رنگی از ترس و پیشداوری به خود گرفته است.

اختلال روانی یك بیماری با تظاهرات روانشناختی یا رفتاری همراه با ناراحتی قابل ملاحظه و اختلال كاركرد ناشی از یك آشفتگی زیست شناختی، اجتماعی، روانشناختی، ژنتیك، فیزیك یا شیمیائی است. ارزیابی آن بر حسب انحراف از یك مفهوم هنجاری صورت می گیرد (كاپلان، سادوك، 1380 ).

طبقه بندی اختلالات روانی بر اساس DSM IV IR به شرح زیر می باشد : 1_ اختلالاتی كه نخستین بار در دوره شیرخوارگی، كودكی، یا نوجوانی آشكار می شود

2 ـ دلیریوم، دمانس، اختلالات شیدائی و سایر اختلالات شناختی

3 ـ اختلالات روانی ناشی از اختلال طبی عمومی

4 ـ اختلالات وابسته به مواد

5 ـ اسكیزوفرنی و سایر اختلالات پسیكوتیك

6 ـ اختلالات اضطرابی

7 ـ اختلالات شبه جسمی

8 ـ اختلالات ساختگی

9 ـ اختلالات تجزیه ای

10 ـ اختلالات جنسی

11 ـ اختلالات خوردن

12 ـ اختلالات كنترل تكانه

13 ـ اختلالات انطباق

14 ـ اختلالات شخصیت

15 ـ اختلالات خلقی : این اختلال در تمام سنین كودكی و نوجوانی روی می دهد و دو نوع اختلال را شامل می شود.

الف ) اختلالات دو قطبی : مشخص با نوسان شدید خلق بین افسردگی و نشئه و بهبودهای موقت و عود.

ب ) اختلالات افسردگی : اختلال افسردگی اساسی، خلق شدیداً افسرده، كندی روانی ـ حركتی، نگرانی، احساس ناراحتی، منگی وحیرت، بی تابی، احساس گناه، افكارخود كشی ومعمولا عود كننده.

اختلال افسرده خوئی : شكل حقیقت تر افسردگی معمولا ناشی از فقدان یا رویدادی مشخص (نوروز افسردگی هم نامیده می شود ).

افسردگی با الگوی فصلی ( اختلال عاطفی فصلی SAD هم نامیده می شود ) بیشتر در ماه های زمستان مشاهده می شود (سادوك،0 138 ).

یكی از اختلالات مهمی كه در طبقه بندی اختلالات روانی می گنجد اختلالات افسردگی می باشد. مفهوم افسردگی كودكان و نوجوانان موضوع قابل بحث و در خور توجهی است. در پانزده سال اخیر امكان بروز عارضه افسردگی در كودكان به همان شكل افسردگی در بزرگسالان وجود دارد، وعلائم ونشانه1یی شبیه به بزرگسالان در آنها دیده می شود ( هارینگتون، 1380 ).

3-2- مفهوم منطق فازی.. 15

3-3- تفاوت سیستم های کلاسیک و فازی.. 16

3-4- متغیرهای زبانی.. 17

3-5- اعداد و مجموعه های فازی.. 18

3-6- مجموعه های گسسته و محدود. 20

3-7- مجموعه فازی پیوسته و نامحدود. 20

3-8- تابع عضویت… 20

3-9- انواع توابع عضویت… 21

3-9-1- تابع عضویت مثلثی (Triangular-shaped) 21

3-9-2- تابع عضویت گوسی.. 22

3-9-3- تابع عضویت ذوزنقه ای.. 22

3-9-4- تابع عضویت زنگوله ای.. 23

3-10- عملگرهای مجموعه های فازی.. 23

3-11- انواع عملگرهای فازی.. 24

3-12- سیستم استنتاج فازی.. 26

3-13- انواع سیستم های استنتاج فازی.. 26

3-13-1- سیستم فازی خالص…. 27

3-13-2- سیستم فازی تاکاگی سوگنو کانگ ((TSK… 27

3-13-3- سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز(سیستم فازی ممدانی) 28

