Πορώδη πολυμερικά υλικά και μεμβράνες για χρήση τους σε διαδικασίες φιλτραρίσματος υδατικών διαλυμάτων: Διαχωρισμός ελαίων – νερού
Creators: name: Ρουσίδου, Σοφία Θεοδώρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Πολυμερή
Φίλτρo
Ελαίου – νερού
Polymers
Filter
Oil – water

description: Η εργασία αυτή πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια της ανάπτυξης και εφαρμογής της ερευνητικής ικανότητας, που αποκτήθηκε κατά το μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών ΔΠΜΣ του ΑΠΘ, στον τομέα των υλικών ΔΤΠΥ. Η έρευνα μέσω της βιβλιογραφικής ανασκόπησης και όλα τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν στις εγκαταστάσεις της Πολυτεχνικής Σχολής του ΑΠΘ, στο τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, στο εργαστήριο Μεταλλογνωσίας.Το αντικείμενο που πραγματεύεται μέσα στην εργασία είναι η εξεύρεση λύσεων για την οικολογική καταστροφή που προέρχεται από την μόλυνση των υδάτων (θαλάσσια, λιμνάζοντα, υδροφόρων οριζόντων κ.α.) από μολυσματικούς παράγοντες λιπών και ελαίων. Μέχρι σήμερα έχουν βρεθεί και έχουν αναπτυχθεί τρόποι επίλυσης τέτοιων ζητημάτων όμως δεν θεωρούνται πολύ αποτελεσματικοί, αναλογιζόμενοι το κόστος κατασκευής των συστημάτων καθαρισμού, του ανάλογου κόστους λειτουργίας και συντήρησής τους, την απόδοσή τους την αντοχή τους σε δυσμενείς συνθήκες εργασίας, την διάθεσή τους (σαν υλικά) μετά από την ολοκλήρωση του κύκλου ζωής τους, αλλά κυρίως του γεγονότος ότι δεν έχουν εφαρμοστεί σε ευρεία κλίμακα, οι νέες τεχνικές και τα νέα υλικά, τα οποία έχουν δημιουργηθεί σήμερα. Σαν αποτέλεσμα λοιπόν ήταν η δημιουργία πορωδών μεμβρανών από PLA, ενός εξαιρετικού πολυμερούς υλικού, το οποίο θεωρείται ιδανικό για την περίπτωση. Μάλιστα τα φίλτρα που κατασκευάστηκαν λάβανε το σχήμα τους με την εξόχως (για τα σημερινά δεδομένα 2020) καινοτομικής τεχνικής της τρισδιάστατης εκτύπωσης.Στην συνέχεια έγιναν πειραματικοί έλεγχοι της απόδοσης των φίλτρων αυτών, με πειράματα διαχωρισμού λαδιών (μηχανών διαφορών τύπων) από μίγματα νερού και λαδιών. Ακολούθησαν βελτιστοποιήσεις τόσο στην γεωμετρία των φίλτρων όσο και στην τεχνική εκτύπωσής τους. Επίσης σε κάθε φίλτρο μετρήθηκε η επιφανειακή του ενέργεια μέσω της μεθόδου της σταγόνας. Με την μέθοδο αυτή εξακριβώθηκε η επίδραση της επιφανειακής κατεργασίας, που υπέστη το κάθε φίλτρο, στην γωνία διαβροχής του, σε σταγόνα νερού και λαδιού. Έτσι βρέθηκαν οι υδροφιλικές / υδροφοβικές συμπεριφορές καθώς και οι ελαιφοβικές και ελαιοφιλικές συμπεριφορές των μεμβρανών ανά κατεργασία.Η βελτιστοποίηση απέδωσε συμπεράσματα: • Βέλτιστων παραμέτρων εκτύπωσης • Βέλτιστων επιφανειακών κατεργασιών • Βελτιστοποίηση συνθηκών λειτουργίας Στο τέλος της εργασίας γίνεται μια πρόταση για κατασκευή ενός νέου τύπου φίλτρων, που θα συνδυάζονται όλες τις τεχνικές βελτιστοποίησης που προέκυψαν από εδώ, ώστε να συνεχιστεί η έρευνα με νέα δεδομένα.
description: This dissertation was the product of the development and application of the research ability that was gained during the postgraduate program DPMS of the Aristotle University of Thessaloniki, in the field of materials, DTPY. All the research and experiments of the bibliographical review where carried out at the Engineers Department, at the sector of the Metalourgy lab. The subject that is being dealt with in this dissertation is finding solutions for the ecological pollution that comes from contaminated waters (sea water, stagnant water, aquafer areas) from polluting factors like oils and fats. Up to now, there have been found ways to resolve issues like the above, but they are not considered to be very effective, taking into consideration the cost of producing the cleaning systems, the respective running costs and maintenance, their performance and durability in unfavorable conditions of work, their disposal (as materials)after the completion of their cycle of life, but mainly because new techniques and materials which have been created nowadays, have not been applied extensively. Thus, the result was the creation of porous membranes made of PLA, an exceptionally polymerous material, which is considered to be ideal in this case. Furthermore, the filters that were made took their shape (for the current standards)from the exceptional innovative 3D printing technique that was used. Following, experimental controls of the performance of these filters were made with experiments on the segregation of oils (various types of engines) from water mixtures and oils. Optimizations on the geometry of filters and on their printing techniques were made. Additionally, the surface energy of the filters was estimated with the droplet method. With this method the impact of the superficial processing on every filter, on its maceration corner, droplet of water and oil was verified. As a result, the hydrophilic and hydrophobic treatments were found, as well as the eleophobic and eleophilic treatments of the membranes during the process. The following results were drawn from the optimization: • Optimum printing parameters • Optimum surface treatment • Optimum working conditions At the end of the dissertation there is a proposal for the construction of a new type of filters that are combined with all the optimization techniques that were drawn from here, so as to continue the research based on new data.