات از
سیستمهای پایش نیز افزایش یافتهاند. با مطالعات انجام یافته میتوان اهداف زیر را برای یک سیـستم
تشخیص عیب نتیجه گیری کرد :[7]
اهداف اجتماعی:
کاهش خطرات و صدمات در محیط زیست با شناخت به موقع عیبهایی که خود به خود به وجود آمده اند،
بدست آوردن اطلاعات فنی با انجام عملیات آگاهانه برای پیشگیری ازافزایش عیب،
افزایش ایمنی کارکنان سیستم،
کاهش اضطراب ونگرانی کارکنان سیستم.
اهداف اقتصادی:
کاهش هزینههای کارکرد توسط مراقبت منظم و دقیق،
کاهش تعداد کارکنان مراقبت،

1 Monitoring
١۴
کاهش هزینههای خروج از مدار با برنامهریزی بهتر قطع مدار برای مراقبت،
برنامهریزی صحیح برای جایگزینی عنصر نو با توجه به شناخت وضعیت عنصر موجود در شبکه (تخمین میزان عمر باقیمانده عنصر موجود).
اهداف فنی:
بهینهسازی عملکرد عنصر و سیستم با توجه به شناخت بارگذاریهای موجود روی عنـصر و شبکه،
بدست آوردن رفتار عیبهای مختلف به طور مجزا از طریق سیستم تشخیص عیب پیوسته،
بدست آوردن اطلاعات کمی در مورد نحوه تغییر ورفتار کمیتهای قابل اندازهگیری مشخص
مشخص کردن وابستگیهای بین کمیات قابل انـدازهگیـری و فواصـل زمـانی مناسـب بـین اندازهگیریها.
در حقیقت وظیفه اصلی سیستم پایش ترانسفورماتور ها،آشکار سـازی علائـم اولیـه یـک عیـب
جدید به وجود آمده در ترانسفورماتور می باشد. لذا چنین سیستمی مانع توسـعه عیبهـای کوچـک و
ایجاد عیبهای بزرگ شده و به افزایش عمر ترانسفورماتور کمک می نماید. یک خطا یـا عیـب بـزرگ
ممکن است باعث انفجار یا آتش سوزی شده و منجر به صدمات جانی و مالی جبران ناپذیری گردد.
همچنین با بکارگیری یک سیستم تشخیص عیب،خروج از مدارهای مربوط به حفاظت ،غیر ضروری
شده و لذا دسترس پذیری ترانسفورماتور افزایش می یابد. گذشته از اینها تشخیص عمـر باقیمانـده و
برنامه ریزی مناسب بارگذاری ونیز امکان اضافه بارگذاری ترانسفورماتور میسر می شود.
١۵
یک سیستم تشخیص عیب و پایش ترانسفورماتورها باید بتواند پارامترهای مهم و مشخص برای
توصیف رفتار حرارتی، الکتریکی و مکانیکی را ثبت کرده و با دادههای معمولی همچون مـدت زمـان
عملکرد، منحنی بار بر حسب زمان، وضعیت تپ چنجر، دامنههای جریانهـای اتـصال کوتـاه و غیـره
ارتباط دهد. علاوه بر این انتظار می رود که توسط یک سیستم پایش بتوان عملکـرد ترانـسفورماتوررا
از نظر اقتصادی بهبود داد. برای تحلیل اقتـصادی بایـستی هزینـه کـل طـول عمـر ترانـسفورماتور را
درنظرگرفت. هزینه کل طول عمر ترانسفورماتور مجموعی از هزینههای زیر میباشد :[2]
هزینههای تهیه و نصب
هزینههای مراقبتهای برنامهریزی شده
هزینههای تعمیر
هزینههای معمولی بهرهبرداری
هزینههای خروج از مدار
هزینههای مربوط به دور انداختن ترانسفورماتور از کارافتاده در محیط زیست
با تدابیر مختلفی تلاش میشود که این هزینهها بهینه شود. به خصوص در ارتباط با تجهیزاتی که
روی آنها سرمایه گذاری زیاد انجام میشود، پایش و ارزیابی عایقی میتواند بیشتر مثمر ثمر باشد.
– 2-2 ساختار کلی سیستم پایش
همانطور که ذکر شد با سیستم تشخیص وضعیت داخلی ترانسفورماتور مـی تـوان دسـترس پـذیری و عمـر
ترانسفورماتور را افزایش داد، خروج از مدار آن را کاهش داد، از تعمیر های گران قیمت پرهیز کرد و ایمنـی
١۶
کارکنان را افزایش داد. جمع آوری و ثبت پیوسته کمیات و سیگنالهای مهم می تواند به دو صـورت همزمـان
با بهره برداری و یا موقع خروج از مدار انجام شود. در روش همزمان بـا بهـره بـرداری، ترانـسفورماتور در
حین بهره برداری در پست و نیروگاه مورد آزمایش قرار می گیرد و با دسترسی به اطلاعات لازم بـه بررسـی
وضعیت ترانسفورماتور بدون اختلال در انتقال انرژی صورت می گیرد، ایـن روش در حـال حاضـر جایگـاه
ویژه ای پیدا کرده است. در حالیکه منظور از روش پایش موقـع خـروج از مـدار، انـدازه گیـری و آزمـایش
ترانسفورماتور و اجزاء آن در هنگام عدم اتصال آن به شبکه از نظر الکتریکی است. این نوع آزمـایش ممکـن
است در آزمایشگاه یا در سایت به هنگام خارج بودن ترانسفورماتور از سرویس انجام شود. بـا توجـه بـه در
دسترس بودن کلیه پایانه های ترانسفورماتور و عدم بروز خطرات فشار قوی پیاده سازی این روش ساده تـر
است. از مرحله جمع آوری و ثبت کمیات تا مرحله ارزیابی و تخمین وضعیت داخلـی ترانـسفورماتور و در
نهایت تصمیم گیری برای انجام عملیات مناسب، ممکن است مراحل میانی مختلفی لازم شود. جزئیات کلیـه
این مراحل ونیز جوانب و روشهای تشخیص عیب امروزه با علاقه زیادی از طرف محققین مطالعه و بررسـی
می شوند.[8] در بیشتر قسمتهای یک سیستم عیب یابی تجربه نقش بسیار مهمی را بـازی مـی کنـد. تحلیـل
داده های ثبت شده و حصول یک تصمیم مناسب نیازمند یک سری داده های تجربی از عملیات پیشین است.
شکل( (1-2 قسمتهای مختلف یک سیستم پایش را نشان میدهد. ابتدا بایستی کلیه داده ها و سیگنالهای قابل
اندازه گیری و دسترس پذیر جمع آوری شوند. این داده ها عمدتا توسـط مـدلهای مناسـب بـه پارامترهـایی
تبدیل می شوند که تحلیل آنها و ابراز نظر در خصوص آنها راحتترمی باشد. این پارامترها بـه همـراه مقـادیر
مرزی و آستانه ای کمیاب و نیز اطلاعات جمع آوری شده از شرایط کار عادی ترانسفورماتور در طول بهـره
برداری، برای تجزیه و تحلیل وضعیت داخلی ترانسفورماتور لازم می باشند. بعـد از تکمیـل کلیـه اطلاعـات
١٧
ممکن قابل حصول، ارزیابی حالت و وضعیت کیفی دستگاه به کمک روشهای هوشمند همچون شبکه عصبی
و بررسی تغییرات به وجود آمده در کمیات انجام می شود. سپس بـا لحـاظ کـردن اولویـت هـای مـد نظـر
اپراتور، محدودیت های موجود در شبکه قدرت و پیش آمد خطرات محتمل سعی می شود که یـک تـصمیم
نهایی اتخاذ گردد.

شکل (1-2) ارتباط بخشهای مختلف یک سیستم پایش [9]
از آنجاییکه همواره داده های زیادی جمع آوری میشوند، به عنوان مثال حتی وضعیت موجودی انبار، ذخیره
کردن همه داده های مربوط به یک عنصر در یک بانک داده در فواصل زمانی مـشخص ضـروری مـیباشـد.
شکل((2-2 طرحی از مدیریت بهره برداری را نشان میدهد. همانگونه که از این شکل بر میآیـد، داده هـای
حاصل از پایش به صورت همزمان با بهره برداری مهم میباشند، در مدیریت بهـرهبـرداری نقـش بـازی مـی
کنند. بسته به میزان اهمیت یک کمیت یا سیگنال بخصوص در تـشخیص وضـعیت ترانـسفورماتور و هزینـه
١٨
های مربوط به پایش به صورت همزمان با بهره برداری و موقع خروج از مدار مـی تـوان در خـصوص نـوع
جمعآوری داده ها تصمیم گرفت. به عنوان مثال امروزه پایش حرارتی، به صورت همزمان با بهـره بـرداری و
تـشخیص عیـب سـیمپـیچ هـا بـا اسـتفاده از تـابع تبـدیل، موقـع خـروج از مـدار تـرجیح داده مـیشـوند.

شکل (2-2) ساختار مدیریت بهرهبرداری
لازم به ذکر است که علاوه بر تقسیم بندی سیستم پایش به دو نوع به صورت همزمان با بهره برداری و موقع
خروج از مدار، محققین یک نوع تقسیم بندی دیگر را نیز برای سیستم تشخیص عیب عنـوان مـیکننـد. ایـن
نوع تقسیمبندی در حقیقت به اجزاء مختلف سیستم پایش ارتباط داشته و بـر اسـاس ماهیـت سـیگنال و یـا
کمیت اندازه گیری تنظیم میگردد.
١٩
3-2 روشهای مختلف تشخیص عیب
از آنجاییکه داخل یک ترانسفورماتور قدرت مواد مختلف با خواص کاملا متفـاوتی همچـون آهـن، روغـن،
کاغذ، مس و ... وجود داشته و متعلقات گوناگونی مثل تپ چنجر، بوشـینگ و ... بـه آن اضـافه مـیشـوند،
پدیده های مختلفی از جمله مکانیکی، الکتریکی،شیمیایی، حرارتی و مغناطیسی در عملکرد آن نقش داشته و
در نتیجه امکان وقوع انواع مختلفی از عیوب در ترانسفورماتور وجود دارد. یـک سیـستم پـایش جـامع بایـد
بتواند این عیوب با ماهیت های مختلف را جداگانه تشخیص داده و حتـی میـزان عیـب را مـشخص نمایـد.
روش تشخیص هر نوع عیب به ماهیت آن عیب بستگی داشته و لذا روشهای مختلفی در سیستم پایش وجود
دارندکه از ترکیب آنها یک سیستم جامع تشخیص عیب حاصـل مـی شـود. گرچـه ایـن روشـها کـه توسـط
محققین توسعه یافتهاند، کاملا متنوع میباشند[10]،ولی آنها را می توان به صورت زیر در شش روش جا داد:
-1 اندازه گیری و آنالیز پاسخ فرکانسی2
-2 اندازه گیری و آنالیز تخلیه جزئی3
-3 تجزیهو تحلیل گازهای حل شده در روغن4
-4 اندازهگیری حرارتی5
-5 تحلیل پاسخ دی الکتریک6
-6 پایش متعلقات ترانسفورماتور7

2 . Frequency response analysis 3 . Partial discharge analysis 4 . Dissolved gas in oil analysis 5 .Thermal measuring 6 .Dielectric response analysis 7 .Accessories monitoring
٢٠
در هر کدام از این روشها، جهت حصول نتایج مناسب، ابزار نظری و عملی مختلفـی همچـون سیـستم هـای
خبره، شبکه های عصبی و مدلسازی مورد استفاده قرار گرفته اند. در حقیقت روشهای هوشمند نقش مـوثری
در تکمیل سیستم پایش داشته و روز به روز بر اهمیت آنها در سیستم تشخیص عیب افزوده میشود.
لازم به ذکر است که بعضی از روشهای تشخیص وضعیت ترانسفورماتور میتوانند هم بـه طـور همزمـان بـا
بهره برداری و هم موقع خروج از مدار انجام شوند. در این صورت هـر چنـد مـدار آزمـایش در دو حالـت
متفاوت است اما اصول اندازه گیری مشترک است. با رشد و پیشرفت تکنولـوژی بـالاخص در زمینـه پـایش
کامپیوتری پارامترهای زیادی از ترانسفورماتور، امکانپذیر است. ولی هزینه بالای چنین پایشی را باید در نظر
گرفت. لذا انجام یک مصالحه و تعادل بین عملیات مورد نظر سیستم پایش و هزینه ومیزان قابلیـت اطمینـان
آن ضروری میباشد. انجام چنین مصالحهای بایستی بـر اسـاس آمـار عیبهـای روی داده و ترانـسفورماتورها
ونتیجه نهایی این عیوب باشد.
4-2 عیوب مرسوم در ترانسفورماتورها
اگر بخواهیم یک تقسیم بندی ساده از عیوب ممکن ترانسفورماتورها داشته باشیم، می توانیم آنهـا را بـا سـه
نوع زیر ذکر کنیم: [9]
-1 عیوبی کهدر اثر هر نوع شکست الکتریکی بین قسمتهای مختلف داخلترانسفورماتور نتیجه میشوند.
-2 عیوبی که در اثر هر گونه افزایش دمای داخلی بوجود میایند.
-3 عیوبی که در اثر هر نوع تنش مکانیکی روی میدهند.
در واقع میتوان گفت که امکان ممانعت از رشد عیب برای دو نوع اول عیـوب فـوق الـذکر همـواره وجـود
داشتهوباپایش صحیح می توان از گسترش عیب جلوگیری کرد. در حالیکه وجود عیب نوع سوم ممکن است
٢١
پایان عمرترانسفورماتور تلقی شود.تقسیم بندی ظریفتر عیوب توسط محققین مختلف انجام شده اسـت.از آن
جمله میتوان به تقسیم بندی زیر اشاره کرد: [10]
-1 عیب هسته
-2 عیب سیم پیچها
-3 نقص در عملکرد تپ چنجر
-4 اشکال در مخزن و روغن
-5 عیب در پایانه ها
-6 نقص در متعلقات
برای حصول یک سیستم تشخیص عیب با هزینه کم درنظرگرفتن نتایج آماری عیبهای مرسوم در
ترانسفورماتورها مفید خواهد بود. شکل (3-2) یکی از چنین نتایجی را در مورد میزان انواع عیبها در
ترانسفورماتور نشان میدهد. دیده میشودکه در حدود %41 عیبها در تپ چنجر ترانـسفورماتور روی
میدهند. درصورتیکه تپ چنجر جزءمتعلقات ترانسفورماتور محـسوب مـیشـود، عیـب مربـوط بـه
متعلقات %53 خواهـد شـد.در حالیکـه عیبهـایی کـه در سـیمپیچهـا روی مـیدهنـد در حـدود %19
میباشند.بر اساس این نتایج آماری می توان عنوان کرد که مهمترین قسمتهای که باید مـانیتور شـوند،
سیمپیچ ها، عایقاصلی و تپچنجر میباشند. این نتایج در انتخاب پارامترهای مؤثر در سیـستم پـایش
قابل استفاده می باشند.
٢٢
نصب وراهاندازی
%12

