:
در این فصل به معیارهای تبیین شده برای یک مدیر شایسته و شایستگیهای تعریف شده برای یک مدیر در تئوریهای مدیریتی غربی و تئوریهای مدیریت اسلامی میپردازیم تا معیار و استانداردهایی برای این بحث جهت بررسی و ورود به بحث اصلی به دست بیاوریم.
1-2- شایستگیهای مدیریتی از منظر تئوریهای مدیریتی
قدمت مباحث مربوط به رهبری در غرب را میتوان به دوران پیش از مسیح نسبت داد. همواره در طول تاریخ افرادی نظیر افلاطون ماکیاولی و هابز در غرب و یا کنفسیوس و زانگزی در شرق برای تبیین چگونگی به وجود آمدن یک رهبری خوب در تلاش بوده اند. برای مثال 500 سال قبل از مسیح کنفسیوس چهار عامل را برای رهبران اثربخش به این شرح بیان کرده است:
1- عشق
2- هدایت کامل
3- پرهیزگاری
4- میانه روی
برای شروع بحث ابتدا به تعاریفی که در تئوریهای مدیریت از «مدیر» ارائه شده است میپردازیم: از نظر تاتنبام رهبری عبارت است از نفوذ میانفردی که در وضعیتی خاص از طریق فرایند ارتباطات در جهت دستیابی به هدف یا اهدافی معین اعمال می شود. استونر، رهبری را فرایند هدایت و اعمال نفوذ بر فعالیتهای گروه یا اعضای سازمان تعریف می کند. به عقیدۀ وی این تعریف سه کاربرد مهم دارد نخست آن که رهبری در رابطه با زیردستان و پیروان مطرح می شود چون این افراد باید دستورات رهبر را بپذیرند. دوم آنکه رهبری مستلزم توزیع نابرابر قدرت میان رهبر و اعضای گروه است و تردیدی نیست که قدرت رهبر به مراتب از پیروان بیشتر است و سوم آنکه رهبری مستلزم توانایی برای اعمال نفوذ بر رفتار پیروان است.
در سال 1938 محققی به نام بارنارد در مطالعاتش به موضوع وظایف یک رهبر اشاره کرده است. به گفتۀ وی مدیر واقعی باید از عهدۀ هر دو وظایف مدیریتی و عاطفی خود به خوبی بر آید، وی این وظایف را تحت عنوان وظایف شناختی و وظایف روانی نامگذاری کرده است. وظایف شناختی شامل راهنمایی، هدایت و الزام به انتخاب و عمل (تصمیمگیری) و وظایف روانی شامل جنبه های عاطفی و انگیزشی نظیر هدفگذاری و توسعۀ اعتماد و تعهد با هدف حمایت از اهداف اخلاقی بزرگ. (علوی، هدایتی نیا، 1385: 12-13).
در این فصل به پیشینه و کاربرد کامپوزیت ها، کامپوزیت نانولوله های کربنی و پلیمر هادی و استفاده از آنها در سلولهای خورشیدی به عنوان الکترود مقابل، نقش، اهمیت و مشکلات الکترود مقابل پرداخته شده است.
1-1- تعریف کامپوزیت
ترکیب دو یا چند ماده با یکدیگر به طوری که به صورت شیمیائی مجزا و غیر محلول در یکدیگر باشند و بازده و خواص سازهای این ترکیب نسبت به هریک از اجزاء تشکیل دهنده آن به تنهایی، در موقعیت برتری قرار بگیرد را کامپوزیت مینامند. به عبارت دیگر کامپوزیت به دسته ای از مواد اطلاق می شود که آمیزه ای از مواد مختلف و متفاوت در فرم و ترکیب باشند و اجزاء تشکیل دهنده آنها هویت خود را حفظ کرده، در یکدیگر حل نشده، با هم ممزوج نمیشوند [7].
2-1- تاریخچه
قدیمی ترین مثال از کامپوزیت ها مربوط به افزودن کاه به گل جهت تقویت گل و ساخت آجری مقاوم جهت استفاده در بناها بوده است. قدمت این کار به 4000 سال قبل از میلاد مسیح باز میگردد. در این مورد کاه نقش تقویت کننده و گل نقش زمینه یا ماتریس را دارد. ارگ بم که شاهکار معماری ایرانیان بوده است. نمونه بارزی از استفاده از تکنولوژی کامپوزیتها در قرون گذشته بوده است. مثال دیگر تقویت بتن توسط میله های فولادی میباشد. که قدمت آن به سال ۱۸۰۰ میلادی باز میگردد. در بتن مسلح یا تقویت شده میله های فلزی استحکام کششی لازم را در بتن ایجاد مینمایند چرا که بتن یک ماده ترد میباشد و مقاومت اندکی در برابر بارهای کششی دارد. بدین ترتیب بتن وظیفه تحمل بارهای فشاری و میله های فولادی وظیفه تحمل بارهای کششی را بر عهده دارند [7].
