تاریخ شروع : 1402/09/30
مهلت ارسال : 1402/10/27
گرنت صندوق نوآوری و شکوفایی:
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
حمایت بلاعوض از طرح تا سقف 500میلیون تومان
مهلت ارسال پروپوزال به اتمام رسیده است
گریس دما بالای پلی اوره با فرآوری پلیمریزاسیون درجا و اصلاح‌شده با افزودنی‌های نانومقیاس
خلاصه فناوری
گریس‌ها در صنایع روانکاری هم در مصارف عمومی و هم در مصارف خاص کاربرد گسترده‌ای دارند و در مقیاس بالا از نیازهای روزمره صنعت به شمار می‌روند. گریس‌های پلی اوره با توجه به ویژگی‌های خاص مولکولی و قابلیت ایجاد تنوع در ساختار مولکولی می‌توانند در کاربردهای خاصی همچون دماهای بالا، سرعت‌های بالا و کاربردهای مخصوصی مثل موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار بگیرند. استفاده از نانو ذرات گرافن می‌تواند قابلیت‌های این گریس خاص همچون مقاومت سایش را به طرز چشمگیری بهبود ببخشد و محصول بسیار کارآمدی به بازار عرضه شود.
در این راستا طرح تولید گریس پلی اوره دما بالا به کمک نانو صفحات گرافن توسط این گروه پژوهشی ارایه گردیده است. در این پژوهش در مرحله اول طراحی و تولید ساختار مولکولی مناسب برای تغلیظ‌‌کننده پلی‌اوره جهت دستیابی به خواص حرارتی و پایداری مطلوب، مد نظر است و در ادامه طراحی فرآیندهای اختلاط جهت پراکنش مطلوب نانو ذرات گرافن در گریس به نحوی که منجر به ایجاد خواص جدید و شاخصی در آن شود از جمله اهداف این پژوهش است.
ضرورت مسئله
گریس‌های با فناوری بالا همچون گریس‌های دما بالا و یا با چسبندگی زیاد به صورت تخصصی در صنایع مختلف همچون ذوب آهن و کارخانجات فولاد کاربرد گسترده‌ای دارد و نیاز روزمره صنعت به شمار می‌رود. از آنجایی که گریس‌های حاوی صابون لیتیم مشکلاتی را برای سلامتی انسان و همچنین محیط‌زیست ایجاد می‌کردند، به تدریج در سال‌های ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ با محصولات گریس بر پایه پلی‌اوره جایگزین شدند. مزایای عالی گریس‌های پلی‌اوره همچون تحمل درجه حرارت بالا، پایداری اکسایشی ذاتی مناسب، مقاومت در برابر آب، پایداری مکانیکی خوب و تحمل تنش برشی بالا باعث اقبال بیشتری به سوی تولید آن شد. تامین نیاز کشور به این نوع گریس از طریق واردات موجب شد تلاش برای تولید این محصول به صورت بومی و با استفاده از مواد اولیه ساخت داخل آغاز شود. همچنین رشد مصارف دیگر لیتیم در صنایع باتری سازی این ماده را با کمبود و رشد قیمت در بازار مواجه کرده است و این مسئله مزید بر علت شده و باعث گرایش هر چه بیشتر به سمت گریس پلی‌اوره شده است. طبق بررسی‌های انجام شده بازار گریس‌های پلی‌اوره یک بازار رو به رشد است و در حال حاضر در کشور تولید نمی‌شوند و نیاز کشور از طریق واردات تامین می‌شود. این گریس‌ها به جهت ساختمان مولکولی پلیمری دارای طیف گسترده‌ای از محصولات با کاربری‌های متداول و خاص هستند؛ بنابراین با تغییر طراحی مولکولی می‌توان به نیاز طیف گسترده‌ای از مشتریان پاسخ داد. در سال‌های اخیر با ارائه‌ی روش‌های جدید از جمله استفاده از پودرهای پلی‌اوره، تولید این دسته از گریس‌ها به مراتب آسان‌تر شده‌است. افزودن نانو ذرات گرافیت و گرافن قابلیت ضدسایش را در این نوع گریس‌ها تقویت نموده و سبد مشتقات گریس پلی‌اوره را متنوع‌تر خواهد نمود و کاربری‌های ویژهتری با ارزش افزوده بالاتر به این محصول خواهد داد. مصرف داخلی بالای این محصول و ظرفیت صادرات بالقوه برای این محصول بر جذابیت‌های تولید آن افزوده است. طراحی، ساخت و بومی‌سازی صنعت گریس پلی‌اوره که گریس‌های تخصصی و مناسب برای موتورهای الکتریکی هم هستند و همچنین توسعه نانو کامپوزیت‌های این محصول، از جمله اهداف این طرح است.