-13-34- سیستم فازی سوگنو(Sugeno) 29

3-14- مراحل ساختن یک سیستم استنتاج فازی ممدانی.. 29

3-14-1- فازی سازی مقادیر قطعی ورودی.. 30

3-14-2- بیان قواعد سیستم و روش استنتاج.. 30

3-14-3- غیر فازی سازی مقادیر فازی خروجی.. 30

3-14-3-1- روش مرکز ثقل.. 31

3-14-3-2- روش میانه ماکزیمم.. 31

3-14-3-3- روش مرکز مجموع ها 32

3-14-3-4- روش میانگین وزنی.. 33

3-15- توسعه. 33

3-16- توسعة پایدار 35

4- فصل چهارم: مواد وروش ها 39

4-1- مقدمه. 39

4-2- منابع داده 39

4-2-1- نقشه ی کاربری اراضی منطقه مورد مطالعه. 40

4-2-2- دسترسی به خدمات و تسهیلات شهری.. 40

4-2-3- دسترسی به خدمات آموزشی.. 41

4-2-4- نقشه بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 41

4-2-5- شبکه ارتباطی.. 42

4-2-6- پارک های شهری.. 43

4-2-7- تراکم جمعیت : 44

4-3- نرم افزار های مورد استفاده 45

4-4- روش تحقیق.. 45

4-4-1- روند نمای تحقیق.. 45

4-4-2- تولید نقشه های معیار 46

4-4-2-1- سازگاری کاربری ها 46

4-4-2-2- استاندارد سازی داده ها: 48

4-4-2-3- دسترسی به خدمات… 48

4-4-2-3-1- شبکه ارتباطی.. 48

4-4-2-3-2- دسترسی به خدمات آموزشی: 49

4-4-2-3-3- دسترسی به پارک های شهری.. 51

4-4-2-4- امنیت در برابر زلزله. 51

4-4-2-4-1- تراکم جمعیت… 51

4-4-2-4-2- استاندارد سازی میزان تخریب ساختمان ها در زمان وقوع زلزله. 52

4-4-3- سیستم استنتاج فازی: 52

4-4-3-1- توابع عضویت… 53

4-4-3-2- فازی سازی معیارهای سازگاری کاربری.. 53

4-4-3-3- فازی سازی معیار دسترسی به خدمات… 54

4-4-3-4- فازی سازی معیار امنیت در برابر زلزله. 55

4-4-3-5- قوانین فازی.. 55

4-4-3-6- غیر فازی سازی مقادیر فازی.. 56

4-4-3-7- تحلیل حساسیت پایداری کاربری ها به معیارهای ورودی.. 56

5- فصل پنجم: نتایج و بحث: 59

5-1- مقدمه. 59

5-2- نقشه های تولید شده در GIS.. 59

5-2-1- نقشه سازگاری کاربری ها: 59

5-2-1-1- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به بزرگراه 60

5-2-2- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به خیابان های اصلی.. 61

5-2-3- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مترو 62

5-2-4- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به مدارس ابتدایی.. 63

5-2-5- نقشه فاصله استاندارد شده دسترسی به مدارس راهنمایی.. 64

5-2-6- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به دبیرستان.. 65

5-2-7- نقشه فاصله و استاندارد شده دسترسی به پارک ها 66

5-2-8- نقشه استاندارد شده دسترسی به بیمارستان و مراکز بهداشتی.. 67

5-2-9- نقشه استاندارد شده میزان تخریب ساختمان ها 67

5-2-10- نقشه استاندارد شده تراکم جمعیت… 68

5-2-11- نقشه نهایی دسترسی به خدمات… 69

5-2-12- نقشه نهایی امنیت در برابر زلزله. 70

5-3- قوانین فازی در سیستم استنتاج فازی طراحی شده 71

5-4- نقشه وضعیت پایداری کاربری ها 73

5-5- توابع عضویت معیارهای ورودی و تابع عضویت خروجی.. 74

5-6- تحلیل حساسیت معیارهای ورودی: 75

5-6-1- تحلیل حساسیت به معیار امنیت در برابر زلزله. 76

5-6-2- تحلیل حساسیت به سازگاری کاربری ها 77

5-6-3- تحلیل حساسیت به معیار خدمات… 78

6- فصل ششم:جمع بندی و پیشنهادات… 80

6-1- مقدمه: 80

6-2- جمع بندی: 80

6-3- آزمون فرض…. 81

6-3-1- فرضیات تحقیق: 81

6-4- پیشنهادات… 82

منابع و مآخذ………83

1- فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

ابهام و عدم قطعیت ذاتی حاکم بر علوم انسانی و به ویژه در برنامه ریزی و تصمیم گیری، نیازمند روش هایی است که امکان بررسی ریاضی مفاهیم نادقیق این علوم را فراهم نمایند.مجموعه فازی به عنوان نظریه ای ریاضی برای مدل سازی در فرایندهای انسانی که در آن عدم دقت وجود دارد ، ابزاری بسیار کارآمد و مفید به شمار می آیند(Chen And other,2001)و زمینه را برای استدلال، استنتاج، كنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم می آورد(جعفری و دیگران، 1388).

یکی از مسائل مهم در توسعه پایدار شهر تهران توجه به كاربری های شهری و چگونگی توزیع فضایی – مكانی آنها، به منظور استفادة بهینه از فضای شهری، مدیریت بهینه و تحقق شاخص های پایداری است. با توجه به اینکه معیارهای مورد استفاده در تحلیل پایداری کاربری های شهری متعدد است و از سویی ارزش گذاری بر این معیار ها اغلب کیفی و بر پایه متغیرهای زبانی[1] بوده و دارای عدم قطعیت می باشد، لذا در تحلیل کاربری ها شهری بر اساس شاخص های توسعه پایدار استفاده از سیستم استنتاج فازی بسیار مناسب می باشد.

1-2- بیان مسئله

شهرنشینی، به طور کلی به عنوان روند رشد در نسبت جمعیت ساکن در مکانهای شهری که با رشد بالای جمعیت در داخل شهر و مهاجرت مردم از مناطق خارج، عمدتاً روستایی به شهری، همچنین تبدیل مداوم کاربری اراضی کشاورزی به شهری است، مشخص می شود.در دهه های اخیر، رشد اقتصادی در شهرها سبب جذب مداوم ساکنان جدید به شهرها شده است به طوری که طی 25 سال آینده، حدود 2 میلیارد جمعیت جدید به شهرهای کشورهای درحال توسعه اضافه خواهد شد و توسعه صنعتی در مناطق شهری بزرگ نیز باعث استفاده بیش از حد از منابع می گردد. در کشورهای در حال توسعه، شهرهای بزرگ نسبت به شهرهایی که در سایر نقاط جهان قرار گرفته اند، با نرخ رشد بالاتری گسترش می یابند(Pradhan and Perera 2005).

با وجود اینکه تراکم در برخی شهرهای کشورهای در حال توسعه از تراکم شهری در کشورهای توسعه یافته بیشتر است، اما درکشورهای در حال توسعه، شهرها از پایداری کمتری نسبت به همتایان توسعه یافته خود برخوردارند(Richardson,2000). در واقع ریشه نگرش توسعه پایدار به نارضایتی از نتایج توسعه و رشد اجتماعی – اقتصادی در شهرها بر می گردد. در تمامی تعاریف مربوط به پایداری مبحث ارتقاءکیفیت زندگی ضمن در نظر گرفتن طرفیت تحمل محیط زیست و پاسخ گویی به نیاز های نسل حاضر بدون ایجاد محدودیت برای امکانات نسل آینده در راستای تأمین نیازهایشان مدنظر می باشد(صرافی، 1375). علاوه بر این می توان چنین عنوان نمود که ایده پایداری مفهومی است که چهار مؤلفه زیست محیطی، اجتماعی، اقتصادی و کالبدی را مورد توجه قرار می دهد( بحرینی ،1380).