3-1- تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف
تاریخچه مواد پلیمری تقویت شده با الیاف به سالهای 1940 در صنایع دفاعی و به خصوص کاربردهای هوا-فضا بر میگردد. در این صنایع داشتن عملکرد بالا از مقرون به صرفه بودن اهمیت بیشتری دارد. برای ساخت و طراحی مواد با عملکرد بالا از الیافی که نسبت استحکام به وزن بالایی داشتند استفاده گردید. برای مثال در سال 1945 بیش از 7 میلیون پوند الیاف شیشه به طور خاص برای صنایع نظامی، مورد استفاده قرار گرفته است. علاوه بر هوافضا، از کامپوزیت منسوجات در زمینه های مختلفی از جمله ورزشی(تولید لباسهای ورزشی محافظ مثل کلاه و …)، پزشکی، تولید و ذخیرهسازی انرژی، الکترونیک، فناوری اطلاعات، خودرو سازی(در ساخت بدنه و سایر بخشهای اتومبیل مثل چرخها) و ساختمان سازی(برای ساخت دیوارهایی با استحکام بالا و ضخامت کم و درنتیجه هزینه تولید پایین) مورد استفاده قرار میگیرد[7].
4-1- کامپوزیت نانولوله های کربنی و پلیمر رسانا
تکنولوژی پلیمریزاسیون شیمیایی انیلین و پلیپیرول در حدود یک قرن است که شناخته شده است. با کشف پلیمرهای رسانا در سال 1963، تحقیقات گستردهای در زمینهی پلیمرهای رسانا توسط مک دیارمید (در سال 1976) با هدف کاربرد آنها در سنسورها، ذخیرهی انرژی و خازنها و ابزارهای دیگر انجام شد[8].
پلیمرهای رسانای تهیه شده به روش پلیمریزاسیون شیمیایی رسانایی بالا، ثبات خوب و انحلالپذیری ناچیزی در محلولهای آبی دارند. سنتز شیمیایی پلیمرهای رسانا سادهترین روش تهیه پلیمرهاست که در این روش، مونومرها با بهره گرفتن از یک مادهی اکسیدکننده پلیمریزه میشوند. به عنوان مثال انیلین به صورت شیمیایی توسط اکسیدکننده های متفاوتی از جمله آمونیوم پرسولفات، پتاسیم دیکرومات، آهن( ) کلراید و به طور مشابه پلیپیرول هم با بهره گرفتن از اکسیدکننده های متفاوتی از جمله نقره ( ) نیترات ، آهن( ) کلراید، آهن ( ) نیترات و مس( ) نیترات می تواند تهیه شود [8].
تیوفن و مشتقاتش هم می تواند به صورت شیمیایی در محیطهای آلی تهیه شوند. اگرچه به علت حلالیت خوب مونومرها در محلولهای آبی، سنتز شیمیایی پلیانیلین و پلیپیرول در مقایسه با مشتقات تیوفن، مقرون به صرفهتر و سازگار با محیطزیست است[8].
نانولولههای کربنی به دلیل داشتن ساختار منحصربفرد، سطح مخصوص زیاد و پایداری گرمایی و الکتریکی بالا بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. هنگامی که نانولولههای کربنی در داخل شبکه های پلیمری قرار میگیرند میتوانند هدایت الکتریکی و خواص مکانیکی آنها را بهبود ببخشند. پلیمر رسانا نوعی از پلیمرها با پیوندهای π و نانولولههای کربنی هم پیوندهای π مزدوج دارند. که می توان نانولوله های کربنی را به نوعی پلیمر که تنها از کربن ساخته شده در نظرگرفت. هر اتم کربن نانولولهی کربنی یک اوربیتال P اضافی دارد و الکترون ها در اوربیتال P اضافی ، پیوندهای π غیر مستقر زیادی را به وجود می آورند. این الکترون های π غیرمستقر[1] می توانند به الکترون های π پلیمررسانا به صورت پیوندهای غیرکووالانسی π – π متصل شوند. بنابراین پیوند پلیمررسانا با دیواره های جانبی نانولوله ی کربنی به شکل پیوندهای غیرکووالانسی π – π و کامپوزیت پلیمررسانا-نانولوله با ساختار هسته-پوسته می تواند فراهم شود[9].
در تحقیقات گذشته، پلیمریزاسیون شیمیایی پلیمر رسانا و مشتقات آن بر روی مواد مختلف مثل شیشه، پلیمر، سیلیکا، اکسیدهای فلزی، الیاف و منسوجات انجام شده است. درنتیجه نشان داده شد که همهی مواد میتوانند با بهره گرفتن از پلیمرهای رسانا و کامپوزیت جدیدشان پوششدهی شده و در زمینه های مختلفی مورد استفاده قرار گیرند. تلاش های زیادی در جهت بهبود خواص الکتروشیمیایی و مکانیکی پلیمرهای رسانای سنتز شده انجام شد. برای این منظور پوششدهی مواد کربنی مختلف با پلیمرهای رسانا انجام شد. مواد کربنی مختلف ازجمله کربن سیاه، کربن فعال، الیاف کربن، نانولولههای کربنی تک دیواره و چند دیواره، قبل از شروع پلیمریزاسیون به منظور تشکیل سوسپانسیون در داخل محلول دیسپرس شدند. سپس پلیمریزاسیون در سطح این مواد کربنی اتفاق افتاد[8].
