پديد آورنده :
سعادتي فر، مهسا
عنوان :
سنتز و شناسايي ايروژل هيبريدي پلي وينيل الكل/سيليكا و تهيه بلانكت ليفي ايروژلي از آن در شرايط فشار محيط و با استفاده از منسوج پلي استري
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
شيمي نساجي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده نساجي
صفحه شمار :
چهارده، ۱۰۳ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
زهرا طالبي مزرعه شاهي
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
توصيفگر ها :
ايروژل هيبريدي , سيليكا ايروژل , پليوينيلالكل , بلانكت ايروژلي
استاد داور :
حسين فشندي، اكبر خدامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1396/12/13
چكيده فارسي :
چكيده خواص مكانيكي ضعيف و شكندگي ذاتي سيليكا ايروژل به دليل تخلخل زياد ساختار آن دركنار محدوديت هاي روش خشك كردن فوق بحراني استفاده تجاري اين مواد را محدود ساخته است در تحقيقات انجام شده بر روي تقويت شبكه سيليكا ايروژل با پليمرها تاكنون مطالعات محدودي در ارتباط با استفاده از پلي وينيل الكل PVA براي بهبود خواص مكانيكي سيليكا ايروژل صورت گرفته است از طرفي در سال هاي اخير سنتز ايروژل هاي هيبريدي و نيز تهيه بالنكت ليفي ايروژلي با استفاده از روش خشك كردن در شرايط محيط براي گسترش تجاريسازي آنها از اهميت بسيار برخوردار است لذا هدف از اين تحقيق ارائه روشي براي تقويت و هيبريدسازي شبكه سيليكاتي ايروژل با پليوينيلالكل به منظور سنتز ايروژل هيبريدي پليوينيلالكل سيليكا و تهيه بالنكت ليفي آن با استفاده از منسوج بيبافت پلياستر در شرايط فشار محيط و شناسايي آنهاست ذرات سيليكا ايروژل هيبريدي و بالنكتهاي آن در شرايط مختلف به روش سل ژل دو مرحلهاي با استفاده از پيشماده TEOS و خشك كردن تحت شرايط محيطي تهيه شدند در اين راستا شرايط مناسب سنتز ايروژل هيبريدي از نظر دماي هيدروليز نسبت مولي مواد شرايط زماندهي و اصالح سطح براي دستيابي به ايروژل هيبريدي با ساختار يكنواخت و چگالي كم و تخلخل باال تعيين گرديد همچنين اثر غلظت پليمر PVA در محلول سل هيبريدي بر ساختار حفرات و خواص فيزيكي ايروژل ارزيابي شد خواص فيزيكي مورفولوژي خواص آبدوستي و ميزان غباردهي بالنكتهاي ايروژلي نيز مورد بررسي قرار گرفت از آزمونهاي جذب و واجذب نيتروژن FTIR زاويه تماس تصاوير TGA FE SEM استحكام فشاري و طيفسنجي EDX براي شناسايي و ارزيابي خواص ايروژلهاي خالص و هيبريدي و بالنكتهاي حاصل استفاده شد نتايج بخش بهينهسازي نشان داد كه عدم حضور TEOS و آب در محلول زماندهي چگالي ايروژل هيبريدي را به 3 1 94 g cm افزايش و تخلخل آن را به 07 كاهش ميدهد كه ميتواند ناشي از عدم تقويت كامل ساختار ضعيف ژل هيبريدي در مرحلهزماندهي باشدكه به جمعشدگي زياد آن در مرحله خشك شدن در اثر تنشهاي موينگي و چگالي باالي ايروژل حاصل ميانجامد شرايط بهينه براي سنتز ايروژل هيبريدي پليوينيلالكل سيليكا شامل نسبت مولي TEOS EtOH H2O HCl برابر با 0 8 7 0 دماي هيدروليز 19 و محلول زماندهي حاوي 5 77 اتانول 5 7 آب 50 TEOS تعيين شد همچنين مرحله اصالح سطح از مراحل سنتز حذف گرديد نتايج نشان داد كه ذرات ايروژل هيبريدي حاوي مقادير مختلف از PVA با وجود حذف مرحله اصالح سطح از مراحل سنتز به عنوان مهمترين مرحله در تهيه سيليكا ايروژل تهيه شده در فشار محيط از تخلخل باالي 18 سطح مخصوص 711 911 m2 g حفرههاي نانومتري با ابعاد 00 8 nm و خواص آبدوستي باال برخوردارند اندازه ذرات ايروژل هيبريدي با افزايش پليوينيلالكل در ساختار افزايش يافته كه بيانگر پوششدهي مناسب ذرات ثانويه با پليمر است درحاليكه چگالي و تخلخل تغيير محسوسي نشان نميدهند همچنين نتايج تصاوير FE SEM حاكي از يكنواختي ساختار ايروژل هيبريدي در مقايسه با ساختار نايكنواخت سيليكا ايروژل خالص سنتز شده در شرايط مشابه است نتايج خواص مكانيكي ذرات ايروژلي نيز حاكي از افزايش 59 استحكام و مدول