تجهیزات جانبی
%12
تپ چنجر
%41
تانک و روغن
%13
هسته
%3

پیچها
%19
شکل -3-2 نتیجه آماری از انواع عیبهای مرسوم درترانسفورماتور[10]
در یک کار تحقیقاتی دیگر [12] چند نوع عیب در ترانسفورماتورهایی کـه ولتاژشـان بـین 88 و
765 کیلوولت و قدرتشان بین 20 و 800 مگاولـت آمپـر قـرار دارنـد مـورد بررسـی و مطالعـه قـرار
گرفتهاند. تحلیل نتایج نشان میدهد که عیبهای رخ داده در ترانـسفورماتورهای کوچـک بـا پیرشـدن
ترانسفورماتور در ارتباط میباشند. در ترانسفورماتورهای متوسط اغلـب عیبهـا در تـپ چنجـر روی
میدهند. در ترانسفورماتورهای بزرگ ناهماهنگی عایقی دلیل اصلی عیبهایی است که در اولـین سـال
کارکرد ترانسفورماتور رخ میدهند.تقسیم بندی عیوب به همراه میزان بروز آنهـا ،در ایـن مرجـع بـه
صورت زیر می باشد:
-1 خطاهای حاصله در اثر ولتاژهای صاعقه وکلید زنی،%12
-2 عیوب مربوط به هسته،%16
-3 نقص تپ چنجر،%23
٢٣
-4 خطاهای حاصله در اثر اتصال کوتاه های مختلف،%8
-5 عیوب ناشی از پیری ترانسفورماتور،%30
-6 سایر عیوب،%11
بر اساس این نتایج، پیری ترانسفورماتورو تپ چنجر مهمتـرین عیـوب بـوده و خطـای هـسته و
عیوب ناشی از ولتاژهای بالا در رده دوم قرار دارند.
٢۴
فصل 3
اصول ومبانی روش آنالیز پاسخ فرکانسی
25
از یک ترانسفورماتور ممکن است در طول بهره برداری جریان های اتصال کوتاه شدیدی ناشی از خطا هـای
مختلف شبکه قدرت عبور نماید. نیروهای ناشی از این جریان ها بسته به شدت خطا قادر به جابجـایی و یـا
تغییرشکل مکانیکی سیمپیچها میباشند.درعمل استحکام مکانیکی عایق هـا افـزایش مـییابـد. حمـل و نقـل
ترانسفورماتور نیز عامل دیگر ایجاد خطاهای مکانیکی در داخل آن می باشد.[13]با این وجود در بیشتر حالت
ها جابجایی و یا تغییـر شـکل مکـانیکی سـیم پیچهـا مـانع انتقـال انـرژی نـشده و باعـث خـروج از مـدار
ترانسفورماتور نمیشود. اما این خطر وجود خواهد داشت که ضربه مکانیکی وارده به عایق سیم پـیچ باعـث
فشردگی یا سـاییدگی آن شـده و در نهایـت باعـث یـک شکـست عـایقی در اثـر اضـافه ولتاژهـای بعـدی
گردد.بنابراین شناسایی جابجاییو خطاهای مختلف سیم پیچها به کمک آزمایـشهای مناسـب اهمیـت زیـادی
دارد. با انجام چنین آزمایشهایی نیاز به باز کردن ترانسفورماتور و بازرسی داخل آن (که پر هزینه و زمـان بـر
است) نمیباشد. معروفترین این آزمایشها روش اندازهگیـری و تحلیـل پاسـخ فرکانـسی (FRA) کـه روش
اندازه گیری تابع تبدیل (TF) نیز نامیده می شود، میباشد. جزئیات کامل این روش در این فصل مورد بحث
و بررسی قرار میگیرد.
1-3 روشهای مختلف شناسایی عیبهای مکانیکی
همانگونه که ذکر شد، استحکام مکانیکی ترانسفورماتورها مخصوصا موقع حمل و نقل و یا به وقوع پیوستن
اتصال کوتاه کاهش مییابد.برای تشخیص عیب تغییر شکل و یا جابجایی سیمپیچها ونیز اتـصال کوتـاه بـین
حلقه ها در سیم پیچها ، به صورت همزمان با بهرهبرداری و یا موقع خروج از مدار ترانسفورماتور روشـهای
مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند. از مهمترین این روشها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
26
-1 اندازه گیری تغییرات امپدانس در فرکانس قدرت
-2 اندازه گیری نسبت تبدیل
-3 آزمایش ضربه فشار ضعیف((LVI
-4 اندازهگیری و ارزیابی تابع تبدیل
کار تحقیقاتی مرجع [14] نشان می دهد کـه روش تـابع تبـدیل حـساسترین روش بـرای تـشخیص عیبهـای
مکانیکی در سیمپیچ بوده و روشهای اندازه گیری دیگر حـساسیت کـافی بـرای آشـکارسـازی جابجاییهـای
کوچک سیمپیچرا ندارد.از اینرو تابع تبدیل از میان روشهای فوق جایگاه ویـژه ای در سیـستم پـایش جهـت
تشخیص عیوب مکانیکی پیدا کرده است.
-2-3 تئوری روش آنالیز پاسخ فرکانسی[15]
اساس روش transfer function، تئوری شبکه دو قطبی میباشد.

شکل(.(1-3ترانسفور ماتور بصورت شبکه دو قطبی خطی
دراین مدل، ترانسفورماتورها بصورت یک شبکه خطی، مختلط وپسیو میباشند. این تئوری، امکان
اعمال یک ورودی و بدست آوردن خروجیهای متفاوت را میدهد. (شکل(.((1-3هرسیگنال خروجی تعریف
شده (ولتاژهای خروجی UAV وجریانهای خروجی IAV و(V=1..n یک تابع بصورت زیر تولید میکند:
27
(1-3) A,u ( f ) U : توابع انتقال ولتاژ Au,V ( f )  TF E ( f ) U (2-3) A,u ( f ) I Ai,V ( f )  TF :توابع ادمیتانس E ( f ) U FFT1ولتاژهای خروجی : UAV(f) FFT جریانهای خروجی : IA,v(f) FFT ولتاژ ورودی : UE (f) نکته قابل توجه آن است که حساسیت توابع تبدیل بـه تغییـرات وعیـوب واقـع شـده در ترانـسفورماتورهـا
متفاوت می باشد و برخی از آنها نسبت به دیگری قابلیتهای آشکار سازی بیشتری دارند.
3-3 روش اندازهگیری تابع انتقال درترانسفورماتورها [15]
بدست آوردن تابع انتقال ترانسفورماتور هم با اعمال پالس ضربه وانـدازه گیـری خروجـی وهـم بـا اعمـال
ورودیهای سینوسی با فرکانسهای مختلف، امکانپذیر است. تعیین تابع انتقال با اعمـال سینوسـی هـای تـک
فرکانس، بصورتی که در شکل (2-3) مشاهده میشـود، انجـام مـیگیـرد. فرکـانس ولتـاژ ورودی سینوسـی
میتواند در یک رنج وسیع فرکانسی تغییرکند. با اندازهگیری خروجی میتوان تابع انتقـال مخـتلط را بدسـت
آورد. (بصورت دامنه و فاز). این روش، "روش جاروی فرکانسی" نامیده می شود.
بااعمال یک تک پالس واندازه گیری خروجی هم میتوان تابع انتقال را مطابق آنچـه در شـکل (3-3) نـشان
داده شده است، بدست آورد. بدین صورت که ترانسفورماتور بوسیله یک ولتاژ ضربه (معمـولا بـین 100 تـا
2000 ولت) تحریک میشود. سپس ورودیهاوخروجیهای گذرا اندازهگیری شده و آنالیز میشوند. طیف

1 .Fast Fourier Transform
28

شکل((2-3اندازه گیری تابع انتقال در حوزه فرکانس
فرکانسی سیگنالهای اندازهگیری شده درحوزه زمـان، بوسـیله FFT محاسـبه شـده و از تقـسیم خروجـی بـر
ورودی، تابع انتقال درحوزه فرکانس بدست میآید. معمولاً ایـن روش،"ولتاژضـربه پـایین" نـام دارد.شـرح
کاملتر روشهای فوق در اندازه گیری تابع انتقال ، در ادامه بیان شده است.

شکل((3-3اندازه گیری تابع انتقال در حوزه زمان
29
-1-3-3 روش جاروی فرکانسی( SFM) 2
دراین روش که به آن روش جاروی فرکانسی نیز گفته میشود، یک موج سینوسی با فرکانس مشخص در
رنج وسیعی از فرکانس که قبلا تنظیم شده، توسط دستگاهی به نامNetwork Analyzer به سیمپیچ اعمـال و
خروجی حاصل از آن اندازه گیری میشود.به علت ساختار دستگاه، در هر بار اندازهگیری فقط یک تابع انتقال
قابل محاسبه میباشد. مدار اندازهگیری دراین روش، درشکل((4-3 نشان داده شده اسـت.S سـیگنال ترزیـق
شده ،R وT به ترتیب اندازهگیریهای مرجع و تست میباشند. Zs امپدانس منبع و ZT امپدانس سیمپیچ تحـت
تست است که امپدانس منبع Network Analyzer معمولاً 50Ω می باشد. مدت زمانی کـه Analyzer بـرای
جاروی فرکانس در رنج فرکانسی مورد نظر نیاز دارد، به میزان فیلترینگ اعمال شده بستگی دارد. معمولاً این
زمان ازکمی کمتر از یک دقیقه تا حدود چند دقیقه متغیراست. در این حالت، نتیجـه انـدازهگیـری بـصورت
دامنه یا فاز قابل بیان میباشد. باتوجه به شکل (4-3) دامنه و فاز بصورت زیر بیان میگردند.

شکل((4-3مدار اندازه گیری تابع انتقال در روش جاروی فرکانس (3-3) K  20log10 (T / R) ϕ  tan−1(T R)
2 .Sweep Frequency Method
30
در رابطه (3-3) ، K و ϕ بترتیب معرف دامنه و فاز تابع تبدیل می باشند.همچنین T وR نیز بترتیـب بیـانگر
سیگنال اندازه گیری شده و سیگنال ورودی اعمال شده می باشند.[4]
-2-3-3 روش ولتاژ ضربه(LVI) 3
در این روش یک ولتاژ ضربه با مشخصات مناسب، بطوریکه بتواند در یـک محـدوده وسـیع فرکـانس،
قطبهای سیستم را به نوسان وادارد، به یکی از ترمینالهای ترانسفورماتور اعمـال مـیگـردد. همزمـان، جریـان
عبوری از این ترمینال یا ولتاژ ترمینال دیگر و یا جریان هر سیمپیچدیگری بـه عنـوان خروجـی انـدازهگیـری
میشود. در اندازهگیریهای ولتاژ کم، دامنه ضربه معمولاً بین 100-2000 ولت میباشد. پهنای باند ورودی هم
تا حد ممکن باید بزرگ باشد. مقادیر متداول برای ضربه ورودی، زمان پیـشانی 200ns تـا 1μs و نـیم زمـان
پشت 40μs تا 200μs میباشند.[16] سیگنالهای اندازهگیری شده در حوزه زمـان، بعـداز فیلترشـدن ونمونـه
برداری به صورت دادههایی در حوزه زمان ذخیره میشوند. سپس به حوزه فرکانس منتقل شده ،تـابع انتقـال
ترانسفورماتور محاسبه میگردد.
-3-3-3 مزایا و معایب روشهای LVI وSFM
روش LVI دارای معایب زیر میباشد[17]
دقت فرکانسی ثابت.این امر موجب مشکل شدن آشکارسازی خطاها در فرکانسهای پایین میشود.
فیلتر کردن نویز سفید مشکل است.
تجهیزات اندازهگیری متعدد موردنیاز است (فانکشن ژنراتور،اسکوپ دیجیتال).

3 . Low Voltage Impulse
31
روش LVI دارای مزایای مهمی میباشد.
توابع انتقال مختلف (تابع ادمیتانس،تابع ولتاژ و... )میتوانند بطور همزمان اندازهگیری شوند.
زمان مورد نیاز برای هر بار اندازهگیری حدود یک دقیقه میباشد.
روش SFM دارای معایب اساسی زیر است
در هر بار اندازهگیری، فقط یک تابع انتقال قابل اندازهگیری است.
زمان موردنیاز برای هر بار اندازهگیری معمولاً چند دقیقه به طول می انجامد.
روش SFM دارای مزایای زیر میباشد.
نسبت سیگنال به نویز بالا( بخاطر فیلترینگ نویز سفید بوسیله .(Network Analyzer
یک محدوده وسیع فرکانسی میتواند اسکن شود.
دقت فرکانسی خوب در فرکانسهای پایین. همچنین دقت فرکانس میتواند متناسب با محدوده فرکانس
اندازهگیری تغییر کند.
+ فقط یک دستگاه اندازهگیری مورد نیاز است(.(Network Analyzer
-4-3 انـــواع روشـــها بـــرای مقایـــسه نتـــایج حاصـــل از
اندازهگیریها[18]
پس از اندازهگیری و انجام محاسبات، نهایتا تابع انتقال بصورت دامنه یا فاز بـر حـسب فرکـانس نمـایش
داده میشود. از آنجا که فاز تابع انتقال هیچگونه اطلاعات اضافیتـری نـسبت بـه دامنـه تـابع انتقـال نـدارد،
استفاده از دامنه تابع انتقال، معمولا برحسب لگاریتم ، مرسوم می باشد. اساس روش تابع انتقال، مقایسه تـابع
32
انتقال اندازهگیری شده فعلی با یک تابع انتقال مبنا می باشد. بر این اسـاس سـه روش شـناخته شـده، بـرای
مقایسه بین نتایج حاصل ازاندازه گیری توابع انتقال وجود دارد.
-1 مقایسه مبتنی بر زمان4
-2 مقایسه مبتنی بر ساختارترانسفورماتور5
-3 مقایسه مبتنی بر نوع ترانسفورماتور6
شکل((5-3 اساس این مقایسهها را نشان میدهد. روش time based از بهترین دقت برخوردار اسـت. در
این روش، اطلاعات اندازهگیری شده بـا اطلاعـات قبلـی کـه درمـورد ترانـسفورماتور وجـود دارد، مقایـسه
میگردد. (البته در شرایط تست کاملاً یکسان). این روش در مورد انواع ترانسفورماتورها کاربرد دارد. معمولاً
این اطلاعات قبلی، هنگام ساخت ترانسفورماتور و در شرایط مـشخص بدسـت مـیآیـد. هرگونـه تغییـر در
مقایسه نتایج، دال بروجود مشکلی در ترانسفورماتور میباشد. اما ازآنجا که اطلاعات مربوط به اندازهگیریهای
قبلی، برای بسیاری از ترانسفورماتورهای درحال کار وجود ندارد، باید روش مناسب دیگـری بـرای مقایـسه
بکارگرفته شود.

شکل(.(5-3 روشهای مختلف مقایسه توابع انتقال

4. Time Based 5 . Construction Based 6 . Type Based
33
یکی از این روشها، استفاده از خاصیت تقارن بکار رفته در طراحی وساخت ترانسفورماتور میباشد. این
روش Construction based نام دارد.

شکل(.(6-3 مقایسه بین فازها یا construction based برای ترانسفورماتور . (150MVA ,220/110/10 kv)
a )دامنه تابع انتقال ادمیتانسb )دامنه تابع انتقال ولتاژ
این روش وسیلهای برای مقایسه توابع انتقال بدست آمده در فازهای مختلف ترانسفورماتور میباشـد. بـرای
هر سه فاز، یک رفتار انتقالی شبیه به هم وجود دارد. تست جداگانه فازها نشان میدهد که برای فرکانـسهای
34
تقریباً بالاتر از 10KHZ ، مشخصات فرکانسی فازهای ترانسفورماتور کاملاً یکسان است. یک نمونه مقایـسه
انجام شده در فازهای ترانسفورماتور در شکل((6-3 نشان داده شده است.[18]

شکل .(7-3) مقایسه بین فازها یا construction based برای ترانس با ثانویه زیگزاگی . (150KVA ,10kv/ 400V)
a )دامنه تابع انتقال ادمیتانسb )دامنه تابع انتقال ولتاژ
دو محدودیت در استفاده از این روش مقایسه وجود دارد. یکی اینکه این روش فقط برای ترانسفورماتورهای
سه فاز ویا بانک ترانسفورماتوری کاربرد دارد. دیگری آنکه، نتایج اندازهگیریهای متعـدد نـشان مـیدهـد کـه
استفاده از این روش درفازهای با سیمپیچیزیگزاگی، برای انجام مقایسه به منظور تـشخیص عیـب ، مناسـب
35
نیست. یک نمونه از این اندازهگیریها در شکل (7-3) نشان داده شده است. روش سوم بـرای مقایـسه type
based نام دارد. در این روش نتایج بدست آمده از ترانسفورماتورهای با ساختار یکسان(معمولاً محصول یک
سازنده هستند)، مبنای مقایسه مـی باشـد. اصـطلاحاً بـه ایـن ترانـسفورماتورها، ترانـسفورماتورهای خـواهر
میگویند. تابع انتقال برای این ترانسفورماتورها، دارای تغییرات خیلی کمـی نـسبت بـه یکـدیگر مـیباشـند.
بنابراین میتواند به عنوان مبنا، برای اندازهگیریهای انجام شده، در نظر گرفته شود.البته با توجه به اینکه هـیچ
دو ترانسفورماتوری ازنظر جزئیات ساخت کاملا یکسان نیستند، این روش ممکن است عیـب یـابی را دچـار
اشکال کند.
-5-3 مراحل پیشرفت روش تابع تبدیل برای پایش
ترانسفورماتورها
تبدیل فوریه پاسخ ضربه یک سیستم خطی نامتغیر با زمان تابع تبدیل یا پاسخ فرکانـسی سیـستم
نامیده میشود. با استفاده از سیگنال تحریک و یا به عبارت دیگـر سـیگنال ورودی و سـیگنال پاسـخ
مربوط به آن میتوان تابع تبدیل را محاسبه کرد. تابع تبـدیل همـراه بـا آزمـایش ترانـسفورماتورهای
بزرگ و نیز به عنوان روشی برای پایش ترانسفورماتورها مورد استفاده قرار میگیرد.
-1-5-3 تابع تبدیل برای آزمایش ترانسفورماتورهای بزرگ
سالهای زیادی است که توابع تبدیل همراه با صنعت آزمـایش ترانـسفورماتورها مـورد اسـتفاده قـرار
میگیرند و با روشهای آزمایش مختلف از نتایج اندازهگیریها تعیین شده و به عنوان وسیلهای برای
36
کنترل کیفیت و نیز تعیین مشخصههای مهم ترانسفورماتور به کار گرفته میشوند.
برای نشان دادن استحکام مکانیکی سـاختار سـیمپیچهـای ترانـسفورماتور مـیتـوان آزمایـشهای
ضربهای را روی آنها انجام داد. به خاطر هزینههای بالای چنین آزمایشهایی تنهـا در برخـی حالتهـای
نادر و یا درصورت درخواست مشتری این گونه آزمایشها انجام داده میشوند. برای تعیین تغییر شکل
مکانیکی سیمپیچها مشخصههای نوسانی بین اندازهگیریهـای قبـل و بعـد از آزمایـشهای ضـربهای بـا
همدیگر مقایسه میشوند. یکی از چنین روشهایی که مدتهای طولانی است مـورد اسـتفاده قـرار مـی
گیرد روش آزمایش ضربه فشارضعیف (LVI) میباشد .[19] در این روش ترانسفورماتور قبل و بعـد
از آزمایش توسط یک ضربه ولتاژ پایین تحریک میشود. مقایسه سیگنال پاسخ ثبت شده قبل و بعد از
آزمایش تغییرات مکانیکی احتمالی در ساختار سیمپیچ را مشخص میکند. یـک روش دیگـر تحلیـل
پاسخ فرکانسی( FRA) 7 میباشد. در اینحالت پاسخ فرکانسی قبل و بعـد از آزمـایش تعیـین میـشود.
پاسخ فرکانسی را میتوان توسط یک آنالایزر شبکه8 مستقیماً در حوزه فرکانس اندازهگیری کرد و یـا
به کمک تبدیل فوریه سریع( FFT) 9 از نتایج اندازهگیریها در حوزه زمان محاسبه کرد (جزئیات مربوط
به روشهای بدست آوردن پاسخ فرکانسی در بخش (2-3) داده شدهاند).
تابع تبدیل یک مدار الکتریکی خطی تغییر ناپذیر با زمان ، یک توصیف کـاملی از مـدار را ارائـه
کرده و به طور نظری مستقل از سیگنال تحریک میباشد. برای حالتهای گذرای ناشی از ضربه صاعقه