روش های تحلیل و ارزیابی مسائل درGIS به دو دسته داده مبنا و دانش مبنا تقسیم می شوند. در روش های دانش مبنا بکارگیری و تلفیقداده های ورودیبه وسیله کارشناسان و متخصصان تعیین می شود و این مدل ها عمومیت بیشتری نسبت به مدل داده مبنا دارند.

سیستم استنتاج فازی(FIS )، سیستمی دانش مبنا می باشد که با استفاده از مجموعه ای از قوانین و بکارگیری متغیر های زبانی(مانند خوب، متوسط، ضعیف و…) به عنوان ورودی، آن ها را به روابط های ریاضی تبدیل می کند و قادر به استخراج نتیجه گیری صحیح از این داده ها می باشد.كل سیستم استنتاج فازی، بر پایه قوانین “اگر، آنگاه ” استوار است كه روابط مختلفی را میان متغیرهای ورودی و خروجی بر قرار می سازد. در این تحقیق معیارهای موثر در پایداری کاربری ها نظیر امنیت در برابر زلزله، سازگاری کاربری ها و دسترسی به خدمات، به صورت توابع فازی به عنوان متغیرهای ورودی وارد سیستم FIS شده و با استفاده از قوانین موجود در پایگاه دانش، خروجی های مناسب که در واقع درجه تناسب هر منطقه نسبت به وضعیت ایده آل از نظر توسعه پایدار می باشد، بدست خواهد آمد. همچنین حساسیت نقشه های خروجی به معیارهای ورودی نیز تحلیل می گردد.

1-3- ضرورت تحقیق

در دهه های اخیر افزایش جمعیت و رشد صنایع، در شهر ها مسایل و مشکلات گوناگونی را به وجود آورده و ابعاد مختلف زندگی بشر را تحت تاثیر قرار داده است.این تحولات جدید شهرنشینی و رشد لجام گسیخته شهرها مشکلات بسیاری از جمله تخریب محیط زیست، کاهش فضاهای سبز، کاهش سرانه های مسکونی،آموزشی، درمانی و ناسازگاری کاربری ها و عدم دسترسی مناسب ساکنان آنها به خدمات را برای شهرنشینان و به وجود آورده است. با رشد سریع جمعیت جهان و تمرکز آن در شهرها،مفهوم توسعه پایدار شهری به عنوان مؤلفه اساسی تاثیرگذار بر چشم انداز بلندمدت جوامع انسانی مطرح گردید. در واقع مطرح شدن توسعه پایدار به عنوان یکی از استراتژی های اصلی قرن بیست و یکم نیز ناشی از اثرات شهرها بر گستره ی زیست کره و ابعاد مختلف زندگی انسانی است و بدون شک بحث از توسعه ی پایدار بدون توجه به شهرها بی معنی خواهد بود.

شهر تهران به عنوان پایتخت كشور مراحل رشد و توسعه خود را بسیار سریع تر از آهنگ طبیعی طی نموده است، چنانكه علی رغم رشد سریع جمعیتی، مساحت و وسعت این شهر نیز از رشد سریعی در دهه های اخیر برخوردار بوده است(قرخلو،1388). تهران براساس معیارسازمان ملل متحد تنها كلان شهر كشور محسوب می شود كه با سهم 25 درصدی درتولید ناخالص داخلی، بیش ترین سهم را در ارایه ی خدمات، جمعیت متخصص، ساختمان سازی و حركت توسعه ای كشور بر عهده دارد. این مجموعه شهری براساس آمار سرشماری سال 1385 دارای 8/7 میلیون نفر جمعیت شهری است، كه سهم قابل ملاحظه ای از توان علمی، تخصصی، صنعتی و حركتی كشور را به خود اختصاص داده اند و انتظار می رود كه در زمینه تأمین نیازهای اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و زیستی آنها برنامه ریزی های لازم انجام گردد. بنابراین، بستر سازی بر تحقق رشد شهرها و در نهایت، رشد كشور ضروری جلوه می كند.

در شهر تهران به دلیل عدم توجه به قانون و در پاره ای از موارد عدم وجود قانون، عدم نفوذ شهرداری در تعریف حوزه، بی توجهی به نحوه استفاده از اراضی در حاشیه شهر، دفع نامناسب فاضلاب شهری،مهاجرپذیری بالا و ناهمگونی ساکنین در مناطق مختلف شهری، ناکارآمدی حمل و نقل عمومی و توزیع نامتعادل خدمات رسانی شهری، پیامد هایی از جمله عدم اجرای صحیح برنامه ها و تعریف کاربری ها با توجه به طرح های مصوب،اختلال در نظم شهری، ایجاد بافت های ناهمگن به ویژه در حاشیه شهر، مشکلات زیست محیطی و نارضایتی شهروندان را به دنبال دارد(مجابی و همکاران، 1390).

با توجه به اینکه هر ساله جمعیت زیادی از دیگر شهرهای ایران به شهر تهران و به ویژه مناطق حاشیه ای مهاجرت می کنند، این مناطق با مشکلاتی از جمله گسترش رشد شهری، کمبود زمین، پایین آمدن کیفیت زندگی، عدم دسترسی مناسب به خدمات شهری، آلودگی های متعدد و تخریب محیط زیست روبرو می گردند که باعث کاهش پایداری این نواحی شده است.بنابراین نیاز است در جهت افزایش پایداری این مناطق برنامه ریزی و اقدامات لازم را انجام داد.