مسئله اصلی تحقیق
گریس‌ها در صنایع روانکاری هم در مصارف عمومی و هم در مصارف خاص کاربرد گسترده‌ای دارند و در مقیاس بالا از نیازهای روزمره صنعت به شمار می‌روند. گریس‌های پلی اوره با توجه به ویژگی‌های خاص مولکولی و قابلیت ایجاد تنوع در ساختار مولکولی می‌توانند در کاربردهای خاصی همچون دماهای بالا، سرعت‌های بالا و کاربردهای مخصوصی مثل موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار بگیرند. استفاده از نانو ذرات گرافن می‌تواند قابلیت‌های این گریس خاص همچون مقاومت سایش را به طرز چشمگیری بهبود ببخشد و محصول بسیار کارآمدی به بازار عرضه شود.
در این راستا طرح تولید گریس پلی اوره دما بالا به کمک نانو صفحات گرافن توسط این گروه پژوهشی ارایه گردیده است. در این پژوهش در مرحله اول طراحی و تولید ساختار مولکولی مناسب برای تغلیظ‌‌کننده پلی‌اوره جهت دستیابی به خواص حرارتی و پایداری مطلوب، مد نظر است و در ادامه طراحی فرآیندهای اختلاط جهت پراکنش مطلوب نانو ذرات گرافن در گریس به نحوی که منجر به ایجاد خواص جدید و شاخصی در آن شود از جمله اهداف این پژوهش است.
ضرورت مسئله
گریس‌های با فناوری بالا همچون گریس‌های دما بالا و یا با چسبندگی زیاد به صورت تخصصی در صنایع مختلف همچون ذوب آهن و کارخانجات فولاد کاربرد گسترده‌ای دارد و نیاز روزمره صنعت به شمار می‌رود. از آنجایی که گریس‌های حاوی صابون لیتیم مشکلاتی را برای سلامتی انسان و همچنین محیط‌زیست ایجاد می‌کردند، به تدریج در سال‌های ۱۹۷۰ تا ۱۹۸۰ با محصولات گریس بر پایه پلی‌اوره جایگزین شدند. مزایای عالی گریس‌های پلی‌اوره همچون تحمل درجه حرارت بالا، پایداری اکسایشی ذاتی مناسب، مقاومت در برابر آب، پایداری مکانیکی خوب و تحمل تنش برشی بالا باعث اقبال بیشتری به سوی تولید آن شد. تامین نیاز کشور به این نوع گریس از طریق واردات موجب شد تلاش برای تولید این محصول به صورت بومی و با استفاده از مواد اولیه ساخت داخل آغاز شود. همچنین رشد مصارف دیگر لیتیم در صنایع باتری سازی این ماده را با کمبود و رشد قیمت در بازار مواجه کرده است و این مسئله مزید بر علت شده و باعث گرایش هر چه بیشتر به سمت گریس پلی‌اوره شده است. طبق بررسی‌های انجام شده بازار گریس‌های پلی‌اوره یک بازار رو به رشد است و در حال حاضر در کشور تولید نمی‌شوند و نیاز کشور از طریق واردات تامین می‌شود. این گریس‌ها به جهت ساختمان مولکولی پلیمری دارای طیف گسترده‌ای از محصولات با کاربری‌های متداول و خاص هستند؛ بنابراین با تغییر طراحی مولکولی می‌توان به نیاز طیف گسترده‌ای از مشتریان پاسخ داد. در سال‌های اخیر با ارائه‌ی روش‌های جدید از جمله استفاده از پودرهای پلی‌اوره، تولید این دسته از گریس‌ها به مراتب آسان‌تر شده‌است. افزودن نانو ذرات گرافیت و گرافن قابلیت ضدسایش را در این نوع گریس‌ها تقویت نموده و سبد مشتقات گریس پلی‌اوره را متنوع‌تر خواهد نمود و کاربری‌های ویژهتری با ارزش افزوده بالاتر به این محصول خواهد داد. مصرف داخلی بالای این محصول و ظرفیت صادرات بالقوه برای این محصول بر جذابیت‌های تولید آن افزوده است. طراحی، ساخت و بومی‌سازی صنعت گریس پلی‌اوره که گریس‌های تخصصی و مناسب برای موتورهای الکتریکی هم هستند و همچنین توسعه نانو کامپوزیت‌های این محصول، از جمله اهداف این طرح است.
