1-1پلیمریزاسیون امولسیونی

 

امروزه دیسپرسیون‎های پلیمری با نام لاتکس بیان می­شوند که درزبان لاتین به معنای مایع یا سیال می‎باشد و به کلمه یونانی لاتکس که با معنای قطره می‎باشد برمی­گردد. کلمۀ لاتکس یک واژه عمومی می‎باشد که برای تمام انواع دیسپرسیون‎های پلیمری اطلاق می‎شود. محیط دیسپرسیون، فاز همگن و ترم مترادف با فاز پیوسته می­باشد. هر ماده­ای می‎تواند یک محیط دیسپرسیون باشد به شرطی که برای ماده دیسپرس شده یک ناحلال باشد. آب از گذشتۀ دور در واقع به دلایل ارزانی، ایمنی و مسائل زیست محیطی مهم ترین عامل دیسپرسیون بوده است.

 

امکان تولید پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا و سرعت پلیمریزاسیون به مراتب بیشتر از سرعت مشاهده شده در سیستم­های همگن از مشخصه‎های این فرآیند می‎باشد، به علاوه، وزن مولکولی پلیمر را با افزودن عامل انتقال زنجیر می‎توان کنترل کرد. معمولاً پلیمریزاسیون تا تبدیل بالایی انجام می­گیرد و لذا مقدار مونومر باقیمانده حداقل می­باشد.

 

معایب پلیمریزاسیون امولسیونی هم از قسمت به قسمت بودن واکنش ناشی می­شود. محلول واکنش معمولاً دارای مقداری افزودنی مثل سورفکتانت و اجزای آغازگر می­باشد و حذف این مواد مشکل بوده و می­تواند کیفیت محصولات لاتکس نهایی را تحت تأثیر قرار دهد (شكل شماره 1-1)، همچنین در مواردی که خود پلیمر مورد نیاز باشد حذف فاز پیوستۀ آبی ضرورت دارد و هزینه‎های اضافی را تحمیل می‎کند.

 

شکل شماره1-1 . شمای کلی از روندانجام واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی]2[

 

محصولات پلیمریزاسیون امولسیونی به صورت لاتکس یا به صورت مادۀ خام بعد از حذف فاز پیوسته قابل استفاده می­باشند. از جملۀ مشهودترین کاربردهای این محصولات که بخشی از زندگی روزمرۀ ما را تشکیل می­دهد می­توان به رنگ‎های لاتکس، روکش‎های کاغذ، روکش­های منسوجات و چسب‎ها اشاره کرد ودراین میان پلیمرهای امولسیونی ویژه که از اهمیت صنعتی بالایی برخوردار هستند در مواردخاصی مانند افزودنی­های سیمان، اصلاح کننده­های رئولوژی و لاتکس‎های زیست پزشکی نیز استفاده می‎شوند.

 

پلیمریزاسیون امولسیونی یک فرآیند پیچیده می­باشد و درکنار اهمیت صنعتی­اش، بحث علمی وسیعی در مورد آن صورت گرفته است.

 

کارهای وسیعی به منظور درک بهتر و توضیح کمّی مکانیسم­هایی که طی فرآیند اتفاق می‎افتد انجام گرفته است‎، لذا کنترل واکنش­های پلیمریزاسیون امولسیونی از مسائل کلیدی بوده ودر بررسی‎های علمی از اهمیت زیادی برخوردار میباشد.]1-2[

 

1-2 پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات

 

اگرچه حدود یک سوم از منومر وینیل استات برای تولید لاتکس‎ها به صورت رنگ‎ها و چسب‎ها مورد استفاده قرار می‎گیردولی اطلاعات منتشره در خصوص پلیمر شدن امولسیونی وینیل استات محدود می‎باشد. پلیمر شدن امولسیونی وینیل استات شاید در میان روش‎های پلیمر شدن با توجه به اینکه لاتکس‎های واقعی با سطح فعالهای آنیونی و یا کاتیونی و یا سطح فعالهای غیر یونی یا کلوئیدی حفاظتی و همراه با ترکیب دو یا بیشتر از این مواد و همچنین بدون امولسیون کننده‎ای به وجود می‎آید منحصر به فرد است.

 

از نگاه صنعتی‎، پلیمر شدن تعلیقی وینیل استات برای تولید گرانول پلی وینیل استات بالاترین اهمیت را داردو اغلب این گرانول‎ها به پلی 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  وینیل الکل با تنوع درجه آبکافت و با وزن مولکولی متفاوت تبدیل می‎گردند. در مقیاس آزمایشگاهی کوپلیمر شدن وینیل استات با منومرهای دیگر شاید با توجه به راحتی عمل و راحتی به وجود آوردن محیط تعلیقی مناسب مزیت داشته باشد.گفتنی است پلیمریزاسیون صنعتی امولسیونی این منومربه صورت همو یا کوپلیمر شدن از اهمیت فراوانی برخوردار است علی الخصوص در توسعه چسب ها، رنگ ها، پوشش دهی کاغذ و تکمیل در نساجی.