سهولت استفاده از روش های فازی و منطق مناسب آن می تواند بهبودی مناسب در روش های مورد استفاده در سنجش توسعه یافتگی ایجاد نماید. به علاوه یانیس و آندریانت بر این باورند که با توجه به دقیق نبودن مفهوم توسعه، کاربرد محاسبات فازی مطلوب تر است(عمرانی، پیری، 1389). این منطق در جاهایی که نمی توان فرمول ریاضی دقیق برای حل مسألة دقیق ارائه داد، کاربرد بسیار زیادی دارد. مجموعه های فازی به صورت گسترده ای در جمع آوری اطلاعات مدل سازی، تجزیه و تحلیل، بهینه سازی، کنترل ، تصمیم گیری و نظارت استفاده می گردد(Wang, 2000). توسعه پایدار در شهر تهران حول محورهای متعددی قابل بررسی است. لذا با توجه به رهیافت فوق، این تحقیق با عنوان: بکارگیری سیستم استنتاج فازی در تحلیل کاربری های شهری با رویکرد توسعه پایدار تبیین می گردد.

1-4- سئوالات تحقیق:

• آیا میتوان در قالب سیستم استنتاجی وضعیت کاربری های شهری را بر اساس شاخص های توسعه پایدار تحلیل نمود ؟

• آیا می توان اثر هر یک از معیارهای ورودی را بر میزان پایداری کاربری ها تعیین کرد؟

1-5- فرضیات تحقیق:

• سیستم استنتاج فازی قابلیت تحلیل وضعیت کاربری های شهری را بر اساس رویکرد توسعه پایدار دارد.

• می توان اثر هر یک از معیارهای ورودی بر میزان پایداری کاربری ها را تعیین نمود.

مهمترین وجوه کارکردی این سازمانها در سطح مدیریت و توسعه محله، شناخت ،آگاهی ، تعلیم و توجه در زمینه های خدمات اجتماعی – آموزشی، زیست محیطی بویژه نیازهای اساسی ساکنان است.

1-4 اهداف تحقیق :

اهداف اساسی این رساله دستیابی به موارد زیر می باشد :

1. شناخت کارکردها و نقش های سازمانهای ایمان محور محله ای در کشورهای مختلف جهان در نحوه و تقویت مدیریت و توسعه پایدار محله ای.

1. بررسی کارکردها و فعالیت های این سازمانها در کاهش بحران ها، فقر و مشکلات مردم در سطح محله های شهری.

1. دستیابی به الگویی تلفیقی از این سازمانها برای تسهیل فعالیت های مدیریتی و جلب مشارکت های بیشتر مردم در سطح محلات شهری.

1-5 بهره وران تحقیق:

مدیریت شهری تهران ، مراکز برنامه ریزی شهر تهران ، دانشگا هها ، اداره میراث فرهنگی و گردشگری شهر تهران ، مراکز و سازمان های ایمان محور و محله محور ( کلیسا ها ، مساجد ، معابد ، کنیسه ها ، تکیه ها ، شهرداری ها ، شوراهای شهری ، سراهای محلات ، سازمانهای غیردولتی بین المللی، مؤسسات خیریه، متنفذین محلی ، هیئت های مؤسساناحزاب سیاسیدر سطح محله و … ) بنابر اهداف فوق ، با آگاهی از نتایج این پایان نامه و برآورده نمودن نیاز های جمعیتی ، مدیریت و مشخص کردن این مراکز در جهت رفاه حال شهروندان ، بهره وران اصلی این طرح خواهند بود .

1-6 جنبه جدید بودن تحقیق

تا کنون طرح و پژوهشی در این زمینه، که اختصاصاً به نقش سازمان های ایمان محور محله ای در مدیریت و توسعه پایدار محله های شهر پرداخته باشد برای هیچیک از مناطق شهر تهران تهیه نشده است .

1-7 روش تحقیق

روش تحقیق در این رساله از نوعاکتشافیو با محتوا و ماهیت تحلیلی- توصیفی می باشد که در آن علاوه بر مطالعات کتابخانه ای (با استفاده از منابعی از قبیل کتاب، مقاله، پایان نامه، اطلاعات سازمان ها ، ادارات و … ) ، از بازدید میدانی(پیمایش) و تکمیل پرسشنامه به منظور گردآوری جدید ترین آمار و اطلاعات از مراکز وسازمان های ایمان محور و محله محور و ضرورت تحلیل های مرتبط با اهداف تحقیق استفاده خواهد شد . همچنین نوع تحقیق حاضر، کاربردی-توسعه ای می باشد.

مراحل انجام کار نیز در این رساله به صورت زیر می باشد :

طرح تحقیق رساله.

بررسی چارچوب نظری رساله.

بررسی ویژگی­های تاریخی، طبیعی، انسانی و کالبدی محلات منطقه 1 تهران.

بررسی اهمیت و انواع کارکردهای سازمانهای ایمان محور محله ای در مدیریت و توسعه پایدار محله های شهر، بویژه در سطح محله های منطقه 1 شهر تهران.

آزمون فرضیه های پژوهش، نتیجه گیری و ارائه پیشنهادات

1-8 تکنیک کار/ ابزار گردآوری اطلاعات:

پرسشنامه 2 ) مصاحبه 3 ) بازدید میدانی (پیمایش)

1-9 نمونه برداری یا نمونه گیری:

اساساً جامعه آماری این تحقیق را ، همه سازمانهای ایمان محور در سطح محلات منطقه یک تهران تشکیل می دهد( خصوصاً تشکل هایی مانند مؤسسه ی حمایت از کودکان مبتلا به سرطان به نام محک ، مؤسسه خیریه امام علی (ع) به نام همای رحمت ، بنیاد زینب کبری ، مؤسسه خیریه محدث ،خیریه مرکز توانبخشی ذهنی عمل ، حسینیه جماران، امامزاده صالح(ع) ، و نمونه هایی از مساجد منطقه 1 تهران). علاوه بر آن برای ارزیابی اهمیت و کارکردهای این سازمانها لازم است تا پرسشنامه دیگری نیز در سطح سکنه محلات تکمیل شود که با توجه به جمعیت منطقه در سال 1385 برابر با جمعیت (379962 نفر) قرار دهیم بر اساس فرمول کوکران تعداد افراد نمونه برابر با 255 خواهد بود که این تعداد نمونه به صورت خوشه ای از بین محله های منطقه انتخاب خواهد شد.