مسئله اصلی تحقیق
در مرحله ساخت گریس پلی اوره باید اشاره شود که در ساختار تغلیظ‌کننده‌های بر پایه پلی‌اوره عناصر فلزی حضور ندارند و در دسته محصولات بدون خاکستر (ashless) قرار می‌گیرند. تولید این محصولات از طریق فرآیند سه مرحله‌ای شامل واکنش پلیمریزاسیون ایزوسیانات‌ها و آمین‌های مختلف در روغن‌های پایه معدنی یا سنتزی انجام می‌شود. همچنین با توجه به خواص مورد انتظار، آمین‌های آروماتیک یا آلیفاتیک یا مخلوط آن دو در فرمولاسیون این محصول به کار می‌رود و پیکربندی ساختمان مولکولی این محصول نیازمند مطالعات دقیق مواد اولیه و مهندسی فرایند پلیمریزاسیون آن است. در این راستا همگام سازی مواد اولیه تولیدی در داخل کشور با طراحی‌های مولکولی و فرآیندی تولید گریس پلی‌اوره با کیفیت، از جمله چالش‌های این طرح می‌باشد. مسمومیت زا بودن مواد اولیه، کار با آن‌ها را با دشواری مواجه می‌سازد و باید مسائل ایمنی رعایت و تجهیزات خاصی فراهم شود. در ادامه در بخش ساخت نانو نوع افزودنی و میزان مصرف بهینه گرافن و روش اختلاط در مدیای گریس به نحوی که بیشترین تاثیرگذاری را در خواص مورد انتظار داشته باشد مساله این تحقیق است. نوع پراکنش افزودنی نانو و کیفیت اختلاط آن مستقیماً بر خواص گریس کامپوزیتی نهایی اثر گذار است. بعد از تجاری‌سازی، قیمت تمام شده و رنگ ظاهری هم در عین حال از درجه اهمیت بالایی برخوردار است و نیاز به بهینه‌سازی دارد. از آنجایی که گریس پلی اوره جزو دسته روانکارهای صنعتی به شمار می‌رود و خارج از حوزه اقلام بهداشتی و پزشکی است به مجوزهای سخت و فرآیندهای پیچیده اداری برای شروع صنعتی‌سازی آن نیاز نیست.
درباره تیم پژوهشی:
| نام و نام‌خانوادگی | رشته/ مقطع تحصیلی | همکار/ مشاور طرح | وضعیت شغلی |
| امین حیدری | مهندسی پلیمر-دکتری | مدیرفنی | عضو هیئت‌علمی دانشگاه مراغه |
| نجمه اسکندری | بیوشیمی-کارشناسی ارشد | کارشناس اجرایی | دانشجوی کارشناسی ارشد |
سوابق عرضه‌کننده فناوری و مسئول اصلی تیم پژوهشی:
جناب آقای دکتر امین حیدری، به‌عنوان مدیرفنی این طرح دانش آموخته مقطع دکتری در رشته مهندسی پلیمر از دانشگاه صنعتی امیرکبیر و صنعتی سهند تبریز میباشند. ایشان سابقه تدریس 12 ساله دروس مهندسی شیمی و پلیمر در دانشگاه دارند و سابقه مدیریت تحقیق و توسعه شرکت‌های رساگستران صنعت دنا و روانگستران صنعت آرین را در کارنامه خود دارند. هم اکنون ایشان عضو هیئت‌علمی دانشگاه مراغه میباشند و در زمینه تحقیقات ریولوژیکی روانکارها فعالیت دارند.