 

این پلیمر از سالهای 1940 به دلیل داشتن خواصی چون چسبندگی سریع، مقاومت مكانیكی خوب و قابلیت چسبندگی به سطوح صاف و صیقلی، كاربردهای وسیعی پیداكرد ولی باید توجه داشت كه این پلیمر، رزینی سخت [1] و شكننده‏[2] ا‏ست. برای بر‏طرف كردن چنین نقیصه‏ای ابتدا از نرم‏كننده‏ها [3] استفاده شد. نرم‏كننده‏ها معمولاً یك مولكول بزرگ مانند دی‏اكتیل‏فتالات[4] یا دی‏متیل‏فتالات[5] هستند كه با كاهش تماس زنجیرهای پلیمری به‏هم، تحرك بیشتری به آنها می‏دهند. نکتة منفی استفاده از نرم‏كننده‏ها این است كه مولكولها به‏طور شیمیایی به‏هم وابسته نیستند و احتمال اینكه این مواد از پلیمر جداشده و به طرف سطح مهاجرت كنند، وجود دارد و نهایتاً بازهم پلیمر سخت ‏شده و چسبندگی كاهش خواهد یافت]3-4[.

 

درکل نقاط ضعفی که گاها متوجه محصولات برگرفته از پلی وینیل استات (چسب چوب،لاتکس‎های مورد استفاده درکاربردها‎ی پوشش دهی سطح و…) می‎شود را می‎توان درموارد ذیل خلاصه کرد:

 

1- مقاومت ضعیف دربرابر آب ورطوبت

 

2- عملکرد نسبتاً ضعیف دردمای بالا

 

3- حساسیت زیاد نسبت به خزش

 

تمامی مواردمطرح شده را می‎توان مرتبط باساختارفیزیکی پلی وینیل استات دانست چراکه این پلیمر دارای ساختاری قطبی با جاذبه‎های نسبتا ضعیف واندروالسی میان زنجیره هایش بوده وهمین امر منجربه کاهش دمای انتقال شیشه‎ای این پلیمر شده است، دراین میان برخی تحقیقات صورت گرفته درسالیان اخیر باهدف بهبود واصلاح خواص پلی وینیل استات باتوجه به کاربری این پلیمر به کمک اصلاح کننده‎های موجودرا می‎توان در 2 گروه اصلی زیر خلاصه کرد:

 

1-کوپلیمریزاسیون وینیل استات بابرخی منومرهای آب گریز و یا دارای عوامل فعال

 

2-آمیزه سازی پلی وینیل استات باافزودنی‎هایی که می‎تواند منجربه ارتقای خواص آن شود.

 

قابل توجه است که باانجام استراتژی‎های مطرح شده می‎توان در ازای کاهش برخی خواص این پلیمر به اصلاح خواص مدنظر پرداخت که البته دراین میان لزوم استفاده از دستورالعمل خاصی برای حفظ وبهینه سازی تمامی خواص لازم غیرقابل انکاراست.

 

برای مثال افزودن برخی فیلرها و یامواداسیدی به چسب چوب برپایه پلی وینیل استات (علی رغم اینکه باعث تقویت عملکرد مکانیکی واستحکام فیلم و یاچسب پلی وینیل استات دردمای بالا می‎شود) به زیرلایه چوبی[6] که چسب برآن اعمال می‎شود ضربه زده وکاربری پلی وینیل استات راتحت تاثیرقرار می‎دهد، ازطرفی کوپلیمریزاسیون وینیل استات بامنومرهایی نظیربوتیل آکریلات واتیلن منجر به افزایش نرمی ومقاومت دربرابر آب شده ولی باعث کاهش چشمگیر مدول یانگ، سختی واستحکام برشی محصول نهایی خصوصادردمای بالا می‎شود. درکل می‎توان نتیجه گرفت که بمنظور ایجاد وحفظ تمامی خواص دلخواه درپلی وینیل استات میبایست ترکیبی ازاصلاح کننده‎های مربوطه رابکارگرفت، بعبارتی ضمن لزوم وجود خواص مکانیکی واستحکام مناسب به کمک آمیزه سازی پلی وینیل استات باافزودنی‎های مناسب وتشکیل نوعی کامپوزیت، به کمک کوپلیمریزاسیون منومر وینیل استات بامنومرهایی با دمای انتقال شیشه ای[7] کمتر باهدف کاهش دمای انتقال شیشه‎ای پلیمر حاصله ورهایی ازنقیصه شکنندگی وضعف دربرابر رطوبت منسوب به پلی وینیل استات به ترکیبی ازخواص مطلوب برای این پلیمر دست یافت]5[.

 

1-2-1 پلیمریزاسیون امولسیونی وینیل استات – α الفین

 

مونومرهایی كه برای تركیب با وینیل‏استات مورد استفاده ‏قرار می‏گیرند عبارت‏است از: دی‏بوتیل‏مالئات، دی‏بوتیل فومارات، بوتیل اكریلات، وینیل لائورات، وینیل‏استئارات، اتیل‏آكریلات و اتیلن. مهمترین امتیاز اتیلن علاوه بر غیر سمی بودن، ارزانی آن است .

 

پلیمریزاسیون آلکن‎ها به دلیل خواص شیمیایی ومکانیکی مطلوب پلیمرهای حاصل‎، بسیار رایج بوده است ولی زمانی که نیاز به وجود گروههای قطبی و یا گروههای عاملی خاص بمنظورایجاد چسبندگی به سطح وجود دارد، این دسته از پلیمرهادارای نقاط ضعفی میباشند‎، لذا زمانی که منومرهای اولفینی در مجاورت منومرهای قطبی قرارگیرند شاهد بهبود خواص فیزیکی‎، مکانیکی‎، نوری و همچنین بهبود چسبندگی به سطح می‎باشیم که این فرآیند، پلیمرهای حاصل را درکاربردهای پوشش دهی سطح‎، نوری و پزشکی مستعد میسازد ] 6 [.