از آنجایی که نانولولههای کربنی قابلیت دیسپرس شدن کمی در آب دارند، برای تهیه دیسپرسیون بهتر نانولولهها در محلولهای آبی، قبل و در حین پلیمریزاسیون شیمیایی تحت امواج فراصوت(اولتراسونیک) قرار گرفتند. درنتیجه مطالعاتی در راستای تاثیر امواج فراصوت بر محصول پلیمریزاسیون انجام شد [10].
[1] delocalized π electrons
:
انسان از زمان های بسیار دور، علاوه براینكه با شكار حیوانات میتوانست مواد غذایی خود را تأمین كند، از پوست آنها نیز به عنوان وسیله مناسبی برای گرم نگه داشتن بدن خود استفاده میكرد. در یک مقطع زمانی از تاریخ، انسان دریافت كه رویش مویین پوست حیوانات و رشتههای نازك و بلند برخی از گیاهان آمادگی دارند كه به وسیله تابیده شدن به دور خود، رشته های بلندتری را تشكیل دهند كه موسوم به نخ است. بدین ترتیب بود كه الیاف طبیعی نظیر پنبه، پشم، ابریشم و دیگر الیاف هر یک بنحوی شناخته شدند[1].
1-1- الیاف ماده اولیه نساجی
الیاف ماده اولیه صنعت نساجی است. خصوصیات اصلی یک لیف عبارت است از نسبت فوق العاده زیاد طول به قطر آن، استحكام، لطافت، الاستیسیته، جذب رنگ و قابلیت ریسندگی؛ كه باعث سهولت تاب دادن الیاف و در نتیجه باعث افزایش قدرت نخ می شود.[1] از مشخصههای مهم یک لیف؛ طول (متوسط طول، توزیع طولی) ، سطح مقطع (مساحت كل، یكنواختی و شكل) ، تجعد (تعداد و دامنه تجعد) ، فنریت و مشخصات سطحی میباشد. همچنین یک لیف باید دارای خصوصیات فیزیكی، شیمیایی و مكانیكی مطلوبی باشد. از خواص فیزیكی می توان به رنگ، جلا، وزن مخصوص، حرارت ویژه، هدایت الكتریكی وگرمایی، نقطه نرم شدن، دمای شیشه ای و از خواص مكانیكی به استحكام، ازدیاد طول، مدول، الاستیسیته و بازگشت پذیری اشاره كرد. همچنین خواصی از قبیل رطوبت بازیافتی، تورم، عكسالعمل در برابر حلالها، تغییر شیمیایی در اثر حرارت، مقاومت در برابر عوامل جوی(اكسیژن، نور، حرارت، میكروارگانیزمها)، مقاومت شیمیایی به اسید، قلیا، عوامل اكسیدكننده و رنگ پذیری نیز دارای اهمیت میباشد[2].
با توجه به کاربرد متنوع کالاهای نساجی، از پوشاك تا مصارف صنعتی، لزوم استفاده از الیاف با خصوصیات مختلف و روش های متفاوت وجود دارد. روش های مختلفی برای طبقه بندی ویژگیهای مرتبط با خصوصیات الیاف، روش های تولید و استفاده نهایی از آنها وجود دارد. هر چند که، طول و ظرافت دو پارامتر مهم از خصوصیات الیاف می باشند که پتانسیل کاربردی و فرایندپذیری الیاف را تعیین می کنند.
براساس طول الیاف و فرایندپذیری در سیستم ریسندگی، الیاف به دو دسته الیاف استیپل کوتاه[1] و الیاف استیپل بلند[2] طبقه بندی میشوند. معمولاً، در حدود 58% از الیاف تولیدی در جهان در سیستم الیاف استیپل كوتاه و در حدود 7% در سیستم استیپل بلند ریسندگی میشوند. فرایندپذیری الیاف در هر کدام از سیستمهای استیپل کوتاه و بلند، کاربرد ویژهای را تعیین می کنند. در حالت کلی، الیاف ظریف و کوتاه، برای کاربرد در پارچه بیشتر ترجیح داده میشوند، در حالیکه الیاف با طول بلندتر، معمولاً برای قالی، طناب و ریسمان استفاده میشوند. طول الیاف سلولزی طبیعی، اصولاً براساس طول سلول واحد آنها و طول لیفی كه سلولهای واحد آن توسط مواد صمغی مانند لیگنین به همدیگر متصل شده اند، تعیین میگردد[3] .
اصولاً طبقه بندی الیاف در برگیرنده كلیه الیاف طبیعی[3] و مصنوعی[4] ،كار بسیار مشكل و شاید هم غیرعملی است. برای طبقه بندی الیاف بر حسب منشأ تولید، خانواده، ساختمان شیمیایی، خواص ومصرف آنها توسط متخصصین مختلف، پیشنهادات گوناگونی شده است. الیاف نساجی به دو طبقه اصلی الیاف طبیعی و الیاف مصنوعی تقسیم میشوند، كه هر یک از این دو طبقه، خود شامل گروههای فرعی دیگری میباشند. الیاف طبیعی مانند پشم و پنبه، الیافی هستند كه به طور طبیعی تولید میشوند. الیاف مصنوعی، به الیافی اطلاق می شود كه به خودی خود وجود ندارند و با بهره گرفتن از مواد خام اولیه و یا سایر مواد شیمیایی و با به كاربردن روش های صنعتی تهیه میگردند[1]. منشأ الیاف سلولزی، گیاهان موجود درطبیعت هستند كه منابعی بی پایان بوده كه تنها بخش كوچكی از این منابع قابلیت استخراج الیاف با خصوصیات مناسب صنعت نساجی را دارند[2].