1-10 روش تحلیل اطلاعات و داده ها:

بخش مهمی از اطلاعات گردآوری شده از طریق برنامه های مرتبط با محاسبات آماری به کامپیوتر وارد خواهد شد، و از طریق نرم افزارSPSSو نرم افزارEXCELو برنامه های جانبی مورد تحلیل قرار خواهد گرفت. نتایج آنها نیز به صورت جدول ، نقشه و نمودار تولید می شود .

1-11 جدول زمانی مراحل اجرا و پیشرفت انجام کار :

ی نوشته‌ها

2-6- تعیین گرانروی درونی محلول پلیمرها…………………………………………..49

2-7- سایر آنالیزها………………………………………………………49

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1- سنتز مونومر…………………………………………………………….50

3-1-1- سنتز5،1- بیس( 2- نیترو- 4- تری فلوئورومتیل فنوکسی)نفتالن(BNFPN)…………………50

3-1-2- سنتز5،1- بیس(2- آمینو-4- تری فلوئورومتیل فنوکسی)نفتالن(BAFPN)………………………54

3-2- سنتز پلی(آمید-اتر)ها………………………………………………………..59

3-3- بررسی برخی خواص پلیمرها………………………………………………..64

فصل چهارم: نتیجه گیری

4-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………….70

پیوست……………………………………………………………………………………71

فهرست منابع…………………………………………………………………74

چکیده

دسته ی جدیدی از پلی(آمید-اتر)های فلوئوردار کاملا آروماتیک، بوسیله پلیمریزاسیون تراکمی مستقیم یک دی آمین بر پایه نفتالن به نام 5,1- بیس(2-آمینو-4-تری­فلوئورومتیل­فنوکسی)نفتالن (BAFPN) با چهار دی اسید مختلف شامل ترفتالیک اسید(TPA)، ایزوفتالیک اسید (IPA)، 2،5-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید(2,5-PDA) و 6،2-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید (2,6-PDA) با موفقیت سنتز شدند و تاثیر حضور گروههای فلوئوردار CF₃و حلقه های صلب نفتالن بر خواص پلیمرها از قبیل حل پذیری، بلورینگی و پایداری گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار مونومر و پلیمرهای سنتز شده توسط طیف سنجی FT-IR و NMR بررسی و تایید شدند. میزان بلورینگی پلیمرها با مطالعاتXRD بررسی شد که نتایج حاصل نشان داد گروههای CF₃متصل به زنجیره ها نظم ساختاری پلیمرها را به مقدار زیادی مختل کرده و منجر به کاهش بلورینگی شده است. همچنین پلیمرها از حل پذیری خوبی در حلال های آلی برخوردار بودند. بررسی مورفولوژی پلیمرها بوسیله تصاویر SEM به وضوح نشان داد که ساختار ماکرومولکولها به صورت میکروپلیت بودند. ترموگرام TGA پلیمرBAFPN/2,6-PDA ، نشان داد که این پلی(آمید-اتر) دارای پایداری گرمایی بسیار خوبی است. همچنین مقدار T_gاین پلیمر نیز با استفاده از نمودار DSC تعیین و مشخص شد.

کلمات کلیدی:پلی (آمید-اتر)، مقاومت گرمایی، حل پذیری، بلورینگی

مقدمه

پلیمرهای با عملکرد بالا طبقه­ی مهمی از پلیمرها هستند که کاربردشان پیوسته در حال گسترش است که این کاربردها اغلب خواستار ترکیباتی مناسب و دارای خواصی مثل استحکام بالا، فرایندپذیری بالا ، چقرمگی، پایداری شیمیایی و حرارتی برجسته و ثابت دی­الکتریک کم می­باشند. پلی­آمیدها، پلی­ایمیدها و پلی(آمید-ایمید)ها به خاطر داشتن چنین خواصی توجه هستند اما این دسته از پلیمرهای آروماتیک در سنتز و فراورش مشکل حل پذیری کم و دمای انتقال شیشه­ای (T_g) بالا را دارند. امروزه پژوهش های عملی و بنیادی روی افزایش فرایندپذیری و انحلال پذیری پلی آمیدهای آروماتیک متمرکز شده است تا کاربرد حرفه ای و صنعتی این پلیمرها افزایش یابد که از جمله این اصلاحات می توان به واردسازی اتصالات انعطاف پذیر در زنجیره های پلیمری، تعبیه گروههای حجیم در پیکره پلیمرها، حضور حلقه های هتروسیکل و همچنین حلقه های آویزان هتروآروماتیک در ساختار پلیمرها اشاره کرد. همچنین قرارگرفتن گروههای فلوئوردار در پیکره پلیمر، حل پذیری و عملکرد الکتریکی و دی الکتریکی پلیمر را افزایش میدهد که این افزایش به علت قطبش پذیری کم ، دوقطبی جزیی پیوندهای C-F و افزایش حجم آزاد می باشد. وجود گروههای هالوژنی مثل كلر و فلوئور پلیمرها را در برابر شعله، حلال، اسید و باز مقاوم می سازد كه باعث افزایش كاربرد آنها می شوند. از مهمترین این گروهها می توان به گروههای CF₃اشاره نمود که حضور این گروه برهمکنش های بین زنجیری را کاهش داده و با ایجاد سد چرخشی در پلی آمیدها حلالیت را تغییر می دهد. همچنین وجود واحدهای نفتالنی که گروههای آزادکننده الکترون مثل اتر یا آمین دارند و به عنوان یک بخش سخت با خواص فتواکتیو مطرح هستند، خواص ویژه ای به پلیمر می دهند و می توانند حل پذیری و فرایندپذیری پلیمرهای مقاوم حرارتی را بدون كاهش قابل توجه مقاومت حرارتی افزایش بدهند.