فشاري سيليكا ايروژل در اثر هيبريدسازي با پليوينيلالكل است كه بيانگر تقويت شبكه ژل سيليكا با وجود تغييرات بسيار كم در ساختار حفرات و خواص فيزيكي آن است نتايج آزمون EDX و TGA حضور زنجيرههاي پليمر پليوينيلالكل در شبكه ژل سيليكا در اثر فرآيند هيبريدسازي را تاييد ميكند بهطوريكه پلي وينيلالكل اضافه شده تا حد زيادي در ساختار ايروژل سيليكا حفظ شده است تصاوير SEM بالنكتهاي تهيه شده با ذرات ايروژل هيبريدي پوششدهي مناسب ذرات ايروژلي بر سطح الياف و حفرههاي بين الياف موجود در اليه بيبافت را تاييد ميكند با افزايش حجم سل مورداستفاده در تهيه بالنكتهاي ايروژلي و غلظت پليمر PVA موجود در سل هيبريدي وزن و ضخامت بالنكت حاصل افزايش يافت بالنكتهاي حاصل از آبدوستي بسيار زياد در مقايسه با اليه بيبافت اوليه از جنس پلياستر آبگريز برخوردارند نتايج حاصل از آزمون غباردهي و ريزش ذرات از بالنكتهاي ايروژلي با استفاده از نيروي مافوق صوت كاهش وزن 18 براي بالنكت تهيه شده با سيليكا ايروژل خالص را نشانداد و بيانگر ريزش زياد ذرات از اين بالنكت و ناپايداري آن است كه اين مقدار در بالنكت ايروژلي حاوي 12 حجمي PVA در محلول سل هيبريدي به 3 كاهش يافت اين نتايج حاكي از كاهش قابلمالحظه پديده غباردهي و افزايش چشمگير ثبات ذرات ايروژل در اثر هيبريدسازي با پليوينيلالكل است كه ميتواند به دليل افزايش تعداد برهمكنشهاي شيميايي بين شبكه سيليكا و پليمر و ايجاد شبكه هيبريدي پايدار و چسبندگي بيشتر ايروژل روي سطح منسوج باشد كلمات كليدي ايروژل هيبريدي سيليكا ايروژل پليوينيلا
چكيده انگليسي :
Isfahan University of Technology Department of Textile Engineering Op Mahsa Saadatifar Mahsa saadatifar@tx iut ac ir Department of Textile Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language FarsiSupervisors Supervisors Advisor AbstractCommercial use of silica aerogel has been limited due to its high porosity structure an inherentfragility and weak mechanical propertiesin addition of the supercritical drying method In recentyears many researches has been done on reinforcing of silica aerogel network with polymers knownorganic inorganic hybrid aerogels However limited studies have been reportes on the polyvinylalcohol PVA silica hybrid aerogels with improved mechanical properties On the other hand synthesis of hybrid aerogel and aerogel blanket dried at ambient pressure have been interested recently The aim of this work is the synthesis of PVA silica hybrid aerogel and preparation itsblanket using polyester non woven fabric under ambient pressure conditions Hybrid silica aerogelparticles and their blankets were prepared via two steps sol gel process using TEOS precursorfollowed by drying under ambient conditions In this regard the appropriate conditions for hybridaerogel synthesis in terms of hydrolysis temperature molar ratio of chemicals aging conditions andsurface modification investigated to achieve a hybrid aerogel with a uniform structure and lowdensity and high porosity Also the effect of PVA polymer concentration in hybrid sol solution onpore structure and physical properties of aerogels was evaluated Physical and morphologicalproperties hydrophilic and dusting behavior of aerogel balnkets were investigated Nitrogenabsorption and desorption analysis FTIR contact angle FE SEM TGA EDX and compressivestrength tests were used for characterization of hybrid aerogels and their balnkets The results showed
استاد راهنما :
زهرا طالبي مزرعه شاهي
استاد مشاور :
عليرضا علافچيان
استاد داور :
حسين فشندي، اكبر خدامي