بر اساس منشأ، الیاف طبیعی به سه گروه فرعی تقسیم میشوند: الیاف معدنی، الیاف گیاهی و الیاف حیوانی.
الیاف معدنی: مصرف این نوع الیاف در صنعت نساجی محدود است و آسبست كه در اصطلاح عامیانه، پنبه كوهی[5] یا پنبه نسوز نامیده می شود، نمونه ای از این الیاف میباشد.
الیاف گیاهی : الیاف گیاهی از چوب و برخی مواد كشاورزی، كه موادی قابل تجدید حیات هستند تولید میشوند و دارای پتانسیل ایجاد محصولات جدید و جایگزینی مواد سوختنی هیدروكربنی مضر برای محیط زیست میباشند[4]. الیاف گیاهی شامل مهمترین الیاف نساجی ،
یعنی پنبه و سایر الیاف مانند كتان، شاهدانه و جوت است . این الیاف از طریق كشت تهیه میشوند و پایه سلولزی (ماده سازنده گیاهان) دارند[1]. الیاف گیاهی به گروههای فرعی زیر تقسیم میشوند:
1) الیاف دانهای، مانند پنبه
2)الیاف ساقهای، مانند كتان، جوت، شاهدانه
3)الیاف برگی، مانند سیسال، مانیلا
4)الیاف میوهای، مانند نارگیل
الیاف حیوانی : الیاف حیوانی مانند ابریشم،كه توسط كرم ابریشم تولید می شود، همچنین پشم و سایر الیاف شبیه مو، مانند كشمیر، آلپاكا و غیره را نیز در بر میگیرد. این الیاف، پایه پروتئینی دارند كه تركیب پیچیدهای است و قسمت عمده ساختمان بدن جانداران را تشكیل میدهد. این الیاف به گروههای فرعی زیر تقسیم میشوند[1] .
1) پشم
2) ابریشم
3) مو، مانند موی بز، خرگوش، شتر، اسب
الیاف سلولزی طبیعی تک سلولزی، پنبه و کاپوک، نسبتاً دارای طولهای کوتاه و در فرایند سیستم استیپل کوتاه عمل شده، در حالیکه الیاف چند سلولی مانند کتان و چتایی، طولی بیش از 20 سانتیمتر دارند و مناسب فرایندهای سیستم استیپل بلند میباشند. هر چند که کتان و دیگر الیاف بلند، از نظر صنعتی برای سیستم استیپل، طول بلندتری دارند، اما تلاشهای موفقیت آمیزی برای بدست آوردن الیاف کتان با طول کوتاه، مناسب مخلوط کردن با الیاف پنبه و پروسههای سیستم الیاف استیپل کوتاه، صورت گرفته است. از طرفی برگهای نارگیل و ذرت، چند سلولی بوده و در نساجی مناسب پروسههای الیاف طبیعی بلند میباشند.[3] الیاف مصنوعی میتوانند بر حسب ماده تشكیل دهنده الیاف، به دو گروه فرعی متمایز از یكدیگر یعنی، الیاف بازیافته[6] و الیاف سنتتیك[7] تقسیم شوند:
الیاف بازیافته الیافی هستند كه ماده تشكیل دهنده آنها، قبلاً در طبیعت موجود بوده است و الیاف سنتتیک از مواد شیمیایی تهیه میشوند كه دارای ساختمان لیفی نیستند و از طریق سنتز مواد اولیه و یا اجرای پروسسهای شیمیایی لازم، ساختمان لیفی به آنها داده می شود و طبیعت درساختن آنها و یا در قسمتی از فرایند تهیه آنها، نقشی ندارد و كلاً سنتتیک هستند. گروه های فرعی الیاف سنتتیک را به صورت زیر میتوان بیان كرد.[1]
– پلیآمید، نظیر نایلون
– پلیاسترها، نظیر تریلین، داكرون
– مشتقات پلیوینیل، نظیر پلیوینیل الكل، كلراید
– پلیاولفین ها، مانند پلیپروپیلن، پلیاتیلن
– پلیاورتانها
الیاف طبیعی نسبت به مواد سنتتیك، دارای مزیتهایی از قبیل معایب محیط زیستی و سمی كردن محیط زیست كمتر و قابلیت تجزیه شدن بیولوژیكی میباشند. اما مشكل اساسی الیاف گیاهی نسبت به الیاف سنتتیك، فقدان یكنواختی مواد است. الیاف سنتتیک میتوانند در یک روش خاص تولید شوند و الیاف تولیدی، دارای كیفیت یكنواخت و ثابت میباشد، در حالیكه الیاف گیاهی، زمانیكه تولید میشوند، شرایط رشد، تأثیر به سزایی بر نتایج و خصوصیات آنها دارد. تفاوتهای ایجاد شده به دلیل متفاوت بودن مناطق كشت، نوع خاك، آب و هوا و كشاورز میباشد. عملیات رتینگ[8](جداسازی الیاف از قسمتهای چوبی ساقه و صمغهای گیاهی)، بر رنگ لیف، جداسازی دسته الیاف، مواد متشكله و استحكام لیف اثر میگذارد. كیفیت لیف به شرایط زراعی، رشد و مكان لیف در گیاه نیز بستگی دارد[4] . جدول 1 ، درصد تغییرات کمیتهای مختلف در نمونه الیاف به طول 1 سانتیمتر را نشان میدهد که توسط آقای مردیت[9] آزمایش شده است. همانگونه که مشاهده می شود الیاف طبیعی گیاهی درصد تغییرات بالایی را نشان میدهند. [5]