7 Frequency Response Analyse 8 Network Analyser 9 Fast Fourier Transformation
37
میتوان ترانسفورماتورها را خطی درنظرگرفت. بنابراین تغییر شکل ولتاژ ضربه تحریـک، حـداقل بـه
طور نظری، تأثیری روی تابع تبدیل نـدارد. بنـابراین بایـستی مقایـسه توابـع تبـدیل بدسـت آمـده از
ولتاژهای ضربه کامل و بریده به عنوان تحریک امکان پذیر باشد .[20]
-2-5-3 تابع تبدیل برای پایش
برای سازندههای ترانسفورماتورها شناخت شکستها و عیبهای عایقی کـه در ترانـسفورماتورها در
اثر ولتاژهای گذرا روی میدهند دارای اهمیت میباشد، چرا که این شناخت برای تعیین ابعاد عـایقی
سیمپیچها لازم است. به همین دلیل در گذشته همواره ولتاژهای کلیـد زنـی در شـبکه انتقـال انـرژی
اندازهگیری شدهاند .[21]
میتوان سیگنالهای گذرایی را که در اثر کلید زنی ترانسفورماتورها و کلیدزنیها در جاهای دیگری
از شبکه ایجاد شده و بر روی ولتاژها و جریانهای کار عادی ترانـسفورماتور سـوار مـیشـوند، بـرای
محاسبه یک تابع تبدیل مورد استفاده قرار داد. با مقایسه توابع تبدیل انـدازهگیـری شـده در زمانهـای
مختلف میتوان وجود تغییر احتمالی در وضعیت عایقی ترانسفورماتور را تشخیص داد. اگر تغییراتـی
در تابع تبدیل مشاهده شوند میتوان وجود یک تغییر ولذا یک عیب را در ترانـسفورماتوراحتمال داد.
اگر توابع تبدیل اندازهگیری شده در زمانهای مختلف یکسان باشند، میتوان نتیجه گرفت که وضعیت
و حالت ترانسفورماتور در فاصله زمانی بین دواندازهگیری هیچگونه تغییری نداشته است.
38
-1-2-5-3 تابع تبدیل برای پایش به صورت همزمان با
بهرهبرداری و در حالت خروج از مدار
پایش وضعیت عایقی ترانسفورماتورها در محل نصب را میتوان اساساً در وضعیت خارج بـودن
از مدار و یا به صورت همزمان با بهرهبرداری انجام داد .[22] برای پایش در وضعیت خارج بـودن از
مدار، طرف ولتاژ بالای ترانسفورماتور از شبکه جدا میشـود تـا انـدازهگیریهـای لازم انجـام شـوند.
درحالیکه در پایش به صورت همزمان با بهرهبرداری، سیگنالهای گذرایی مورد استفاده قرار میگیرنـد
که در طول عملکرد ترانسفورماتور در اثرکلیـدزنیهای ضـروری درشـبکه بـرق ایجـاد مـیشـوند. بـا
اندازهگیریهای در وضعیت خارج بودن از مدار همواره میتوان براحتی آزمایشها را تکرار کرد، چونکه
کلید قدرت تکتک فازها همزمان قطع و وصل نمیشود و شرایط حاکم بعد از کلید زنی کاملاً پایدار
است. با پایش به صورت همزمان با بهرهبرداری، ترانسفورماتور در ارتباط با سایر تجهیزات شـبکه در
حال کار میباشد و به دلیل تزویج الکترومغناطیسی در سیستم سهفاز، یک تحریک گـذرا همـواره بـه
صورت همزمان به تمام پایانههای یک مجموعه از سیمپیچها اعمال میشود.
-2-2-5-3 تـابع تبـدیل بـه عنـوان یـک روش تـشخیص عیـب
مقایسهای
39
در دیدگاه اولیه، روش تابع تبدیل برای پایش ترانسفورماتور یک روش مقایسهای میباشـد. اگـر
اندازهگیریهایی روی یک ترانسفورماتور انجام میگیرند، بایستی نتایج این اندازهگیریها با نتایج مرجعی
مقایسه شوند. برای مقایسه نتایج اندازهگیریها در مرجع [23] سه روش پیشنهاد شده اند:
نتایج اندازهگیریها در زمانهای مختلف، مشخصههای متـشابه سـاقههـای ترانـسفورماتور و نتـایج
اندازهگیریهای ترانسفورماتورهای یکسان طرح شده.
در روش مقایسه نتایج اندازهگیریها در زمانهای مختلف، نتایج جدید با نتایج حاصله در زمانهـای
قبل مقایسه میشوند .[24] چنین نتایج ثبت شده در زمانهای پـیش اغلـب موجـود نمـیباشـند و یـا
نمیتوان شرایط و یا نحوه آزمایش زمانهای قبل را مجدداً تکرار کرد. لذا این روش را میتوان تنها در
مورد ترانسفورماتورهای محدودی بکار برد. تغییرات مکانیکی قاعدتاً همزمان و به یک میزان در تمام
سـتونهای ترانـسفورماتور روی نمـیدهنـد. لـذا مـیتـوان بـه طـور متـوالی فازهـای T, S, R یـک
ترانسفورماتور سهفازه را مورد اندازهگیری قرار داده و نتایج حاصله از فازهای مختلف را با همـدیگر
مقایسه نمود. بسته به ساختمان قسمت فعال ترانسفورماتور، تشابه بین توابع تبدیل اندازهگیری شده از
سه ستون ترانسفورماتور متفاوت میباشد. لذا آشکارسازی تغییر مکانیکی احتمالی همیـشه نمـیتوانـد
حاصل شود. روش مقایسهای سوم که امکان پذیر است مرجـع قـرار دادن نتـایج انـدازهگیـری یـک
ترانسفورماتور هم نوع و هم طرح میباشد. این روش مقایـسهای نـشان مـیدهـد کـه توابـع تبـدیل
ترانسفورماتورهای یکسان در اغلب موارد مشابه میباشند. این مطلب بـه خـصوص در مـواردی کـه
سازنده و سال ساخت یکسان میباشند کاملاً معتبر است.[25]
40
-6-3 عوامل کلیدی موثر بر اندازه گیریهای [17] FRA
نتایج تست FRA فقط به شرایط سیمپیچ ترانسفورماتور بستگی ندارد و از سیستمهای اندازهگیری نیـز بـه
شدت تاثیر میپذیرد. عواملی نظیرمقدارامپدانس موازی، ترکیب سیمهای رابط(طول ونحـوه اتـصال) وغیـره
میتواند اندازهگیریها را تحت تاثیر قرار دهد که در ادامه مورد بحث قرار میگیرد.
1-6-3 تاثیر مقدار امپدانس موازی
در اندازه گیریهـای FRA ، بـرای انـدازهگیـری جریـان پاسـخ از یـک مقاومـت شـنت اسـتفاده میـشود.
اندازهگیریها در یک رنج وسیع فرکانسی انجام میشود که در آن اندازهگیریهای مرتبط با جابجاییهای خیلـی
کوچک سیمپیچ ،که در فرکانسهای بـالاتر((>1MHz آشـکار مـیگـردد، اهمیـت خاصـی پیـدا مـیکنـد. در
فرکانسهای کمتر امپدانس موازی (معمولاً 50 اهم) در مقایسه با امپدانس ترانسفورماتور چندان مهـم نیـست.
اما در فرکانسهای خیلی بالاتر، امپدانس موازی نسبت به امپدانس ترانسفورماتور قابل ملاحظه خواهد بود. در
FRA-S امپدانس موازی معمولاً 50 Ω میباشد که امپدانس ورودی اسپکتروم آنالایزر می باشد. برای ارزیابی
اثر امپدانس شنت روی اندازهگیری های FRA تحقیقات روی یـک ترانـسفورماتور توزیـع و بـا سـه مقـدار
مقاومت موازی 50و10و1 اهم انجام شده است. دو مقدار اول، مقادیر معمول برای تستهایFRA مـیباشـند.
شکل (8-3) اثرات مقاومت موازی را در محدوده فرکانسی 1-10MHz نشان میدهد. واضح است که بـرای
جابجاییهای کوچکتر در سیمپیچ، منحنیهای تابع ادمیتانس با مقاومت موازی کوچکتر، بیشتر تغییر میکنـد.
البته حساسیت نسبی آشکارسازی به اندازه و نوع ترانسفورماتور نیز بـستگی دارد. باتوجـه بـه شـکل (8-3)،
تابع ادمیتانس ورودی در محدوده 2-10MHz فرکانسهای رزونانس مختلفی دارد که این با برخی از مدلهای
41

شکل(.(8-3 اثر مقاومت شنت روی پاسخ فرکانسی تا [17]10MHZ
فرکانس بالای ترانسفورماتور که بصورت خالص خازنی است ، درتعارض میباشد. دریک اندازهگیری عملی
FRA ، تابع انتقال اندازهگیری شده، نه تنها شامل تابع شبکه ترانسفورماتور بلکـه شـامل مقاومـت مـوازی و
امپدانسهای سیمها نیز میباشد. به عبارتی مقاومت موازی علاوه بر اینکه حـساسیت انـدازهگیـری را کـاهش
میدهد، رزونانسهای مدار را نیز فرو مینشاند. این اثر میتواند خیلی مهـم باشـد. ایـن تـاثیر همچنـین بـه
)Qضریب کیفیت) مدار بستگی دارد. شبکهای با Q بالاتر، حساسیت بیشتری نسبت به تغییرات سیمپیچ دارد.
هنگامیکه جریان مقاومت موازی کوچک است، مقدار Q مدار نسبتاً بالاست کـه ایـن مـورد در شـکل (8-3)
دیده میشود. بنابراین، میتوان نتیجه گرفت که حساسیت آشکارسـازی FRA، بـا افـزایش مقاومـت مـوازی
بطور قابل ملاحظهای کاهش مییابد و ماکزیمم محدوده فرکانسی که به تغییرات سیم پیچ حـساس اسـت بـا
کاهش مقاومت موازی افزایش مییابد.
42
-2-6-3 تاثیر بوشینگ فشار قوی
یک ترانسفورماتور توزیع،که بوشینگ اصلی آن با یک بوشینگ از نوع کاغذ روغنـی 27 KV جـایگزین
شده است، برای مطالعه اثر بوشینگ روی نتایج تستهای FRA بکارگرفته شده است. انـدازهگیـری در بـالای
بوشینگ (top) به مفهوم اندازهگیریهای FRA در ترمینال ورودی بوشینگ میباشـد. در انـدازهگیـری پـایین
(Bottom) ، اندازهگیریهای FRA مستقیماً در سرسیمپیچ فشار قوی درون ترانسفورماتور انجام مـیشـود. در
هر دوحالت پالس ورودی به بالای بوشینگ فشار قوی اعمال میشود. جریان کوپل شده به سیمپیچ ثانویه نیز
بوسیله یک مقاومت شنت اندازهگیری میشود. تنها تفاوت در نقطه اندازهگیری ولتاژ است که یکی در بـالای
بوشینگ ودیگری در پایین بوشینگ انجام میشود. تابع تبدیل ادمیتانس در دو حالـت در شـکل (9-3) آمـده
است. نتایج نشان میدهد که ادمیتانس اندازهگیری شده در سرسـیمپـیچ فـشار قـوی((Bottom ، کـوچکتر از
اندازهگیری در ترمینال بالای بوشینگ (top) است. در فرکانسهای بالاتر از 3MHz اندوکتانس سیم بوشـینگ،
ولتاژ خازن معادل سیمپیچ را کاهش میدهد. بنابراین ادمیتانس اندازهگیری شده در بـالای بوشـینگ بزرگتـر
میشود.
I/V(top)>I/V(Bottom):V(top)<3MHz<9MHz
ادمیتانـسهای انـدازهگیـری شـده تـا فرکـانس 3MHz ، تقریبـاً یکـسان هـستند. بـرای بـالاتر از 3MHz
اندازهگیریهای top با Bottom بطور قابل ملاحظهای تفاوت مییابند. این امر نشان میدهد که نتایج به شرایط
تست از قبیل مکان اندازهگیری و ترکیب سیمهای رابط بستگی دارد. نکته بسیار مهم اینجاست که همـه ایـن
اندازهگیریها با سیمهای رابط خیلی کوتاه انجام شدهاند. درحالیکه در یک اندازه گیری on site مخـصوصاً در
ترانسفورماتورهای قدرت بزرگ، ابعاد فیزیکی مساله ساز میگردد. برای یک بوشینگ فشار قوی که
43

شکل(.(9-3اندازه گیریهای FRAدر بالا وپایین بوشینگ[17]
5 متر طول دارد سیگنالهای اعمالی باید این طول سیمرا طی کرده تا به بوشـینگ و سـپس بـه سـیمپـیچ
اعمال شوند. مولفههای فرکانس بالای سیگنال منبع بوسـیله خازنهـای بوشـینگ زمـین مـیشـوند. همچنـین
اندوکتانسهای سیم و بوشینگ درمقایسه با امپـدانس ترانـسفورماتور در فرکانـسهای بـالا قابـل ملاحظـه مـی
گردند. این بدان معناست که امپدانس سیمو بوشینگ میتواند تغییرات مورد انتظار در امپدانس ترانسفورماتور
را بپوشاند.بنابراین میتوان نتیجه گرفت که اندازهگیریهـای FRA تـا حـدود فرکـانس 3 MHz تحـت تـاثیر
بوشینگ فشار قوی و سیمرابط نیست اما در فرکانسهای بالاتر از 3 MHz این امپدانسها شروع به اثر گـذاری
کرده و در فرکانسهای بالای 4 MHz این اثرات قابل ملاحظه می گردند.
-3-6-3 تاثیر اتصال نقطه خنثای سیمپیچ فشار قوی
44
چگونگی اتصال نقطه خنثای ترانسفورماتور فشار قـوی، مـیتوانـد روی نتـایج انـدازهگیریهـای FRA تـاثیر
بگذارد. نتیجه تست انجام شده روی یک ترانسفورماتور توزیـع در دو حالـت در شـکل (11-3) نـشان داده
شده است. دریک حالت نقطه نوترال سیمپیچ فشار قوی معلق میباشد. درحالت دیگرنیـز بـه تانـک تـرانس
متصل شده است (زمین شده است). ولتاژ ورودی به یک سربوشینگ اعمـال شـده و جریـان کوپـل شـده از
طریق یک مقاومت شنت 1Ω که بین سیم پیچ فشار ضعیف و تانک قرار دارد، انـدازهگیـری شـده اسـت. بـا
توجه به شکل((10-3، می توان گفت که نتایج از نوع اتصال نوترال تاثیرپذیر است. برای فرکانسهای کمتر از
1/5 MHz این تاثیر اصلاًمهم نیست ونتایج در دو حالت کـاملاً یکـسان اسـت. امـا در فرکانـسهای بـالاتر از
2 MHz ، مقداری تفاوت وجوددارد. بنابراین در تست برای آشکارسازی تغییرات کوچک در سـیمپـیچ ایـن
نکته حائز اهمیت است که در مقایسه منحنیهای تابع انتقال ، شرایط اتصال زمین باید کاملاً یکسان باشد.
-4-6-3 تاثیر سیمهای رابط اندازهگیری

