خواص گرمایی و مکانیکی ایروژل های هیبریدی نووالاک -سیلیکای تهیه شده با پلیمرشدن سل-ژل در محیط اشباع ازبخار حلال

امروزه ایروژل های هیبریدی آلی-معدنی، به دلیل خواص مکانیکی و گرمایی بهبود یافته مورد توجه قرار گرفته اند. در پژوهش حاضر، ابتدا ژل های هیبریدی نووالاک-سیلیکا با غلظت های مختلف، به روش پلیمرشدن سل-ژل در محیط اشباع از بخار حلال، تهیه شدند. سپس، ژل های هیبریدی با استفاده از فرایند خشک کردن در محیط، در جو هوا خشک شدند. این روش، نیاز به فرایند پرهزینه و خطرناک خشک کردن ابربحرانی را مرتفع ساخت. همچنین، بازده ایروژل های هیبریدی را با کاهش جمع شدگی، در مقایسه با فرایند سل-ژل معمولی، افزایش داد. در این مطالعه، از پیش ماد ه فازسیلیکا تترااتوکسی سیلان و رزین ارزان قیمت نووالاک به عنوان فاز تقویت کننده استفاده شد. نتایج آزمون طیف سنجی زیرقرمز، تشکیل هم زمان ژل سیلیکا و نووالاک را در نمونه های هیبریدی تایید کرد . ایروژل های تهیه شده دارای شبکه های هیبریدی نانوساختار با تخلخل زیاد (بیش از % 80 ) و چگالی کم (کمتر از 0/25 g/cm3) بودند. همچنین، جمع شدگی ساختار ایروژل هیبریدی با افزایش مقدار سیلیکا، به دلیل تمایل شبکه سیلیکا به جمع شدگی، حین فرایندهای ژل شدن و خشک کردن افزایش یافت. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه ها نشان داد، ریزساختار ایروژل های هیبریدیشبکه پیوسته ای از ذرات کلوییدی متصل به هم بوده که متوسط اندازه ذرات کلوییدی نیز کمتر از100 nm است. تحلیل نقشه عنصری سیلیکون، توزیع خوب فاز سیلیکا را در سراسر ساختار هیبریدی نشان می دهد. نتایج نشان داد، با افزایش مقدار فاز سیلیکا، خواص گرمایی و عایقی ایروژل های هیبریدی افزایش می یابد. نتایج آزمون استحکام فشاری حاکی از کاهش خواص مکانیکی نمونه ها با افزایش مقدار سیلیکاست.

Keywords:

ایروژل های هیبریدی , فرایند سل-ژل , نووالاک , شبکه سیلیکا , پایداری گرمایی