لیگنوسلولزها[1] به تمام گیاهانی اطلاق می شود كه امروزه بعنوان یكی از بزرگترین منابع طبیعی فراهم کننده مواد غذایی و انرژی مطرح هستند. 60 الی 80 درصد لیگنوسلولزها از پلیساكاریدها، كه پلیمر طبیعی قندها میباشند، تشكیل شده است. علاوه بر این، طیف وسیعی از مواد قابل مصرف موجود در لیگنوسلولزها، تجدید پذیری آنها و همچنین سازگاریشان با محیط زیست، هرگونه مطالعه و امكان سرمایه گذاری در مورد لیگنوسلولزها را بعنوان یكی از چشماندازهای آینده بشری توجیهپذیر میسازد.[5] بیشترین ماده تولیدی طبیعی در كره زمین، گیاهان میباشند، كه میزان تولید آنها در حدود 1011 تن در سال برآورد شده است. گیاهان، شامل انواع درختان، گیاهان بوتهای، محصولات و ضایعات كشاورزی و … میباشند، كه قسمت عمده آنها پس از تولید بی هیچ استفادهای به روش های مختلف، وارد چرخه بازگشتپذیر طبیعت میگردند. وجه مشخص همه گیاهان، ساختار فیبریلی آنها است كه در این ساختار، میكروفیبریلهای سلولز در شبكه ای از همیسلولز[2] و لیگنین[3] احاطه شده و سایر مواد آلی و معدنی، این ساختمان را تكمیل كردهاند. به خاطر همین ساختار، به این مواد، لیگنوسلولز گفته می شود [6].
ساختمان لیگنوسلولزها از سه بخش اصلی پلی ساكاریدها، لیگنین و مواد خارجی[4] تشكیل شده است. پلیساكاریدها به كربوهیدراتهای سنگینی گفته میشوند كه شامل سلولز و همیسلولز باشند و در مجموع 80-60 درصد كل ساختمان گیاه را تشكیل دهند[7] .
[1] Lignocelluloses
[2] Hemicelluloses
[3] Lignin
[4] Extraneous Material
[1] Short Staple Fiber
[2] Long Staple Fiber
[3] Natural Fibers
[4] Man-Made Fibers
[5] Asbestos
[6] Regenerated Fibers
[7] Synthetic Fibers
[8] Retting
[9] Meredith
صدا وسیله ارتباط است، ارتباط انسانها با یکدیگر، ارتباط با طبیعت و حتی ارتباط با اشیاء ساخته شده توسط خود انسان. صدا اولین وسیله ارتباطی است، علم تولید، انتشار و دریافت صدا آکوستیک[1] نام دارد. امروزه همراه با رشد شهرنشینی، به علت توسعه بیشمار در صنایع و همچنین افزایش استفاده از ماشینآلات جدید، عظیم و نیرومند در تمامی زمینهها صداهای ناخواستهای به وجود میآیند و آلودگی صوتی یکی از اجزای غیرقابل اجتناب زندگی ماشینی بشرگشته است. طبق آمار سازمان جهانی بهداشت تعداد افرادی كه در سراسر دنیا دچار كاهش شنوایی میباشند از 120 میلیون نفر در سال 1995 به 250 میلیون نفر در سال 2004 افزایش یافته است. چنانكه در منابع علمی مختلف و تحقیقات بسیاری كه در خصوص بررسی و ارزیابی اثرات سوء صدا و ارزیابی علائم وعوارض آن بر شاغلین صنایع پر صدا به عمل آمده، حاكی از آن است عوارض بسیاری از قبیل تغییرات موقت و دائم آستانه شنوایی، ایجاد كم شنوایی حسی عصبی، مشكلات روحی و روانی، افزایش فشار خون، ایجاد معلولیت شنوایی، تأثیر منفی بر پارامترهای فیزیو لوژیک از قبیل درجه حرارت بدن، سردرد، اثرات منفی و بازدارنده بر كارایی و عملكرد كاركنان، افزایش ضربان قلب، اثر برسیستم گوارشی و دستگاه گردش خون، ایجاد استرس، ایجاد اختلال در زندگی روزمره و حالت اذیت و احساس ناراحتی، افزایش ترشح غدد درون ریز(غده فوق كلیوی و تیروئید)، اختلال در ایجاد یادگیری، تأثیر بر كیفیت خواب و بسیاری از عوارض دیگر را میتوان ناشی از تماس طولانی مدت با عامل زیان آور صدا نام برد. كلیه موارد یاد شده از عوارض مشترك صداهای با فركانسهای بالا، میانی و پا یین می باشند، بعضی از اثرات خاص مواجهه با صداهای فركانس پا یین است. برای غلبه بر این مشکل انواع مختلف مواد برای کاهش صدا توسعه یافته است اما تعداد محدودی از آنها توانسته اند تا حدی برای جامعه پرسرو صدا امروزی مفید واقع شوند [1،2].
