فرمولاسیون بهینه محققان دانشگاهی برای عایق‌های صوتی و حرارتی
بسپار می نویسد، پژوهشگران کشورمان جهت ساخت عایق‌های صوتی و حرارتی با کیفیت مطلوب اقدام به بررسی تأثیر فرمولاسیون به کار رفته در آن‌ها کردند که نتایج آن، مورد توجه صنایع ساختمانی و نفت و گاز قرار خواهد گرفت.
به گزارش ایسنا، سیلیکا ایروژل به عنوان سبک‌ترین و عایق‌ترین ماده‌ی جامد جهان شناخته می‌شود. این ماده با روش فوق بحرانی تولید می‌شود و واکنش دو مرحله‌ای تشکیل سل-ژل آن نسبتاً زمان‌گیر است. تلاش برای تهیه‌ی این ماده در فشار محیطی طی ده سال اخیر، رشد روزافزونی داشته است. اخیراً واکنش‌های کاتالیستی تک مرحله‌ای به منظور کاهش زمان سنتز این مواد مورد استقبال قرار گرفته است.
علیرضا دورباش، دانشجوی دکترای مهندسی شیمی- پلیمر و محقق طرح، در خصوص اهمیت تحقیقات صورت گرفته در این زمینه اظهار کرد: ایروژل‌ها عموماً موادی نانو متخلخل هستند. میزان تخلخل، کمینه بودن میزان چروک خوردگی (Shrinkage) و نسبت سطح به جرم ایروژل‌ها در کاربرد و مرغوبیت این محصول بسیار مهم است.
وی افزود: یکی از پارامترهای مؤثر در فرایند کاتالیستی تولید سیلیکا ایروژل، انتخاب میزان آب مورد استفاده در واکنش‌های اولیه جهت تهیه سل-ژل آن است. در این کار پژوهشی نقش میزان آب بر سرعت تشکیل ژل، خواص مکانیکی ژل تهیه شده و ساختار نهایی آیروژل بررسی شده و مقدار بهینه برای سیستم کاتالیستی به کار رفته بدست آمده است.
دورباش تصریح کرد: با توجه به نتایج به دست آمده، امکان تعیین میزان آب بهینه در سنتز ایروژل فراهم شده است. در نتیجه ضمن دستیابی به فرمولاسیونی بهینه، می‌توان به محصولی با کیفیت بهتر و کمترین میزان چروک خوردگی در مدت زمانی کوتاه دست یافت. همچنین هزینه‌ی تولید این محصول از طریق کاهش دادن زمان سنتز (افزایش سرعت تولید) کاهش می‌یابد.
به گفته‌ی دورباش، در روند این تحقیقات، با استفاده از تترااتیل اورتوسیلیکا (TEOS) به عنوان ماده‌ی پایه، سل-ژل‌هایی با میزان آب متفاوت و به روش تک مرحله‌ای تهیه شده است. جهت آبگریز کردن سطح ژل‌ها، اصلاح سطحی بر روی آن‌ها صورت گرفته است. در ادامه خواص مکانیکی ژل حاصل شده بررسی شده است. در نهایت ژل‌ها در فشار محیطی خشک و خواص سطحی و ساختار حفرات ایروژل‌های تولید شده مطالعه شده است.
وی خاطرنشان کرد: اگر چه افزایش میزان آب، زمان ژل شدن را کاهش می‌دهد، اما سبب کاهش تخلخل و سطح قابل ارائه ایروژل (که مقادیر بالاتر آن‌ها مطلوب است) نیز خواهد شد. از طرفی مقاومت فشاری ژل‌ها و چگالی آن‌ها با افزایش میزان آب، افزایش می‌یابد. با بررسی کل نمونه‌ها مشخص شده است که نمونه‌های حاوی 1/5 و یا 2 نسبت مولی از آب (W/TEOS) بهترین خواص ویژه را از خود نشان می‌دهند. خاصیت ویژه حاصل تقسیم عدد خاصیت یک ماده به چگالی آن است.
این محققان در ادامه‌ی این طرح، تهیه ایروژل از سایر مواد، بررسی کارکرد این مواد به عنوان افزودنی در خواص پلیمرهایی با کاربردهای عایق حرارتی و صوتی را در دستور کار خود دارند.
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری علیرضا دورباش، دکتر سیامک مطهری، عضو هیأت علمی دانشگاه تهران و حسینعلی عمرانپور، دانشجوی دکترای مهندسی شیمیگرایش مهندسی پلیمر است، در مجله‌ی Non-Crystalline Solids منتشر شده است.
