سنتز نانوآلومینای صفحه‌ای و اثر آن بر تراوایی گاز در کامپوزیت اپوکسی-الیاف کربن

امروزه، تلاش‌های قابل توجهی در زمینه ساخت سامانه‌های پلیمری ناتراوا در برابر گاز انجام می‌شود. این سامانه‌ها در مقایسه با سامانه‌های فلزی مزایایی همچون چگالی کم و هزینه ساخت کمتری دارند. از مهم‌‌ترین چالش‌ها در زمینه ساخت سامانه‌های پلیمری، انتخاب مناسب اجزا و شرایط فرایندی با هدف کاهش تراوایی گازهای مختلف است. در این پژوهش، ابتدا نانوذرات با استفاده از آلومینیم نیترات 9 آبه و سدیم دودسیل سولفات به‌عنوان عامل ایجاد ساختار به روش آب‌گرمایی سنتز شد و با استفاده از آزمون‌های FE-SEM و EDAX به‌عنوان نانوآلومینای صفحه‌ای شناسایی شد. در مرحله دوم، نانوکامپوزیت اپوکسی حاوی نانوآلومینای صفحه‌ای و کامپوزیت اپوکسی-الیاف کربن حاوی مقادیر مختلف نانوآلومینای صفحه‌ای ساخته شد. مقادیر نانوآلومینای صفحه‌ای اضافه شده به رزین اپوکسی در هر دو سامانه 1، 5/2 و %5 وزنی بود. اثر مقدار بارگذاری نانوذرات بر تراوایی گازهای نیتروژن، آرگون و کربن دی‌اکسید در نمونه‌های نانوکامپوزیتی اپوکسی-نانوآلومینای صفحه‌ای اندازه‌گیری شد. مشاهده ‌شد تراوایی نیتروژن، آرگون و کربن دی‌اکسید به ترتیب 83، 74 و %50 کاهش یافته و مقدار کاهش تراوایی، با قطر مولکول گاز متناسب است. به‌طور کلی، استفاده از نانوآلومینای صفحه‌ای باعث کاهش چشمگیر تراوایی گاز شده است. همچنین، تراوایی گاز کربن دی‌اکسید در نمونه‌های کامپوزیت اپوکسی-الیاف کربن دارای نانوآلومینای صفحه‌ای با هدف مشخص‌کردن اثر اجزا بر تراوایی سامانه بررسی شد. نتایج نشان داد، تراوایی گاز کربن دی‌اکسید در نانوکامپوزیت اپوکسی- الیاف کربن حاوی %5 وزنی نانوآلومینای صفحه‌ای %84 کاهش یافته است.