به این منظور تولید پنلهای سوراخ شده، فلزات متخلخل و الیاف فلزی تاحد زیادی در سالهای اخیر بهبود یافتهاند که جذب صوت عالی در یک محدوده فرکانسی گسترده را فراهم می کند با این حال، خواص مکانیکی آنها با توجه به ضخامت و فاکتورهای میکرو متخلخل آنها کم گزارش شده است. اگرچه فلزات متخلخل یک سری ویژگیهای خوب مانند استحکام مخصوص بالا، هدایت حرارتی، جذب انرژی مؤثر دارند اما دارای معایبی هم هستند. آنها اغلب جاذب صداهای ضعیف حتی در محدوده فرکانسهای پایین میباشند، هزینه تولید بالا و مشکل درکنترل فرایند تولید دارند. تحقیقات اخیر روی توسعه کامپوزیتهای سبک وزن چند منظوره که دارای جذب خوب، نفوذ پذیری هوا و ویژگی مکانیکی خوب میباشند متمرکز شده است [4،3].
2-1- اصول و مبانی صوت
1-2-1- ماهیت صوت
فیزیک و ماهیت صدا، شاخهای از علم فیزیک است که با انعکاس و کیفیت صدا رسانی سر و کار دارد. یک جسم در حال ارتعاش، حالت ناپایدار موجی شکلی در محیط پیرامون خود که فراگیره نامیده می شود پدید میآورد. این امواج هرچه از منبع ارتعاش دورتر میگردند،
انرژی آنها توسط فراگیره جذب و به تدریج از بین میروند. بنابراین پدیدهای احساسی که توسط ارتعاش، گوش انسان را تحریک می نماید، صدا یا صوت نامیده شده و فضایی که در آن این پدیده رخ میدهد، میدان آکوستیکی نامیده می شود. فشار در همه جای یک محیط همگن(فراگیره) که در حالت تعادل است یکسان میباشد. اگر در یکی از نقاط فراگیره فشار تغییر کند، حالت نامتعادل بهوجود می آید که این عدم تعادل به تمام نقاط محیط متعادل منتقل میگردد. در این حالت اگر ذرهای از حالت تعادل خارج شده و شروع به ارتعاش نماید، با توجه به ساختمان مولکولی جسم فراگیره، ذرهی مرتعش شده فشاری را در مولکول بعدی در پیرامون خود پدید میآورد که میتوان گفت نقطهی مفروض با افزایش فشار مواجه شده و به عکس در ذرهی متقارن آن کاهش فشار بهوجود میآید. از انتشار فشار ذرات به یکدیگر موج پدید میآید. اگر این جابجاییها بیش از 16 بار در ثانیه باشد، صدا ایجاد می شود و اگر همین افزایش و کاهش فشار در یک مسافت خاص به تصویر کشیده شود، آنچه به دست می آید امواج صوتی خواهد بود. هنگامی این امواج به وجود میآیند که محیط متعادل دارای خاصیت الاستیسیته باشد و این قابلیت را داشته باشد که نیروی وارده را به ذرات مجاور انتقال دهد [6،5].
2-2-1- کمیت های صوتی
دامنه[1] : عبارت است از فاصلهی بین دو نقطه بیشینه و کمینهی فشار در امواج صوتی. در بسیاری از منابع آکوستیکی، از صفر تا نقطه بیشینه مقدار مثبت و از صفر تا نقطهی کمینه مقدار منفی خوانده می شود.
فرکانس[2] (بسامد): عبارت است از تعداد نوسانات کامل امواج در یک ثانیه که از یک نقطهی معینی عبور کنند. واحد تعداد نوسانات در ثانیه، هرتز(Hz) نامیده می شود.
سرعت صوت[3] : عبارت است از مقدار مسافت طی شده توسط امواج در مدت یک ثانیه. این مسئله بستگی به جنس و دمای محیطی دارد که امواج صوتی در آن حرکت می کنند. همچنین سرعت صدا با رطوبت نیز رابطه مستقیم دارد. هرقدر رطوبت هوا بیشتر باشد سرعت صدا نیز بیشتر است. جدول (1-1) سرعت حرکت امواج صوتی را در مواد مختلف نشان میدهد [8،7].