 

برای مثال كوپلیمر وینیل‏استات-اتیلن در برابر اشعة ماوراء بنفش [8] و مواد آلكانی مقاوم است و به همین علت كوپلیمر اتیلن وینیل استات[9] به‏‏طور گسترده‏ای در صنایع مختلف به‏كار‏گرفته‏شده‏اند و بسته به مقدار مونومرهای اتیلن و وینیل‏استات كوپلیمر حاصل خواص متفاوتی خواهد داشت و به همین دلیل كاربردهای متنوعی دارد [3-4].

 

ازاین رو،کوپلیمریزاسیون منومرهای قطبی وینیلی همانند وینیل استات با α- اولفین‎ها بدلیل خواص فیزیکی مکانیکی بسیار مناسب پلیمر حاصله طرفداران بسیار زیادی پیدا کرده است و دراین میان کوپلیمریزاسیون امولسیونی روش نوینی برای سنتز پلیمرهای وینیلیک است، بگونه‎ای که این روش برای کوپلیمریزاسیون آکریلات با α- اولفین‎ها نیزپیشنهاد شده است] 6 [.

مدل اتمی بور كه تا پیش از پیدایش مكانیك كوانتومی،كاملترین نظریه در توصیف جهان خُرد بود، نمی توانست در مورد قواعد انتخاب اتم هیدروژن اظهار نظر درستی نماید. بر طبق چنین قواعدی كه از لحاظ تجربی مشاهده شده بودند، تنها ترازهای معینی از انرژی دیده می شوند. در واقع الكترون اتم هیدروژن، هر انرژی دلخواهی ندارد و تنها مقید به برخی انرژی های معین است. نظریه اتمی بور كه امروزه نظریه كوانتوم قدیم خوانده می شود، ریشه های در مكانیك كوانتومی نداشت و اصول خود را از مكانیك كلاسیك به وام می‎گرفت. با این حال، نظریه بور به وضوح، گسستگی ترازهای انرژی را در اتم هیدروژن نشان می داد. در این نظریه علاوه بر انرژی، اندازه حركت زاویهای هم كمیتی گسسته بود. حتی فضای حركت الكترون به دور دسته هم محدود به مدارهای خاص با فاصله معینی از هسته می‎شد. تمایز نظریه كوانتوم قدیم و مكانیك كلاسیك در گسسته بودن مقادیر كمیتهایی مثل انرژی و اندازه حركت زاویه های بود.همان طور كه در شكل 1-1 می‎بینید در نظریۀ  بور، الكترون روی ترازهایی با انرژی و شعاع معین از هسته قرار دارد.

 

این نظریه عدم سقوط الكترون بر روی هسته اتم هیدروژن را نیز توجیه می نمود. چون الكترون تنها می تواند در مدارهای معینی باشد، در گذر از مداری به مدار دیگر، انرژی از خود نشر میكند كه مقدار آن دقیقاً برابر با انرژی جدا كنندگی این دو تراز از همدیگر است. اوایل قرن بیستم آزمایشات جدیدی آغاز شد كه نكاتی را در مورد صحت و سقم مكانیك سیالات آشكار ساخت. یكی از آنها كه ظرفیت گرمای در حجم ثابت و در فشار ثابت  اجسام بود.[1و11]

 

شکل 1-1 نمایش حرکت الکترون در فضای اطراف هسته در مدل اتمی بور

 

طبق نظریۀ كلاسیك و بر اساس اصل همبخشی سهم ارتعاش  باید برابر  باشد اما در عمل وابستگی دمایی زیادی برای  مشاهده شد. در ابتدا ماكس پلانك بود كه با فرض گسسته بودن مقادیر انرژی، توانست مدلی رضایتبخش برای توصیف تابش دمایی از یك كاواك فراهم سازد. نظریه ی وی به دلیل این فرض بسیار عجیب و غیرمتداول كه انرژی مقادیر گسسته ای دارد، طرد شد. اما چند سال بعد اَینشتن در آزمایش فتوالكتریك درستی این فرض را نشان داد. وی طی آزمایشی كه به اثر فتوالكتریك معروف شد نشان داد كه تنها مقادیر معینی از انرژی مجاز هستند و انرژی، كمیتی گسسته است. در این آزمایش سطح صاف فلزی مانند  را تحت تابش قرار می دهند و دو سر آن را به دو الكترود وصل می‎كنند. جریان الكتریكی ناشی از كنده شدن الكترونها باعث ثبت اختلاف ولتاژ میشود. در این آزمایش نور رفتار بسیار متفاوتی با آنچه كه در مورد آن دانسته می شد ارائه داد.[1] 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

 

طبق مكانیك كلاسیكی فرض می شود كه انرژی تابش متناظر با شدت تابش است. بنابراین در آزمایش فتوالكتریك انتظار می رفت كه با افزایش شدت نور تابیده شده به سطح فلز، جریان بیشتری حاصل آید. اما در عمل با افزایش شدت نور هیچ تغییری در جریان خروجی حاصل نشد. از سوی دیگر در مكانیك كلاسیك با افزایش فركانس نباید تغییری در شدت جریان رخ دهد. اما مشاهده شد كه با افزایش فركانس و رسیدن به حد معینی (فركانس آستانه) شدت جریان زیاد میشود. پس آزمایش نشان می دهد كه انرژی به فركانس بستگی دارد. آینشتن سرانجام رابطۀ زیر را برای توصیف این پدیده پیشنهاد نمود:

 

در اینجا  فركانس آستانه است كه اگر فركانس تابش كمتر از آن باشد جذبی صورت نمیگیرد و  انرژی جنبشی الكترون خروجی از سطح است. وی پیشنهاد نمود كه نور باید رفتار غیر موجی داشته باشد و باید ذرهای عمل نماید. پیش از این نیز نیوتن ماهیت ذرهای برای نور قائل بود. اما آزمایش هایی مثل آزمایش یانگ (آزمایش دو شكاف) موجی بودن نور را نشان میدادند. در آزمایش یانگ با گذشتن نور از دو شكاف در كنار هم الگوی پراشی در پرده مشاهده می شود كه به سادگی از مكانیك موجی نتیجه گرفته می‎شود[8و1].