1-1- پلی آمیدهای آروماتیک با عملکرد بالا

توسعه پلیمرهای با عملکرد بالا از سال 1950 به منظور استفاده در صنایع هوافضا و الکترونیک آغاز شد. اصطلاح عملکرد بالا به پایداری غیرعادی به هنگام قرار گرفتن در شرایط نامساعد و ویژگی هایی که پلیمرهای معمول را بهبود میدهند، اطلاق می شود. عمومی ترین مشخصات پلیمرهای باعملكرد بالا و مقاوم در برابر دما ماندگاری طولانی مدت (بیشتر از 1000 ساعت در˚ C177) ، دمای تجزیه حرارتی بالای ˚ C450، سرعت کم افت وزنی در دماهای بالا، دمای انحراف گرمایی بالا، داشتن ساختارهای آروماتیک، خواص مکانیکی عالی و وجود بخش های سخت که باعث افزایش (بیشتر از ˚ C200) می شوند، می باشد. بطور کل پلیمرهای مقاوم حرارتی برای استفاده در دماهای بالا، باید دارای ویژگی های زیر باشند:

الف- دمای ذوب )نرم شدگی) بالا (T_m)

ب- مقاومت در برابر تخریب اکسایشی در دمای بالا

ج- پایداری در برابر عوامل شیمیایی و تابشی

د- مقاومت در برابر دیگر فرآیندهای حرارتی تخریبی )غیر اکسایشی(

تزئینی…………………………………………………………………………… 18

2-9-2 کاربردهای عاملی…………………………………………………………………………………. 18

2-9-3 کاربردهای الکتروفورمینگ………………………………………………………………….. 18

2-10 پوشش­دهی الکتریکی…………………………………………………………………………… 19

2-11 محلول­های پوشش­دهی نیکل……………………………………………………………….. 19

2-11-1 محلول­های واتز…………………………………………………………………… 19

2-11-2 محلول­های سولفامات………………………………………………………………. 20

2-11-3 محلول­های کلرید………………………………………………………………………………. 20

2-11-4 محلول­های سولفاته…………………………………………………………………. 21

2-12 رسوب الکترولیتی فلز…………………………………………………………………… 21

2-12-1 رسوب­دهی الکتریکی با جریان مستقیم………………………………………………….. 21

2-12-2 پوشش­دهی پالسی………………………………………………………………….. 21

2-12-3 رسوب­دهی فلز القا شده با لیزر………………………………………….. 21

2-13 مکانیسم رسوب­دهی الکتریکی نیکل……………………………………………. 22

2-14 تاثیر پارامترهای الکتروشیمیایی بر خواص رسوبات الکتریکی…………………………………. 23

2-14-1 افزودنی­های حمام­های رسوب­دهی الکتریکی………………………………………………. 24

2-14-2 اثرات سطح زیرلایه…………………………………………………………………………… 26

2-14-3 پارامترهای موثر دیگر روی مورفولوژی رسوبات الکتریکی………………………………. 27

2-15 رفتار الکتروشیمی و خوردگی نیکل…………………………………………………… 27

2-16 جمع بندی………………………………………………………………………….. 34

فصل سوم: مواد و روش­ها

3-1 زیرلایه مورد استفاده……………………………………………………………………….. 35

3-2 آماده­سازی سطح نمونه………………………………………………………………. 35

3-3 حمام پوشش­دهی………………………………………………………………………….. 36

3-4 عملیات پوشش­دهی……………………………………………………………….. 36

3-5 مطالعات مورفولوژی………………………………………………………………. 36

3-6 اندازه­گیری ضخامت پوشش………………………………………………………. 37

3-7 بررسیتوپوگرافی……………………………………………………………………….. 37

3-8 مطالعات بافت پوشش­های ایجاد شده…………………………………………….. 37

3-9 اندازه گیری زاویه تماس پوشش­ها با آب……………………………………….. 37

3-10 مطالعات الکتروشیمیایی……………………………………………………………….. 37

3-11 مطالعات خوردگی الکتروشیمیایی………………………………………………. 38

3-11-1 پلاریزاسیون پتانسیودینامیک………………………………………………………… 38

3-11-2 طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی………………………………………….. 38

فصل چهارم: بحث و تحلیل یافته­ها

4-1 اثرات الکتروشیمیایی آمونیوم کلرید بر مکانیسم رسوب­دهی الکتریکی نیکل…………… 39

4-1-1 آزمون ولتامتری چرخه ای………………………………………………….. 40

4-1-2 آزمون طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی…………………………….. 41

4-2 تأثیر غلظت آمونیوم کلرید روی مورفولوژی پوشش ها…………………………. 43

4-3 اثر آمونیوم کلرید روی بافت نسبی پوشش­ها………………………………. 47

4-4 رفتار ترشوندگی پوشش­های نیکل تهیه شده از حمام حاوی آمونیوم کلرید………………… 48

4-5 مقاومت به خوردگی پوشش­های نیکل تهیه شده از حمام­های پوشش­دهی حاوی آمونیوم کلرید……….. 50

4-5-1 پلاریزاسیون پتانسیودینامیک………………………………………… 50

4-6 طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی…………………………. 52

4-7 عملکرد طولانی مدت پوشش­های نیکل حاصل از حمام حاوی آمونیوم کلرید در محلول خورنده……….. 55

4-8 تأثیر غلظت آمونیوم کلرید روی مورفولوژی پوشش های نیکل…………………….. 60

4-9 رفتار ترشوندگی پوشش­های نیکل تهیه شده از حمام حاوی اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید……………… 62

4-10 رفتار خوردگی پوشش نیکل رسوب داده شده از حمام پوشش­دهی حاوی اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید……………… 63