طول موج[1] : عبارت است از فاصله بین دو نقطه متوالی و همانند، مانند فاصله بین دو بیشینه و کمینه. طول موج به سرعت و نیز فرکانس صدا بستگی دارد.
توان[2] : عبارت است از مقدار انرژی خروجی از یک منبع در واحد زمان که با واحد وات (w) اندازه گیری می شود.
فشار[3] : عبارت است از میزان تغییر فشار اتمسفریک ایجاد شده توسط صدا در محیط فراگیره. فشار هوا مقداری بینهایت کوچک است که با واحد پاسکال(Pa) سنجیده می شود.
شدت[4] : عبارت است از میزان انرژی صوتی که در واحد زمان بر واحد سطح عمود بر جهت انتشار موج میرسد و با واحد ( ) اندازه گیری می شود.
امواج ساکن[5] : در تداخل امواج چنانچه دو موج با فرکانسهای یکسان مثلاً امواج منتشر شده و بازتاب با یکدیگر ترکیب شوند، ممکن است به علت اختلاف فاز یک صد و هشتاد درجه در بعضی نقاط یکدیگر را تضعیف کرده و نیز تساوی فازها یکدیگر را تقویت کنند. محل این نقاط ثابت است و الگوی به وجود آمده به امواج ساکن معروف است [9-7].
1 Wavelength
2 Power
3 Pressure
4 Intensity
5 Standing Wave
1 Amplitude
2 Frequency
3 Velocity
1 Acoustic
بی شك یكی از اصلی ترین الیاف مورد مصرف نساجی پلی استر می باشد. گواه این موضوع، میزان تولید و مصرف بالای سالیانه این لیف در جهان می باشد. ازطرفی، بیشترین حجم نخ خاب مورد مصرف فرش ماشینی در ایران، از الیاف اكریلیک تهیه می شود که لیفی نسبتا گران ودارای مشکلات زیست محیطی زیادی می باشد. در این تحقیق تلاش می شود تا خصوصیات نخ پلی استر فیلامنتی را با تغییردر شكل سطح مقطع ونیز تغییر نمره الیاف(dpf)[1] اصلاح نمود. نتیجه این تحقیق می تواند به جایگزین شدن الیاف پلی استر بجای اکریلیک در صنعت فرش ماشینی ایران کمک کند. از آنجا كه منسوجات فرش از طرف پای انسان(راه رفتن)، پایه صندلی و مبل و… همواره تحت بارگذاری دینامیكی واستاتیكی قرار دارد، در نتیجه فشارپذیری یکی از مهمترین خواص فیزیكی- مكانیكی آنها محسوب می شود. بنابراین یک فرش علاوه بر داشتن كاركرد و دوام فنی بالا، باید به عنوان یک كالای تزئینی و لوكس نیز دارای ظاهری زیبا باشد. از جمله عوامل مهم در این زیبایی نظم وترتیب نخ های خاب، درخشندگی و… می باشد. بنابراین دراین تحقیق ابتدا نمونه های تولید شده نخ های پلی استر فیلامنتی شاهد(نخ پلی استر متداول مصرفی صنعت) و اصلاحی در فرش ماشینی خاب بریده بافته شده و سپس نمونه های فرش از لحاظ آزمون های فشار پذیری (استاتیکی، دینامیکی) و بصری بایکدیگرمقایسه می شوند.
2-1- لیف پلی استر
1-2-1- تاریخچه
تا قبل از 1945دانشمندان مختلفی پلی استرهای لیفی زیادی را تهیه نموند ولی تقریبا تمامی آنها از واكنش گرمای آلیفاتیک تهیه میشدند و دارای نقطه ذوب پایینی برای مصارف نساجی بودند، بعلاوه آنكه در حلالهای خشك شویی به آسانی حل میشدند.
دراولین روزهای جنگ جهانی دوم، و ینفیلد و دیكسون (Whinfild & Dickson) توانستند با مطالعه مطالب كارتروز پلی اتیلتن ترفتالات با وزن مولكولی بالا را از واكنش اسیدترفتالیک و استر دی متیل خالص آن با اتیلن گلایكول تهیه نمایند، پلیمر جدید از طریق ذوب ریسی به الیاف تبدیل میشد و دارای خواص نساجی مطلوبی بود. ولی بدلیل جنگ جهانی انتظار جهت تولید تا سال 1945 بطول انجامید. در جولای 1945 شركت (ICI) طبق توافقنامه بلند مدت میان آنها و شركت دوپونت ،حق امتیاز تولید این لیف را به 5 كشور اعطا نمود. تولید پلی استر در دهه 60 و70 بطور گسترده ای افزایش یافت و در سال 1972 پلی استر از نایلون پیشی گرفت و عنوان مهمترین لیف مصنوعی را به خود اختصاص داد[3] .
2-2-1- ساختمان شیمیایی
پلی استر به پلیمرهایی اتلاق میگردد كه دارای گروه استر (–co-o–) در زنجیره اصلی خود باشند. این گروه استری، حاصل واكنش بین الكلهای دو ظرفیتی و كربوكیسلیک اسیدهای دو ظرفیتی میباشد[1].