شکل(.(10-3 اثر وضعیت نقطه خنثی در اندازه گیریها( دردو حالت شناور و زمین شده) .[17]
45
اثرات سیمهای رابط فشار قوی و زمین با استفاده از دو سری از کابلهای کواکسیال مختلف بررسی
مـیگــردد. یکـی ســیمهای رابـط اسـتاندارد بــا طولهـای مناســب کـه بـرای انــدازهگیریهــای FRA در
ترانسفورماتورهای قدرت میباشد. و دیگری سیمهای رابـط خیلـی کوتـاه کـه در مـورد ترانـسفورماتورهای
توزیع به کار میرود. درشکل (11-3) تابع انتقال ادمیتانس یک ترانسفورماتور توزیع برای دو نوع سیم رابـط
کوتاه واستاندارد نشان داده است. این سیمها شامل سیمهای زمین پروب وسیگنال ژنراتـور و سـیمهای رابـط
بین بوشینگ و وسیله اندازهگیری بودهاند. این نکته قابل توجه است که دوتابع ادمیتـانس در رنـج فرکانـسی
0- 0/4MHz تقریباً یکسان هستند. بین 0/4MHzتا 2MHz ادمیتانـسها کمـی اخـتلاف دارنـد. ولـی بـرای
فرکانسهای بالای 2MHz اختلاف زیاد میگردد. این امر بیانگر آن است که پیکربندی بـا سـیمهای کوتـاه، در
مقایسه با سیمهای استاندارد امپدانس خیلی کوچکتری(درفرکانسهای بالاتر از (2MHz از خود نشان میدهد.
بنابراین پیکربندی با سیمهای کوتاه ،حساسیت خیلی بیشتری نسبت به تغییرات فرکـانس بـالای سـیم پیچـی
ترانسفورماتور از خودنشان میدهد. همچنین هنگام استفاده از سیمهای بلند برای فرکانسهای بالاتر از

شکل(.(11-3 مقایسه اثرسیمهای رابط کوتاه و بلند در اندازه گیریها تا 10MHZ
46
0/5MHz ادمیتانس اندازهگیری شده قابل مقایسه با ادمیتانس سیمرابط است. لـذا حـساسیت نـسبت بـه
تغییرات در سیمپیچ ترانسفورماتور به شدت کاهش مییابد.
بنابرایندر یک دستهبندی میتوان گفت که اندازهگیریهای با سیمهای بلند تـا فرکـانس 0/5MHz وانـدازه
گیریهای با سیمهای استاندارد تا فرکانس 2/3MHz تا حدود زیادی معتبرند.[26]عوامل متعدد دیگـری ماننـد
موقعیــت تــپ چنجر،دمــا، الگــوریتم نــرم افــزاری بکــار گرفتــه شــده، پیــری عــایق و... روی نتــایج اثــر
گذارند.توضیحات بیشتر در این زمینه در مرجع[27]آمده است.
-7-3 دقت پردازش سیگنال در روش زمانی
برای یک سیستم اندازهگیری دیجیتال ، فرکانس نمونهبرداری، مدت زمان نمونهبرداری وتفکیـک پـذیری10
مبـدل آنـالوگ بـه دیجیتـال، پارامترهـای بـسیار مهـم و تعیـین کننـدهای بـرای بدسـت آوردن تـابع تبـدیل
ترانسفورماتور میباشند.
-1-7-3 فرکانس نمونهبرداری
هیچکدام از طیفهای فرکانسی سیگنال نمونـهبـرداری شـده نبایـد در اثـر نمونـهبـرداری، در آن محـدوده
فرکانسی که مورد استفاده قرار میگیرند روی هـم بیفتنـد. بنـابراین طبـق تئـوری نایکوئیـست11 ، مـاکزیمم
فرکانس معتبری از اطلاعات که میتواند ذخیره شود، برابراست با fNyquist که:
(4-3) f sample f Nyquist  2 فرکانسهای بالاتر از fNyquist ، در هنگام باز تولید سیگنال، دارای مولفههای کذایی خواهند بود.

Resolution ١٠ 11 .Nyquist Theory
47
معمولا در اندازهگیریها به منظور حذف اثر نویزها و مولفه های فرکـانس بـالای غیرضـروری، سـیگنال از
یک فیلتر پایین گذر عبور داده می شود.حداقل فرکانس نمونه برداری لازم fmin را میتـوان بـا توجـه بـه بـه
کمک فرکانسهایf0 وfD به صورت زیر محاسبه کرد:
fmin= fD+ f0( 5-3)
که f0 فرکانسی است که طیف مورد نظر تا آن فرکانس محاسـبه مـی گـردد و fD فرکـانس قطـع فیلتـر
پائینگذر میباشد. با اینحال برای تضمین اجتناب از تداخل فرکانسی بایـستی فرکـانس نمونـهبـرداری از دو
برابر فرکانسfD بیشتر باشد.
fmin ≥ 2 fD(6-3)
با انتخاب یک فرکانس نمونهبرداری بالاتر (f2) از فرکانس نمونهبرداری لازمی که شرط رابطـه (6-3)
را برآورده میکند، (f1)، میتوان نویز کوانتیزهکردن12 را کاهش داد. انتخـاب چنـین فرکـانس نمونـهبـرداری
بالاتر، باعث بهبود در نسبت سیگنال به نویز به میزان زیر میشود.[16]
(7-3)

SNR 10 log f2 f1

-2-7-3مدت زمان نمونهبرداری
مدت زمان نمونهبرداری از سیگنالهای اندازه گیری شونده باید بگونـه ای باشـد کـه تفکیـکپـذیری
فرکانسی طیف محاسبه شده توسط FFT مناسب بوده وافزایش انرژی نویز کوانتیزه نیز در نظر گرفته شود که
در ادامه به آنها اشاره می شود.

12 .Quantization
48
با انتقال سیگنالهای اندازه گیری شده به حوزه فرکانس، تفکیکپذیری فرکانس از رابطـه زیـر و بوسـیله
مدت زمان نمونهبرداری T تعیین میشود.
(8-3) 1 f  T برای اینکه بتوان فرکانسهای تشدید و دامنهها در فرکانسهای تشدید یک تابع تبـدیل را تـا حـد ممکـن
صحیح محاسبه کرد، بایستی تفکیکپذیری فرکانس بهتر از ده کیلوهرتز باشد. درنتیجه حـداقل مـدت زمـان
نمونهبرداری باید 100 μs باشد. همچنین با توجه به سیگنالهای میـرا شـوندهای کـه از ضـربه ورودی ظـاهر
میشوند، میتوان یک انرژی سیگنال تعریف و محاسـبه کـرد. متوسـط انـرژی نـویز بـا ضـرب پـراش نـویز
کوانتیزهکننده که مقداری ثابت میباشد در مدت زمان نمونهبرداری حاصل میشود. بنـابراین متوسـط انـرژی
نویز، هم با افزایش مدت زمان نمونهبرداری و هم با افزایش سطح کوانتیزهکردن q مطابق رابطه زیـر افـزایش
می یابد.
(9-3) 2 q Eqf 12 T انتخاب یک مدت زمان نمونهبرداری بیشتر T2 درمقایسه با T1 نیز موجب کاهش نـسبت سـیگنال بـه
نویز با رابطه زیر میشود:
(10-3) T1 SNR 10 log T2 برای اینکه بتوان اثر نویز کوانتیزهکردن را تا حد ممکن کوچک نگه داشت، بایستی وقتی که سـیگنالها
تا اندازه کافی تضعیف شدند ثبت سیگنالها متوقف شود. از طرف دیگر اگر محاسبه صحیح دامنه فرکانـسهای
مشخصی، حتی آنهایی که در محدوده چند کیلوهرتز قرار دارند، مد نظر میباشـد، بایـستی ثبـت سـیگنال تـا
49
میرائی کامل این فرکانسها ادامه یابد. به عنوان یک مصالحه خوب مقدار مدت زمان نمونـهبـرداری برابـر μs
200 انتخاب میشود.[28]
-3-7-3 تبدیل آنالوگ به دیجیتال
تبدیل یک سیگنال زمان پیوسته به صورت دنبالهای از کلمات باینری رمزشده عـددی بـا اسـتفاده از
مبدل آنالوگ به دیجیتال صورت میپذیرد. فرآیند نمـایش یـک متغیـر بـا دسـتهای از مقـادیر متمـایز را نیـز
کوانتیزهکردن مینامند. به دلیل محدود بودن مقادیر کوانتیزهشده خطایی تحت عنوان خطای کوانتیزهکردن رخ
میدهد. این خطا خـود را تحـت عنـوان نـویز کـوانتیزهکـردن در حـوزه فرکـانس نـشان مـیدهـد. خطـای
کوانتیزهکردن به ظرافت سطح کوانتیزهکردن، یعنی به تفکیکپذیری مبـدل A/D بـستگی دارد. اگـر k تعـداد
بیتهای ADC13 باشد ، دقت دامنه سیگنال بصورت زیر تعریف میشود.
a  2−k 1(11-3)
با افزایش تعداد بیتهای ADC نسبت سیگنال به نویز افزایش پیدا کرده و ماکزیمم فرکانسی که به ازای آن
طیف سیگنال در نویزوارد می شود ، افزایش می یابد.جدول((1-3 مقایسه بین دو مبدل 8 و 10 بیتی را برای
ولتاژ ضربه صاعقه استاندارد نشان میدهد.[28]
جدول(fmax.(1-3 که در آن طیف یک ولتاژ ضربه صاعقه استاندارد در نویز لبریز میشود، به صورت تابعی از تفکیکپذیری مبدل (A/D)

13 .Analog to Digital Convertor
50
فصل 4
انــــــواع روشــــــهای مدلــــــسازی
ترانسفورماتورها
51
یـک ترانـسفورماتور را مـیتـوان بـه صـورت چهـار قطبـی نـشان داده شـده در شـکل (1-4)
درنظرگرفت. برای این چهار قطبی باید مدار معادلی بدست آورد که به عنوان مثال رفتار فرکانسی آن
براساس نتایج اندازهگیری شده باشد. پارامترهای چنین مدار معادلی را میتوان به طرق مختلف تعیین
کرد. یک روش ممکن محاسبه پارامترها، بر پایه ابعاد هندسی ساختمان ترانسفورماتور میباشد. روش
ممکن دیگر روش تحلیلمـدال اسـت کـه در آن پارامترهـای تعریـف شـده در مـدل از روی نتـایج
اندازهگیریهای انجام شده روی ترانسفورماتور محاسبه میشوند.
I2(t)

U2(t) ترانسفورماتور

I1( t)
(U1(t
شکل-1-4 نمایش ترانسفورماتور به صورت یک چهار قطبی
بنابراین میتوان یک ترانسفورماتور را بـسته بـه اینکـه رفتـار ترانـسفورماتور در پایانـههـای آن
موردنظر باشد و یا توزیع ولتاژ و رفتار فرکانسی داخلی آن مورد علاقه باشد مدلسازی کرد. روشهای
مدلسازی را میتوان در سه گروه عمده تقسیم بندی کرد که در زیر توضیح داده میشوند.
-1-4 روشهای مدلسازی جعبه سیاه
اگر تأثیرات متقابل ترانسفورماتور و شبکه تغذیه کننـده مـورد علاقـه باشـد، ترانـسفورماتور بـه
صورت یک جعبه سیاه درنظرگرفته میشود. این مدل وقتی مورد استفاده قرار میگیـرد کـه حالتهـای
گذرا و اضافه ولتاژها در شبکه قدرت مطالعه و تحقیق میشوند.
52
هدف مدلسازی جعبه سیاه این است کـه از مـدل غیرپـارامتری ترانـسفورماتور، بـه فـرم پاسـخ
فرکانسی آن، به یک مدل پارامتری به شکل یک تابع تبدیل و یا به شکل یک مدار معادل [29] برسد.
با توجه به رفتار خطی ترانسفورماتور برای فرکانسهای بزرگتر از 10 kHz میتوان آن را یـک سیـستم
خطی نامتغیر با زمان( LTI) 1 دانست و روند مذکور برآن اعمال نمود. این روش میتواند هم بر مبنای
اندازهگیریهای حوزه فرکانس باشد و هم بر مبنای اندازهگیریهای حوزه زمـان . پاسـخ پلـه یـا ضـربه
اندازهگیری شده و همچنین تحریک ورودی در حوزه زمان به کمک FFT بـه حـوزه فرکـانس منتقـل
میگردند و نهایتاً از آنها تابع تبدیل سیستم مشتق میگردد. تابع تبدیل حاصله مـیتوانـد بـه صـورت
قسمتهای حقیقی و موهومی و یا به صورت تابع دامنه و تابع فاز بیان شود.
تعداد فرکانسهای تشدید در مورد ترانسفورماتورها بسیار متغیر است و میتواند بیش از 20 عـدد
نیز گردد. درنتیجه، روشهای مدلسازی با ساختار ثابت به عنوان یـک مـدل جعبـه سـیاه، آنچنـان در
مدلسازی در حوزه فرکانسی گسترده موفق نخواهند بود. بنابراین بیشتر باید روشهایی موردنظر باشـند
که دارای ساختار متغیراند.
-2-4 بررسی روشهای مدلسازی فیزیکی
در این دیدگاه، موضوع اصلی، رفتار نوسانی ترانسفورماتور و تنشهای الکتریکی بوجود آمـده در
داخل سیمپیچهاست. این روش مشاهده مربوط به مهندس طراح ترانسفورماتور است. مهندس طراح

1 Linear Time-Invariant Sys--
53
باید در مرحله طراحی در مورد عایق بندی سیمپیچها تصمیم بگیرد .[30] این تصمیمگیری بر مبنـای
شبیهسازیهای انجام شده برروی مدلهای فیزیکی است. ساختاراین مدل به صورت یک مدار است کـه
حتی الامکان باید مفاهیم فیزیکی اساسی ترانسفورماتور را دربربگیرد.
در داخل سیمپیچ امکان بروز حالتهای گذرای سریع و خیلی سریع همیشه مطرح است. علت این
پدیده میتواند برخورد صاعقه به خطوط انتقال، کلیدزنی و اغتشاشات دیگر در شـبکه ماننـد اتـصال
کوتاه یا اتصال ترانسفورماتورهای بیبار باشد . در صورت تطابق یکی از فرکانسهای تحریک با یکـی
ازفرکانسهای طبیعی ترانسفورماتور امکان بروز پدیده تشدید در داخل سیمپیچ فراهم مـیگـردد. ایـن
پدیده میتواند عایق سیمپیچ را به طور موضعی تحت تنش الکتریکی قرار دهـد و باعـث خرابـی آن
گردد. البته حفاظتهای معمول ترانسفورماتور مانند برقگیر در جلوگیری از بروز ایـن پدیـده بـیتـأثیر
نیستند. برای اینکه بتوان اضافه ولتاژهای داخلی سیمپـیچ را مطالعـه کـرده و براسـاس آن همـاهنگی
عایقی داخل ترانسفورماتور را درست طراحی کرد بایستی سیمپیچ را به کمک یک مدل پـارامتری بـه
صورت فیزیکی مورد تحلیل و ارزیابی قرار داد. در رابطه با این موضوع دو روش جهت مدلـسازی و
بررسی وجود دارد که در زیر مورد بحث قرار خواهند گرفت.
-1-2-4 مدل خط انتقال چند فازه
درنظرگیری سیمپیچ به عنوان یک خط انتقـال همگـن بـا پارامترهـای گـسترده مـیتوانـد نتـایج
ارضاکنندهای را در مورد سیمپیچ لایهای وهمگن ارائه دهد. مدلسازی سـیمپـیچ بـه صـورت خطـوط
54
انتقال سری شده که از لحاظ مکانی با یکدیگر موازی هستند بر اساس تئوری خط انتقـال چنـد فـازه
n)فازه) است. این تئوری بر ماشینهای الکتریکی و ترانسفورماتورها اعمال شده است. در این روش
پارامترهای سیمپیچ بصورت گسترده درنظرگرفته میشوند و رفتار سیمپیچ توسط معادلات خط انتقال
توصیف میگردد.
-2-2-4 مدل مشروح
مدل مشروح یک مدل RLC برای مطالعه و تحقیق رفتار فرکانسی یک سیمپـیچ ترانـسفورماتور
بنا میشود. در روش مدلسازی مشروح کوچکترین عنصر فضایی در سیمپیچ یک حلقه و یا گروهـی
از حلقهها (مثلاً یک بشقاب یا یک جفت بشقاب) میباشد. هر جزء در این مدل معمولاً با یک مـدار
RLC مدل میشود. مدل نتیجه شده را که از چندین جزء مختلف تشکیل شده است میتوان در حوزه
زمان و یا در حوزه فرکانس حل کرد. بسته بـه هـدف مدلـسازی و بـه دلیـل اینکـه رفتـار شـارهای
مغناطیسی درهسته ترانـسفورماتورهای فـشارقوی در فرکانـسهای مختلـف متفـاوت اسـت، مـدلهای
مشروح گوناگونی مورد استفاده قرار میگیرند. محققان رفتار هسته را در سه حـوزه فرکانـسی دسـته
بندی نموده اند:
- حوزه فرکانسی f < 2 kHz :1
خطوط میدان مغناطیسی به طور عمودی وارد ستونهای هسته میشوند. ظهور جریانهای گردابـی
در هسته به نسبت ضعیف است، به طوریکه شار مغناطیسی مسیر خود را از هسته میبندد. رفتار هسته
55
مشابه رفتار آن در شرایط نامی میباشد. در این حوزه فرکانسی پدیدههای غیرخطی زیر روی میدهد

