مقایسه ی اثر نانوذرات کروی سیلیکا و نانوذرات صفحه ای خاک رس در بهبود مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی ایروژل های کامپوزیتی به شدت متخلخل بر پایه رزین فنولیک

در این پژوهش با هدف مقایسه ی اثرگذاری نانوذرات کروی سیلیکا و نانوذرات صفحه ای خاک رس (نانوکلی) بر بهبود مقاومت حرارتی و خواص مکانیکی ایروژل های کربنی تقویت شده بر پایه نوالاک، نمونه های کامپوزیتی با درصد وزنی مشخص از عوامل تقویت گر نانومقیاس، به روش پلیمریزاسیون سل-ژل تهیه و تحت عملیات کربنیزاسیون قرار گرفتند. نانوذرات تقویت گر در محلولی از نوالاک در حالل ۲- پروپانول به همراه عامل پخت هگزامتیلن تترآمین، با استفاده از همزن مکانیکی و آلتراسونیک، معلق و پخش گردید. برای افزایش درصد اتصالات عرضی، افزایش استحکام شبکه پلیمری و حفظ ساختار ایروژل در فرآیند خشک کردن محیطی، فرآیند سل-ژل در دمای ºC ۱۲۰ و برای جلوگیری از جوشش حالل در این دما، فرآیند در یک اتوکلاو تحت فشار ۱۵ بار انجام شد. نتایج آزمون گرما وزن سنجی نشان داد که نانوذرات صفحه ای خاک رس در ممانعت از اکسایش حرارتی ایروژل های کربنی بر پایه نوالاک موثرتر از نانوذرات کروی سیلیکا عمل می کنند. این موضوع با کاهش ارتفاع پیک اکسایش و انتقال نمودار به دمای باالتر برای نانوذرات صفحه ای خاک رس در مقایسه با نانوذرات سیلیکا تایید می شود. هم چنین کامپوزیت های حاوی نانوذرات صفحه ای خاک رس، استحکام فشاری باالتری را نسبت به کامپوزیت های تقویت شده با نانوذرات سیلیکا در مقدار وزنی برابر از عامل تقویت کننده در تست تنش -کرنش نشان می دهند. به علاوه نتایج تحلیل سینتیکی، در تطابق با نتایج ارزیابی مورفولوژی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM، نشان داد که حضور نانوذرات صفحه ای خاک رس در ایروژل کامپوزیتی کربن سبب ظهور ناهمسانگردی (انیزوتروپی) در نانوساختار کلوییدی ایروژل کامپوزیتی حاصل و در نتیجه کاهش در ابعاد کنترلی رژیم سینتیکی در واکنش اکسایش حرارتی می شود.

کلیدواژه ها:

ایروژل کامپوزیتی ، نوالاک ، نانوذرات سیلیکا ، نانوذرات خاک رس ، مقاومت حرارتی ، سینتیک اکسایش