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات

5-1 نتیجه­گیری………………………………………………………… 67

5-2 پیشنهادات………………………………………………………….. 68

منابع و مراجع…………………………………………….. 69

چکیده

پوشش­های نیکل از حمام­های کلریدی حاوی مقادیر مختلف آمونیوم کلرید با روش رسوب­دهی الکتریکی دو مرحله­ای و بدون وقفه تهیه شدند. مورفولوژی، توپوگرافی و بافت پوشش­ها به ترتیب با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پروفیلومتر کانفوکال و پراش­سنجاشعه ایکس(XRD) مطالعه شدند. تصاویر SEM نشان داد که پوشش حاصل از حمام پوشش­دهی فاقدآمونیوم کلرید دارای ساختار­های میکرو مخروطی هستند. افزودن آمونیوم کلرید به حمام پوشش­دهی باعث تشکیل ساختار­های مخروطی متقارن­تر، تیز تر و ظریف­تری شد و همچنین در حضور g. L^-1200 آمونیوم کلرید، ساختار میکرو- نانو مخروطی یکنواخت­تری به دست آمد. تشکیل ساختار­های میکرو- نانو مخروطی شکل به وسیله تئوری “رشد توسط نابجایی­های پیچی” تحلیل شد. آنالیز XRD نشان داد که آمونیوم کلرید سبب تغییر جهت­گیری مرجح صفحات کریستالی پوشش از (220) به (111) می­شود. نقش آمونیوم کلرید با روش­های ولتامتری چرخه­ای و طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی مطالعه شد. نتایج نشان داد که آمونیوم کلرید با تشکیل کمپلکس­های نیکل- آمونیاک باعث افزایش مقاومت انتقال بار در فرایند رسوب­دهی الکتریکی نیکل می­شود و بنابراین از جوانه­زنی رسوبات نیکل ممانعت می­کند. ترشوندگی پوشش­های نیکل با اندازه­گیری زاویه تماس آن­ها با آب بررسی شد و مشاهده شد که پوشش­های تازه تهیه شده رفتار فوق­آبدوست دارند و با نگهداری آن­ها در هوا، زاویه تماس به طور تدریجی افزایش می­یابد و نهایتا بعد از 2 هفته نگهداری در هوا، پوشش­ها فوق­آبگریز می­شوند. افزایش زاویه تماس در طول مدت نگهداری در هوا به جذب مواد آلی روی سطح پوشش­ها نسبت داده شد. زبری متوسط پوشش تهیه شده از حمام حاوی g. L^-1200 آمونیوم کلرید بیشتر از پوشش­های دیگر بود، بنابراین طبق مدل ونزل این پوشش فوق­آبگریز تر از پوشش­های دیگر شد. مقاومت به خوردگی پوشش­ها با آزمون طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به صورت غوطه­وری مدت­دار در محلول 5/3% وزنی سدیم کلرید بررسی شد. نتایج نشان داد که خاصیت فوق­آبگریزی باعث افزایش به طور میانگین 12 برابری مقاومت پلاریزاسیون پوشش­ها می­شود. با افزایش زمان غوطه­وری مقاومت پلاریزاسیون به طور تدریجی کاهش یافت که ناشی از کاهش خاصیت آبگریزی بود. بعد از حذف خاصیت آبگریزی، مقاومت پلاریزاسیون تمامی پوشش­ها شروع به افزایش چشمگیری کرد. این افزایش ناشی از تشکیل فیلم رویین در سطح پوشش­ها در اثر خوردگی در محلول خورنده بود. برای مطالعه دقیق­تر اثر اصلاح کننده کریستال، پوشش­های نیکل در حضور افزودنی دیگری با نام اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید با فرایند رسوب­دهی الکتریکی دو مرحله­ای تهیه شدند. تصاویر SEM نشان داد که پوشش­های نیکل حاصل، فاقد ساختار میکرو- نانو مخروطی مطلوب می­باشند. زبری پوشش­های تهیه شده کمتر از پوشش­های تهیه شده از حمام­های آمونیوم کلریدی بود، بنابراین با نگهداری در هوا پوشش­ها صرفاً آبگریز شدند. بررسی مقاومت به خوردگی این پوشش­ها نشان داد که خاصیت آبگریزی برخلاف فوق­آبگریزی اثر چندانی روی مقاومت به خوردگی ندارد. مقاومت پلاریزاسیون این پوشش­ها نیز با افزایش زمان غوطه­وری افزایش یافت اما میزان افزایش آن کمتر از میزان مشاهده شده در پوشش­های حاصل از حمام آمونیوم کلرید بود. نتایج شبیه­سازی داده­های امپدانس نشان داد که تجمع محصولات خوردگی و پلاگ شدن سطح باعث بهبود مقاومت به خوردگی شده است.

کلمات کلیدی:فوق­آبگریزی، نیکل، رسوب­دهی الکتریکی، آمونیوم کلرید، اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید.