 

شکل 1-2 نمایش پراش دو شکاف

 

اما نظریه‎ی كوانتومی بر پایه‎ی گسسته بودن مقادیر كمیت‎ها به رشد خود ادامه داد و پس از فرمول‎بندی در سال 1925 توسط هایزنبرگ و 1926 توسط شرودینگر تا اوایل دهه چهل، آن قدر مسائل لاینحلی را حل نمود كه قابل تصور نبود. مكانیك كوانتومی نظریه ای كاملاً آماری است و بسیاری از قواعد آماری كلاسیك در آن موجود هستند. با این تفاوت كه آمار در مكانیك كلاسیك برای مجموعه ای از سیستم ها و به دلیل جهل ما از وضعیت كامل سیستم استفاده می‎شد، اما در مكانیك كوانتومی به دلیل این كه پدیده‎ها ذاتاً آماری هستند مورد استفاده قرار میگیرد. حتی آمار كوانتومی برای تك سیستم های منفرد وجود دارد. مضاعف بر این كه احتمال در مكانیك كوانتومی ارجاع به وضعیت حال سیستم ندارد و تنها در مورد پس از انجام عمل اندازه گیری است. اما در مكانیك كلاسیك، احتمال وضعیت فعلی سیستم را تشریح می‎كند.[8]

 

به فاجعه ماوراءبنفش معروف شد شكست مطلق مكانیك آماری كلاسیك در توصیف تغییرات مضرّات و آثار سوء کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت مربوط به انواع مختلف آلودگی[1] آب، هوا، خاک، پسماندهای خطرناک[2]، فلزات سنگین و غیره بر کسی پوشیده نیست. امروزه در سراسر گیتی، هزینه هایی گزاف در راستای کنترل و بی خطرسازی آلاینده ها مصرف می گردد و بدیهی است کشور ما نیز با توجه به روند پرشتاب توسعه، از این امر مستثنی نخواهد بود. بنابراین، هرگونه پژوهش مفید در این زمینه ها می تواند کمکی قابل ملاحظه به حفاظت و صیانت از محیط زیست و تضمین سلامت مردم نماید؛ ضمن آنکه پدیده مخرب ریزگردها[3] را نیز که استان های کشور به طور جدی با آن دست به گریبان هستند نباید به فراموشی سپرد.

 

از طرف دیگر، پدیده های مرتبط با مقیاس نانو در بسیاری از فرآیندهای محیط زیستی غالب هستند؛ بنابراین، اینگونه میانکنش ها دارای اهمیت ویژه در حوزه محیط زیست و سلامت انسان می‎باشند. با توجه به اینکه واکنش های رایج در مقیاس نانو، ذاتاً در سطح مولکولی روی می دهند، هماهنگی دقیق در خصوص مطالعه ذراتِ در مقیاس نانو مرتبط با سیستم های طبیعی از یکسو، و قوانین شیمی کوانتومی[4] و شیمی محاسباتی[5]  وجود دارد. [9و7]

 

مبنای شیمی کوانتومی و شیمی محاسباتی، مدلسازی و انجام محاسبات بسیار پیچیده، طولانی و زمان بر،  براساس تحلیل انواع مختلف معادلات شرودینگر[6] و دیگر مدلهای ریاضی پیشرفته در مکانیک کوانتومی میباشد که از طریق به کارگیری کامپیوترهای با کیفیت و قدرتمند و استفاده از نرم افزارهای کاملاً تخصصی، مطالعه و پژوهش در این زمینه ها انجام می‎پذیرد.

 

نظر به اینکه ذرات بسیار ریز مقیاس، ویژگی های خاصی را از خود نشان می‎دهند به طوری که می‎توان آنها را به تفکیک مطالعه کرد و همچنین واکنش های آنها را در ارتباط با سایر نانوذرات بررسی نمود، توجهی خاص به پژوهش در این مسیر معطوف شده است. به ویژه در مورد نانوذرات، بررسی خصوصیاتِ مرتبط با مقیاس اتمیِ اینگونه ذرات در محیط زیست، انواع برهم‎کنش های احتمالی و به خصوص، امکان پیش بینیِ نتایجِ متنوع حاصله و مسیرهای کنترل آنها در محیط زیست، حائز اهمیت فوق العاده است.

