Σύνθεση, τροποποιήση κα χαρακτηρισμός υποψήφιων καινοτόμων πρώτων υλών και βελτιστοποίηση διεργασιών για παραγωγή ινών άνθρακα

Ανάγνου, Σταύρος; Anagnou, Stavros

dc.contributor.author	Ανάγνου, Σταύρος	el
dc.contributor.author	Anagnou, Stavros
dc.date.accessioned	2016-05-05T10:15:10Z
dc.date.available	2016-05-05T10:15:10Z
dc.date.issued	2016-05-05
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/42454
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.4883
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Ίνες άνθρακα	el
dc.subject	Λιγνίνη	el
dc.subject	Ινοποίηση τήγματος	el
dc.subject	Πολυακρυλομιτρίλιο	el
dc.subject	Υγρή ινοποίηση	el
dc.title	Σύνθεση, τροποποιήση κα χαρακτηρισμός υποψήφιων καινοτόμων πρώτων υλών και βελτιστοποίηση διεργασιών για παραγωγή ινών άνθρακα	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-27
heal.abstract	Χαρακτηριστικό της εποχής μας είναι η ραγδαία ταχύτητα ανάπτυξης των τεχνολογικών εφαρμογών. Η ανάπτυξη αυτή δημιουργεί ανάγκες για νέα καινοτόμα υλικά, που να πληρούν τις σύγχρονες προϋποθέσεις για την χρήση τους. Οι ίνες άνθρακα (CFs) είναι ένα ελαφρύ, υψηλής απόδοσης υλικό με υψηλή μηχανική αντοχή. Λόγω αυτών των ιδιοτήτων τους, οι ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται ευρέως σε εφαρμογές όπως στον τομέα της αεροναυπηγικής, της αεροδιαστημικής, του αθλητισμού, και τις βιομηχανίες αναψυχής. Τα πολυμερή σύνθετα προϊόντα που σχεδιάζονται για εφαρμογές υψηλής απόδοσης βασίζονται κυρίως στην ενίσχυση με ίνες άνθρακα. Τα δύο πιο κοινά πρόδρομα υλικά που χρησιμοποιούνται σήμερα για την παραγωγή ινών άνθρακα είναι το πολυακρυλονιτρίλιο και η πίσσα. Ωστόσο, το υψηλό κόστος των πρόδρομων υλικών, το οποίο αποτελεί το 43% του κόστους κατασκευής των ινών άνθρακα, περιορίζει τη είσοδο τους στην ευρεία αγορά. Ως εκ τούτου, είναι αναγκαίο να αναπτυχθούν εναλλακτικές πρόδρομες ουσίες και βελτιστοποίηση των διεργασιών για τη μείωση του κόστους παραγωγής και την επέκταση της χρήση τους. Στην παρούσα εργασία, μελετάται αρχικά η πρόδρομη ένωση πολυακρυλονιτριλίου (PAN) από το στάδιο του πολυμερισμού της έως την μορφοποίηση της σε ίνα σε πιλοτική γραμμή υγρής ινοποίησης. Αρχικά πραγματοποιείται ριζικός συμπολυμερισμός ακριλονιτριλίου, ιτακονικού οξέος και ακρυλικού οξέος, καθώς και χαρακτηρισμός του παραγόμενου υλικού. Στη συνέχεια παρασκευάζεται διάλυμα του παραγόμενου προϊόντος σε διμεθυλοφορμαμίδη (dimethylformamide, DMF) και ινοποιείται με τεχνική υγρής ινοποίησης μέσω διαλυμάτων κροκίδωσης, σταθεροποίησης και έκπλυσης. Σκοπός της μελέτης είναι κυρίως η αξιολόγηση και βελτιστοποίηση των επιμέρους σταδίων της υπάρχουσας γραμμής παραγωγής. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας μελετάται η πολλά υποσχόμενη εναλλακτική πρόδρομη ένωση ινών άνθρακα, λιγνίνη. Πραγματοποιούνται δοκιμές με τεχνική ινοποίησης από τήγμα μη τροποποιημένης λιγνίνης και λιγνίνης τροποποιημένης με διάλυμα HCl, καθώς επίσης και χαρακτηρισμοί των παραγόμενων υλικών. Ο προσανατολισμός των μικρής κλίμακας πειραμάτων έχει την εισαγωγή και υιοθέτηση τους από τη βιομηχανία και για το λόγο αυτό χρησιμοποιούνται όσο το δυνατόν γρήγορες, χαμηλού κόστους διεργασίες. Τέλος πραγματοποιείται και οικονομοτεχνική μελέτη για τα προαναφερθέντα υλικά από όπου προκύπτει ότι παρουσιάζουν συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση, λόγω της πληθώρας των πλεονεκτημάτων που παρουσιάζουν, και καθιστούν βιώσιμη την περαιτέρω μεγάλης κλίμακας ανάπτυξή τους.	el
heal.sponsor	Η έρευνα της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του ευρωπαϊκού προγράμματος Functionalized Innovative Carbon Fibers Developed from Novel Precursors with Cost Efficiency and Tailored Properties «FIBRASPEC» με α.σ. (604248).	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.
heal.fullTextAvailability	true