در این تحقیق منظوراز لیف پلی استر، بیشتر پلی اتیلن ترفلات [1](PET) است که درواقع یکی از مهمترین الیاف مصنوعی در صنعت نساجی میباشد.
فرمول شیمیایی این لیف در شکل (1-1)آمده است.
از جمله نامهای تجاری كه امروزه درسطح جهان برای الیاف پلی استر بكار می برند میتوان به ترویرا (Trevira) ، تولیدی شركت هوفست آلمان، ترگال (Tergal) شركت رود یاستا فرانسه، تریتا ل ((Trital شركت رود یانس ایتالیا، تترون (tetron) ژاپن و ویكلرون (Viklerun) شركت ببیانت میلزآمریكا اشاره كرد. [2]
3-2-1- مصارف وكاربردهای الیاف پلی استر
پلی استر به مقدار زیاد با پنبه، ویسكوز، پشم و سایر الیاف طبیعی مخلوط میشود و به این ترتیب كمبودهای الیاف طبیعی تا حدودی مرتفع میگردد. پلی استر را می توان از لحاظ كاربرد در 4 گروه الیاف كوتاه، الیاف بلند، نخهای یكسره و بی بافت هاتقسیم بندی نمود. نمره الیاف پلی استر كه در ریسندگی الیاف كوتاه تولید میشود، در حدود 3-7/1 دسی تكس میباشد. طول این الیاف 38 تا 76 میلیمتر و فرو موج آن 4 تا 6 در سانتیمتر است. كاربرد الیاف كوتاه پلی استر بسیار گسترده است. در صنایع بافندگی تاری پودی انواع مختلف پارچههای پیراهنی، روپوشی، شلواری، رو مبلی، پرده ای، ملافه ای، مقدمات بافندگی و. .. ازاین لیف تهیه میشود.
پلی استر به منظور مخلوط شدن با پشم دارای نمره 3 تا 6 دسی تكس میباشد و طول برش آن 75 تا100 میلی متر میباشد. الیاف بلند پلی استر دارای طیف گسترده ای از كاربردها میباشد از جمله در صنایع بافندگی فاستونی، نیمه فاستونی و پشمی به صورت عموماً كت و شلوار مردانه، منسوجات فنی، پتو، ملافه ، نخ فرش ماشینی و. .. اشاره نمود.
نخ فیلامنتی پلی استر معمولی به صورت تك رشته ای وچند رشته ای مستقیماً در تریكو بافی، بافندگی و تكسچرایزینگ استفاده میشود، نخ فیلامنتی پلی استر با استحكام بالا به مصارف صنعتی مثل نخ تایر خودرو، كمر بند ایمنی، تسمه، نخ خیاطی، طناب،تورماهیگیری ،شیلنگ های صنعتی،چادر مسافرتی،بادبان كشتی و… مورد استفاده قرار میگیرد. بعلاوه در بافندگی حلقوی این لیف درقالب انواع زیر پوش، تی شرت، لباس ورزشی، جوراب و. .. به بازار عرضه میشود.
همانطور كه اشاره شد بخش قابل ملاحظه ای از مصرف پلی استر به صورت الیاف ریسیده میباشد كه در شاخههای مختلف نساجی كاربرد دارد.اما در سالهای اخیر پیشرفت قابل ملاحظه در منسوجات بی بافت صورت
گرفته است و موارد كاربرد زیادی را دارا می باشد از جمله منسوجات فنی،كشاورزی،ژئوتكستایلها،منسوجات محافظ،منسوجات بهداشتی و… .
به علت خواص ویژه پلی استر نظیر براقیّت و نرمی آن به صورت 100% نیز درمواردی چون روسری، شال زنانه استفاده میگردد در صنایع كفپوش و نخ خاب وچلّه فرش ماشینی نیز كاربرد گسترده ای دارد[1].
4-2-1- خواص فیزیكی، مکانیکی وشیمیایی الیاف پلی استر (PET)
1-4-2-1- مقاومت در مقابل کشش اولیه
مقاومت در مقابل كشش اولیه در این گونه الیاف فوق العاده زیاد بوده و از خصوصیات خوب این الیاف است و نشان دهندة این است كه در مقابل فشار كم عملیات نخ پیچی، كششی به این الیاف داده نمی شود.آزمایشات نشان داده كه وزنه 9/0 گرم بر دنیر فقط یک درصد می تواند فیلامنت داكرون را كشش دهد، و وزنه 75/1 گرم بر دنیر باعث 2 درصد كشش در داكرون می شود. تریلین نیز مشابه داكرون می باشد و مقاومت در مقابل كشش اولیه خوبی دارد بنابراین نیروی كه در هنگام پوشیدن لباس وارد می شود ، تغییر شكل اساسی را در لباس بوجود نمی آورد[4] .
2-4-2-1- جذب رطوبت
در شرایط معمولی جذب رطوبت الیاف داكرون و تریلین 4/0 درصد است .در نتیجه استحكام كششی و ازدیاد طول تا حد پارگی در حالت خیس و خشك یكسان است .کفپوش پلی استر در حین مصرف ایجاد بار الكتریكی می كنند و در نتیجه خاك و آلودگیهای هوا را به سهولت جذب می كنند[4] .