 

در اغلب موارد، نانوذرات با به اصطلاح میزبان‎هایی دیگر نیز مرتبط و همساز می‎باشند؛ بطور مثال، از اینگونه میزبان ها در محیط زیست می توان به نانوذرات فلزی موجود در سولفیدها، هسته های کربنی ترکیبات آلی، سولفیدهای آرسنیک، سولفیدها یا اکسیدهای آهن و همچنین نانوذرات اتمسفری موجود در ریزگردها اشاره نمود.ساختار نانوذرات، پایداری، ویژگی های شیمیایی، بار الکتریکی، حالات الکترونی، خصوصیات مغناطیسی و سرانجام، میانکنش های نانوذرات در محیط زیست، بستگی به نحوه ارتباطات آنها با سایر ذرات، مولکولها و میزبان ها دارد؛ بنابراین، مهندسی مولکولی و درک دقیق اینگونه ارتباطات در سطح اتمی بسیار ضروری است. [6و1]

 

ب) اهمیت شیمی کوانتومی در محیط زیست:

چكیده 1

 

كلیاتی در رابطه با آلاینده‌های نیتروژنی و آمونیاك، جاذب‌های سطحی و روش‌های مدل‌سازی

 

1-1- مشخصه های آمونیاك. 3

 

1-1-1 – آمونیاک مایع و گازی. 3

 

1-1-2- روش های حذف آلاینده های نیتروژنی و آمونیاک.. 4

 

1-2 مفاهیم عمومی فرآیند جذب سطحی. 6

 

1-2-2- كاربردهای اصلی فرآیند جذب سطحی. 7

 

1-2-2-1- كاربردهای جذب سطحی از فاز مایع. 7

 

1-2-2-2- كاربردهای جذب سطحی از فاز گاز. 8

 

1-2-3- خواص اساسی جاذب‌ها 8

 

1-2-3-1- ظرفیت.. 9

 

1-2-3-2- تخلخل. 9

 

1-2-3-3- قطبیت سطح. 10

 

1-2-3-4- مساحت سطح. 10

 

1-2-3-5- گزینش‌پذیری. 12

 

1-2-4- تفاوت جذب فیزیكی و شیمیایی. 12

 

1-2-5- انواع سیستم های جذب و بسترهای تماس جذب.. 14

 

1-2-5-1- بستر ثابت.. 14

 

1-2-5-2- دینامیک جذب سطحی در یک ستون جذب.. 15

 

1-2-6-کربن فعال. 15

 

1-2-6-1- کربونیزاسیون. 17

 

1-2-6-2- ساختار منافذ کربن. 18

 

1-2-6-3- ویژگیهای کربن فعال. 19

 

1-2-6-4- مساحت سطح کلی. 19

 

1-2-6-5- توزیع اندازه ذرات.. 20

 

1-2-6-6- ظرفیت جذب.. 20

 

1-2-6-7- مزایا و معایب حذف با کربن فعال. 20

 

1-3- آنالیز محاسبات ریاضی. 21

 

1-3-1- مدل توماس.. 22

 

1-3-2- مدل آدامز – بوهارت.. 22

 

1-3-3- مدل یون نلسون. 23

 

1-3-4- مدل BDST. 23

 

1-4- طریقه ی مدل سازی. 24

 

1-4-1- رگرسیون. 24

 

1-4-2- سیستم استنتاج فازی-عصبی. 24

 

1-4-3- مروری بر سیستم های عصبی – فازی. 26

 

1-4-4- فواید منطق فازی. 26

 

1-4-5- معایب منطق فازی. 27

 

1-4-6- توانایی های سیستم های عصبی- فازی. 27

 

1-4-7- مدلسازی عصبی- فازی. 28

 

1-4-8- مجموعه های فازی. 28

 

1-4-9- توابع عضویت.. 30

 

1-4-10- انواع توابع عضویت.. 31

 

1-5- مدلسازی نتایج بدست آمده آزمایشگاهی با استفاده از سیستم استنتاج فازی – عصبی. 34

 

: . 39

 

:

 

3-1 دینامیك جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 4 سانتی متر. 57

 

3-1-1 كارایی ستون 4 سانتی متر در جذب آمونیاك. 58

 

3-1-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 58

 

3-1-3 مدل یون  نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 59

 

3-1-4 مدل  آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 60

 

3-1-5 مدل  BDST  برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 60 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

 

 

3-2 دینامیك جذب آمونیاك به وسیله كربن فعال در ستون 6 سانتیمتر. 60

 

3-2-1 كارایی ستون 6 سانتی متر در جذب آمونیاك. 61

 

3-2-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 61

 

3-2-3 مدل یون نلسون  برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 62

 

3-2-4 مدل آدامز – بوهارت  برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 62

 

3-2-5 مدل BDST برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 63

 

3-3 دینامیك جذب آمونیاك به وسیله كربن فعال در ستون 8 سانتیمتر. 63

 

3-3-1 كارایی ستون 8 سانتی متر در جذب آمونیاك. 64

 

3-3-2 مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 64

 

3-3-3 مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 65

 

3-3-4 مدل آدامز – بوهارت  برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 65

 

3-3-5 مدل  BDST  برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 66

 

4-1 نتایج دینامیك جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 4 سانتی متر. 68

 

4-1-1- كارایی ستون 4 سانتی متر در جذب آمونیاك. 68

 

4-1-2-  نتایج مدل  توماس برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 69

 

4-1-3- نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون  4 سانتی متر. 69

 

4-1-4- نتایج مدل آدامز-بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 70

 

4-1-5 – نتایج مدل  BDST برای جذب آمونیاك در ستون 4 سانتی متر. 71

 

4-2- نتایج دینامیك جذب بوسیله كربن فعال در ستون 6 سانتی متر. 73

 

4-2-1- كارایی ستون  6 سانتی متر در جذب آمونیاك. 73

 

4-2-2-نتایج مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 73

 

4-2-3-نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 74

 

4-2-4-نتایج مدل آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 75

 

4-2-5-نتایج مدل  BDST برای جذب آمونیاك در ستون 6 سانتی متر. 76

 

4-3-  نتایج دینامیك جذب آمونیاك بوسیله كربن فعال در ستون 8 سانتی متر. 77

 