dad76

2-2-21 فنآوری و مدیریت تجربه مشتری........................................................................................................................31
2-2-22 تحویل خدمات.....................................................................................................................................................32
2-2-22 تحویل خدمات.....................................................................................................................................................32
2-2-23 مراقبت از مشتری.................................................................................................................................................34
2-3 پیشینهیژوهش...................................................................................................................................................................36
3-3-1 پیشینه پژوهشهای داخلی .....................................................................................................................................36
3-3-2 پیشینهی پژوهشهای خارجی ................................................................................................................................37
فصل سوم: روششناسی پژوهش
3-1 مقدمه ...............................................................................................................................................................................41
3-2 روششناسی پژوهش........................................................................................................................................................41
3-3 منابع و ابزار گردآوری دادهها و اطلاعات ........................................................................................................................41
3-4 جامعه و نمونه آماری .......................................................................................................................................................42
3-5 قلمرو پژوهش...................................................................................................................................................................42
3-5-1 قلمرو موضوعی پژوهش.........................................................................................................................................42
3-5-2 قلمرو مکانی پژوهش..............................................................................................................................................42
3-5-3 قلمرو زمانی پژوهش...............................................................................................................................................42
3-6 بیان متغیرهای مورد بررسی در قالب یک مدل مفهومی....................................................................................................43
3-7 مقیلس اندازهگیری ...........................................................................................................................................................43
3-8 روشهای تجزیه و تحلیل دادهها ....................................................................................................................................43
3-9 روشهای آماری مورد نیاز پژوهش ............................................................................................................................................43
3-9-1 آزمون کولموگروف- اسمیرنوف..........................................................................................................................44
3-9-2 روش همبستگی اسپیرمن......................................................................................................................................45
3-9-3 رگرسیون ساده ....................................................................................................................................................45
3-9-4 ضریب همبستگی ................................................................................................................................................46
3-9-5 مفهوم سطح معناداری .........................................................................................................................................46
3-10 روایی اندازهگیری ..........................................................................................................................................................46
3-1 اعتبار پزسش نامه ............................................................................................................................................................47
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل دادهها
4-1 مقدمه ...............................................................................................................................................................................49
4-2 آمار توصیفی ....................................................................................................................................................................49
4-3 آمار استنباطی و تجزیه و تحلیل دادهها.............................................................................................................................59
4-3-1 آزمون کولموگروف-اسمیرنوف برای بررسی نرمال بودن متغیرها..........................................................................59
4-3-2 بررسی و آزمون فرضیهها بر مبنی ضریب همبستگی اسپیرمن................................................................................60
4-3-3 بررسی فرضیهی پژوهش بر اساس مدل رگرسیون...................................................................................................61
فصل پنجم: نتیجهگیری و پیشنهادها
5-1 مقدمه ...............................................................................................................................................................................64
5-2 نتیجهگیری .......................................................................................................................................................................64
5-2-1 توصیف ویژگیهای فردی آزمودنیهای پژوهش....................................................................................................64
5-2-2 یافتههای حاصل از بررسی فرضیههای پژوهش .....................................................................................................65
5-3 پیشنهادهای پژوهش ........................................................................................................................................................65
5-3-1 پیشنهادهای کاربرد(منتج از نتایج فرضیهها) ..........................................................................................................65
5-3-2 پیشنهادها برای پژوهشهای آتی ..........................................................................................................................66
5-4 محدودیتهای پژوهش ...................................................................................................................................................66
منابع و مأخذ ............................................................................................................................................................................67
منابع فارسی .............................................................................................................................................................................68
منابع لاتین ...............................................................................................................................................................................69
پیوست ..................................................................................................................................................................................71 Abstract .....................................................................................................................................................I
فهرست جداول شماره صفحه
جدول 4-1 توزیع پاسخدهندگان بر حسب جنسیت................................................................................................................49
جدول 4-2 توزیع پاسخدهندگان بر حسب سن.......................................................................................................................50
جدول 4-3 توزیع پاسخدهندگان بر حسب تحصیلات.............................................................................................................51
جدول 4-4 توزیع پاسخدهندگان بر حسب رضایت مشتری....................................................................................................52
جدول 4-5 توزیع پاسخدهندگان بر اساس وفاداری.................................................................................................................53
جدول 4-6 توزیع پاسخدهندگان بر اساس کیفیت...................................................................................................................54
جدول 4-7 توزیع پاسخدهندگان بر اساس مارک.....................................................................................................................55
جدول 4-8 توزیع پاسخدهندگان بر اساس تجربه مشتری........................................................................................................56
جدول 4-9 توزیع پاسخگویان بر اساس تحویل خدمات ........................................................................................................57
جدول 4-10 توزیع پاسخگویان بر اساس مراقبت مشتری ......................................................................................................58
جدول 4-11 آزمون کولموگروف-اسمیرنوف .........................................................................................................................59
جدول 4-12 رابطه تحویل خدمات تلفن همراه و تجربه مشتری.............................................................................................60
جدول 4-13 رابطه مراقبت از مشتری تلفن همراه و تجربه مشتری.........................................................................................60
جدول 4-14 محاسبه معنادار بودن رگرسیون به وسیله آزمون F.............................................................................................61
جدول 4-15 مدل رگرسیونی تأثیر متغیرهای مستقل بر متغیر تجربه مشتری...........................................................................62

فهرست نمودارها شماره صفحه
نمودار 2-1 سلسله مراتب نیازهای مشتری .............................................................................................................................11
نمودار 2-2 سطوح مدیریت تجربه مشتری .............................................................................................................................21
نمودار 2-3 چارچوب مدیریت تجربه مشتری..........................................................................................................................23
نمودار 2-4 سازماندهی مدیریت تجربه مشتری........................................................................................................................24
نمودار 2-5 شاخصهای مدیریت تجربه مشتری ....................................................................................................................28
چکیده:
با مدیریت تجربه مشتری، کسب‌وکار‌ها نه تنها به حداکثری رضایت مشتریان دست می‌یابند بلکه می‌توانند افزایش سود و حداقل هزینه‌ها را نیز برای خود فراهم آورند. برای رسیدن به تجربه مشتری موفق نیازمند مسیری نه چندان کوتاه‌مدت هستیم که در این مسیر کسب‌وکار و مشتریان هر دو با هم همسفر هستند. پژوهش حاضر با هدف شناخت پارامترهای مؤثر بر تجربه مشتری در خدمات شرکت تلفن همراه اول میباشد، برای این منظور در این مطالعه از پژوهشهای کیفی و طرح پژوهشی اکتشافی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین، پژوهش از نوع کاربردی محسوب میشود و به منظور آزمون فرضیههای پژوهش با استفاده از توزیع پرسشنامه، از دادههای 320 نفر از استفادهکنندگان از خدمات تلفن شرکت همراه اول در سال 1394 اطلاع حاصل شد. تعداد سؤالات نهایی این پرسشنامه 40 سؤال در طیف 5 گزینهای لیکرت است و جهت تجزیه و تحلیل فرضیههای پژوهش از تحلیل رگرسیون و ضریب همبستگی استفاده گردیده است. در همین راستا، نتایج بهدست آمده حاکی از وجود رابطه مثبت و معنادار بین تحویل خدمات و مراقبت تلفن همراه شرکت مخابرات با تجربه مشتری میباشد.
واژههای کلیدی:
تجربه مشتری، تحویل خدمات، مراقبت، عملکرد، رضایت مشتری
فصل یکم
کلیات پژوهش
2587049829960
1-1- مقدمه
امروزه موفقیت یا حفظ کسبوکار از طریق تمایز قیمت یا محصول کار بسیار سختی نیست، وفاداری نسبت به نام تجاری، دیگر تنها به کیفیت کالا یا خصوصیات کالا وابسته نیست، بلکه کیفیت توجه مشتری به سازمان میتواند بهوجود آورنده یا از بین برنده رابطه بین مشتری و سازمان باشد. مدیریت تجربه مشتری کلید موفقیت سازمان در حفظ و بهبود ارتباط با مشتریانش میباشد. تجربه مشتری بهوسیله نقاط تماس مشتری با سازمان تعریف میشود. تجربه مشتری تنها به فاکتورهای عملیاتی وابسته نیست. بلکه به احساسات هیجانی نیز وابسته باشد. بااین وجود، تحقیقات نشان میدهد که 78% از سازمانها تجربه مشتری را از طریق اطلاعات عملیاتی اندازهگیری میکنند و مابقی هیجانها و احساسات مصرفکننده را در نظر میگیرند. بر اساس تحقیقات، سازمانهایی که در ایجاد تجربه مثبت در مشتریان خود موفق شوند، در آنها احساس تعلق هیجانی را بهوجود آورده و همین امر وفاداری مشتری را نسبت به سازمان افزایش داده و او را به یک ترویجدهنده برای سازمان تبدیل میکند.
با یادگیری بهترین شیوهی مدیریت تجربه مشتری، شرکتهای ایرانی ازجمله شرکتهای ارائهدهنده خدمات تلفن نیز میتوانند قابلیتها و تعهدات لازم برای جهش به سمت ایجاد و مدیریت تجربه مشتری را بهوجود آورند و مشتریان خود را به مبلغانی خوشسخن تبدیل کرده و باعث شوند که مشتریان وفادار بارها و بارها به این شرکتها برگردند. بهخصوص اکنون که امید به بهبود شرایط اقتصادی و سیاسی پر رنگتر از گذشته و رقابت میان شرکتها از هر زمانی بیشتر است، شرکتها و سازمانها بار دیگر برنامههای رشد و توسعه را در دستور کار خود قرار دادهاند. شرکتهای موفق بهصورت حساب شدهای برروی مشتریان تمرکز میکنند. در سطحی قابل لمس این تمرکز در تعاملات روزانه بین سازمان و مشتریان آشکار است. دنبال کردن رویکرد مشتری محوری شرکتها نشان میدهد که این شرکتها یک شبه به این سطح از وفاداری مشتریان و عملی کردن وعدههای برندینگ نرسیدهاند. اما با پیادهسازی قوانین این رویکرد، شرکتها میتوانند گامهای محکمی در جهت ایجاد مشتریان خوشحالتر و وفادارتر و برندی استوار برداشته و در نهایت سودآوری بیشتری را تجربه کنند.
1-2 بیان مسأله
در دنیای کسب‌وکار امروزی، مشتریان به دنبال کالاهای عالی و با بهترین کیفیت هستند و در مقابل کسب‌وکار‌ها بهدنبال کسب سود بیشتر و کاهش هزینه‌ها هستند، که این دو رویکرد در ظاهر دارای تضاد هستند. اما درواقع همزاد هم هستند و شرکت باید به هر دو اینها توجه لازم را داشته باشد(بصیری، 1386). بنابراین، شاید مهم‌ترین چالش برای کسب‌وکار‌های امروزی ایجاد تعادل همزمان میان این دو باشد. با مدیریت تجربه مشتری، کسب‌وکار‌ها نهتنها به حداکثری رضایت مشتریان دست می‌یابند، بلکه می‌توانند افزایش سود و حداقل هزینه‌ها را نیز برای خود فراهم آورند. برای رسیدن به تجربه مشتری موفق نیازمند مسیری نه چندان کوتاه‌مدت هستیم که در این مسیر کسب‌وکار و مشتریان هر دو با هم همسفر هستند.
با یادگیری بهترین شیوهی مدیریت تجربه مشتری، شرکتهای ایرانی ازجمله شرکتهای ارائهدهنده خدمات تلفن نیز میتوانند قابلیتها و تعهدات لازم برای جهش به سمت ایجاد و مدیریت تجربه مشتری را بهوجود آورند و مشتریان خود را به مبلغانی خوشسخن تبدیل کرده و باعث شوند که مشتریان وفادار بارها و بارها به این شرکتها برگردند(صالحی، 1391). بهخصوص اکنون که امید به بهبود شرایط اقتصادی و سیاسی پر رنگتر از گذشته و رقابت میان شرکتها از هر زمانی بیشتر است، شرکتها و سازمانها بار دیگر برنامههای رشد و توسعه را در دستور کار خود قرار دادهاند. شرکتهای موفق بهصورت حساب شدهای بر روی مشتریان تمرکز میکنند. در سطحی قابل لمس این تمرکز در تعاملات روزانه بین سازمان و مشتریان آشکار است. دنبال کردن رویکرد مشتری محوری شرکتها نشان میدهد که این شرکتها یک شبه به این سطح از وفاداری مشتریان و عملی کردن وعدههای برندینگ نرسیدهاند. اما با پیادهسازی قوانین این رویکرد، شرکتها میتوانند گامهای محکمی در جهت ایجاد مشتریان خوشحالتر و وفادارتر و برندی استوار برداشته و درنهایت سودآوری بیشتری را تجربه کنند(محرمزاده و همکاران، 1389).
بررسی و شناخت شاخصهای وفاداری مشتریان بدین لحاظ حائز اهمیت است که وفاداری یا عدم وفاداری مشتری، تعیینکننده موفقیت یا شکست بنگاههای اقتصادی است. نگهداری و تقویت وفاداری مشتری در راستای محصولات یا خدمات یک شرکت عموماً نکته اصلی و مرکزی فعالیتهای بازاریابی است(دیک و باس، 1994). وفاداری مشتری، میتواند منجر به هزینههای بازاریابی پایینتر شود، مشتریان بیشتری را جذب کند و روی معامله مؤثر باشد(آکر، 1997). بهعلاوه مشتریان وفادار، دنیای دهان به دهان را به سرعت رواج داده با استراتژیهای رقیبان مقابله میکنند(دیک وباس، 1994). یان مک الیستر، مدیر و رئیس سابق مدیریت شرکت فورد موتور میگوید در اواخر دههی 1980 کیفیت وجه تمایز بود، در دههی 1990 برند وجه تمایز بود، برای دههی 2000، تجربه مشتری متمایزگر خواهد بود. بنابراین، آن دسته از کسبوکارهایی که در حال بهبود تجربه مشتریان هستند، کار مهمی را آغاز نمودهاند. چرا که میدانند این خود، یکی از مهمترین راههای حفظ سودآوری سازمان است(جانفرسا، 1387). هدف مدیریت تجربه مشتری ارائه پیشنهاد و تجربه برجسته و قابل اتکا به مشتریان است. بهطوری که مشتریان ارتباط عاطفی، دائمی و البته سودآور را با شرکت آغاز کنند. از اینرو یکی از راههای شناسایی عوامل وفاداری مشتریان بررسی تجربه آنهاست. احساسات و افکاری که حاصل همه تأثیرات، اعم از محسوس و غیرمحسوس، ازسوی هر شخص یا هر چیزی است که نماینده مستقیم یا غیرمستقیم یک سازمان، مارک یا یک محصول باشد. تجربه مشتری همه نقاطی را که مشتری با سازمان، محصول یا خدمت برخورد میکند را دربر میگیرد و به زبان ساده یعنی مدیریت کردن تجربه مشتری. مدیریت تجربه مشتری به ما کمک میکند تا مشتریانتان به طرفداران پروپاقرص شما بدل شوند، تا جایی که حتی خالکوبی روی تنشان هم مارک سازمان شما باشد. اما فقط یک کارمند بیادب کافیست تا زحمات شما به باد داده شود و مشتریانتان به سوی رقیب بروند. مسأله اصلی تحقیق حاضر پاسخ به این سؤال است که آیا مدیریت تجربه مشتری در پارامترهای مؤثر بر تجربه مشتری خدمات تلفن همراه شرکت همراه اول تأثیرگذار است و اگر تأثیر دارد، تأثیر آن مثبت است یا منفی و میزان این تأثیر چقدر است؟
1-3 اهمیت و ضرورت پژوهش
مدیریت هر چیزی نیازمند سنجش است. ولی کمّی کردن تجارب مشتریان و ادراکاتشان و ارزیابی این تجارب و ادراکات کار دشواری است که نیازمند تحقیق و پژوهش علمی میباشد.
اکثر شرکتها میدانند که مدیریت تجربه مشتری امری حیاتی برای رسیدن به موفقیت است. خیلی از آنها از جنبه تئوریک اقدامات خوبی برای تشریح تجربه مشتری و برندی که قصد ارائه آن را دارند، انجام دادهاند. بااینحال بر اساس تجربیات موجود بیشتر شرکتها حین پیادهسازی و ارائه تجربه به مشتری با چالشهایی مواجه میشوند. مانند دشواری چینش قطعات پازلی هزار تکه، که در این میان تنها رهبران بازار مثل اپل، استارباکس و سامسونگ به بهترین نحو و به سود خود توانستند آن را تکمیل کنند.
با یادگیری بهترین شیوهی مدیریت تجربه مشتری، شرکتهای ایرانی ازجمله شرکتهای ارائهدهنده خدمات تلفن نیز میتوانند قابلیتها و تعهدات لازم برای جهش به سمت ایجاد و مدیریت تجربه مشتری را بهوجود آورند و مشتریان خود را به مبلغانی خوشسخن تبدیل کرده و باعث شوند که مشتریان وفادار بارها و بارها به این شرکتها برگردند. بهخصوص اکنون که امید به بهبود شرایط اقتصادی و سیاسی پررنگتر از گذشته و رقابت میان شرکتها از هر زمانی بیشتر است، شرکتها و سازمانها بار دیگر برنامههای رشد و توسعه را در دستور کار خود قرار دادهاند. در راستای دستیابی به اهداف کسب‌وکار، مواردی وجود دارد که همیشه در کنترل شما نخواهند بود مانند کیفیت مواد اولیه، کانال‌های توزیع و انتظارات مصرف‌کنندگان نهایی. اما آنچه همیشه در کنترل کسب‌وکار است کیفیت تجربه درک شده توسط مشتری است. با مدیریت تجربه مشتری می‌توان به افزایش سوددهی شرکت یا کاهش هزینه‌ها دست یافت. ازجمله مزایای مدیریت تجربه مشتری:
ایجاد مزیت‌های رقابتی برجسته و دستیابی به رهبری بازار، افزایش درآمد و سوددهی کسب‌وکار، افزایش سهم بازار، افزایش مشتریان سودآور، توانایی نوآوری‌های هدفمند و معرفی محصولات جدید، افزایش تعهد کارکنان سازمان و مدیریت ریسک سازمانی، افزایش وفاداری مشتریان و توسعه فرآیند خرید مجدد.
باتوجه به موارد ذکر شده میتوان به اهمیت و ضرورت توجه هرچه بیشتر به مدیریت تجربه مشتری که موضوع پژوهش میباشد پی برد و ضرورت و اهمیت بیشتر به این موضوع در شرکتهای ارائهدهنده خدمات تلفن احساس میشود، زیرا با توجه به شواهد موجود اینگونه بهنظر میرسد که مشتریان خدمات تلفن همراه در ایران رضایت چندانی از عملکرد این شرکتها ندارند.
1-4 اهداف پژوهش
1-4-1 هدف اصلی
- بررسی معیارهای عمدهای است که بر تجربه مشتری در شرکت مخابرات تأثیر میگذارد.
1-4-2 اهداف ویژه
هدف ویژه این مطالعه، جلب رضایت مشتریان است که با توجه به موارد زیر بهدست میآید.
- عواملی که در شغل مشتری را تحت تأثیر قرار میدهد و تجربهای خوشایند را برای مشتری ایجاد میکند.
- شناسایی پنج عامل مهم در تجربه مشتری شامل: نام تجاری، محیط، فرهنگ، ارتباطات، ارائه خدمات.