1. فصل اول
مقدمه

امروزه سطوح فوق­آبگریز با زاویه تماس بزرگ با آب (بزرگتر از °150) به علت ویژگی­های منحصر به فردشان همچون خواص دفع آب، ضد رسوب، مقاومت بالا به خوردگی و خودتمیز شوندگی علاقه روز افزونی را به خود جلب کرده­اند. محققان تلاش کرده­اند که ویژگی­های سطوح طبیعی با خاصیت آب­گریزی را تقلید کنند که از جمله این سطوح، برگ نیلوفر آبی[1] است. لازمه فوق آب­گریز بودن یک سطح، انرژی سطحی پایین و پیروی از الگوی زبری خاص در ابعاد میکرو و نانومتر است. دو مدل مشهور برای توصیف ترشوندگی سطوح، مدل ونزل[2] و مدل کاسی- باکستر[3] است. روش­های متنوعی برای ایجاد زبری و تولید سطوح­ فوق­آبگریز بکار رفته است که از جمله می­توان به اچ­کردن پلاسما، لیتوگرافی، اکسیداسیون آندی، سل ژل و رسوب­دهی الکتریکی اشاره نمود. اغلب روش­های مذکور پرهزینه هستند و به دلیل عملیات شیمیایی دشوار و فرایندهای چند مرحله­ای پیچیده به سادگی قابل استفاده در مقیاس­های صنعتی نمی باشند. در مقابل رسوب­دهی الکتریکی مزایایی نظیر آسان بودن، هزینه کم و شرایط کاری قابل کنترل برای تولید انبوه دارد. در سال­های اخیر، تحقیقات وسیعی روی ساخت سطوح فوق­آبگریز فلزی به روش رسوب­دهی الکتریکی صورت گرفته است. محققین مشاهده کردند که برای فوق­آبگریز شدن پوشش، مورفولوژی پوشش باید به صورت ساختار سلسله مراتبی میکرو- نانو باشد. همچنین مشخص شد که مورفولوژی سطوح به شدت به شرایط پوشش­دهی از جمله چگالی جریان، مدت زمان الکترولیز، pH ، دما و ترکیب حمام پوشش­دهی بستگی دارد. برای ایجاد ساختار سلسله مراتبی مناسب به افزودن ترکیبات معینی به حمام پوشش­دهی نیاز است که این افزودنی­ها، اصلاح کننده کریستال نامیده می­شود. برای تهیه پوشش­های نیکل با مورفولوژی سلسله مراتبی اغلب از اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید و به ندرت از آمونیوم کلرید استفاده شده است. تحقیقات انجام شده روی اثر اتیلن­دی­آمونیوم دی­کلرید نشان می­دهد که غلظت افزودنی روی مورفولوژی پوشش تاثیر قابل ملاحظه­ای دارد. مکانیسم افزودنی­های مذکور در فرایند رسوب­دهی الکتریکی مشخص نشده است و در تعداد کمی از تحقیقات تئوری­های رشد برای تشکیل ساختارهای سلسله مراتبی پیشنهاد شده است. انرژی سطحی کم پارامتر مهم دیگر برای ایجاد خاصیت فوق­آبگریزی است. عموماً سطوح فلزی با انرژی سطحی بالا به طور ذاتی آب دوست می­باشند، بنابراین برای ایجاد خاصیت فوق­آبگریزی روی فلزات نیاز به اصلاح سطح با مواد دارای انرژی سطحی کم است. بدین منظور در بیشتر موارد از مواد آلی کاهنده انرژی سطحی استفاده می­شود. در تحقیقات اخیر مشاهده شده است که پوشش­ها با مورفولوژی زبر مناسب با نگهداری در هوا فوق­آبگریز می­شوند. محققین مکانیسم­های متعددی برای این رخداد پیشنهاد کردند و توافقی در مورد مکانیسم افزایش زاویه تماس با زمان وجود ندارد.

با توجه به اینکه نقش اصلاح کننده کریستال در فرایند رسوب­دهی الکتریکی و ایجاد ساختار سلسله مراتبی مشخص نیست و پژوهش­های انتشار یافته­ای در این زمینه وجود ندارد، هدف از این تحقیق بررسی مکانیسم اصلاح کننده کریستال در فرایند رسوب­دهی الکتریکی می­باشد. همچنین تاثیر مقادیر مختلف اصلاح کننده کریستال روی میکروساختار از جمله مورفولوژی، توپوگرافی و بافت ، رفتار ترشوندگی و مقاومت به خوردگی پوشش­های نیکل بررسی می­شود.

این پایان نامه در پنج فصل تنظیم شده است. ابتدا در فصل دوم این پایان نامه مروری بر منابع صورت گرفته سپس در فصل سوم چگونگی انجام آزمون­ها و مواد و روش تحقیق آورده شده است. نتایج به دست آمده در فصل چهارم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و نهایتاً در فصل پنجم نتیجه­گیری و پیشنهادات ارائه شده است.

2. فصل دوم
مروری بر منابع

2-1 معرفی و تاریخچه

بیش از 2000 سال پیش مشاهده شد که برخی از گیاهان دارای خاصیت خود­تمیز­شوندگی می باشند که به عنوان عامل نجات­بخش گیاه در محیط­های آلوده عمل می­کند. نیلوفر آبی، نمونه معروفی از این نوع گیاهان می­باشدکه معمولا در مرداب­ها و آب­های سطحی در شرق آسیا وشرق آمریکای شمالی رشد می­کند. مکانیسم ظهور این خاصیت به صورت راز باقی ماند تا زمانی که پیشرفت میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) در اواسط دهه 1960 میلادی صورت گرفت. مطالعات روی اکثر برگ­های گیاهان طبیعی در طول دهه گذشته آشکار کرد که سطح صاف ماکروسکوپی معمولا از زبری­های میکروسکوپی با مقیاس­های طولی مختلف تشکیل شده است و ساختار میکرو– نانوی سطح به همراه واکس اپیکیوتیکیولار باعث آبگریزی می­شود. این کشف به عنوان یک پیشرفت بزرگ در زمینه فوق­آبگریزی برای ساخت این سطوح به تقلید از طبیعت در نظر گرفته می­شود. علاوه­بر­این در سال 2007 میلادی به دو نوع میکرو ساختار سطحی عمده در برگ­های گیاهان با خاصیت فوق­آبگریزی پی برده شد که یکی ساختار سلسله مراتبی میکرو– نانو و دیگری ساختار میکرو الیاف است. این یک کشف حیاتی بود و به عنوان نقطه آغازی برای توسعه روش­های ساخت سطوح فوق­آبگریز به تقلید از سطوح فوق­آبگریز طبیعی محسوب می­شود. شکل ‏2‑1، الف و ب به ترتیب تصاویر SEM برگ نیلوفر­آبی با بزرگنمایی کم و زیاد است. همان­طور که مشاهده می­شود سطح برگ نیلوفر­آبی به طور یکنواخت با برآمدگی­ها و فرورفتگی­های 3- 10 میکرومتری بافت­دار شده است و این ساختار با مواد مومی آبگریز به اندازه 30- 100 نانومتری آراسته شده است. اعتقاد بر­این است که مشارکت این سلسله ساختار سطحی و مواد موم- مانند آبگریز دلیلی بر فوق­آبگریزی، یعنی زاویه تماسی حدود °162 می­باشد [1].