از مزایای طرح می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عدم وجود واکنشدهنده‌ها و محصولات گازی در فرآیند ساخت گریس پلی‌اوره
- انجام فرآیند تولید در فشار اتمسفریک
- عدم ایجاد خوردگی در تجهیزات مورد استفاده
- عدم وجود ضایعات و مواد زائد آلوده‌کننده حین تولید
گریس‌های با فناوری بالا همچون گریس‌های دما بالا و یا با چسبندگی زیاد به صورت تخصصی در صنایع مختلف همچون ذوب‌آهن و کارخانه‌جات فولاد کاربرد گسترده‌ای دارد و نیاز روزمره صنعت به شمار می‌رود. همچنین روان‌کننده‌های خاص برای موتورهای الکتریکی از جمله کاربرد ویژه گریس‌های پلی‌اوره است. بهبود مقاومت سایش این نوع گریس‌ها به کمک افزودنی‌ها در کاربری‌های اشاره شده بسیار مطلوب و مورد توجه است.
- تولید گریدهای مخلتف گریس پلی‌اوره حائز شرایط مطابق جدول زیر:
| دمای ریزش | بیشتر از 260 درجه سانتی‌گراد |
| تست سایش fourball | کمتر از 300 |
| دمای کاربری | 40- تا 150 درجه سانتی‌گراد |
| پایداری مکانیکی | 50 ساعت در دمای 80 درجه سانتی‌گراد |
| مقاومت در برابر رطوبت | 3 ساعت در دمای 90 درجه سانتی‌گراد |
| جدایش روغن | 7 روز در دمای 40 درجه سانتی‌گراد |
| عمر مفید کاربری |
5 سال
|
- ساخت گریس‌های حاوی گرافن و بهبود میزان مقاومت در برابر سایش و فشار
- آنالیز و تحلیل میکروسکوپی و طیف سنجی نمونه‌های گریس جهت بررسی پراکنش نانو ذرات و بررسی اثر کیفیت اختلاط
- آنالیز و تحلیل رفتار ریولوژیکی گریس ساخته‌شده جهت مشخصه‌یابی عملکرد گریس همراه با افزودنی در دماها و فرکانس‌ها و دامنه تنش‌های مختلف و آرایه شناسنامه ریولوژیکی
- هزینه اجرای طرح حدود 500 میلیون تومان برآورد می‌شود.
- مدت‌زمان اجرای طرح حدود 12 ماه برآورد می‌شود.
- مالکیت معنوی: مشارکت‌کننده در مالکیت معنوی ناشی از اجرای تحقیق سهیم خواهد بود و انتشار مقاله مشترک توسط مجری و مشارکت‌کننده در ژورنال‌های داخلی و خارجی، ارائه مقاله در کنفرانس‌ها و سمینارها با موافقت و اشاره به نام همه دست‌اندرکاران مجاز خواهد بود.
- مالکیت منافع مادی: سهم مشارکت شرکت/شتاب‌دهنده متقاضی حداقل 10 و حداکثر 35 درصد خواهد بود (منافع مالی ناشی از توسعه این فناوری بر اساس توافق طرفین و مشترک خواهد بود و با توجه به سهم آورده نقدی و غیرنقدی توسعه‌دهنده، سهم مالکیت قابل‌مذاکره و توافق است).
شماره تماس:
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@
021-88486498
اینستاگرام:
iran.challenges@