1-4-3 هدف کاربردی
نتایج پژوهش میتواند توسط ارائهدهندگان خدمات تلفن همراه استفاده شود و با استفاده از یافتههای این پژوهش، مشخصاً شرکت تلفن همراه اول، استراتژیهای بازاریابی خود را بهگونهای مدیریت کنند که به جذب و حفظ مشتریان خود بینجامد.
‌1-5 فرضیه‏های پژوهش
فرضیه اول: بین تحویل خدمات تلفن همراه شرکت مخابرات و تجربه مشتری، رابطه معناداری وجود دارد.
فرضیه دوم: بین مراقبت تلفن همراه شرکت مخابرات و تجربه مشتری، رابطه معناداری وجود دارد.
1-6 تعریف مفهومی و عمایاتی متغیرهای پژوهش
تعاریف مفهومی
تجربه مشتری: تجربه مشتری به گونه‌های مختلفی تعریف می‌شود، مانند تجربه‌های ارتباطی مانند ارتباطات اینترنتی یا تلفنی، در بقیه موارد تجربه مشتری در خدمات مشتری یا در حل کردن سریع مشکل مشتری خلاصه می‌شود. برای اینکه بتوانید موفقیت سازمان خود را در بلندمدت تضمین نمایید، تجربه مشتری را باید در تمامی‌موارد فوق یا حتی فراتر از آن در نظر بگیرید. تجربه مشتری حاصل مجموع برداشتی است که مشتری از شرکت یا برند شما دارد و نباید آن را بهصورت محدود بررسی کنید(آدام ریچاردسون، مترجم: سید محمدجواد رجالی).
عملکرد: عملکرد در لغت یعنی حالت یا کیفیت کارکرد. بنابراین، عملکرد سازمانی یک سازهی کلی است که بر چگونگی انجام عملیات سازمانی اشاره دارد. معروفترین تعریف عملکرد توسط نیلی و همکاران (2002) ارائه شده است: (فرایند تبیین کیفیت اثربخشی و کارایی اقدامات گذشته).
طبق این تعریف، عملکرد به دو جزء تقسیم میشود؛ کارایی، که توصیفکنندهی چگونگی استفاده سازمان از منابع در تولید خدمات یا محصولات است، یعنی رابطه بین ترکیب واقعی و مطلوب دروندادها برای تولید بروندادهای معین؛ و اثربخشی که توصیفکنندهی درجه نیل به اهداف سازمانی است.
رضایت مشتری: رضایت مشتری ازجمله اقدامات داخلی سازمانها محسوب میشود که نمود جهتگیریها به سمت ارضای خواستههای مشتری است و جهت ارتقای کیفیت محصولات و خدمات را نشان میدهد. بهنظر ژوران، رضایت مشتری حالتی است که مشتری احساس میکند که ویژگیهای محصول منطبق بر احساسات اوست. نارضایتی نیز حالتی است که در آن نواقص و معایب محصول موجب ناراحتی، شکایت و انتقاد مشتری میشود(جان و مینور، 1998).
تعاریف عملیاتی:
تجربه مشتری: تجربه مشتری حاصل مجموع برداشتی است که مشتری از شرکت یا برند شما دارد و ما در این پژوهش با استفاده از پرسشنامهای که توسط محقق طراحی شده و مورد تأیید و بازبینی چند تن از اساتید از جمله استاد راهنما قرار گرفته؛ مورد سنجش قرار می گیرد.
عملکرد: عملکرد سازمانی یک سازهی کلی است که بر چگونگی انجام عملیات سازمانی اشاره دارد و در این پژوهش با پرسشنامه محقق ساخته مورد سنجش قرار میگیرد و فاکتورهای مورد توجه در آن رضایت مشتری، وفاداری، کیفیت و مارک بوده است.
رضایت مشتری: رضایت مشتری حالتی است که مشتری احساس میکند که ویژگیهای محصول منطبق بر احساسات اوست. این ویژگیها در این پژوهش مورد سنجش قرار گرفتهاند که شامل رضایت مشتریان از مارک و کیفیت خدمات ارائه شده توسط شرکت تلفن همراه اول میباشد.
فصل دوم
مبانی نظری و پیشینه پژوهش
2-1 مقدمه
امروزه رقابت برای بهبود کیفیت خدمات بهعنوان یک مسأله راهبردی برای سازمانهایی که در بخش خدمات فعالیت میکنند، شناخته شده است. سازمانهایی که به سطح بالاتری از کیفیت خدمات دست مییابند، سطوح بالاتری از رضایتمندی مشتریان را بهعنوان مقدمهای برای دستیابی به مزیت رقابتی پایدار خواهند داشت(خین گو و همکاران، 2004). بسیاری از شرکتها به این نکته پی بردهاند که ارائه مستمرخدماتی با کیفیت برتر نسبت به رقبا میتواند مزیت رقابتی نیرومندی را به ارمغان آورد(هوروتیز، 1998). در حال حاضر، در دورهای که کالا و خدمات نمیتوانند تفاوتهای برجستهای با تولیدهای سایر سازمانها داشته باشند، وفادار نمودن میتواند پایینترین حد سودآوری سازمانتان را افزایش دهد. چرا که حجم و دفعات خرید مشتریان وفادار بیشتر است و برای مدتها به سازمان میچسبند و شما را به دیگران هم معرفی میکنند. پس عجیب نیست که گفته میشود: مدیریت تجربه مشتری کمک میکند تا مشتریان به طرفداران پروپاقرص شما بدل شوند(جانفرسا، 2002). اجرای برنامه مدیریت تجربه مشتری فرایندی خلاقانه و تحلیلی است که روی استراتژی و عملکرد متمرکز است. بر اساس شناخت مشتری، دستیابی به مقدار تجربه معین از طریق بکارگیری یک تعریف مارک مطلوب، افزایش رضایت مشتری و حفظ اوج، این امکان برای سازمان بهوجود میآید که کاملاً مشتری محور شده و بتواند مشتریان را جذب کرده و حفظ نماید(هاورستن و همکاران ، 2000). در این میان، مشتریان به کیفیت تعاملاتشان با سازمان به همان اندازه کیفیت محصولات و خدمات بها میدهند و سازمان مسئول شکل دادن به این دیدگاه است.
2-2 مبانی نظری پژوهش
2-2-1 تجربه مشتری
اگرچه تعاریف بسیار متعددی در این خصوص وجود دارد، ولی همه توافق نظر دارند که تجربه مشتری باید شامل تعامل با افراد، فرایندها یا سیستم سازمان باشد. برخی گفتهاند تجربه شامل احساسات یا عکسالعملهای عاطفی میشود که حاصل این تعاملات میباشد. رویهمرفته بهنظر میرسد که ادراک مشتری در مرکز آن چیزی قرار گرفته است که تجربه مشتری به آن میپردازد. لذا، در این خصوص از خود مشتریان سؤال شد و تقریباً 50 درصد پاسخگویان این تعریف را برگزیدند: «تجربه مشتری، مجموعهای از همه تعاملات با محصولات، خدمات و افرادی است که به یک سازمان با یک مارک خاص مربوط میشوند. »مثلاً همه تعاملات با کالا، خدمات و افراد وابسته به شرکت.
تجربه مشتری همه نقاطی را که مشتری با سازمان، محصول یا خدمت برخورد میکند، دربر میگیرد(جانفرسا، 1387). مفهوم تجربه مشتری اولینبار توسط هالبروگ و هرچمن 1982 مطرح شد. در ابتدا مفهوم تجربه مشتری به بررسی تصمیمگیری عقلانی توسط مشتریان پرداخت. سپس به بررسی عواملی که به جنبه رفتاری مشتری توجه دارد، توجه نمود. از سال 1960 به بعد مفاهیم زیادی دربارهی تجربه مشتری ایجاد شده است(اورلی، 2005). بر طبق دیکشنری انگلیسی اکسفورد کلمه تجربه به معنی مشاهده واقعی یا آشنایی عملی با حقیقت یا رویدادها میباشد(سوانل، 1992). مشتری همیشه یک تجربه واقعی از خدمات سازمان در ذهن خواهد داشت(ماسکارن هاس و همکاران، 2006) و همچنین بهعنوان یک نگرش و حالت سمبلیک و حسی که بهوسیله بازاریاب و مشتری در حالتهای خوشایند، با معنا و قابل یادآوری ایجاد و این تجربه میتواند قابل لمس و غیر قابل لمس و یا هر دو ایجاد شود(ورنتیک و روس، 2007). تعریف تجربه مشتری بهعنوان یک عمل مجذوبکننده که بهصورت مشترک بین ایجادکننده آن و خود مشتری ارزشها را درک و آن را در حافظه باقی میگذارد. ویژگیهای تجربه مشتری باید پنج بعد یا ویژگی را شامل شود که شامل تازگی، یادگیری، ارتباط شخصی، سورپرایزکردن یا متحیر کردن و مشغولیت مشتریان است(پالسون و کهلی ، 2004). همچنین درک تجربه بهعنوان یک فرایند یادگیری که درطول دوره زمانی رخ داده و مشتری با جنبههای گوناگون خدمات عکسالعمل نشان میدهد(گتا و واجیک، 2000). تجربه مشتری بهعنوان ادراک یا احساس یک خدمت، که مشتری از آن دوره، یا با آن روبرو میشود(کاربون و هاکل، 1994). تجربه مشتری دارای تعدادی از عناصر پیچیده که از نظر ذهنی و مادی تأثیرگذار و الگوپذیر میباشد و مشتری با آن برخورد و آن را درک میکند(پگ و کانل، 2006) و جدالی را بین قرابت فطری و عناصر پیچیده تجربه را شامل میشود(گوپتا و واجیک، 2000). تجربه مشتری در واقع از یک مجموعه از تعاملات بین مشتری، محصول و یک شرکت یا سازمان میباشد که در ادامه این تعاملات افزایش مییابد و این تجربیات شخصی و مشغولیتهای مشتری در سطوح مختلف را نشان میدهد، که ارزیابی آن بستگی به مقایسه بین انتظارات مشتری و محرکهای شرکت ارائه میدهد و لحظات متفاوت تعامل را با نکات قابل لمس مطابقت و تلقی میدهد. این تعریف قسمتهای ارتباطی، فیزیکی اثر بخشی، شناختی و حسی را پوشش میدهد(جنتل و همکاران، 2007). از طرف دیگر مشتریان دارای نیازهای گوناگونی هستند که رضایت آنها از تجربیات آنها نشأت میگیرد(شاو، 2005). آقای شاو در بحثی بهعنوان سلسله مراتب نیازهای تجربه مشتری مواردی را که ممکن است تجربه مشتری از آن ناشی شود، بیان کرد. شکل زیر سلسله مراتب نیازهای مشتری را نشان میدهد.
178365627978300177897529041700-27310929041700
ارزش، لذت،
105727537211000 بخش احساسی شادی، هیجان
284797526606500 مراقبت یا مواظبت، مهربانی،
54292530988000 بخش فیزیکی محرم، دوستانه
358651028422900 راضی، پاسخگو، مسئول، راحتی، مرتب،
-1792825005700 با دانش، مصمم
-27622523558500 اطمینان، قابل دسترسی ایمن، اعتماد، ارزش پول
شکل 2-1 سلسله مراتب نیازهای مشتری(شاو، 2005)
آقای شاو ادعا میکند دو بخش انتهای (بخش فیزیکی) آن در بین صنایع مختلف مشترک است و همه شرکتها باید آنها را آماده کنند و برای شرکتی خیلی مشکل است که در آن متفاوت باشد و همچنین دو لایه بالایی که عناصر احساسی را نشان میدهد در ارزیابی کامل مشتری اهمیت دارند. این دو بخش به دلیل تفاوت رقابتی شرکتها مهم میباشند و مزیت رقابتی شرکتها بستگی به میزان تلاش آنها در بهبود این عوامل در ایجاد تجربه مشتری میباشد. در شکل بالا عوامل مربوط با سلسله مراتب نیازهای مشتری آمده است(شاو، 2005). تجارتها برای سالهای متمادی تجربه را ایجاد و و مدیریت میکردند. بدون اینکه واقعاً اهمیت و ویژگیهای آن را در ارتباط با ایجاد ارزش برای مشترک درک کرده باشند. امروزه مفهوم تجربه مشتری بهطور گسترده بهعنوان یک استراتژی بهینه بهوسیله رهبران بازار برای ایجاد ارزش و بهدست آوردن مزیت رقابتی درک و از آن استفاده میشود(کاریون، 2004). پس توجه به مشتری و مدیریت صحیح آن میتواند در وفاداری مشتری اثرگذار باشد.
2-2-2 تاریخچه مدیریت تجربه مشتری
مفهوم تجربه مشتری برای اولینبار در اواسط 1980 توسط هالبروک هیرشمن مورد توجه قرار گرفت. از آن پس، پژوهشگران مشتری دیدگاه خود را از راهکار جریانی کلی گسترش دادند که مشتری را در ابتدا بهعنوان تصمیمگیرندگان منطق تلقی میکردند. اخیراً مفهوم تجربه مشتری بهعنوان یک عنصر مهم برای فهم رفتار مشتری در نظر گرفته میشود(آدیس و هولبرگ، 2001). بهعلاوه این مفهوم بهعنوان یک مبنا برای بسیاری پژوهشهای مؤثر و مفید در حیطه بازاریابی درآمده است. از همه مهمتر اینکه کتاب پین و گلیمور دربارهی اقتصاد تجربی در سال 1999 دیدگاه مناسبی در این رابطه میدهد که چگونه تجربه بهعنوان چهارمین اصل اقتصادی بعد از اولویت اقتصادی-کالای اقتصادی، اجناس و سرویسها تلقی میشود. تجارت سالهاست که به ایجاد و مدیریت تجارب میپردازد. بدون اینکه اهمیت آن بهخصوص در زمینه ارزش آفرینی برای مشتریان را درک نمایند. امروزه مفهوم تجربه مشتری بدیهی و استراتژی قابل استفادهای بهوسیله رهبران بازار برای خلق ارزش و کسب مزیت رقابتی شده است(کربن، 2006). یکی از اولین شرکتهایی که تجربه را بهعنوان استراتژی کلیدی کسبوکار مورد توجه قرار داد، رستوران کنار جادهای آمریکایی هاوارد جانسون بود. در دهه 1980 شرکت غرفههای خود را در کنار پارکها در ایام تعطیلات برپا کرد و تجربه هوجو آغاز شد. رستورانها و متلها شب متفاوتی را تجربه کردند و این تجربه به تمام کشور تسری پیدا کرد. در آن روزها سقف نارنجی، نشانهای متمایز برای راحتی، نظافت و سازگاری ارائه میداد. این تجربه هوجو بود: برای یک مسافر خسته آمریکایی با بچههایی که در صندلی عقب خودرو داد میزدند و چشمانی تار برای رانندگی، یک سقف نارنجی مشابه شتر برای عربی بود که تشنه در بیابان مانده بود(کربن، 2006).
هوارد جانسون قدرت استراتژی مدیریت تجربه مشتری را در به حداکثر رساندن تجربه کل مشتری که به ایجاد ارزش و ساخت رجحان مطرح میسازد. مدیریت تجربیات مشتری یک روش منسجم در ایجاد ارزش مشتری از طریق طرح سامانمند و اجرای سرنخها برگرفته از خود سرویس یا محصول هستند. رفتارهای اشخاص بعنی عرضهکنندگان سرویس نیز شامل این بند میشود و همچنین دیگر مشتریان و محیط فیزیکی که در انجام خدمات ارائه میشوند(هایکل، کربن و بری، 2003).
2-2-3 تعاریف مدیریت تجربه مشتری
جان کیسکا (2002) مدیریت تجربه مشتری را روشی جدید برای سنجش میزان رضایت مشتری میداند که برای کمک به عملکرد مدیران در سازمانها، چارچوبی برا ایجاد روابط قوی حمایتکننده ارائه میدهد. این شیوه از مزایای حاصل از تکنولوژی برای قویترین ارتباطات بین مشتری و سازمان استفاده میکند. تعریفی که لئونارد بری برای این مفهوم عنوان میکند، اینگونه است:«صرفاً ارائه محصولات یا خدمات کافی نیست؛ سازمانها باید برای مشتریان خود تجارب رضایتبخشی فراهم کنند. رقابت روی این بعد به معنی سازماندهی تمام سررشتهها و کلیدهایی است که در فرآیند خرید آشکار میگردد و این یعنی مدیریت تجربه مشتری.
مدیریت تجربه مشتری بخشی از مدیریت ارتباط با مشتری و گستره طبیعی اطلاعرسانی راجع به یک برند یا مارک است. وقتی یک مارک وعدهای به مشتری میدهد، مدیریت تجربه مشتری تحویل فیزیکی این وعده است و در اقتصاد که مارک به صورت فزایندهای بر مبنای تحویل ارزش ایجاد میشود تا شکل محصول، مدیریت تجربه مشتری کاملاً حیاتی و ضروری است(کیرکبای، ویکسل و جانووسکس، 2003).
مدیریت تجربه مشتری پاسخی است به این سؤال که چطور سازمانهای موفق یک تجربه مشتری را که منجر به مزیت رقابتی منحصر به فردی میگردد، را طراحی کرده و تحویل میدهند. مدیریت تجربه مشتری، سازمانها را به دانش و مهارتهایی تجهیز میکند که برای توسعه تجربه مشتری در تمام افراد، فرآیندها و محصولاتی که به هر روشی تمایز، مرتبط با برند (مارک) و بهطور مداوم به مشتری ارزش میدهند، لازم است(اسمیت شاون، 2002).
آلپرین معتقد است مدیریت تجربه مشتری فرآیند مدیریت رویدادها و تعاملات شخصی است که تجربه مشتری را بهوجود میآورند. از طریق نگاه به بیرون از خود، یک سازمان یا مؤسسه، بصیرت و بینش ارزشمندی را نسبت به نظر مشتریان خود بهدست میآورد. این فرآیند از طریق «تماس» تعامل با کسانی که در ارتباط با مشتری هستند، تجربه مشتری را تعیین میکند. مدیریت تجربه مشتری فرآیندی است که بهطور موفقیتآمیزی، وفاداری به مارک و تکرار دادوستد را ایجاد میکند. مدیریت تجربه مشتری بهطور مختصر شامل تأثیر گذاشتن بر مشتری و مدیریت کردن ادراک، احساسات و دانش او در تمام تجربیاتش است. این فرآیند، فرهنگ سازمانی را جهت ایجاد یک محیط مناسب تغییر میدهد و تجربه مثبت منحصر به فردی را از مؤسسه شما بهدست میدهد(آلپرین براچ، 2005).
اجرای برنامه مدیریت تجربه مشتری یک فرآیند خلاقانه و تجزیه و تحلیلی است که روی استراتژی و عملکرد متمرکز است. این فرآیند سازمانها را به چالش وا میدارد که کاملاً بر مشتری متمرکز شوند تا سازمان را متمایز سازند، روابط قوی با مشتریان برقرار کنند و درنهایت، رضایت قطعی تجربه مشتری را بهدست آورند(هاوراستن، 2007).
باب تامسون معتقد است «تجربه مشتری» تصور مشتری از تعامل با یک علامت تجاری است، از ارتباطات بازاریابی گرفته تا فرآیندهای فروش و ارائه و استفاده از آن محصول یا خدمات.
«مدیریت تجربه مشتری» به معنی مدیریت کردن تعاملات با مشتری برای ایجاد برتری مارک و سودبخشی بلندمدت است. مدیریت تجربه مشتری به شرکتها کمک میکند تا با نیمه راست مغزشان، مشتریان را ببینند. مرتبط با تصورات، احساسات و روابطی که تعیین کیفیت آنها خیلی سخت است، اما با این حال باارزشاند، بهجای نگاه کردن صرف به اینکه چطور و چقدر مشتری برای سازمان ارزشمند است، مدیریت تجربه مشتری نیاز دارد که ارزش شرکت را برای مشتری، مورد بررسی قرار دهد(باب تامسون، 2006).
مدیریت تجربه مشتری تلاشی هماهنگ برای تحقق اهداف ویژه از طریق بهبود بخشیدن به کیفیت و تداوم تعامل با مشتری است(راتی و همکاران، 2008).
مدیریت تجربه مشتری از نظر بوسر از طریق تبدیل مشتریان «راضی» به «وفادار یا هواخواه» و از طریق کاهش تجارب ضعیف که میتواند باعث نارضایتی مشتری و کاهش ارزش گردد، مشتریانی وفادار ایجاد کند که باعث ارزش مالی بیشتر میشوند(بوسر، 2009).
مدیریت تجربه مشتری به معنی ایجاد سطح بالایی از مشتری محوری، بهوجود آوردن کاراییهای عملیاتی، ایجاد مسیلهای جدید درآمدزایی و کمک به حداکثرسازی مزایا است(فراست، 2009). یک استراتژی است که روی عملیات و فرآیندهای یک تجارت پیرامون نیازهای فردی مشتری تمرکز میکند. این بیانگر یک استراتژی است که منجر به یک معامله برنده بین فروشنده و مشتریاش میگردد. هدف مدیریت تجربه مشتری، سوق دادن مشتری از رضایت به وفاداری و از وفاداری به هواخواهی و طرفداری است(کامالادوی، 2009).