4-3-1- كارایی ستون 8 سانتی متر در جذب آمونیاك. 77

 

4-3-2- نتایج مدل توماس برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 78

 

4-3-3- نتایج مدل یون نلسون برای جذب آمونیاك درستون 8 سانتی متر. 78

 

4-3-4- نتایج مدل آدامز- بوهارت برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 79

 

4-3-5- نتایج مدل BDST برای جذب آمونیاك در ستون 8 سانتی متر. 80

 

4-4- تحلیل نتایج مدل های سینتیکی. 82

 

4-4-1- تحلیل مدل توماس.. 82

 

4-4-2- تحلیل مدل آدامز- بوهارت.. 82

 

4-4-3- تحلیل مدل یون نلسون. 82

 

4-4-4- تحلیل مدل BDST. 82

 

4-5- نتایج سیستم استنتاج فازی- عصبی. 83

 

4-6- نتایج رگرسیون خطی چندگانه (MLR) 91

 

4-6-1- بررسی مدل رگرسیون خطی چندگانه 91

 

4-6-2-پیش‌بینی و ارزیابی اعتبار مدل در (MLR) 92

 

4-7- نتیجه گیری. 94

 

نتیجه‌گیری و پیشنهادات.. 97

 

منابع فارسی. 99

 

منابع لاتین. 99

 

چكیده لاتین…. 103   

 

فهرست جداول

 

جدول (1-1). مشخصه های فیزیکی آمونیاک………………………………………………………. 4

 

جدول (1-2). روش های مختلف حذف آلاینده های نیتروژنی……………………………………… 5

 

جدول(1-3): مقایسه جذب فیزیكی و شیمیایی……………………………………………………… 13

 

جدول )3-1( . مربوط به ستون 4 سانتی متر…………………………………………………….. 58

 

جدول) 3-2(. مربوط به مدل توماس برای ستون  4 سانتی متر………………………………….. 59

 

جدول )3-3(. مربوط به مدل یون  نلسون برای ستون 4سانتی متر………………………………. 59

 

جدول ( 3-4). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 4 سانتی متر……………………….. 60

 

جدول )3-5(. مربوط به ستون 6 سانتی متر……………………………………………………… 61

 

جدول (3-6). مربوط به مدل توماس برای ستون 6 سانتی متر…………………………………… 62

 

جدول (3-7). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 6سانتی متر……………………………….. 62

 

جدول (3-8). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 6سانتی متر…………………………. 63

 

جدول )3-9(. برای ستون 8 سانتی متر…………………………………………………………… 64

 

جدول (3-10). مربوط مدل توماس برای ستون 8 سانتی متر……………………………………. 65

 

جدول( 3-11). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 8سانتی متر……………………………… 65

 

فهرست نمودارها

 

نمودار(4-1). مربوط به ستون 4سانتی متر………………………………………………………. 68

 

نمودار (4-2). مربوط به مدل توماس برای ستون 4سانتی متر…………………………………… 69

 

نمودار(4-3). مربوط به مدل یون  نلسون برای ستون 4سانتی متر………………………………. 70

 

نمودار(4-4). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 4سانتی متر…………………………. 71

 

نمودار(4-5). مربوط به محاسبه  و tb برای ستون 4 سانتی متر……………………………… 71

 

نمودار(4-6). مربوط به مدل BDST برای ستون 4سانتی متر………………………………….. 72

 

نمودار(4-7). برای ستون 6سانتی متر……………………………………………………………. 73

 

نمودار (4-8). مربوط به مدل توماس برای ستون 6سانتی متر…………………………………… 74

 

نمودار(4-9). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 6 سانتی متر………………………………. 75

 

نمودار(4-10). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 6 سانتی متر………………………. 76

 

نمودار(4-11). برای مدل BDST برای ستون 6سانتی متر…………………………………….. 76

 

نمودار (4-12). مربوط به ستون 8سانتی متر……………………………………………………. 77

 

نمودار(4-13). مربوط به مدل توماس برای ستون 8سانتی متر………………………………….. 78

 

نمودار (4-14). مربوط به مدل یون نلسون برای ستون 8 سانتی متر……………………………. 79

 

نمودار(4-15). مربوط به مدل آدامز – بوهارت برای ستون 8سانتی متر……………………….. 80

 

نمودار (4-16). مربوط به ستون 8سانتی متر……………………………………………………. 80

 

نمودار (4-17). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 84

 

نمودار (4-18). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته آموزش……… 84

 

نمودار (4-19). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 85

 

نمودار (4-20). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته آموزش……… 85

 

نمودار (4-21). همبستگی بین داده‌‌های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده برای دسته تست………… 86

 

فهرست شكل‌ها

 

شكل (1ـ1): حجم گاز جذب شده بر حسب فشار نسبی …………………………………….. 11

 

شکل(1-2). یک مجموعه کلاسیک……………………………………………………………….. 29

 

شکل( 1-3). دسته بندی روزهای پایان هفته……………………………………………………… 29

 

شکل(1-4). مجموعه فازی افراد بلند قد…………………………………………………………… 30

 

شکل(1-5). تابع عضویت در مساله قد……………………………………………………………. 31

 

شکل(1-6). توابع عضویت مثلثی و ذوزنقه­ای…………………………………………………… 33

 

شکل(1-7). توابع عضویت گاوسی و ناقوس شکل………………………………………………. 33

 

شکل(1-8). توابع عضویت حلقوی……………………………………………………………….. 33

 

شکل (1-9). توابع عضویت چند جمله­ای…………………………………………………………. 33

 

