تهیه و شناسایی سازه لیفی فوق آب گریز سیلیکاایروژل/بازالت خشک شده در فشار محیط

در سال­های اخیر، تهیه سازه­های لیفی ایروژلی منعطف، مستحکم و دوست­دار محیط­زیست، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، سازه لیفی جدید سیلیکاایروژل/الیاف بازالت برای اولین بار با استفاده از الیاف بازالت و نانوساختار سیلیکاایروژل بر اساس فرآیند سل-ژل دومرحله­ای و روش خشک­کردن در فشار محیط و با غوطه­ورسازی لایه­ی الیاف بازالت در سل سیلیکا تهیه شد. ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل با استفاده از آزمون­های میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان وسیع (FE-SEM) و جذب و واجذب نیتروژن، شناسایی و گروه­های شیمیایی، خواص آب­گریزی و زبری سطح الیاف بازالت و سازه با استفاده از آزمون­های مختلف شامل آزمون­ طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، زاویه تماس و زبری سطح بررسی شد. نتایج نشان دادکه ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل حاصل، چگالی g/cm۳ ۳۴/۰، تخلخل ۸۵% و سطح مخصوص m۲/g ۷۵۰ دارند. اندازه حفرات در محدوده ۲-۲۲ نانومتر بوده و میانگین آن­ها ۵/۱±۷ نانومتر است. بررسی ریخت­شناسی الیاف و سازه حاصل نشان داد که تشکیل ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل و پوشش آن­ها بر سطح الیاف بازالت در اثر فرایند سنتز سل-ژل به­طور موثری صورت گرفته و منجر به ایجاد خواص آب­گریزی شدید در الیاف بازالت آب­دوست شده است. به­طوری­که زاویه تماس الیاف بازالت با آب از ۰ درجه به ۱۱۴ درجه در سازه حاصل افزایش پیدا کرد. همچنین زبری سطح الیاف بازالت در اثر پوشش­دهی با سیلیکاایروژل، به میزان قابل­ملاحظه­ای افزایش یافته و افزایش حجم سل در تهیه سازه حاصل منجر به پوشش­دهی بیشتر سطح الیاف بازالت با ذرات سیلیکاایروژل شده و بنابراین افزایش زبری سطح الیاف از ۶/۳ به ۱۱ میکرومتر را درپی داشت.

کلیدواژه ها:

Basalt fiber ، Silica aerogel ، Aerogel blanket ، Hydrophobicity ، Surface roughness ، الیاف بازالت ، سیلیکاایروژل ، زبری سطح ، سازه لیفی ایروژلی ، آب گریزی