2-2-4 مدیریت تجربه مشتری
مفهوم مدیریت تجربه مشتری برای اولینبار در سال 1998 توسط پاین و گیلمور در پروژه - ریسرچای مطرح شد. آنها معتقدند که تجارت موفق افراد را از طریق درگیر کردن در تجارب واقعی که منجر به ارزش شخصی میشود، تحت تأثیر قرار میدهد. همچنین کاملاً واضح است که «شخصیسازی» یک تجربه، بهطور معناداری میتواند درک و تصور مشتریان از کیفیت را متأثر ساخته و تجربه کلی آنها از دادوستد با سازمان را بهتر نماید. همانگونه که محققان و تحلیلگران متعددی که درباره مدیریت ارتباط با مشتری مطالعه میکنند، تا حد زیادی اهمیت مدیریت کردن تجربه مشتری را دریافتهاند. درک مشتری از یک سازمان در طور تعاملش با تمام کانالهای ارتباطی مربوط به آن سازمان (شامل وب، تلفن، ایمیل، موبایل و ...) شکل میگیرد و درنهایت تجربه مثبت مشتری منجر به تکرار دادوستد میگردد(بوزر، 2009). مدیریت تجربه مشتری بهطور مستقیم صدای مشتری را به تصویر میکشد، در این صورت تمام بخشهای سازمان برای یک هدف یعنی دستیابی به نیازهای مشتری کار میکنند. این رویکرد مدیریتی در هر یک از بخشهای سازمان چارچوبی ایجاد میکند تا بتوانند به هنگام تصمیمگیری صدای مشتری را مورد توجه قرار دهند. از طریق همین تمرکز فوقالعاده روی مشتری است که سازمانها بهتر میتوانند از خود در مقابل از دست دادن و فرار مشتری محافظت کنند(سیاری، 1393). مدیریت تجربه مشتری شامل مراحلی کاملاً آزمایش‌شده است که به شرکت‌ها برای ارزیابی، طراحی، اندازه‌گیری و اجرایی کردن بیشینه‌ مشتری‌مداری کمک‌رسانی می‌کند. در نتیجه اینکه این همسویی با مشتری بهجای اینکه طبق تجارب شخصی و اتفاقی افراد صورت گیرد، برحسب روش‌های علمی و قابل تکرار صورت می‌پذیرد و مشتری را همواره برای شرکت حفظ می‌کند. این سؤال مطرح است که چگونه میتوان تجربه را مدیریت کرد. تجربه خدمات بهعنوان یک بخش مجزا از زیر مجموعه تجربیات است که حاوی پیامهایی است که کدام اثر، چگونه بهوسیله مشتریان احساس و تعریف میشود. این تعاریف و احساسات درباره خدمات شرکت و ارائهدهندگان آن میباشد(برری و همکاران، 2006) به موجب آن در نتیجه عنوان میشود که مدیریت یک تجربه شامل مدیریت یک سری از تجربیات که توسط مشتری درک میشود. بنابراین، وابستگی احساسی زمینه کار برروی بخشهای تجربه مشتری است(کاربون و هاکل، 1994). مدیریت تجربه مشتری، فرایند استراتژیکی اداره کردن کل تجربه مشتری با یک محصول یا با یک شرکت است(اشمیت، 2003). بنابراین، مدیریت تجربه مشتری تواناییهای عملکرد شرکت را نشان میدهد(ماسکرنهاس و همکاران، 2006). آقای برری و همکارانش مدیریت تجربه مشتری را به سه قسمت تقسیمبندی کردند.
1- تجربه مشتری که به مشتریان اجازه میدهد ادراکات خود را بر مبنای عملکرد فنی خدمات است که آن را بخش وظیفهای گویند.
2- عوامل فیزیکی و قابل لمس که مرتبط با خدمات است که آن را بخش مکانیکی گویند.
3- رفتار و ظاهر ارائهدهندگان خدمات نشاندهنده بخش انسانی مدیریت تجربه مشتری است(برری و همکاران، 2006).
این بخشها باعث نفوذ و تغییر عقلانیت یا دیدگاه مشتریان و همچنین درک احساسی کیفیت خدمات و ایجادکننده تجره خدمات بهطور واقعی خواهد شد(برری و بنداپودی، 2003). هرکدام از بخشهای مدیریت تجربه مشتری حاوی پیام خاصی به مشتری میباشد که این سه قسمت حد اعلا و بهترین قسمتهای مدیریت تجربه مشتری است که ایجادکننده تجربه همگانی برای مشتریان میباشد(اوگلیوی، 2002) و باعث نفوذ بر احساسات مشتریان میشود(برری و همکاران، 2006). در زمان انتخاب، مصرف کردن و ارزیابی خدمات، مشتریان فرایند و سازماندهی بخشهای تجربه را در مجموعهای از ادراکاتی که بهصورت احساسی و حسی از طرف خدمات ارائه شده میباشد را در ذهن خود فرا میخوانند(برری و ساتلمن، 2007). اگر مشتریان دارای سطح بالایی از هوشیاری باشند، باعث بالا رفتن حساسیت آنها نسبت به تجربههایشان میشود و این باعث بیشتر شدن مقدار پیچیدگی، شخصیتر شدن مسائل و بالارفتن اهمیت موضوع و ریسک برای شرکت میشود(برری و همکاران، 2006). زیرا غیرملموس بودن و پیچیدگی خدمات مانند مهماننوازی منجر به مشکلتر شدن ارزیابی نسبت به محصولات فیزیکی میشود. سپس مشتریان بهطور منطقی شروع به جستجوی مواردی میکنند که برای اندازهگیری خدمات به آنها کمک میکند. ارائه خدمات باعث افزایش آگاهی مشتریان نه فقط در بخش وظیفهای، بلکه بهصورت آرام و تعاملی، در هر سه قسمت وظیفهای، مکانیکی و انسانی میشود(کاربون، 2004). بهعلاوه که بخش وظیفهای بهطور برجسته باعث اثرگذاری بر درک منطقی تجربه مشتری میشود و بخش مکانیکی و انسانی بر جنبههای احساسی تجربه مشتریان اثرگذار است(برری و ساتلمن، 2007). هرکدام از قسمتهایی که مدیریت تجربه مشتری (وظیفهای، مکانیکی و انسانی) را ایجاد میکند.
2-2-5 بخشهای مدیریت تجربه مشتری
2-2-5-1 بخش وظیفهای
خرید محصولات و خدمات توسط مشتریان بستگی به کیفیت وظیفهای و قابلیت اعتماد بودن در تحویل خدمات همانطور که به مشتری قول داده شده بود، دارد. قابلیت اعتماد یک حقیقت از کیفیت میباشد و یکی از مهمترین عوامل در برآورده کردن انتظارات مشتریان میباشد(برری و زیتمال، 1994). (یعنی محصول یا خدمت شما باید همانگونه که تبلیغ شده است، عمل کند، بدون کاستی یا خرابی.
شما باید به تلفن خود پاسخ دهید، وب سایت شما باید کار کند، خدمات باید بهموقع ارائه شود و به همین ترتیب. قابلیت اطمینان در یک تجربه مشتری از چیزی نشأت میگیرد که به آن «کارآمدی برای محصول» در یک شرکت میگوییم. بنابراین، هدف اصلی بخش وظیفهای بالا بردن اطمینان مشتری از قابلیت اعتماد عملکرد خدمات ارائه شده میباشد. بخش وظیفهای بر کیفیت تکنیکی خدمات ارائه شده بهخصوص قابلیت اعتماد بودن و شایستگی خدمات تأکید دارد. برای مثال در یک رستوران این بخش اشاره به کیفیت واقعی غذاها و کارایی خدمات ارائه شده دارد. حضور یا غیبت این بخش در هر مکانی دارای اثرات جذب برروی تجربه مشتری خواهد داشت(برری و همکاران، 2006). اهمیت این بخش در حقیقت اولینبار توسط آقای کوین در سال 1995 در مطالعهای باعنوان «چرا مشتریان عرضهکنندگان خود را تغییر میدهند» مطرح شد. نتایج نشان داد که 44 درصد از مشتریان در اولین شکست در دریافت کیفیت مناسب محصولات و خدمات، اقدام به تغییر نگرش و عرضهکننده خود گرفته بودند. سرعت فرایند خدمات و تحویل به موقع آن به مشتری دارای اهمیت فراوانی است و آن بستگی، به قابلیت دسترسی و محل خدمات و محصولات دارد. راحتی همچنین یک امر حیاتی در زیر مجموعههای بخش وظیفهای میباشد و آن اشاره دارد به اینکه چگونه به خوبی میتوان خدمات را با احتیاجات و با انتظاراتش با مشتری تطبیق کرد(تاکر، 1991). در تجربه خدمات ارزیابی تجاری و اداره کردن بخش وظیفهای، هسته خدمات و محصولات است و بهطور مؤثری با انتظارات مشتریان مرتبط میباشد(برری و همکاران، 2006). هرچند عوامل وظیفهای به تنها برای انتظارات مشتریان کافی نیست. ولی عموم مشتریان انتظار دارند که خدمات و محصولات مورد انتظار آنها مطابق با وعدههای داده شده باشد(برری و کاربون، 2007). بهعلاوه بخش وظیفهای بهطور اساسی تمرکز دارد بر چه چیزی تجربه خدمات؛ در حالیکه بخشهای مکانیکی و انسانی بر چگونگی تجربه خدمات یا مشتری اشاره دارد.
2-2-5-2 بخش مکانیکی
در ارتباط با بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری، موقعیت کلی ابعاد محیطی، مسئولیت تشکیل خدمات اصلی به مشتری در بخش مکانیکی را به عهده دارد(بتنر، 1992). مفهوم خدمات مکانیکی بهوسیله تعدادی از محققان در عبارتهای گوناگون مفهومسازی شده است. بهعنوان مثال: بیکر 1987 (محیط فیزیکی)، کاتلر(محیط جوی)، ترلی و میلی من 2000 (محیط بازاریابی)، مات ویک 2001 (تئاتر تعاملی)، بتنر 1992 (اکیپ خدماتی)، کرونن 2003 (محیط خدماتی) و برری و کاربون 2007 (بخش مکانیکی) تعریف میکنند. تا به حال توافق مشترکی درباره مفهوم بخش مکانیکی در مدیریت تجربه مشتری وجود ندارد. اما بیشتر محققان عقیده دارند اثر یا بخش مکانیکی شامل محیطی است که خدمات در ان ارائه میشود و یا مکانی است که فروشنده و مشتری با هم تعامل دارند و با امکانات قابل لمس ترکیب شده تا عملکرد یا ارتباط خدمات اسان شود(بوم و بتنر، 1981). در مورد بخش مکانیکی، تعدادی عوامل محیطی و عوامل برانگیختگی برای ارائه در محیط برای مشتریان باید آماده باشد که شامل طراحی ساختمان، تجهیزات یا امکانات ارائه خدمات، مزین کردن مکان یا تزیین مکان، نحوه نمایش یا جلوه محیط، رنگ، صدا، بو، روشنایی و هر نوع دیگر از عوامل حسی، تصویری یا سمبلیک که بدون استفاده کاری یا عملی با مشتری ارتباط برقرار میکند(هاکل، کاربون و برری، 2003). در طول تجربه مشتری، مشتریان تحت تأثیر عوامل متعددی از عوامل مکانیکی قرار میگیرند که نشاندهنده روانشناسی محیطی و روانشناسی بازاریابی میباشد. مطالعه درباره روانشناسی محیطی بر پایه مدل محک ارگانیزم پاسخ میباشد،که نشان داد، محیط فیزیکی برروی پاسخ احساسی، رفتاری و شناختی مشتریان اثرگذار است(اسپان برگ و همکاران، 1996). همچنین عوامل ادراکی در رشته بازاریابی بر روی پاسخ روانشناسی و رفتاری کارکنان و مشتریان در محیط خدماتی اثرگذار میباشد. همچنین پایهای برای بخش مکانیکی در مدیریت تجربه مشتری فراهم میکند(زیتمال و همکاران، 2006). عوامل مکانیکی در تجربه مشتری بر روی حالتهای احساسی مشتریان تأثیرگذار است(پالمن و گروس، 2004) و زمانی که خدمات دریافت میشود درک میشود(تامک، 2003). همچنین ارزیابی کیفیت بهوسیله مشتریان انجام میشود(برادی و همکاران، 2001). عوامل مکانیکی باید در هنگام دریافت سفارشها یا ارائه خدمات برای مشتریان کارا و مؤثر باشند تا بتوانند پاسخگوی کل محیط شود(پالمر، 2005). عقیده اولیه مشتری از مصرف محصولات و خدمات در ارتباط با بخش مکانیکی تجربه مشتری میتواند یک تجربه منحصربهفرد را در مشتریان ایجاد کند. عواملی مانند دکوراسیون، صدا، ظاهر شخصی پرسنل شرکت همه حس بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری را انتقال میدهد(بتنر، 1992). بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری به کیفیت خدمات، انتخاب خدمات و وفاداری مشتریان مرتبط است. همچنین بهطور ویژه برای درک کیفیت از خدمات ارائه شده در جایی که تجربه مشتری عامل مؤثر میباشد و مشتری زمان وسیعی را در آنجا صرف میکند، مرثر است. مانند: ماندن طولانیمدت مشتری در هتل یه فرودگاه. بهعلاوه بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری میتواند اولین تأثیر را روی تجربه مشتری در مقایسه با دو بخش دیگر مدیریت تجربه مشتری، یعنی بخش انسانی و وظیفهای داشته باشد. از اینرو یک نقش مهم بخش مکانیکی ایجاد کردن تأثیر اولیه کالا یا خدمت بر روی مشتری است. زیرا مشتریان بهطور عام تجربه بخشهای مکانیکی، مدیریت تجربه مشتری را قبل از تجربه کردن بخشهای وظیفهای و انسانی درک میکنند و بخش فیزیکی تأثیر ثابت و پایدارتر را روی انتخاب مشتریان و انتظارات آنها دارد(برری، 2007). در ارتباط با انتظارات، بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری مشخص کرد که وظایفی که به عنوان خدمات ضمنی قرار است انجام شود؛ منجر به استدلال مشتریان درباره خدماتی است که شرکت ارائه میدهد(زیتمال و همکاران، 1996). درک مشتریان از عوامل مکانیکی نه فقط به ادراک تجربه مرتبط است. بلکه، همچنین به انتظارات از خدمات بستگی دارد. کیفیت خدمات و ادراک ارزشی یک نقش میانجی اصلی را در مفهوم خردهفروشی بازی میکند(بیکر و همکاران، 2003).
2-2-5-3 بخش انسانی
رفتار کنان و عملکردشان در طول ارائه خدمات یک راهنما و قسمت قوی برای تحت تأثیر قرار دادن ادراک مشتریان و تجربه مشتریان و بالا بردن کیفیت خدمات است(برری و کاربون، 2007). این بخش را بخش انسانی یا راهنمای انسانی از مدیریت تجربه مشتری گویند که بیشتر برروی اعمال و ظاهر کارکنان و ارائهدهنده خدمات تمرکز دارد. مانند انتخاب کلمات، لحن و سطح اشتیاق ارائهدهنده خدمات، زبان بدن و پاکیزگی و مناسب بودن لباس آنها را شامل میشود(برری و همکاران، 2006). فعل و انفعال انسانی در تجربه مشتری یک فرصت خوب را برای انتقال احترام و توجه بالا به مشتری آماده میکند و در انتها انتظارات مشتریان از حالت معمول خود تجاوز کرده و یک درگیری احساسی را در مشتریان ایجاد میکند(برری و کاربون، 2007). چگونگی عکسالعمل شخص به شخص و رو در رو مابین یک کارمند و یک مشتری مسأله مهمی است که نشان میدهد چگونه یک مشتری درباره تجربه خدمات ارائه شده قضاوت میکند(هنینگ و همکاران 2004). رفتار کارکنان بهعنوان تمایل یا آمادگی کارکنان برای برخورد و ملاقات با مشتری است که نیازمند آموزشهای ضمن خدمت میباشد. رفتار کارکنان به تقویت ارزش کمک میکند و ایجادکننده ساختار قوی در میان سایر کارکنان سازمان است و همچنین به موفقیت شرکت و موفقیت تجربه مشتری بهطور مثبت کمک میکند(جاورسکی و کوهیل، 1993). تحقیقات نشان داده است که جنبههای دیگری از رفتار کارکنان اهمیت دارد که آن بستگی به تلاش کارکنان در سازمان دارد(اسپیچ و همکاران، 2007). تلاش کارکنان برای جلب رضایت مشتری از اهمیت فراوانتری نسبت به تواناییهایی است که کارکنان قبلاً دریافت کردهاند. مدیریت باید تلاش کند بر روی بالا بردن تلاش کارکنان تمرکز کند. این اقدامات مدیریت شامل عواملی است که عملکرد کارکنان را از طریق ارتقا شایستگی اجتماعی آنها افزایش میدهد(اسپیچ و همکاران، 2007). بهعلاوه اعتبار به عنوان عاملی در رفتار کارکنان در قسمت انسانی مدیریت تجربه مشتری مطرح میشود. اعتبار یعن درجهای که افراد درک میشوند، تا نقطه نظرهای ضروری آنها جذب شود و بتواند در تأمین خدمات مورد انتظار یاریدهنده سازمان باشند(اوهانیون، 1990). تحقیقات گذشته نشان داد که طراحی مناسب محیط خدمات (بخش مکانیکی مدیریت تجربه مشتری) بهصورت ناخوداگاه بر روی ادراک مشتریان و اعتبار کارمندان بخش خدمات مؤثر است(بتنر، 1992). عامل دیگری که در رفتار بخش انسانی مدیریت تجربه مشتری شناسایی شده، شایستگی است که توصیفکننده قدرت قضاوت و اظهار نظر کارکنان خمات از نیازهای مشتریان است و از دانش شخص او ناشی میشود(گلد اسمیت و همکاران، 2000). اهمیت شایستگی کارکنان همواره با محیط خدماتی که کارکنان در آن فعالیت میکنند براورده میشود. زیرا لمسناپذیر بودن خدمات ارائه شده به وابستگی مشتریان به پرسنل خدمات میافزاید و شایستگی کارکنان در این مرحله میتواند مسائل مربوط به مشتریان را حل کنند(شارما و استافورد، 2000). از اینرو در دورهای که کالا و خدمات ارائه شده در سازمان نمیتواند تفاوتهای برجستهای با تولیدات سایر سازمانها داشته باشد، وفادار نمودن میتواند سودآوری سازمانها را افزایش دهد، چرا که حجم و دفعات خرید مشتریان وفادار بیشتر است و برای مدت بیشتری با سازمان باقی میمانند و شما را به دیگران هم معرفی میکنند، پس عجیب نیست که گفته میشود: مدیریت تجربه مشتری کمک میکند تا مشتریان به طرفداران پروپاقرص سازمان تبدیل شوند(جانفرسا، 1387).
2-2-6 هدف مدیریت تجربه مشتری
یان مک الیستر، مدیر و رئیس سابق مدیریت، شرکت فورد موتور: «در اواخر دهه 1980 کیفیت وجه تمایز بود. در دهه 1990 برند وجه تمایز بود. برای دهه 2000، تجربه مشتری متمایزگر خواهد بود. هدف مدیریت تجربه مشتری ارائه یک پیشنهاد و تجربه برجسته و قابل اتکا به مشتریان است، به‌طوری‌که مشتریان ارتباطی عاطفی، دائمی و البته سودآور را با شرکت آغاز کنند. هر زمان که مشتری با شرکت ارتباط برقرار می‌کند و به‌صورت حضوری مراجعه می‌کند، در ذهن خود قضاوتی را از شرکت شکل می‌دهد که یا منجر به بازگشت وی به شرکت برای خرید بیشتر و توصیه و معرفی شرکت به سایرین خواهد شد یا برعکس باعث احساس عدم رضایت و دلسردی وی می‌شود. باید بدانیم که مشتریان امروزه انتظاری فراتر از دریافت محصول و خدمت باکیفیت را از شرکت دارند. آنها در هر ارتباط، یک تجربه منحصربه‌فرد و خاص را تقاضا می‌کنند. در واقع مدیریت تجربه مشتری به بررسی این لحظه‌های حساس می‌پردازد و اطمینان حاصل می‌کند که شرکت، کارمندانش، محصولاتش و به‌طور کلی خط مشی‌ای که دنبال می‌کند، هم راستا با استانداردهای روز دنیا باشد تا بر اساس مهم‌ترین نیازهای مشتریان، رضایتمندی مشتری از مجموعه فعالیت‌های شرکت به بیشترین میزان خود برسد و یک تجربه ایده‌آل برای وی شکل بگیرد(یگانه و فرهاد، 1393).