شکل (3-1). شماتیک طرح استفاده شده برای جذب آمونیاک بوسیله کربن فعال…………………. 57

 

 

 

چكیده

 

پس از ایجاد معضلات زیست محیطی به وسیله آمونیاك و نظر به اینكه در محدوده غلظت های پائین آمونیاك در  پساب ( 100-25 میلی گرم در لیتر) اكثر روش های تصفیه آب مقرون به صرفه نمی باشند، استفاده از جذب سطحی بوسیله كربن فعال یك روش مقرون به صرفه در رسیدن به استاندارد مورد نظر می باشد. كربن فعال ماده ای نسبتاً ارزان و با صرفه در رسیدن به هدف مذكور می باشد. آزمایشات جذب سطحی در گروه پیوسته انجام گرفته است. در این سیستم از تماس خوراك حاوی  100میلی گرم در لیتر آمونیاك با كربن فعال در ستون های 4 سانتی متر و 6سانتی متر و 8 سانتی متر نتایجی حاصل شد و نتایج به دست آمده بوسیله مدل های توماس، BDST ،آدامز – بوهارت و یون نلسون بررسی شد.

 

با مقایسه مدل های فوق مشخص شد که به جز مدل آدامز- بوهارت بقیه مدل ها مطابقت خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند و مشخص شد که با افزایش ارتفاع جاذب در ستون های جذب مقدار جذب از 48 به 53 درصد می‌رسد. در این تحقیق همچنین مدل های رگراسیون خطی چند گانه و سیستم استنتاجی فازی- عصبی برای پیش بینی جذب سطحی آمونیاک بکار برده شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد مدل سیستم استنتاجی فازی –عصبی هم‌خوانی خوبی بین داده‌های تجربی و پیش بینی شده برقرار می کند به طوری كه ضریب همبستگی بین آن‌ها به 997/0 می‌رسد.

 

كلمات كلیدی: جذب سطحی، آمونیاك، ستون پیوسته، كربن فعال، استنتاج فازی عصبی، مدل‌های سنتیكی.

 

فصل اول

 

1-1- مشخصه های آمونیاك

 

1-1-1 – آمونیاک مایع و گازی

 

آمونیاک (NH3) در فشار اتمسفر گازی است  بی رنگ که از هوا روشن تر است و دارای بوی بسیار نافذ است. بعضی از خصوصیات فیزیکی آمونیاک در جدول شماره 1-1 خلاصه شده است. فشار بخار گاز آمونیاک در بالای مایع آمونیاک خالص با استفاده از رابطه زیر محاسبه می شود:

 

(1-1)

 

جایی که : P = فشار جزئی به mmHg وT= درجه حرارت بر حسب کلوین (K)

 

آمونیاک می تواند تحت فشار تقریبی 10 اتمسفر مایع شود و به همین حالت ذخیره و حمل گردد.

 

جدول (1-1). مشخصه های فیزیکی آمونیاک [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

امروزه یکی از معضلات در خطوط انتقال گاز، پدیده هیدرات گازی است که ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی اکسید کربن با مولکول‌های آب تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده‌ای شبیه به یخ را تشکیل می‌دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای داده است. هیدارت های گازی عموماً ته نشین شده و در نهایت توان عملیاتی خط را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. بررسی پارامترها، متغییرها و عوامل تأثیر گذار تشکیل و حذف پدیده بسیار حائز اهمیت می باشد که در این پژوهش ابتدا مورد تجزیه‌ و تحلیل قرار‌ گرفته و سپسس سه وضعیت قبل، بعد و حین تشکیل هیدرات بررسی شده است.‌ در ‌قبل، نگاهی به روش‌ها، فرآیند‌ها، مزایا و معایب واحدهای نم‌زدایی گاز شده است. مقاومت‌های انتقال جرم و حرارت در حین پیدایش نیز بررسی کامل شد و نشان داد که نرخ تشکیل هیدرات توسط مکانیسم انتقال جرم کنترل شده و هر‌چه انتقال حرارت سریعتر انجام گیرد هیدرات تشکیل شده پایدارتر است. سپس با یک مدلسازی میدان توزیع سرعت، فشار، دما، کسرحجمی برای سیال و همچنین توزیع غلظت ذرات جامد در یك جریان آرام دو فاز گاز‌- جامد در داخل یك لوله افقی، توسط بسته نرم‌افزاری كامسول(COMSOL Multiphysics) شبیه سازی شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان میدهد که كاهش سرعت متوسط منجر به كاهش نیروهای پراكنده كننده شده و نهایتاً غلظت بیشتر ذرات جامد در كف لوله را 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  سبب می‌شود.

 

واژه‌های كلیدی: هیدرات گازی، نم‌زدایی گاز، مدلسازی و شبیه سازی هیدرات

 

پیشگفتار

 

گاز طبیعی منبع انرژی تقریباً پاکیزه، فراوان و ارزان قیمتی است که هم اکنون نیز به مقیاس وسیع برای مصارف صنعتی و خانگی به کار رفته و در طی دهه‌های آینده بهره‌برداری از آن گسترش خواهد یافت. در توسعه اقتصادی جهان، مناطق و کشورهای مختلف، به دلیل منابع و ذخایر عظیم در دسترس و توسعه تکنولوژی‌های خلاق، باعث کاهش هزینه‌ها و زمان اجرای پروژه‌ها و در نتیجه بهبود اقتصاد پروژه‌های توسعه و انتقال گاز شده است. همچنین تلاش جهانی برای کاهش گازهای گلخانه‌ای و گاز CO2 مزیت استفاده از گاز طبیعی در مقایسه با سایر سوخت‌ها را نشان می‌دهد.

