افزایش ۶.۸ برابری استحکام لوله‌های ساختمانی با نانو

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری به نقل از ستاد نانو؛ افزایش طول عمر تأسیسات ساختمانی و کاهش هزینه‌های نگهداری، از مهم‌ترین اهداف صنعت ساختمان در سال‌های اخیر بوده است. یکی از بخش‌هایی که نقش تعیین‌کننده‌ای در تحقق این هدف دارد، کیفیت لوله‌ها و اتصالات مورد استفاده در سامانه‌های انتقال آب و فاضلاب است. اکنون یک شرکت دانش‌بنیان ایرانی با بهره‌گیری از فناوری نانو، نسل جدیدی از لوله‌های UPVC را توسعه داده که عملکرد آنها در آزمون‌های استاندارد، بهبود چشمگیری نسبت به محصولات رایج نشان می‌دهد.

این شرکت دانش بنیان با استفاده از نانوذرات در ساختار پلی‌وینیل کلراید سخت (UPVC)، موفق شده است خواص مکانیکی و شیمیایی این محصول را ارتقاء دهد. فناوری نانو با ایجاد تغییرات در مقیاس مولکولی، ساختار پلیمر را مستحکم‌تر کرده و مقاومت آن را در برابر تنش‌های مکانیکی و عوامل خورنده افزایش داده است.

بررسی‌های انجام‌شده بر اساس استاندارد ملی ۹۱۱۹ نشان می‌دهد که مقاومت لوله‌های نانویی در برابر ضربه حدود ۶.۸ برابر بیشتر از نمونه‌های معمولی است. این ویژگی احتمال ترک‌خوردگی و شکست لوله‌ها را هنگام حمل‌ونقل، نصب یا بهره‌برداری به میزان قابل توجهی کاهش داده و دوام شبکه‌های تأسیساتی را افزایش می‌دهد.

آزمون‌های انجام‌شده همچنین حاکی از بهبود پایداری ابعادی این محصولات است. میزان برگشت طولی لوله‌های حاوی نانوذرات ۴.۵ درصد اندازه‌گیری شده، در حالی که این شاخص در محصولات معمولی حدود ۶.۶ درصد است. کاهش تغییر شکل در برابر گرما و تنش‌های محیطی، یکی از عوامل مؤثر در حفظ عملکرد بلندمدت سامانه‌های لوله‌کشی محسوب می‌شود.

مقاومت شیمیایی نیز از دیگر نقاط قوت این محصول به شمار می‌رود. در آزمایش غوطه‌وری سه‌ساعته در محلول دی‌کلرومتان، لوله‌های نانویی هیچ‌گونه ترک، پوسته‌پوسته شدن یا تخریب سطحی از خود نشان ندادند، اما نمونه‌های فاقد نانوذرات دچار آسیب شدند. این ویژگی امکان استفاده از این محصولات را در محیط‌هایی که در معرض مواد شیمیایی یا شرایط خورنده قرار دارند، افزایش می‌دهد.

متخصصان حوزه پلیمر معتقدند نانوذرات با پراکندگی یکنواخت در ساختار پلیمر، شبکه‌ای مقاوم ایجاد می‌کنند که از گسترش ریزترک‌ها جلوگیری کرده و انرژی ناشی از ضربه را بهتر توزیع می‌کند. نتیجه این فرآیند، افزایش مقاومت مکانیکی، بهبود پایداری حرارتی و ارتقای دوام محصول در شرایط کاری مختلف است.

علاوه بر استحکام بیشتر، این لوله‌ها از مزایای دیگری همچون مقاومت در برابر خوردگی، وزن پایین، انعطاف‌پذیری مناسب، سهولت نصب و قیمت رقابتی نیز برخوردار هستند. مجموعه این ویژگی‌ها باعث شده است که از آنها بتوان در شبکه‌های فاضلاب ساختمان‌ها، سامانه‌های آب‌رسانی، مزارع کشاورزی، دامداری‌ها، مرغداری‌ها و سایر تأسیسات زیرساختی استفاده کرد.

کارشناسان بر این باورند که استفاده از فناوری نانو در صنعت پلیمر می‌تواند کیفیت و طول عمر تجهیزات زیرساختی را به شکل محسوسی افزایش دهد. کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، افزایش قابلیت اطمینان شبکه‌های انتقال سیالات و بهبود عملکرد در شرایط محیطی سخت، از مهم‌ترین مزایای این فناوری به شمار می‌رود.