2-2-7 فلسفه مدیریت تجربه مشتری
در رابطه با نکات اصلی مدیریت تجربه مشتری شاو و ایونس(2002)،هفت فلسفه برای ساخت تجارب بزرگ مشتری ارائه دادهاند. آنها استدلال میکنند که این فلسفه ها عناصر اصلی تجربه مشتری هستند که شرکتها باید به آنها توجه کنند.این فلسفهها عبارتند از:
- یک منبع مزیت رقابتی بلند مدت
- ایجاد شده توسط انتظارات جسمی و روحی مستمر مشتری
- تمایز با تمرکز بر تحریک احساسات برنامه ریزی شده
- تقویت از طریق الهام بخش،تقویت فرهنگ و همدلی افراد شاد

دانلود پایان نامه ارشد- مقاله تحقیق

 برای دانلود فایل کامل به سایت منبع مراجعه کنید  : homatez.com

یا برای دیدن قسمت های دیگر این موضوع در سایت ما کلمه کلیدی را وارد کنید :

 

- طراحی وارونه به جای کامل
- تولید درامد و توان کاهش قابل توجه
- تجسم نام تجاری(شاو و ایونس،2002)
ویژگیهای مدیریت تجربه مشتری
- قدرتمند: مدیریت تجربه مشتری بینش و فراستی درباره تجربه اخیر مشتریان و چگونه بهبود بخشیدن به آن به دست میدهد.
- سریع: از طریق تمرکز صرف روی مشتریان هدف، مدیریت تجربه مشتری میتواند به نتایج سریعتر و قابل اطمینانتری دست یابد.
- پیشرو: توصیههای مدیریت تجربه مشتری بر این نکته متمرکزاند که روی آن دسته از زمینههای کلیدی متمرکز شوید که به مشتری ارزش میدهد. در اینصورت به جای انبوهی از داده به دانش مطلوب دست خواهید یافت.
- به صرفه: رویکرد مدیریت تجربه مشتری پیمایش را ساده و مقرون بهصرفه میسازد(شاون، 2005).
2-2-9 سطوح مدیریت تجربه مشتری
در هر سازمانی مدیریت تجربه مشتری در دو سطح قابل بررسی و اجرا است:
1. مدیریت تجربه مشتری در سطح استراتژیک: مدیریت تجربه مشتری استراتژیک به شرکتها این امکان را میدهد که از طریق شناخت پیشرانهای کلیدی رضایت مشتری، یک استراتژی مشتری محور را توسعه دهند. مدیریت تجربه مشتری درواقع به سازمانها کمک میکند تا عملکرد تجاری خود را بهبود بخشیده و از طریق گوش کردن به مشتری، حفظ مشتری را در بلندمدت تحقق بخشند. مدیریت تجربه مشتری از طریق نظم بخشی به فرآیندهای تجاری جهت تطبیق تجربه مشتری با انتظاراتش به تضمین سودآوری بلندمدت و پایداری کمک میکند. مدیریت تجربه مشتری استراتژیک، برای تضمین روابط موفق از طریق یک دید وسیع به تمام نقاط تماس و وابستگیهای متقابل، بسیار قاطع و سرسخت است.
2. مدیریت تجربه مشتری در سطح تاکتیکی: مدیریت تجربه مشتری تاکتیکی یا ماهرانه، منبعی غنی است که به شما این امکان را میدهد که بازخورد فوری از مشتری خود بگیرید و خیلی سریع نسبت به یک به یک مشتریان، عکسالعمل نشان دهید. مدیریت تجربه مشتری میتواند از بازخوردهای بهدست آمده از برنامههای مدیریت شکایت به همان خوبی اطلاعات جمعآوری شده از تعامل مشتریان با انواع نقاط تماس استفاده نماید. مدیریت تجربه مشتری علاوه بر اینکه سازمان را قادر میسازد تا به ارباب رجوعهای ناراضی سریع پاسخ دهد، این امکان را نیز فراهم میآورد تا فرآیندها بازبینی شده و مشکلات برطرف شود(هابر، 2010).
طبقهبندی نقاط تماس، مدیریت حفظ مشتری و بینش استراتژیک بهطور متقابل گران و منحصربه فرد نیست و در حقیقت ارکان تاکتیکی و استراتژیکی مدیریت تجربه مشتری را میسازد.
3450590353060بینش استراتژیک و راهحلها
00بینش استراتژیک و راهحلها
-49530247015تجزیه و تحلیل نقاط تماس و طبقهبندی
00تجزیه و تحلیل نقاط تماس و طبقهبندی

1586865111760ارتباطات و تحقیقات ابقا و نگهداری
00ارتباطات و تحقیقات ابقا و نگهداری

نمودار 2-2 سطوح مدیریت تجربه مشتری (هابر، 2010)
2-2-10 چارچوبهای مدیریت تجربه مشتری
2-2-10-1 چارچوب مدیریت تجربه مشتری (اسمیت و ویلر، 2002)
چارچوب مدیریت تجربه مشتری دارای پنج مرحله اساسی میباشد . مدیران، دارای میزان انعطافپذیری ترتیبی میباشند که میتوانند در ان ترتیب، به انجام این مراحل بپردازند. طبق نظر آقای شائون اسمیت این مراحل بهطور متوالی به شرح زیر میباشند:
4937760302260002222500116205مرحله 1: تجزیه و تحلیل دنیای تجربه مشتری
00مرحله 1: تجزیه و تحلیل دنیای تجربه مشتری

1774825245110مرحله 2: ایجاد سازی یا ساختن عرصه تجربی
00مرحله 2: ایجاد سازی یا ساختن عرصه تجربی

445198563500001377950308610مرحله 3: طراحی تجربه مارک تجاری
020000مرحله 3: طراحی تجربه مارک تجاری

403352024384000
3547745356235001017270-4445مرحله 4:ساختار سازی واحد مشتری
020000مرحله 4:ساختار سازی واحد مشتری

617220102235مرحله 5: پرداختن به نوآوری متداوم (پیوسته)
00مرحله 5: پرداختن به نوآوری متداوم (پیوسته)

چارچوب مدیریت تجربه مشتری متشکل از پنج مرحله میباشد. مرحله 1 (تجزیه و تحلیل دنیای مشتری) یک مرحله تجزیه و تحلیلی میباشد. مرحله2 (ایجادسازی عرصه تجربی) یک مرحله استراتژی میباشد. مرحله 3 تا 5 (طراحی تجربه مارک تجاری، ساختارسازی واسط مشتری و پرداختن نوآوری متداوم) مراحل پیادهسازی (اجرا) میباشند.
2-2-10-2 چار چوب مدیریت تجربه مشتری (کیسکا، 2002)
مدیریت تجربه مشتری امکان حفظ مشتریان باارزش و سابقهدار را فراهم میکند. مدیریت تجربه مشتری یک دید آینده نگر از آنچه مشتریان انتظار دارند را ارائه میدهد و بهطور مستقیم صدای مشتری را به تصویر میکشد. بنابراین تمام بخشهای سازمان ایجاد میکند که میتوانند به هنگام تصمیمگیری، صدای مشتری را مورد توجه قرار دهند. از طریق همین تمرکز عالی روی مشتری است که سازمانها بهتر میتوانند از خود در مقابل ارتداد و فرار مشتری محافظت نمایند. مدیریت تجربه مشتری رویکردی فراهم میکند که ایجاد و حفظ روابط با مشتری را ممکن میسازد، جزء کلیدی مدیریت تجربه مشتری کاربرد آن در تمام بخشهای سازمان از تحقیق تا توسعه مدیریت منابع انسانی است که از طریق جمعآوری و بهرهجویی از بازخوردی که مشتریان از تمام بخشهای سازمان میدهند، یک شرکت مشتری محور، شروع به گسترش میکند.