امروزه در خطوط انتقال گاز پدیده هیدرات گازی که ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی‌اکسیدکربن است که تحت یک شرایط خاص دمایی و فشاری با مولکول‌های آب ترکیب شده و ماده‌ای شبیه به یخ را تشکیل می‌دهد، که حجم زیادی از گاز را در خود جای داده است. هیدرات های گازی ته نشین شده در نهایت توان عملیاتی ممکن را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. بررسی پارامترها، متغییرها و عوامل تأثیر گذار تشکیل و حذف پدیده بسیار حائز اهمیت می باشید. این پژوهش در سه بخش قبل، هنگام تشکیل و بعد از تشکیل هیدرات تقسیم شده است تا بتواند همه پارامترها را بررسی کند. هنگام پیدایش به دو بخش: مقاومت های حین شروع پدیده و پیدایش مستمر پدیده نگاهی جامع داشته است. بررسی مقاومت های انتقال حرارت و جرم حین شروع، مدلسازی قطاعی از لوله درحال تشکیل هیدرات و شبیه سازی یک شبکه گازرسانی توانست نتایجی کاملی از پدیده هنگام تشکیل به ما ارائه کند. انتخاب بازدارنده مناسب با ساختارهای نمک و گلایکولی نیز بررسی گردیده است.

 

  فصل اول

 

هیدرات گازی و عوامل مؤثر در آن‌

مدیریت ، رهبری و چگونگی کارایی و عملکرد مدیران از جمله عوامل موفقیت سازمانها محسوب  می شود . سبک مورد قبول مدیران در کارایی ، عملکرد و اثر بخشی سازمانها تاثیر مستقیم دارد .

 

درجامعه مدیران فراوانی وجود دارند ، لیکن آنچه مهم است وجود افرادی است که آماده پذیرش نقشهای علمی در جامعه باشند و کار خود را با عملکرد بهتر و سبک موثر که مناسب با اوضاع و شرایط خاص سازمان خود باشد ارائه نمایند .

 

البته باید اذعان نمود که بین مدیریت و رهبری تفاوت وجود دارد . یکی از صاحب نظران مدیریت به نام زالزنیک[1] معتقد است که تفاوتها در طرز تلقی ها نسبت به اهداف مفهوم کار به روابط بین دیگران ، خود اداراکی [2]و توسعه می باشد .  مدیران به پذیرش طرز تلقی غیر شخصی یا انفعالی و رهبران بیشتر تمایل به نگرش شخصی نسبت به اهداف دارند. (مولینز،1991،ص 119) .

 

هدف اساسی این پژوهش کشف رابطه بین سبک رهبری و عملکرد مدیران مدارس متوسطه غرب استان گیلان می باشد .

 

روش اجرا در این تحقیق بر اساس طرح تحقیق از نوع توصیفی ـ تحلیلی است.مطالعه توصیفی برای تعیین و توصیف ویژگی های یک موقعیت صورت می گیرد. از این رو هدف هر مطالعه توصیفی عبارت است از تشریح جنبه هایی از پدیده مورد نظر پژوهشگر و با دیدگاهی فردی، سازمانی، صنعتی و نظایر آن.

 

(خاکی، 1382، ص 123)

 

ابزار اندازه گیری در این پژوهش دو نوع پرسشنامه ی استاندارد که یکی برای نوع سبک رهبری و پرسشنامه دوم به سنجش شاخص های عملکرد مدیران پرداخته است.

 

اعتبار پرسشنامه ها از طریق ضریب آلفای کرونباخ برآورد گردیده است که برای پرسشنامه سبک رهبری 81.1% وبرای پرسشنامه عملکرد 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  97.2% می باشد .

 

برای تجزیه وتحلیل داده های پژوهش نیز از آمار توصیفی و استنباطی استفاده شده است . در سطح توصیفی از مشخصه های آماری نظیر فراوانی ، درصد میانگین و انحراف معیار و در سطح استنباطی از آزمون های همبستگی پیرسن و جداول مقایسه میانگین ها و با بهره گیری از نرم افزار  Spss استفاده شده است . تحقیق حاضر از نوع توصیفی- همبستگی  بوده واز نظر هدف كاربردی بوده ودارای یك فرضیه اصلی و دو فرضیه فرعی به شرح زیر می باشد:

 

فرضیه‌های تحقیق

 

فرضیه اصلی:

 

بین سبک رهبری و عملکرد مدیران  مدارس متوسطه رابطه وجود دارد.

 

فرضیه های فرعی:

 

1- بین سبک رهبری استبدادی/ غیردموکراتیک و عملکرد مدیران مدارس متوسطه غرب گیلان رابطه معنادار وجود دارد.

 

2- بین سبک رهبری مشارکتی/ غیرمشارکتی  و عملکرد مدیران مدارس متوسطه غرب گیلان رابطه معنا دار وجود دارد .

 

جامعه آماری تحقیق كلیه مدیران مرد وزن شاغل در مدارس متوسطه مناطق آموزش وپرورش  غرب استان  گیلان وروش نمونه گیری غیر احتمالی در دسترس می باشد . برای گرد آوری داده ها از روش میدانی و ابزار پرسشنامه استفاده شده است جهت آزمون فرضیه ها نیز از آزمون همبستگی پیرسن و جداول مقایسه میانگین ها  استفاده شده است .

 

واژگان كلیدی: سبک های رهبری  ، عملکرد